DE20210654U1

DE20210654U1 - Druckdichte Kraft und formschlüssige schweiß- und lötlose Verbindung zwischen einem flexiblen Rohr und einem Anschlussstück

Info

Publication number: DE20210654U1
Application number: DE20210654U
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH PROEWIG INH GERDA WI
Current assignee: FRIEDRICH PROEWIG INH GERDA WI
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2012-07-11

Description

04.07.2002

Druckdichte kraft und formschlüssige schweiß- und lötlose Verbindung zwischen einem flexiblen Rohr und einem Anschlussstück.

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Verbindung eines hochflexiblen und oder semiflexiblen gewellten Rohres mit einem starren Anschlussteil, mit und ohne gewebten oder geflochtenen Druckträger. Derartig gewellte Rohre gibt es seit ca. 70 bis 80 Jahren. Sie wurden im Verlauf der Jahrzehnte zum heutigen qualitativ hochwertigen Produkt weiterentwickelt.

Die größte technische Problematik besteht darin, mit möglichst geringster kristalliner Veränderung Anschluss-Verbindungen herzustellen.

Dies ist umso wichtiger als solche flexiblen Verbindungsleitungen für toxische, aggressive, thermisch hoch belastete Anschlussverbindungen für Flüssigkeiten, Öle, Dampf, Gase und andere Medien eingesetzt werden müssen.

Immer dann wenn Druckimpulse, große und häufige Bewegungszyklen sowie schnelle Taktzeiten zu meistern sind,

stellt die Art der Anschlussverbindung die größte Hürde für die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit dar.

Fügetechniken wie schweißen und löten bedeuten immer eine kristalline Veränderung, die in der Regel zur Folge hat, daß im Wärmeeinflusszonenbereich bei Dauerbeanspruchung durch Bewegung und Druckimpulse, Ermüdungsrisse entstehen. Die Gefügeveränderung bedeutet häufig auch eine größere Anfälligkeit für Korrosion im Schweißnahtbereich. Diese Verbindungstechnik setzt ohnehin sehr gut geschultes und teueres Personal voraus. Trotz allem bleibt ein sehr großes Restrisiko, daß Schweißfehler auftreten.

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt darin eine Verbindungstechnik anbieten zu können, die alle zuvor beschriebenen Nachteile ausschließen soll und dabei noch wettbewerbsfähig zur Verfügung gestellt werden kann.

Weitere Anschluss und Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe ist es eine Verbindung herzustellen, die alle klassischen Nachteile der Verbindungstechnik ausschließt.

Das beschriebene neue Verfahren verzichtet auf die klassischen Verbindungstechniken wie schweißen und löten und kann sehr stark mechanisiert werden, so, daß die menschliche Fehlerquelle stark reduziert werden kann. Klemm und Pressverbindungen sind technisch hervorragende Verbindungstechniken mit einem Höchstmaß an Sicherheit. In Verbindungen mit anderen Werkstoffen haben diese sich bestens bewährt. Es werden einfach zu produzierende Teile nach einem Stecksystem zusammengefügt, Formteil gewelltes Rohr, Rundschnurringe, Hülse. Der Pressvorgang zeichnet sich durch eine ungewöhnlich Reproduzierbarkeit aus und für geringste Fehlerquoten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher dokumentiert und erläutert,

Figur 1

eine Schnittseitenansicht als Verbindung zwischen dem gewellten Rohr und dem Anschlussteil in seiner einfachsten Form bestehend aus zwei Hauptbefestigungsteilen.

Figur 1.1 geschnittene Seitenansicht in einer Variante mit drei Befestigungsteilen.

Figur 1.2 geschnittene Seitenansicht aus zwei

Hauptbefestigungsteilen ohne Rundschnurringe mit HTS - Ring.

Figur 2 Figur 3

wie Fig. 1.1 zusätzlich mit HTS Ring.

wie Fig. 2 jedoch mit zusätzlich virginal erzeugter Kunststoffhülse.

Figur 4

wie Fig. 1 jedoch mit zusätzlicher Ummantelung aus Gewebe und / oder Geflecht und angepassten Pressring.

Figur 5 Figur 6

wie Fig. 4 jedoch zusätzlich mit HTS - Ring.

wie Fig. 5 jedoch zusätzlich mit virginal erzeugter Kunststoffhülse.

1U-O7-02

Bei den zu verbindenden Elementen handelt es sich um ein sehr dünnwandiges parallel, wellförmig geformtes flexibles Metallrohr 9, das mit einem in der Regel dickwandigen Formteil 4 oder 5 verbunden wird. Hierbei kann es sich um Flansche, Verschraubungen und Gewindenippel oder einfach einen Rohrstutzen handeln.

