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Auch bei den aus einem einstückigen Metallteil durch spanabhebende
Bearbeitung hergestellten Schlauchleitungs-Anschlußarmaturen muß aus Festigkeitsgründen
der Innendurchmesser deutlich kleiner als die Nennweiten der anzuschließenden Schläuche
und Rohre sein.
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Wegen der zunehmenden Leistungsfähigkeit der heute verwendeten fluidischen
Antriebe ist eine Anpassung des Fluidleitungssystems an die immer größer werdenden
Arbeitsdrücke und Fluidströmungsraten erforderlich. Die Festigkeit des Leitungssystems
muß daher bei möglichst geringem Energieverlust und größstmöglicher Gewichtseinsparung
an diese neuen Verhältnisse angepaßt werden. Vor allem besonders leistungsfähige
und antriebsstarke Maschinen, wie z. B. Kräne und Bagger, würden ansonsten eine
Leistungsgrenze bereits durch ihr zu groß werdendes Eigengewicht erhalten.
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Außerdem verlangt die Anwendungsvielfalt fluidischer Antriebe nach
einer einfachen Serienfertigung und Normung der Bauteile.
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Ein gattungsgemäßer Rohrverbinder ist aus der US-PS 35 30 900 bekannt.
Bei diesem Rohrverbinder wird ein Rohrstück mit etwa demselben Innendurchmesser
wie dem Schlauchinnendurchmesser verwendet, in das schlauchseitig ein Schlauchnippel
eingeschoben ist. Dieses Rohrstück weist an seinem verbindungsseitigen Ende einen
äußeren Kragen und eine innenliegende Dichtfläche auf. An dem Kragen kann sich eine
Überwurfmutter drehbar abstützen. Das Rohrstück mit dem Kragen und der Dichtfläche
ist ein Drehteil, dessen Herstellung einen hohen Material- und Arbeitsaufwand zum
Abdrehen der äußeren Rohroberfläche bei der Herstellung des Kragens für die lösbare
Rohrverbindung erfordert.
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Aus der DE-PS 3 77 386 ist eine Rohrverbindung unter Verwendung kegelig
ausgedrehter Flansche bekannt, bei der in zumindest ein Rohrende eine Nut zur Aufnahme
eines Sprengringes eingedreht ist, auf dem sich ein Stützring abstützt. Damit ist
es möglich, den Ringflansch auf das Rohrende aufzusetzen, ohne die Verbindungsstelle
durch Löten oder dergleichen dauerhaft dicht und mechanisch fest zu halten. Diese
Verbindungsart ist wegen des erforderlichen Ausdrehens der Nut und besonderer Teile,
wie des Sprengrings und des Stützringes aufwendig.
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Aus der FR-OS 22 52 527 ist ein Rohrverbinder bekannt, bei dem das
Rohrverbindungsende mit einer Nut zur Aufnahme eines Dichtringes vesehen ist. Die
Nut hat einen L-förmigen Querschnitt, so daß der Dichtring an seiner radial inneren
Fläche unmittelbar an der Außenfläche des zu verbindenden Rohres anliegt. Bei derartigen
Nuten wird der Dichtring mechanisch stark belastet, insbesondere sind sie zur Aufnahme
von den heute üblicherweise verwendeten O-Ringen nicht geeignet, weil diese einen
etwa kreisförmigen Querschnitt aufweisen, weshalb sie sich zur Erzielung einer ausreichenden
Dichtwirkung auch an ihrer radialen Innenfläche abstützen können müssen.
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Schließlich ist aus der DE-PS 5 18 547 ein Rohrverbinder mit Flanschringen
an beiden Rohrenden bekannt, von denen der eine Flanschring bei der Herstellung
des Rohrverbinders im Schleudergußverfahren mit dem Rohrstück einteilig hergestellt
wird, während der zweite Flanschring nachträglich aufgeschrumpft wird. Zum Zwecke
des Aufschrumpfens und eines guten gegenseitigen Haltes zwischen dem aufgeschrumpften
Flansch und dem Rohrende sind in das Rohrende konische Nuten geringer Tiefe eingedreht.
