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Die
Erfindung betrifft ein Dichtsystem für eine richtungseinstellbare
Hochdruck-Schwenkverschraubung mit einem Gehäuse mit Anschlußstutzen und
einer rechtwinklig dazu das Gehäuse
durchdringenden Hohlschraube, die einen Kragen aufweist, der eine
Stirnfläche
des Gehäuses
zumindest teilweise überdeckt
und an dieser über
eine Dichtkante dichtend in Anlage bringbar ist, wobei die Hohlschraube
mit ihrem anderen aus dem Gehäuse
herausgeführten
Einschraubende in eine Gewindebohrung eines Anschlußkörpers einschraubbar
ist und zwischen der dem Einschraubende zugewandten Stirnfläche des
Gehäuses
und einer als Ringnut ausgebildeten Anlagefläche des Anschlußkörpers ein Dichtring
eingesetzt ist.
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Zur
Optimierung der Dichtwirkung ist es beispielsweise aus der
GB 1 485 826 bekannt, im
oberen Teil der Hohlschraube einer Schwenkverschraubung eine Ringnut
zur Aufnahme eines O-Ringes vorzusehen, welcher im Zusammenwirken
mit den Planflächen
des Anschlußstutzens
eine Dichtung bildet.
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Die
Schwenkverschraubung wird mit dem aus dem Gehäuse führenden Einschraubzapfen in eine
Gewindebohrung eines Anschlußkörpers eingeschraubt.
Zwischen der dem Einschraubende zugegewandten Stirnfläche des
Gehäuses
und einer Anlagefläche
nach DIN 3852 T1 und T2 für
ein Einschraubloch der Form X ist ein metallischer Dichtkantenring
bzw. ein kombinierter Dichtring, bestehend aus einem metallischen
Stützring
mit anvulkanisiertem NBR Innenring eingesetzt. Aus einem Firmenprospekt
der Schutzrechtsinhaberin ist ein solcher kombinierter Dichtring
bekannt, welcher in dem Prospekt als KDS-Ring für Hochdruck-Schwenkverschraubungen
WH/TH (ERMEO Original) bezeichnet ist.
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Zur
Verbindung einer Schwenkverschraubung mit einem Einschraubloch eines
Anschlußkörpers sieht
die ISO 6149 T2 und T3 Form A einen Einschraubzapfen mit Dichtscheibe,
Kontermutter und O-Ring vor. Im Praxisfall hat sich diese Bauart
mit den angegebenen Betriebsdrücken
als nicht vorteilhaft erwiesen, weil durch eine Spaltextrusion des O-Ringes der NBR-Ring
beschädigt
wird, wodurch Leckagen im Dichtungsbereich der Schwenkverschraubung
auftreten können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dichtungsring
der Hochdruck-Schwenkverschraubung so abzuändern, daß ein Einschrauben und Abdichten
der Verschraubung in einen An schlußkörper mit einem Einschraubloch mit
konischer Aussenkung, beispielsweise nach ISO 6149 Teil 1 ermöglicht wird.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung
darin, daß an
den Innenflächen
des metallischen Stützringes
ein Kautschukring anvulkanisiert ist, welcher eine zur Gewindebohrung
des Anschlußkörpers axial
gerichtete umlaufende Dichtlippe aufweist.
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Der
Kautschukring besteht vorteilhaft aus einem Nitrilkautschuk (NBR
= Nitrile-butadiene-rubber) oder aus einem Fluorkautschuk (FPM),
wie sie bereits für
Dichtungszwecke verwendet werden.
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Die
Gewindebohrung zur Aufnahme des kombinierten Stützringes weist eine Ringnut
mit einer konischen Einsenkung zur verpreßbaren Aufnahme der Dichtlippe
des Kautschukringes auf.
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Der
metallische Stützring
weist vorteilhaft einen radial nach innen gerichteten Vorsprung
auf, wodurch eine radiale Verstärkung
des Stützringes
erfolgt und die Haftflächen
für den
anvulkanisierten Kautschukring vergrößert werden.
