DE1525638B1 - Pipe screw connection in joint design - Google Patents
Pipe screw connection in joint designInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrverschraubung in Stoßausführung mit einer einen Innenkonus aufweisenden überwurfmutter und einer verformbaren zylindrischen Dichtungshülse, deren eines mit einem Bund die Rohrstirnseite übergreifendes Ende eine stirnseitige Dichtungsfläche sowie einen die Anzugsstrecke der überwurfmutter begrenzenden ringförmigen Anschlag aufweist und deren anderes Ende in seinem Außendurchmesser stufenartig abgesetzt ist und an der Außendurchmesser-Stufung sowie am Hülsenende mit dem Innenkonus zusammenarbeitende ringförmige Klemmkanten aufweist. Bei einer bekannten Rohrverschraubung dieser Bauart wird die innere Ringkante des Hülsenendes in den Rohrumfang gepreßt, so daß an dieser Stelle eine Abdichtung gegenüber dem Rohr erzielt wird, während die den wandstärksten Hülsenteil nach rückwärts begrenzende Ringkante im Zusammenwirken mit dem Innenkonus der überwurfmutter die axiale Anzugstrecke begrenzt. Diese bekannte Rohrverschraubung ist jedoch nur für niedere und mittlere Drücke geeignet. Bei höheren Drücken gleitet das Rohr aus der Verschraubung heraus bzw. wird die Rohrverschraubung undicht: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Rohrverschraubung so weiterzubilden, daß sie auch hohen Drücken, beispielsweise von 400 atü (entsprechend einer Bruchlast von 1200 bis 1600 atü) und insbesondere auch zusätzlichen Schwingungsbeanspruchungen (wie sie beispielsweise bei Brennstoffeinspritzleitungen von Dieselmotoren auftreten) standhält. Dabei sollen ferner Überbeanspruchungen des Rohrmaterials über die Elastizitätsgrenze hinaus; insbesondere auch Kerbwirkungen auf das Rohr vermieden werden und außerdem ein wiederholtes Lösen und Neuverschrauben ohne nachteilige Wirkungen möglich sein.The invention relates to a screwed pipe connection with a butt joint a union nut having an inner cone and a deformable cylindrical one Sealing sleeve, one end of which with a collar overlaps the pipe face one sealing surface on the face side and one the tightening section of the union nut limiting annular stop and the other end in its outer diameter is stepped off and on the outer diameter graduation and at the end of the sleeve having cooperating with the inner cone annular clamping edges. At a known pipe screw connection of this type is the inner ring edge of the sleeve end pressed into the pipe circumference, so that at this point a seal against the Tube is achieved, while the backward limiting the thickest sleeve part The ring edge in cooperation with the inner cone of the union nut creates the axial tightening distance limited. However, this well-known pipe fitting is only for low and medium-sized Pressures suitable. At higher pressures, the pipe slides out of the screw connection or the threaded pipe connection leaks: The invention is based on the object to develop such a pipe union so that it can also handle high pressures, for example from 400 atü (corresponding to a breaking load of 1200 to 1600 atü) and in particular also additional vibration loads (such as those for example occur in fuel injection lines of diesel engines). This should Furthermore, overstressing of the pipe material beyond the elastic limit; In particular, notch effects on the pipe are avoided and also repeated Loosening and re-screwing may be possible without adverse effects.