DE3543539C2 - Rohranschlußvorrichtung für Stahlrohre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohranschlußvor­ richtung für Stahlrohre mit einem dichtend in das Rohr­ ende eindrückbaren, dieses aufweitenden konischen Stütz­ ring aus Stahl, der mit einem zylindrischen Ansatz an der Bohrungswand des Rohrendes anliegt und mit seinem aus dem Rohrende ragenden Ende in axial er Richtung dichtend gegen ein Anschlußstück angepreßt ist, das mittels einer Über­ wurfmutter mit dem aufgeweiteten Rohrende in Verbindung steht, die das aufgeweitete Rohrende und das Anschluß­ stück umgibt und unter Zwischenschaltung eines Klemmringes mit Innenkonus beide in axial er Richtung gegeneinander zieht.

Eine derartige Rohranschlußvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 24 18 243 bekannt. Diese bekannte Rohran­ schlußvorrichtung besteht im wesentlichen aus Sondertei­ len, 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 mittels konischen Flächen auf das zu klemmende Rohr gedrückt wird. Wegen des vorhandenen Bördelkegelwinkels von 10° neigt dieser Ring zum Auf­ weiten. Durch konstruktive Maßnahmen, wie Stärke des Ringes und besondere Auswahl des Ringmaterials wird diese Aufweitneigung begrenzt, so daß nur durch die spezielle Dimensionierung und Materialauswahl die einwandfreie Funktion gewährleistet werden kann.

Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 71 33 638.4 ist eine ähnliche Rohranschlußvorrichtung bekannt, bei der die innere Fläche des Klemmrings und die äußere Fläche des Stützrings mit Zähnen ausgebildet sind.

Die Patentschrift US 2490620 beschreibt eine nicht gat­ tungsgemäße Rohranschlußvorrichtung, bei der kein Stütz­ ring vorhanden ist, sondern das Rohr mit Hilfe eines ge­ schlitzten Klemmrings und einer Überwurfmutter über den konusförmigen Anschlußstutzen gezogen wird. Zusätzlich unterscheidet sich diese Ausführung durch die im inneren nicht konusförmige Überwurfmutter, welche durch eine Ringkante auf den Klemmring drückt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrun­ de, 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 gehärteten Werkstoff gegenüber dem verwendeten Rohrwerkstoff besteht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Überwurfmutter und/oder das Anschlußstück als DIN-Norm­ teile ausgebildet sind/ist 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 Um­ fangsfläche des Innenkonus und der Außenfläche des Klemm­ rings in Anzugsrichtung gesehen innerhalb des vorderen Drittels des Klemmrings vorhanden ist, wo zur Reduzierung des Reibmoments der Außendurchmesser des Klemmrings klein gegenüber dem Außendurchmesser des Klemmrings in seinem etwa parallel zur Rohrlängsachse verlaufenden Umfangs­ flächenbereich ist. Hierbei entspricht der verwendete DIN-Stutzen der DIN-Norm 2353 und folgende und die ver­ wendete Überwurfmutter der DIN-Norm 3870. Die Verwendung von DIN-Normteilen für den Rohranschlußstutzen und die Überwurfmutter ermöglicht eine sehr preiswerte Fertigung, und durch die spezielle Ausgestaltung des Klemmrings wird dieser gering belastet, da das Reibmoment verkleinert wird, indem die Anlagefläche in einen Bereich verlegt wird, wo der Außendurchmesser des Klemmrings klein bzw. am kleinsten ist. Erfindungsgemäß wird somit eine Moment­ verringerung erreicht, ohne daß die Anzugskraft und damit die Rohrhaltekraft verringert wird. Durch die erfindungs­ gemäße 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 Anzugsmomen­ te erfindungsgemäß verkleinert werden, so daß der Klemm­ ring 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 er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Rohranschlußvorrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine erfindungsge­ mäße Überwurfmutter mit eingelegtem Klemm­ ring,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine erfindungsge­ mäße Überwurfmutter und einen erfindungsge­ mäßen Klemmring in alternativer Ausgestal­ tung,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen erfindungsge­ mäßen Klemmring.

Eine erfindungsgemäße Rohranschlußvorrichtung besteht aus einem Anschlußstutzen 1 mit einem Außengewinde 2, auf dem eine Überwurfmutter 3 aufgeschraubt ist. Der Anschluß­ stutzen 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 koni­ schen Teil 9 und einen sich hieran anschließenden zylindri­ schen 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 Über­ wurfmutter 3 und/oder der Anschlußstutzen 1 können als DIN-Normteile ausgebildet werden.

Bei zusammengebauter Rohranschlußvorrichtung übt die Über­ wurfmutter 3 über einen Klemmring 12 auf das Rohr 6 eine Kraft aus, die über die konische Innenfläche 13 des Klemm­ ringes 12 gleichmäßig auf den Außenmantel des Rohres 6 verteilt wird. Hierdurch wird einerseits der aufgeweitete Innenmantel des Rohres 6 gegen den Außenmantel des koni­ schen 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 Stirnflä­ che 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 Über­ wurfmutter 3 gegenüberliegt, derart ausgebildet ist, daß eine kraftschlüssige Berührung beim Anziehen der Rohran­ schlußvorrichtung zwischen der Umfangsfläche des Innen­ konus 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 koni­ sche Außenfläche auf, deren Steigungswinkel zur Längsachse des Rohres 6 etwa 45° 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 21 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 Ver­ zahnung 18 auf.

