DE2452708A1

DE2452708A1 - Rohrverschraubung

Info

Publication number: DE2452708A1
Application number: DE19742452708
Authority: DE
Inventors: Patrick Joseph Brogan
Original assignee: IMP Eastman Corp
Current assignee: IMP Eastman Corp
Priority date: 1974-01-02
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US3923323A; JPS50100618A; GB1484150A; NL7414225A; CA1009683A

Description

Patentanwälte Dipl. -Ing. F. Wsicxmahn, 24b2708

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

_g MÖNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

IMPERIAIr-BASTMAIT CORPORATIOIi, 6300 West Howard Street, Chicago,. Illinois, V.St.A.

Rohrverschraubung

Die Erfindung betrifft Rohrverschraubungen.

In der US-PS 3 139 293 ist eine Form einer Rohrverbindung mit einem einteiligen Mutter-und-Muffenelement gezeigt. Bei dieser Rohrverbindung ist die Muffe auf dem inneren Ende der Mutter über eine Sollbruchstelle gehaltert, die beim Installieren der Rohrverbindung bricht, so daß die Muffe bleibend auf dem Rohrende angebracht werden kann und das Mittel darstellt, um das Rohrende dichtend mit dem Rohrverbindungsstück zu verbinden.

Bei gebräuchlichen Fittings dieser Art wird das Rohrende gegen eine konische Fläche gepreßt, die das Einschieben des Rohrendes begrenzt und einen Linienkontakt zur Abstützung des Rohrendes herstellt. Derartige Fittings werden gewöhnlich in Fällen verwendet, wo nur relativ geringe Vibrationen und Drücke auftreten. Infolge der verhältnismäßig geringen Abstützung des Rohres durch den Linienkontakt ist eine solche Rohrverbindung nicht in der Lage, größere Schwingungsamplituden und höhere Drücke auszuhalten.

Es sind bereits eine Reihe von Rohrfittings entwickelt worden, die von der Mutter gesonderte Abdichtungsmittel verwenden, wobei das innere Ende des Rohres in einer Einsenkung aufgenom-

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men ist. So ist beispielsweise in der US-PS 2 470 546 eine Rohrverbindung beschrieben, die ein elastisches Dichtungselement, aufgenommen in einem zylindrischen Teil der Bohrung, verwendet, wobei das Rohrende in einem zylindrischen Teil der Bohrung mit kleinerem Durchmesser aufgenommen wird.

In der US-PS 2 553 981 ist eine selbststauchende Kupplung beschrieben, bei der die abtrennbare Muffe in einem konischen Teil der Bohrung außerhalb einer ebenen radialen Schulter aufgenommen wird, gegen die beim Installieren der Rohrverbindung sich ein gekröpfter Teil eines Rohres anlegt.

In einigen älteren Patentschriften des" Anmelders sind verschiedene Formen von Rohrkupplungen offenbart, die Einsenkungen zur Aufnahme des Rohres haben. So ist in der US-PS 2 350 017 eine Rohrkupplung gezeigt, die eine mit der Mutter verschraubte Muffe hat und eine Einsenkung am inneren Ende der Bohrung im Anschlußstück zur Aufnahme des Bohrendes.

In der US-PS 2 447 060 ist eine Kupplung für hohe Drücke gezeigt, die am inneren Ende der das Rohr aufnehmenden Bohrung einen zylindrischen Teil hat.

Gemäß der US-PS 3 025 084 ist zwischen der Muffe und der Mutter eine Sollbruchstelle vorgesehen und die Bohrung im Anschlußstück ist mit einer konischen Fläche zur Aufnahme des Rohres ausgestattet, die sich zu einer radialen Schulter erstreckt, welche eine Grenze für das Einschieben des Rohres darstellt.

In der US-PS 3 139 293 ist eine über eine Sollbruchstelle verbundene Muffe zusammen mit einer Bohrung im Anschlußkörper vorgesehen, die eine gestufte konische, innen gelegene Einsenkung hat.

Die Erfindung will demgegenüber eine verbesserte Rohrverschraubung schaffen, die eine bessere vibrationsfeste Verbindung für hohe Drücke sowohl für Metallrohre als auch für

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Kunststoffrohr bietet.

Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung eine Rohrverschraubung vor, die am inneren Ende des Rohres einen Abstützteil hat, der eine bessere Zentrierung und Abstützung des Rohres beim Installieren der Rohrverschraubung bietet und ausserdem im Gebrauch eine höhere Vibrationsfestigkeit und Druckfestigkeit gewährleistet. Im einzelnen sieht die Erfindung eine Rohrverschraubung mit einem Körper mit durchgehender Bohrung, mit einem einteiligen Element, das eine über eine Sollbruchstelle miteinander verbundene Mutter und Muffe bildet, und mit einer durchgehenden Bohrung zur Aufnahme des Endes eines an die Rohrverschraubung anzuschließenden Rohres in koaxialer Lage und so, daß das distale Ende des Rohres aus der · Muffe vorsteht, vor, wobei die Bohrung im Körper des Anschlußstückes eine gerade zylindrische innere Einsenkung bildet, die zur Aufnahme des vorstehenden distalen Endes des Rohres dient, um das Rohrende beim Installieren der Rohrverschraubung abzustützen und zu zentrieren, und wobei die Bohrung ferner auswärts von der inneren Einsenkung einen steuernden Teil hat, der sich zu der Einsenkung hin verjüngt, um die Muffe an dem abgestützten und- zentrierten Rohrende aufzupressen und sie von der Mutter des einteiligen Elementes beim Installieren der Rohrverschraubung zu trennen.

Wenn das anzuschließende Rohr ein Kunststoffrohr ist, kann die Rohrverbindung einen rohrförmigen Einsatz haben, der in das Ende des Rohres aufgenommen wird und einen nach außen gebogenen distalen Plansch hat, gegen den das distale Rohrende anstößt· Der auswärts gebogene Plansch des Einsatzes ist in der Einsenkung des Körpers aufgenommen, um die Abstützung und Zentrierung des Rohrendes beim Anbringen der Rohrverbindung noch zu verbessern! außerdem stützt der Einsatz des flexible Rohr gegen eine Einschnürung durch die Muffe ab und macht es möglich, daß das Rohrende beim Installieren der Rohrverschraubung festgeklemmt wird. Dies ist das Resultat der Muffenkonstruktion.

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Die Einsenkung kann eine ebene radiale Schulter am inneren Ende bilden, die das Einschieben des Rohrendes begrenzt. Wenn ein solcher Einsatz verwendet wird, legt sich der Einsatzflansch gegen die Schulter, um eo das Einschieben zu begrenzen.

Die Muffe ist derart angeordnet, daß sie das Rohr axial auswärts von der Einsenkung im Körper des VerbundStückes einschnürt.

Der Einsatzflansch kann aus einem Doppelflansch bestehen, der an seinem distalen Ende nach innen gebogen ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einsatzflansch unterbrochen, so daß er in radialer Richtung einschnürbar ist. Auf diese Weise kann er zusammengedrückt und gegen· die zylindrische Wand der Einsenkung gepreßt werden, dabei aber doch zulassen, daß das Rohrende mit dem darin enthaltenen Einsatz bequem herausgezogen werden kann, wenn später die Rohrverschraubung einmal gelöst werden soll. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Flansch eine axiale Dicke, die ungefähr der halben axialen Länge der zylindrischen Einsenkung entspricht.

Die erfindungsgemäße Rohrverschraubung ist extrem einfach und ökonomisch in ihrer Konstruktion und hat dabei doch die höchst erwünsohten Eigenschaften, wie sie oben erläutert wurden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Pig.1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Rohrverschraubung;

Pig.2 ein fragmentarischer, diametraler Schnitt dazu etwa bei Beginn der Installation der Rohrverschraubung;

Pig.3 ein diametraler Schnitt ähnlich der Pig.2, jedoch etwa bei Beendigung der Installation der Rohrverschraubung;

Pig.4 ein diametraler Schnitt ähnlich der Pig.3, der jedoch eine modifizierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

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Rohrverschraubung zur Verwendung mit einem Kunststoffrohr zeigt.

In dem der Zeichnung zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel, der Erfindung ist eine Rohrverschraubung 10 gezeigt,· die einen Körper 11 und ein Element 12 umfaßt, das aus^veiner Muffe 13 und einer damit koaxial mittels einer Sollbruchstelle 15 verbundenen Mutter 14 besteht. Die Rohrverschraubung ist dafür bestimmt, ein Rohrende T dichtend aufzunehmen, wobei das Rohrende durch eine durchgehende Bohrung 16 der Mutter in das äußere Ende einer durchgehenden Bohrung 17 des Körpers gesteckt wird. Beim Installieren der Rohrverschraubung zerbricht die Sollbruchstelle 15, so daß die Muffe 13 für die Dauer auf dem Rohrende installiert bleibt, wogegen die Rohrverschraubung gelöst werden kann, indem man das Element 12 und das Rohrende in Achsrichtung aus dem Körper 11 herauszieht.

Wie aus Pig.3 ersichtlich, weist die Bohrung 17 im Körper einen äußeren Teil 18 mit Innengewinde auf, in den ein Gewindeteil 19 der Mutter 14 eingeschraubt wird. Weiter hat die Bohrung 17 noch eine konische Steuerfläche 20, die axial einwärts von dem Gewinde 18 angeordnet 1st und von diesem durch einen zylindrischen Teil 21 getrennt ist. Der äußere Rand 22 der Steuerfläche 20 ist vorzugsweise gerundet, um die Muffe 13 in radialer Richtung nach innen zu lenken, wenn das Element 12 beim Installieren der Rohrverschraubung in die Bohrung des Körpers eingeführt wird. Erfindungsgemäß ist außerdem am inneren Ende der Steuerfläche 20 eine zylindrische innere Einsenkung 23 vorgesehen, die das distale Ende 24 des Rohrendes T aufnimmt, um das Rohrende beim Installieren der Rohrverschraubung abzustützen und zu zentrieren. Die zylindrische Einsenkung 23 hat vorzugsweise eine beträchtliche länge in Achsrichtung, um das distale Ende 24 des Rohrendes auf einer wesentlichen Länge abzustützen und ein Verbiegen des Rohrendes beim Installieren der Rohrverschraubung wirksam zu verhindern. Zudem dient die zylindrische Einsenkung 23 auch noch als Füh-

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rung für das Ende 24 des Rohres, um zu verhindern, daß das Rohrende aus der Achse der Rohrverschraubung seitlich herausläuft oder -kippt% Dadurch ist eine verbesserte, lecksichere Abdichtung zwischen dem Rohr T, der Muffe 13 und dem Körper 11 gewährleistet·

Der Durchmesser der Einsenkung 23 ist so gewählt, daß ein radialer Spalt zwischen dem distalen Rohrende 24 und der Seitenwand der Einsenkung vorhanden ist, der in dem gezeigten Beispiel in der Größenordnung von annähernd 0,1 bis 0,15 mm (0,004 bis 0,006 Zoll) liegt. Das innere Ende der Einsenkung

23 wird von einer ebenen radialen Schulter 25 gebildet, die als zwangsläufiger Anschlag für das.Rohr dient und das Einführen des Rohrendes T begrenzt.

Wie in Pig.3 gezeigt, wird die Muffe 13 in die Wand des Rohrendes T gepreßt, so daß sie das Rohr effektiv einschnürt, wodurch eine gut abgedichtete Verbindung des Rohres mit dem Körper 11 zustandekommt. Die Einschnürung des Rohres ist von der Einsenkung 23 nach außen beabstandet, so daß das distale Ende

24 des Rohres in der abstützenden Einsenkung 23 undeformiert bleibt. Die verbesserte Führungs- und Zentrierungswirkung der Einsenkung 23 läßt zu, daß merkliche VerZiehungskräfte erzeugt werden, etwa beim Reißen der Sollbruchstelle 15 und trotzdem das Rohrende praktisch koaxial mit der Rohrverschraubung gefluchtet bleibt, so daß die gewünschte verbesserte dichtende Verbindung geschaffen wird..

Die Erfindung zieht auch die Verwendung der Rohrverschraubung mit einem Rohrende P aus Kunststoff oder Plastik in Betracht. Wie Fig.4 zeigt, kann die Rohrverschraubung 10 auch noch einen rohrförmigen Einsatz 26 haben, der für die Verwendung mit einem solchen Kunststoffrohr bestimmt ist und eine angestrebte vibrationsfeste, druckfeste Verbindung vorsieht.

Der Einsatz 26 weist einen rohrförmigen äußeren Teil 27 und am distalen Innenende einen nach außen gebogenen Flansch 28 auf.

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Der Flansch. 28 besteht aus einem äußeren, nach außen gebogenen Teil 29 und einem inneren, nach innen zurückgebogenen distalen Teil 50. Die axiale Dicke des Flansches 28 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel merklich größer als die halbe axiale Länge der Einsenkung 23. Der Flansch hat die Form eines Ringflansches mit mehreren Kerben 31» wodurch der Flansch beim Reibungskontakt mit der zylindrischen Seitenwand der Einsenkung 23 in radialer Richtung zusammengedrückt werden kann, so daß er besser in der Einsenkung festgehalten wird. Auch wenn der Flansch in radialer Richtung komprimiert.ist, hat er noch genug Elastizität, daß der Einsatz zusammen mit dem Rohrende P herausgezogen werden kann, ohne daß beim Auseinandernehmen der Rohrverschraubung dazu besonders viel Kraft aufgewendet wer- den muß. Wie Fig.4 zeigt, komprimiert die Muffe 13 das Rohr nach innen gegen den rohrförmigen Teil 27 des Einsatzes 26, so daß das Rohr axial auswärts von der Einsenkung 23 fest am Einsatz festgeklemmt ist.

Der Gebrauch der Rohrverschraubung 10 ist äußerst einfach. Wenn das Rohr T aus Metall ist, hat der Benutzer lediglich das Rohrende durch das Element 12 in die Bohrung 17 des Körpers 11 einzuschieben, bis das distale Ende 24 des Rohrendes an der Schulter 25 der Einsenkung anstößt. Dann wird das Element 12 auf dem Rohr vorgeschoben, bis sein Gewindeteil 19 in das Gewinde 18 des Körpers eingeschraubt ist. Durch eine kräftige Drehung der Mutter 14 des Elementes 12 wird die Muffe 13 so fest gegen das Rohrende gepreßt, daß dieses eingeschnürt wird, wie in Fig.3 gezeigt. Bei diesem Vorgang wird das Rohrende durch die zylindrische Wand der Einsenkung genau koaxial zum Körper und zur Mutter gehalten, womit eine verbesserte dichtende Verbindung zwischen dem Rohr und der Rohrverschraubung zustandekommt. Da das Rohrende 24 einwärts von der Muffe 13 wirksam abgestützt ist, erhält man eine bessere Vibrationsfestigkeit der Verbindung. Da das Rohr beim Installieren der Rohrverschraubung genau koaxial zu dieser gehalten wird, können durch die Rohrverschraubung auch höhere Drücke bewältigt werden.

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Wenn die Rohrverschraubung auseinandergenommen werden soll, schraubt der Benutzer die Mutter 14 von dem Körper ab. Die Sollbruchstelle 15 ist beim Installieren der Rohrverschraubung bereits gerissen; folglich bewegt sich die Mutter 14 von der Muffe 13 weg, so daß sie leichter aus dem Körper herausgeschraubt und dann das Rohrende bequem aus der Bohrung des Körpers in Achsrichtung herausgezogen werden kann, wobei die Muffe 13 auf dem Rohrende verbleibt.

Wenn das Rohr aus Kunststoff ist, wie in Fig.4 gezeigt, werden die gleichen Arbeitsgänge durchgeführt mit dem Unterschied, daß zuerst der rohrförmige Einsatz 26 in dem Rohrende angebracht wird, bevor das Rohrende durch das Element 12 in die Bohrung 17 des Körpers eingeführt wird. Wie oben geschildert, wird der rohrförmige Einsatz 26 durch die von der Muffe 13 bei der Installation bewirkte einschnürende Deformation wirksam am Rohrende festgehalten, so daß sich beim Auseinandernehmen der Rohrverbindung der rohrförmige Einsatz zusammen mit dem Rohrende aus der Einsenkung 23 nach außen entfernt.

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Claims

Ansprüche

Rohrverschraubung,· gekennzeichnet durch einen Körper (11) mit einer durchgehenden Bohrung (17), ein einteiliges Element (12), das eine Mutter (14) und eine mit dieser über eine Sollbruchstelle (15) verbundene Muffe (13) umfaßt und eine durchgehende Bohrung (16) hat zur Aufnahme des Endes eines mit der Rohrverschraubung zu verbindenden Rohres (T,P) in koaxialer Lage und so, daß das distale Ende (24) des Bohres aus der Muffe (13) vorsteht, welche Bohrung im Körper eine gerade, zylindrische innere Einsenkung (23) zur koaxialen Aufnahme des vorstehenden distalen Endes (24) des Rohres zum Zweck des Abstützens und Zentrierens des Röhrendes beim Installieren der Rohrverschraubung, . " , sowie eine Steuerfläche (20) axial auswärts von der inneren Einsenkung (23), die sich zur Einsenkung hin konisch verjüngt und beim Installieren der Rohrverschraubung bewirkt, daß die Muffe (13) fest und mit einschnürender Wirkung gegen das abgestützte und zentrierte Rohrende gepreßt wird und sich die Muffe von der Mutter an der Sollbruchstelle löst.

Rohrverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (23) einen Durchmesser hat, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des distalen Rohrendes (24).

Rohrverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (11) am inneren Ende der Einsenkung (23) eine ebene radiale Schulter (25) bildet, die als begrenzender Anschlag beim Einführen des Rohrendes in die Bohrung des Körpers dient.

Rohrverschraubung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (13) derart angeord-

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net ist, daß sie die Steuerfläche (20) der Bohrung im Körper an einer Stelle erfaßt, die von der Einsenkung (23) axial nach außen beabstandet ist, so daß das distale Rohrende (24) beim Installieren der Rohrverschraubung nicht komprimiert wird.

5. Rohrverschraubung nach einem der vorangehenden Ansprüche für ein Kunststoffrohr, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrende (P) ein rohrförmiger Einsatz (27) aufnehmbar ist, der einen nach außen gebogenen distalen Plansch (28) hat, der am distalen Rohrende anliegt und bei der installierten Rohrverschraubung koaxial in der Einsenkung (23) aufgenommen ist, um das Rohrende beim Installieren der Rohrverschraubung abzustützen und zu zentrieren, und daß das Rohrende von der Muffe (13) gegen den Einsatz (27) komprimiert und dadurch festgehalten wird.

6. Rohrverschraubung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (27) aus Metall ist. "

7· Rohrverschraubung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) einen nach außen gebogenen, axial äußeren Teil (29) und einen nach innen zurückgebogenen distalen inneren Teil (30) hat.

8. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, daduroh gekennzeichnet, daß der Einsatz (27) in der Einsenkung (23) des Körpers (11) im Kontakt mit dem Körper verschieblioh ist.

9. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper am inneren Ende der Einsenkung eine ebene, radiale Schulter bildet, die als Anschlag für den Flansch (28) des Einsatzes beim Einführen in die Bohrung des Körpers dient.

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10. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) ein Ringflansoh mit Unterbrechungen (31) ist.

11. Rohrverschraubung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen aus mehreren entlang dem Umfang beabstandeten Kerben (31) bestehen.

12. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch (28) eine axiale Dicke hat, die größer als etwa die halbe axiale Länge der Einsenkung (23) ist.

13· Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) in der Einsenkung (23) durch den Körper in radialer Richtung komprimiert wird.

14. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Einsenkung (23) so gewählt ist, daß zwischen dem distalen Rohrende (24) und der' Wand der Einsenkung ein Spielraum von annähernd 0,1 bis 0,15 mm gebildet ist.

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L e e r s e i t e