DE3543539A1

DE3543539A1 - Rohranschlussvorrichtung fuer stahlrohre

Info

Publication number: DE3543539A1
Application number: DE19853543539
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Armaturenfabrik Hermann Voss GmbH and Co
Current assignee: Voss Fluid GmbH
Priority date: 1985-01-19
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1986-08-14
Anticipated expiration: 2005-12-11
Also published as: DE8501242U1; ES291716U; IT8620487V0; ES291716Y; IT207630Z2; DE3543539C2

Description

Rohranschlußvorrichtung für Stahlrohre
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohranschlußvorrichtung für Stahlrohre mit einem dichtend in das Rohrende eindrückbaren, dieses aufweitenden konischen Stützring aus Stahl, der mit einem zylindrischen Ansatz an der Bohrungswand des Rohrendes anliegt und mit seinem aus dem Rohrende ragenden Ende in axialer Richtung dichtend gegen ein Anschlußstück angepreßt ist, das mittels einer Überwurfmutter mit dem aufgeweiteten Rohrende in Verbindung steht, die das aufgeweitete Rohrende und das Anschlußstück umgibt und unter Zwischenschaltung eines Klemmringes mit Innenkonus beide in axialer Richtung gegeneinander zieht.
Eine derartige Rohranschlußvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 24 18 243 bekannt. Diese bekannte Rohranschlußvorrichtung besteht im wesentlichen aus Sonderteilen, d.h. der Rohranschlußstutzen und die Überwurfmutter sind spezielle Anfertigungen, so daß sich relativ hohe Herstellungskosten für diese Rohranschlußvorrichtung ergeben. Bei der bekannten Rohranschlußvorrichtung wird zur Klemmung des Rohres ein Klemmring eingesetzt, der von der Überwurfmutter auf das zu klemmende Rohr gedrückt wird.
Wegen des vorhandenen Bördelkegelwinkels von 100 neigt dieser Ring zum Aufweiten. Durch konstruktive Maßnahmen, wie Stärke des Ringes und besondere Auswahl des Ringmaterials wird diese Aufweitneigung begrenzt, so daß durch die spezielle Dimensionierung und Materialauswahl nur die einwandfreie Funktion gewährleistet werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Rohranschlußvorrichtung der eingangs beschriebenen Art, diese derart zu verbessern, daß sie einerseits preisgünstig herstellbar ist und andererseits es nicht erforderlich ist, daß der Stützring aus einem speziell vergüteten bzw. gehärteten Werkstoff gegenüber dem verwendeten Rohrwerkstoff besteht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Überwurfmutter und das Anschluß stück als DiN-Normteile ausgebildet sind und der Klemmring an seiner der Überwurfmutter zugekehrten Außenfläche, die einem Innenkonus der Überwurfmutter gegenüberliegt, derart ausgebildet ist, daß eine kraftschlüssige Berührung beim Anziehen der Rohranschlußvorrichtung zwischen der Umfangsfläche des Innenkonus und der Außenfläche des Klemmrings in Anzugsrichtung gesehen innerhalb des vorderen Drittels des Klemmrings vorhanden ist. Hierbei entspricht der verwendete DIN-Stutzen der DIN-Norm 2353 und folgende und die verwendete Überwurfmutter der DIN-Norm 3870. Die Verwendung von DIN-Normteiien für den Rohranschlußstutzen und die Überwurfmutter ermöglicht eine sehr preiswerte Fertigung, und durch die spezielle Ausgestaltung des Klemmrings wird dieser geringer belastet, da das Reibmoment verkleinert wird, indem die Anlagefläche in einen Bereich verlegt wird, wo der Außendurchmesser des Klemmringes klein bzw. am kleinsten ist. Erfindungsgemäß wird somit eine Momentverringerung erreicht, ohne daß die Anzugskraft und damit die Rohrhaltekraft verringert wird.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird sichergestellt, daß die Reibung auf der inneren Kegelmantelfläche größer ist als auf der Anlagefläche zwischen Mutter und Klemmring. Durch diese erfindungsgemäße Bauform ist die Verwendung von DIN-Normteilen möglich, da die übertragenden Anzugsmomente erfindungsgemäß verkleinert werden, so daß der Klemmring nicht mehr so stark bzw. dick dimensioniert werden muß und sich somit ein verringerter Platzbedarf zwischen Überwurfmutter und Anschlußstutzen ergibt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nunmehr näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Rohranschlußvorrichtung, Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Überwurfmutter mit eingelegtem Klemmring, Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Überwurfmutter und einen erfindungsgemäßen Klemmring in alternativer Ausgestaltung, Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Klemmring.
Eine erfindungsgemäße Rohranschlußvorrichtung besteht aus einem Anschlußstutzen 1 mit einem Außengewinde 2, auf dem eine Überwurfmutter 3 aufgeschraubt ist. Der Anschlußstutzen 1 weist eine kreisförmige Stirnfläche auf, in der eine Ringnut 4 eingearbeitet ist, in der sich ein elastischer Dichtungsring 5 befindet. Die Überwurfmutter 3 ist auf einem Stahlrohr 6 aufgeschoben, in das ein aus Stahl bestehender Stützring 7 eingedrückt ist. Der Stützring 7 besitzt einen Bund oder Kragen 8, einen konischen Teil 9 und einen sich hieran anschließenden zylindrischen Teil 10. An den zylindrischen Teil 10 kann sich ein kurzer konischer Teil 11 anschließen, durch den das beim Zusammenbau der Rohranschlußvorrichtung erforderliche Eindrücken des Stützringes in das Rohr erleichtert wird.
