DE7825899U1

DE7825899U1 - Schwenkverschraubung

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Publication number: DE7825899U1
Application number: DE19787825899U
Authority: DE
Original assignee: Armaturenfabrik Hermann Voss GmbH and Co
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1979-08-16
Also published as: DE2837977C2; DE2837977A1

Description

DR. SOLF & ZAPF PATENTANWÄLTE

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DIPL.-ING. CHR. ZAPF

Wall 27/29 56OO Wuppertal 1 Postfach 13O219

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Armaturenfabrik Hermann Voss GmbH & Co., 5272 Wipperfürth

Schwenkversehraubung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwenkverschraubung, bestehend aus einer in einem Gehäuse einschraubbaren Hohlschraube und einem um diese schwenkbaren und mit ihr einen Ringraum einschließenden Schwenkstutzen und Dichtelementen zum Abdichten des Schwenkstutzens gegen die Hohlschraube und das Gehäuse.

Schwenkverschraubungen werden üblicherweise in beispielsweise Hydrauliksystemen verschiedenster Art verwendet, wo hohe Anforderungen an die Druckfestigkeit gestellt werden und wo gleichzeitig günstige Durchflußeigenschaften vorhanden sein sollen. Der besondere Vorzug von Schwenkverschraubungen liegt in ihrer Richtungseinsteilbarkeit. Bei den bekannten Schwenkverschraubungen wird der Schwenkstutzen zwischen Hohlschraubenkopf und Gehäuse eingespannt, wobei der Hohlschraubenkopf am Schwenkstutzen zur Anlage kommt. Dabei wirkt dann die erforderliche Vorspannkraft über die gesamte Länge der

Armaturenfabrik Hermann Voss

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Kohlschraube, so daß sich eine relativ große Dehnlänge der Hohlschraube ergibt, was aber bei den hohen Druckbelastungen, die in derartigen Schwenkverschraubungen auftreten können, und den Zug- und Torsionsbelastungen bei der Montage der Hohlschraube nachteilig ist, da eine große Dehnlänge eine verringerte Druckfestigkeit zur Folge hat. Weiterhin weisen die bekannten Schwenkverschraubungen immer noch relativ hohe Strömungsverluste auf, was im wesentlichen durch zu geringe Querschnitte der Durchgangsbohrungen der Hohlschraube bedingt ist. Einer Querschnittsvergrößerung steht aber die damit bedingte Schwächung des Hohlschraubenquerschnittes entgegen, der aber aufgrund des von der Hohlschraube mit dem Schwenksti'f-en gebildeten Ringraumsnicht beliebig vergrößert wt-^den kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bestehenden Nachteile bekannter Schwenkverschraubungen zu vermeiden und eine Schwenkverschraubung zu schaffen, die sich durch eine hohe Druckbelastbarkeit und verbesserte Durchflußeigenschaften auszeichnet, die gleichzeitig aber wirtschaftlich herstellbar ist und der ein einfaches Montageprinzip zugrundeliegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe irr. wesentlichen dadurch gelöst, daß die Anlageflächen zwischen der Hohlschraube und dem Schwenkstutzen innerhalb, vorzugsweise im unteren Bereich des Schwenkstutzens angeordnet sind. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Anlageflächen am Ende des Gewindestutzens der Hohlschraube zum Einschrauben derselben in das Gehäuse ausgebildet sind. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird der obere Teil der Hohlschraube während der Montage nicht mehr auf Zug beansprucht, sondern nur noch auf Torsion. Der untere Teil, der Gewinde-

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stutzen der Hohlschraube, nimmt die Zug- und Torsionskräfte auf und gewährleistet die Vorspannung eines zweckmäßigerweise in die Stirnfläche des Schwenkstutzens angeordneten Dichtringes_r der vorzugsweise als

