DE3341726A1

DE3341726A1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE3341726A1
Application number: DE19833341726
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Konrad
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH; Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DK573683A; IT8405109A0; AU2405084A; KR840008047A; GB2136903A; SE8401186L; FI840195A0; IT1214803B; HK53687A; NO840923L; DK573683D0; SE500232C2; PH21288A; IT8406914V0; FR2542415B1; FI840195A; FR2542415A1; AU562648B2; SE8401186D0; NO163547C

Description

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SCHRAUBVERBINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder einem Einschraubteil, bestehend aus einem Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper aufschraubbaren Mutter, die eine kegelig von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, an die sich eine zylindrische Bohrung anschließt, deren Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des zu verbindenden Rohres und einem an seinem dem Körper zugewandten Ende mit mehreren radial nach innen gerichteten Schneiden versehenen Zwischenring, der zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten ist.

Sogenannte Schneidringverschraubungen, bei denen der Schneidring mehrere axial hintereinander angeordnete Schneiden aufweist, sind bekannt (DE-PS 14 50 382). Der beschriebene

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Schneidring ist mit zwei Biegezonen versehen, die durch Ringnuten bzw. Eindrehungen dargestellt werden. Die Biegezonen haben die Aufgabe, dem Schneidring beim Anzug der Verschraubung eine S-förmige Gestalt zu geben.

Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Nachteil, daß, wenn der Schneidring die S-förmige Konfiguration erreicht hat, die Gefahr bestehte, daß dieser leicht über den elastischen Bereich hinaus verformt wird, wodurch sich ab einem bestimmten Verformungsbereich der Schneidring ohne weitere Erhöhung der Axialkraft aus der S-Form heraus bis zur vollständigen Deformierung weiter verformen kann. In diesem Fall kann der Schneidring seine Aufgaben als Axialsicherung für das aufzunehmende Rohr und die Abdichtung desselben nicht mehr gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneidring zu schaffen, dessen radiale Formänderungsarbeit gegenüber bekannten Schneidringen stark reduziert ist und der dabei eine große Steifigkeit in axialer Richtung aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) der Zwischenring mit mehreren gleichmäßig auf dem umfang verteilten radial nach außen weisenden axial verlaufenden Rippen versehen ist,

b) die Rippen jeweils mit einer zu der kegeligen Bohrung der Mutter korrespondierenden Anschlagfläche versehen sind,

c) die Rippen an der dem Körper zugewandten Seite vor dem körperseitigen Ende des Zwischenringes enden.

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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Schneidringes ist es von Vorteil, daß das die Rüttel- und Schwingungsfestigkeit der Rohrverschraubung bestimmende Federvermögen des Schneidringes hierdurch positiv beeinflußt wird.

Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, daß durch die Anlage des der Mutter zugeordneten Innenkegels an korrespondierenden axialen Begrenzungsflächen der Rippen, die Flächenpressung der Schneidringanlage im mutterseitigen Kegel wesentlich verringert wird. Hierdurch werden Einpressungen in die Kegelfläche vermieden.

Durch eine entsprechende Ausbildung der Rippen kann dem Schneidring ein den jeweiligen Anforderungen gerechtwerdendes elastisches Verhalten bezogen auf die Radialverformung zugeordnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Rippen an der dem Körper zugewandten Seite des Zwischenringes mit radial verlaufenden Anschlagflächen an der Stirnfläche des Körpers abgestützt.

Durch diese Ausbildung des Schneidringes wird eine exakt definierte Anzugsbegrenzung geschaffen, die ein Überziehen des Schneidringes und damit Verformen bis zur vollständigen Deformation mit Sicherheit ausschließt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rippen am körperseitigen Ende des Zwischenringes mit einer in den zwischen dem Körper und der Mutter sich einstellenden Freiraum hineinreichenden, zu der körperseitigen kegeligen Bohrung korrespondierenden Steigung versehen.

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Diese Ausführung hat den Vorteil, daß an die Toleranzen des Außendurchmessers des anzuschließenden Rohres und an die Toleranzen der mit dem Rohr zusammenwirkenden Schneidringzonen keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Schneiden und einer mutterseitig am Zwischenring angeordneten Ringwulst radial nach innen weisende weitere Rippen vorgesehen.

Diese konstruktive Ausgestaltung des Schneidringes ergibt erweiterte Möglichkeiten, das elastische Verhalten des Schneidringes in radialer Richtung zu verändern.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schneiden teilweise in ümfangsrichtung unterbrochen sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung entspricht der maximale Außendurchmesser der Rippen etwa dem Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung der Mutter.