Bei diesen bekannten Rohrverbindern entsprechen die Abmessungen des aufgeschrumpften
Flanschringes dem Durchmesser, der Wandstärke und den Materialeigenschaften des
Rohrabschnittes exakt.
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Sowohl die für einen solchen Rohrverbinder erforderlichen Dreharbeiten
für die konische Nut als auch das Aufschrumpfen selbst sind vergleichsweise aufwendig.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen
Rohrverbinder zu schaffen, der insgesamt leistungsfähiger als die bekannten Systeme
sowie mit äußerst geringem Aufwand an spanabhebender Bearbeitung aus einfachen Teilen
zuverlässig fluiddicht und mit einem Anschlußstück mit Normalabmessungen herstellbar
ist, der insbesondere mit höheren Drücken und Fluiddurchflußraten bei relativ geringem
Eigengewicht belastbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Bei einer praktischen Ausführungsform dieser Erfindung kann eine
Anpassung der gängigen Rohrabmessungen an die Abmessungen genormter Anschlußstücke
dadurch erfolgen, daß der verbindungsseitige Endbereich des Rohrabschnittes im Bereich
der radialen Berührungsfläche (gemäß Anspruch 2) kegelstumpfförmig verjüngt ist.
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Alternativ wird - falls eine Schraubverbindung gewünscht ist - die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
3 gelöst.
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Die erfindungsgemäßen Schlauchleitungs-Anschlußarmaturen sind vor
allem dann vergleichsweise leistungsstark, wenn der Rohrabschnitt gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung ein Rohrbogen ist.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist das Material
des Rohrabschnittes eine höhere Fetigkeit als das Material des Drehteiles auf.
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Die Erfindung beruht demnach auf dem Grundgedanken, hinter dem Schlauchnippel
einen im Innendurchmesser auf etwa die Nennweite des Schlauches erwetterten Rohrabschnitt
zu verwenden und diesen auf der gesamten Länge des Anschlußstückes als dessen radial
inneren Bestandteil zu gestalten, wobei der radial äußere, mit dem inneren fest
verbundene und als Drehteil ausgeführte Bestandteil des Anschlußstückes im Vergleich
zu den Anschlußstücken bekannter Schlauchleitungs-Anschlußarmaturen im Bereich der
gegenseitigen Berührungsflächen um etwa die Wandstärke des Rohrabschnittes verringerte
Wandstärken aufweist.
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Die erfindungsgemäße Schlauchleitungs-Anschlußarmatur weist u. a.
folgende Vorteile auf: - Durch geringen Druckverlust und geringe Erwärmung des Druckfluids
im Bereich der Anschlußarmatur wird Antriebsenergie der Fluidförderpumpe sowie Energie
für die Kühlung des Druckfluids in spürbarem Umfang eingespart; - in einem normalen
Anwendungsfall ist z. B. eine 5%ige Energieeinsparung ermittelt worden; - es können
relativ dünnwandige und daher leichte Rohre mit höherer Materialfestigkeit verwendet
werden, als sie für übliche Drehteile in Frage kommen, da im Bereich der Dichtfläche
nur eine geringfügige spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist; - die Dichtungsfunktion
des Anschlußstückes wird vor allem bei einer Schraubverbindung weitgehend vom Mündungsbereich
des Rohrabschnittes übernommen und ist von der Haltefunktion im wesentlichen getrennt,
so daß an die gegenseitige Fixierung des Rohrabschnittes und des Anschlußstückes
hinsichtlich der Fluiddichtigkeit deutlich geringere Ansprüche gestellt werden können;
- für einen Druckfluidschlauch gegebener Nennweite ist kein größeres Anschlußmaß,
d. h. kein größe-
rer Flansch bzw. kein größeres Schraubgewinde
als bei den bekannten Anschlußarmaturen erforderlich, so daß die größere lichte
Weite des Rohrabschnittes kein aufwendigeres, insbesondere schwereres Anschlußstück
erfordert, deshalb können in bestehenden fluidischen Antriebseinheiten die erfindungsgemäßen
Anschlußarmaturen ohne weiteres nachgerüstet werden; - schließlich wird die Haltekraft
zwischen dem Rohrabschnitt und dem Anschlußstück durch die im Vergleich zu bekannten
Anschlußarmaturen vergrößerte Berührungsfläche erhöht, wobei größere Materialfestigkeiten
des Rohrabschnittes zu einer insgesamt höheren Festigkeit des Anschlußstückes oder
zu dessen weiteren Gewichtseinsparung genutzt werden - eine generelle Gewichtseinsparung
wird bereits durch die vergrößerte lichte Weite im Bereich des Anschlußstückes erzielt.
