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Anschluß Die Erfindung bezweckt Vervollkommnungen in der Herstellung
von Verbindungsstellen und sie betrifft insbesondere Anschlüsse oder Ausrüstungen
von Rohren oder Schläuchen. In gewisser Hinsicht sieht sie eine Vervollkommnung
der vom Erfinder früher gemachten Erfindungen vor, die in den ariierikanischen Patentschriften
2 414 18d., 2 417 536 und 2 474 178 offenbart sind.
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Die hauptsächlichsten Ziele der Erfindung sind die folgenden: i. einen
Anschluß zu verwirklichen, der gegenüber den früheren Arten von Anschlüssen und
Verbindungen insbesondere hinsichtlich seiner Abdichtungseigenschaften gegenüber
Flüssigkeiten und hinsichtlich seines mechanischen Zusammenhalts Vervollkommnungen
darstellt, 2. die Herstellung .einer innigen Verbindungsstelle in der Weise zu ermöglichen,
daß das anzuschließende Rohr, Armaturstück oder der anzuschließende Schlauch einem
Körper oder Apparat angefügt oder auch von ihm getrennt werden kann, ohne daß eine
wesentliche Verschiebung des Körpers oder des Apparates nötig ist, 3. ein neuartiges
Abdichtungs- und Zusammenhalteorgan zu schaffen, durch das die Abdichtung und das
Zusammenhalten des anzuschließenden Rohres in einer wirksameren Weise ,als bisher
gesichert werden,-ohne d.aß das anzuschließende Rohr
in unerwünschter
Weise verengt, noch. die Wand des Rohres tiefer als notwendig oder wünschenswert
eingeschnitten wird, und zwar werden diese Vorgänge in allen Fällen in einer weniger
empirischen Art bewirkt, q:. einen Anschlüß zu verwirklichen, der während der Herstellung
der Verbindung dem Mechaniker durch eine plötzliche Erhöhung der Anschlußspannung
zu fühlen erlaubt; .daß .die Verbindung hergestellt ist, 5. einen A.ns.chluß zu
verwirklichen, der nicht unhedingt eine Ausweitung oder eine konische Leitfläche
im Innern des Körpers erfordert, vielmehr die Verwendung flacher Körper ebenso erlaubt,
wie die Verwendung von Körpern verschiedener genormter Formen, z. B. von Körpern
der gebräuchlichen Art, die unter Druck.aufgeweitet wird, 6. ein Verbindungsorgan
zu schaffen, .das keiner Spezialanfertigung bedarf und dennoch bei Körpern von normalen
Hähnen oder von. mit einem Flansch versehenen Hähnen oder bei anderen Apparaten
ver-\vendet werden kann, einen Anschluß zu verwirklichen, der Zerstörungen, die
durch den Einfluß schädlicher Schwingungen hervorgerufen werden können, einen @-roßen
Widerstand entgegensetzt, 8. einen Anschluß zu verwirklichen, bei dem eine Schneidkante
.einen Grat von beträchtlichen Abinessungen aus der Wand eines anzuschließenden
Rohres oder sonstigen anzuschließenden Stückes herausdrückt, wobei dieser Grat dazu
dient, das anztTSChlie&nde Röhr sicher zu befestigen. Der Anschluß, soll auch
dieTiefe des Schnittes sowie die Abmessungen des Grates begrenzen, und gleichzeitig
den Grat ziehen und begrenzen und in der Nähe der Gratstelle das Rohr um ein gewisses
Stück von der Schneidkante wegziehen. Er erhöht somit den Preßdruck auf das Rohr
und befestigt dieses auf mechanische Weise starrer. Der Anschluß bietet somit eine
äußerst vollständige Abdichtung und begrenzt zur gleichen Zeit in einer wirksameren
Art als bisher die Verengung .des Rohres, die sich bei der Herstellung einer Verbindung
ergibt.
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9. ein Festspann- und Abdichtorgan zu schaffen, in dessen Innern Arbeitsgänge
und Bewegungen wie z. B. .das Schneiden .der Rohroberfläche, das Festspannen .der
Oberfläche-des Rohres, die Abdichtung, der Widerstand gegen Schwingungen usw. hervorgerufen
werden können, ro: gewünschtenfalls eine Trennung dieser Funktionen herbeizuführen,
z: B. die Flüssigkeitsabdichtung unabhängig vom Schneiden des- Rohres und vom mechanischen
Festspannen zu halten, -i i. ein Abdicht- und Rohrfestspannorgan vorzusehen, vorn
d ,em mindestens .ein Teil zuerst. eine ziemlich feste Lage gegenüber dem Rohr oder
Schlauch mit dem-es verbunden werden soll -einzunehmen ver-@naig, derart, daß durch
Verschiebung und Verformung der anderen Teile des Abdicht- und Festspann-Organs;
dieses .an das Rohr herangeführt werden kann, und' zwar .in eine Lage, die das mechanische
Festsparirien und die Flüssigkeitsabdichtung sichert; wobei das Festspann- und Abdichtorgan
auch bei wiederholtem Auf- und Abmontieren dauerhaft am Rohrbefestigt wird, i2:
ein unabhängiges Anschlußorgan vorsehen, das von sich aus unter der Einwirkung von
in seiner Längsrichtung ausgeübtem Druckkräften diese in Festspannkräfte, Schrneidkräfte
und Abdichtungskräfte umwandelt oder aufteilt sowie in Bewegungen verwandelt, damit
das anzuschließende Rohr umklammert und m wesentlichen zu einem Bestandteil dieses
Rohres gemacht wird, 13. eine Einrichtung vorzusehen, .die, obwohl sie hauptsächlich
dazu bestimmt ist, als Abdichtungsorgan für einen Rohranschluß verwendet zu werden,:
nicht nur bei Rohren verwendet werden kann, sondern auch bei anderen Teilen, wie
z. B. zylindrischen Gestängen und Wellen, Schubstangen und ähnlichen Teilen, bei
denen es wünschenswert sein kann, ins-1)esondere äußere Umfangsflansche oder Platten
anzubauen, die mit anderen Teilen, z. B. Kappen, verbunden werden sollen. Die Vereinigung
kann mehr oder weniger in der gleichen Art und Weise erfolgen, wie die, die für
die Überwurfmutter und den üblichen Körper von Rohranschlüssen verwendet wird; obschon
dies nicht für die gleichen Zwecke erfolgt.
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Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und
seiner Abwandlung der Erfindung offenbart weitere Vorteile und andere Gegenstände
der Erfindung.
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Die Anschlußeinrichtungen gemäß der Erfindung sind in einem Beispiel
in der Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. r zeigt, teils in Ansicht, teils im Längsschnitt, den Körper
einer überwurffnutter und eines Anschlußorgans in loser Lage auf dem anzuschließenden
Rohr, und zwar fertig zur Ingebrauchnahme; Fig. 2 zeigt eine der Fig. r entsprechende
Ansicht, bei der jedoch sich die verschiedenen Teile in den Lagen befinden, die
sie unmittelbar vor der Vereinigung einnehmen; Fig. 3 zeigt eine .der Fig. 2 entsprechende
Ansicht, liei der sich die verschiedenen Teile in den Lagen befinden, die -sie einnehmen,
wenn die Verbindung leergestellt ist; Fig. q. stellt einen teilweisen Längsschnitt
in größerem.Maßstabe dar, in dem die Teile die in Fig. 2 dargestellten Lagen einnehmen;
Fig.5 stellt einen teilweisen Längsschnitt .in größerem Maßstabe dar, in .dem die
Teile die in Fig. 3 dargestellten Lagen einnehmen; Fig. 6 zeigt eine entsprechende
Ansicht der Fig. 4.; mit einem in seiner Form etwas- abgeänderten Anschlußorgan;
Fig. 7 stellt eine ähnliche Ansicht der Fig.4 dar und-veranschaulicht eine abgeänderte
Ausführungsform der Erfindung; Fig. 8 zeigt -in größerem Maßstabe teils im Längsschnitt
und teils in Ansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung; Fig. 9 zeigt einen
Querschnitt nach der Linde 9-9 der Fig. 8; Fig. ro zeigt teils in Ansicht, teils
im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in
einem
Fall benutzt werden kann, der von den vorerwähnten Fällen abweicht; Fi:g. i i zeigt
den Teillängsschnitt einer Ausführungsform der Erfindung für die gerade Verbindung
von zwei Rohren; Fi.g: 12 zeigt einen Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsform
-der Erfindung vor der Herstellung der Verbindung; Fig. 13 zeigt eine der Fig. 12
ähnliche Ansicht, jedoch nach Herstellung der Verbindung; Fig. 1q. zeigt eine der
Fig. 12 ähnliche Ansicht, einer anderen Ausführungsform der Erfindung; die Teile
befinden sich in den Lagen, .die sie vor der Herstellung der Verbindung einnehmen;
Fig. 15 zeigt eine der Fig. 1q. ähnliche Ansicht, jedoch mit den Teilen in
den Lagen, welche sie nach der Herstellung der Verbindung einnehmen.
