DE3508296A1

DE3508296A1 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE3508296A1
Application number: DE19853508296
Authority: DE
Inventors: Rolf 7891 Küssaberg Haberstock; Hans Paul 7730 Villingen-Schwenningen Maier; Heinrich 7710 Donaueschingen Trissler; Nikolay Vlaykowski
Original assignee: Agintec AG
Current assignee: Agintec AG
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-10-09
Also published as: US4717179A; JPS61274195A; CH669443A5; SU1607695A3; DE3508296C2

Description

5. März 1985

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden, auf die jeweils ein Flansch, zumindest ein Klemmelement und ein Kammerteil aufgeschoben sind, die gegeneinander verspannbar sind und zwischen sich eine Formdichtung einschließen, die mit ihren beiden axialen Enden in je eine angepaßte Ausnehmung der die beidseitig abdeckenden Kammerteile ragt und aus einem äußeren, sich auf den Mantelflächen der beiden Rohrenden abstützenden Elastomerring mit einer mittigen, nach innen offenen Ringnut besteht, in die lose ein den Verbindungsstoß übergreifender Innenring eingedrückt ist, wobei sich die Klemmelemente mit einem radial innenliegenden Klemmrand auf dem zugeordneten Rohrende und mit einem radial außenliegenden Klemmrand an einer konzentrisch zu den Rohrenden angeordneten Klemmfläche abstützen und in axialer Richtung so ausgewölbt sind, daß eine das Klemmelement auf den Verbindungsstoß hin beaufschlagende Axialkraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelementes führt.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der DE-OS 32 06 570 entnehmen. Hier weist der Flansch eine kreisringförmige 25

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Klemmkammer auf, die zum Verbindungsstoß hin offen ist. In diese Klemmkammer werden Klemmelemente eingeschoben, die aus einer konvex ausgebildeten Scheibe bestehen, die sich mit ihrem radial außenliegenden Klemmrand an einer ringförmigen Klemmfläche der Klemmkammer abstützt. In entlastetem Zustand ragt das Klemmelement über die Stirnfläche des zugeordneten Flansches hinaus. Das Kammerteil weist eine angenähert dreiecksfdrmige Außenkontor auf und ist mit einer jeweils zum Verbindungsstoß hin offenen Dichtungskammer versehen,'die konusförmig ausgebildet ist, sich also in Richtung auf den benachbarten Flansch verjüngt. Die Außenkontur der Formdichtung entspricht etwa der der beiden Dichtungskammern in den Kammerteilen, weist jedoch ein Obermaß auf, so daß ein Gegeneinanderdrücken der beiden Kammerteile die Dichtung mit einem Druck beaufschlagt, der axial und radial nach innen gerichtet ist. Um die beiden Flansche gegeneinander verspannen zu können, sind drei gleichmäßig am Flanschumfang verteilt angeordnete Schraubbolzen vorgesehen, während zum Verspannen der beiden Kammerteile Inbusschrauben angeordnet sind. Zur Montage der Rohrverbindung werden zuerst die beiden Kammerteile über die Inbusschrauben miteinander verschraubt, nachdem die Dichtung genau über den Verbindungsstoß geschoben worden ist. Anschließend werden die Klemmelemente auf Anschlag gegen die Kammerteile und dann die Flansehe auf Anschlag gegen die Klemmelemente geschoben. Durch Anziehen der Schraubbolzen werden die Flansche gegeneinander! verspannt. Hierdurch erfolgt die vorstehend erläuterte Verformung der Klemmelemente, die dadurch eine kraftschlüssige und bei angeschärftem innenliegenden Klemmrand auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Flansch und Rohrende her-; stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte Rohrverbindung hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Montage zu vereinfachen.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ; Klemmelement und Kammerteil jeweils durch eine Klemmscheibe gebildet sind, die in vorteilhafter Weise mit der Formdichtung fest verbunden sein können. Die Formdichtung läßt sich in einem Spritzwerkzeug herstellen, in das die beiden ; außenliegenden Klemmscheiben sowie der genannte Innenring eingelegt werden. Der Innenring wird jedoch durch den Spritzvorgang nicht fest mit dem Elastomer verbunden. Die Klemmscheiben weisen vorzugsweise Radialschlitze auf, die beim Spritzvorgang durch das Elastomer ausgefüllt werden, so daß ; sich eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Klemmscheiben und der Formdichtung ergibt. Die beiden Klemmscheiben, der Elastomerring sowie dessen Innenring bilden also ein einziges Bauteil, das sich einfach handhaben und schnell montieren läßt.