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Rohrverschraubung in Stoßausführung der eingangs erwähnten Bauart vorgesehen, daß die Dichtungshülse im Druckbereich der den mittleren abgestuften Hülsenteil -nach r'ü'ckwärts begrenzenden Klemmkante mindestens eine innere Ausdrehung aufweist, die eine Seite der Ausdrehung nach dem Hülsenende zu in -die Hülsenbohrung in einem Winkel y von annähernd 90° einmündet; und das Hülsenende auf der Innenseite eine kleine trichterförmige Erweiterung besitzt. -Die Erfindung ist im folgenden an Hand von. in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt -F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit Dichtungshülse bei Beginn der Verschraubung in unverformtem Zustand, F i g. 2 Teile dieser Rohrverschraubung in größerem Maßstab in verformtem Zustand, F i g. 3 die Dichtungshülse einer erfindungsgemäßen Rohrverschraubung in abgeänderter Ausführung im Längsschnitt, F i g. 4 Teile derselben. Rohrverschraubung in verformtem Zustand, F i g. 5 einen Längsschnitt durch Teile einer weiteren Ausführung einer Rohrverschraubung, F i g. 6 eine andere Ausführung der Rohrverschraubung im Längsschnitt in unverformtem Zustand, F i g. 7- dieselbe Rohrverschraubung in verformtem Zustand; F i g. 8 eine Rohrverschraubung für zwei Rohre im Längsschnitt. In F i g. 1 ist bei m die Längsachse der Rohrverschräubung bezeichnet. Es stellt dar: '1 ein Rohr, 2 eine Dichtungshülse, 3 ein mit Außengewinde 4 versehenes Anschlußstück und 5 eine auf dieses Außengewinde aufschraubbare Überwurfmutter, die einen Innenkonus 6 aufweist. Das eine Ende der Hülse 2 ist mit einem die Rohrstirnseite 7 übergreifenden Bund 8 versehen und weist eine sich am Anschlußstück 3 abstützende Dichtungsfläche 9 auf. Das andere Ende 2 a der Hülse besitzt durch eine äußere zylindrische Abdrehung 10 eine kleinere Wandstärke s 1, so daß damit die mit dem Innenkonus 6 zusammenarbeitende ringförmige Klemmkante 11 entsteht. Zur Bildung einer zweiten Klemmkante 12 weist die Dichtungshülse eine weitere äußere zylindrische Abdrehung 30 auf.To solve this problem, a pipe union with a butt joint of the type mentioned at the beginning provided that the sealing sleeve in the pressure area the clamping edge delimiting the middle, stepped sleeve part towards the rear has at least one inner recess that one side of the recess after Sleeve end to -the sleeve bore opens at an angle y of approximately 90 °; and the sleeve end has a small funnel-shaped extension on the inside. -The invention is in the following with reference to. Embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows -F i g. 1 shows a longitudinal section through a screwed pipe connection with sealing sleeve at the beginning of the screw connection in the undeformed state, FIG. 2 parts of this pipe fitting on a larger scale in the deformed state, F i G. 3 the sealing sleeve of a pipe screw connection according to the invention in modified form Execution in longitudinal section, F i g. 4 parts of the same. Tube fitting in deformed State, F i g. 5 shows a longitudinal section through parts of a further embodiment of a Tube fitting, F i g. 6 shows another embodiment of the pipe screw connection in longitudinal section in the undeformed state, FIG. 7- the same screwed pipe connection in a deformed state; F i g. 8 a pipe union for two pipes in longitudinal section. In Fig. 1 is at m denotes the longitudinal axis of the threaded pipe connection. It represents: '1 a pipe, 2 a sealing sleeve, 3 a connector provided with an external thread 4 and 5 a Union nut which can be screwed onto this external thread and has an internal cone 6. One end of the sleeve 2 is provided with a collar that extends over the pipe end face 7 8 and has a sealing surface 9 supported on the connection piece 3 on. The other end 2 a of the sleeve has an outer cylindrical twist 10 a smaller wall thickness s 1, so that the cooperating with the inner cone 6 annular clamping edge 11 arises. To form a second clamping edge 12 has the sealing sleeve has a further outer cylindrical turning 30.