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Die Fig. i bis 5 stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dar, bei der das anzuschließende Rohr T in der Verlängerung des außen mit Gewinde
versehenen Teiles B oder Anschlußkörpers liegt. Das Rohr T trägt den anderen Gewindeteil
oder die Überwurfmutter N des An, schlusses sowie ein Anschlußorgan C, das auf dem
freien Ende des Rohres sitzt und infolgedessen dem Ende des Gewindeteiles B benachbart
ist.
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Der Teil B weist zwar die bekannte Form eines geraden Anschlusses
für Rohre auf, die Erfindung kann aber auch angewendet werden und ist ausdrücklich
dazu bestimmt angewandt zu werden, in Fällen von T -Anschlüssen, Biegungsanschlüssen,
Kreuzanschlüssen, bei Anschlüssen und/oder Eintrittsuni Austrittsöffnungen von.
Hähnen und anderem Zubehör, wo es sichdarum handelt, Schläuche, Rohre oder Leitungen
anzuschließen. Wie sich aus den nachstehenden Ausführungen ausführlich ergibt, ist
die Erfindung auch anwendbar außerhalb des Gebietes des Anschlusses von Rohren oder
Schläuchen oder ihres Zubehörs: sie kann z. B. auch benutzt werden in den Fällen,
wo das Anschlußorgan zum Festspannen eines Hahngestänges dient, und mit den lnstallations-
oder Abdichtelementen dieses Gestänges zusammenwirkt.
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In Fig. i sind die Teile in ihren bezüglichen Lagen vor der Vereinigung
.dargestellt. Das vordere Ende des An.schlußorgans, in der Zeichnung das linke Ende,
steht in Berührung mit dem Ende des Anschlußkörpers. Die Mutter ist auf dem Rohr
nach hinten .geschoben, und das Anschlußorgan befindet sich an Ort und Stelle auf
dem vorderen freien Ende des Rohres, dieses umschließend. In Fig. 2 und q. sind
die verschiedenen Teile in ihren diesbezüglichen Lagen unmittelbar vor dem Zusammenbau
dargestellt. Die Mutter ist schon auf den Körper geschraubt, aber sie hat noch nicht
begonnen, auf die Teile ,den Zug auszuüben, der das gewünschte mechanische Festspannen
sowie die Abdichtung gegenüber Flüssigkeiten zur Folge hat.
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In Fig. 3 und 5 sind die verschiedenen Teile in den Lagen dargestellt,
die sie nach dem Zusammenbau einnehmen. Sie sind blockiert und in Berührung mit
dem Ende ;des Rohres, welches auf diese Weise mechanisch festgehalten und im wesentlichen
einstöckig mit dem Innern des Anschlußorgans gehalten wird. Alle Teile sind derart
zusammengezogen., daß sie einen flüssigkeitsdichten Anschluß sichern.
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Wenn man sich jetzt der Betrachtung besonders der Fig. q. und 5 zuwendet,
stellt man fest, daß das Anschlußorgan C in seiner bevorzugten Ausführungsform an
seinem vorderen Ende einen ringförmigen Teil io aufweist, den man als Widerlager
bezeichnen könnte und der mit seiner vorderen Fläche mit dem Ende des Körpers B
in Berührung steht, wodurch der flüssigkeitsdichte Anschluß gesichert ist. Das Widerlager
nimmt das Ende des Rohres T in einer zu -diesem Zwecke vorgesehenen hinteren Ausnehmung
ii auf. Das Anschlußorgan besitzt außerdem einen verhältnismäßig dünnwandigen, sich
nach hinten erstreckenden und einstückig mit dein Körper des Widerlagers ausgebildeten
ringförmigen bzw. zylindrischen Verbindungsteil 12. Schließlich ist der zylindrische
Verbindungsteil einstücki,g mit einem Ring 13 ausgebildet, von dem .aus sich
eine ,dünnwandige Manschette 1q. mit einem verringerten äußeren Durchmesser und
geringer Dicke nach hinten erstreckt. Der ringförmige Teil 13 ist an seinem vorderen
inneren Teil als nach vorn gerichteter Keil ausgebildet, der durch eine Schneidkante
15 gebildet wird. Wenn man .die Verbindung herstellt, verschiebt sich diese Schneidkante
in der Längsrichtung nach vorn und rollt sich gleichzeitig in radialer Richtung
nach innen ein (wie dies die gestrichelte Linie 16 in Fig. ,I veranschaulicht),
und zwar ausgehend von .der Lage, die die Schneidkante in Fig. q. einnimmt, und
endend in der in Fig. 5 dargestellten Lage, in der sich die Schneidkante 15 in die
Rohrwandung eingesenkt befindet, wie dies das Bezugszeichen 17 veranschaulicht.
Das hintere und äußere Ende des Ringes 13 ist unter einem Winkel von q.5° abgeschrägt,
derart, daß es einen Kegelstumpf bildet. Es bildet eine glatte konische Fläche 18,
die fortschreitend mit einer zugeordneten konischen, eine Fläche z9 besitzenden
Schulter auf der Innenseite der Mutter N in Berührung kommt. Die Kegelform der Fläche
i9, die gegenüber der Anschlußachse vorzugsweise um einen Winkel von etwa 30° ,geneigt
liegt, ist .geringer als diejenige der Fläche 18, so daß die Berührung zwischen
diesen Flächen an der äußersten Kante bzw. der hinteren Ecke des Ringes
13, d. h. indem Punkt 2o der Figur beginnt.
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Es ergibt sich hieraus, daß die von der Mutter N auf das Anschlußorgan
C ausgeübte Kraft zuerst in dem Punkt 2o und zwar notwendigerweise in der Richtung
des Pfeiles 21 zur Wirkung kommt.
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Wenn die von der Mutter auf das Organ C ausgeübte Kraft beim Aufschrauben
der Mutter auf den Körper B auf diesen übertragen wird, legt sich die Stirnfläche
22 des besagten Körpers :gegen die Abdichtfläche 23 des Widerlagers io mit der :gleichen,
jedoch entgegengesetzt gerichteten Kraft, mit der die Muttee: in der Längsrichtung
auf das Organ C einwirkt. Diese Kraft wird ihrerseits von dem Widerlager io auf
den Ring 13 durch Vermittlung der Verbindung 12 übertragen, wie dies der
Pfeil 24 veranschaulicht.
Es entwickelt sieh also. zwischen dem
Verbindungsstück z2 und der Mutter ein Kräftekreis, dem der Ring 13 unterworfen
ist. Dieser Kräftekreis erteilt zu Anfang dem besagten Ring eine rollende Bewegung
oder die Neigung zu einer rollenden, Be-_wegung um einen bei 2,5 dargestellten
Punkt, der einer transversalen Kreislinie entspricht, wobei die Bewegung durch einen
Pfeil angedeutet ist, während zur gleichen Zeit der Ring in seiner Gesamtheit nach
-vorn- geschoben oder gedrückt wird. Die Schneid--kaufe nähert sich hierbei .gezwungenermaßen
der Achse des Anschlusses und verschiebt sich gleichzeitig nach vorn. Die Schneidkante
r5- verschiebt sich also endgültig entlang der gestrichelten Linie 16 und drückt
hierbei die Ringwulst R -der Wandung -des Rohres-T weg (Fig: 4 und 5).
