DE2837977C2

DE2837977C2 - Schwenkverschraubung

Info

Publication number: DE2837977C2
Application number: DE2837977A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Armaturenfabrik Hermann Voss GmbH and Co
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE2837977A1; DE7825899U1

Description

Die vorliegecde Erfindung betrifft eine Schwenkverschraubung, bestehend aus einer in ein Gehäuse einschraubbaren Hohlschraube und einem um diese schwenkbaren und mit ihr einen Ringraum einschließenden Schwenkstutzen und Dichtelementen zum Abdichten des Schwenkstutzens gegen die Hohlschraube und das Gehäuse, wobei die Anlageflächen zwischen Hohlschschraube und Schwenkstutzen im unteren Bereich desselben am Ende des Gewindestutzens der Hohlschraube zum Einschrauben derselben in das Gehäuse ausgebildet sind, und vom oberen Ende einer im Gewindestutzen befindlichen Bohrung mehrere gegeneinander versetzte, gegen die Längsachse der Hohlschraube geneigte Durchgangsbohrungen ausgehen und im Ringkanal enden.

Eine derartige Schwenkverschraubung ist aus der AT-PS 2 65 774 bekannt. Bei dieser bekannten Schwenkverschraubung erfolgt die Abdichtung des Schwenkstutzens gegen das Gehäuse einfach mittels

so eines zwischen beiden angeordneten Dichtringes. Wird die Hohlschraube in das Gehäuse eingeschraubt, so erfolgt über die Anschlagflächen zwischen Hohlschraube und Schwenkstut/.en eine Mitnahme des Schwenkstutzens und schließlich eine Verpressung des Dichtringes. Dabei ist aber der Anzugsweg der Hohlschraube bzw. des Schwenkstutzens in bezug auf den Dichtring nicht festgelegt, so daß dieser einerseits bei zu starkem bzw. zu weitem Anziehen beschädigt und andererseits hierdurch verhindert wird, daß eine Vorspannung erzeugt wird, weil die Dichtung immer weiter nachgibt, ohne daß ein Anschlag gebildet wird, so daß sie schließlich wegfließt und zerstört wird. Damit sind mit dieser bekannten Schwenkverschraubung wesentliche Nachteile verbunden. Weiterhin weist diese Schwenkverschraubung im Bereich der Durchlaßbohningen eine starke Reduzierung des Querschnitts der Hohlschraube zur Ausbildung des Ringraumes auf, wobei ein symmetrischer Ringraum vorhanden ist. Hierdurch wird

aber die Hohlschraube derart geschwächt, daß sie nicht dafür geeignet ist, bei vergleichsweise hohen Drücken verwendet zu werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Schwenkverschraubung derart zu verbessern, daß eine hohe Druckbelastbarkeit,und verbesserte DurchflußeigerKchaften. d.h. eine Druckstufenerhöhung, erreicht werden, und gleichzeitig sich eine wirtschaftliche Herstellung und eine einfache Montage ergeben.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring in der unteren Stirnfläche des Schwenkstutzens in einer Ringnut angeordnet ist, wobei ein Ringsteg vollkommen gegenüber dem Gewindestutzen abgestützt ist, und der t5 Ringraum durch eine zunehmende Außendurchmesser-Verringenung der Hohlschraube unter einem Neigungswinkel von ca. 20° zu ihrer Mantellinie bis etwa zur oberen Austrittskante der Austrittsöffnung der Durchgangsbobrungen erweitert wird, und danach der Durchmesser der Hohlschraube stärker zur Bildung einer Ringraumvergrößerung bis zur oberen Lfmfangsdichtung der Hohlschraube nachgibt, so daß sich der Ringraum über die gesamte Öffnung der Bohrung des waagerechten Rohranschlußstutzens erstreckt und der -25 waagerechte Rohranschlußstutzen des Schwenkstutzens eine Bohrung aufweist, deren inneres Ende als sich konisch erweiternde Ansenkung ausgebildet ist.