5 O-Ring ausgebildet ist. Somit erfolgt die Dehnung der Hohlschraube nur noch über die Länge des Gewindestutzens, und das Hchlschraubenoberteil wird nach erfolgter Montage entlastet. Aufgrund dieses Konstruktionsprinzips ergibt sich aber eine reduzierte Dehnlänge und damit eine erhöhte Druckfestigkeit, so daß eine wesentliche Druckstufenerhöhung bei der erfindungsgemäßen Schwenkverschraubung möglich ist. Erfindungsgemäß erfolgt eine weitere Abdichtung zwischen der Hohlschraube und dem Schwenkstutzen oberhalb des Ringraumes in Form einer Umfangsdichtung, die vorzugsweise aus einem in einer Ringnat der Hohlschraube angeordneten Dichtring, insbesondere einem O-Ring, besteht. Die erfindungsgemäß verwendeten Dichtringe bestehen aus elastomerern Material, so daß eine vollelastische Abdichtung nach außen der erfindungsgemäßen Schwenkverschraubung erreicht wird. Bei den verwendeten O-Ringen handelt es sich um Ringe mit hoher Shore-A-Härte. Die abzudichtenden Spalten zwischen der Hohlschraube und dem Schwenkstutzen einerseits und der Schwenkstutzenstirnfläche und dem Gehäuse andererseits berücksichtigen Fertigungstoleranzen, die eine wirtschaftliche Fertigung ermöglichen, wobei den O-Ringen aber genügend Vorspannung gegeben wird, damit sie ihrer Abdichtfunktion in vollem Umfange nachkommen können.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin von Vorteil, wenn sich der Ringraum, ausgehend von seiner unteren Begrenzungskante, nach oben hin durch eine zunehmende Dixchmesserverringerung der Hohlschraube vergrößert. Dabei

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kann der Schwenkstutzen eine durchgehende Stufenbohrung besitzen, so daß der Ringraum ausschließlich durch die Durchmesserverringerung der Hohlschraube gebildet wird-Durch diese erfindungsgemäße Kontur der Hohlschraube wird erreicht, daß der Durchmesser der Hohlschraube im Bereich der Durchgangsbohrungen nur allmählich kleiner wird und erst dort stark nachgibt, &3 das Volumen für das in den Stutzen einströmende Medium benötigt wird. Damit kann der Querschnitt im Bereich der Durchgangsbohrungen der Hohlschraube relativ groß gehalten werden, wodurch sich eine hohe Druckbelastbarkeit und Druckstufenerhöhung realisieren läßt.. Zudem ermöglicht der große Querschnitt im Bereich der Durchgangsbohrungen neben der hohen Druckbelastoarkeit auch eine Vergrößerung des Durchmessers der als Schrägbohrungen ausgeführten Durchgangsbohrungen, woraus sich verbesserte Durchflußeigenschaften ergeben. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Hohlschraube muß jedoch darauf geachtet v/erden, daß der kleinste Durchmesser der Hohlschraube derart dimensioniert ist, daß sich ein möglichst großes Volumen des Ringraumes im Schwenkstutzen ergibt, jedoch noch eine im übrigen ausreichende Festigkeit der Hohlschraube vorliegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schwenkverschraubung sind in den UnteransprCichen 4 bis 17 beschrieben. Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten AusführungsDeispieles wird

die Erfindung näher erläutert.
30

Es zeigen:

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Fig. 1 in der linken Hälfte einen Schnitt und in

der rechten Hälfte einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schwenkverschraubung im eingeschraubten Zustand, 5

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Schwenkverschraubung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2.

Eine erfindungsgemäße Schwenkverschraubung 1 besteht aus einer Hohlschraube 2 und einem um die Hohlschraube herum schwenkbar gelagerten Schwenkstutzen 3. Die Hohlschraube 2 i_,t mit einem Gewindestutzen 4 in ein Ge-

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häuse 6 einschraubbar. Am Ende des Gewindeabschnittes des Gewindestutzens 4 v/eist derselbe eine Hinterdrehung

7 auf. An diese Hinterdrehung schließt sich ein Absatz

8 im Sinne einer Durchmesserv drgrößerung der Hohl-

5 schraube 2 an. Mit dem Absatz 8 beginnt ein zylinderförmiger Abschnitt 9 der Hohlschraube, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Schwenkstutzens entspricht. Innerhalb des Gewindestutzens 4 befindet sich eine Bohrung 11, von deren innerem Ende aus vier