In Fig. 2 ist eine vorzugsweise Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Klemmrings 12 dargestellt. Die erfindungs­ gemäß als DIN-Normteil ausgebildete Überwurfmutter 3 be­ sitzt eine Innenkonusfläche 14, die einen Neigungswin­ kel von 45° zur Rohrlängsachse besitzt, so daß auch der eingezeichnete Komplementärwinkel hierzu 45° beträgt. Der Klemmring 12 ist erfindungsgemäß nun derart ausge­ staltet, daß seine konische Außenfläche 15 ebenfalls eine Neigung zur Rohrlängsachse von 45° aufweist. Diese koni­ sche 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 übertra­ gene Reibmoment verkleinert, jedoch nicht die Rohrhalte­ kraft, da die axial wirkende Anzugskraft unverändert über­ tragen wird.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen 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 Klemm­ rings 12 einen Kegelwinkel, der kleiner ist als der Kegel­ winkel des Bördelkegels und damit auch des aufgebördelten Rohres. Vorzugsweise beträgt dieser Kegelwinkel 8°. Durch diese Maßnahme kommt der größte Durchmesser des Klemm­ rings 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 ge­ klemmt. Vorzugsweise sind die Zähne 19 im Einstichverfahren hergestellt, so daß keine gewindeähnliche Rille erzeugt wird. Hierdurch wird ein sauberes Anliegen des ersten Zah­ nes erreicht, da dieser, wenn er gewindeförmig wäre, nur an einem Teil des Umfanges anliegen würde, so daß das gewünschte "Eingraben" dann nicht möglich wäre. Vorteil­ hafterweise besitzen die einzelnen Zahnprofile 19 der Ver­ zahnung 17 einen Spitzenwinkel von 60°, wodurch ein Ein­ schneiden in das Rohr 6 verhindert wird, was deshalb we­ sentlich ist, da im Falle eines Einschneidens in das Rohr die Verbindung nicht mehr schwingungsfest wäre.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rohranschlußvor­ richtung verbindet die Vorteile der bekannten Rohran­ schlußvorrichtung beispielsweise gemäß der DE-PS 24 18 243 mit den Vorteilen, die die Verwendung von DIN-Normteilen mit sich bringt, wobei durch die erfindungsgemäße Ausge­ staltung des Klemmrings annähernd gleiche Festigkeiten erreicht werden.

Claims (7)

1. Rohranschlußvorrichtung für Stahlrohre (6), mit einem dich­ tend in das Rohrende eindrückbaren, dieses aufweitenden, konischen Stützring (7) aus Stahl, der mit einem zylindri­ schen Ansatz (10) an der Bohrungswand des Rohrendes anliegt und mit seinem aus dem Rohrende ragenden Ende in axialer Richtung dichtend gegen ein Anschlußstück (1) angepreßt ist, das mittels einer Überwurfmutter (3) mit dem aufgewei­ teten Rohrende in Verbindung steht, die das aufgeweitete Rohrende und das Anschlußstück (1) umgibt und unter Zwi­ schenschaltung eines Klemmringes (12) mit Innenkonus beide in axialer Richtung gegeneinander zieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Über­ wurfmutter (3) und/oder das Anschlußstück (1) als DIN-Norm­ teile ausgebildet sind/ist und der Klemmring (12) an seiner der Überwurfmutter (3) zugekehrten Außenfläche (15), die einem Innenkonus (14) der Überwurfmutter (3) gegenüber­ liegt, derart ausgebildet ist, daß eine kraftschlüssige Berührung beim Anziehen der Rohranschlußvorrichtung zwi­ schen der Umfangsfläche des Innenkonus (14) und der Außen­ fläche (15) des Klemmringes (12) in Anzugsrichtung gesehen innerhalb des vorderen Drittels des Klemmringes (12) vor­ handen ist, wo zur Reduzierung des Reibmomentes der Außen­ durchmesser des Klemmringes (12) klein gegenüber dem Außen­ durchmesser des Klemmringes (12) in seinem etwa parallel zur Rohrlängsachse verlaufenden Umfangsflächenbereich (16) ist.

2. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (15) des Klemmringes (12) im vorderen Drittel einen Stei­ gungswinkel zur Längsachse des Rohres (6) von ca. 45° aufweist.

3. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außen­ fläche (15) des Klemmringes (12) im vorderen Drittel evolventenförmig abgerundet ist und eine Linienberüh­ rung mit der Umfangsfläche des Innenkonus (14) gegeben ist.

4. Rohranschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klemmring (12) einen Innen­ kegel (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, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an der Innenseite des Klemm­ ringes (12) senkrecht zur Kegelmantelfläche ausgebilde­ ten Zahnprofile (19) im Einstichverfahren hergestellt sind.

6. Rohranschlußvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnprofile (19) einen Spitzenwinkel von 60° einschließen.

7. Rohranschlußvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kegelwinkel des Innenkegels des Klemmringes (12) vorzugsweise 8° beträgt.