Der radial außenliegende Klemmrand der Klemmscheibe kann in einen vom Verbindungsstoß weg abgekröpften Außenschenkel übergehen, an den sich ein in entgegengesetzter Richtung ab gekröpfter Innenschenkel anschließt. Die Klemmscheibe kann federnd ausgelegt sein. Es ist aber auch möglich,'den ringförmigen Knick zwischen Außen- und Innenschenkel als Sollbruchstelle auszubilden. In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Klemmscheibe auch aus einem separaten Außen- ring und einem separaten Innenring bestehen.

Zwischen Flansch und Klemmscheibe kann jeweils eine Abdeckscheibe lose auf die Rohrenden aufgeschoben sein, die ähnlich ausgebildet sein kann wie die Klemmscheibe und zusätz- lieh auch eine Klemmwirkung erzeugen kann. Vorzugsweise weist die Abdeckscheibe radiale Einschnitte auf, deren Anzahl aber unterschiedlich sein soll zu der Anzahl der Radial schlitze in der Klemmscheibe. Dadurch wird verhindert, daß sich das Elastomer durch die Radialschlitze hindurch in die Einschnitte der Abdeckscheiben drückt. Jede Abdeckscheibe sollte mindestens sechs Einschnitte aufweisen.

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Die Abdeckscheibe kann sich mit einem abgekröpften Außenschenkel gegen eine konische RingfVäche des zugeordneten Flansches abstützen. Hierdurch erhält man einerseits eine kompakte Bauweise und andererseits eine günstige Kräfteeinleitung beim Zusammendrücken der beiden Flansche.

Auf die beiden Flansche kann ein Rohrstück aufgeschoben sein, dessen Innenmantel die Klemmflächen für die Klemmscheiben sowie eine Abstützfläche für die Formdichtung bildet.

Der Innenring der Formdichtung kann mit je einem Konus in das zugeordnete Rohrende eintauchen, wobei der größte konische Durchmesser etwas größer ist als der lichte Rohrinnendurchmesser. Beim Zusammenziehen der Rohrverbindung führt dies zu einer leichten Aufweitung der Rohrenden und dadurch zu einer noch besseren Abdichtung.

Für die Einrichtung zum Verspannen der beiden Flansche gegeneinander können verschiedene Konstruktionen verwendet werden. Denkbar sind Schraubverbindungen, Bajonettverschlüsse o. dgl. Besonders zweckmäßig erscheint jedoch eine reine Steckverbindung, die aus je einer einen Flansch übergreifenden Schale besteht, die in gespannter Lage durch eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie Vorteile werden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die neue Rohrverbindung eignet sich insbesondere für hohe Drücke sowie für Aufnahme von Druckpulsationen und Vibrationen. Die Rohrverbindung läßt sich insbesondere zur Verbindung von Rohren kleineren Durchmessers einsetzen, z. B. zur Verbindung von Brems- und Kraftstoffrohren in der Fahrzeugindustrie. Jedoch liegen die Einsatzgebiete für diese Rohrverbindungen auch außerhalb des Kraftfahrzeugwesens, und

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zwar insbesondere genereil im Bereich der Hydraulik und Pneumatik. Ein wesentlicher Vorteil der Rohrverbindung liegt in ihrer Montagefähigkeit durch Roboter, da die Verbindung ohne Gewinde, Schrauben o. dgl. auskommt. ^;

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Die neue Rohrverbindung eignet sich aber auch zum Einsatz in der Haustechnik. In diesem Bereich werden üblicherweise hartgelötete Kupferrohre verwendet, obwohl der Fachwelt seit langem bekannt ist, daß jede Hartlötung eine Korrosionsstelle bildet. Die Vermeidung von Lötstellen führt daher zu ; wesentlichen Vorteilen. Außerdem ist es durch die neue Rohrverbindung erstmals möglich, in der Haustechnik auch Edelstahlrohre einzusetzen.