10 schräg verlaufende Durchgangsbohrungen 12 ausgehen, die I am Umfang der Hohlschraube vorzugsweise jeweils um 90

I gegeneinander versetzt enden und gegenüber der Längs-

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I achse der Hohlschraube um vorzugsweise 45 geneigt

I sind. Durch diese Anordnung der Durchgangsbohrungen

s 15 12, die vorzugsweise im jeweiligen Auslaufbereich an- '). gefast sind, wird das Medium verlustarm durch diese

'$ hindurchgeleitet. Dabei ist die Lage der Durchgangsbohrungen 12 so gewählt, daß im Hohlschraubeninnern keine Prallplatte entsteht, d.h. die vier Bohrungen 20 laufen in ihren äußeren Durchmessern zusammen. Hier- _v durch wird durch die Bohrung 11 das strömende Medium

I strömungsgünstig in die Schrägbohrungen geleitet. Der

8 zylinderförmige Teil 9 der Hohlschraube endet etwa im

t\ Bereich der unteren Offnungskante 13 der Durchgangs-

^!; 25 bohrungen 12. Vom Ende des zylinderförmigen Tei3 9, also etwa vom Bereich der Öffnungskante 13 ab, verringert sich der Querschnitt der Hohlschraube 2 im Bereich der Öffnung der Durchgangsbohrungen 12 stetig, und zwar unter einem Schrägungswinkel von vorzugsweise 30 20° zur Mantellinie der Hohlschraube 2. Ab der oberen Öffnungskante 14 der Austrittsöffnung der Durchgangsbohrungen 12 gibt der Durchmesser der Hohlschraube

I stärker nach, so daß sich dort ein relativ großer

Ϊ". Ringraum 16 zwischen der Hohlschraube 2 und dem

(' 35 Schwenkstutzen 3 ausbildet. Aufgrund dieser erfin-

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dungsgemäßen, im wesentlichen konisch verlaufenden f

Kontur der Hohlschraube, die sich vorzugsweise über ü

den gesamten Öffnungsbereich der Bohrung 32 erstreckt, |

ergibt sich ein großer Querschnitt derselben im Be- '

reich der Durchgangsbohrungen 12, und zudem ist es *.

möglich, den Durchgangsbohrungen einen relativ gros- \

sen Durchmesser zu geben. Dabei sollten die Mittel- >\

achsen der Bohrungen 12 so weit wie möglich im unte- ^

ren Bereich des zylindrischen Teils 9 der Hohlschraube I

2 liegen, um eine optimale Festigkeit der Hohlschraube t trotz Konizität zu gewährleisten.

Am Ende des Ringraumes 16 weist rtie Hohlschraube eine \

umlaufende Ringnut 17 auf, in der ein als O-Ring aus- j.

gebildeter Dichtring 18 eingelegt ist. Hinter der Ring- '{' nut 17 weist die Hohlschraube 2 wiederum einen zylin- j drischen Abschnitt 19 auf, dessen Durchmesser dem des | zylinderförmigen Teils 9 entspricht. Am Ende des Zylinderabschnittes 19 ist der Hohlschraubenkopf 21 ausge- |

bildet, der beispielsweise einen Innensechskant 22

und einen Außensechskant besitzt. Wie sich aus der r

I Darstellung ergibt, besteht zwischen dem Hohlschrauben- Jt

kopf 21, und zwar dessen Unterseite, und der oberen *

Stirnfläche des Schwenkstutzens 3 ein geringer Spalt f

23. Dieser Spalt ergibt sich daraus, daß die Anlage- ^ fläche 24, 37 zwischen der Hohlschraube 2 und dem Schwenk- % stutzen 3 im Bereich des Absatzes 8 ausgebildet ist. j^r Damit liegen die Anlageflächen zwischen diesen beiden Teilen innerhalb des Schwenkstutzens 3, und es ergibt sich eine Entlastung des oberhalb des Gewindestutzens 4 befindlichen Teils der Hohlschraube 2. Dabei sollen die Flächen 24 und 37 so gewählt werden, daß sich eine geringstmögliche Flächenpressung ergibt. Am Ende der inneren Stufenbohrung 26 des Schwenkstutzens 3 befindet sich eine Anfasung 27, wodurch das Einschieben des