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Die Pfeile z511 und z 5b veranschaulichen die Komponenten der Kraft,
die der Schneidkante z5 zur Hervorrufung .der gewünschten Bewegungen mitgeteilt
wenden. -Wenn man einmal die Art, wie diese Bewegungen - erzeugt werden, außer Acht
läßt, so kann festgestellt werden; daß sich die Abrollbewegung des Ringes wahrscheinlich
um eine Punktfolge 2,511, 25b usw, vollzieht und daß1 dies in jedem Falleinen mechanischen
Vorteil zugunsten der Schraubenmutter ergibt, der darin besteht, daß ihre Längsverschiebung
wesentlich größer ist als die Bewegung der Schneidkante. Dies ist z. B. der Fall,
wenn sich- der Punkt 2o nach dem Punkt 2o11 verschiebt, während die Schneidkänte
bis zudem Punkt i7 gelangt.
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Die Betrachtung-dieser Einflüsse und Ergebnisse läßt,dieRolleerkennen,
die das Verbindungsstück z2 in der Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung
spielt, kurzgesägt, das Verbindungsstück setzt der Bewegung des Ringges z3,gegenüber
dem Widerläger zo und dem Rohr T einen elastischen Biegungswi@derstand entgegen,
der einerseits die Einrollbewegüng oder Kippbewegung .des Ringes hervorruft, andererseits
zugleich die Längsbewegung,des Ringes nach vorn gestattet. Unter diesen Bedingungen
wird das Verbindungsstück selbst verkürzt, nach innen schwanenhalsförmig abgelenkt,
zusammengezogen und; wie die Fig. 5 zeigt, neben dem Grat R auf.- diesem und ein
inniger Berührung mit diesem auf das Rohr aufgepreßt (der Grat wird von der Schneidkante
durch Hochstemmen des Rohrmaterials während des Einschneidens in den äußeren Teil
.des Rohres gebildet): Das Verbindungsstück erfüllt bei dem Zwang; die in Fig. 5
gezeigte Läge einzunehmen., auch noch eine :andere Rolle; es verhindert oder verzögert
plötzlich jede Relativbewegung`,der Teile, die sich in den in Fig. 5 ;dargestellten
Lagen befinden, bzw: es erhöht so beträchtlich die Verbindungsspannung; die aufgewendet
werden muß, um die Bewegung fortzusetzen, daß der Mechaniker erkennt, daß die Verbindung
Sich ihrer Voll. endurig nähert. Außerdem schafft ,das Verbindung,-. stück eine-
unabhängige ringförmige Abdichtung am der Stelle, wo es sieh auf dem Rohr festspannt;
es begrenzt die Tiefe des durch die Schneidkante 15 erzeugten Schnittes, es verbreitert
die Oberfläche, auf der der radiale Kontraktionsdrgek- des Rohres zur Wirkung kommt,
was eine Begrenzung -dieser Kontraktion und eine Erhöhung der Festspannung des Rohres
in der Verbindung zur Folge hat.
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- Schließlich erhöht das Verbindungsstück die Lebensdauer der Verbindung,
indem es deren Widerstand gegen Schwingungen oder ändere schädliche Einflüsse verbessert,
die um so heftiger sind, je mehr die Festspannkräfte auf kleine Flächen konzentriert
sind und/oder in einem sehr tiefen Schnitt oder gar in einem Rohr mit tieferem Flansch
zur Einwirkung kofmen. .
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In Figg. 4 übersteigt -die Länge des Verbindungsstückes 12 dessen
Dicke (diese beiden Größen werden vorzugsweise im Verhältnis 5 : z öder 6 : r gewählt),
und das Verbindungsstück ist im wesentlichen-aus einem zylindrischen Ring verhältnismäßig
geringer Wandstärke gebildet, der den Ring 13 Mit dem W iderlager iö vereinigt.
In radialer Richtung liegt das Verbindungsstück im Inneren des äußeren Umkreises
des Ringes 13. Es befindet sich also innerhalb des durch den Punkt 2o @gehenden
Umkreises, so daß die Reaktionslinie oder -zöne.der Verbindung, die durch den Pfeil
24 veranschaulicht ist, weit entfernt ist von dem Innern der durch den Pfeil 2z
veranschaulichten Aktionslinie oder -zone der auf den Ring ausgeübten Kraft. Das
sind die notwendigen Bedingungen für die Entwicklung des Kräftepaares oder für die
Entstehung der Komponenten des Kräftepaares,: das den Ring in der Richtung des Pfeiles.
26 zum Rollen bringt, indem es ihn in der Längsrichtung vorwärts bewegt und
in radialer Richtung zusammenzieht. Eben diese Anordnung des Verbindungsstückes
hat den Zweck, seine Verformung nicht nach .der Art einer Säule zu bewirken, die
sich natürlich nach außen beult, sondern darüber hinaus .sie nach innen zu drehen
(wenigstens über einen Teil ihrer Länge), gegen das Rohr zu verdrehen, wie es Fig:
5 zeigt. Wenn infolgedessen .die Mutter auf der Schulterkante des Ringes im Punkt
äo aufliegt, wird dieser Punkt gezwungen, sich nach vorn und nach-: innen zu verschieben,
um schließlich beispielsweise in dem Punkt 2o11 (Fig. 4) anzukommen, während die
Schneidkante 15 sich auf einer kürzeren Bahn nach vorn .und über eine größere Entfernung
nach innen verschiebt, um beispielsweise den-Punkt 17 zu erreichen. Gleichzeitig
verschieben sich die Zwischenpunkte wie beispielsweise der Punkt 27 der mittleren
inneren Oberfläche des Verbindungsstückes, z. B. längs der gestrichelten Linie 28,
bis zur Erreichung des Punktes 2g, wo infolge. des Abfalls in dem Verbindungsstück
eine erhöhte radiale Reaktion durch den mittleren Teil dieses Verbindungsstückes
auf .das Röhr T und,den Grat R ausgeübt wird, die aus verhältnismäßig kleinen Kraftkomponenten
der Längskraft resultiert, die durch die Mutter auf den Ring ausgeübt wird. Die
Mutter hat einen weiteren mechanischen Vorteil, sie gestattet nämlich mit einem
verhältnismäßig schwachen, das Zusammenziehen bewirkenden Kräftepaar,- Zusainmenzieh-
sowie Abdichtungskräfte und -bewegurigen verhältnismäßig -hoher Werte zu erhalten-
bis zu dem Punkt, wo die Verbindung hergestellt und fertiggestellt ist. Man muß
sich
Rechenschaft darüber ablegen, daß .in dem Augenblick, wo die
Verformung des Verbindungsstücke: beginnt und ehedie Schneidkante i5 in das Rohreingreift,
ein großer Teil des maximalen Biegewiderstandes des Verbindungsstückes zu überwinden
ist, wenn nicht der ganze Biegungswiderstand, und daß dann während die Schneidarbeit
zunimmt, die Biegearbeit für das Verbindungsstück abnimmt, bis zu dem Augenblick,
wo das Verbindungsstück das Rohr berührt und die Verbindung beendet ist und eine
plötzliche Erhöhung .des Widerstandes, sich der weiteren Bewegung entgegenstellt.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ,der Erfindung .ist die Schnei,dkante
15 durch den Schnitt der Bohrung 3o des Ringes 13 und der Manschette 1q.
mit der Radialfläche 3 I gebildet, die vorzugsweise senkrecht zur Achse der Bohrung
verläuft. Man erhält so ein ringförmiges Schneidwerkzeu:g mit einem Schnittwinkel
von 9o°. Wenn der Schnitt erfolgt, nimmt das Werkzeug, wie in Fg. 5 gezeigt, einen
Eindringwinkel zur Rohroberfläche ein, derart, daß der Grat oder Span R nicht dazu
neigt, sich von dem Rohr abzutrennen, vielmehr bestrebt ist, weiterhin ein Teil
des Rohres zu bleiben und. sich eng mit dem Anschlußorgan zu vereinigen.
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Die Fläche3i und die Schneid'kante i5 liegen hinter dem hinteren Ende
des eigentlichen Verbindungsstückes 12, @d. h. hinter der vorderen Fläche 32 des
Ringes 13 derart, daß der Körper dieses Ringes das Verbindungsstück überragt,
was das beste Mittel ist, um dessen gewünschte Ablenkung zu erreichen. Von der Lage
.der Schneidkante geben das Zentrum und dahinter in bezug auf das Verbindungsstück
hängt das. Verhältnis der der Schneidkante gegebenen Radialbewegung zu der der Schneidkante
gegebenen Längsbewegung ab, wobei beide Bewegungen ihren Ursprung in :dem von der
Mutter auf die Schulter ausgeübten Druck haben; ebenso verhält sich die Schaukel-
oder Rollbewegung der Schneid kante zu ihren anderen. Bewegungen. Wenn sich z. B.
die Schneidkante nach vorn auf Punkt 27 zu bewegte, würden ihre Roll- und Längsbewegungen
bedeutend verringert, ja sie könnten sogar aufgehoben sein.
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Aus den gewonnenen Erfahrungen ergibt sich, daß, wenn es, möglich
ist, die Lage der Schneidkante gegenüber der dargestellten bevorzugten Lage in nennenswerter
Weise fortschreitend zu ändern, und dies auf eine Weise, die unter den geeigneten
Bedindungen vorteilhaft ist, die jetzt bevorzugte Lage die durchschnittlich beste
für die größte Anzahl der Anwendungsbedingungen ist.
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Die radiale Abmessung der Fläche 3i ergibt das Maß der Tiefe und .der
Breite des an dem Rohr anzubringenden Einschnittes der Größe des. Grates R, und
wenn die Innenfläche ,des Verbindungsstückes zylindrisch ist und dieselbe Achse
besitzt wie das Verbindungsorgan C in seiner Gesamtheit (dies ist in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel der Fall), dann ergibt die radiale Abmessung der Fläche 31 auch
das :größtmögliche Maß der -Elblenkung des Verbindungsstückes sowie das Ausmaß der
Leichtigkeit, mit der man die Ablenkung erhalten kann. Sie ergibt schließlich das
Ausmaß der Bewegung des Ringes in seiner Gesamtheit. Mit anderen Worten: die Höhe
des Verbindungsstückes, die in einer festen Beziehung zu seiner Länge und Tiefe
steht, ist bei der Konstruktion des Anschlußorgans eine veränderliche Größe, die
bestimmt werden kann. Man kann sie erhöhen, um tiefere Einschnitte zu erhalten,
z. B. wenn es sich um dickwandige Rohre handelt. Man kann sie umgekehrt verringern,
um die Tiefe und Breite des Einschnittes zu begrenzen, wenn es sich darum handelt,
dünnwandige Rohre festzuspannen.
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Bei einem Verbindungsstück gegebener Höhe und Breite gibt die Länge
dieses Verbindungsstückes ebenfalls ein Maß des Gesamtweges des Ringes 13 und der
Schneidkante 15 sowie des Widerstandes, den dieses Verbindungsstück der Biegung
entgegensetzt. In ähnlicher Weise beeinflußt die Dicke des Verbindüngsstückes den
Bfegungswiderstand und beeinflußt den gesamten Bewegungscharakter des Ringes 13.
Ganz allgemein .gesprochen beeinflussen die Länge und Dicke des Verbindungsstückes
dessen Wirkungsweise etwa in, derselben Art wie das Verhältnis. von Länge und Dicke
die Verformung von Trägern beeinflußt, die ähnlichen Belastungen ausgesetzt sind.
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Bei Verwendung von Anschlußorganen, :deren verschiedene Teile zueinander
die in den Zeichnungen dargestellten und weiterhin. beschriebenen Proportionen hatten,
wurde beobachtet, daß das Verbindungsstück, nachdem es wie vorstehend beschrieben
abgelenkt worden ist, sich in einer Weise verdickt und verkürzt hat, wie -dies Fig.
5 nicht völlig zum Ausdruck zu bringen vermag. Die Verdickung erlaubt eine für Ring
und Schneidkante wünschenswerte Erhöhung der Längsbewegung und unterstützt die Ablenkung
nach dem Innern zu bei dem radialen Druck, den ;das verformte Verbindungsstück auf
das Rohr ausübt.
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Man hat ferner beobachtet, daß gelegentlich ein Verbindungsstück zum-
Bruch neigt, gerade in: dem Augenblick und an der Stelle (oder .in .der Nähe dieses
Augenblicks und dieser Stelle), die der höchsten inneren Spannung entsprechen, die
durch das Biegen oder Einschneiden hervorgerufen wird, aber dieser Bruch schadet
der Wirkungsweise der Einrichtung nicht, sofern alle ihre Elemente in ihren gegenseitigen
Lagen bei der selbsttätigen Abdichtung derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie
sich. gegenseitig tragen.
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Die Dichtheit eines abgelenkten und gebrochenen Verbindungsstückes
bleibt bestehen und das Verbimdungsstückerfüllt weiterhin die ihm zugewiesene Funktion,
wobei wie bei einer Kaltschweißung die Bruchflächen zusammenhalten Wie bereits oben
ausgeführt wurde, kommt die Mutter N zuerst am Punkt 2o in Berührung mit dem äußeren
Umkreis des Ringes 13 und erteilt, wie oben dargelegt wurde, dem Ring eine
Bewegung, .die sich aus einer Rollbewegung und einer Vorwärtsbewegung zusammensetzt.
Wenn diese kombinierte Bewegung des Ringes vor sich geht, so neigt sich: die konische
Fläche 18 des Ringes, bis sie parallel zu der konischen Schufter i9 der Mutter liegt,
und in innige Berührung mit dieser Schulter kommt, und
`dies findet
in eiizem Augenblick statt, der kurz vor dem Augenblick. liegt; in dem die Teile
die in Fi.g. 5 dargestellten Lagen einnehmen: Wenn die Flächen z8 und i9 vollständig
in Berührung miteinander sind, -wird die Rällbewegung des Ringes bedeutend eingesthränkt,
und die Ablenkung des Verhinidungsstückes i2 .ist weitgehend erfolgt, aber der in
Fig. 5 gezeigte -Zustand; wo d'as Verbindungsstück- das Rohr berührt, ist noch nicht
notwendigerweise erreicht, da, die von der Mutter herrührende, und durch -Vermittlung
.der konischen. Flächen i8- und i9 auf den Ring :übertragene Kraft, noch eine sich
auf den Ring auswirkende Längskomponente und eine- Radfälkoniponente besitzt. Alle
diese Komponenten 'erhöhen und bezwecken die Fortdauer der Anfangs-Bewegungen und
insbesondere die Bindung, das Vorschieben und -das Zusammenziehen des Ringes sowie
die Ablenkung und die Verkürzung des Verbindungsstückes, um dieses in die die Blockierung
bewirkende Zusammenhalteläge zu führen (Fig. 5).
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Man kann aus Fig. 5_ ersehen, daß in dieser Lage der von der Mutter
durch die Fläche i9 normalerweise ausgeübte ausgeübte endgültige Druck eine Schnittwirkung
auf das Rohr ausübt, durch die der Grat R 'ausgeprägt und- der Zusammenhalt des
Anschlusses. mit dem mit ihm in Berührung'befindlichen Rohr h erbeigeführt wird,
wodurch wiederum die gesämte'M.asse zusammengezogen .und das A:nsehlußorgan mit
4em Rohr über eine Zone vereinigt wird, die vor dem Einschnitt und dem Grätbeginnt
undhinter diesem endet.
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über diese hauptsächlichsten Zusammenhalte- und Abd"ichtwirkungen
hinaus sieht die Erfindung ferner vor; däß die Manschette 14, und zwar vorzugsweise
das hintere Ende dieser Manschette, unter Kraftaufwand mit der Rohrwand in Berührung
gebracht wird, und -zwar auf der ganzen Oberfläche und auf der ganzen Anpreßlänge
zwischen dem Anschlußörgäri und dem Rohr, um auf diese Weise Beschädigungen: vorzubeugen,
die ihre Ursache in Schwingungen haben, und um Zerstörungen zu vermeiden; die diese
Schwingungen an .dem Anschluß und der Verbindung hervorrufen können:; Zu .dliesem
Zweck ist am hinteren Ende der Manschette 14 eine Ab-
. chrägüng öder
konische Fläche45'vorgesehen; die einen Kegel bildet, dessen Erzeugende vorzugsweise
j üyn etwa 40° zur- Achse des Ansehltßorgans geneigt ist. Ferner ist im- Innern
des Endes der Mutter N eine Schulter oder konische Tläche 3,6 vorgesehen, -die däzti
bestimmt- ist, sich gegen die Fläche 35 zu legene'und-deren Erzeugende-einen etwas
;größeren. Winkel von etwa 45° mit der Achse ,ä-er Mutter einschleßt. Ferner- ist
vorgesehen, daß die Länge der Manschette und. die Länge- der Mutter derart gewählt
wrd',;däß, idie Flächen 35 und 36 nicht miteinander in- -Berührung kommen, ehe -die
;größere innere Schulter rg ihrerseits an de in Punkt 2o in Berührung mit" dem Ring
ist .und eine Bewegung dieses Ringes herbeigeführt hat. Die anfängliche Rollbewegung
und dje Anfängsbewegun.g des Ringes führen zu einer Aufweitung bzw. Bombierung der
Manschette 14. hach außen; und diese Anfangsbewegung --der Mans.ehette soll nicht
verringert =werden. Anschließend soll, wenn die anderen Bewegungen des Ringes sich
vollziehen .und wenn, die Schneid kante in Berührung mit dem Rohr. kommt und sich
in das Rohr einsenkt, die Fläche 36 .in Berührung mit der Fläche 35 kommen, so däß
das hintere Ende.der Manschette zusammengezogen wird ohne die Nei,güng.der Manschette,
sich in der Nähe des, Ringes aufzuweiten, aufzuheben. Nachdem die Flächen 35. und
36 miteinander in Berührung gekommen sind und einerseits zur Bombierung der Manschette,
andererseits zur Zusammenziehung ihres hinteren Endes .geführt haben, bewirkt die
Längsbewegung des Anschluß-Organs nach vorn, in seiner Gesamtheit betrachtet, eine
Reaktion sowohl in der Manschette wie in dem Ring. Wenn die Verbindung vollendet
ist, befindet sich die Manschette 14 in ihrer bevorzugten Form, nämlich in einem
Zustand der Bombierung und' Zusammenziehung: ihr hinteres Ende bildet einen Keil
zwischen dem Rohrund der hinteren Bohrung der Mutter, was zur Folge hat, daß die
Mutter gegen jede Drehung oder gegen jede Lockerung aus Versehen blockiert ist.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde, wird das Wi.derlager ro während der
Maßnahmen, die -das Ziel verfolgen, die Verbindung herzustellen und die Abdichtung
zu sichern, derart verschoben, daß es sich unter Herbeiführung eines flüssigkeitsdichten
Kontaktes gegen die Fläche 22 des Körpers B des Anschlußorgans legt: Der Druck,
mit dem das Widerlager mit dem besagten Körper in Berührung gebracht wird, ist gewöhnlich
so, daß er eine angemessene Abdichtung liefert; wenn die zusammenwirkenden Flächen
22 und. 23 im wesentlichen glatt und plan sind und beide senkrecht zur Achse des
Anschlusses liegen, wie es, sich bei Lieferung eines gut passenden Verbindungsstückes
versteht.
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Wie man weiterhin sehen wird, ist das Anschlußorgan härter als das
Rohr und häufig sogar härter als der -Körper B des Anschlusses. Daraus folgt, daß
ringförmige Spuren, die durch ein Werkzeug auf der Fläche 23 des Widerlagers zurückgelassen
werden, in nie weichere Oberfläche 22 des besagten Körpers B; wenn auch nur inmikroskopischem
Ausmaße, eindringen, und so die zwischen diesen Flächen gebildete Flüssigkeitsab,dichüun!gerhöhen.
In ähnlicher Art hat man festgestellt, daß es vorteilhaft ist; einen unabhängigen
mäßig tiefen Anleger, der vorzugsweise keine radialen Verbindungen aufweist, aber
radiale Komponenten liefert, zu rändeln und ihn auf die Fläche 23 des Widerlagers
zu legen.-Dieser Anleger hat dann .das Bestreben, sich in die Fläche 22 des Anschlußkörpers
einzudrücken,- die Abdichtung zu erhöhen und ferner jede Drehung des Widerlagers
gegenüber dem Körper B zu verhindern; wenn der Kontakt zwischen der Mutter und dem
Ring dazu neigen sollte, Idas Anschlu'ßorgan und das Rohr infolge der Berührung
zwischen diesem Organ und dem Rohr zu drehen.
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Jedenfalls, und besonders wenn es sich um große Dimensionen und hartes
Material handelt, ist es vorteilhaft, .eine. kleine ringförmige Schneidkänte 40
auszubilden, deren Querschnitt die Form eines mit seiner Spitze nach vorn gerichteten
V, hat. Die Schneidkante schneidet sich indie Fläche 22 ein und
dringt
in diese Fläche ein, und/oder sie plattet sich etwas an .dieser Fläche ah, wie dies
bei 40a in Fig. 5 gezeigt ist. In allen Fällen liefert sie eine ringförmige Fläche,
längs der sich ein :einheitlicher erhöhter Druck auswirkt, und sie ergibt eine absolute
Abdichtung, ohne die Masse des Anschlußkörpers 13 nennenswert zu verringern.
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Es ist übrigens vorzuziehen, daß die Schneidkante tatsächlich, wenn
auch nur in geringem Maße, in die Fläche des Körpers 22 einschneidet, um das Widerlag-er
entgegen seiner eigenen Neigung, sich in radialer Richtung auszudehnen, festzulegen
und um den festen Sitz und die Zentrierung des Widerlagers gegenüber den Gewindegängen
des Anschlußkörpers sowie gegenüber seiner Achse festzulegen, falls die Achse der
Gewindegänge nicht mit der Achse des Körpers zusammenfällt.
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Die Ausnehmung i i, im inneren hinteren Teil des Widerlagers, weist
eine Bohrung 4i auf, deren Achse vorzugsweise mit derjenigen der Bohrung
30 zusammenfällt. Sie weist außerdem eine Schulter oder konische Fläche 42
auf, .die nach hinten geneigt ist und an :der das Rohrende anliegt. Der entsprechende
Konus der Fläche 42 ist vorzugsweise nahezu flach, aber er ist bestrebt, das. Rohrende
nach außen auf zuweiten, dadurch die andere Oberfläche des Rohres in Berührung mit
der Bohrung 41 bringend, wenn das Rohr durch die Schneidkante leicht verschoben
oder nach vorn gestoßen wird. Mit anderen Worten, während der Ring und das Verbindungsstück
den Vorgängen unterworfen werden, die vorstehend beschrieben wurden, neigt das Rohr
wenn es nach vorn, d. h. nach links in der Zeichnung, gestoßen wird, und wenn es
unter dem Einfluß des Verbindungsstückes und der Schneidkante leicht zusammengezogen
wird, sich an der Außenseite seines Endes aufzuweiten. Es ist vorteilhaft, diese
Neigung zu begrenzen und daraus insofern Vorteil zu ziehen, als man einen befriedigenden
Kontakt zwischen dem Ende des Rohres und der Ausnehmung i i und im besonderen der
Bohrung 41 der besagten Ausnehmung erhält.
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Es ist festgestellt worden, :daß die Ausnehmun:g i i und die konische
Fläche 42 erhöhte Vorteile bieten, wenn es sich um dünnwandige Rohre und besonders
um Rohre großen Durchmessershandelt, im Gegensatz zu ziemlich dickwandigen Rohren
oder Rohren kleinen Durchmessers, welche besser den beim Herstellen der Verbind'un.g
an .dem Rohrende auftretenden Auftreibungs- oder Zusammenzieliungskräft:en widerstehen.
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Wie die Zeichnung zeigt und wie auch die vorliegende Beschreibung
ergibt, ist das Widerlager ein Ring, dessen Masse und dessen Widerstand so beschaffen
sind, daß es, verglichen mit dem Verbindungsstück i2, nicht nachgeben kann. Das
Verbindungsstück hat dagegen alle Qualitäten der gewünschten Geschmeidigkeit. Es
ergibt sich daraus, daß der Teil io, nämlich das Widerlager, auch als Widerlager
für das Verbindungsstück wirkt. Es legt .das vordere Ende dieses Verbindungsstückes
gegen jegliche nennenswerte Längs- .oder Radialbewegung fest und hat eine relative
Masse und einen relativen Widerstand, die ihm gestatten, in seiner Gesamtheit allen
Kräften zu widerstehen, die bei einer Aus-,veitung oder Zusammenziehung zur Wirkung
.kommen. Obgleich in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Abdichtungsfläche
23 des Wi:derlagers normal zur Achse des Anschlusses und parallel zur Fläche 22
des Ansatzendes des Anschlußkörpers dargestellt ist, darf nicht die Möglichkeit
außer Acht :gelassen werden, den Flächen22 und 23- eine mehr oder wenige konische
oder sphärische Form zu geben, oder andere sich einander ergänzende Formen.
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Die Flächen 22 und 23 können auch Formen besit:ken, die sich nicht
gegenseitig ergänzen. Wichtig ist, daß diese Flächen durch ihre Zusammenarbeit eine
Abdichtung für Flüssigkeiten bilden und daß zwischen. ihnen eine mechanische Verbindung
zustande kommt, die weder unverträglich ist mit der Notwendigkeit sie .gegeneinander
zu bewegen, noch mit den praktischen Qualitäten, die der Erfindungsgegenstan.d besitzen
muß (s. z. B. Fig.7). Obgleich es vorzuziehen ist, daß das Widerlager und/oder das
unbewegliche Ende des Verbindungsstückes am äußeren Ende des Ansch.lußkörpers liegen,
so daß der Anschluß in zahlreichen Formen die ihm eigene Kompaktheit besitzt, kann
der Anschlußkörper auch eine Ausnehmung aufweisen, :die dazu dient, das gesamte
Widerlager oder einen Teil des Widerlagers und/oder das vordere Ende des Verbindungsstückes
sowie das Ende des Rohres aufzunehmen.
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Die für die Herstellung :des Ansch.lußorgalls verwendbaren Werkstoffe
sind sehr verschieden. Die Wahl dieser Werkstoffe hängt einesteils von dem Material
des anzuschließenden Rohres und andererseits von den Werkstoffen ab, aus .denen
die Mutter und .der Anschlußkörper bestellen. Wenn man z. B. Aluminiumrohre verwendet,
kann das Anschlußorgan aus Duraluminiurn oder einer anderen Aluminiumlegierung bestehen,
die eine größere Härte besitzt als das anzuschließende Rohr, und zwar geschieht
dies, um die Schneidetätigkeit der Schneidkante 15 im Rohr zu erleichtern.
Das Anschlußorgan mu13 auch vorzugsweise eine größere Härte besitzen als der Anschlußkörp.er,
um das Anschmiegen des Widerlagers an den Anschlußkörper und/oder das Eindringen
.der Kante 40 in diesen Körper zu begünstigen. Wenn es sich um Rohre aus Kupfer
oder um Anschlußkörper aus Messing oder Stahl .handelt, ist die Verwendung .eines
Anschlußorgans aus Stahl vorzuziehen, dessen Härte natürlich höher sein muß als
die Härte des Rohres. Bei Stahlrohren ist ein leicht herzustellendes Anschlußorgan
entsprechender Härte zu bevorzugen, das nach seiner Herstellung einer leichten Oberflächenhärtung,
beispielsweise durch eine Cyanisierung oder eine Karbonitrierung in :einer Tiefe
von etwa 0,025 bis,o,o5o mm unterworfen wird. Man hat festgestellt, daß diese leichte
Oberflächenhärtung für die Schneide- und Abdichtarbeiten weitaus genügt und daß
sie die Geschmeidigkeit des Verbindungsstückes und der Manschette nicht vermindert.
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Bei Verwendung von nichtrostendem Stahl ist es angebracht, als Material
für das Anschlußorgan
einen leicht zu verarbeitenden Stahl zu verwenden
und alsdann .die Schneidkante über eine .größere Tiefe zu härten und ihr einen größeren
Härtegrad zu geben, als .dies in den anderen Fällen wünschenswert ist, wobei unter
:allen Umständen die Härtung des Verbindungsstückes und mehr oder weniger die Härtung
des Restes des Schneideorgans vermieden wird. Dies alles vollzieht sich mit ,den
üblichen technischen Mitteln. Diese Mittel können z. B. darin bestehen, daß man
das gesamte Anschlußorgan mit einer leichten Kupferauflage versieht und dann in
der Nähe der Schneidkanten 15 und q.o diese Auflage entfernt, ehe man das
Anschlußorgan einer Zementierung unterwirft; was -zur Folge hat, daß diese Oberflächenbehandlung
nur auf die Schneidkante oder Schneidkanten einwirkt.
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Um das Verständnis und die praktische Anwendung der Erfindung zu erleichtern
wird nachstehend ein Beispiel mit den Abmessungen und .den Propertionen des Anschlußorgans
gemäß der Erfindung gegeben.
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Für Rohre mit einem Außendurchmesser von ?/2 Zoll (etwa z2 mm) sind
die Bohrungen 1q. und .¢i nur um soviel größer als 12, mm, daß den handelsüblichen
Toleranzen des Rohres und des Anschlußorgans Rechnung getragen wird und dies derart,
@daß die Einpassung .des Rohres in das Organ eine gleitende ist. Der Durchmesser
der inneren Bohrung des Widerlagers entspricht annähernd dem inneren Durchmesser
des Rohres, und der äußere Durchmesser des Widerlagers .und :des Ringes beträgt
ungefähr 17 mm. Das Wid'erlager ro hat eine Länge von ungefähr z,8 bis 2;o
mm. Die Länge ,des Verbindungsstückes, gemessen auf seiner äußeren Fläche, beträgt
.etwa 2,8 mm, und die Länge; zwischen .dem Widerlager und der Fläche 31, die eine
der die S chneidkante bestimmenden Flächen darstellt, beträgt etwa 3,2 mm. Die radiale
Tiefe der Fläche 3 z, d. h. die Höhe des Verbindungsstückes über der Bohrung ist
ungefähr o,8 mm. Die Dicke des Verbindungsstückes ist etwa 0,4 bis o,5 mm und' die
Tiefe des Halses über dem Verbindungsstück zwischen den Flächendes Ringes und,des
Widerlagers beträgt etwa z mm.
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Die äußere zylindrische Fläche des Ringes hat eine Länge von etwa
o,8 mm und die Manschette 1q. erstreckt sich vorzugsweise über eine Länge von ungefähr
6;3 mm hinter dem Ring. Sie hat eine Dicke von etwa o,63 mm. Obgleich die Fig. q.
,der Zeichnung nicht genau maßstäblich:st, hat man sich. doch bemüht, sie so zu
gestalten, daß sie den obengenannten Abmessungen und Proportionen entspricht. Bei
Rohren mit größeren oder kleineren Abmessungen hat die Erfahrung ;gezeigt, @daß
alle .oben angegebenen Abmessungen nicht geändert zu werden brauchen bzw. nicht
notwendigerweise proportional gei ändert werden müssen, um in der Praxis .die besten
Resultate zu ergeben.
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Wenn man z. B. ein Anschlußorgan für ein Rohr von-25 mm Außendurchmesser
(etwa i Zoll) vorsehen will, können die Abmessungen für die Bohrungen und äußeren
Durchmesser es Ringes und des Widerlagers ohne Nachteil gegenüber Rohren von 1/2
Zoll (z2 mm) verdoppelt und die Gesamtlänge mäßig -erhöht werden. Diesen Vergrößerungen
entsprechen dann auch die Längenmaße des Widerlagers, des Ringes und der Manschette;
aber die Länge und Dicke,des Verbindungsstückes und seine Entfernung vom Rohr können
so beibehalten werden wie im Falle des Rohres von 1/z Zoll (i2 mm), obgleich .der
mittlere Durchmesser des Verbindungsstückes nahezu verdoppelt ist, wenn man ihn
vergleicht mit demjenigen des Anschlußorgans für ein 1/2zölliges (z2 mm) Rohr.
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Es hat sich erwiesen, daß es praktisch und wirtschaftlich ist, .die
abgeänderte Erfindungsform,der Fig.6 zu benutzen. Diese Ausführungsform entspricht
der bevorzugten Form bis auf den Unterschied, daß der innere Teil des Widerlagers,
-der sich im Innern der zylindrischen Fläche des Verbindungsstückes befindet, Weggelassen
ist. Man unterdrückt -damit also die Bremswirkung .durch das Widerlager unterhalb
.des Verbindungsstückes und hat die Möglichkeit, die maschinelle Bearbeitung der
inneren Flächen des Anschlußörgans bei Ausführung der Hauptbohrung 30 zu
begrenzen und die Fläche 3 1 durch eine Einfräsung43 zu bilden.
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Die Wirkungsweise .des abgeänderten Anschlußorgans ist genau dieselbe
wie diejenige, .die für die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben
worden ist. Gleichwohl ist festzustellen, daß das Ende des Rohres unmittelbar auf
der Stirnfläche des Anschlußkörpers anliegt, wodurch jede Längsbewegung dieses Endes
verhindert wird. Die Abdichtung zwischen dem Widerlager und dem. Ende des Anschlußkörpers
vollzieht sich .in der vorbeschriebenen Weise. Die anderen Funktionen der verschiedenen
Organe und Teile des Anschlusses sind im wesentlichen dieselben wie die vorher beschriebenen.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Festlegung des Widerlagers durch
die Rippe 40, die in die Fläche des Anschlußkörpers einschneidet, das Hauptmoment,
rdenn hierdurch wird die Placierung des Widerlagers erleichtert.
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Es muß noch eine andere Ausführungsform Erwähnung finden, die gegenüber
der einen. oder der anderen der vorerwähnten Ausführungsformen der Erfindung in,der
Weglassung der Manschette 1q. besteht. Diese Weglassung verkleinert nicht nennenswert
die Vorteile der Erfindung in den Fällen, in denen etwaige Schwingungen und andere
besondere Betriebsbedingungen kein. kritisches Ausmaß erreichen.
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Im umgekehrten Sinne :kann man bei den Ausführungsformen der Erfindung,
die nachstehend beschrieben werden, und bei denen eine Manschette nicht vorgesehen
ist, eine solche vorsehen, wenn man die Vorteile einer solchen Manschette wahrnehmen
will.
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Fg.7 zeigt die Art der Verwendung des Anschlußorgans in dem Fall eines
Standardansch.lußkörpers, der eine konische Stirnfläche 46 aufweist, gegen die sich
-der vordere innere Keil oder Grat 47 des Widerlagers des Anschlußorgans C legt.
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Dieser Grat schneidet; wenn .die Teile in der vorbeschriebenen Weise
verwendet werden, seinen Sitz
selbst ein und schafft so eine Abdichtung
gegen Flüssigkeiten. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft,
wenn der Keil q.7 härter ist als der Anschlußkörper und wenn seine Härte eine .derart
außergewöhnliche ist, daß er sich in den Anschlußkörper einen Sitz einschneidet,
der in diesem Körpereine betriebssichere Abdichtung bewirkt.
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In Fig. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der das Anschlußorgan Kin Verbindung mit dem gleichen Anschlußkörper
B und mit einer Schraubenmutter N' in abgeänderter Form benutzt wird,
die sich von .der Mutter N dadurch unterscheidet, .daß sie keine hintere Verlängerung
benötigt, aber mit ihrer Schulter i9 das hintere Ende des Anschlußoreans umfaßt.
Das anzuschließende Rohr T entspricht dem vorerwähnten Rohr T, und soll mit dem
Innern des Anschlußorgans K durch dieses und zu dem gleichen Zweck verspannt werden.
Das Anschlußorgan K ,in seiner Gesamtheit weist die allgemeinen Proportionen des
Organs C" auf und wirkt in der gleichen Weise; aber es besteht aus zwei Teilen.
Es umfaßt einen äußeren vorderen Teil 5o, der an seinem vorderen Ende ein Widerlager
51 aufweist, das dem vorher beschriebenen Widerlager entspricht, und ferner ein
Verbindungsstück 52, das -dem oben beschriebenen Verbindungsstück 12 entspricht.
Es umfaßt schließlich einen Ring 53 mit einer konischen hinteren, eine Schulter
18 bildenden Fläche. Dieser Ring entspricht dem oben beschriebenen Ring 13, weist
aber weder eine Schneidkante noch eine Manschette auf.
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Der zweite Teil des An:schlußorgans K umfaßt ein Element 55 in Form
einer Manschette, die an ihrer vorderen inneren Kante mit einer Schneidkante 56,
und ferner mit einem radialen Halsstück 57 geringer Höhe versehen ist. Der äußere
Durchmesser des Halsstückes ist gleich,dem inneren Durchmesser des Widerlagers und
des Verbindungsstückes, aber er ist größer als .der Mindestbohrunesdurchmesser 58
des Ringes 53. Es ergibt sich hieraus, daß man das Stück 55 in das Stück 5o von
vorn nach hinten, d. h. von links nach rechts in der Zeichnung, einführen kann.
Das Stück 5o kann also keinerlei Bewegung nach -links gegenüber dem Stück 55 ausführen.
Der äußere Durchmesser des Stückes 55 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser
der Bohrung 58. Der Einsatz erfolgt vorzugsweise mit leichter Reibung. Das Stück
55 umfaßt einen vollständigen Ring, der mit starker Reibung in das Stück 5o eingesetzt
ist, jedoch ist vorzuziehen, d@aß das Stück 55 die Form eines gespaltenen Ringes
besitzt, dessen Enden in der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ruhelage einen mehr oder
weniger großen. Abstand voneinander haben, der in Big. 9 durch das Bezugszeichen
59 bezeichnet ist.
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Die Stauchung und Ablenkung des Verbindungsstückes 52 erfolgen wie
in Fig. 5 dargestellt und in Verbindung mit Fig.5 beschrieben und sichern eine von
der Manschette 55 unabhängige Flüssigkeitsabdichtung.
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Wenn die Manschette 55 beim Zusammenziehen ihres vorderen Endes den
Zwischenraum 59 .in der Nähe der Schneidkante 56 nicht vollständig geschlossen hat,
wird .der Anschluß in der Form der vorliegenden Erfindung flüssigkeitsdicht infolge
der Abdichtung, die durch -das Verbindungsstück 52 gesichert -ist, und die Manschette
wird mechanisch gehalten durch die Tätigkeit der Schneidkante 56, die derjenigen
der Schneidkante 15 (Fis. q. und 5) entspricht.
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Es ist daher vorteilhaft, wenn die Umfangslänge der Manschette 55
geringer ist als die äußere Umfangslänge des Rohres T, .derart, daß der Zwischenraum
niemals hinter der Schneidkante geschlossen ist. Es folgt hieraus in der Tat, daß
die Manschette auf ihrer ganzen Länge das Rohr mit leichtem Druck umfaßt und festspannt.
Das Maximum dieser Spannung und Wirksamkeit herrscht in der Nähe der Schneidkante.