Das Eindrücken des Stützringes 7 in das Rohr 6 erfolgt so weit, daß der konische Teil 9 des Stützringes das Ende des Rohres 6 aufweitet und erheblich verformt, während sich im Bereich des zylindrischen Teils 10 des Stützringes zwischen Stützring und Rohr ein Preßsitz ergibt. Die Überwurfmutter 3 und/oder der Anschlußstutzen 1 können als DIN-Normteile ausgebildet werden.
Bei zusammengebauter Rohranschlußvorrichtung übt die Überwurfmutter 3 über einen Klemmring 12 auf das Rohr 6 eine Kraft aus, die über die konische Innenfläche 13 des Klemmringes 12 gleichmäßig auf den Außenmantel des Rohres 6 verteilt wird. Hierdurch wird einerseits der aufgeweitete Innenmantel des Rohres 6 gegen den Außenmantel des konischen Teils 9 des Stützringes 7 gepreßt, andererseits der Stützring 7 in das Ende des Rohres 6 geschoben und schließlich der Bund des Stützringes 7 gegen die Stirnfläche des Anschlußstückes 1 gepreßt, wodurch auch dort. eine dichte Verbindung entsteht. Der Klemmring 12 weist, wie bereits ausgeführt, den Innenkonus 13 auf, während er an seinem äußeren Umfang an seiner der Überwurfmutter zugekehrten Außenfläche, die einem Innenkonus 14 der Überwurfmutter 3 gegenüberliegt, derart ausgebildet ist, daß eine kraftschlüssige Berührung beim Anziehen der Rohranschlußvorrichtung zwischen der Umfangsfläche des Innenkonus 14 der Überwurfmutter und der konischen Außenfläche 15 des Klemmringes in Anzugsrichtung gesehen innerhalb des vorderen Drittels des Klemmringes vorhanden ist. Damit weist der Klemmring in seinem vorderen Drittel eine konische Außenfläche auf, deren Steigungswinkel zur Längsachse des Rohres 6 etwa 450 beträgt. Der sich an die konische Außenfläche 15 anschließende Umfangsflächenbereich 16 des Klemmringes 12 verläuft etwa parallel zur Rohrlängsachse und weist an seinem Ende einen Außendurchmesser auf, der vorzugsweise dem Kerndurchmesser des Innengewindes 16 der Überwurfmutter 3 entspricht. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der Klemmring 12 an seiner Innenkonusfläche 13 mit einer Verzahnung 17 ausgestattet, und der Stützring 9 weist an seiner Außenkonusfläche 13 ebenfalls eine Verzahnung 18 auf.
In Fig. 2 ist eine vorzugsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klemmrings 12 dargestellt. Die erfindungsgemäß als DIN-Normteil ausgebildete Überwurfmutter 3 sitzt an der Innenkonusfläche 14, die einen Neigungswinkel von 45° zur Rohrlängsachse besitzt, so daß auch der eingezeichnete Komplementärwinkel hierzu 450 beträgt.
Der Klemmring 12 ist erfindungsgemäß nun derart ausgestaltet, daß seine konische Außenfläche 15 ebenfalls eine Neigung zur Rohrlängsachse von 45° aufweist. Diese konische Außenfläche 15 stellt die Auflagefläche zwischen dem Innenkonus der Überwurfmutter und dem Klemmring dar, und im Bereich dieser Auflagefläche werden die auftretenden Anzugsmomente übertragen. In diesem Bereich ist aber der Außendurchmesser des Klemmrings 12 relativ klein, so daß damit auch die übertragbaren Anzugsmomente klein gehalten werden können, wodurch ein Mitdrehen des Rohres verhindert wird, da die Reibung auf der inneren Kegelmantelfläche 13 des Klemmringes größer ist als auf der Außenfläche des Klemmringes, die auf die konische Außenfläche 15 begrenzt ist. Denn in diesem Bereich ist das Reibmoment aufgrund des relativ geringen Außenradius klein gehalten. Jedoch wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung nur das übertragene Reibmoment verkleinert, jedoch nicht die Rohrhaltekraft, da die axial wirkende Anzugskraft unverändert übertragen wird.
In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klemmrings 12 dargestellt. Hierbei ist der Klemmring 12 in seinem vorderen Drittel 20 evolventenförmig abgerundet, so daß im wesentlichen eine linienförmige Berührung zwischen dem Klemmring und dem Innenkonus 14 der Überwurfmutter 3 vorhanden ist.
Wie sich aus Fig. 4 ergibt, besitzt der Innenkonus bzw.
der von diesem Innenkonus gebildete Innenkegel des Klemmrings 12 einen Kegelwinkel, der kleiner ist als der Kegelwinkel des Bördelkegels und damit auch des aufgebördelten Rohres. Vorzugsweise beträgt dieser Kegelwinkel 8°. Durch diese Maßnahme kommt der größte Durchmesser des Klemmrings 12 zuerst zur Anlage. Die auf der Innenseite des Klemmringes 12 senkrecht zur Kegelmantelfläche liegenden Zahnprofile der Verzahnung 17 graben sich beim Anzug der Rohranschlußvorrichtung in das Rohr ein. Gleichzeitig wird das Rohr 6 nach innen gepreßt und auf den Bördelkegel geklemmt. Vorzugsweise sind die Zähne 19 im Einstichverfahren hergestellt, so daß keine gewindeähnliche Rille erzeugt wird. Hierdurch wird ein sauberes Anliegen des ersten Zahnes verhindert, da dieser, wenn er gewindeförmig wäre, nur an einem Teil des Umfanges anliegen würde, so daß das gewünschte Eingraben dann nicht möglich wäre. Vorteilhafterweise besitzen die einzelnen Zahnprofile 19 der Verzahnung 17 einen Spitzenwinkel von 600, wodurch ein Einschneiden in das Rohr 6 verhindert wird, was deshalb wesentlich ist, da im Falle eines Einschneidens in das Rohr die Verbindung nicht mehr schwingungsfest wäre.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rohranschlußvorrichtung verbindet die Vorteile der bekannten Rohranschlußvorrichtung beispielsweise gemäß der DE-PS 24 18 243 mit den Vorteilen, die die Verwendung von DIN-Normteilen mit sich bringt, wobei durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Klemmrings annähernd gleiche Festigkeiten erreicht werden.
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Claims