Aus der FR-PS 10 63 620 ist es bekannt, einen O-Ring als Dichtring in die untere Stirnfläche eines Rohranschlußstutzens einzubringen, um eine radiale Abdichtung zwischen diesem und einem sich daran anschließenden weiteren Rohrstutzen zu erreichen. Dabei ist aber dieser Druckschrift keinerlei Hinweis auf die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik zu entnehmen.

Weiterhin ist aus der US-PS 28 72 217 bekannt, der Hohlschraube eine bestimmte Kontur zur Bildung eines Ringraumes zu geben. Hierbei erfolgt aber bereits eine stärkere Reduzierung des Querschnitts in der Mitte der Austrittsöffnung der Durchgangsbohrungen, so daß hier bereits eine relative Schwächung des Hohlschraubenquerschnitts vorhanden ist. Aufgrund dieser konstruktiven Ausgestaltung spricht diese Druckschrift nicht das Problem eines Querschnitts gleicher Festigkeit über die **> Länge der Hohlschraube in Hinblick auf hohe Druckbelastungen an.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Schwenkverschraubung der eingangs beschriebenen Art. wobei ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring in der "'" unteren Stirnfläche des Schwenkstutzens in einer Ringnut angeordnet ist, wobei ein Ringsteg vollkommen gegenüber dem Gewindestutzen abgestützt ist, und die um 90° gegeneinander versetzte Durchgangsbohrungen vorhanden sind, von denen zwei sich gegenüberliegende Bohrungen im Boden der Bohrung höher angesetzt sind und vorzugsweise einen größeren Neigungswinkel als die beiden anderen Durchgangsbohrungen aufweisen und der Ringraum durch eine zunehmende Außendurchmesser· Verringerung der Hohlschraube unter einem ^b0 Neigungswinkel von ca. 20" zu dieser Mantellinie bis etwa der oberen Austrittskante der Austrittsöffnungcn der oberen Durchgangsbohrungen erweitert wird und sich der Ringraum über die gesamte Bohrung des waagerechten Ansch'-.ifismt/ens erstreckt und der ^b' waagerechte Rohranschlußstiitzeii des Schwcnkstutzens eine Bohrung aufweist, defen inneres linde als sich konisch erweiternde Ansenkung ausgebildet ist.

Weitere vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Aufgrund der erfindüngsgemäßen Ausgestaltung kann der Querschnitt im Bereich der Durchgangsbohrungen der Hohlschraube relativ groß gehalten werden, wodurch sich eine hohe Druckbelastbarkeit und Druckstufenerhöhung realisieren lassen. Zudem ermöglicht der große Querschnitt im Bereich der Durchgangsbohrungen neben der hohen Druckbelastbarkeit auch eine Vergrößerung des Durchmessers der als Schrägbohmngen ausgeführten Durchgangsbohrungen, woraus sich verbesserte Durchflußeigenschaften ergeben.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in der linken Hälfte einen Schnitt und in der rechten Hälfte einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schwenkverschraubung im eingeschraubten Zustand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine we,-;re Ausführung einer erfindungsgemäßen Schwenkverschr.mbung,

Fig.3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie Ill-Ill in Fig.2.