Die erfindungsgemäße Verbindung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem flexiblen Rohr oder dem überwebten Teil dieses Rohres und einem Anschlussteil und dessen zylindrischer Ausprägung mittels Formteilen Fig. 2, eine hochhitzebeständige Gas und flüssigkeitsdichte Verbindung entsteht, die mit zusätzlicher Hochtemperaturdichtring bzw. Brandschutzsicherung (Hoch-Temperatur-Sealring) HTS - Ring bis zu Temperaturen von -40⁰C bis +650° C eingesetzt werden kann.

Hierzu muß der vorhandene Einbauraum der verwendeten Elemente so gestaltet werden, daß in den flexiblen Teil des flexiblen Rohres handelsübliche O-Ringe - Rundschnurringe - 1 eingelegt werden können. Dabei ist zu beachten, daß jeweils ein Wellental oder viele Wellentäler des Einlegebereichs des Rundschnurrings derart ausgefüllt ist, daß er nach Einstecken des Formstückes oder Hülse und dessen ein oder viele Einlegebereiche eines Rundschnurringes dichtend an der Wandung des Einbauraums anliegt Fig. 1 und Fig. 1.1, und daß die Hülse 3 und / oder Formteil 4 und 5 das flexible Metallrohr 9 durch eine Verpressung radial am Umfang von außen so kraft und formschlüssig mit genau definierten Kräften so verpresst wird, daß das sehr dünnwandige innere flexible Metallrohr 9 nicht zerstört wird. Nach dem axialen einführen des flexiblen Rohres 9 mit dem Rundschnurring 1 in den zylindrischen Teil des Formstückes 4, 5 oder Hülse legt sich der Rundschnurring 1 radial an die Wandung an und gibt dabei radial etwas nach Fig. 1 und 2. Die Verpressung kann dann radial definiert im Rundschnurringbereich 1 erfolgen, muß dort aber nicht

erfolgen, da schon jetzt immer eine Dichtheit 1,2 gegeben ist. Die axiale Druck und Zugfestigkeit wird dadurch erzeugt, daß in den wellförmigen Teil des flexiblen Rohres eine am Formteil 5 oder Hülse 3 angebrachte radial umlaufende oder auch unterbrochen verlaufende federartige Ausprägung so verpresst wird, daß unter Zug und Druckbeanspruchung Nut in Feder greift 11 und damit die Verbindung axial untrennbar erzeugt ist. Mit zunehmenden Druck wird die Verbindung immer druckbeständiger. Diese Verbindung kann nur durch Zerstörung wieder gelöst werden. Da das Formstück und oder Hülse mit dem flexiblen Rohr jeweils radial wie Nut und Feder verbunden ist werden alle Längskräfte aufgenommen Fig. 1 und Fig. 1.1. Ein zusätzlich axial zwischen flexiblen Wellrohr und Formteil / Hülse eingelegter Brandschutzring HTS - Ring (Hochtemperaturdichtring) 2 mit dort radial und axial verlaufenden Verpressung, erzeugt eine gas, flüßigkeits und dampfdichte Anschlussverbindung Fig. 2. Unter Fachleuten versteht es sich von selbst, daß für die jeweilige Größe und Abmessung der Einbauraum aller Komponenten angepasst werden muß. Die Verbindung flexibler Metallrohrteil 9, Rundschnurring 1, Formteil 4, 5 und Hülse müssen so ausgebildet werden, daß die Dichtwirkung der Rundschnurringe gewährleistet ist. Hierbei ist von besonderer Beachtung, daß je nach Anwendung und Medium ein oder viele Rundschnurringe verwendet werden können. Bei genau bestimmten thermischen und auch kapillar wirkenden Medien wird nur in diesem Fall ein zusätzliches dünnwandiges thermisch hochbelastbares zylindrisches virginal erzeugtes Kunststoff - Dichtheitselement 6 zwischen flexiblen Metallrohr 9 mit Rundschnurring 1 und Hülse 3 und Formstück 4, 5 angebracht und verpresst Fig. 3.

Ein rein metallischer HTS Ring 2 ermöglicht auf die Rundschnurringe zu verzichten Fig. 1.2. Man erzeugt damit eine metallisch dichtende hochtemperaturbeständige Anschlussverbindung die allen Ansprüchen auf HTB Beständigkeit

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gerecht wird. Diese Verbindung kann jedoch auch nach wie vor kombiniert mit Rundschnurringen eingesetzt werden Fig. 2 .

