DE2216058B2 - Schraubverbindung für Rohre - Google Patents
Schraubverbindung für RohreInfo
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Description
des Ringes wird eine axial wirkende Vorspannung des Ringes erzielt, d. h., dieser praßt sich im wesentlichen
nur um den Bereich seines körperseitigen und mutterseitigen Endes auf dicRohroberfläche, während
er sich im dazwischenliegenden Bereich elastisch aufwölbt. Eine Begrenzung, die gewährleistet, daß die
Verformung im elastischen Bereich bleibt, ist im wesentlichen dadurch gegeben, daß die zweite Kegelfläche
des Ringes, die einen geringeren (kleineren) Kegelwinkel besitzt als die erste Kegelfläche, deren
Kegelwinkel dem der Bohrung im Körper entspricht, an dei Kegelfläche der Bohrung des Körpers durch
die elastische Aufwölbung zur Anlage kommt.
Nur die erste Kegelfläche unterliegt aber der vollen
Flächenpressung, die höher als bei der bekannten ist und daher einen größeren DichleSekt herbeiführt,
gleichzeitig aber infolge ihrer Längenbemessung und infolge der anschließenden Kegelfläche eine Entlastung
des Körpers an seinem öffnungsende, also in seinem schwächsten Bereich bewirkt und damit ein
Aufweiten verhindert.
Die Vorspannung des Ringes bewirkt aber, daß eine hohe Flächenpressung und damit wirksame
Dichtung zwischen Körper und Ring einerseits und eine gute Verklammerung zwischen Ring und Rohr
andererseits auch beim Auftreten von Schwingungen gewährleistet ist.
Die unterschiedliche Bemessung der Kegelwinkel des Ringes (asymmetrische Bauart) in Verbindung
mit der Ringkante in der Mutter gewährleistet, daß das auf Grund des mutterseitig größeren Kegelwinkels
des Ringes günstige Verhältnis zwischen Anzug der Schraubverbindung und des an der Mutter aufzubringenden
Drehmoment, was eine Montagehilfe darstellen soll, nicht auf Kosten einer guten Verklammerung
zwischen Rohr und Ring erfolgt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daii der Ring im Bereich zwischen den
einander entgegengerichtet verlaufenden Außenkegeln auf seiner der Mutter zugewendeten Seite eine
Anschlagfläche aufweist, die bei Erreichen eines bestimmten Anzuges an einer Anschlagfläche der Mutter
anliegt.
Die Anschlngfläche bewirkt, daß insbesondere bei Wiederholungsmontagen eine wirksame Begrenzung
des Anzuges gewährleistet ist und ein Flachwalzen des Ringes durch die Mutter vermieden wird.
Ferner hat sich gezeigt, daß eine schwingungsfeste Verbindung und die dazu erforderliche gute elastische
Verformung des Ringes dann erreicht wird, wenn die auf die Achse des Ringes projizierte Länge
der dem Körper zugewandten Kegelflächen größer ist als die auf die Achse des Ringes projizierte Länge
des der Mutter zugeordneten Außenkegels des Ringes.
Besonders günstige Verhältnisse für den Verlauf des Anzugsmomentes an der Mutter, die Abdichtung
und die Verklammerung ergeben sich dann, wenn für den Ring gewährleistet ist, daß der Kegelwinkel der
ersten Kegelfläche etwa 24° und der Kegelwinkel der daran anschließenden zweiten Kegelfläche etwa
16 bis 18° beträgt, während der Kegelwinkel des der Mutter zuordneten Außenkegels des Ringes etwa 32
bis 34° und der Kegelwinkel des ersten kegeligen BohrungsteÜes der Mutter etwa 40° und der Kegelwinkel
des an den ersten anschließenden zweiten kegeligen Bohrungsteiles etwa 20° beträgt.
Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß der Klemmring in seiner Bohrung wie an sich bekannt
mit ringförmigen Rillen versehen ist. Die Ringrillen sorgen für eine gute Verklammerung zwischen
Rohr und Klemmring.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubverbindung nach der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 die Schraubverbindung im zusammengebauten Zustand — halb Schnitt, halb Ansicht —
ίο und
F i g. 2 die Einzelteile zur Schraubverbindung gemäß Fig. 1.