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Dichtringes 18 ohne eine Beschädigung desselben möglich ist. In seiner unteren Stirnfläche 28 weist der Schwenkstutzen 3 eine Ringnut 29 auf, in der ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring 30 eingelegt ist. Die Ringnut 29 bildet in vorteilhafter Weise einen vollkommen abgestützten Ringsteg 38. Die Dichtringe 18 und 30 bestehen aus elastomerem Material und sind jeweils derart angeordnet, daß eine Abdichtung der Schwenkverschraubung nach außen erfolgt. Der Schwenkstutzen 3 ist hinsichtlich seiner V/andstärke derart dimensioniert, daß er den Belastungen einer gewünschten vierfachen statischen Sicherheit standhält. Der waagerechte Rohranschlußstutzen 31 des Schwenkstutzens 3 besitzt eine stufenförmige Bohrung 32, deren inneres Ende sich als kegelstumpfförmige Ansenkung 33 zum Ringraum erweitert, so daß das Medium möglichst verlustarm, d.h. ohne große Turbulenzen, in Richtung auf das an den Rohranschlußstutzen 31 anzuschließende Rohr fließen kann.

Erfindungsgemäß wird demnach eine Schwenkverschraubung geschaffen, die sich durch eine geringe Dehnlänge auszeichnet und durch verbesserte Strömungseigenschaften des durch sie hindurchgeleiteten Mediums aufgrund vergrößerter Durchgangsbohrungen und verbesserten Strömungseigenschaften im Rohranschlußstutzen, die aufgrund der reduzierten Dehnlänge und des vergrößerten Hohlschraubenquerschnittes im Bereich der Durchgangsbohrungen eine wesentlich erhöhte Druckfestigkeit besitzt und eine mehrfache statische Sicherheit erreicht. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Schwenkverschraubung eine wirksame Abdichtung nach außen auf, und zwar mit Hilfe von elastomeren Dichtelementen, die vollelastisch sind und eine hohe Shore-A-Härte besitzen. Dabei ist bei der gesamten Konstruktion darauf geachtet, daß sich eine

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wirtschaftliche Fertigung aufgrund nicht zu enger Fertigungstoleranzen ergibt, jedoch die Dichtringe eine hinreichende Vorspannung erhalten, um ihrer Dichtfunktion in vollem Umfange gerecht zu werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist es vorteilhaft bei der Anordnung der Schrägbohrungen 12, zwei gegenüberliegende Bohrungen 12 a höher angesetzt anzuordnen. Zu diesem Zweck wird der Boden 39 der Bohrung 11 höher ausgeführt. Dabei ist ferner zweckmäßig, den Neigungswinkel der höher angesetzten Bohrungen 12 a zur Mittelachse der Hohlschraube 2 zu vergrößern. Diese Maßnahmen bedingen größere tragende Querschnitte in der Hohlschraube zwischen den Bohrungen 12 und 12 a.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Ringkanal 16 durch eine Auskesselung 36 im Schwenkstutzen 3 vergrößert. Die Auskesselung 36 ist vorzugsweise zylindrisch mit Anfasung ausgeführt und erstreckt sich insbesondere über den gesamten Bereich des Ringraumes 16.

Eine weitere Verbesserung der Strömungsverhältnisse innerhalb der Bohrung 11 der Hohlschraube 2 wird durch eine Anfasung 35 im Bereich der Austrittsöffnung der Bohrung 11 erreicht.

Claims

DR. SOLFcSfZAPF -. PATENTANWÄLTE ■ * " DR.-ING. DIPL.-ING. A. SOLF DIPL.-1NG. CHR. ZAPF Wall 27/29 S6OO Wuppertal 1 Postfach 13O219 Il/p/1115 Arisaturenf abrik Hermann Voss GmbH & Co., 5272 Wipperfürth Ansprüche

1. Schwenkverschraubung, bestehend aus einer in ein Gehäuse einschraubbaren Hohlschraube und einem um diese schwenkbaren und mit ihr einen Ringraum einschließenden Schwenkstutzen und Dichtelementen zum Abdichten ces Schwenkstutzens gegen die Hohlschraube und das Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen(24,37)zwischen Hohlschraube (2) und Schwenkstutzen (3) innerhalb, vorzugsweise im unteren Bereich des Schwenkstutzens

(3) angeordnet sind.

2. Schwenkverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (24,37)am Ende des Gewindestutzens (4) der Hohlschraube(2) zum Einschrauben demselben in das Gehäuse (6) ausgebildet sind.

3. Schwenkverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß sich an den Gewindestutzen (4) ein im Durchmesser vergrößerter Absatz (8) der Hohlschraube anschließt, der in einer im Durchmesser angepaßten Stufenboh-

Ariüaturenfabrlk Hermann Voss GmbH & Co.

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I' rung (26) des Schwenkstutzens (3) auf der Anlage

fläche (37) gelagert ist und der Absatz (8) die Anlagefläche (24) bildet.

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4. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der I Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet

I durch einen Spalt (23) zwischen Hohlschrauben-

I kopf (21) und Schwenkstutzen (3).

I 10 5. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der % Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-

? zeichnet, daß ein vorzugsv/eise als O-Ring

S ausgebildeter Dichtring (30) in der unteren Stirn-

\ fläche (28) des Schwenkstutzens (3) in einer Ring-

I 15 nut (29) angeordnet ist, wobei ein Ringsteg (38) ;· vollkommen gegenüber dem Gewindestutzen(4) abgestützt

« ist.

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6. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der

I 20 Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- ? zeichnet, daß zwischen der Hohlschraube (2)

S und dem Schwenkstutzen (3) oberhalb des Ringraurces

\ (16) eine Umfangsdichtung vorhanden ist.

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7. Schv/enkverschraubung nach Anspruch 6, dadu. ch

; gekennzeichnet, daß die Umfangsdich

tung aus einem in einer Ringnut (17) der Hohlschraube (2) angeordneten Dichtung (18), vorzugsweise

^;, einem O-Ring, besteht.

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8. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (30,18) aus elastomerem Material bestehen.

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9. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der j; Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekenn- j

zeichnet, daß der Ringraum (16), ausgehend _β von einer unteren Öffnungskante (13), nach oben
hin durch eine zunehmende, vorzugsweise konische
Durchmesserverringerung bis etwa zur Ringnut (17)
der Hohlschraube (2) gebildet wird und sich dabei
über die gesamte Öffnung der Bohrung (32) erstreckt.

10. Schwenkverschraubung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchmesserverringerung oberhalb einer oberen Öffnungskante (14) If

stufenförmig größer wird. g

11. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der f

Ansprüche 1 bis 10,dadurch gekenn- |

zeichnet, daß der Schwenkstutzen (3) eine J Stufenbohrung (26) aufweist, deren oberes Ende

eine Anfasung (27) aufweist. |

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12. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der f Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekenn- | zeichnet, daß der waagerechte Rohranschluß- jf stutzen (31) des Schwenkstutzens (3) eine Bohrung |

(32) aufweist, deren inneres Ende als sich konisch | erweiternde Ansenkung (33) ausgebildet ist. |

13. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Gewindestutzen (4) im

Innern eine Bohrung (11) aufweist, von deren Ende
aus mehrere, vorzugsweise vier um 90 gegeneinander
versetzte, gegen die Längsachse der Hohlschraube
(2) vorzugsweise um 45 geneigte Durchgangsbohrun-

gen (12) ausgehen und im Ringkanal (16) enden.

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14. Schwenkverschraubung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß | die Außendurdhaiesser der Durchgangsbohrungen (12) in einor gemeinsamen Schnittstelle zusammenlaufen.

15. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Bohrungen(12 a)im Boden der Bohrung (11) höher angesetzt sind und vorzugsweise einen größeren Neigungswinkel als die beiden anderen Bohrungen (12) aufweisen.

16. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der $^rS Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Auskesselung (36) im Schwenkstutzen (3), wobei sich die Auskesselung im Bereich des Ringkanals (16) befindet.

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17. Schwenkverschraubung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennze ichnet durch Anfasungen (35) in der Öffnung der Bohrung (11) der Hohlschraube (2).