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Schraubmuffenverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenmuffenverbindung
zum dichten Befestigen eines am Ende konisch aufgeweiteten Rohres zur Leitung von
Druckflüssigkeiten mit großen Druckschwankungen an einem Anschlußstutzen mit konisch
ausgebildeter Innenfläche, wobei die das Rohr mit Spiel umgebende Schraubmuffe einen
elastischen Klemmring dessen zylindrische Innenfläche auf der Außenmantelfläche
des Rohres sitzt und dessen zylindrische Umfangswand sich in die Gewindegänge der
Schraubmuffe eindrückt, unter Verformung gegen das an der konisch ausgebildeten
Innenfläche des Anschlußstutzens anliegende aufgeweitete Rohrende und gegen die
Stirnfläche des Anschlußstutzens anpreßt.
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Bei einer bekannten Schraubmuffenverbindung dieser Art, die außerdem
noch einen das Rohrende umgebenden zusätzlichen Ring aufweist, ist die Stirnfläche
des Anschlußstutzens von dessen konisch ausgebildeter Innenfläche durch einen zylindrischen
Befestigungsansatz des Anschlußstutzens axial getrennt. Dieser Befestigungsansatz
hat auf seinem Außenumfang das Gewinde zum Aufschrauben der Schraubmuffe, überdeckt
den erwähnten zusätzlichen Ring auf dem Rohrende und umgibt dieses unter Bildung
eines verhältnismäßig schmalen Kreisringraumes, in welchen der elastische Klemmring
eingreift. Beim Anziehen dieser Schraubmuffenverbindung wirkt daher der elastische
Klemmring nicht direkt auf den Umfang des aufgeweiteten Rohrendes, sondern lediglich
mit einer nur verhältnismäßig kleinen Anlagefläche auf die Stirnseite des zusätzlichen
Ringes, wobei außerdem für die Verformung des elastischen Klemmringes ungünstigerweise
nur der erwähnte Kreisringraum zur Verfügung steht, in dem das Klemmringmaterial
axial hineingequetscht werden muß.
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Andere bekannte Schraubenmuffenverbindungen, bei denen entweder auf
die konische Aufweitung des Rohres oder die konische Ausbildung der Innenfläche
des Anschlußstutzens verzichtet wird, sind derart aufgebaut, daß der elastische
Klemmring und das Spiel der Schraubmuffe gegenüber dem Außenumfang des Rohrendes
bei Erschütterungen ein eventuelles Nachgeben des Rohres durch leichte Verbiegung
erlauben, womit erreicht werden soll, daß die sonst bei einer absolut starren Verbindung
bestehende Bruchgefahr verringert wird.
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Ferner ist es bei einer Schraubmuffenverbindung für Kunststoffröhrchen
bekannt, auf das Röhrchen einen doppelt konischen Metallring aufzuschieben, der
durch das Aufschrauben des Anschlußstutzens auf eine ebenfalls auf dem Röhrchen
sitzende Metallhülse zusammengepreßt wird. Um ein Eindrücken des Kunststoffröhrchens
zu verhindern, ist in dessen Inneres ein Metallröhrchen eingesetzt, das jedoch den
Durchflußquerschnitt des Kunststoffröhrchens an der Verbindungsstelle verringert.
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Diese bekannten Schraubmuffenverbindungen erfüllen jedoch noch nicht
zuverlässig diejenigen besonderen Anforderungen, die dann zu stellen sind, wenn
die Verbindungsstelle sowohl ständigen starken Druckstößen der passierenden Druckflüssigkeit
als auch starken äußeren Erschütterungen ausgesetzt ist, beispielsweise dann, wenn
es sich um eine Schraubmuffenverbindung zwischen der Brennstoffzuleitung und einer
Einspritzpumpe einerseits sowie dem Motorzylinder andererseits einer Verbrennungskraftmaschine
handelt. Für derartige Zwecke verwendbare Schraubmuffenverbindungen sollen möglichst
derart beschaffen sein, daß man die Schraubmuffe sehr fest anziehen kann, ohne daß
die Gefahr besteht, daß die lichte Innenweite des Rohrendes durch Zusammenpressen
des Rohres verringert wird, und ohne daß die leichte elastische Nachgiebigkeit des
Rohres infolge von Erschütterungen die absolute Dichtheit der Verbindung beeinträchtigt.
Diese Nachgiebigkeit des Endbereich des Rohres darf daher nicht
den
absolut starren und festen Sitz des stirnseitigen Rohrendes aus der Stirnseite des
Anschlußstutzens beeinflussen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubmuffenverbindung
des eingangs beschriebenen Typs derart zu verbessern, daß sie unter Ausschluß jeglicher
Bruchgefahr und ohne jede Gefahr einer Verringerung der lichten Durchflußweite an
der Verbindungsstelle auf einfache Weise durch starkes Anziehen der Schraubmuffe
montierbar ist.