Ansprüche: 1. Rohranschlußvorrichtung für Stahlrohre mit einem dichtend in das Rohrende eindrückbaren, dieses aufweitenden konischen Stützring aus Stahl, der mit einem zylindrischen Ansatz an der Bohrungswand des Rohrendes anliegt und mit seinem aus dem Rohrende ragenden Ende in axialer Richtung dichtend gegen ein Anschlußstück angepreßt ist, das mittels einer Überwurfmutter mit dem aufgeweiteten Rohrende in Verbindung steht, die das aufgeweitete Rohrende und das Anschlußstück umgibt und unter Zwischenschaltung eines Klemmringes mit Innenkonus beide in axialer Richtung gegeneinander zieht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überwurfmutter (3) und das Anschlußstück (1) als DIN-Normteile ausgebildet sind und der Klemmring (12) an seiner der Überwurfmutter (3) zugekehrten Außenfläche (15), die einem Innenkonus (14) der Überwurfmutter (3) gegenüberliegt, derart ausgebildet ist, daß eine kraftschlüssige Berührung beim Anziehen der Rohranschlußvorrichtung zwischen der Umfangsfläche des Innenkonus (14) und der Außenfläche (15) des Klemmringes (12) in Anzugsrichtung gesehen innerhalb des vorderen Drittels des Klemmringes (12) vorhanden ist.
2. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Außenfläche (15) des Klemmringes (12) im vorderen Drittel einen Steigungswinkel zur Längsachse des Rohres (6) von ca. 450 aufweist.
3. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Außenfläche (15) des Klemmringes (12) im vorderen Drittel evolventenförmig abgerundet ist-und eine Linienberührung mit der Umfangsfläche des Innenkonus (14) gegeben ist.
4. Rohranschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Klemmring (12) einen Innenkegel (13) aufweist und der Kegelwinkel in bezug auf die Rohrlängsachse kleiner ist als der Kegelwinkel des Bördelkegels des konischen Stützringes (7).
5. Rohranschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die an der Innenseite des Klemmringes (12) senkrecht zur Kegelmantelfläche ausgebildeten Zahnprofile (19) im Einstichverfahren hergestellt sind.
6. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zahnprofile (19) einen Spitzenwinkel von 600 einschließen.
7. Rohranschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kegelwinkel des Innenkegels des Klemmringes (12) vorzugsweise 80 beträgt.