DE29609812U1

DE29609812U1 - Hochdruckfeste Rohrverbindung

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Publication number: DE29609812U1
Application number: DE29609812U
Authority: DE
Original assignee: Eifeler Maschinenbau GmbH
Current assignee: Eifeler Maschinenbau GmbH
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2006-06-04

Description

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H*UVeRT BAUER

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EUROPEAN PATENT ATTORNEY

H. BAUER · AM KEILBUSCH 4 · D-52080 AACHEN

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TELEFAX 0 24 05/90 34

Anm.: Eifeler Maschinenbau H. Heinen GmbH & Co.. Bad Münstereifel Bez.: ..Hochdruckfeste Rohrverbindung" vnr 100 307

BVZr (4299)731.05.96

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Die Erfindung betrifft eine hochdruckfeste Rohrverbindung aus einem einen 24°- Anschlußkonus aufweisenden, genormten Aufnahmekörper, einer auf den Aufnahmekörper aufschraubbaren Überwurfmutter, einem mittels der Überwurfmutter in Richtung des Aufnahmekörpers verlagerbaren Schneidring und einem dem Schneidring vorgelagerten Elastomerring, wobei der Schneidring in montiertem Zustand der Rohrverbindung sowohl mit einer zu seiner Mittelachse senkrechten Anschlagfläche gegen eine Stirnfläche des Aufnahmekörpers anliegt als auch mit einer dem Elastomerring zugewandten Stirnfläche, diesen dichtend einerseits gegen die Mantelaußenfläche des verbindenden Rohres und andererseits gegen die Mantelinnenseite des Anschlußkonusses anpreßt.

Eine derartige Rohrverbindung ist aus der DE 93 12 741 U1 bekannt. Bei der Montage einer solchen Rohrverbindung ist eine Axialverschiebung des Schneidringes in Richtung des Aufnahmekörpers in dem Moment nicht weiter möglich, wenn der Schneidring mit seiner senkrechten Anschlagfläche gegen die Stirnfläche des Aufnahmekörpers stößt. Diese Position des Schneidrings ist durch ein starkes Ansteigen des Anzugsdrehmoments der Überwurfmutter sowohl bei der manuellen wie auch bei der maschinellen Montage leicht zu erkennen.

Der dem Schneidring vorgelagerte Elastomerring ist aufgrund seiner geometrischen Abmessungen in der Endposition des Schneidrings zwischen der Manteiinnenfläche des Anschlußkonusses der Mantelaußenfläche des zu verbindenden Rohres und der vorderen Stirnfläche des Schneidrings verpreßt bzw. verquetscht. Dabei bewirkt die

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nicht unerhebliche Kompression des Elastomermaterials einen Ausgleich von eventuellen rückwärts gerichteten Axialverschiebungen des Schneidrings, die durch Schwingungsbelastungen der Rohrverbindung hervorgerufen werden können. Aus diesem Grunde bietet die bekannte Rohrverbindung auch bei einer Schwingungsbelastung, wie sie beispielsweise bei Anwendungen in der Mobi!hydraulik häufig auftritt, eine zuverlässige Abdichtung.

Als sehr nachteilig tritt bei der bekannten Rohrverbindung jedoch die Handhabung des Eiastomerrings in Erscheinung. Dieser ist aufgrund seines Durchmesser-Dicken-Verhältnisses und bei kleinen Rohrdurchmessern auch wegen seiner absolut gesehen sehr kleinen Abmessungen sehr labil und diffizil in der Handhabung. Insbesondere besteht die Gefahr, daß der Ring beim Aufschieben auf das Rohr verdreht bzw. verwickelt wird, wodurch eine zuverlässige Abdichtung nicht mehr erzielt werden kann, da die Schräge des trapezförmigen Rings und die Schräge der Mantelinnenfläche des Anschlußkonusses dann gegenläufig sind.

Femer ist es wichtig, daß der Elastomerring vor der Montage an der richtigen Stelle des zu verbindenden Rohres plaziert wird, da ansonsten eine zu große Verschiebung durch den Schneidring stattfinden würde, bei der es unter Umständen zu einer Verwerfung oder zu einem Einschneiden des Elastomerrings kommen könnte. Ein Einsetzen des Elastomerrings in den Anschlußkonus des Aufnahmekörpers ist zur Lösung der vorgenannten Probleme ungeeignet, da der Elastomerring aufgrund der nötigerweise engen Passung zwischen der Mantelaußenfläche des Rohres und der Mantel innenfläche des Elastomerrings beim erforderlichen Durchschieben des Rohres sehr leicht verlagert oder verletzt würde. Eine zuverlässige Abdichtung kann auf diese Weise nicht erzielt werden.