Die Schraubverbindung besteht im wesentlichen aus dem Körper 1, der auf den Körper 1 aufschraubbaren
Mutter2 und dem zwischen Körperl und Mutter 2 aufgenommenen Klemmring 3. Die Mutter
2 und der Klemmring 3 sind über ein Rohr 16 geschoben, das beim Montagevorgang durch Ring 3
festgeklemmt wird.
Der Klemmring 3 hat im wesentlichen drei Aufgaben zu erfüllen, und zwar soll er das Rohr 16 halten,
eine Abdichtung gegenüber dem Rohr 16 und eine Abdichtung gegenüber dem Körper 1 gewährleisten.
Der Körperl weist einen mittleren mit einem Sechskanl versehenen Teil 19 und beidseitig davon einen mit Außengewinde versehenen Teil 20 auf. Der Einfachheit halber wird nur eine Verschraubungshälfte beschrieben.
Der Körperl weist einen mittleren mit einem Sechskanl versehenen Teil 19 und beidseitig davon einen mit Außengewinde versehenen Teil 20 auf. Der Einfachheit halber wird nur eine Verschraubungshälfte beschrieben.
In seinem Öffnungsbereich ist der Körper 1 mit
3i einer kegeligen Bohrung 11, die sich zum Innern,
also zum mittleren Teil 19 des Körpers 1 hin verjüngt, versehen. Der Kegelwinkel λ beträgt etwa 24°.
An die kegelige Bohrung 11 schließt sich ein zylindrischer Bohrungsteil 18 an, dessen Durchmesser etwas
größer als der Außendurchmesser des Rohres 16 ist. An diesen Bohrungsteil 18 schließt sich dann ein
weiterer zylindrischer Bohrungsteil 17 an, dessen Durchmesser jedoch kleiner ist als der des ersten
Bohrungsteiles 18.
Der Klemmring 3 besitzt eine Bohrung 4, in der das zu haltende Rohr 16 aufgenommen wird.
Die Bohrung 4 weist Ringrillen auf, die sich aus fertigungstechnischen Gründen über die gesamte
Länge der Bohrung erstrecken, obwohl für die Verbindung mit dem Rohr 16 nur die Endbereiche mit
Rillen versehen zu sein brauchten.
Die Außenfläche des Klemmringes 3 weist in ihrem dem Körperl zugeordneten Bei eich eine erste
Kegelfläche5 auf, deren Kegelwinkel/? gleich dem
Kegelwinkel ,·*, also etwa 24°, der kegeligen Bohrung
11 de^ Körpers 1 ist, jedoch ist die axiale Länge Z1
der ersten Kegelfläche 5 des Klemmringes 3 kleiner als die axiale Länge/2 der kegeligen Bohrung 11 des
Körpers 1.
An die erste Kegelfläche 5 schließt sich eine gleichgerichtet zur ersten Kegelfläche 5 und zur kegeligen
Bohrung 11 verlaufende zweite Kegelfläche 7 an, deren Kegelwinkel γ jedoch kleiner ist als der Kegelwinkel/?
der ersten Kegelfläche 5. Der Kegelwin-
kely beträgt etwa 16 bis 18°.
Die zwischen den beiden Kegelflächen 5 und 7 entstehende Kante ibt mit 6 bezeichnet.
