DE1937975A1

DE1937975A1 - Druckleitungsverbindung mit Druckleitungsnippel,Gegenstueck und UEberwurfmutter

Info

Publication number: DE1937975A1
Application number: DE19691937975
Authority: DE
Inventors: Norbert Binzer; Guido Dipl-Ing Juergen
Original assignee: Guido dipl-Ing Juergen
Current assignee: Guido dipl-Ing Juergen
Priority date: 1969-07-25
Filing date: 1969-07-25
Publication date: 1971-02-11
Also published as: YU31252B; DE1937975B2

Description

Druckleitungsverbindung mit Druckleitungsnippel, Gegenstück und Überwurfmutter Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckleitungsverbindung mit Druckleitungsnippel, Gegenstück und Oberwurfmutter, wobei der Innenkonus des Gegenstücks und ein Abstützhohlkegel der Überwurfmutter etwa gleiche Kegelwinkel im Bereich von 600 aufweisen und die rückwärtige Abstützfläche des eine Art Außenbund der Druckleitung bildenden Nippels die Form einer Kugelzone aufweist.
Die mit solchen Druckleitungsverbindungen versehenen Leitungssysteme, wie z.B. Einspritzleitungssysteme von Brennkraftmaschinen, weisen im Anschluß an die vorgenannte Verbindungsstelle in der Regel mehr oder weniger lange uneingespannte Leitungsteile auf, die nicht nur pulsierenden Arbeitsdrücken des geförderten Druckmediums, sondern zumeist auch unvermeidlichen Detriebsschwingungen ausgesetzt sind. Da der Drucknippel durch die Überwurfmutter starr an das Gegenstück angepreßt ist, führen die noch heute genormten, an die Druckleitung mit einer quer zu dieser verlaufenden rückwärtigen Ringschulter angestauchten Nippel unter den Betriebsbedingungen sehr leicht zu Kerbrissen an der Übergangs stelle von der Druckleitung zum Nippel. Man ist deshalb bereits seit einiger Zeit dazu Utergegangen, die Nippel an ihrer rückwärtigen Abstützfläche kugelzonenförmig zu gestalten, wodurch nicht nur der im Längsschnitt des Nippels zwischen der rückwärtigen Abstützfläcne des Nippels und der anschließenden Druckleitung eingeschlossene Winkel wesentlich vergrößert und damit die dortige Kerbrißgefahr beträchtlich herabgesetzt, sondern auch die zur Anstauchung des Nippels erforderliche Verformungsarbeit beträchtlich herabgesetzt werden konnte. Eine solche, eingangs genannte Druckleitungsverbindung, deren Oberwurfmutter lediglich einen dieser rückwärtigen Abstützfläche angepaßten Abstützhohlkegel aufzuweisen braucht, ist beispielsweise in den Fig. 3 und 4 der brit. Pat. 888 055 beschrieben. Sie weist jedoch gegenüber der vorgenannten genormten Druckleitungsverbindung noch den Nachteil auf, daß auf den Nippel einer an das Gegenstück zunächst leicht verkantet herangeführten Druckleitung beim anschließenden Anziehen der Oberwurfmutter keine selbst-ausrichtenden Kräfte mehr ausgeübt werden können. Da sich Fluchtungsfehler beim Anschließen von Druckleitungen meist nicht ganz vermeiden lassen, besteht somit die Gefahr, daß der Dichtkegel des Nippels im Innenkonus des Gegenstücks trotz fest angezogener Überwurfmutter nicht zuverlässig abdichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Druckleitungsverbindung mit herabgesetzter Kerbrißgefahr so zu vervollkommnen, daß trotzdem beim Festlegen der Druckleitung etwa vorhandene Fluchtungsfehler des Nippels von selbst behoben werden, wie es bisher nur bei den genormten Druckleitungsnippeln mit quer zur Leitungsachse verlaufender rückwärtiger Abstützringfläche möglich war; Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außendurchmesser des Nippels den Außendurchmesser der Druckleitung um nur etwa 35 bis 40 % übersteigt und der Winkel zwischen der zwischen Dichthegel und der die rückwärtige Abstütz-Kugelzone des nippels aufnehmenden Kugel gebildeten Durchdringungsebene und der Tangentenrichtung der Kugeloberfläche an der Durchdringungsstelle etwa 3 bis 10 % größer als derjenige Winkel ist, der dem halben Betrag aus der Differenz von 180° und dem Kegelwinkel des Abstützhohlkegels der Oberwurfmutter entspricht.
Bei einer solchen ausbildung der Druckleitungsverbindung ist nicht nur, wie nachstehend noch erlautert ist, eine hinreichende Selbstausrichtungskomponente gewährleistet, sondern der gegenüber den bisher üblichen nippeln über den Rohrleitungsdurchmesser nur wesentlich weniger aufgeweitete Nippel kann nunmehr mit praktisch freiem Materialfluß und damit mit einer minalen Stauchung an die Rohrleitung angestaucht werden. Dies bedeutet nicht nur eine vereinfachte Herstellung des Nippels, sondern auch eine wesentliche Herabsetzung der beim Stauchen eintretenden Kaltverfestigung des Nippelmaterials, die wegen der dadurch vergrößerten Sprödigkeit des Materials und der dadurch hervorgerufenen Kerbrißgefahr unerwünscht ist. Infolgedessen sind Kerbrisse bei einer so ausgebildeten Druckleitungsverbindung selbst unter ungünstigsten Betriebsbedingungen des Leitungssystems ausgeschlossen.