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Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen
in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen
besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten
Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung,
in der bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schlauchleitungs-Anschlußarmaturen
dargestellt worden sind, beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Schlauchleitungs-Anschlußarmatur
im Axialschnitt, Fig. 2 eine zweite Schlauchleitungs-Anschlußarmatur im Axialschnitt.
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In den Figuren ist mit 1 ein Rohrabschnitt, mit 2 ein Schlauchnippel,
mit 3 ein Anschlußstück einer lösbaren Rohrverbindung, mit 4 ein armierter Druckfluidschlauch
und mit 5 eine Preßfassung bezeichnet. Der Schlauchnippel 2 ist durch Preß- oder
Schiebesitz und anschließende Hartverlötung mechanisch fest und fluiddicht mit dem
als Rohrbogen ausgeführten Rohrabschnitt 1 verbunden. Sein rohrbogenseitiges Mündungsende
ist zur Erzielung günstiger Strömungsverhältnisse stirnseitig konisch ausgeführt.
Eine umlaufende Ringschulter 6 dient schlauchseitig als Einschubbegrenzung und rohrbogenseitig
als Sitz für die Preßfassung 5. Der Druckfluidschlauch 4 besteht aus den inneren
und äußeren Gummilagen 7 und 8 sowie einer mittleren Stahlgewebeeinlage 9. Der im
wesentlichen konstante Innendurchmesser a des Rohrabschnittes 1 ist im wesentlichen
so groß wie der Außendurchmesser b des Schlauchnippels im Bereich seiner Schlauchberührungsfläche
bzw. wie die Nennweite c des Druckfluidschlauches 4.
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Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Rohrabschnitte 1 können auch
in einem anderen als einem 90°-Winkel gebogen, aber auch gerade sein.
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Die gesamte aus dem Rohrabschnitt 1, dem Schlauchnippel 2 und dem
Anschlußstück 3 bestehende Schlauchleitungs-Anschlußarmatur kann aus Stahl gleicher
Materialfestigkeit bestehen. Der Rohrabschnitt 1 besteht beispielsweise aus einem
Stahl erhöhter Festigkeit, während der Schlauchnippel 2 und das Drehteil des Anschlußstückes
3 beispielsweise aus Automatenstahl bestehen.
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Gemäß F i g. 1 weist das Anschlußstück 3 ein Außengewinde 10 auf,
welches Bestandteil eines Drehteiles 11, d. h. bevorzugt durch Drehen hergestellten
Teiles, ist.
