DE3341726C2

DE3341726C2 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE3341726C2
Application number: DE3341726A
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl.-Ing. 5200 Siegburg Konrad
Original assignee: Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1985-11-28
Also published as: PH21288A; IT1214803B; FI75412B; CH664811A5; NO840923L; SE500232C2; FR2542415B1; AU2405084A; GB8403425D0; FI75412C; US4568114A; IT8406914V0; IT8405109A0; FI840195A0; GB2136903B; SE8401186D0; DK573683A; DK159461C; FR2542415A1; KR860002025B1

Abstract

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Schneidring zu schaffen, der bei hoher axialer Steifigkeit in radialer Richtung eine geringe Formänderungsarbeit aufweist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gleichmäßig auf dem Umfang des Schneidringes verteilt, axial gerichtete Rippen angeordnet sind. Durch eine gezielte Ausbildung der Rippen kann dem Schneidring ein den jeweiligen Anforderungen angepaßtes elastisches Verhalten eingeprägt werden. In einer Weiterbildung der Aufgabe soll der Zwischenring derart ausgestaltet werden, daß die Beendigung des Montagevorganges dem Montagepersonal definiert angezeigt wird. Hierzu ist vorgesehen, daß die mutterseitigen kegeligen Anschlagflächen des Massiv- und des Rippenbereiches am Zwischenring derart gegeneinander versetzt gehalten sind, daß die Kanten der Rippen nach Eindringen des Massivbereiches in die Mutter eine schneidende Wirkung ausüben.

Description

versehenen Zwischenring, der zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß

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

die Rippen (6) an ihrem der Mutter (9) zugewandten Ende jeweils mit einer zu der kegeligen Bohrung (8) der Mutter (9) korrespondierenden Anschlagfläche (7) versehen sind, 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.

Körper aufschraubbaren Mutter, die eine kegelig io deren Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung auf- zu verbindenden Rohres und einem an seinem dem Körweist, an die sich eine zylindrische Bohrung an- per zugewandten Ende mit mehreren radial nach innen schließt, deren Durchmesser größer ist, als der gerichteten Schneiden versehenen Zwischenring, der Durchmesser des zu verbindenden Rohres und ei- zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der nem an seinem dem Körper zugewandten Ende mit 15 mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten mehreren radial nach innen gerichteten Schneiden ist

Sogenannte Schneiiringverschraubungen, bei denen der Schneidring mehrere axial hintereinander angeordnete Schneiden aufweist, sind bekannt (DE-PS 14 50 382). Der beschriebene Schneidring ist mit zwei Biegezonen versehen, die durch Ringnuten bzw. Eindrehungen am Anfang und am Ende des eine konisch zum Ende ansteigende Außenmantelfläche aufweisenden mittleren Abschnitts 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 besteht, daß dieser leicht

c) die Rippen (6) an ihrem anderen Ende mit dem 30 über den elastischen Bereich hinaus verformt wird, wo-Körper (1) zusammenwirkende Anschlagflä- durch sich ab einem bestimmten Verformungsbereich chen (5) aufweisen. der Schneidring ohne weitere Erhöhung der Axialkraft

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch aus der S-Form heraus bis zur vollständigen Deformiegekennzeichnet, daß rung weiter verformen kann. In diesem Fall kann der

d) die Anschlagflächen (5) an dem dem Körper (1) 35 Schneidring seine Aufgaben als Axialsicherung für das zugewandten Ende der Rippen (6) radial verlau- aufzunehmende Rohr und die Abdichtung desselben

nicht mehr gewährleisten.

Des weiteren ist es bekannt, einen mit mehreren Schneiden versehenen Zwischenring auf einem Teil seiner axialen Länge am mutterseitigen Ende mit einer radial nach außen weisenden Verdickung zu versehen (DE-PS 8 34 626, DE-AS 12 96 901).

Da es sich hierbei jedoch um eine ringförmig ausgebildete Verdickung handelt, wird sowohl die axiale als

dem Körper (1) und der Mutter (9) sich einstel- 45 auch die radiale Steifigkeit hiervon beeinflußt. Da sich lenden Freiraum hineinreicht. diese Maßnahme nur auf einen Teilbereich des im Frci-

4. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1, 2 raum zwischen der Mutter und dem Körper einge- und 3, dadurch gekennzeichnet, daß spannnten Zwischenringes erstreckt, ist die Gefahr ci-

f) zwischen den Schneiden (4) und einer mutter- ner Verformung des Zwischenringes über den elastiseitig an der Innenmantelfläche des Zwischen- 50 sehen Bereich hinaus nicht beseitigt, rings (3) angeordneten Ringwulst (11) radial Eine weitere bekannte Schraubverbindung weist ei

nen Zwischenring mit nur einer Schneide auf. dessen auf dem gesamten Umfang eine relativ große radiale Wanddicke aufweisender Hauptbereich bei angezogener Schraubverbindung sowohl am Körper als auch an der Mutter abgestützt ist (US-PS 24 96 510).