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Der
metallische Stützring
ist stirnseitig sowohl zur Anlagefläche des Anschlußstutzens
als auch zum Anschlußkörper plan
ausgebildet, so daß sich
metallische Anlageflächen
ergeben.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung bildet die stirnseitige Fläche des Kautschukringes zur Anlagefläche des
Anschlußstutzens
mit der Planfläche
des metallischen Stützringes
eine Stufe. Bei der Montage findet eine Verpressung bis zur Planfläche des
metallischen Stützringes
statt, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die stirnseitige Fläche
des Kautschukringes zur Anlagefläche
des Anschlußstutzens
konvex ausgebildet und geht zur Planfläche des metallischen Stützringes
stufenlos über.
Auch hierbei findet eine Verpressung statt, jedoch mit einer geänderten
Kraftvektorverteilung als bei der zuvor genannten Ausführungsform.
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In
einem weitere Ausführungsbeispiel
ist die stirnseitige Fläche
des Kautschukringes zur Anlagefläche
des Anschlußstutzens
satteldachförmig
ausgebildet. Auch hierbei findet eine Verpressung statt, die in
der Mitte der Kraftvektorverteilung eine Spitze aufweist und somit
eine größere Dichtwirkung
erzielt.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung bildet die stirnseitige Fläche des Kaut schukringes zur
Anlagefläche
des Anschlußkörpers mit der
Planfläche
des metallischen Stützringes
eine Stufe mit einer sich anschließenden radialen Ringfläche.
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In
Weiterbildung der Erfindung geht die radiale Ringfläche in eine
konische Ringfläche
und danach erneut in eine radiale Ringfläche über, so daß sich im montierten Zustand
der Dichtung ein spezifisches und vorteilhaftes Kraftvektorfeld
ausbildet.
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In
einem noch anderen Ausführungsbeispiel geht
die stirnseitige Fläche
des Kautschukringes auf der Seite der Anlagefläche des Anschlußkörpers zur Planfläche des
metallischen Stützringes
stufenlos in eine konische Ringfläche über, die das Dichtlippenteil teilweise
umschließt.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die stirnseitige Fläche
des Kautschukringes zur Anlagefläche
des Anschlußkörpers satteldachförmig ausgebildet.
Daran schließt
sich eine konische Ringfläche
und das Dichtlippenteil an.
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Die
Dichtlippe paßt
sich nach der Erfindung grundsätzlich
der vorgegebenen Kontur der konischen Einsenkung an.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Hierbei
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung einer Hochdruck-Schwenkverschraubung im montierten Zustand
in einen Anschlußkörper mit
Einschraubbohrung nach ISO 6149 T1 und einem kombinierten Dichtring,
bestehend aus einem metallischen Stützring mit anvulkanisiertem
NBR-Innenring;
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2 den
kombinierten Dichtring im Halbschnitt mit anvulkanisiertem NBR-Innenring;
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2a den
kombinierten Dichtring im Halbschnitt mit anvulkanisiertem NBR-Innenring
in einer anderen Ausführungsform;
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3 einen
Dichtring im Halbschnitt mit einem Innenring aus Polytetrafluoräthylen,
welches unter der Marke TEFLON der Fa. Dupon im Handel erhältlich ist,
und
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4 einen
Druckspannungsverlauf des montierten Dichtringes.
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In 1 ist
eine Hochdruck-Schwenkverschraubung 1 im montierten Zustand
mit einem Anschlußkörper 2 dargestellt.
Die Schwenkverschraubung 1 besteht aus dem Anschlußstutzen 3,
seinem Gehäuse 4 und
einer Hohlschraube 5. Der Anschlußstutzen 3 verläuft rechtwinklig
zur Achse der Hohlschraube 5, welche das Gehäuse 4 durchdringt.