Ein äußeres Gewebe geflochten oder in anderer Weise hergestellt 7 über dem flexiblen Metallrohr 9 kann als zusätzlicher Druck und Festigkeitsträger verwendet werden. Hierbei dient diese äußere Ummantelung 7 zur Aufnahme der radialen wie axialen Kräfte. Die Reaktionskraft bei höheren Drücken resultierend aus dem Innendruck des flexiblen Rohres muß in der Anschlussverbindung aufgenommen werden. Dies geschieht in der Weise, daß die flexible Metallrohrleitung mit äußerer Ummantelung zusätzlich am Anschlussende mit einer zusätzlich radial umlaufenden Presshülse 8 versehen wird. Der zylindrische Einbauraum der Hülse 3, 5 und in der Länge fixierten Presslänge weist ebenfalls radial umlaufende oder auch radial unterbrochene Einprägungen und oder Eindrehungen wie Nut Feder auf. Radial von außen genau fixierte Kräfte verpressen dann im Anschlussbereich die äußere Hülse 8 gegen das innere flexible Element auf dem Formteil 4, 5 oder Hülse 3. Die Verpressung kann sowohl mechanisch, isostatisch, HES-NFX oder hydraulisch erfolgen. Damit ist eine Verbindung entstanden die für Drücke > 250 bar eingesetzt werden kann Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6.

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Claims

1. Druckdichte Verbindung zwischen einem flexiblen oder semiflexiblen parallelförmig gewellten Metallrohr 9 und einem Anschlussteil 4, bei dem am Ende des flexiblen Metallrohres ein oder mehrere Rundschnurringel jeweils in der parallelförmig angeordneten Wellengeometrie- Wellental eingelegt ist und das Anschlussteil 4 mit mindestens ein oder mehreren Nuteindrehungen versehen und ebenfalls eingelegten Rundschnurringen 1 versehen ist. Beide Elemente werden in einer entsprechend angepassten Hülse 3 zueinander fixiert wobei der Rundschnurring 1 beider Teile (gewelltes Metallrohr 9 und Anschlussteil 4) dichtend an der Wand der Hülse 3 anliegt und verpresst werden Fig. 1.1.

2. Anspruch wie Anspruch 1 der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungshülse 3-Presshülse 3 so gestaltest ist, dass die Endflanken in einem Winkel so zueinander stehen, daß sie nach dem Pressvorgang in die dafür vorgesehene Nuteindrehung 11 am Anschlussteil und einem Wellental des flexiblen Metallrohres so eingepresst sind 11, daß sie eine nahezu glatte Hülse 3 ergeben und die entstandene Verbindung kraft und formschlüssig unlösbar miteinander verbunden ist Fig. 1.1.

3. Anspruch der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, daß das parallelförmig gewellte Metallrohr 9 und ein Anschlussteil 4 bei dem am Ende des flexiblen Metallrohres 9 ein oder mehrere Rundschnurringe 1 jeweils in der parallelförmig angeordneten Wellengeometrie- Wellental eingelegt ist und das Anschlussteil 4 mit mindestens ein oder mehreren Nuteindrehungen versehen und ebenfalls eingelegten Rundschnurringen 1 versehen ist und zusätzlich zwischen gewelltem Metallrohr 9 und Anschlussteil 4 eine Brandschutzsicherung HTS-Ring 2 stoßförmig so fixiert, daß durch das verpressen der äußeren Presshülse mit winklig radial verlaufenden Endflanken eine nahezu glatte Hülse 3 entsteht die auch den HTS-Ring 2 kraft und formschlüssig axial und radial so verpresst, daß eine hochtemperaturfeste Verbindung entsteht Fig. 2. Dabei sind die abgewinkelten radial verlaufenden Endflanken der Presshülse, flexibles metallrohrseitig in das Wellental 11, anschlussseitig in die Nuteindrehung 11 form und kraftschlüssig so eingepresst, daß eine nahezu glatte Hülse entsteht.