In der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Druckleitungsverbindung in einem Längsschnitt zeigt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Die dargestellte Druckleitungsverbindungsstelle befindet sich am einen Ende einer Einspritzleitung 1, die beispielsweise Bestandteil des Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine sein kann. Das dargestellte Ende der Einspritzleitung 1 weist einen angestauchten Anschlußnippel auf, der an seinem freien Ende einen üblichen Dichtkegel 2 aufweist, dessen rückwärtige Abstützfläche 3 an ihrem Abstützbereich eine Kugelzone 4 bildet, die am äußeren Rand des Nippels in den Dichtkegel 2 über eine Abrundungsstelle 5 übergeht.
Der Dichtkegel 2 und der Innenkonus 6 eines Gegenstückes 7 der Verbindungsstelle weisen beide einen K#egelwinkel von 0 etwa 60 auf. Zur Festlegung der Einspritzleitung 1 am Gegenstück 7 dient eine Überwurfmutter 8, die mit ihrem Innengewinde auf ein Außengewinde 9 des Gegenstückes 7 aufschraubbar ist. Am inneren Ende ihrer axialen Bohrung 10 ist die Überwurfmutter 8 mit einem Abstützhohlkegel 11 mit einem 0 Kegelwinkel t von ebenfalls etwa 60 versehen.
Der Außendurchmesser D des Nippels übersteigt den Außen durchmesser d der Einspritzleitung 1 um nur etwa 35 t. Die Durchdringungsebene 12 zwischen der die Kugelzone 4 aufweisenden Kugelfläche 13 und der Kegelflache des Dichtkegels 2 schließt mit der Tangente 14 an die Kugelfläche 13 an deren Durchdringungsstelle mit der Durchdringungsebene 12 einen Winkel ß von etwa 660 ein, was zugleich etwa 10 % mehr ist als der Winkel(, , der dem halben Betrag aus der Differenz 0 von 180 und dem Kegelwinkel T des Abstützhohikegels der Überwurfmutter entspricht.
Nachstehend ist angenommen, daß die Einspritzleitung 1 in der dargestellten Weise an das Gegenstück 7 nicht genau fluchtend herangeführt ist, und zwar aus der axialen Richtung im Uhrzeigersinn herausgeschwenkt. Beim ersten Anziehen der überwurfmutter 8 kommt der Nippel am Innenkonus 6 des Gegenstückes 7 an den Stellen 14' und 15 und am Abstützhohlkegel 11 der Überwurfmutter 8 lediglich an der Stelle 16 zur Anlage. Beim weiteren Anziehen der Überwurfmutter 8 werden auf den Nippel von den Stellen 141 und 16 Kräfte ausgeübt, deren Richtung jeweils senkrecht zur Anlagefläche an den Stellen 14' und 16 verläuft. Die entsprechenden, in der Zeichnung dargestellten Kraftrichtungen 17 und 18 schneiden sich in einem Punkt 19, der nur wenig außerhalb der Anlagestellen 14 und 15 des Dichtkegels 2 am Innenkonus 6 des Gegenstückes 7 liegt. Infolgedessen bildet die Richtung 20 der gegen die Anlagestelle 15 wirksamen Druckkraft mit der in der Schnittebene nach dem Scheitelpunkt des Innenkonus 6 verlaufenden Erzeugenden des Innenkonus 6 einen Winkel 9 , der etwa 760 beträgt und damit wesentlich kleiner als 900 ist. Da diese Winkelabweichung größer als der Gleitreibungswinkel der an der Stelle 15 aufeinander abge- stützten Werkstoffe ist, ergibt sich an der Stelle 15 eine auf den Nippel nach außen angreifende Kraftkomponente, die die angestrebte Selbstausrichtung gewährleistet.
Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So kann der beim Ausführungsbeispiel etwa 10 % betragende Unterschied zwischen den Winkeln ffi und Od auch auf einen bis zu etwa 3 % betragenden Wert verringert werden und der Fluchtungsfehler der Einspritzleitung 1 könnte noch größer als dargestellt sein, ohne daß dadurch eine nennenswerte Änderung der geschilderten Verhältnisse eintritt und der Schutzbereich der Erfindung etwa verlassen werden würde.
Patentanspruch:

Claims

Patentanspruch Druckleitungsverbindung mit Druckleitungsnippel, Gegenstück und Überwurfmutter, wobei der Innenkonus des Gegenstücks und ein Abstützhohlkegel der Überwurfmutter etwa gleiche Kegelwinkel im Bereich von 600 aufweisen und die rückwärtige Abstützfläche des eine Art Außenbund der Druckleitung bildenden Nippels die Form einer Kugelzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) des Nippels den Außendurchmesser (d) der Druckleitung (l) um nur etwa 35 bis 40 % übersteigt und der Winkel (ß ) zwischen der zwischen Dichtkegel (2) und der die rückwärtige Abstütz-Kugelzone (4) des Nippels aufnehmenden Kugel (Kugelfläche 13) gebildeten Durchdringungsebene (12) und der Tangentenrichtung (Tangente 14) der Kugeloberfläche (13) an der Durchdringungsstelle etwa 3 bis 10 % größer als derjenige Winkel (OL) ist, der dem halben Betrag aus der Differenz von 180 0und dem Kegelwinkel (t des Abstützhohlkegels der Überwurfmutter entspricht.