Des weiteren ist in der DE 40 38 539 C1 ein Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrverschraubungen mit einem genormten, einen 24°-Anschluß aufweisenden Aufnahmekörper, einer Überwurfmutter, einem Rohr sowie einem zweiteiligen Ring bekannt. Bei diesem Verbindungssystem setzt sich der Ring aus einem als Schneidoder Klemmring ausgebildeten Halteelement und einem als Dichtelement ausgebildeten Bauteil zusammen. Das Dichtelement ist dem Aufnahmekörper zugeordnet und dem Halteelement vorgelagert. Dem Dichtelement ist im montierten Zustand des

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Verbindungssystems wiederum ein Elastomerdichtring vorgelagert, wobei zwischen dem Elastomerdichtring und dem Dichtelement eine Verbindung durch Anvulkanisierung oder Verklebung erfolgt.

Aufgrund des zweiteiligen Aufbaus des Rings aus Schneid-/Klemmring und Dichtelement ist das vorgenannte Verbindungssystem kompliziert im Aufbau und teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung zu schaffen, die sich auch für den Einsatz bei schwingungsbelasteten Bauteilen eignet, sich durch ihre Montagefreundlichkeit und -sicherheit auszeichnet und sich gleichzeitig kostengünstig herstellen läßt.

Ausgehend von einer Rohrverbindung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elastomerring im unmontierten Zustand der Rohrverbindung mit der ihm zugewandten Stirnfläche des Schneidrings verklebt oder an diese Stirnfläche anvulkanisiert ist.

Im Vergleich mit Rohrverbindungen gemäß dem Stand der Technik läßt sich die erfindungsgemäße Verbindung sehr viel einfacher montieren, da eine separate Handhabung des Elastomerrings aufgrund der festen Verbindung mit dem Schneidring entfällt. Montagefehler und daraus resultierende Undichtigkeiten, die beispielsweise durch ein ungenaues oder falsches (richtungsverkehrtes) Einsetzen des Elastomerrings oder gar durch einen fehlenden (vergessenen) Elastomerring verursacht werden, sind nunmehr ausgeschlossen, da der verklebte Elastomerring stets exakt sowohl in bezug auf den Schneidring als auch in bezug auf das Rohr ausgerichtet ist. Des weiteren läßt sich bei dem Montagevorgang auch ein nicht unerheblicher Zeitgewinn realisieren, da die unter Umständen langwierige, exakte Ausrichtung des in seiner Form instabilen Elastomerring entfällt. Erst mit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung läßt sich auf wirtschaftliche Weise ein maschineller Montagevorgang einer mit einem Elastomerring versehenen Schneidringverbindung erzielen.

Des weiteren können die Lagerhaltungskosten mit Hilfe der Rohrverbindung gemäß der Erfindung gesenkt werden, da ein Einzelteil weniger als zuvor bevorratet werden

muß. Auch die bei Verbindungen nach dem Stand der Technik nicht auszuschließende Bestückung einer Verbindung mit einem falschen, jedoch im Durchmesser nur leicht abweichenden Eiastomerrings wird nunmehr vermieden, da bei der Montage keine Zuordnung von Schneidring und Elastomerring mehr zu erfolgen braucht.

Ferner wird durch die Aufbewahrung von Schneidring und Elastomerring als ein Bauteil die Gefahr beseitigt, daß sich der Elastomerring durch eine separate Lagerung - eventuell unterstützt durch hohe Lagertemperaturen - bleibend derart verformt, daß er seine Dichtigkeitsfunktion nicht mehr korrekt erfüllen kann.

Auch wird die Gefahr von Verletzungen an den Fingern des jeweiligen Monteurs beim Aufschieben des Elastomerrings auf das zu verbindende Rohr, das häufig Grate und scharfe Kanten an seiner Stirnfläche aufweist, vermieden, da sich die Bauteileinheit Schneidring-Elastomerring aufgrund ihrer Größe und Stabilität sehr viel sicherer ergreifen läßt.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rohrverbindung wird vorgeschlagen, daß mindestens die dem Elastomerring zugewandte Stirnfläche des Schneidrings chemisch vernickelt oder phosphatiert ist. Dies bietet den Vorteil, daß die Klebeverbindung besonders haltbar und belastbar ist.