Entgegengerichtet m dfcn Kegelflächen 5 und 7
verläuft eine Kegelfläche 10, die der Mutter 2 zugeordnet ist. Der Kegelwinkel ε dieser Kegelfläche 10
beträgt etwa 32 bis 34°. Die auf die Achse des Klemmringes projizierte Länge /^ der Kegelflächen 5
und 7 ist größer als die auf die Achse projizterte
Länge/, der Kegelfläche 10, gemessen vom Schnitt- mcrung zwischen Klemmring3 und Rohr (im Bepunkt
der Mantellinien der Kegelflächen7 und 10. reicha) durch eine kurze Länge/, und einen kleinen
Zwischen den einander entgegengerichtet verlaufen- Kegelwinkel β des Klemmringes erreicht. Der kleine
den Kegelflächen 7 und 10 befindet sich auf dem Kegelwinkel ft in Verbindung mit der kurzen Kegel-Umfang
des Klemmringes 3 ein Vorsprung 8, dessen 5 länge /, führt zu einer örtlich hohen Flächenpressung
Kante 9 als Anschlagfläche für die Mutter 2 dient. zwischen Rohr 16 und Klemmring 3 im Bereich a ei-Die
Mutter 2 weist einen mit Gewinde versehenen nerseits und der Kegelfläche S des Klemmringes 3
Bohrungsteil 21 auf, mit dem sie auf das zum Kör- und der Bohrung 11 des Körpers 1 andererseits,
per 1 gehörende Außengewinde 20 aufgeschraubt Infolge der unterschiedlichen Kegelwinkel β und e
werden kann. Auf den Bohrungsteil 21 folgt ein Frei- io der entgegengesetzt verlaufenden Kegelflächen 5 und
stich, der durch eine Anschlagfläche 15 begrenzt 10 des Klemmringes wird ein gutes Verhältnis zwiwird,
die mit der Anschlagfläche 9 des Klemmrin- sehen Verklammerung und dem an der Mutter 2 aufges
3 zusammenarbeitet. zubringenden Drehmoment erzielt, das dem Monteur Ferner weist die Mutter 2 einen ersten kegeligen anzeigt, daß eine wirksame Verbindung hergestellt ist
Bohrungsteil 12 auf, dessen Mantel gleichgerichtet 15 und darüber hinaus vor allem eine gute Verklammezur
Kegelfläche 10 des Klemmringes 3 verläuft, des- rung zwischen Rohr 16 und Klemmring 3 im Bereich
sen Kegelwinkel γ aber größer ist als der Kegelwin- des Körpers 1. Ferner ist in Verbindung mit der
kel t der Kegelfläche 10 des Klemmringes 3. Der Wahl der Kegelwinkel des Klemmringes 3 die Län-Kegelwinkel
y beträgt etwa 40°. genbemessung der zugehörigen Kegelfläche für die
An den ersten kegeligen Bohrungsteil 12 der Mut- ao elastische Aufwölbung des Klemmringes von Wichr
2 schließt sich ein zweiter gleichgerichtet zum tigkeit Die dadurch erreichbare Vorspannung ist ein
An gg g
ter 2 schließt sich ein zweiter gleichgerichtet zum Bohrungsteil 12 verlaufender kegeliger Bohrungsteil
14 an, dessen Kegelwinkel d kleiner ist als der Kegelwinkel ε der zum Klemmring 3 gehörenden Kegelfläche
10. Der Kegelwinkel δ beträgt etwa 20°. Die im Schnitt zwischen den beiden kegeligen Bohrungsteilen 12 und 14 der Mutter 2 vorhandene Knickkante
ist mit 13 bezeichnet. Der kegeligen Bohrung 14 schließt sich der zylindrische Teil 22 an, dessen
öß i l d Aßdh
tigkeit. Die dadurch erreichbare Vorspannung ist ein wesentliches Kriterium für die Erreichung einer dichten
Rohrhalterung beim Auftreten von Druckstößen und Axialschwingungen.
Da aber der größere Kegelwinkel ε der der Mutter 2 zugerrdneten Kegelfläche 10 des Klemmringes
3 einen beim radialen Eindringen der Ringrillen in das Rohr größeren Widerstand entgegensetzt, ist
die Mutter mit gleichgerichtet verlaufenden, aber un-
Durchmesser etwas größer ist als der Außendurch- 30 terschiedlichen Kegelwinkeln (y und <J) aufweisenden
messer des Rohres 16. Bohrungsteilen versehen, wodurch eine Ringkante 13
Die Funktion der Verschraubung ist wie folgt:
Beim Anziehen der Mutter 2 wird der Klemmring 3 mit seinen Ringrillen in den Bereichen α und b
radial in das Rohr 16 eingedrückt. 35 Bereich b in das Rohr 16.
radial in das Rohr 16 eingedrückt. 35 Bereich b in das Rohr 16.