Die Dichtungshülse weist ferner im Druckbereich p 2 der den mittleren abgestuften Hülsenteil 2 b nach rückwärts begrenzenden Klemmkante 12 gemäß F i g,1 und 2 eine größere Ausdrehung 13 auf, wobei weiterhin das Hülsenende 2 a auf der Innenseite eine kleine trichterförmige Erweiterung 14 besitzt. Die eine Seite der Ausdrehung 13 nach dem Hülsenende zu mündet in die Hülsenbohrung 15 in einen Winkel y von annähernd 90° ein, während die andere Seite der Ausdrehung in die Hülsenbohrung in einen kleinen spitzen Winkel d einmünden kann. Der die stirnseitige Dichtungsfläche 9 aufweisende Hülsenteil 2 c hat gegenüber dem mittleren, die Wandstärke s 2 aufweisenden Hülsenteil eine größere Wandstärke s 3, so daß damit eine weitere ringförmige Klemmkante 16 entsteht, die einen die Anzugsstrecke der Überwurf-. mutter 5 begrenzenden Anschlag bildet.The sealing sleeve also has the middle in the pressure area p 2 stepped sleeve part 2 b towards the rearward limiting clamping edge 12 according to FIG. 1 and 2 a larger recess 13, with the sleeve end 2 a on the Has a small funnel-shaped extension 14 on the inside. One side of the The recess 13 after the sleeve end opens into the sleeve bore 15 at an angle y of approximately 90 °, while the other side of the recess into the sleeve bore can open into a small acute angle d. The face sealing surface 9 having sleeve part 2 c has compared to the middle, the wall thickness s 2 having Sleeve part has a greater wall thickness s 3, so that a further annular clamping edge 16 arises, the one the tightening distance of the throw-over. nut 5 limiting stop forms.
Beim Verschraubender überwurfmutter 5 auf dem Anschlußstück 3 werden zunächst auf die Klemmkanten 11 und 12 die in F i g.1 bei p 1 und p 2 angedeuteten Kräfte ausgeübt, durch die einerseits ein axialer Preßdruck an der ebenen Dichtungsfläche 9 und andererseits ein im wesentlichen radialer Druck auf die Hülsenteile 2 a und 2 b: ausgeübt wird, die beim Festziehen der überwurfmutter eine Verformung gemäß F i g: 2 hervorrufen. Dabei werden die Klemmkanten 11 und 12 zu Druckflächen 11 a und 12 a mit der Breite a und b verbreitert; so daß sich die Druckkräfte p 1, p 2 auf diese Ringflächen verteilen. Dabei bildet der mittlere Hülsenteil 2 b über der Ausdrehung'13 im Längsschnitt eine Axt Brücke, deren Enden durch die Druckkraft p 2 stark belastet und demgemäß in das Rohr eingepreßt werden, wie bei 17 und 18 angedeutet. Dabei wird bei 17 eine stärkere Eindrückung in das Rohrmaterial erzielt, so daß an dieser Stelle eine einwandfreie ringförmige Abdichtung entsteht: Wenn der vorerwähnte Winkel y der Ausdrehung annähernd 90° beträgt, so entstehen bei der Eindrückung der Dichtungskante 17 im Rohrmaterial gemäß F i g. 2 die beiden verschiedenen Winkel a und ß, wobei ein verhältnismäßig ,großer Winkel ß gebildet wird. Durch diesen größeren Winkel wird wirksam verhindert, daß auch bei großem Überdruck das Rohr 1 in Richtung B aus der Verschraubung bzw. der Hülse 2 herausgleitet.When screwing the union nut 5 on the connecting piece 3 initially on the clamping edges 11 and 12 those indicated in FIG. 1 at p 1 and p 2 Forces exerted by the one hand an axial pressure on the flat sealing surface 9 and on the other hand a substantially radial pressure on the sleeve parts 2 a and 2 b: is exerted which, when tightening the union nut, causes a deformation according to F i g: cause 2. The clamping edges 11 and 12 thereby become pressure surfaces 11 a and 12 a widened with the width a and b; so that the pressure forces p 1, Distribute p 2 on these ring surfaces. The middle sleeve part forms 2 b over der Ausdrehung'13 in a longitudinal section an ax bridge, the ends of which by the pressure force p 2 are heavily loaded and accordingly pressed into the pipe, as at 17 and 18 indicated. A stronger indentation into the pipe material is achieved at 17, so that a perfect ring-shaped seal is created at this point: If the aforementioned angle y of the recess is approximately 90 °, so arise at the indentation of the sealing edge 17 in the pipe material according to FIG. 2 the two different angles a and ß, whereby a relatively large angle ß is formed will. This larger angle effectively prevents that even with large Overpressure, the pipe 1 slides out of the screw connection or the sleeve 2 in direction B.
