DE2538438C2 - Gas-tight thread connection of pipes - Google Patents
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Description
weil sich diese aufgrund der unterschiedlichen Kegelneigungen erst in der Endphase des Festziehens großflächig berühren. Eine Reibung zwischen den Umfangsflächen entfällt bis zur Endphase de- Festziehens, weil sich aufgrund der erfindungsgemäßen Durchmesserwahl die Umfangsflächen von Zapfen und Aussparung erst berühren, nachdem Dichtungszapfen und Aussparung bis auf das Nennmaß aufgeweitet bzw. zusammengezogen worden sind. Die Berührung der Stirnflächen beginnt stets an einer radial weit innen liegenden Kegelstelle, die einen großen radialen Hebelarm für den Angriff der axialen Schraubkräfte ani Außenkegel bietet, was zu einer Verformung der Stirnflächen bis zur großflächigen Berührung führt. Hierbei sind Herstellungstoleranzen der Kegelneigungen zulässig; sie haben keinen Einfluß auf die endgültige großflächige Berührung der Stirnflächen. Auch bei den Umfangsflächen von Dichtungszapfen und Aussparung sind Herstellungstoleranzen zulässig, weil diese durch radiale Verformung ausgeglichen werden. Sodann ist die Herstellung einer zylindrischen Umfangsfläche der inneren Aussparung einfacher als die einer kegeligen. Die zweifache flächige Abstützung verbessert nicht nur die Dichtwirkung, sondern erhöht auch die Knickfestigkeit des Zapfens und setzt die Flächenpressung herab, wodurch eine Wiederverwendung beeinträchtigende Materialverdrückungen vermieden werden.because due to the different taper inclinations, these only spread over a large area in the final phase of tightening touch. There is no friction between the circumferential surfaces until the final phase of tightening, because due to the choice of diameter according to the invention, the circumferential surfaces of the pin and recess Only touch after the sealing pin and recess have expanded or contracted to the nominal size have been. The contact of the end faces always begins at a radially far inward one Conical point, which has a large radial lever arm for attacking the axial screw forces on an outer cone offers, which leads to a deformation of the end faces up to extensive contact. Here are manufacturing tolerances the taper slopes permitted; they have no effect on the final large-area contact of the end faces. There are also manufacturing tolerances on the circumferential surfaces of the sealing pin and recess permissible because these are compensated for by radial deformation. Then is the manufacture a cylindrical circumferential surface of the inner recess easier than that of a conical. Twice Flat support not only improves the sealing effect, but also increases the buckling resistance of the journal and reduces the surface pressure, which means that material compressions which are detrimental to reuse be avoided.
Ein Ausführungsbeispiel der Verbindung nach der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the connection according to the invention is shown in the drawings. It shows
F i g. 1 eine Draufsicht auf die Verbindung von zwei Rohren mit Hilfe eines Rohrstutzens mit einem Teilschnitt durch die Dichtungsstelle,F i g. 1 shows a plan view of the connection of two pipes with the aid of a pipe socket with one Partial section through the sealing point,
F i g. 2 den Kreisausschnitt der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab bei nicht an- bzw. festgezogener Verbindung,F i g. 2 shows the section of a circle in FIG. 1 on a larger scale when not tightened or tightened Link,
F i g. 3 eine Einzelheit des vergrößerten Ausschnitts nach F i g. 2 undF i g. 3 shows a detail of the enlarged section according to FIG. 2 and
Fig.4 den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 bei festgezogener Verbindung.4 shows the enlarged section of FIG. 1 at tightened connection.
Das innere Glied 1 mit einem Bolzen-Kegelgewinde 2 endet mit einem Dichtungszapfen 3, der auf seiner Umfangsfläche asphärisch konvex gerundet ist und dessen Stirn mit einem negativen Kegel 4 mit der Neigung λ versehen ist. Das äußere Glied 5, das mit einem kegeligen Mutter-Gewinde 6 versehen ist, hat am Gewindeende eine innere zylindrische Aussparung 7, deren Boden einen entsprechenden positiven Kegel 8 mit der Neigung β bildet. In dem nicht festgezogenen Zustand der Verbindung ist der wahre Durchmesser din einem beliebigen Querschnitt /des Dichtungszapfens 3 kleiner als der Nenndurchmesser Dj in dem entsprechenden Querschnitt der zylindrischen Aussparung 7 und der wahre Durchmesser D in dem genannten Querschnitt der zylindrischen Aussparung 7 größer als der Nenndurchmesser dj in dem entsprechenden Querschnitt des Dichtungszapfens 3, so daß zwischen dem Dichtungszapfen 3 und der zylindrischen Aussparung 7 eine Lücke 9 entsteht. Die Umhüllungsflächen der Nenndurchmesser dj und Dysind in F i g. 3 gestrichelt dargestellt.The inner member 1 with a bolt taper thread 2 ends with a sealing pin 3, which is rounded aspherically convex on its peripheral surface and the end of which is provided with a negative cone 4 with the inclination λ. The outer member 5, which is provided with a conical nut thread 6, has an inner cylindrical recess 7 at the thread end, the bottom of which forms a corresponding positive cone 8 with the inclination β . In the non-tightened state of the connection, the true diameter d in any cross section / of the sealing pin 3 is smaller than the nominal diameter Dj in the corresponding cross section of the cylindrical recess 7 and the true diameter D in the said cross section of the cylindrical recess 7 is greater than the nominal diameter dj in the corresponding cross section of the sealing pin 3, so that a gap 9 is created between the sealing pin 3 and the cylindrical recess 7. The envelope areas of nominal diameters dj and Dys are shown in FIG. 3 shown in dashed lines.