Eine erfindungsgemaße Schwenkverschraubung 1 besteht !-,as einer Hohlschraube 2 und einem um die Hohlschraube herum schwenkbar gelagerten Schwenkstutzen 3. Die Hohlschraube 2 ist mit einem Gewindestutzen 4 in ein Gehäuse 6 einschraubbar. Am Ende des Gewindeabschnittes des Gewindestutt-ens 4 weist derselbe eine Hinterdrehung 7 auf. An diese Hinterdrehung schließt sich ein Absatz 8 im Sinne einer Durchmesservergrößerung der Rohischraube 2 an. Mit dem Absatz 8 beginnt ein zylinderförrniger Abschnitt 9 der Hohlschraube, dessen Außendurchmesscr dem Innendurchmesser des Sc'.iwenksiutzens 3 entspricht. Innerhalb des Gewindestutzens 4 befindet sich eine Bohrung 11, von deren innerem Ende aus vier schräg verlaufende Durchgangsbohrungen 12 ausgehen. d\z am Umfang der Hohlschraube vorzugsweise jeweils um 90° gegeneinander versetzt enden und gegenüber der Längsachse der Hohlschraube um vorzugsweise 45° geneigt sind. Durch diese Anordnung der Durchgangsbohrungen 12, die vorzugsweise im jeweiligen Auslaufbereich angefast sind, wird das Medium verlustarm durch diese hindurchgeleitet. Dabei ist die Lage der Durchgangsbohrungen 12 so gewählt, daß im Hohlschraubeninnern keine Prallplatte entsteht, d. h. die vier Bohrungen laufen in ihren äußeren Durchmessern zusammen. Hierdurch wird durch die Bohrung 11 das strömende Medium strömungsgünstig in die Schrägbohrungen geleitet. Der zylinderförmige Teil 9 der Hohlschraube endet etv.a im Bereich der unteren Öffr>un_ts;iante 13 der Durchgangsbohrungen 12. Vom Ende des zylinderförmigen Teils 9. also etwa vom Bereich der Öffnungjkante 13" ab. verringert sich der Querschnitt der Hohlschraube 2 im Bereich der Öffnung der Durchgangsbolirungen 12 stetig, und zwar unter einem Schrägungswinkel von vorzugsweise 20° zur Mantellinie der Holzschraube 2. Ab der oberen Öffnungskante 14 der Ausiriltsöffnungder Durchgangsbohrungen 12 gibt der Durchmesser der Holzschraube stärker nach, so daß sich dort ein relativ großer Ringraum 16 zwischen der Hohlschraube 2 und dem Schwenkstutzen 3 ausbildet. Aufgrund dieser erfindiingsgemälJen. im wesentlichen konisch verlaufenden Kontur der Hohlschraubc. die sich vorzugsweise über <\cn gesinnten Öffnungsbercich der Bohrung 32 erstreckt, ertribt sich cm grol.kr Querschnitt derselben

im Bereich der Durchgangsbohrungen 12, und zudem ist es möglich, den Durchgangsbohrungen einen relativ großen Durchmesser zu geben. Dabei sollten die Mittelachsen der Bohrungen 12 so weit wie möglich im unteren Bereich des zylindrischen Teils 9 der Hohlschraube 2 liegen, um eine optimale Festigkeit der Hohlschraube trotz Konizität zu gewährleisten.

Am Ende des Ringraumes 16 weist die Hohlschraube eine umlaufende Ringnut 17 auf, in der ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring 18 eingelegt ist. Hinter der Ringnut 17 weist die Hohlschraube 2 wiederum einen zylindrischen Abschnitt 19 auf. dessen Durchmesser dem des zylinderförmigen Teils 9 entspricht. Am Ende des Zylinderabschnittes 19 ist der HohlschraubenkopF