Dabei wird; wie aus F i g. 2 hervorgeht, beim Einpressen der Dichtungskante 17 eine nachteilige Kerbwirkung auf das Rohr vermieden.In doing so, as in Fig. 2 shows when the sealing edge is pressed in 17 avoids a detrimental notch effect on the pipe.
Bei 18 wird; insbesondere bei Wahl eines kleineren Winkels d eine geringere Einpressung, also auch eine noch geringere Kerbwirkung als bei 17 erzielt.At 18 will; especially when choosing a smaller angle d a lower indentation, i.e. an even lower notch effect than achieved with 17.
Durch die obenerwähnte trichterförmige Eiweiterung, 14 des,Hülsenteiles;2"wird eingrseits unter: der Wirkung der , Ktaftp 1 die.-Verformung dieses ä@ülsenteiles erl@ehtert -und.-.anderexseits-, beWirkt;:daß nicht eine scharfe. Kante -in das-_ Rohr >ein ged-ückt wird, sondern. bei 19 im Rohr eine-.abgerundete7-Pindrückung.entsteht und damit:auch an_:dieser Stelle jede-Kerbwirkung vermieden wrrd.,Diese` beidenworgrwähnten,im"Äbstand., von der,. Dichturigskante 17 n`.förmige gen vorhandenen :weiteren xig..The above-mentioned funnel-shaped egg widening, 14 of the "sleeve part; 2" is, on the one hand, under: the effect of the 'Ktaftp 1 die.-deformation of this outer sleeve part expanded -and .-. On the other hand, caused;: that not a sharp one. Edge -in the-pipe > is pressed, but. At 19 in the pipe a-rounded7-pin impression. Occurs and thus: also at_: this point any notch effect would be avoided ., of the,. Dichturigskante 17 n`. Shaped gene existing: further xig ..
r -18 und 19 bilden; einet zusätzliche"Abstützung- des Rohres 1 in der Verschraubung. Dank dieser beiden zusätzlichen Abstützungen werden also die bei hohen Drücken häufig auftretenden Schwingungsk-Va@ruchungen (z. B. Dieselmotoren) unschädlich gemacht, so daß damit jede Bruchgefahr wirksam vermieden wird.r form -18 and 19; an additional "support - of the pipe 1 in the screw connection. Thanks to these two additional supports, the Frequent vibration fluctuations at high pressures (e.g. diesel engines) rendered harmless, so that any risk of breakage is effectively avoided.
Da der Hülsenteil 2c eine größere Wandstärke s3 gegenüber dem mittleren Hülsenteil 2 b aufweist und damit eine dritte Klemm- und Anschlagkante 16 geschaffen wird, bewirkt der vom Innenkonus 6 auf diese Klemmkante ausgeübte Druck p 3 noch eine gewisse radiale Zusammendrückung ,der Dichtungshülse, so daß diese auch noch bei 20 gegen den Rohrumfang gepreßt wird. Damit wird noch eine weitere; der vorerwähnten Schwingungsbeanspruchung entgegenwirkende Rohrabstützung innerhalb der Dichtungshülse erzielt. Die größere Wandstärke s 3 des Hilsenteils 2 c verhindert beim Aufschrauben der Überwurfmutter 5 eine stärkere Verformung der Hülse bei 16, so daß demgemäß diese Klemmkante 16 auch einen Anschlag bildet, der ein weiteres Anziehen der überwurfmutter und damit eine- gegebenenfalls nachteilige, zu -starke Verformung der Hülsenteile 2 a, 2 b und des Rohres verhindert.Since the sleeve part 2c has a greater wall thickness s3 compared to the middle Has sleeve part 2 b and thus a third clamping and stop edge 16 is created is caused by the pressure p 3 exerted by the inner cone 6 on this clamping edge a certain radial compression, the sealing sleeve, so that this too at 20 is pressed against the pipe circumference. This creates yet another; the aforementioned Vibration resistance counteracting pipe support within the sealing sleeve achieved. The greater wall thickness s 3 of the support part 2 c prevents it from being screwed on the union nut 5 a greater deformation of the sleeve at 16, so that accordingly this clamping edge 16 also forms a stop that allows the union nut to be tightened further and thus a - possibly disadvantageous, excessive deformation of the sleeve parts 2 a, 2 b and the pipe prevented.