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Ausgehend von einer Schraubmuffenverbindung der eingangs beschriebenen
Art ist die Erfindung zu diesem Zwecke dadurch gekennzeichnet, daß die konisch ausgebildete
Innenfläche des Anschlußstutzens in an sich bekannter Weise unmittelbar in dessen
Stirnfläche übergeht.
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Die gekennzeichnete Ausgestaltung ist zwar an sich bekannt, wobei
jedoch kein elastischer, sondern ein starrer Klemmring vorgesehen ist und die Stirnfläche
des Anschlußstutzens nicht als Widerlager für den Klemmring dient.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß der in einem verhältnismäßig
großen Hohlraum zwischen Rohr und Schraubmuffe liegende elastische Klemmring gleichzeitig
gegen die konische Außenfläche des aufgeweiteten Rohrendes sowie gegen die konische
Innenfläche und die Stirnfläche des Anschlußstutzens gepreßt wird, wobei das Fließen
und die Verformung des elastischen Klemmrings um das Rohrende herum eine feste und
dichte Anpressung des aufgeweiteten Leitungsendes an der konischen Innenfläche des
Anschlußstutzens gewährleistet, derart, daß die stirnseitigen Berührungsflächen
von Rohrende und Stutzen starr aufeinanderliegen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an drei Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt F i g.1 eine erste Ausführungsform der Schraubmuffenverbindung,
F i g. 2 eine zweite Ausführungsform mit einem in das aufgeweitete Rohrende eingesetzten,
an sich bekannten Befestigungskonus und F i g. 3 eine dritte Ausführungsform, bei
welcher der innere Befestigungskonus ein Doppelkonus ist. Die drei in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele von Schraubmuffenverbindungen dienen zum Anschluß
eines Verbundrohres 4, das aus einem inneren Kunststoffrohr 6, beispielsweise aus
Polyamid, und einem äußeren Metallrohr 7 besteht, an den Stutzen 9 einer Druckmittelquelle
oder eines Verbrauchers. Beim Verbundrohr 4 kann es sich beispielsweise um eine
Brennstoffeinspritzleitung in Verbrennungskraftmaschinen handeln, während der Stutzen
9 zur Einspritzpumpe oder aber zu einem Motorzylinder gehört.
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Alle Verbindungen weisen als Hauptelement eine Schraubmuffe 8 auf,
die mit ihrem Innengewinde auf das Außengewinde des Stutzens 9 aufschraubbar ist
und über ihre ganze Länge den Endbereich des Verbundrohres 4 mit Spiel umgibt, sowie
einen elastischen Klemmring 10 aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid,
der auf dem Außenumfang des Endbereichs des Verbundrohres 4 sitzt und beim Anziehen
der Muffe 8 zusammengedrückt wird. Das Innengewinde der Muffe 8 erstreckt sich auch
über den zunächst zylindrischen Außenumfang des Klemmrings 10 und wird beim Aufschrauben
der Muffe fest in den Umfang des elastischen Klemmrings eingedrückt. Auf diese Weise
wird ein außerordentlich fester Sitz der aufgeschraubten Muffe 8 erreicht, ohne
daß durch das starke Anziehen der Muffe 8 das Gegengewinde des Stutzens 9 oder irgendwelche
Anschlagteile am Stutzen 9 durch Verformung beschädigt werden könnten.
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Der dem Stutzen 9 abgewandte Endbereich der Muffeninnenwand bildet
eine sich zum Ende der Muffe hin verjüngende Kegelstumpffläche ohne Gewinde, wobei
die stirnseitige Öffnung der Muffe 8 einen größeren Durchmesser als den Außendurchmesser
des Verbundrohres 4 hat. Auf diese Weise erfährt das Rohrende bei seinem Austritt
aus der Muffe 8 eine stetige Druckverminderung, und das Verbundrohrende 4 kann außerdem
äußeren Stößen und Erschütterungen elastisch nachgeben, indem es sich auf seiner
ganzen, in den elastischen Klemmring 10 eingebetteten Länge stetig zu krümmen vermag.
Damit ist eine Bruchgefahr vermieden, die immer dann auftritt, wenn eine auf eine
ganz bestimmte Rohrstelle lokalisierte Biegebeanspruchung existiert.
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Außerdem sorgt die große Masse des elastischen Klemmrings 10, der
den Außenumfang des Rohrendes 4 über eine mindestens dem Rohrdurchmesser entsprechende
Länge umgibt, wegen seiner Verformungs- und Fließfähigkeit dafür, daß sich der auf
das Rohr ausgeübte Druck gleichmäßig verteilt, so daß auch keine lokalen Druckbeanspruchungen
des Rohres innerhalb der Verbindung auftreten.
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Die Öffnung des Stutzens 9 ist unter Bildung einer Konusfläche 11
erweitert, die zusammen mit der Konusfläche 12 der Muffe 8 das Fließen des elastischen
Klemmringes 10 beim Aufschrauben der Muffe 8 nicht erleichtert. Um jedes
Gleiten oder Lösen des Verbundrohrendes 4 aus der Muffe 8 bzw. aus dem Klemmring
10 mit Sicherheit zu verhindern, ist das Verbundrohrende in an sich bekannter Weise
konisch aufgeweitet, wobei das Ende des äußeren Metallrohres 7 eine sich in Richtung
auf den Stutzen erweiternde Konusfläche 13 bildet. Die Stirnfläche dieses Konus
wird beim Anziehen der Muffe 8 fest gegen die Innenfläche 11 des Stutzens 9 gepreßt.
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Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist die Verbindung nach F i g.
1 durch Einfügen eines starren Einsatz- oder Befestigungsringes 14 in das erweiterte
Rohrende 13 ergänzt. Die konische Außenfläche des Ringes 14 ist der Konusfläche
13 des äußeren Metallrohres 7 angepaßt und weist vorzugsweise, wie auf F i g. 2
dargestellt, Rippen 15 auf, die sich in die Konusfläche 13 des Metallrohres eindrücken.
Es ist nicht erforderlich, das Metallrohrende 7 vor dem Einsetzen des Ringes 14
konisch aufzuweiten, sondern man kann den beispielsweise aus Metall bestehenden
Konus 14 mit dem Hammer unter Aufweitung des Metallrohrendes 7 in das Rohrende eintreiben.
Die innere Stirnfläche des Befestigungsringes 14 stützt sich auf der eben ausgebildeten
Kreisringstirnfläche des inneren Kunststoffrohres 6 ab. Der Innendurchmesser des
Ringes 14 ist wenigstens so groß wie die innere lichte Weite des Verbundrohres,
vorzugsweise, wie auf F i g. 2 dargestellt, etwas größer.
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An Stelle von konzentrischen Rippen 15 kann die äußere Kegelfläche
des Ringes 14 auch mit einem Schraubengewinde versehen sein, so daß der Ring 14
in das Rohrende einschraubbar ist. Diese Variante ist auf F i g. 3 dargestellt,
wobei das äußere Schraubengewinde des Befestigungskonus 14 mit 16 bezeichnet ist.
Außerdem hat in diesem Ausführungsbeispiel der
Befestigungsring
14 in an sich bekannter Weise die Form eines Doppelkonus, und das aufgeweitete Ende
13 des Metallrohres 7 ist um die stutzenseitige Konusfläche des Ringes 14 umgebogen.
Diese Umbiegung kann entweder vor der Montage der Kupplung erfolgen, oder aber die
Verformung findet während des Anziehens der Muffe 8 durch die ausgeübte Klemmkraft
statt.
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Der Befestigungskonus 14 kann, an Stelle konusförmig ausgebildet zu
sein, auch eine kreis- oder ellipsenförmig abgerundete Außenfläche haben.
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Als zusätzliche Sicherung kann nach Wunsch außerdem der Außenmantel
des metallischen Rohres 7 im Bereich des Klemmringes 10 mit Rippen oder Vorsprüngen
versehen sein, die sich in das elastische Material des Klemmringes 10 eindrücken.
Außerdem kann der Außenumfang des elastischen Klemmringes 10 von einer metallischen
Hülle umgeben sein.
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Der elastische Klemmring 10 dient nur zur sicheren Befestigung und
elastischen Lagerung des Rohres 4 am Stutzen 9, sondern dämpft gleichzeitig die
Cbertragung von Schwingungen zwischen der Druckmittelpumpe und dem Verbraucher,
beispielsweise einem Motor.
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Außer für Brennstoffeinspritzsysteme läßt sich die Verbindung nach
der Erfindung mit Erfolg für hydraulische Steuerungen aller Art, für Systeme zur
Übertragung hydrostatischer Kräfte, für Kältemaschinen, Wärmepumpen und ähnliche
Installationen anwenden, bei denen mit Druckschwankungen des Druckmittels und/oder
mit äußeren Belastungen und Erschütterungen zu rechnen ist.
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Einzelheiten der Zeichnungsbeschreibung, die nicht zur Aufgabenlösung
im Sinne der im Patentbegehren gekennzeichneten Mittel beitragen, gehören nicht
zur Erfindung, sondern sind lediglich zum besseren Verständnis der gezeichneten
Gesamtanordnung näher erläutert.