4. Anspruch der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, daß das parallelförmig gewellte Metallrohr 9 und ein Anschlussteil 4 bei dem am Ende des flexiblen Metallrohres 9 ein oder mehrere Rundschnurringe 1 jeweils in der parallelförmig angeordneten Wellengeometrie- Wellental 11 eingelegt ist und das Anschlussteil mit mindestens ein oder mehreren Nuteindrehungen versehen und ebenfalls eingelegten Rundschnurringen 11 versehen ist und zwischen gewelltem Metallrohr 9 und Anschlussteil 4 eine Brandschutzsicherung HTS-Ring 2 stoßförmig montiert ist über die zusätzlich eine äußere zylindrische hochtemperaturbeständige dünnwandige virginal erzeugte Kunststoffhülse 6 fixiert ist. Es wird dann durch verpressen der äußeren Presshülse 3 mit winklig radial verlaufenden Endflanken eine nahezu glatte Hülse 3 erzeugt die auch den HTS-Ring 2 und die virginal erzeugte Kunststoffhülse 6 kraft und formschlüssig axial und radial so verpresst, daß eine hochtemperaturfeste Verbindung entsteht Fig. 3. Dabei sind die abgewinkelten radial verlaufenden Endflanken der Presshülse, flexibles metallrohrseitig in das Wellental, anschlussseitig in die Nuteindrehung 11 form und kraftschlüssig so eingepresst, daß eine nahezu glatte Hülse entsteht.

5. Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß eine druckdichte Verbindung zwischen einem flexiblen oder semiflexiblen parallelförmig gewellten Metallrohr 9 und einem Anschlussteil bei dem am Ende des flexiblen Metallrohres 9 ein oder mehrere Rundschnurringe 1 jeweils in der parallelförmig angeordneten Wellengeometrie - Wellental eingelegt ist und das Anschlussteil 4 mit mindestens ein oder mehreren Nuteindrehungen versehen und ebenfalls eingelegten Rundschnurringen 1 versehen ist. Beide Elemente 4 und 9 werden in einer entsprechend angepassten Hülse 3 zueinander fixiert wobei der Rundschnurring beider Teile (gewelltes Metallrohr 9 und Anschlussteil 4) dichtend an der Wand der Hülse 3 anliegt und verpresst werden. dass die Verbindungshülse-Presshülse 3 so gestaltest ist, dass die Endflanken in einem Winkel so zueinander stehen, daß sie nach dem Pressvorgang in die dafür vorgesehene Nuteindrehung am Anschlussteil 4 und einem Wellental des flexiblen Metallrohres 9 so eingepresst sind, daß sie eine nahezu glatte Hülse 3 ergeben und die entstandene Verbindung kraft und formschlüssig unlösbar miteinander verbunden ist. Wird das so hergestellte flexible Metallrohr mit äußerer Ummantelung 7 aus Metallgewebe oder Umflechtung verwendet wird die flexible Metallrohrleitung mit äußerer Ummantelung zusätzlich am Anschlussstück 4, 5 mit einer zusätzlich radial umlaufenden Presshülse 8 versehen. Der zylindrische Einbauraum der Hülse und in der Länge fixierten Presslänge weist ebenfalls radial umlaufende oder auch radial unterbrochene Einprägungen und oder Eindrehungen wie Nut Feder auf. Radial von außen genau fixierte Kräfte verpressen dann im Anschlussbereich die äußere Hülse 8 gegen das innere flexible Element auf dem Formteil 4, 5 oder Hülse 3. Die Verpressung kann sowohl mechanisch, isostatisch oder hydraulisch erfolgen. Damit ist schweiß- und lötlos eine Höchstdruck Verbindung erzeugt Fig. 4.

6. Anspruch der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung 7 nach Anspruch 5 und der HTS-Ring 2 nach Anspruch 3 verwendet wird, und damit eine hochdruckbeständige thermisch hoch belastbare flexible Metallrohrleitung entstanden ist Fig. 5.

7. Anspruch der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile nach Anspruch 6 verwendet werden und zusätzlich eine äußere zylindrische hochtemperaturbeständige dünnwandige virginal erzeugte Kunststoffhülse 6 nach Anspruch 4 verwendet wird Fig. 6.

8. Anspruch der Anschlussverbindung dadurch gekennzeichnet, daß mit oder ohne Ummantelung nach Anspruch 5 und der HTS -Ring analog Anspruch 3 ein metallischer HTS-Ring mit oder ohne Rundschnurringe verwendete axial wie radial verpresste Metall HTS-Ring eine HTB (HOCHTEMPERATUR BESTÄNDIGE DICHTUNG), erzeugt die allen technischen Regeln gerecht wird Fig. 5 und Fig. 1.2.

9. Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß alle zuvor beschriebenen Dichtringe durch speziell in anderen Formen ausgebildete, dem Profil angepasste Dichtringe sein können - wie Quadringe (quadratisch), oval, rechteckig, dreieckig, beliebig vieleckig ausgebildet, sein bzw. ersetzt werden können.