Der Anschlußstutzen 3 ist
mit einem Gewinde 6 versehen, an das eine nicht dargestellte
Rohrleitung angeschlossen werden kann. Der Anschlußstutzen 3 weist
eine Bohrung 7 auf, die in einen Ringkanal 8 mündet. Der
Ringkanal 8 führt über drei
umfangsverteilte Bohrungen 9 und 10 in der Hohlschraube 5 zu einer
zentralen Bohrung 11, deren Mantel 12 mit einem
Außengewinde 13 versehen
ist, so daß damit eine
Schraub-Verbindung mit der Gewindebohrung 14 des Anschlußkörpers 2 und
damit eine Strömungsverbindung
vom Anschlußstutzen 3 zur
zentralen Bohrung 11 herstellbar ist. Die Hohlschraube 5 ist
an ihrem oberen Ende als Schlüsselkopf 15 ausgebildet,
wodurch eine Einschraubmontage der Schwenkverschraubung ermöglicht wird.
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Zwischen
dem Kragen 16 des Schlüsselkopfes 15 und
dem Gehäuse 4 ist
eine metallische Dichtung 17 durch Schkägflächen des Kragens 16 gebildet,
welche durch ein O-Ringdichtung 18 ergänzt ist. Der O-Ring 19 befindet
sich in einer Ringnut 20 der Hohlschraube 5.
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Zwischen
dem Gehäuse 4,
dem Mantel 12 der Hohlschraube 5 und dem Anschlußkörper 2 befindet
sich eine kombinierte Dichtung 21, deren Aufbau in den 2, 3 und 4 näher beschrieben
wird. Zur Aufnahme der kombinierten Dichtung 21 ist im Anschlußkörper 2 eine
Ringnut 22 um die Gewindebohrung 14 vorhanden,
welche mit einer konischen Einsenkung 23 versehen ist.
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Die 2 zeigt
im vergrößerten Maßstab die kombinierte
Dichtung 21 im Halbschnitt, bestehend aus einem Metallring 24 mit
anvulkanisiertem Innenring 25 aus Kautschuk oder Kunststoff.
Der Innenring besteht hierbei aus einem Nitrilkautschuk, welcher unter
der Bezeichnung NBR als Stoff im Handel erhältlich ist, wobei NBR für die englische
Bezeichnung Nitrile-butadiene-rubber steht oder aus einem Fluorkautschuk
(FPM). Der Innenring 25 kann aber auch aus einem anderen
Kunststoff, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen, welches unter
der Marke TEFLON der Fa. Dupon im Handel erhältlich ist. Der Metallring
besteht vorzugsweise aus Stahl.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, weist der anvulkanisierte Innenring 25 eine
zur Gewindebohrung 14 (nach 1) des Anschlußkörpers 2 gerichtete
axialverlaufende Dichtlippe 26 auf, welche im wesentlichen
der Kontur der konischen Einsenkung 23 entspricht. In dem
in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der kombinierten
Dichtung 21 ist der Metallring 24 mit einem radial
nach innen gerichteten Vorsprung 27 ausgebildet, wodurch
eine radiale Verstärkung
des Stützringes 24 erfolgt,
und eine höhere Druckbelastbarkeit
erreicht wird sowie die Haftflächen
für den
anvulkanisierten Kautschukring 25 vergrößert werden.
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Die
Stirnflächen 28 und 29 des
Metallrings 24 sind plan ausgebildet, so daß sie mit
den entsprechenden planen Gegenflächen des Gehäuses 4 und dem
Nutboden der Ringnut 22 eine metallische Anlagefläche bilden.
Der planen Stirnfläche 28 des
Metallrings 24 schließt
sich eine im nichtmontierten Zustand konvex gewölbte Fläche 36 des Dicht-
oder Innenringrings 25 an, welche im montierten Zustand auf
die Höhe
der planen Stirnfläche 28 gepreßt wird, wodurch
ein Kraftvektorfeld erzeugt wird, welches in 4 dargestellt
und mit 34 bezeichnet ist. In entsprechender Weise bewirkt
die Dichtlippe 26 im montierten Zustand ein Kraftvektorfeld 35 nach 4.
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Eine über den
Dichtungsringumfang dreigeteilte Rippe 30 dient der Fixierung
der Dichtung 21 auf der Hohlschraube 5.
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Die 2a zeigt
die kombinierte Dichtung 21a in einer speziellen Ausführungsform.
Der Metallring 24 weist hierbei die gleiche Ausbildung
auf wie in dem Ausführungsbeispiel
nach 2. Der planen Stirnfläche 28 des Metallrings 24 schließt sich
eine im nichtmontierten Zustand satteldachförmige Fläche 36a des Dicht-
oder Innen – rings 25 an,
welche im montierten Zustand auf die Höhe der planen Stirnfläche 28 gepreßt wird,
wodurch ein Kraftvektorfeld erzeugt wird, welches in der Mitte der
Krafvektorverteilung eine Spitze aufweist, wodurch eine größere Dichtwirkung
erzielt wird. Die Dichtlippe 26a weist eine konische Ringfläche 33a auf,
der sich eine satteldachförmig
gewölbte
Ringfläche 37 anschließt, welche
in entsprechender Weise im montierten Zustand ein Kraftvektorfeld 35 mit
einer nicht näher
dargestellten Spitze aufweist.
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Die
Dichtung 21b in 3 zeigt einen Metallring 24a mit
einer planen Zylinderinnenfläche 31,
an die ein Teflon-Innenring 25a eingelegt ist. Seine Eigenschaften
sind von geringerer Elastizität
als der NBR-Ring 25, so daß sich im montierten Zustand
ein Kraftvektorfeld ergibt, welches zu den Rändern einen steileren Abfall
aufweist. Die schlechtere Elastizität von Teflon wird bei Anwendungsfällen in
Kauf genommen, wo hohe Temperatur- oder Medienbeständigkeit
erforderlich ist, wie sie nur von Teflon erfüllt werden kann.
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Die
Stirnseite des Kunststoffringes 25a zur Anlagefläche des
Anschlußkörpers 2 bildet
mit der Planfläche 29a des
metallischen Stützringes 24a eine
Stufe mit einer sich anschließenden
radialen Ringfläche 37a.
Die radiale Ringfläche 37a geht in eine
konische Ringfläche 33b und
danach erneut in eine radiale Ringfläche 32 über.
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Die
Flächenteile 37a, 33b,
und 32 umfassen somit nahezu die Dichtlippe 26b.
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- 1
- Hochdruck-Schwenkverschraubung
- 2
- Anschlußkörper
- 3
- Anschlußstutzen
- 4
- Gehäuse
- 5
- Hohlschraube
- 6
- Gewinde
- 7
- Bohrung
- 8
- Ringkanal
- 9
- Bohrung
- 10
- Bohrung
- 11
- zentrale
Bohrung
- 12
- Mantel
der Bohrung 11
- 13
- Außengewinde
- 14
- Gewindebohrung
des Anschlußkörpers 2
- 15
- Schlüsselkopf
- 16
- Kragen
des Schlüsselkopfes 15
- 17
- metallische
Dichtung
- 18
- O-Ring-Dichtung
- 19
- O-Ring
- 20
- Ringnut
- 21
- kombinierte
Dichtung
- 21a
- kombinierte
Dichtung
- 21b
- kombinierte
Dichtung
- 22
- Ringnut
im Anschlußkörper
- 23
- konische
Einsenkung
- 24
- Stützring
- 24a
- Metallring
- 25
- anvulkanisierter
Innenring
- 26
- Dichtlippe
- 26a
- Dichtlippe
- 26b
- Dichtlippe
- 27
- Vorsprung
des Metallrings 24
- 28
- Stirnfläche des
Metallrings 24
- 28a
- Stirnfläche des
Metallrings 24a
- 29
- Stirnfläche des
Metallrings 24
- 29a
- Stirnfläches des
Metallrings 24a
- 30
- Rippe
- 31
- Zylinderinnenfläche
- 32
- radiale
Ringfläche
- 33
- konische
Ringfläche
- 33a
- konische
Ringfläche
- 33b
- konische
Ringfläche
- 34
- Kraftvektorfeld
- 35
- Kraftvektorfeld
- 36
- konvex
gewölbte
Ringfläche
- 36a
- satteldachförmig gewölbte Ringfläche
- 36b
- satteldachförmig gewölbte Ringfläche
- 37
- satteldachförmig gewölbte Ringfläche
- 37a
- radiale
Ringfläche