21 ausgebildet, der beispielsweise einen Innensechskant r,

22 und einen Außensechskant besitzt. Wie sich aus der Darstellung ergibt, besteht zwischen dem Hohlschraubenkopf 21. und zwar dessen Unterseite, und der oberen Siir nn>ii_rie des SchwcrikStü't/.cfiS 3 ein geringer Spüii 23. Dieser Spalt ergibt sich daraus, daß die Anlagefläche 24, >o 37 zwischen der Hohlschraube 2 und dem Schwenkstutzen 3 im Bereich des Absatzes 8 ausgebildet ist. Damit liegen die Anlageflächen zwischen diesen beiden Teilen innerhalb des Schwenkstutzens 3, und es ergibt sich eine Entlastung des oberhalb des Gewindestutzens 4 ';-> befindlichen Teils der Hohlschraube 2. Dabei sollen die Flächen 24 und 37 so gewählt werden, daß sich eine geringstmögliche Flächenpressung ergibt. Am Ende der inneren Stufenbohrung 26 des Schwenkstutzens 3 befindet sich eine Anfasung 27, wodurch das Einschie- jo ben des Dichtringes 18 ohne eine Beschädigung desselben möglich ist. In seiner unteren Stirnfläche 28 weist der Schwenkstutzen 3 eine Ringnut 29 auf, in der ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring 30 eingelegt ist. Die Ringnut 29 bildet in vorteilhafter Weise einen j> vollkommen abgestützten Ringsteg 38. Die Dichtringe !8 und 30 bestehen aus elas'omerem Material und sind jeweils derart angeordnet, daß eine Abdichtung der Schwenkverschraubung nach außen erfolgt. Der Schwenkstutzen 3 ist hinsichtlich seiner Wandstärke -40 derart dimensioniert, daß er den Belastungen einer gewünschten vierfachen statischen Sicherheit standhält. Der waagerechte Rohranschlußstutzen 31 des Schwenkstutzens 3 besitzt eine stufenförmige Bohrung 32. deren inneres Ende sich als kegels'tumpfförmige Ansenkung 33 zum Ringraum erweitert, so daß das Medium möglichst verlustarm, d. h. ohne große Turbulenzen, in Richtung auf das an den Rohranschlußstutzen 31 anzuschließende Rohr fließen kann.

Erfindungsgemäß wird demnach eine Schwenkverschraubung geschaffen, die sich durch eine geringe Dehnlänge auszeichnet und durch verbesserte Strömungseigenschaften des durch sie hindurchgeleitetcn Mediums aufgrund vergrößerter Durchgangsbohrungen und verbesserten Strömungseigenschaften im Rohranschlußstutzen, die aufgrund der reduzierten Dehnlänge und des vergrößerten Hohlschrnubenquerschnittes im Bereich der Durchgangsbohrungen eine wesentlich erhöhte Druckfestigkeit besitzt und eine mehrfache statische Sicherheil erreicht. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Schwenkverschraubung eine wirksame Abdichtung nach außen auf. und zwar mit Hilfe von elastomeren Dichtelementen, die vollelastisch sind und αίη» hch? Shore-\~Härte κ*»«ίιν**η rinhpi io Η*»ΐ Λ^ν gesamten Konstruktion darauf geachtet, daß sich eine wirtschaftliche Fertigung aufgrund nicht zu enger Fertigungstoleranzen ergibt, jedoch die Dichtringe eine hinreichende Vorspannung erhalten, um ihrer Dichtfunktion in vollem Umfange gerecht zu werden.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist. ist es vorteilhaft bei der Anordnung der Schrägbohrungen 12. zwei gegenüberliegende Bohrungen I2;i höher angesetzt anzuordnen. Zu dt :v:m Zweck wird der Boden 39 der Bohrung 11 höher ausgeführt. Dabei ist ferner zweckmäßig, den Neigungswinkel der höher angesetzten Bohrungen 12a zur Mittelachse der Hohlschmube 2 zu vergrößern. Diese Maßnahmen bedingen größere tragende Querschnitte in der Hohlschraube zwischen den Bohrungen 12 und 12.7.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Ringkanal 16 durch eine Auskesseluns 36 im Schwenkstutzen 3 vergrößert. Die Auskesselung 36 ist vorzugsweise zylindrisch mit Anfasung ausgeführt und erstreckt sich insbesondere über den gesamten Bereich des Ringraumes 16.

Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhältnisse innerhalb der Bohrung 11 der Hohlschraube 2 wird durch eine Anfasung 35 im Bereich der Austrittsöffnung der Bohrung 11 erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwenkverschraubung, bestehend aas einer in ein Gehäuse einschraubbaren Hohlschraube und einem um diese schwenkbaren und mit ihr einen Ringraum einschließenden Schwenkstutzen und Dichtelementen zum Abdichten des Schwenkstutzens gegen die Hohlschraube und das Gehäuse, wobei die Anlageflächen zwischen Hohlschraube und Schwenksttitzen im unteren Bereich desselben am Ende des Gewindestutzens der Hohlschraube zum Einschrauben derselben in das Gehäuse ausgebildet sind, und vom oberen Ende einer im Gewindestutzen befindlichen Bohrung mehrere gegeneinander versetzte, gegen die Längsachse der Hohlschraube geneigte Durchgangsbohrungen ausgehen und im Ringkanal enden, dadurch gekennzeichnet, daß ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring (30) in der unteren Stirnfläche (28) des Schwenkstutzens (3) in einer Ringnut (29) angeordnet isu vobei ein Ringsteg (38) vollkommen gegenüber dem Gewindestutzen (4) abgestützt ist. und der Ringraum-durch eine zunehmende Außendurchmesser-Verringerung der Hohlschraube (2) unter einem Neigungswinkel von ca. 20° zu ihrer Mantellinie bis etwa zur oberen Austrittskante (14) der Austrittsöffnung der Durchgangsbohrungen (12) erweitert wird, und danach der Durchmesser der Hohlschraube (2) stärker zur Bildung einer Ringraumvergrößerung bis zur oberen Umfangsdichtung (18) der Hohlschraube (2) nachgibt, so daß sich der Ringraum über die gesamte Öffnung der Bohrung (32) des waagerechten Rehranschlußstutzens (31) erstreckt und der waagerechte Rohranschlußstutzen (31) des Schwenkstutzens {?> eine Bohrung (32) aufweist, deren inneres Ende als sich konisch erweiternde Ansenkung (33) ausgebildet ist.

2. Schwenkverschraubung, bestehend aus einer in ein Gehäuse einschraubbaren Hohlschraube und einem um diese schwenkbaren und mit ihr einen Ringraum einschließenden Schwenkstutzen und Dichtelementen zum Abdichten des Schwenkstutzens gegen die Hohlschraube und das Gehäuse, wobei die Anlageflächen zwischen Hohlschraube und Schwenkstutzen im unteren Bereich desselben am Ende des Gewindestutzens der Hohlschraube zum Einschrauben derselben in das Gehäuse ausgebildet sind, und vom oberen Ende einer im Gewindestutzen befindlichen Bohrung mehrere gegeneinander versetzte, gegen die Längsachse der Hohlschraube geneigte Durchgangsbohrungen ausgehen und im Ringkanal enden, dadurch gekennzeichnet, daß ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring (30) in der unleren Stirnfläche (28) des Schwenkstutzens (3) in einer Ringnut (29) angeordnet ist, wobei ein Ringsteg (38) vollkommen gegenüber dem ,Gewindestutzen (4) abgestützt ist, und die um 90° gegeneinander versetzte Durchgangsbohrungen (12, Ma) vorhanden sind, von denen zwei sich gegenüberliegende Bohrungen (\2a) im Boden der Bohrung (II) höher angesetzt sind und vorzugsweise einen größeren Neigungswinkel als die beiden anderen Durchgangsbohrungen (12) aufweisen und der Ringraum durch eine zunehmende Außendurchmesser-Verringerung der Hohlschraube (2) unter einem Neigungswinkel von ca. 20° zu dieser Mantellinie bis etwa der oberen Austrittskante (14) der Austrittsöffnungen der oberen Durchgangsboh-

rungen {\2a) erweitert wird und sich der Ringraum über die gesamte Bohrung (32) des waagerechten Anschlußstutzens (31) erstreckt und der waagerechte Rohranschlußstutzen (31) des Schwenkstutzens (3) eine Bohrung (32) aufweist, deren inneres Ende als sich konisch erweiternde Ansenkung (33) ausgebildet ist.

3. Schwenkverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier um 96' gegeneinander versetzte, gegen die Längsachse der Hohlschraube (2) urn 45° geneigte Durchgangsbohrungen (12) vorhanden sind.

4. Schwenkverschraubung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (12) einen Kopf (21) aufweist und zwischen diesem und dem Schwenkstutzen (3) ein Spalt (23) ausgebildet ist.

5. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Auskesselung (36) im Schwenkstutzen (3), wobei sich die Auskesselung im Bereich des Ringkanais (16) beiindet.

6. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Anfasungen (35) in der Öffnung der Bohrung (ll)der Hohlschraube (2).