Bei dieser Ausführung ist es jedoch von Nachteil, daß der Zwischenring sowohl in radialer als auch in axialer Richtung eine hohe Steifigkeit erfährt, wodurch die Sicherheit der Schraubverbindung bei schwingender Beanspruchung herabgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenring mit mehreren Schneiden zu schaffen, der . . zwar relativ geringen Formänderungswiderstand in Ra-

axial zur Mitte des Zwischenringes (3) hin ver- 65 dialrichtung aber eine große Steifigkeit in axialer Richsetztist. tung aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

fen und sich an der Stirnfläche des Körpers (1) abstützen.
3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß

e) die Anschlagflächen (5) am körperseitigen Ende der Rippen (6) mit einer zu der kegeligen Bohrung (2) des Körpers (1) korrespondierenden Steigung ausgebildet sind, die in den zwischen

nach innen weisende weitere Rippen (12) vorgesehen sind.

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

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

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

i) die mutterseitige kegelige Anschlagfläche (7b) der Rippen (6) gegenüber der dem rippentragenden Massivbereich des Zwischenringes (3) zugeordneten kegeligen Anschlagfläche (7a)

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

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

c) die Rippen an ihrem anderen Ende mit dem Körper zusammenwirkende Anschlagflächen aufweisen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Schneidringes ist es von Vorteil, daß das die Rüttel- und Schwingungsfestigkeit der Rohrverschraubung bestimmende Federvermögen des Schneidringes innerhalb des zwischen dem Körper und der Mutter gebildeten Freiraumes 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 multerseiligen Kegel wesentlich verringern 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 Radial verformung zugeordnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Anschlagflächen an dem dem Körper zugewandten Ende der Rippen radial und sind 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 Anschlagflächen am körperseitigen Ende der Rippen mit einer zu der körperseitigen kegeligen Bohrung korrespondierenden Steigung versehen, die in den zwischen dem Körper und der Mutter sich einstellenden Freiraum hineinreicht.

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 an der Innuimantelfläche des Zwischenrings 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 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 eine Anzugsbegrenzung sich einstellt.

In einer Ergänzung der Aufgabenstellung soll der Zwischenring zusätzlich in der Lage sein, dem Montagepersonal ein klar definiertes Signal zu geben, wenn der

Anzugsbereich für die Mutter der Rohrverschraubung durchlaufen ist

Hierzu ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die mutterseitige kegelige Anschlagfläche der Rippen gegenüber der dem rippentragenden Massivbereich des Zwischenringes zugeordneten kegeligen Anschlagfläche axial 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:

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverschraubung;
F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Schneidring: F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit einem gegenüber der F i g. 1 abgewandelten Schneidring;

F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Schneidring mit zusätzlich radial nach innen weisenden Rippen;

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen Zwischenring mit zurückgesetzter kegeliger Anschlagfläche im Rippenbereich;

F i g. 6 eine Draufsicht auf einen Zwischenring nach Fig. 5;

F i g. 7 eine stilisierte graphische Darstellung des Anzugsverhaltens einer Rohrverschraubung bei Einsatz eines Zwischenringes mit gemäß Anspruch 7 ausgebildeter kegeliger mutterseitiger Anschlagfläche.

Die in der F i g. 1 dargestellte Rohrverschraubung besteht im wesentlichen aus dem Körper 1, 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 2 und der mutterseitigen kegeligen Bohrung 8 verspannt.

An seiner dem Körper zugewandten Seite ist der Schneidring 3 mit mehreren Schneiden 4 versehen, die sich bei Anzug der 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 F i g. 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 Anschiagi lache 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 Anzugsdrehmomeni 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 Schwingungs-

knotenpunkt 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 F i g. 2 ist ein Schneidring im Querschnitt dargestellt, mit den radial nach außen weisenden Rippen 6.

Bei der Darstellung nach F i g. 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 Zwischenring 6 mit seinem die Schneiden 4 aufweisenden Bereich entsprechend weit in die kegelige Bohrung 2 des Körpers 1 einschieben kann.

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

Die F i g. 5 bis 7 beziehen sich auf eine Rohrverschraubung, bei der der Zwischenring gemäß Anspruch 7 mit zueinander versetzten mutterseitigen kegeligen Anschlagflächen 7a und Tb versehen ist. Das Versatzmaß 13 beträgt einige Zehntel Millimeter und kann je nach Baugröße der Rohrverschraubung variieren. Sobald sich die kegelige Anschlagfläche des Massivbereiches Ta soweit in die Gegenfläche der Mutter eingearbeitet hat, daß die kegelige Anschlagfläche Tb der Rippen 6 zur Anlage kommt, wird das Anzugsmoment schlagartig erhöht.

In dieser Position ist, wie in der F i g. 7 dargestellt, der Montagevorgang beendet.

Die F i g. 6 zeigt die Draufsicht auf den in der F i g. 5 dargestellten Zwischenring.

Bezugszeichenliste

1 Körper

2 kegelige Bohrung des Körpers

3 Zwischenring

4 Schneide

5 Anschlagfläche

6 radial nach außen weisende Rippen

7 kegelige Anschlagfläche Ta kegelige Anschlagfläche des Massivbereiches

Tb kegelige Anschlagfläche der Rippen

8 kegelige Bohrung der Mutter

9 Mutter

10 Rohr

11 Ringwulst

12 radial nach innen weisende Rippen

13 Versatz zwischen den kegeligen Anschlagfiächen Ta und Tb

60

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 1. Schraubverbindung für das abdichtende Verbin-Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder einem Einschraubten, bestehend aus einem Körper, der eine von einer Stirnfläche

den eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil s ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin

oder einem Einschraubteil, bestehend aus einem Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjungende Bohrung aufweist, einer auf den