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In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungs-; form der Erfindung dargestellt. Es zeigen: . ',

Figur 1 - im Längsschnitt eine zusammengebaute Rohrverbindung, die sich gemäß der oberen Hälfte der '

Darstellung in ihrer ersten Raststellung und ] gemäß der unteren Hälfte der Darstellung in ; ihrer zweiten Raststellung befindet; '

Figur 2 - die Rohrverbindung gemäß Figur 1 in Stirnansi cht;

Figur 3 - eine Formdichtung in einem Schnitt gemäß Figur 1; !

Figur 4 - die Formdichtung gemäß Figur 3 in Stirnansicht; ;

Figur 5 - eine Klemmscheibe in einem Schnitt gemäß Figur 3;

Figur 6 - die Klemmscheibe gemäß Figur 5 in Draufsicht;

Figur 7 - einen Innenring der Formdichtung in einem Schnitt gemäß Figur 1;

Figur 8 - den Innenring gemäß Figur 7 in Draufsicht;

Figur 9 - eine Abdeckscheibe in einem Schnitt gemäß Figur 1;

Figur 10 - die Abdeckscheibe gemäß Figur 9 in Draufsicht;

Figur 11 - einen Flansch in einem"Schnitt gemäß Figur 1; 35

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Figur 12 - den Flansch gemäß Figur 1t in Draufsicht; Figur 13 - eine Schale in Draufsicht und

Figur 14 - verschiedene Detailschnitte durch die Schale

gemäß Figur 13.

Die Rohrverbindung gemäß Figur 1 besteht aus den beiden 10. stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden 1,2, auf die jeweils zuerst eine Schale 3 bzw. 4, ein Flansch 5 sowie eine Abdeckscheibe 6 aufgeschoben sind. Zwischen den beiden Abdeckscheiben 6 ist eine Formdichtung vorgesehen, die aus einem äußeren, sich auf den Mantelflächen der beiden Rohrenden 1,2 abstützenden Elastomerring 7 mit einer mittigen, nach innen offenen Ringnut 7a besteht, in die lose ein den Verbindungsstoß 8 zwischen den beiden Rohrenden 1,2 übergreifender Innenring 9 eingedrückt ist. Auf die beiden Flansche 5 ist ein Rohrstück 10 aufgeschoben. Zur Herstellung der Rohrverbindung werden die beiden Flansche 5 in axialer Richtung so weit gegeneinander gepreßt, bis die beiden sich übergreifenden Schalen 3,4 gegenseitig einrasten und somit W eine formschlüssige Verbindung bilden.

Figur 3 läßt erkennen, daß der Elastomerring 7 beidseitig . von Klemmscheiben 11 abgedeckt ist, die in den Figuren 5 und 6 näher dargestellt sind. Demnach weist jede Klemmscheibe fünf verhältnismäßig breit ausgebildete Radialschlitze 12 ^; auf, in die beim Spritzen der Formdichtung das den Ring 7 ^; bildende Elastomer eindringt, so daß die Klemmscheiben 11 ; fest mit dem Elastomerring 7 verbunden sind. Figur 1 läßt erkennen, daß sich die Klemmscheiben 11 mit einem radial in-^; nenliegenden Klemmrand 11a auf dem zugeordneten Rohrende 1 bzw. 2 und mit einem radial außenliegenden Klemmrand 11b an der eine Klemmfläche bildenden Innenwandung des Rohrstücks 10 abstützen. Figur 5 zeigt, daß der radial außenliegende

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Klemmrand 11b in einen vom Verbindungsstoß 8 weg abgekröpf- ; ten Außenschenkel 11c übergeht, an den sich ein in entgegen-: gesetzter Richtung abgekröpfter und länger ausgebildeter In-: nenschenkel 11d anschließt. Der Anstellwinkel cc des Außenschenkeis 11c ist größer als der Anstellwinkel/3 des Innen- ! schenkeis 11d, wobeic*-, vorzugsweise 65° und/5 vorzugsweise 15° betragen. Die Radialschlitze 12 erstrecken sich von in- . nen bis zum radial außenliegenden Ende des Innenschenkels ι 11d, wobei die Anzahl dieser Radialschlitze 12 ungerade ist ^; und im Ausführungsbeispiel fünf beträgt.