Das Anziehen der Mutter 2 bewirkt ferner, daß der Das Zusammenwirken der Anschlagfläche 9 des
Klemmring sich im Bereich zwischen den Endbereichen α und b elastisch aufwölbt, und zwar bis die Kegelfläche
7 des Klemmringes 3 in der kegeligen Bohrung 11 des Körpers 1 zur Anlage kommt. 40 Einschnürung des Rohres 16 bei Wiederholungsmon-
Im Bereich des Körpers 1 wird eine gute Verklam- tagen führt.
entsteht. Die Ringkante 13 bewirkt eine sehr hohe örtliche Flächenpressung und infolge der Drehbewegung
der Mutter 2 ein Einwalzen der Ringrillen im
erkn der Anschlagfläch
Vorsprungs 8 mit der Anschlagfläche 15 der Mutter dient zur Gewährleistung, daß die Ringkante 13 nicht zu einem Überanzug und eventuell zu einer Eihü d Rh 16 bi Widhl
Vorsprungs 8 mit der Anschlagfläche 15 der Mutter dient zur Gewährleistung, daß die Ringkante 13 nicht zu einem Überanzug und eventuell zu einer Eihü d Rh 16 bi Widhl
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1 2
5. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da-
. durch gekennzeichnet, daß der Klemmring (3),
Patentansprüche: wje an s^ bekannt, in seiner Bohrung mit ringförmigen
Rillen versehen ist.
t. Schraubverbindung für das abdichtende s
t. Schraubverbindung für das abdichtende s
Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbin-
dungsteil oder mit einem Einschraubteil, bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Körper,
der eine sich kegelig zum Innern des Körpers hin Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für
kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, io das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem
einer auf den Körper auf- oder in diesen ein- Rohrverbindungsteil oder mit einem Einschraubteil,
schraubbaren Mutter, die eine kegelige von dem bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Kör-Körper
weg diskontinuierlich verjüngende Boh- per, der eine sich kegelig zum Innern des Körpers
rung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung hir kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist,
übergeht, deren Durchmesser größer ist als der 15 einer auf den Körper auf- oder in diesen einschraub-Außendurchmesser
des Rohres, und aus einem baren Mutter, die eine kegelige von dem Körper weg
zwischen Körper und Mutter aufgenommenen, diskontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, die
über das Rohr schiebbaren Klemmring, der auf in eine zylindrische Bohrung übergeht, deren Durchseiner
Außenfläche an beiden Enden zu den ke- messer größer ist als der Außendurchmesser des
gengen Bohrungen von Mutter und Körper ao Rohres, und aus einem zwischen Körper und Mutter
gleichgerichtet verlaufende Außenkegel aufweist aufgenommenen, über das Rohr schiebbaren Kiemmund
die kegelige Bohrung der Mutter zum Körper ring, der auf seiner Außenfläche an beiden Enden zu
hin einen ersten kegeligen Bohrungsteil aufweist, den kegeligen Bohrungen von Mutter und Körper
dessen Kegelwinkel größer ist und einen an den gleichgerichtet verlaufende Außenkegel aufweist und
ersten Bohrungsteil anschließenden zweiten kege- 25 die kegelige Bohrung der Mutter zum Körper hin
ligen Bohrungsteil aufweist, dessen Kegelwinkel einen ersten kegeligen Bohrungsteil aufweist, dessen
kleiner ist als der Kegelwinkel des zugeordneten Kegelwinkei größer ist und einen an den ersten Boh-Außenkegels
des Ringes, dadurch gekenn- rungsteil anschließenden zweiten kegeligen Bohzeichnet,
daß der dem Körper (1) zugeord- rungsteil aufweist, dessen Kegelwinkei kleiner ist als
nete AußenkegeL des Ringes (3) eine erste Kegel- 30 der Kegelwinkei des zugeordneten Außenkegeis des
fläche (5), die einen der kegeligen Bohrung (11) Ringes.
des Körpers (1) entsprechenden Kegelwinkei Bei dieser Art von Schraubverbindung (DT-Gbm
(it = β) besitzt, und eine daran anschließende 1797 615 und DT-PS 1179 062) ist von Nachteil,
zweite Kegelfläche (7) aufweist, deren Kegelwin- daß bei symmetrischer Ausbildung des Klemmringes
kel (y) kleiner ist als der der ersten Kegelfläche 35 die Gefahr des Einschnürens besteht und im übrigen
(/?), wobei die Länge (I1) der ersten Kegelfläche eine gleichmäßig verteilt wirksame Rohrhalterung im
(5) geringer ist als die Länge (I2) der kegeligen Bereich des Körpers und der Mutter nicht vorhanden
Bohrung (11) des Körpers (1) und daß die beiden ist.
körperseitigen Kegelflächen (5 und 7) kleinere Darüber hinaus besteht die Gefahr des Überanzu-
Kegelwinkel aufweisen als der mutterseitige 40 ges, d. h., es besteht die Gefahr, daß die Mutter ins-
Außenkegel (10) des Ringes (3). besondere bei Wiederhoiungsmontagen den Ring über-
2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- fährt bzw. besser gesagt, diesen in das Rohr einwalzt,
durch gekennzeichnet, daß der Ring (3) im Be- Auch ist die Rohrhalterung insbesondere beim Aufreich zwischen den einander entgegengerichtet treten von Axialschwingungen nicht optimal,
verlaufenden Außenkegeln auf seiner der Mutter 45 Aufgabe der Erfindung ist es, die Schraubverbin-(2) zugewendeten Seite eine Anschlagfläche (9) dung so auszubilden, daß bei Auftreten von Schwinaufweist, die bei Erreichen eines bestimmten An- gungen eine wirksame Rohrhalterung und ein hoher zuges an einer Anschlagfläche (15) der Mutter Dichteffekt erzielt weiden. Ferner soll erreicht wer-(2) anliegt. den, daß mit steigendem Anzug ein Anwachsen des
verlaufenden Außenkegeln auf seiner der Mutter 45 Aufgabe der Erfindung ist es, die Schraubverbin-(2) zugewendeten Seite eine Anschlagfläche (9) dung so auszubilden, daß bei Auftreten von Schwinaufweist, die bei Erreichen eines bestimmten An- gungen eine wirksame Rohrhalterung und ein hoher zuges an einer Anschlagfläche (15) der Mutter Dichteffekt erzielt weiden. Ferner soll erreicht wer-(2) anliegt. den, daß mit steigendem Anzug ein Anwachsen des
3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- 50 aufzubringenden Drehmomentes dem Monteuer andurch
gekennzeichnet, daß die auf die Achse des zeigt, daß eine wirksame Verbindung ohne Einschnü-Ringes
(3) projizierte Länge (Z3) der dem Körper rung des Rohres erreicht ist.
(1) zugewandten Kegelflächen (5 und 7) größer Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß dadurch ge-
ist als die auf die Achse des Ringes (3) projitierte löst, daß der dem Körper zugeordnete Außenkegel
Länge (Z4) des der Mutter (2) zugeordneten 55 des Ringes eine erste Kegelflächc, die einen der kege-
Außenkegels (10) des Ringes (3). ligen Bohrung des Körpers entsprechenden Kegel-
4. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- winkel besitzt, und eine daran anschließende zweite
durch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (λ) Kegclfläche aufweist, deren Kegelwinkel kleiner ist
der ersten Kegelfläche (5) etwa 24° und der Ke- als der der ersten Kegelfläche, wobei die Länge der
gelwinkel (ß) der daran anschließenden zweiten 60 ersten Kegelfläche geringer ist als die Länge der ke-Kegelfläche
(7) etwa 16 bis 18° beträgt, während geligen Bohrung des Körpers und daß die beiden körder
Kegelwinkel (ε) des der Mutter (2) zugeord- perseitigen Kegelflächen kleinere Kegelwinkei aul
rieten Außenkegeis (10) des Ringes (3) etwa 32 weisen als der mutterseitige Außenkegel des Ringes,
bis 34° und der Kegelwinkel (γ) des ersten kege- Durch die Wahl der unterschiedlichen Kegelwinkel
ligen Bohrungsteiles (12) der Mutter (2) etwa «s im Bereich von Mutter und Körper in Verbindung
40° und der Kegelwinkel (6) des an den ersten mit der im Bereich der kegeligen Bohrung der Mutter
anschließenden zweiten kegeligen Bohrungsteiles vorhandenen Ringkante und vor allem durch die be*
(14) etwa 20° beträgt. sondere Ausbildung des körperseitigen Außenkegels
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