Wie es in F i g. 2 und F i g. 3 dargestellt ist, stimmt die Neigung α der Stirnfläche des Kegels 4 des Dichtungszapfens 3 nicht mit der Neigung β der entsprechenden Stirnfläche des Kegels 8 der zylindrischen Aussparung 7 überein, so daß vor dem Festziehen der VerbindungAs shown in FIG. 2 and F i g. 3 is shown, the inclination α of the end face of the cone 4 of the sealing pin 3 does not coincide with the inclination β of the corresponding end face of the cone 8 of the cylindrical recess 7, so that before tightening the connection
ίο zwischen diesen Kegelflächen eine Lücke 10 verbleibt, die mit der Lücke 9 die Reibung des Dichtungszapiens 3 in der inneren zylindrischen Aussparung 7 verhindert.ίο a gap 10 remains between these conical surfaces, the one with the gap 9 the friction of the sealing tape 3 in the inner cylindrical recess 7 prevented.
Die beschriebene Lagerung des Dichtungszapfens 3 des inneren Gliedes 1 in der zylindrischen Aussparung 7 des äußeren Gliedes 5 reduziert die geometrischen Kopplungen der Lage von beiden Gliedern der Verbindung nur auf ihre Kegelgewinde 2 und 6 und die Stirnflächen der Kegel 4 und 8, bei denen die Bereiche der Kante 11 und 12 des äußeren und inneren Gliedes 5 und 1 im wesentlichen und in hinreichendem Maße die Kopplung bewirken. Diese vereinfachende geometrische Kopplung, selbst bei einer Herabsetzung der Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeil, ergibt einen hohen Dichtungsgrad der Verbindung, weil beim Festziehen der beiden Glieder die Stirnfläche des Kegels 4 des Dichtungszapfens 3 auf der Stirnfläche des Kegels 8 des äußeren Gliedes 5 in Richtung des Pfeils gleitet, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Dabei kommt es zu einer elastischen Umfangsvergrößerung des Endteils des Dichtungszapfens 3, bis es zu einer festen Berührung zwischen den Berührungsflächen des Dichtungszapfens 3 und der zylindrischen Aussparung 7 kommt. Auf diese Weise wird eine erste Abdichtung der Verbindung bewirkt. Beim Festziehen der beiden Glieder der Verbindung entsteht eine elastische Verformung im Bereich der Kante 11 an der Stirnfläche des Kegels 8, wodurch sich die Lücke 10 verengt und ein Labyrinth 13 entsteht. Auf diese Weise wird eine sehr wirksame zweite Abdichtung der Verbindung ausgebildet.The described mounting of the sealing pin 3 of the inner member 1 in the cylindrical recess 7 of the outer link 5 reduces the geometric coupling of the position of both links of the Connection only to their taper threads 2 and 6 and the end faces of the cones 4 and 8, where the areas the edge 11 and 12 of the outer and inner link 5 and 1 essentially and to a sufficient extent effect the coupling. This simplistic geometric Coupling, even with a reduction in the requirements for the manufacturing precision wedge, results a high degree of sealing of the connection, because when tightening the two links the face of the Cone 4 of the sealing pin 3 on the end face of the cone 8 of the outer member 5 in the direction of the arrow slides, as shown in FIG. 4 is shown. This results in an elastic increase in the circumference of the end part of the sealing plug 3 until there is firm contact between the contact surfaces of the sealing plug 3 and the cylindrical recess 7 comes. This creates an initial seal of the connection causes. When the two links of the connection are tightened, elastic deformation occurs in the Area of the edge 11 on the face of the cone 8, whereby the gap 10 narrows and a labyrinth 13 is formed. This way it becomes very effective second seal of the connection formed.
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist das äußere Glied 5 ein Rohrstutzen mit kegeligen Mutter-Gewinden 6, und die inneren Glieder 1 sind Rohre mit kegeligen Bolzen-Gewinden 2. Dieses Beispiel stellt eine an sich bekannte dreiteilige Verbindung dar. Bei einer anderen Variante der Verbindung von Rohren, die in bekannter Weise nur aus zwei Gliedern besteht, kann dagegen das äußere Glied mit dem kegeligen Gewinde eine Muffe sein, die z. B. durch Pressen oder Prägen des Rohrendes entsteht. Bei einer anderen an sich bekannten Modifikation der dreiteiligen Verbindung kann das innere Glied ein Nippel sein, der an beiden Enden die kegeligen Bolzen-Gewinde aufweist, während die äußeren Glieder Rohre mit kegeligen Mutter-Gewinden sind, die durch den Nippel verbunden werden.In the embodiment according to FIG. 1, the outer member 5 is a pipe socket with tapered nut threads 6, and the inner links 1 are tubes with tapered bolt threads 2. This example represents a known three-part connection. In another variant of the connection of pipes, the in a known manner consists of only two members, but the outer member with the tapered thread can be a sleeve z. B. is created by pressing or stamping the pipe end. With another in itself known modification of the three-part connection, the inner link can be a nipple that attaches to both The ends have tapered bolt threads, while the outer links have tapered tubes Are nut threads that are connected by the nipple.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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