Um die vorbeschriebenen und dargestellten Formänderungen des mittleren Hülsenteiles 2 b zu erzielen, ist, wie dargestellt, eine größere Ausdrehung 13 erforderlich, deren Tiefe t nahezu die Hälfte der Rohrwandstärke s2 beträgt.To the above-described and illustrated changes in shape of the middle To achieve sleeve part 2 b, a larger recess 13 is required, as shown, whose depth t is almost half the pipe wall thickness s2.
Gegebenenfalls können, wie in F i g. 3 und 4 veranschaulicht, im mittleren Hülsenteil 2 b auch mehrere bzw. zwei größere Innenausdrehungen 13 a vorgesehen sein, und zwar ebenfalls im Druckbereich b der Klemmkante bzw. Klemmfläche 12 ä. Bei dieser Anordnung werden bei 17 a zwei Abdichtungen zwischen Hülse und Rohr erzielt und außerdem, wie vorbeschrieben, die zusätzlichen Rohrabstützungen bei 18,19 und 20.Optionally, as shown in FIG. 3 and 4 illustrated in the middle Sleeve part 2 b also provided several or two larger internal recesses 13 a be, namely also in the pressure area b of the clamping edge or clamping surface 12 ä. In this arrangement, two seals between the sleeve and tube are achieved at 17 a and also, as previously described, the additional pipe supports at 18, 19 and 20th
F i g. 5 zeigt eine Rohrverschraubung, bei welcher das schwächere Hülsenende 2 a' eine beträchtliche Länge 1 und die Überwurfmutter 5 zwei in Abstand angeordnete Innenkonusse 6 a und 6 b aufweist. Bei dieser Ausführung ist ein noch größerer Abstand zwischen Dichtungsstelle 17 und Klemmstelle 19 vorhanden; so daß diese Bauart insbesondere für kerbempfindliche Rohre geeignet ist.F i g. Figure 5 shows a pipe fitting in which the weaker Sleeve end 2 a 'a considerable length 1 and the union nut 5 two at a distance arranged inner cones 6 a and 6 b. In this version there is a still greater distance between sealing point 17 and clamping point 19 available; so that this design is particularly suitable for notch-sensitive pipes.
In F i g. 6 und 7 ist eine weitere abgeänderte Ausführung gezeigt; bei welcher die den mittleren. Hülsenteil 2 b nach rückwärts begrenzende Klemmkante 12' und gegebenenfalls auch die Klemmkante 11' des schwächeren Hülsenteils 2.a abgerundet oder abgeschrägt ist. Da bei dieser Ausführung keine scharfen Klemmkanten auf den Innenkonus 6 der Klemmmutter einwirken; so kann damit für die Mutter ein Material geringerer Härte verwendet werden bzw. ein Härten der Mutter in Wegfall kommen. Zu demselben Zweck kann nach Fig: B bei :Dichtungshülsen, die scharfe Klemmkanten 11 und 12' haben, in der Übexwurfmütter.ein;.den:-Innenkonus :aufweisendes, bei Z3,angeleutefes Einsatzstück' angeordnet sein-; das eine - größere Härte aufweist- :als -das: :Material ` der ÜberWurfmutter. . , : .In Fig. 6 and 7 a further modified embodiment is shown; in which the middle. Sleeve part 2 b to the rearward limiting clamping edge 12 'and possibly also the clamping edge 11' of the weaker sleeve part 2.a rounded or beveled. Since there are no sharp clamping edges on the Act on the inner cone 6 of the clamping nut; so it can be a material for the mother lower hardness can be used or hardening of the nut is no longer necessary. For the same purpose, according to Fig: B in: Sealing sleeves, the sharp clamping edges 11 and 12 'have, in the Überexwurfmütter.ein; .den: -inner cone: exhibiting, at Z3, aneutefes insert 'be arranged-; which has a - greater hardness - : as -that:: material `of the union nut. . ,:.