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Mittels des Außengewindes 10 ist das Anschlußtück 3 im Rahmen einer
lösbar verschraubbaren Rohrverbindung mit einem nicht dargestellten Rohr mit einer
Überwurfmutter mit Gegenanschlußstück und einer korrespondierenden Dichtfläche fluiddicht
verbindbar. Hierzu ist eine kegelstumpfförmige Dichtläche 12 im verbindungsseitigen
Mündungsbereich des Rohrabschnitts 1 eingedreht. Das Anschlußstück 3 wird auf seiner
radialen Innenfläche von dem verbindungsseitigen Endbereich des Rohrabschnittes
1 gebildet. In diesem Endbereich ist die radiale (umfassende) Außenfläche 13 mit
der ebenfalls zylindrischen radialen Innenfläche 14 des Drehteiles 11 durch Hartlöten
verbunden. Natürlich können die Berührungsflächen auch anderweitig, z. B. durch
Kleben oder durch eine schlauchseitige Schweißkehlnaht oder einfachen Preßsitz kraftschlüssig
verbunden sein. Die Wandstärken des Drehteiles 11 sind so bemessen, daß die erforderliche
Festigkeit des Anschlußstückes 3 erst in Verbindung mit der Materialstärke des verbindungsseitigen
Endbereiches des Rohrabschnittes 1 erreicht wird, weshalb hier eine vollflächige
Fixierung der gegenseitigen Berührungsflächen, wie z. B. durch Hartlöten, vorgesehen
wird. Die Wandstärken des Drehteiles 11 sind folglich im wesentlichen geringer,
als es dem Durchmesser, der Wandstärke und den Materialeigenschaften des Rohrabschnittes
1 entsprechen würde, wenn das Anschlußstück in herkömmlicher Weise im mündungsseitigen
Endbereich ausschließlich aus einem Drehteil bestehen würde, das auf das Rohrende
bis zu einer inneren Schulter aufgeschoben würde.
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Gemäß F i g. 1 ist der Rohrabschnitt 1 unmittelbar hinter dem Anschlußstück
3 zur Aufnahme einer andeutungsweise dargestellten Befestigungsschelle 15 mit zylindrischer
Spannfläche auf einer ausreichenden Mindestlänge d gerade und mit einer äußeren
zylindrischen Spannfläche 16 ausgeführt. Alternativ kann das verbindungsseitige
Ende des Rohrabschnittes 1 dadurch festgespannt werden, daß das Außengewinde zum
Druckfluidschlauch hin verlängert und durch ein entsprechendes Loch in einem Schott
(Wand) geschoben und mit Muttern festgeschraubt wird, wobei die freibleibende mündungsseitige
Gewindelänge für das Herstellen der Schraubverbindung noch ausreichen muß.
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Es versteht sich, daß die Dichtfläche 12 auch ein nicht dargestellter
Außenkonus auf dem dann etwas längeren verbindungsseitigen Ende des Rohrabschnittes
1 sein kann.
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Gemäß F i g. 2 kann das Anschlußstück 3 auch ein Verbindungsflansch
mit stirnseitiger O-Ring-Nut 17 und einem dieser Nut gegenüberliegenden, als Klemmbakkensitz
dienenden Bund 18 sein. Auch bei dieser Ausführungsform wird das Anschlußstück 3
auf seiner gesamten radialen Innenfläche 19 von dem verbindungsseitigen Endbereich
des Rohrabschnittes 1 gebildet und zwar derart, daß die Stirnfläche 20 des Rohrabschnittes
1 zumindest im wesentlichen den bezüglich der Nut 17 radial innenliegenden Teil
des Verbindungsflansches bildet. Folglich sind auch hier die Wandstärken des den
übrigen Teil des Anschlußstückes 3 bildenden Drehteiles 21 geringer als bei den
bekannten Anschlußarmaturen, bei denen der gesamte Mündungsbereich ausschließlich
von dem Drehteil gebildet wird, in das das Rohr wiederum eingeschoben wird. Die
wiederum bevorzugt durch Löten gegeneinander fixierten Berührungsflächen 13 und
14 des Drehteiles 21 bzw. des Rohrabschnittes 1 können konisch nach außen zulaufend
oder aber - wie nicht eigens dargestellt - zylindrisch geformt sein.
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Der auf einem Metallrohr sitzende Gegenflansch und die Klemmbacken
sowie der O-Ring sind aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen worden. Die
Stirnfläche 20 sollte in der gleichen Ebene wie die entsprechende Stirnfläche des
Drehteiles 21 oder zum Druckfluidschlauch hin leicht versetzt liegen. Die Berührungsflä
chen sollten vollflächig gegeneinander fixiert und somit fluiddicht sein, da die
Dichtwirkung des O-Rings vor allem in seinem radial äußeren und weniger in seinem
radial inneren Bereich entsteht.
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