Durch diese Maßnahme wird die radiale Verformbarkeit des Schneidringes insofern begrenzt als er sich nach einer gezielt vorgegebenen Verformung an der Innenwandung der zylindrischen Bohrung der Mutter anlegt und somit ebenfalls ein Anzugsbegrenzung sich einstellt.

In einer Erweiterung der Aufgabenstellung soll ein Zwischenring geschaffen werden, der zusätzlich in der Lage ist, dem Montagepersonal ein klar definiertes Signal zu geben, wenn der Anzugsbereich für die Mutter der Rohrverschraubung durchlaufen ist. '

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Hierzu ist nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die mutterseitige kegelige Anschlagfläche der Rippen gegenüber der dem Massivbereich des Zwischenringes zugeordneten kegeligen Anschlagfläche axial um einige Zehntel Millimeter zur Mitte des Zwischenringes hin versetzt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Rohrverschraubung ist es von Vorteil, daß, solange die kegelige Bohrung der Mutter nur mit dem kegeligen Ansatz des Massivteils des Zwischenringes zusammenwirkt, eine stetige flache Zunahme des Anzugsmomentes gegeben ist. Sobald der Massivteil des kegeligen Anschlages am Zwischenring sich jedoch soweit in die Mutter eingegraben hat, daß der um einige Zehntel Millimeter zurückversetzte kegelige Anschlag der Rippen zum Tragen kommt, tritt eine plötzliche starke Drehmomenterhöhung am Schraubenschlüssel dadurch ein, daß neben der Erhöhung der wirksamen Stützfläche hohe Schneidkräfte an den der Drehrichtung abgewandten Kanten der Rippen auftreten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverschraubung

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Schneidring

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit einem gegenüber der Fig. 1 abgewandelten Schneidring

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Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Schneidring

mit zusätzlich radial nach innen weisenden Rippen.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Zwischenring

mit zurückgesetzter kegeliger Anschlagfläche im Rippenbereich

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Zwischenring nach Fig. 5

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit einem der Fig. 5 entsprechenden Zwischenring

Fig. 8 eine stilisierte graphische Darstellung des Anzugsverhaltens einer Rohrverschraubung bei Einsatz eines Zwischenringes mit gemäß Anspruch 7 ausgebildeter kegeliger Anschlagfläche.

Die in der Fig. 1 dargestellte Rohrverschraubung besteht im wesentlichen aus dem Körper l_f der mit einer kegeligen Bohrung 2 versehen ist, in die der Schneidring 3 teilweise eingreift. Die auf den mit Außengewinde versehenen Körper 1 aufschraubbare Mutter 9 ist anschließend an die Gewindebohrung ebenfalls mit einer kegeligen Bohrung 7 versehen. Der Schneidring 6 wird zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung 8 verspannt.

An seiner dem Körper zugewandten Seite ist der Schneidring mit mehreren Schneiden 4 versehen, die sich bei Anzug der

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Mutter unter der Wirkung der kegeligen Bohrung 2 des Körpers 1 axial auf den Körper zu hinschieben und gleichzeitig radial in die Wandung des zu verbindenden Rohres 10 einschneiden.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführung des Schneidringes 3 sind die radial nach außen weisenden Rippen 6, an der dem Körper 1 zugewandten Seite mit einer radial verlaufenden Anschlagfläche 5 versehen. Die Anschlagfläche 5 wirkt beim Anziehen der Mutter 9 als Anzugsbegrenzung, d.h., bei fester Anlage der Anschlagfläche 5 der Rippe 6 erfährt das Anzugsdrehmoment eine sprunghafte Erhöhung.

Mutterseitig stützt der Schneidring 3 mit einer Ringwulst 11 auf dem Rohr 10 ab. Hierdurch wird gewährleistet, daß in dem sich hier einstellenden Schwingungsknotenpunkt am zu verbindenden Rohr 10 keine Kerbwirkungen auftreten, die die Festigkeit des Rohres herabsetzen.

In dem zwischen den Körper 1 und der Mutter 9 liegenden Bereich kann der durchgehende Querschnitt des Schneidringes 3 beliebig entsprechend den Anforderungen an seine radiale Verformbarkeit ausgebildet sein, ohne daß die axiale Festigkeit des Schneidringes 3 hiervon beeinträchtigt wird.