Nach-F i:g.-? 6 und. 7 weist der: mit der den vorderen, stärksten °@Teil.2 d- begrenzenden Klemm- und. -Anschlagkante:16 zusammenarbeitende Bereich vom Innenkonus 6 C :der Ü-berwurfmutter, einen; größeren Konuswinkel<s: zur- Erzielung., einer- größeren -Axialkraft -auf, mit welcher eine hohe spezifische Flächenpressung an der stirnseitigen Dichtungsfläche 9 des Dichtungsringes 2 erreicht wird. Gegebenenfalls kann ztir=@ Erhöhung der spezifischen Flächenpressung die stirnseitige Dichtungsfläche 9 der Dichtungshülse bombiert sein, wie in F i g: 1 bei 9 a angedeutet, oder aber mit einer ringförmigen Schneidkante 23 gemäß F i g. 6 und 7 versehen sein.After-F i: g.-? 6 and. 7 shows: with the one in front, strongest °@Teil.2 d- limiting clamping and. - Landing edge: 16 collaborative areas from the inner cone 6 C: the union nut, one; larger cone angle <s: to- Achievement., A-greater -Axialkraft -auf, with which a high specific Surface pressure on the end face sealing surface 9 of the sealing ring 2 is achieved will. If necessary, ztir = @ can increase the specific surface pressure on the face Sealing surface 9 of the sealing sleeve be cambered, as indicated in FIG. 1 at 9 a, or with an annular cutting edge 23 according to FIG. 6 and 7 should be provided.
Gemäß F i g. 8 kann die Rohrverschraubung auch zur Stoßverbindung von zwei Rohren 1 und l a dienen. Zu diesem Zweck sind zwei gleiche, mit den stirnseitigen Dichtungsflächen 9 aneinanderliegende Dichtungshülsen 2 vorgesehen, die mittels einer einen Innenkonus 6 aufweisenden Hohlschraube 24 und einer einen gleichen Innenkonus 6 aufweisenden Überwurfmutter 5 durch Verschraubung dieser beiden Teile bei 9 gegeneinandergepreßt und in der vorbeschriebenen Weise verformt und damit auf die Rohre 1 und 1 a: gepreßt werden.According to FIG. 8, the pipe union can also be used for butt joints of two tubes 1 and l a serve. For this purpose, two are the same, with the frontal ones Sealing surfaces 9 abutting sealing sleeves 2 provided, which by means of one hollow screw 24 having an inner cone 6 and one having the same inner cone 6 having union nut 5 pressed against each other by screwing these two parts at 9 and deformed in the manner described above and thus pressed onto the tubes 1 and 1 a :. will.
Die Dichtungshülsen können gegebenenfalls, wie in F i g. 8 rechts angedeutet, noch mit einer Hohlkehle 21 auf der Innenseite des schwächeren Hülsenendes 2 ä versehen sein,- die sich an die trichterförmige Erweiterung 14 anschließt. Es wird damit eine noch ausgeprägtere Trennung zwischen der Dichtungsstelle 17 und der Klemmstelle 19 erzielt: ' Weiterhin kann in bekannter Weise bei Rohren mit schlechterer Rohroberfläche noch zusätzlich in der Ausdrehung 13 des mittleren Hülsenteils 2 b ein elastischer Dichtungsring 22 angeordnet sein.The sealing sleeves can optionally, as in FIG. 8 right indicated, with a groove 21 on the inside of the weaker end of the sleeve 2 ä, - which adjoins the funnel-shaped extension 14. It is thus an even more pronounced separation between the sealing point 17 and the terminal point 19 achieved: 'Furthermore, in a known manner for pipes with poorer Pipe surface also in the recess 13 of the middle sleeve part 2 b an elastic sealing ring 22 can be arranged.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |