DE60319352T2

DE60319352T2 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE60319352T2
Application number: DE60319352T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Nirasaki-shi SUGIYAMA; Keiko Nirasaki-shi HADA; Eiji c/o FUJIKIN INCORPORATED Osaka-shi IDETA; Nobukazu c/o FUJIKIN INCORPORATED Osaka-shi IKEDA; Naofumi c/o FUJIKIN INCORPORATED Osaka-shi YASUMOTO; Michio c/o FUJIKIN INCORPORATED Osaka-shi YAMAJI
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: TW200306395A; CN100390455C; KR20040093162A; EP1486715A1; TWI289642B; KR100981082B1; US20050179259A1; JP2004053006A; DE60319352D1; CA2479708A1; CN1643289A; US7497482B2; IL164121A0; EP1486715B1; IL164121A; EP1486715A4; JP3538737B2; WO2003078884A1; AU2003221426A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrverbindungen, genauer gesagt eine Rohrverbindung, die Verbindungselemente umfasst, die aus Kunstharz hergestellt sind und miteinander durch Verschraubungsmittel verbunden sind.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen werden Rohrverbindungen, die ein Paar rohrförmiger Verbindungselemente, eine ringförmige Dichtung, die zwischen den in Anlage kommenden Stirnflächen der zwei Verbindungselemente eingesetzt ist, und Verschraubungsmittel für die Verbindung der zwei Verbindungselemente umfasst, in Fluidsteuervorrichtungen, z. B. für die Herstellung von Halbleitern benutzt. Bei derartigen Rohrverbindungen sind die rohrförmigen Verbindungselemente und die Dichtung üblicherweise aus einem Metall, wie z. B. SUS316L oder ähnlichem rostfreien Stahl, hergestellt.
In dem Prozess zur Herstellung von Halbleitern werden verschiedene Fluide durch konventionelle Rohrverbindungen aus rostfreiem Stahl geleitet, die jedoch solche Fluide wie z. B. acidisches Amoniumflorid, umfassen, die Eigenschaften aufweisen, um Metalle leicht zur korrodieren, und es ist gewünscht die Verbindung zu verbessern. Obwohl es möglich erscheint, die Elemente der Rohrverbindung aus PFA oder ähnlichem Kunstharz herzustellen, unterliegen Kunstharzelemente einer größeren Formveränderung (z. B. Spannungsrelaxation oder Kaltfluss) über die Zeit als Metallelemente, und der spezifische Druck, der zwischen den Elementen und den in Anlage kommenden Bereichen vorherrscht, nimmt graduell ab, was möglicherweise in einem Austritt des Fluids resultiert.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 396 151 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrflanschverbindung für Rohre, die aus Kunstharz hergestellt sind. Die Flanschverbindung wird hergestellt, indem ein Metallring an der äußeren Oberfläche der Flanschbereiche der zwei Rohre eingesetzt und der Ring mit einem Spannring fixiert wird. Es wird auch betont, dass eines der Rohre an dem in Anlage kommenden Bereich des Flansches einen ringförmigen Vertiefungsbereich aufweist, wohingegen das andere Rohr an seinem in Anlage kommenden Bereich des Flansches einen ringförmigen Steg aufweist, so dass der Steg in den Vertiefungsbereich einsetzbar ist. Der Steg ist ein integraler Bestandteil des Flansches des zweiten Rohrs. Außerdem ist in dieser Anmeldung die Benutzung von Verschraubungsmitteln gezeigt, um die zwei Flansche des Rohres miteinander zu verbinden. Diese Anmeldung zeigt nicht die Benutzung einer Überwurfmutter und eines männlichen Schraubenelements, die beide so um die Rohre herum sitzen, dass sie verbunden werden können, so dass die Verbindung, die entweder mit den Verschraubungsmitteln oder dem Metallring und dem Spannring hergestellt ist, aus vielen verschiedenen Teilen besteht und schwerer herzustellen ist.
Außerdem sind keine Spalte zwischen den in Anlage kommenden Bereichen der Flansche der zwei Rohre erwähnt.
Das deutsche Patent DE 63 526 C offenbart ein System aus Haken und Bolzen, die mit Halteringen verbunden sind, um Flanschverbindungen mit Schraubenbolzen herzustellen. Das Patent betrifft Rohre mit einem Flansch an jedem Ende von den Rohren, die verbunden werden sollten, wobei der Flansch des ersten Rohres einen ringförmigen Vertiefungsbereich in der in Anlage kommenden Fläche des Flansches aufweist, und der Flansch des zweiten Rohres einen ringförmigen Steg in dem in Anlage kommenden Bereich des Flansches aufweist, so dass eine ringförmige Dichtung in dem Vertiefungsbereich des ersten Flansches platziert werden kann und der Steg des zweiten Flansches in den Vertiefungsbereich einsetzbar ist und durch Festziehen mit den externen Verschraubungsmitteln eine feste Verbindung bilden, um Fluidaustritte von innerhalb des Rohres zu vermeiden. Dieses Patent betrifft keine Rohre und Flansche, die aus Kunstharz hergestellt sind, und erfordert immer zwei unterschiedlich geformte Flansche an den zwei zu verbindenden Rohren. Die Verschraubungsmittel sind ziemlich kompliziert und erfordern eine Vielzahl von Teilen und einen großen Zeitaufwand, um die Flanschverbindung herzustellen. Die vorteilhaften Spalte, die zwischen den in Anlage kommenden Bereichen der Flansche der zwei zu verbindenden Rohre gebildet werden soll, sind in dieser Offenbarung ebenfalls nicht erwähnt.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE 90 11 772 U1 offenbart eine druckdichte Schraubverbindung, die eine Überwurfmutter, die um ein erstes Verbindungselement herum sitzt, und ein ringförmiges männliches Schraubenelement, welches um das zweite Verbindungselement herum sitzt, umfasst, die zusammengeschraubt werden können. Die benutzten Rohre können aus Metall oder Kunststoff sein, wobei die Überwurfmutter und das ringförmige männliche Schraubenelement aus Metall hergestellt sind. Das erste Rohr hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich in dem in Anlage kommenden Bereich des Flansches, wohingegen der in Anlage kommende Bereich des Flansche des zweiten Rohres vollständig plan ist. Die Rohrverbindung ist druckdicht gemacht, indem eine ringförmige Dichtung in den Vertiefungsbereich des Flansches der ersten Rohres eingesetzt ist, so dass sie eine ebene Oberfläche mit dem in Anlage kommenden Bereich des Flansches des ersten Rohres bildet. Diese Offenbarung zeigt keinen ringförmigen Steg, der in die ringförmige Dichtung in dem Vertiefungsbereich des Flansches des ersten Rohres einsetzbar ist, sie erfordert, dass die zwei Rohre mit unterschiedlichen Arten von Flanschen ausgeführt sind und sie erfordert einen engen Kontakt der gesamten in Anlage kommenden Bereiche der Flansche der zwei Rohre.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrverbindung zur Verfügung zu stellen, bei der die Bereiche, die in Kontakt mit einem Fluid gebracht werden, aus Kunstharz hergestellt sind, und welche die Fähigkeit Fluidaustritte zu verhindern, über den Lauf der Zeit beibehält.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Rohrverbindung zur Verfügung, die ein erstes und ein zweites rohrförmiges Verbindungselement aus Kunstharz und Verschraubungsmittel, um die Verbindungselemente zu verbinden, umfasst, worin jedes der Verbindungselemente an seinem in Anlage kommenden Stirnflächenbereich mit einem Flanschbereich ausgeführt ist, wobei das erste Verbindungselement in seiner in Anlage kommenden Stirnfläche mit einem ringförmigen Vertiefungsbereich versehen ist, und das zweite Verbindungselement in seiner in Anlage kommenden Stirnfläche mit einem ringförmigen Steg versehen ist, wobei der Steg des zweiten Verbindungselements in den Vertiefungsbereich des ersten Verbindungselements eingesetzt ist, wobei eine äußere Oberfläche des Stegs in engem Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Vertiefungsbereichs liegt, wenn die Rohrverbindung vollständig festgezogen ist, und ein Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich liegt, dann in engem Kontakt mit einem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial innenliegend von dem Steg liegt, ungefähr über deren gesamten Oberflächenbereiche steht, und ein Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich liegt, dann in engem Kontakt mit einem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial außenliegend von dem Steg liegt, näherungsweise über deren gesamte Oberflächenbereiche stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubungsmittel ein ringförmiges männliches Schraubenelement, das eine vordere Stirnfläche aufweist, die in stützendem Kontakt mit dem Flanschbereich von einem der Verbindungselemente liegt, und eine Überwurfmutter, die um das andere Verbindungselement herum eingesetzt ist und eine obere Wand aufweist, die in stützendem Kontakt mit dem Flanschbereich von besagtem anderen Verbindungselement liegt, umfasst und die Überwurfmutter auf das männliche Schraubenelement geschraubt ist, und dass wenn die Rohrverbindung manuell festgezogen wird, ein erster Spalt (G1) zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich liegt, und dem Stirnbereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial innenliegend von dem Steg liegt, vorhanden ist, und ein zweiter Spalt (G2), der größer als der erste Spalt (G1) ist, zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich liegt, und dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial außenliegend von dem Steg liegt, vorhanden ist.
Somit weist die Rohrverbindung Bereiche mit einem großen spezifischen Druck, Bereiche mit einem mittleren spezifi schen Druck und Bereiche mit einem kleinen spezifischen Druck auf. Während der ersten Hälfte der Nutzungsperiode ist ein verminderter Druck an den Bereichen mit einem großen spezifischen Druck vorhanden, wohingegen der Druckabfall an den Bereichen mit einem mittleren spezifischen Druck während dieser Periode unterdrückt wird. Dies ermöglicht der Rohrverbindung das Beibehalten der Fähigkeit zum Verhindern von Fluidaustritten über eine verlängerte Zeitperiode.
Bei der Rohrverbindung gemäß der Erfindung kann der Steg des zweiten Verbindungselements einen Bereich, der integral mit dem zweiten Verbindungselement ausgebildet ist, und einen Bereich, der separat von dem integralen Bereich ausgebildet ist, umfassen, wobei der Bereich, der integral mit dem Steg des ersten Verbindungselement ist, in engem Kontakt mit dem separaten Bereich des zweiten Verbindungselements ist, wenn die Rohrverbindung vollständig festgezogen ist.
Der erste Spalt ist vorzugsweise wenigstens 0,1 mm bis nicht größer als 0,4 mm, noch bevorzugter wenigstens 0,15 mm bis nicht größer als 0,3 mm. Der zweite Spalt ist vorzugsweise wenigstens 0,2 mm bis nicht größer als 0,6 mm, noch bevorzugter wenigstens 0,25 mm bis nicht größer als 0,5 mm. Der Unterschied zwischen dem zweiten Spalt und dem ersten Spalt ist vorzugsweise wenigstens 0,05 mm bis nicht größer als 0,3 mm, noch bevorzugter wenigstens 0,1 mm bis nicht größer als 0,2 mm.
In jeder der Rohrverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung weist wenigstens einer von einem Raum zwischen dem männlichen Schraubenelement und dem Flanschbereich von besagtem einen Verbindungselement und einem Raum zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter und dem Flanschbereich von besagtem anderen Flanschelement ein Vorspannelement darin auf, um eines des Verbindungselemente zu dem anderen Verbindungselement vorzuspannen. Ein ringförmiger Freiraum kann innerhalb der Überwurfmutter um die Flanschbereiche der Verbindungselemente gebildet sein, und ein ringförmiges Distanzstück kann darin vorgesehen sein, wobei wenigstens einer von einem Raum zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter und dem Distanzstück und einem Raum zwischen dem männlichen Schraubenelement und dem Distanzstück darin ein Vorspannelement aufweist, um eines der Verbindungselemente zu dem anderen Verbindungselement vorzuspannen. Selbst wenn die Verbindungselemente und die Dichtung, die aus Kunstharz gemacht sind, einer Veränderung (z. B. Spannungsrelaxationen oder Kaltfluss) über die Zeit unterliegen, kann dann ein spezifischer Druck, der wesentlich die Fähigkeit zur Verhinderung von Fluidaustritten beeinflusst, beibehalten werden, um eine zuverlässigere Leistung bei der Verhinderung von Fluidaustritten sicherzustellen, weil eines der Verbindungselemente immer gegen das anderen Verbindungselement vorgespannt ist.
Vorzugsweise ist ein Laufring aus Kunstharz zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter und dem Flanschbereich des Verbindungselements eingesetzt. Wenn die Überwurfmutter zum Festziehen rotiert wird, kommt der Laufring in gleitenden Kontakt mit der Überwurfmutter und dem Verbindungselement, wodurch verhindert wird, dass die Überwurfmutter und das Verbindungselement zusammen rotieren.
In diesem Fall kann der Laufring einen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als der Innendurchmesser der Überwurfmutter, wobei eine ringförmige Aussparung in einer Innenseite der Überwurfmutter gebildet ist, um eine äußere periphere Kante des Laufrings aufzunehmen.
Die Dicke des Laufrings ist vorzugsweise gleich oder kleiner als die Dicke der Dichtung und ist unter dem Gesichtspunkt der Spannungsrelaxation vorzugsweise so klein wie möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Steg, der an einer in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements vorgesehen ist, einen Teil, der integral mit der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements ist, und eine Dichtung, die ein von diesem Teil separates Element ist.
Des weiteren kann der Steg, der an einer in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements vorge sehen ist, gebildet werden, indem eine Dichtung in einen Vertiefungsbereich, der an der in Anlage kommenden Stirnseite des zweiten Verbindungselements vorgesehen ist, eingesetzt wird.
Die in der Erfindung zur Verfügung gestellten Rohrverbindungen haben eine anhaltende Fähigkeit zur Verhinderung von Fluidaustritten über den Lauf der Zeit, obwohl die Bereiche davon, die dem Fluid ausgesetzt sind, aus Kunstharz gemacht sind. Die Rohrverbindung mit dem Steg, der in einer in Anlage kommenden Stirnseite des zweiten Verbidungselements integral mit dem zweiten Verbindungselement vorgesehen ist, hat außerdem den Vorteil, dass sie in der Anzahl der Komponenten reduziert ist, während die Rohrverbindung mit dem Steg, der durch Einsetzen einer Dichtung in einen Vertiefungsbereich des zweiten Verbindungselements gebildet ist, den Vorteil aufweist, dass die Dichtung leicht entfernt werden kann, indem die Rohrverbindung auseinander genommen wird.
Die Rohrverbindung gemäß der Erfindung kann so entworfen sein, dass der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich positioniert ist, axial über seinen radial außenliegenden Bereich hinausragt, und dass der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich positioniert ist, ebenfalls axial über seinen radial außenliegenden Bereich hinausragt. Der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich positioniert ist, kann eben mit der Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs sein, wobei der radial außenliegende Bereich des ersten Verbindungselements axial über die Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs hinausragt, der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereichs liegt, axial über die Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs hinausragt, wobei der radial außenliegende Bereich des zweiten Verbindungselements axial vertieft von der Bodenfläche seines Verbindungsbereichs ist. Außerdem kann der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich positioniert ist, von der Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs vertieft sein, der radial außenliegende Bereich des ersten Verbindungselements axial über die Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs hinausragen, der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, der radial innerhalb von seinem Vertiefungsbereich liegt, axial über die Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs hinausragen und der radial außenliegende Bereich des zweiten Verbindungselements axial von der Bodenfläche seines Vertiefungsbereichs vertieft sein.
Beispiele von Kunstharzen, die geeignet sind, um die Verbindungselemente zu fertigen, sind Fluorcarbonharze wie z. B. PFA. Beispiele für Kunstharze, die geeignet sind, um die Dichtung zu fertigen, sind Fluorcarbonharze wie z. B. PTFE. Auch andere Fluorcarbonharze, wie z. B. FEP, PCTFE und ETFE wie auch andere Kunstharze sind geeignet. Die Verbindungselemente und die Dichtung können aus demselben Material hergestellt sein. Das Kunstharz für die Herstellung des Laufrings ist z. B. dasselbe wie das Material für die Dichtung und kann ein Harz sein, das einen Gleitreibungskoeffizienten aufweist, der kleiner als der des Dichtungsmaterials ist (einfacher gleitfähig).
1 ist eine Ansicht in einem Längsschnitt, die eine erste Ausführungsform einer Rohrverbindung gemäß der Erfindung zeigt.
2 beinhaltet vergrößerte Teilansichten von derselben, wobei (a) die Verbindung zeigt, wie sie manuell festgezogen ist, und (b) die Verbindung zeigt, wie sie vollständig festgezogen ist.
3 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß eines zweiten Merkmals der Erfindung zeigt.
4 ist eine vergrößerte Teilansicht im Längsschnitt von derselben.
5 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine erste Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß eines dritten Merkmals der Erfindung zeigt.
6 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine zweite Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung zeigt.
7 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine dritte Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung zeigt.
8 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung zeigt.
9 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung zeigt.
10 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung zeigt.
11 ist eine Ansicht im Längsschnitt, die eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung zeigt.
BESTE ART DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 und 2 zeigen eine Rohrverbindung, die ein erstes Merkmal der Erfindung verkörpert. Unter Bezug auf 1 umfasst die Rohrverbindung 1 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 2 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 3 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 4 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt hat und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 2, 3 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 3 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 2 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 2, 3 besitzen den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser, und sie umfassen dickwandige Bereiche 2a, 3a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche 2b, 3b, die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 2c, 3c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 2a, 3a gebildet sind.
Das erste Verbindungselement 2 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 7, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist. Das zweite Verbindungselement 3 hat einen ringförmigen Steg 8, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist.
Das männliche Schraubenelement 5 und die Überwurfmutter 6 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 5a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 5 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, gebildet. Die Überwurfmutter hat eine obere Wand 6a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, gebildet ist. Das männliche Schraubenelement 5 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 3a des zweiten Verbindungselements 3 ist. Die obere Wand 6a der Überwurfmutter 6 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 2a des ersten Verbindungselements 2 ist. Wenn die Überwurfmutter 6 auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 5 den Flanschbereich 3c des zweiten Verbindungselements 3 axial nach innen, während die Überwurfmutter 6 den Flanschbereich 2c des ersten Verbindungselements 2 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 2, 3 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 4 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 7 des ersten Verbindungselements 2, der Steg 8 des zweiten Verbindungselements 3 und die Dichtung 4 haben ungefähr den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 7 des ersten Verbindungselements 2, der Steg 8 des zweiten Verbindungselements 3 und die Dichtung 4 haben außerdem ungefähr den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 7 ist größer als die Vorsprungslänge des Stegs 8, und die Dicke der Dichtung 4 ist kleiner als die Tiefe des Vertiefungsbereichs 7. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 7 ist leicht kleiner als die Summe der Vorsprungslänge des Stegs 8 und der Dicke der Dichtung 4.
2(a) zeigt die Überwurfmutter 6, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist, und 2(b) zeigt die Überwurfmutter, wie sie aus diesem Zustand unter Benutzung eines Schraubenschlüssels oder ähnlichem weiter und vollständig angezogen ist.
Wenn die Rohrverbindung 1 in dem manuell festgezogenen Zustand ist, ist die Dichtung 4 in ihrer Gesamtheit in den Vertiefungsbereich 7 des ersten Verbindungselements 2 eingesetzt, wobei der Steg 8 des zweiten Verbindungselements 3 die Dichtung 4 gegen die Bodenfläche des Vertiefungsbereich 7 drückt, wie in 2(a) gezeigt ist. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich 2d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 2, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 7 positioniert ist, und dem Bereich 3d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 3, der radial innenliegend von dem Steg 8 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich 2e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 2, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 7 positioniert ist, und dem Bereich 3e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 3, der radial außenliegend von dem Steg 8 positioniert ist, vorhanden. Beispiele für Abmessungen von diesen Bereichen sind wie folgt. Der Bereich 2d, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 7 des ersten Verbindungselements 2 liegt, ist plan mit dem Bereich 2e, der radial außerhalb davon liegt, die Tiefe des Vertiefungsbereichs 7 ist 1,5 mm, der Bereich 3d, der radial innenliegend von dem Steg 8 des zweiten Verbindungselements 3 ist, ragt um etwa 0,2 mm über den Bereich 3e, der radial außenliegend davon ist, hervor, die Vorsprungslänge des Stegs 8 ist 0,8 mm, bezogen auf den radial innenliegenden Bereich 3d, die Dichtung 4 hat eine Dicke von 1 mm, der erste Spalt G1 ist 0,3 mm und der zweite Spalt G2 ist 0,5 mm.
Unter Bezug auf 2(b), die die Rohrverbindung 1 zeigt, wie sie vollständig festgezogen ist, sind die Dichtung 4 und der Steg 8 des zweiten Verbindungselements 3 vollständig in den Vertiefungsbereich 7 des ersten Verbindungselements 2 eingesetzt, die äußere Oberfläche des Stegs 8 des Elements 3 ist gegen die Innenfläche des Vertiefungsbereichs 7 des Elements 2, gedrückt, wobei die Dichtung 4 dazwischen eingesetzt ist, während sie miteinander in engem Kontakt ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Oberflächen sind, der radial innenliegende Bereich 2d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements ist in engem Kontakt mit dem radial innenliegenden Bereich 3d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen, und der radial innenliegende Bereich 2e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements ist auch in engem Kontakt mit dem radial innenliegenden Bereich 3e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
3 und 4 zeigen eine Rohrverbindung, die ein zweites Merkmal der Erfindung verkörpert. Unter Bezug auf 3 umfasst die Rohrverbindung 11 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 12 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 13 aus Kunstharz, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 13 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 12 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 12, 13 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser, und sie umfassen dickwandige Bereiche 12a, 13a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche 12b, 13b, die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 12c, 13c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 12a, 13a gebildet sind.
Das erste Verbindungselement 12 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 17, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist. Das zweite Verbindungselement 13 hat einen ringförmigen Steg 18, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist.
Das männliche Schraubenelement 5 und die Überwurfmutter 6 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 5a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 5 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, gebildet. Die Überwurfmutter hat eine obere Wand 6a in der Form einer Lochscheib, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, ausgebildet ist. Das männliche Schraubenelement 5 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 13a des zweiten Verbindungselements 13 ist. Die obere Wand 6a der Überwurfmutter 6 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 12a des ersten Verbindungselements 12 ist. Wenn die Überwurfmutter 6 auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 5 den Flanschbereich 13c des zweiten Verbindungselements 13 axial nach innen, während die Überwurfmutter 6 den Flanschbereich 12c des ersten Verbindungselements 12 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 12, 13 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei der Steg 18 in den Vertiefungsbereich 17 eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 12 und der Steg 18 des zweiten Verbindungselements 13 haben ungefähr den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 12 und der Steg 18 des zweiten Verbindungselements 13 haben außerdem ungefähr den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 17 ist kleiner als die Vorsprungslänge des Stegs 18.
4 zeigt die Überwurfmutter 6, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist. Wenn die Rohrverbindung 11 in dem manuell festgezogenen Zustand ist, ist der Steg 18 des zweiten Verbindungselements 13 in den Vertiefungsbereich 17 des ersten Verbin dungselements 12 eingesetzt, wobei die äußere Stirnfläche des Stegs 18 gegen die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs drückt, wie in der Zeichnung gezeigt ist. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich 12d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 12, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 17 positioniert ist, und dem Bereich 13d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 13, der radial innenliegend von dem Steg 18 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich 12e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 12, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 17 positioniert ist, und dem Bereich 13e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 13, der radial außenliegend von dem Steg 18 positioniert ist, vorhanden. Beispiele für Abmessungen von diesen Bereichen sind wie folgt. Der Bereich 12d, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 12 liegt, ist plan mit seinem Bereich 12e, der radial außenliegend davon ist, die Tiefe des Vertiefungsbereichs 17 ist 1,5 mm, der Bereich 13d, der radial innenliegend von dem Steg 18 des zweiten Verbindungselements 13, steht axial um 0,2 mm über den radial außenliegenden Bereich 13e vor, die Vorsprungslänge des Stegs 18 ist 1,8 mm, bezogen auf den radial innenliegenden Bereich 13d, der erste Spalt G1 ist 0,3 mm, und der zweite Spalt G2 ist 0,5 mm.
Wenn die Rohrverbindung 11 vollständig festgezogen ist, also weiter angezogen als in dem Zustand in 4, ist der Steg 18 des zweiten Verbindungselements 13 vollständig in den Vertiefungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 12 eingesetzt, die äußere Oberfläche des Stegs 18 des Elements 13 ist in engem Kontakt mit der Innenfläche des Vertiefungsbereichs 17 des Elements 12 ungefähr über ihre gesamten Oberflächenbereiche, der Bereich 12d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 12, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 17 positioniert ist, ist in engem Kontakt mit dem Bereich 13d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 13, der radial innenliegend von dem Steg 18 positioniert ist, ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen, und der Bereich 12e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 17 positioniert ist, ist ebenfalls in engem Kontakt mit dem Bereich 13e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 13, der radial außenliegend von dem Steg 18 positioniert ist, ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
5 zeigt eine erste Ausführungsform der Rohrverbindung entsprechend einem dritten Merkmal der Erfindung. Unter Bezug auf 5 umfasst die Rohrverbindung 21 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 22 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 23 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 24 aus Kunstharz, die ei nen rechteckigen Querschnitt hat und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 22, 23 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 23 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 22 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 22, 23 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser, und sie umfassen dickwandige Bereiche 22a, 23a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche (nicht gezeigt), die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 22c, 23c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 22a, 23a gebildet sind.
Das erste Verbindungselement 22 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 27, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist. Das zweite Verbindungselement 23 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 28, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche gebildet ist. Der Bereich 22d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 22, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 27 positioniert ist, ragt axial leicht über den Bereich 22e der in Anlage kommenden Stirnfläche, der radial außenliegend von dem Bereich 27 positioniert ist, hinaus. Der Bereich 23d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 23, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 28 positioniert ist, ragt auch leicht axial über den Bereich 23e der in Anlage kommenden Stirnfläche, der radial außenliegend von dem Bereich 28 positioniert ist, hinaus. Die zwei Vertiefungsbereiche 27, 28 stellen einen Bereich 26 zur Verfügung, um die Dichtung 24 darin aufzunehmen, wenn die Verbindungselemente 22, 23 miteinander in Anlage gebracht sind.
Das männliche Schraubenelement 5 und die Überwurfmutter 6 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 5a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 5 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, ausgebildet. Die Überwurfmutter hat eine obere Wand 6a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüber liegt, gebildet ist. Das männliche Schraubenelement 5 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 23 des zweiten Verbindungselements 23 ist. Die obere Wand 6a der Überwurfmutter 6 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 22a des ersten Verbindungselements 22 ist. Wenn die Überwurfmutter 6 auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 5 den Flanschbereich 23c des zweiten Verbindungselements 23 radial nach innen, während die Überwurfmutter 6 den Flanschbereich 22c des ersten Verbindungselements 22 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 22, 23 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 24 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 27 des ersten Verbindungselements 22, der Vertiefungsbereich 28 des zweiten Verbindungselements 23 und die Dichtung 24 haben ungefähr den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 27 des ersten Verbindungselements 22, der Vertiefungsbereich 28 des zweiten Verbindungselements 23 und die Dichtung 24 haben auch ungefähr den gleichen Außendurchmesser. Die Summe der Tiefen der zwei Vertiefungsbereiche 27, 28 bezogen auf die radial innenliegenden Bereiche 22d, 23d der Verbindungselemente 22, 23 ist leicht kleiner als die Dicke der Dichtung 24.
5 zeigt die Überwurfmutter 6, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist. In diesem manuell festgezogenen Zustand der Rohrverbindung 21 ist ungefähr die Hälfte der Dichtung 24 in den Vertiefungsbereich 27 des ersten Verbindungselements 22, und die ungefähr verbleibende Hälfte der Dichtung 24 in den Vertiefungsbereich 28 des zweiten Verbindungselements 23 eingesetzt. Die Dichtung 24 ist in Presskontakt mit der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 27 des Elements 22 und der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 28 des Elements 23 gehalten. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich 22d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 22, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 27 positioniert ist, und dem Bereich 23d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 23, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 28 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich 22e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 22, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 27 positioniert ist, und dem Bereich 23e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 23, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 28 positioniert ist, vorhanden. Beispiele für Abmessungen von diesen Bereichen sind wie folgt. Die Bereiche 22d, 23d der Verbindungselemente 22, 23, die radial innenliegend von ihren Vertiefungsbereichen 27, 28 liegen, stehen um 0,1 mm über die entsprechenden radial außenliegenden Bereiche 22e, 23e vor. Die Tiefen der Vertiefungsbereiche 27, 28 sind 1,15 mm, bezogen auf die entsprechenden radial innenliegenden Bereiche 22d, 23d. Die Dichtung 24 hat eine Dicke von 2 mm, der erste Spalt G1 ist 0,3 mm und der zweite Spalt G2 ist 0,5 mm.
Wenn die Rohrverbindung aus dem Zustand in 5 weiter festgezogen wird, wird der Bereich 22d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 22, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 27 positioniert ist, zunächst in engen Kontakt mit dem Bereich 23d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 23, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 28 positioniert ist, ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen gebracht. In dem Zustand der Verbindung, wenn sie durch weiteres Festziehen vollständig festgezogen ist, ist die Dichtung 24 vollständig in den Vertiefungsbereich 26, der die Dichtung beinhaltet und durch den Vertiefungsbereich 27 des ersten Verbindungselements 22 und den Vertiefungsbereich 28 des zweiten Verbindungselements 23 gebildet ist, wobei die Dichtung 24 in engem Kontakt mit der Innenfläche des Vertiefungsbereichs 27 des Elements 22 ungefähr über ihren gesamten Bereich liegt, die Oberfläche der Dichtung 24, die von dem Aussparungsbereich 27 entfernt ist, ist in engem Kontakt mit der Innenfläche des Vertiefungsbereichs 28 des Elements 23 ungefähr über ihren gesamten Bereich, und der Bereich 22e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 22, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 27 positioniert ist, ist auch in engem Kontakt mit dem Bereich 23e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 23, der radial außerhalb von dem Vertiefungsbereich 28 positioniert ist, ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Rohrverbindung entsprechend eines dritten Merkmals der Erfin dung. Unter Bezug auf 6 umfasst die Rohrverbindung 31 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 32 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 33 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 34 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 32, 33 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 33 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 32 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 32, 33 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser, und sie umfassen dickwandige Bereiche 32a, 33a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche (nicht gezeigt), die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 32c, 33c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 32a, 33a ausgebildet sind.
Das erste Verbindungselement 32 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 37, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement 33 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 38, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Die in Anlage kommende Stirnfläche des ersten Verbindungselements 32 hat einen Bereich 32d, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich 37 positioniert ist und eben mit der Bodenfläche des Aussparungsbereichs 37 ist, und einen Bereich 32e, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 37 positioniert ist, ragt axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 37 hinaus. Die in Anlage kommende Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 33 hat einen Bereich 33d, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich 38 positioniert ist, und axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 38 hinausragt, und einen Bereich 33e, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 38 positioniert ist und axial von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 38 vertieft ist. Die zwei Vertiefungsbereiche 37, 38, der radial außenliegende Bereich 32e des ersten Verbindungselements 32 und der radial innenliegende Bereich 33d des zweiten Verbindungselements 33 bilden einen Bereich 36 für die Aufnahme der Dichtung 34 darin, wenn die Verbindungselemente 32, 33 miteinander in Anlage gebracht sind.
Das männliche Schraubenelement 5 und die Überwurfmutter 6 sind aus Metall hergestellt. Ein Flanschbereich 5a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 5 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, ausgebildet. Die Überwurfmutter hat eine obere Wand 6a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüber liegt, ausgebildet ist. Das männliche Schraubenelement 5 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereich 33a des zweiten Verbindungselements 33 ist. Die obere Wand 6a der Überwurfmutter 6 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 32a des ersten Verbindungselements 32 ist. Wenn die Überwurfmutter 6 an dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 5 den Flanschbereich 33c des zweiten Verbindungselements 33 axial nach innen, während die Überwurfmutter 6 den Flanschbereich 32c des ersten Verbindungselements 32 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 32, 33 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 34 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 37 des ersten Verbindungselements 32, der Vertiefungsbereich 38 des zweiten Verbindungselements 33 und die Dichtung 34 haben näherungsweise den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 37 des ersten Verbindungselements 32, der Vertiefungsbereich 38 des zweiten Verbindungselements 33 und die Dichtung 34 haben auch näherungsweise den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 37 des ersten Verbindungselements 32 ist leicht größer als die Dicke der Dichtung 34, und die Tiefe des Vertiefungsbereichs 38 des zweiten Verbindungselements 33 ist leicht kleiner als die Dicke der Dichtung 34.
6 zeigt die Überwurfmutter 6, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist. In diesem manuell festgezogenen Zustand der Rohrverbindung 31 ist die Dichtung 34 vollständig in den Bereich 36, der die Dichtung aufnimmt, eingesetzt und in Presskontakt mit der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 37 des Elements 32 und der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 38 des Elements 33 gehalten. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich 32d der in Anlage kommenden Stirnflächen des ersten Verbindungselements 32, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 37 positioniert ist, und dem Bereich 33d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 33, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 38 positioniert ist, vorhanden. Einer zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich 32e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 32, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 37 positioniert ist, und dem Bereich 33e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 33, der radial außenliegend des Vertiefungsbereichs 38 positioniert ist, vorhanden. Beispiele für Abmessungen von diesen Bereichen sind wie folgt. Die radial außenliegenden Bereiche 32e des ersten Verbindungselements 32 ragen über die Bodenflächen des Vertiefungsbereichs 37 um 1,5 mm hinaus, die radial innenliegenden Bereiche 33d des zweiten Verbindungselements 33 ragen über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 38 um 0,7 mm hinaus, der radial außenliegende Bereich 33e des zweiten Verbindungselements 33 ist von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 38 um 1 mm zurückgesetzt, die Dichtung 34 hat eine Dicke von 1 mm, der erste Spalt G1 ist 0,3 mm und der zweite Spalt G2 ist 0,5 mm.
Wenn die Rohrverbindung aus dem Zustand der 6 weiter festgezogen wird, wird zuerst der radial innenliegende Bereich 32d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements in engen Kontakt mit dem radial innenliegenden Bereich 33d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen gebracht. In dem Zustand der Rohrverbindung 31, wie sie durch weiteres Festziehen vollständig festgezogen ist, ist die Dichtung 34 vollständig in den Vertiefungsbereich 36, der die Dichtung aufnimmt und durch die Vertiefungsbereiche 37, 38, den radial außenliegenden Bereich 32e des ersten Verbindungselements 32 und den radial innenliegenden Bereich 33d des zweiten Verbindungselements 33 gebildet ist, eingesetzt, wobei die äußere Oberfläche der Dichtung 34 in engem Kontakt mit der Oberfläche des Vertiefungsbereichs 36, der die Dichtung beinhaltet, ungefähr über ihren gesamten Bereich liegt, und der radial außenliegende Bereich 32e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements, ist auch in engem Kontakt mit dem radial außenliegenden Bereich 33e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements ungefähr über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
7 zeigt eine dritte Ausführungsform der Rohrverbindung entsprechend des dritten Merkmals der Erfindung. Unter Bezug auf 7 umfasst die Rohrverbindung 41 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 42 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 43 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 44 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 42, 43 vorgesehen ist, ein männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 43 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 42 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 42, 43 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser und sie umfassen dickwandige Bereiche 42a, 43a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche (nicht gezeigt), die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 42c, 43c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 32a, 33a ausgebildet sind.
Das erste Verbindungselement 42 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 42, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement 43 hat ebenfalls einen ringförmigen Vertiefungsbereich 48, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Die in Anlage kommende Stirnfläche des ersten Verbindungselements 42 hat einen Bereich 42d, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich 47 positioniert und weiter von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 47 vertieft ist, und einen Bereich 42e, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 47 positioniert ist und axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 47 hinausragt. Die in Anlage kommende Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 43 hat einen Bereich 43d, der radial innenliegend von seinem Vertiefungsbereich 48 positioniert ist und axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 48 hinausragt, und einen Bereich 43e, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 48 positioniert und axial von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 48 vertieft ist. Die zwei Vertiefungsbereiche 47, 48, der radial außenliegende Bereich 42e des ersten Verbindungselements 42 und der radial innenliegende Bereich 43d des zweiten Verbindungselements 43 bilden einen Bereich 46 für die Aufnahme der Dichtung 44 darin, wenn die Verbindungselemente 42, 43 miteinander in Anlage gebracht werden, wobei die vorspringende Kante der Dichtung einen Steg bildet.
Das männliche Schraubenelement 5 und die Überwurfmutter 6 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 5a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 5 an seinem Ende, das dem in Anlage kom menden Bereich gegenüber liegt, gebildet. Die Überwurfmutter hat eine obere Wand 6a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüber liegt, ausgebildet ist. Das männliche Schraubenelement 5 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 43a des zweiten Verbindungselements 43 ist. Die obere Wand 6a der Überwurfmutter 6 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 42a des ersten Verbindungselements 42 ist. Wenn die Überwurfmutter 6 auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 5 den Flanschbereich 43c des zweiten Verbindungselements 43 axial nach innen, während die Überwurfmutter 6 den Flanschbereich 42c des ersten Verbindungselements 42 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 42, 43 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 44 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 47 des ersten Verbindungselements 42, der Vertiefungsbereich 48 des zweiten Verbindungselements 43 und die Dichtung 44 haben näherungsweise den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 47 des ersten Verbindungselements 42, der Vertiefungsbereich 48 des zweiten Verbindungselements 43 und die Dichtung 44 haben auch ungefähr den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 47 des ersten Verbindungselements 42 ist leicht größer als die Dicke der Dichtung 44 und die Tiefe des Vertiefungsbereichs 48 des zweiten Verbindungselements 43 ist auch leicht größer als die Dicke der Dichtung 44.
7 zeigt die Überwurfmutter 6, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist. In diesem manuell festgezogenen Zustand der Rohrverbindung 41 ist die Dichtung 44 vollständig in den Bereich 46, der die Dichtung aufnimmt, eingesetzt und in Presskontakt mit der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 47 des Elements 42 und der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 48 des Elements 43 gehalten. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich 42d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 32, das radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 47 positioniert ist, und dem Bereich 43d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 33, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 48 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich 42e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 42, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 47 positioniert ist, und dem Bereich 43e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 43, der radial außenliegend von dem Verbindungsbereich 48 positioniert ist, vorhanden. Beispiele für Abmessungen von diesen Bereichen sind wie folgt. Die radial außenliegenden Bereiche 42e des ersten Verbindungselements 42 ragen über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 47 um 1,5 mm hinaus, die radial innenliegenden Bereiche 42d des ersten Verbindungselements 42 sind von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 47 um 0,8 mm vertieft, der radial innenliegende Bereich 43d des zweiten Verbindungselements 43 ragt über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 48 um 1,5 mm hinaus, der radial außenliegende Bereich 43e des zweiten Verbindungselements 43 ist von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 48 um 1,0 mm vertieft, die Dichtung 44 hat eine Dicke von 1 mm, der erste Spalt G1 ist 0,3 mm und der zweite Spalt G2 ist 0,5 mm.
Wenn die Rohrverbindung aus dem Zustand der 7 weiter festgezogen wird, wird zuerst der radial innenliegende Bereich 42d der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements in engen Kontakt mit dem radial innenliegenden Bereich 43d der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen gebracht. In dem Zustand der Rohrverbindung 41, wie sie durch weiteres Festziehen vollständig festgezogen ist, ist die Dichtung 44 vollständig in den Vertiefungsbereich 46, der die Dichtung aufnimmt und durch die Vertiefungsbereiche 47, 48, den radial außenliegenden Bereich 42e des ersten Verbindungselements 42 und den radial innenliegenden Bereich 43d des zweiten Verbindungselements 43 gebildet ist, eingesetzt, wobei die äußere Fläche der Dichtung 44 in engem Kontakt mit der Innenfläche des aufnehmenden Vertiefungsbereichs 46 näherungsweise über ihren gesamten Bereich liegt, und der radial außenliegende Bereich 42e der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements auch in engem Kontakt mit dem radial außenliegenden Bereich 43e der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen liegt.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Rohrverbindung entsprechend des ersten Merkmals der Erfindung. Unter Bezug auf 8 umfasst die Rohrverbindung 51 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 52 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselements 53 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 54 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 52, 53 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 55, das um das zweite Verbindungselement 53 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 56, die um das erste Verbindungselement 52 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 55 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 52, 53 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser und sie umfassen dickwandige Bereiche 52a, 53a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche 52b, 53b, die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 52c, 53c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 52a, 53a ausgebildet sind.
Das erste Verbindungselement 52 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 57, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement 53 hat einen ringförmigen Steg 58, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist.
Das männliche Schraubenelement 55 und die Überwurfmutter 56 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 55a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 55 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, ausgebildet. Die Überwurfmutter 56 hat eine obere Wand 56a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüber liegt, ausgebildet ist. Das männliche Schraubenelement 55 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 53a des zweiten Verbindungselements 53 ist. Die obere Wand 56a der Überwurfmutter 56 hat einen Innendurchmesser der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 52a des ersten Verbindungselements 52 ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der Außendurchmesser des männlichen Schraubenelements 55 und der Innendurchmesser der Überwurfmutter 56 größer als die Au ßendurchmesser der Flanschbereiche 52c, 53c der Verbindungselemente 52, 53, und ein Freiraum ist innerhalb der Überwurfmutter 56 um die Flanschbereiche 52c, 53c der Verbindungselemente 52, 53 gebildet. Ein ringförmiges Distanzstück 59 ist in diesem Freiraum angeordnet. Zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter 56 und dem Flanschbereich 52c des ersten Verbindungselements 52 sowie dem Distanzstück 59 sind eine ringförmige Scheibenfeder 50 und ein Federring 60, die als Elemente für das Vorspannen des Flanschbereichs 52c des Verbindungselements zu dem zweiten Verbindungselement 53 dienen, vorgesehen, wobei der Federring 60 näher an dem Flanschbereich 52c und dem Distanzstück 59 positioniert ist. Das Distanzstück 59 hat eine axiale Länge, die leicht kleiner als die Summe der axialen Längen der Flanschbereiche 52, 53c der zwei Verbindungselemente 52, 53 ist.
Wenn die Überwurfmutter 56 auf dem männlichen Schraubenelement 55 festgezogen ist, drückt das männliche Schraubenelement 55 den Flanschbereich 53c des zweiten Verbindungselements 53 axial nach innen, während die Überwurfmutter 56 den Flanschbereich 52c des ersten Verbindungselements 52 über die Scheibenfeder 50 und den Ring 60 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 52, 53 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 54 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 57 des ersten Verbindungselements 52, der Steg 58 des zweiten Verbindungselements 53 und die Dichtung 54 haben näherungsweise den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 57 des ersten Verbindungselements 52, der Steg 58 des zweiten Verbindungselements 53 und die Dichtung 54 haben außerdem näherungsweise den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 57 ist größer als die Vorsprungslänge des Stegs 58 und die Dicke der Dichtung 54 ist kleiner als die Tiefe des Vertiefungsbereichs 57. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 57 ist leicht kleiner als die Summe der Vorsprungslänge des Stegs 58 und der Dicke der Dichtung 54.
8 zeigt die Überwurfmutter 56, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 55 festgezogen ist. Die Rohrverbindung 51 hat denselben Aufbau wie die Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, abgesehen von dem Distanzstück 59 und den Vorspannelementen 50, 60, so dass eine detaillierte Beschreibung nicht durchgeführt wird. Wenn die Rohrverbindung 51 in dem manuell festgezogenen Zustand ist, ist die Dichtung 54 vollständig in den Vertiefungsbereich 57 des ersten Verbindungselements 52 eingesetzt und durch den Steg 58 des zweiten Verbindungselements 53 gegen die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 57 gedrückt. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 52, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 57 positioniert ist, und dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 53, der radial innenliegend von dem Steg 58 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 52, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 57 positioniert ist, und dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 53, der radial außenliegend von dem Steg 58 positioniert ist, vorhanden. Wenn die Rohrverbindung 51 vollständig festgezogen ist, sind die Dichtung 54 und der Steg 58 des zweiten Verbindungselements 53 vollständig in den Vertiefungsbereich 57 des ersten Verbindungselements 52 eingesetzt, die äußere Fläche des Stegs 58 des Elements 53 ist gegen die Innenflächen des Vertiefungsbereichs 57 des Elements 52 gedrückt, wobei die Dichtung 54, die zwischen diese Flächen eingesetzt ist, damit in engem Kontakt näherungsweise über die gesamten Oberflächenbereiche liegt, der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 52, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 57 positioniert ist, ist in engem Kontakt mit dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 53, der radial innenliegend von dem Steg 58 positioniert ist, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen, und der Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 52, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 57 positioniert ist, ist in engem Kontakt mit dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 53, der radial außenliegend von dem Steg 58 positioniert ist, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
Selbst wenn die Verbindungselemente 52, 53 aus Kunstharz und die Dichtung 54 Veränderungen über die Zeit unterliegen, ist das erste Verbindungselement 52 über die Scheibenfeder 50 immer gegen das zweite Verbindungselement 53 vorgespannt. Dies ermöglicht es der Rohrverbindung 51 der vorliegenden Ausführungsform den spezifischen Druck, der wesentlich ihre Leistung bei der Verhinderung von Fluidaustritten beeinflusst, beizubehalten.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung entsprechend dem ersten Merkmal der Erfindung. Unter Bezug auf 9 umfasst die Rohrverbindung 61 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 62 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 63 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 64 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 62, 63 eingesetzt ist, ein ringfömriges männliches Schraubenelement 55, das um das zweite Verbindungselement 63 herum sitzt, und eine Überwurfmutter 56, die um das erste Verbindungselement 62 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 55 geschraubt ist.
Die Verbindungselemente 62, 63 haben den gleichen Innendurchmesser, jedes hat über die gesamte Länge einen vorgegebenen Innendurchmesser und sie umfassen dickwandige Bereiche 62a, 63a, die näher an den in Anlage kommenden Bereichen liegen, dünnwandige Bereiche 62b, 63b, die entfernt von den in Anlage kommenden Bereichen liegen, und Flanschbereiche 62c, 63c, die an den entsprechenden in Anlage kommenden Enden der dickwandigen Bereiche 62a, 63a ausgebildet sind.
Das erste Verbindungselement 62 hat einen ringförmigen Vertiefungsbereich 67, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement 63 hat einen ringförmigen Steg 68, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und in einem radial mittleren Bereich seiner in Anlage kommenden Stirnfläche ausgebildet ist.
Das männliche Schraubenelement 55 und die Überwurfmutter 56 sind aus Metall gefertigt. Ein Flanschbereich 55a ist in der Form eines hexagonalen Prismas an dem männlichen Schraubenelement 55 an seinem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüberliegt, ausgebildet. Die Überwurfmutter 56 hat eine obere Wand 56a in der Form einer Lochscheibe, die an ihrem Ende, das dem in Anlage kommenden Bereich gegenüber liegt, ausgebildet ist. Das männliche Schraubenelement 55 hat einen Innendurchmesser, der näherungsweise gleich dem Außendurchmesser des dickwandi gen Bereichs 63a des zweiten Verbindungselements 63 ist. Die obere Wand 56a der Überwurfmutter 56 hat einen Innendurchmesser, der näherungsweise gleich dem Außendurchmesser des dickwandigen Bereichs 62a des ersten Verbindungselements 62 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Außendurchmesser des männlichen Schraubenelements 55 und der Innendurchmesser der Überwurfmutter 56 größer als der Außendurchmesser der Flanschbereiche 62c, 63c der Verbindungselemente 62, 63, und ein Freiraum ist innerhalb der Überwurfmutter 56 um die Flanschbereiche 62c, 63c der Verbindungselemente 62, 63 gebildet. Ein ringförmiges Distanzstück 69 ist in diesem Freiraum angeordnet. Zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter 56 und dem Flanschbereich 62c des ersten Verbindungselements 62 sowie dem Distanzstück 69 sind eine ringförmige Scheibenfeder 70 und ein Federring 71 angeordnet, die als Elemente für das Vorspannen des Flanschbereichs 62c des Verbindungselements gegen das zweite Verbindungselement 63 dienen, wobei der Federring 71 näher an dem Flanschbereich 62c und dem Distanzstück 69 positioniert ist. Zwischen dem männlichen Schraubenelement 55 und dem Flanschbereich 63c des zweiten Verbindungselements 63 sowie dem Distanzstück 69 sind außerdem eine ringförmige Scheibenfeder 72 und ein Federring 73 vorgesehen, die als Elemente für das Vorspannen des Flanschbereichs 63c gegen das erste Verbindungselement 62 dienen, wobei der Federring 73 näher an dem Flanschbereich 63c und dem Distanzstück 69 positio niert ist. Das Distanzstück 69 hat eine axiale Länge, die leicht kleiner ist als die Summe der axialen Längen der Flanschbereiche 62c, 63c der zwei Verbindungselemente 62, 63.
Wenn die Überwurfmutter 56 auf dem männlichen Schraubenelement 55 festgezogen wird, drückt das männliche Schraubenelement 55 den Flanschbereich 63c des zweiten Verbindungselements 63 durch die Scheibenfeder 72 und den Federring 73 axial nach innen, während die Überwurfmutter 56 den Flanschbereich 62c des ersten Verbindungselements 62 durch die Scheibenfeder 70 und den Federring 71 axial nach innen drückt, wodurch die zwei Verbindungselemente 62, 63 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, wobei die Dichtung 64 dazwischen eingesetzt ist.
Der Vertiefungsbereich 67 des ersten Verbindungselements 62, der Steg 68 des zweiten Verbindungselements 63 und die Dichtung 64 haben ungefähr den gleichen Innendurchmesser. Der Vertiefungsbereich 67 des ersten Verbindungselements 62, der Steg 68 des zweiten Verbindungselements 63, und die Dichtung 64 haben außerdem ungefähr den gleichen Außendurchmesser. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 67 ist größer als die Vorsprungslänge des Stegs 68 und die Dicke der Dichtung 64 ist kleiner als die Tiefe des Vertiefungsbereichs 67. Die Tiefe des Vertiefungsbereichs 67 ist leicht kleiner als die Summe der Vorsprungslänge des Stegs 68 und der Dicke der Dichtung 64.
9 zeigt die Überwurfmutter 56, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 55 festgezogen ist. Die Rohrverbindung 61 hat denselben Aufbau wie die Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, abgesehen von dem Distanzstück 69 und den Vorspannelementen 70, 71, 72, 73, so dass eine detaillierte Beschreibung nicht durchgeführt wird. Wenn die Rohrverbindung 61 in dem manuell festgezogenen Zustand ist, ist die Dichtung 64 vollständig in den Vertiefungsbereich 67 des ersten Verbindungselements 62 eingesetzt und durch den Steg 68 des zweiten Verbindungselements 63 gegen die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs 67 gedrückt. Ein erster Spalt G1 ist zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 62, der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich 67 positioniert ist, und dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 63, der radial innenliegend von dem Steg 68 positioniert ist, vorhanden. Ein zweiter Spalt G2, der größer als der erste Spalt G1 ist, ist zwischen dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 62, der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich 67 positioniert ist, und dem Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 63, der radial außenliegend von dem Steg 68 positioniert ist, vorhanden. Wenn die Rohrverbindung 61 vollständig festgezogen ist, sind die Dichtung 64 und der Steg 68 des zweiten Verbindungselements 63 vollständig in den Vertiefungsbereich 67 des ersten Verbindungselements 62 eingesetzt, die äußere Flä che des Stegs 68 des Elements 63 ist gegen die Innenfläche des Vertiefungsbereichs 67 des Elements 62 gedrückt, wobei die Dichtung 64 dazwischen eingesetzt ist und in engem Kontakt damit näherungsweise über ihre gesamten Bereiche liegt, der radial innenliegende Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 62 ist in engem Kontakt mit dem radial innenliegenden Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 63, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen, und der radial außenliegende Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements 62 ist ebenfalls in engem Kontakt mit dem radial außenliegenden Bereich der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements 63, näherungsweise über ihre gesamten gegenüberliegenden Flächen.
Selbst wenn die Verbindungselemente 62, 63 aus Kunstharz und die Dichtung 64 einer Veränderung über die Zeit unterliegen, ist das erste Verbindungselement 62 über die Scheibenfeder 70 immer gegen das zweite Verbindungselement 63 vorgespannt und das zweite Verbindungselement 63 ist über die Scheibenfeder 72 gegen das erste Verbindungselement 62 zu jeder Zeit vorgespannt. Dies ermöglicht es der Rohrverbindung 61 der vorliegenden Ausführungsform, den spezifischen Druck, der wesentlich ihre Leistung bei der Verhinderung von Fluidaustritten beeinflusst, beizubehalten.
Obwohl die Rohrverbindungen, die in den 8 und 9 gezeigt sind, als andere Ausführungsformen des ersten Merkmals der Erfindung beschrieben wurden, können die Aufbauten dieser Erfindungsformen, die unterschiedlich von dem Aufbau sind, der in 1 und 2 gezeigt ist, für die Rohrverbindungen benutzt werden, die das zweite und dritte Merkmal der Erfindung verkörpern. Das Distanzstück 59 oder 69 kann weggelassen werden. Eine Scheibenfeder kann hinzugefügt werden, z. B. zu der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Die Scheibenfeder 50 oder Scheibenfedern 70 und 72 können mit einem vergrößerten Durchmesser ausgeführt sein, wenn das Distanzstück 59 oder 69 benutzt wird. Federspulen können selbstverständlich anstelle der Scheibenfedern 50, 70, 72 und Federringe 60, 71, 73 als Vorspannelemente benutzt werden.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung entsprechend dem ersten Merkmal der Erfindung. Unter Bezug auf 10 umfasst die Rohrverbindung 1 ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 2 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 3 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 4 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 2, 3 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 3 herum sitzt, eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 2 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist, und ein Laufring 9 aus Kunstharz, der zwischen der inneren Fläche der oberen Wand 6a der Überwurfmutter 6 und dem Flanschbereich 2c des ersten Verbindungselements 2 angeordnet ist.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, dass der Laufring 9 in der vorgenannten vorgesehen ist. Deshalb sind in den 1, 2 und 10 gleiche Teile mit gleichen Referenznummern bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben. Übrigens ist 10 eine Ansicht, die mit 2(a) korrespondiert und die Überwurfmutter 6 zeigt, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist.
Der Laufring 9 ist aus demselben Material gefertigt wie die Dichtung 4, oder einem Material, das einen kleineren Gleitreibungskoeffizienten aufweist als das Material, und hat eine Dicke, die gleich oder kleiner als die Dicke der Dichtung 4 ist. Zum Beispiel hat der Laufring ungefähr die halbe Dicke der Dichtung 4. Der Laufring hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser der oberen Wand 6a der Überwurfmutter 6 ist, und einen Außendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Flanschbereichs 2c des ersten Verbindungselements 2 ist. Obwohl er ringförmig ausgeführt ist muss der Laufring 9 nicht immer ringförmig sein, sondern kann auch eine C-Form aufweisen.
Wenn die Überwurfmutter 6 der Rohrverbindung 1 der vorliegenden Ausführungsform durch Drehen festgezogen wird, gleitet der Laufring 9 in Kontakt mit der Innenfläche der oberen Wand 6a der Mutter und der Seitenfläche des Flanschbereichs 2c des ersten Verbindungselements 2 relativ hierzu, wodurch die Drehung des ersten Verbindungselements 2 zusammen mit der Überwurfmutter 6 verhindert wird. Der selbe Laufring 9 wie oben kann zwischen der vorderen Stirnfläche des männlichen Schraubenelements 5 und dem zweiten Verbindungselement 3 eingesetzt sein.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rohrverbindung, die in 10 gezeigt ist. Diese Rohrverbindung 1 umfasst ein erstes rohrförmiges Verbindungselement 2 aus Kunstharz, ein zweites rohrförmiges Verbindungselement 3 aus Kunstharz, eine ringförmige Dichtung 4 aus Kunstharz, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und zwischen in Anlage kommenden Bereichen der zwei Verbindungselemente 2, 3 eingesetzt ist, ein ringförmiges männliches Schraubenelement 5, das um das zweite Verbindungselement 3 herum sitzt, eine Überwurfmutter 6, die um das erste Verbindungselement 2 herum sitzt und auf das männliche Schraubenelement 5 geschraubt ist, und einen Laufring 10 aus Kunstharz, der zwischen der Innenfläche der oberen Wand 6a der Überwurfmutter 6 und dem Flanschbereich 2c des ersten Verbindungselements 2 angeordnet ist.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, dass der Laufring 10 in der vorher genannten vorhanden ist und dass deren Überwurfmutter 6 weiter bearbeitet ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Referenznummern bezeichnet und werden nicht wiederholt geschrieben. Übrigens ist 11 eine Ansicht, die mit 2(a) korrespondiert und die Überwurfmutter 6 zeigt, wie sie manuell auf dem männlichen Schraubenelement 5 festgezogen ist.
Der Laufring 10 ist aus dem selben Material gefertigt wie die Dichtung 4, oder einem Material, das einen kleineren Gleitreibungskoeffizienten aufweist als das Material, und hat eine Dicke, die gleich oder kleiner als die der Dichtung 4 ist. Zum Beispiel hat der Laufring ungefähr die halbe Dicke der Dichtung 4. Der Laufring 10 hat einen Innendurchmesser, der ungefähr gleich dem Innendurchmesser der oberen Wand 6a der Überwurfmutter 6 ist, und einen Außendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des Flanschbereichs 2c des ersten Verbindungselements 2 ist. Obwohl er ringförmig ausgeführt ist muss der Laufring 10 nicht immer perfekt ringförmig sein, sondern kann auch eine C-Form aufweisen.
Da der Außendurchmesser des Laufrings 10 größer ist als der des Flanschbereichs 2c des ersten Verbindungselements, ist an der Überwurfmutter 6 in ihrem inneren Rand eine ringförmige Vertiefung 6b ausgebildet, die sich entlang der Innenfläche der oberen Wand 6a erstreckt, um die äußere seitliche Kante des Laufrings 10 aufzunehmen. Die ringförmige Aussparung 6b hat einen Außendurchmesser, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Laufrings 10 ist. Der Laufring 10, der aus Kunstharz gefertigt ist, verfügt über eine gewisse Elastizität und die äußere seitliche Kante des Rings kann so gefertigt sein, dass sich entlang der Innenfläche der oberen Wand 6a der Mutter erstreckt und in die Vertiefung 6b einsitzt. Dies beugt der Wahrscheinlichkeit vor, dass der Arbeiter vergisst, den Ring 10 einzusetzen und eliminiert außerdem die Wahrscheinlichkeit, dass der Laufring 10 abspringt, wenn die Überwurfmutter 6 entfernt wird.
Da die Überwurfmutter 6 der Rohrverbindung 1 der vorliegenden Ausführungsform durch Drehen festgezogen wird, gleitet der Laufring 10 in Kontakt mit der Innenfläche der oberen Wand 6a der Mutter und der Seitenfläche des Flanschbereichs 2c des ersten Verbindungselements 2 relativ dazu, wodurch eine Drehung des ersten Verbindungselements 2 zusammen mit der Überwurfmutter 6 verhindert wird. Der selbe Laufring 9, der in 10 gezeigt ist, kann zwischen der vorderen Stirnfläche des männlichen Schraubenelements 5 und dem zweiten Verbindungselement 3 eingesetzt sein.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Rohrverbindung der vorliegenden Verbindung ist für die Benutzung mit Fluiden geeignet, die hochgradig korro siv für Metalle sind, und wird z. B. in Fluidsteuervorrichtungen in Apparaten für die Herstellung von Halbleitern benutzt.

Claims

Eine Rohrverbindung, die ein erstes und ein zweites rohrförmiges Verbindungselement (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62; 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) aus Kunstharz und Verschraubungsmittel, um die Verbindungselemente (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62; 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) zu verbinden, umfasst, worin die Verbindungselemente (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62; 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) an ihren aneinander in Anlage kommenden Stirnflächenbereichen mit einem Flanschbereich (2c, 12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 62c; 3c, 13c, 23c, 33c, 43c, 53c, 63c) ausgeführt sind, wobei das erste rohrförmige Verbindungselement (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62) in seiner in Anlage kommenden Stirnfläche mit einem ringförmigen Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) versehen ist, und das zweite rohrförmige Verbindungselement (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) in seiner in Anlage kommenden Stirnfläche mit einem ringförmigen Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) versehen ist, wobei der Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) des zweiten Verbindungselements (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) in den Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) des ersten Verbindungselements (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62) eingesetzt ist, wobei eine äußere Oberfläche des Stegs (8, 18, 38, 48, 58, 68) in engem Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Vertiefungsbereichs (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) liegt, wenn die Rohrverbindung korrekt festgezogen ist, und ein Bereich (2d, 12d, 22d, 32d, 42d, 52d, 62d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) positioniert ist, dann in engem Kontakt mit einem Bereich (3d, 13d, 23d, 33d, 43d, 53d, 63d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3, 13, 23, 43, 53, 63), der radial innenliegend von dem Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) liegt, näherungsweise über deren gesamte Oberflächenbereiche steht, und ein Bereich (2c, 12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 62c) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62), der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) positioniert ist, dann in engem Kontakt mit einem Bereich (3c, 13c, 23c, 33c, 43c, 53c, 63c) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63), der radial außenliegend von dem Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) positioniert ist, näherungsweise über die gesamten Oberflächenbereiche davon liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubungsmittel ein ringförmiges männliches Schraubenelement (5, 55), das eine vordere Stirnfläche in stützendem Kontakt mit dem Flanschbereich (3c, 13c, 23c, 33c, 43c, 53c, 63c) von einem der Verbindungselemente (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63) aufweist, und eine Überwurfmutter (6, 56), die um das andere Verbindungselement (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62) herum sitzt und eine obere Wand (6a, 56a) aufweist, die in stützendem Kontakt mit dem Flanschbereich (2c, 12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 62c) von besagtem anderen Verbindungselement (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62) ist, umfasst und die Überwurfmutter (6, 56) auf das männliche Schraubenelement (5, 55) geschraubt ist, und dass wenn die Rohrverbindung manuell festgezogen ist, ein erster Spalt (G1) zwischen dem Bereich (2d, 12d, 22d, 32d, 42d, 52d, 62d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 67) positioniert ist, und dem Stirnbereich (3d, 13d, 23d, 33d, 43d, 53d, 63d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63), der radial innenliegend von dem Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) positioniert ist, vorhanden ist, und ein zweiter Spalt (G2), der größer als der erste Spalt (G1) ist, zwischen dem Bereich (2c, 12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 62c) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62), der radial außenliegend von dem Vertiefungsbereich (7, 17, 27, 37, 47, 57, 57, 67) positioniert ist, und dem Bereich (3c, 13c, 23c, 33c, 43c, 53c, 63c) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3, 13, 23, 33, 43, 53, 63), der radial außenliegend von dem Steg (8, 18, 38, 48, 58, 68) positioniert ist, vorhanden ist.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 1, wobei in dem Raum zwischen dem männlichen Schraubenelement (55) und dem Flanschbereich (63c) von besagtem ersten Verbindungselement (63) und/oder dem Raum zwischen der oberen Wand (6a) der Überwurfmutter (6) und dem Flanschbereich (62c) von besagtem anderen Verbindungselement (62) ein Vorspannelement (70, 71) angeordnet ist, um eines der Verbindungselemente (62) zu dem anderen Verbindungselement (63) hin vorzuspannen.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 1, wobei ein ringförmiger Freiraum innerhalb der Überwurfmutter (56) um die Flanschbereiche (62c, 63c) der Verbindungselemente (62) gebildet ist und darin ein ringförmiges Distanzstück (69) vorgesehen ist, und dass wenigstens in dem Raum (69) zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter und dem Distanzstück und/oder dem Raum zwischen dem männlichen Schraubenelement (55) und dem Distanzstück (69) ein Vorspannelement (70, 71) vorgesehen ist, um eines der Verbindungselemente (62) zu dem anderen Verbindungselement (63) vorzuspannen.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 1, wobei ein Laufring (10) aus Kunstharz zwischen der oberen Wand der Überwurfmutter (6a) und dem Flanschbereich (2c) des Verbindungselements (2) angeordnet ist.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 4, wobei der Laufring (10) einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser der Überwurfmutter (6), und an dem Innenumfang der Überwurfmutter (6) eine ringförmige Vertiefung (6b) ausgebildet ist, um einen äußeren Umfangsrand des Laufrings (10) aufzunehmen.
Eine Rohrverbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Steg (8), der an einer in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3) vorgesehen ist, ein Teil, das integral mit der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (3) ausgebildet ist, und eine Dichtung (4), die ein von dem Teil separates Element ist, umfasst.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 6, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Steg, der an einer in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (23, 33, 43) vorgesehen ist, gebildet wird, indem eine Dichtung (24, 34, 44) in einen Vertiefungsbereich (28, 38, 48), der in der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (22, 32, 42) vorgesehen ist, eingesetzt wird.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 6, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Endbereich (22d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (22), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (27) davon positioniert ist, axial über den radial außenliegenden Bereich (22c) davon hervorragt und der Bereich (23d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (23), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (28) davon liegt, axial über den radial außenliegenden Bereich davon hinausragt.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 7, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bereich (22d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (32), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (37) davon positioniert ist, plan mit der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (37) davon ist, wobei der radial außenliegende Bereich (32c) des ersten Verbindungselements (32) axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (37) davon hervorragt, und der Bereich (33d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Verbindungselements (33), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (38) davon liegt, axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (38) davon hervorragt, wobei der radial außenliegende Bereich (33c) des zweiten Verbindungselements (33) axial gegenüber der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (38) davon vertieft ist.
Eine Rohrverbindung gemäß Anspruch 7, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bereich (42d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des ersten Verbindungselements (42), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (47) davon positioniert ist, von der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (47) davon vertieft ist, wobei der radial außenliegende Bereiche (42c) des ersten Verbindungselements (42) axial über die Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (47) davon vorragt, und der Bereich (43d) der in Anlage kommenden Stirnfläche des zweiten Elements (43), der radial innenliegend von dem Vertiefungsbereich (48) davon liegt, axial über die Bodenfläche des Vertiefungs bereichs (48) davon vorragt und der radial außenliegende Bereich des zweiten Verbindungselements (43), axial gegenüber der Bodenfläche des Vertiefungsbereichs (48) davon vertieft ist.