Des weiteren ist vorgesehen, daß der Schneidring mit Ausnahme der vom Elastomerring überdeckten Stirnfläche verzinkt und chromatiert ist.

Eine derartige Ausgestaltung ist besonders dann sinnvoll, wenn der Elastomerring an die Stirnfläche des Schneidrings anvulkanisiert wird. Die Anvuikanisierung erfolgt dann in einem ersten Schritt, wobei der Schneidring zu diesem Zeitpunkt noch in keiner Weise mit einer galvanisch aufgebrachten Schutzschicht versehen ist. Erst nach erfolgter Anvuikanisierung wird das so erhaltene, kombinierte Bauteil in ein Verzinkungs- und ein Chromatierungsbad gegeben, um für die nicht mit dem Elastomermaterial abgedeckten Oberflächenbereiche eine optimale Korrosions- und Verschleißschutzschicht zu erhalten. Das Elastomermaterial wird bei dieser nachträglichen Verzinkung und Chromatierung in keiner Weise negativ beeinflußt.

Die Erfindung weiter ausgestaltend, ist es besonders vorteilhaft, daß der Elastomerring im Querschnitt die Form eines Trapezes aufweist, das mit seiner Basislinie mit der Stirnfläche des Schneidrings verbunden ist. Hierdurch läßt sich eine optimale Dichtwirkung erzielen, insbesondere wenn die Flankenneigung des Trapezes mit der des Anschlußkonusses übereinstimmt.

Vorteilhafterweise besteht der Elastomerring aus einem NBR-Elastomer oder einem FKM-Elastomer. Diese auch unter den Handelsbezeichnungen &ldquor;Perbunan" und &ldquor;Viton" bekannten Werkstoffe haben sich für derartige Dichtungsaufgaben gut bewährt.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rohrverbindung besteht darin, daß die Dicke der Klebeschicht zwischen 0,05 mm und 0,5 mm liegt. Die vorgenannten Schichtdicken garantieren eine sichere Haftung des Elastomerrings und sorgen gleichzeitig dafür, daß der Klebstoffverbrauch gering gehalten wird.

Besonders günstig im vorliegenden Einsatzfall ist die Verwendung eines Einkomponenten-Acrylat-Kiebstoffs, insbesondere eines Cyan-Acrylat-Klebstoffs.

Schließlich wird gemäß der Erfindung noch vorgeschlagen, daß der Elastomerring bei beim Montagevorgang der Rohrverbindung von der Stirnfläche des Schneidrings ablösbar ist.

In diesem Fall wird durch das Material, das infolge des Eindringens des Schneidrings vor dessen Stirnfläche aufgeworfen wird, der Elastomerring während des Montagevorganges von dem Schneidring getrennt. Sollte es zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich sein, die Rohrverbindung, aus welchen Gründen auch immer, noch einmal zu lösen, so läßt sich der nunmehr abgetrennte Eiastomerring - falls erforderlich - gegen einen neuen Ring austauschen, ohne daß der noch funktionsfähige Schneidring ausgewechselt werden müßte.

Die erfindungsgemäße Rohrverbindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeäspiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die Zeich-

nungsfigur zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung, wobei in der oberen Hälfte der Zustand vor der Montage und in der unteren Hälfte der Zustand nach der Montage dargestellt ist.

Die hochdruckfeste Rohrverbindung besteht aus einem genormten Aufnahmekörper 1, der mit einem 24°-Anschiußkonus 2 versehen ist, einem in den Aufnahmekörper 1 einschiebbaren Ende eines zu verbindenden Rohres 3, einem Schneidring 4, der an seiner vorderen Stirnfläche 5 mit einem trapezförmigen Elastomerring 6 verklebt ist, sowie einer Überwurfmutter 7, die mit einem Innengewinde 8 versehen ist, das wiederum mit einem Außengewinde 9 des Aufnahmekörpers 1 zusammenwirkt.