Die Figuren 1, 7 und 8 lassen erkennen, daß der Innenring 9 der Formdichtung ineine hinterschnittene Ringnut 7a des Elastomerringes 7 eingedrückt ist und mit je einem Konus 9a in ; das zugeordnete Rohrende 1 bzw. 2 eintaucht, wobei der größte Konusdurchmesser etwas größer als der lichte Rohrinnendurchmesser. Dadurch ergibt sich beim Zusammenspannen der Rohrverbindung eine leichte Aufweitung der Rohrenden 1,2 ; (siehe untere Hälfte der Figur 1). I

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Die gemäß Figur 1 zwischen Flansch 5 und Klemmscheibe 11 lose auf die Rohrenden 1,2 aufgeschobene Abdeckscheibe 6 ist, wie insbesondere Figur 1 erkennen läßt, der ausgewölbten Kontur der Klemmscheibe 11 angepaßt und liegt an dieser flächig an. Auch die Abdeckscheibe 6 weist radiale Einschnitte 13 auf (siehe Figur 10), die sich von innen bis zum radial außenliegenden Ende ihres Innenschenkels 6a erstrecken. Die Anzahl der Einschnitte 13 soll ungleich der der Radialschlit ze 12 in der Klemmscheibe 11 sein und beträgt im Ausführungsr beispiel sechs. Die Einschnitte 13 sind schmaler ausgebildet als die Radialschlitze 12 der Klemmscheibe 11. Die Abdeckscheibe 6 stützt sich mit ihrem abgekröpften Außenschenkel : 6b gegen eine konische Ringfläche 5a des zugeordneten Flansches 5 ab (siehe Figur 1 sowie Figuren 11 und 12).

Die Einrichtung zum Verspannen der beiden Flansche 5 gegen-

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einander besteht aus den beiden vorstehend bereits erwähnten Schalen 3,4» die jeweils auf einen Ringbund 5b des zugeordneten Flansches 5 aufgeschoben sind und sich axial erstrekkende Klauen 3a,4a aufweisen (siehe Figur 1 sowie Figuren 13 und 14). Dabei übergreifen die Klauen der einen Schale die der anderen Schale, wobei die jeweils außenliegenden Klauen eine Ausnehmung 14 aufweisen, in die eine aus der dar unterliegenden Klaue ausgestanzte Federzunge 15 eingreift. Die jeweils außenliegenden Klauen weisen an ihrem freien En de eine Abkröpfung 3b,4b auf, mit der diese Klauen in einer ersten Raststellung (siehe obere Hälfte der Figur 1) das freie Ende der zugeordneten Federzunge 15 und in der zweiten Raststellung (siehe untere Hälfte der Figur 1) die ge-' genüberliegende Schale formschlüssig hintergreifen.

Die Rohrverbindung wird allein dadurch hergestellt, daß die beiden Schalen 3,4 axial gegeneinander gedrückt werden, bis die zweite Raststellung gemäß der unteren Hälfte der Figur , 1 erreicht ist. Es handelt sich also um eine reine Steckkupp lung, die ohne Schraubgewinde o. dgl. auskommt.

Gr/bk

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Claims

Patentansprüche:

Rohrverbindung zwischen zwei stumpf miteinander zu verbindenden Rohrenden (1>2), auf die jeweils ein Flansch (5), zumindest ein Klemmelement und ein Kammerteil aufgeschoben sind, die gegeneinander verspannbar sind und zwischen sich eine Formdichtung (7,9) einschließen, die mit ihren beiden axialen Enden in je eine angepaßte Ausnehmung der sie beidseitig abdeckenden Kammerteile rätjt und aus einem äußeren, sich auf den Mantelflächen der beiden Rohrenden (1_S2) abstützenden Elastomerring (7) mit einer mittigen, nach innen offenen Ringnut (7a) besteht, in die lose ein den Verbindungsstoß (8) übergreifender Innenring (9) eingedrückt ist, wobei sich die Klemmelemente mit einem radial innenliegenden Klemmrand (11a) auf dem zugeordneten Rohrende (1,2) und mit einem radial außenliegenden Klemmrand (11b) an einer konzentrisch zu den Rohrenden (1,2) angeordneten Klemmfläche abstützen und in axialer Richtung so ausgewölbt sind, daß eine das Klemmelement auf den Verbindungsstoß (8) hin beaufschlagende Axialkraft zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers und zu einer Verkleinerung des Innendurchmessers des Klemmelementes führt, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmelement und Kammerteil jeweils durch eine Klemmscheibe (11) gebildet sind.

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2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klemmscheiben (11) mit der Formdichtung (7,9) fest verbunden sind.
3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (11) Radialschlitze (12) aufweist, in die das Elastomer der Formdichtung (7,9) eingedrungen ist.
4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außenliegende Klemmrand (11b) der Klemmscheibe (11) in einen vom Verbindimgsstoß (8) weg abgekröpften Außenschenkel (11c) übergeht, an den sich ein in entgegengesetzter Richtung abgekröpfter Innenschenkel (11d) anschließt.
5. Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ι der Außenschenkel (11c) der Klemmscheibe (11) kürzer ist als ihr Innenschenkel (1Id).
6. Rohrverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel { (jf\) des Außenschenkels (11c) der Klemmscheibe (11) größer ist als der Anstellwinkel (ß) des Innenschenkels (11d).
7. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Radialschlitze (12) der Klemmscheibe (11) von innen bis zum radial außenliegenden Ende des Innenschenkels (11d) erstrecken.
8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Radialschlitze (12) der Klemmscheibe (11) ungerade ist und zumindest fünf beträgt.
9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der ringförmige Knick zwischen Außen- und Innenschenkel (1Ic₉IId) als Sollbruchstelle ausgebildet ist.
10. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klemmscheibe (11) aus einem Außenring und einem separaten Innenring besteht.
11. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flansch (5) und Klemmscheibe (11) jeweils eine Abdeckscheibe (6) lose auf die Rohrenden (1,2) aufgeschoben ist.
12. Rohrverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (6) der ausgewölbten Kontur der Klemmscheibe (11) angepaßt ist und an dieser flächig anliegt.
13. Rohrverbindung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (6) radiale Einschnitte (13) aufweist, die sich von innen bis zum radial außenliegenden Ende ihres Innenschenkels (6a) erstrecken.
14. Rohrverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einschnitte (13) in der Abdeckscheibe (6) gerade ist.
15. Rohrverbindung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (13) der Abdeckscheibe (6) schmaler sind als die Radialschlitze (12) der Klemmscheibe (11).
16. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abdeckscheibe (6) mit ihrem abgekröpften Außenschenkel (6b) gegen eine konische Ringfläche (5a) des zugeordneten Flansches (5) abstützt.
17. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die beiden Flansche (5) ein Rohrstück (10) aufgeschoben ist, dessen Innenmantel die Klemmflächen für die Klemmscheiben (11) sowie eine Abstützfläche für die Formdichtung (7,9) bildet.
18. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (9) mit je einem Konus (9a) in das zugeordnete Rohrende (1,2) eintaucht, wobei der größte Konusdurchmesser etwas größer ist als der lichte Rohrinnendurchmesser.
19. Rohrverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verspannen der beiden Flansche (5) gegeneinander aus je einer einen Flansch (5) übergreifenden Schale (3,4) besteht, die in gespannter Lage durch eine Klipsverbindung (3b,4b,14,15) miteinander verbunden sind.
20. Rohrverbindung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalen (3,4) auf die Rohrenden (1,2) aufgeschoben sind und sich gegenseitig übergreifen.
21. Rohrverbindung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schale (3,4) sich axial erstreckende Klauen (3a,4a) aufweist, von denen einige den gegenüberliegenden Flansch (5) hintergreifen, während die anderen Klauen von denen der anderen Schale formschlüssig übergriffen werden .
22. Rohrverbindung nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß einige Klauen (3a,4a) der einen Schale (3,4) in einer ersten axial zusammengedrückten Raststellung

federnd hochgebogene Zungen (15) der anderen Schale und in einer zweiten Feststellung die gegenüberliegende Schale bzw. den gegenüberliegenden Flansch (5) formschlüssig hintergreifen .
23. Rohrverbindung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Raststellung die genannten Zungen in entsprechende Ausnehmungen (14) der sie übergreifenden Klauen (3a,4a) formschlüssig eingreifen.

Vatentanwäl te
G r aVm m + Lins
Gr/Gru.