In der Fig. 2 ist ein Schneidring im Querschnitt dargestellt, mit den radial nach außen weisenden Rippen 6.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 sind die Rippen am körperseitigen Ende des Zwischenringes 3 bis in den zwischen dem Körper 1 und der Mutter 9 gebildeten Freiraum hineinreichend mit einer zu der körperseitigen kegeligen Bohrung 2 korrespondierenden Steigung versehen. Bei dieser Ausführung des Zwischenringes können größere Toleranzen am Außendurchmesser des zu verbindenden Rohres überbrückt werden, da sich der Zwischen-

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ring 6 mit seinem die Schneiden 4 aufweisenden Bereich entsprechend weit in die kegelige Bohrung 2 des Körpers 1 einschieben kann.

Darüber hinaus zeigt die Fig. 4 einen Schneidring, bei dem die beiden innenliegenden Schneiden unterbrochen sind.

In der Fig. 4 ist ein Zwischenring im Querschnitt dargestellt, der mit zusätzlichen radial nach innen weisenden Rippen 12 versehen ist.

Die Figuren 5 bis 8 beziehen sich auf eine Rohrverschraubung, bei der der Zwischenring gemäß Anspruch 7 mit zueinander versetzten mutterseitigen kegeligen Anschlagflächen 7a und 7b versehen ist. Das Versatzmaß 13 beträgt einige Zehntel Millimeter und kann je nach Baugröße der Rohrverschraubung variieren.

Die Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf den in der Fig. 5 dargestellten Zwischenring.

In Fig. 7 ist eine Rohrverschraubung dargestellt, bei der sich die kegelige Anschlagfläche des Massivbereiches 7a bereits soweit in die Gegenfläche der Mutter eingearbeitet hat, daß die kegelige Anschlagfläche 7b der Rippen (6) zur Anlage kommt und das Anzugsmoment hierdurch schlagartig erhöht wird.

In dieser Position ist wie in der Fig. 8 dargestellt, der Montagevorgang beendet.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Körper

2 kegelige Bohrung des Körpers

3 Zwischenring

4 Schneide

5 Anschlagfläche

6 radial nach außen weisende Rippen

7 kegelige Anschlagfläche

7a kegelige Anschlagfläche des Massivbereiches

7b kegelige Anschlagfläche der Rippen

8 kegelige Bohrung der Mutter

9 Mutter

Rohr Ringwulst radial nach innen weisende Rippen Versatz zwischen den kegeligen Anschlagflächen

7a und 7b

Claims

Jean Walterscheid GmbH 17. November 1983

Hauptstraße 150 Wi/He

Lohmar/Rhld. 1 RVOlO.AOO

P-A-T-E NT-A N S-P-R-U-C-H-E

Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines
Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder einem Einschraubteil, bestehend aus einem Körper, der eine von
einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper aufschraubbaren Mutter, die eine
kegelig von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, an die sich eine zylindrische Bohrung anschließt, deren Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des zu verbindenden Rohres und einem an seinem dem Körper, zugewandten Ende mit mehreren radial nach innen gerichteten
Schneiden versehenen Zwischenring, der zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Zwischenring (3) mit mehreren gleichmäßig auf dem Umfang verteilten radial nach außen weisenden axial
verlaufenden Rippen (6) versehen ist.

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b) die Rippen (6) jeweils mit einer zu der kegeligen Bohrung (8) der Mutter korrespondierenden Anschlagfläche (7) versehen sind,

c) die Rippen (6) an der dem Körper (1) zugewandten Seite vor dem körperseitigen Ende des Zwischenringes enden.

Schraubverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Rippen (6) an der dem Körper (1) zugewandten Seite des Zwischenringes (3) mit radial verlaufenden Anschlagflächen (5) an der Stirnfläche des Körpers (1) abgestützt sind.

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Rippen (6) am körperseitigen Ende des Zwischenringes (3) mit einer in den zwischen dem Körper (1) und der Mutter (9) sich einstellenden Freiraum hineinreichenden zu der körperseitigen kegeligen Bohrung (2) korrespondierenden Steigung versehen sind.

4. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß

f) zwischen den Schneiden (4) und einer mutterseitig am Zwischenring (3) angeordneten Ringwulst (11) radial nach innen weisende weitere Rippen (12) vorgesehen sind.

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5. Schraubverbindung nach den Ansprüchen l_r 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß

g) die Schneiden (4) teilweise in Umfangsrichtung unterbrochen sind.

Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß

h) der maximale Außendurchmesser der Rippen (6) etwa dem Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung der Mutter (9) entspricht.

7. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1, 2, 4, 5, und 6, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die mutterseitige kegelige Anschlagfläche (7b) der Rippen (6) gegenüber der dem Massivbereich des Zwischenringes (3) zugeordneten kegeligen Anschlagfläche (7a) axial um einige Zehntel Millimeter zur Mitte des Zwischenringes (3) hin versetzt ist.