Ein Abschnitt des Schneidrings 4 ist mit zwei hintereinander angeordneten Schneidkanten 11 und 11a versehen. Davon ist die Schneidkante 11 - wie der Elastomerring 6 selbst - bereits vor der Montage innerhalb des Anschlußkonusses 2 angeordnet. Infolge des Montagevorganges, bei dem von der Überwurfmutter 7 Axialkräfte über einander zugeordnete 45°-Schrägen 10 sowohl an der Überwurfmutter 7 als auch an dem Schneidring 4 übertragen werden, kommt es zu einer Verlagerung des Schneidrings 4 und des damit verbundenen Elastomerrings 6 in Richtung auf einen Rohranschlag 1 a des Aufnahmekörpers 1. Dabei schneiden beide Schneiden 11 und 11 a in die äußere Mantelfläche des Rohres 3 ein, und der Elastomerring 6 wird in dem stetig enger werdenden Spalt zwischen dem Anschlußkonus 2 des Aufnahmekörpers 1 und der Mantelaußenseite des Rohres 3 verpreßt. Durch die in das Rohr 3 eindringenden Schneiden 11 und 11 a des Schneidrings 4 entsteht an der Mantelaußenfläche des Rohres 3 ein Materialaufwurf 12, der die Form eines Keiles besitzt und aufgrund einer entsprechend bemessenen Festigkeit der Verklebung die Abscherung des Elastomerrings 6 von der Stirnfläche 5 des Schneidrings 4 bewirkt.

Der Montagevorgang ist dann beendet, wenn eine senkrecht zur Mittelachse des Rohres 3 ausgerichtete Anschlagfläche 13 des Schneidrings 4 zur Anlage gegen eine parallel ausgerichtete Stirnfläche 14 des Aufnahmekörpers 1 gelangt. In diesem Moment steigt das Anzugsdrehmoment der Überwurfmutter 7 schlagartig an und gibt dem Monteur bzw. einer eventuell verwendeten Montagemaschine das Signal zur Beendigung der Montage.

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Im montierten Zustand füllt der dann verpreßte Elastomerring 6 den Freiraum zwischen der Manteiaußenfläche des Rohres 3 und der Mantel innenfläche des Aufnahmekonusses 2 vollständig aus. Dabei ist der Elastomerring 6 derart komprimiert, daß auch bei dynamischer Druckbelastung infolge pulsierender Drücke in der Rohrverbindung dennoch stets eine zuverlässige Abdichtung erhalten bleibt.

Claims

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1. Hochdruckfeste Rohrverbindung aus einem einen 24°-Anschlußkonus aufweisenden, genormten Aufnahmekörper, einer auf den Aufnahmekörper aufschraubbaren Überwurfmutter, einem mittels der Überwurfmutter in Richtung des Aufnahmekörpers verlagerbaren Schneidring und einem dem Schneidring vorgelagerten Elastomerring, wobei der Schneidring in montiertem Zustand der Rohrverbindung sowohl mit einer zu seiner Mittelachse senkrechten Anschlagfläche gegen eine Stirnfläche des Aufnahmekörpers anliegt, als auch mit einer dem Elastomerring zugewandten Stirnfläche, die diesen dichtend einerseits gegen die Mantelaußenfläche des verbindenden Rohres und andererseits gegen die Mantelinnenfläche des Anschlußkonusses anpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (6) im unmontierten Zustand der Rohrverbindung mit der ihm zugewandten Stirnfläche (5) des Schneidrings (4) verklebt oder an diese Stirnfläche (5) anvulkanisiert ist.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die dem Elastomerring (6) zugewandte Stirnfläche (6) des Schneidrings (4) chemisch vernickelt oder phosphatiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring (4) mit Ausnahme der von dem Elastomerring (6) überdeckten Stirnfläche (5) verzinkt und chromatiert ist.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (6) im Querschnitt die Form eines Trapezes aufweist, das mit seiner Basislinie mit der Stirnfläche (5) des Schneidringes (4) verbunden ist.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (6) aus einem NBR-Elastomer oder einem FKM-Elastomer besteht.

&dgr;. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Klebeschicht zwischen 0,05 mm und 0,5 mm liegt.

7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Einkomponenten-Acrylat-Klebstoff ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (6) bei dem Montagevorgang der Rohrverbindung von der Stirnfläche (5) des Schneidrings (4) ablösbar ist.