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Es st ferner vorteilhaft, daß das vordere, die Schneidkante der Manschette
55 tragende Ende in einer Ebene biegt, die genau senkrecht zur Manschettenachse
steht, aber daß das hintere Ende der Manschette mehr oder minder abgeschrägt ist,
wie dies das Bezugszeichen 6o zeigt. Die Abschrägung ist dazu bestimmt, zur Abschwächung
der Schwingungen der Manschette beizutragen.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Anschlußorgan K aus den beiden
Teilen 5o und 55 besteht. Das Stück 5o kann aus einem ziemlich weichen und dehnbaren
Werkstoff bestehen, der in dem das Verbindungsstück bildenden Teil alle wünschenswerten
Verformbarkeitseigenschaften aufweist, wodurch die Stauchung des Verbindungsstückes
nach innen und das Umspannen des Rohres sowie die Einpressung des Grates in das
Verbindungsstück erleichtert werden.
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Andererseits kann man das Stück 55 separat härten und ihm so die Eigenschaften
erteilen, die für seine Schnittkante 56, die sehr hart sein muß, die günstigsten
sind. Das Stück 55 kann auch, wenn es geschlitzt ist, eine Elastizität haben, die
ihm erlaubt, sich vor seiner endgültigen Verwendung in Berührung mit dem Stück 5o
zu halten. Schließlich bietet die zweistückige Bauweise auch Bearbeitungsersparnisse.
Das Stück 50 kann im Automaten hergestellt werden und es bedarf keiner maschinellen
Nacharbeiten. Wenn das Stück 55 geschlitzt ist, kann man es durch Zusammenrollen
eines verhältnismäßig dünnen Bleches herstellen, das man vor dem Zusammenbau mit
dem Stück 5o härtet.
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Fig. io zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die die
Möglichkeit der Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer Flanschverbindurng veranschaulicht.
Die Figur zeigt zusätzlich-den Wert, den die Erfindung in allen ihren Formen bei
dieser Art von Verbindungen hat.
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Es handelt sich hier darum, das Rohr T an einen Hahnkörper V anzuschließen,
.der einen üblichen Flansch F mit einer Öffnung besitzt. Der Flansch B kann eine
flache Stirnfläche65a.haben, die der Fläche 22 des oben beschriebenen Anschlußkörpers
22 entspricht und gegen die sich, um eine Abdichtung zu sichern, das Widerlager
iod des Anschlußorgans i
legt, wobei die Fläche 65 des Flansches
mit der vorderen Fläche 66 des Anschlußorgans in Beruh= rung kommt. Das Widerlager
ioa entspricht dem Widerlager ro.des-oben beschriebenen Organs C und wirkt wie dieses.
Das Anschlußorgan E umfaßt ebenfalls einen das Verbindungsstück bildenden Teil ,2a,
der dem bereits beschriebenen; Verbindungsstuck z2 entspricht. Es umfaßt ferner
einen einen Ring 67 bildenden Teil, der dem Ring 13 entspricht, jedoch mit dem Unterschied"daß
die konische äußere hintere Fläche 18a und der innere Teil des Ringes mit seiner
Schneidkante 68 zu einem ringförmigen Sonderteil 7ö gehören, den man; für sich härten
kann und dem man solche Abmessungen geben kann, daß er unter Kraftanwendung in den
den Ring bildenden Teil einpaßt, der einstückig mit dem Verbindungsstück ausgebildet
ist. .Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sowie bei der zuletzt beschriebenen
können .das das Widerlager bildende Stück, das Verbindungsstück und der den einstückig
mit .dem VerbinJungsstück ausgebildeten Ring darstellende Teil ein Stanzstück sein.
Man kann es aus einem leicht zu bearbeitenden Werkstoff herstellen, der die für
die Verbindung wünschenswerte Geschmeidigkeit besitzt,- während man für den Teil
70 einen Werkstoff verwenden kann, der leicht und schnellgehärtet werden
kann.
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Der Teil 7o kann gesondert ,gehärtet und dann, wie in Fig. io dargestellt,
in das ihm zugeordnete Stück eingesetzt werden. Der Teil 7o arbeitet dann mit den
anderen Teilen des Organs E genau so zusammen, .als sei er ein integrierender Bestandteil
dieses Organs, so wie dies bei den Fig. q. und 5 beschrieben worden ist.
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Das Stück 7o besitzt eine äußere hintere konische Fläche iSa, welche
der Fläche 18 entspricht, und eine hintere Schulter 2oa, die der Schulter 20 entspricht.
Diese Fläche und diese Schulter wirken mit der Schulter 19a zusammen, die der Fläche
i9 entspricht; aber in dem ringförmigen Flansch 71 ausgebildet ist, -der nach dem
FlanschF hin mittels einer Anzahl passender Bolzen 72, auf denen Schraubenmuttern
73 sitzen, gezogen wird. Diese Bolzen gestatten, den Flansch 71 nach vorn zu bewegen,
und die erhaltenen Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen, wie wenn man die
S chraubenmuttern N und N' in der vorher angegebenen Weise anzieht.
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Fi,g.-i i zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer glatten. Verbindung
von zwei Rohren. Die Anschlußorgane I und J', die den Anschlußorganen C und R entsprechen,
liegen aneinander an und sichern durch ihre Berührung die Abdichtung: Jedes der
Anschlußorgane spannt für sich das ihm zugeordnete Rohr T oder T' fest; und zwar
in der bereits beschriebenen Weise, wenn die mit Gewinden versehenen Organe 75 und
76 gegeneinander gezogen werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung entspricht
jedes der Organe 75 und 76 hinsichtlich seiner Wirkung der Schraubenmutter N, die
auf .das ihr zugeordnete Anschlußorgan einwirkt.
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In Fig. 12 bis 15 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung in
Abarten .dargestellt. Bei dieser Ausführungsf¢rm ist. der Teil des Anschlüßorgans,
der das Widerlager bildet, weggelassen und, das vordere Ende des Verbindungsstückes
ist direkt an dem Anschfußkörper verankert, derart, daß dieser Körper als Widerläger
für das Verbindungsstück dient.
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Die Arbeitsgänge während des Festspannens des Rohres und der Bildung
der Verbindung sowie die erzielten Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen
wie die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge und Ergebnisse. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 12 und 13 entspricht der Körper B" dem Körper B des oben beschriebenen
Beispiels mit dem Unterschied, daß seine hintere Fläche 77, die übrigens der Fläche
22 des Körpers B entspricht, leicht ausgespart ist (s. Bezugszeichen78), so daß
sie eine ringförmige zylindrische Schulter 79 geringer Höhe und eine konische
Fläche starker Neigung bildet. Diese Fläche entspricht im wesentlichen mit Ausnahme
:der radialen Abmessungen der Fläche 42 der Aussparung i i, und die Schulter hat
einen inneren Durchmesser, der dem äußeren Durchmesser des Verbindungsstückes 8i
des Anschlußorgans K entspricht. Sie nimmt mit leichter Reibung das Ende ,der Verbindungsstücke
auf und verhindert jede Radialbewegung dieses Endes. Das vordere Ende des Verbindungsstückes
81 liegt in der Längsrichtung an der konischen Fläche 78 an und wird in radialer
Richtung nach außen gedrückt, wenn es durch Druck nach vorn bewegt wird. Es kommt
dann in innige Berührung mit den konischen und zylindrischen Flächen, die den ringförmigen
Keil bilden, der der Aussparung 78 entspricht und wird so flüssigkeitsabdichtend
verankert, wie dies Fig. 12 und besonders Fig. 13 zeigen.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungsstück
81 allgemein etwas länger und dicker als bei den als bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen.
Aber es erstreckt sich über das gleiche Stück der Rohroberfläche T: Es weicht aus
und umschließt den Grat R und,das Rohr im wesentlichen in der bereits beschriebenen
Weise, wenn. man die Schraubenmutter N" gegen den Anschlußkörper zieht, und sein-
Teil 82, der den Ring des Anschlußorgans K (Fig. 12 und 13) bildet, führt Roll-
und Vorwärtsbewegungen aus. Wenn das Verbindungsstück. gemäß dieser Form der Erfindung
etwas länger ist, so folgt daraus, daß die Schneidkante 83 etwas weiter entfernt
von dem vorderen Ende des Rohres liegt, so daß die Gesamtheit des Kontraktionsdruckes
auf -das Rohr hinreichend weit von dessen Ende ausgeübt wird, damit ldieses mit
dem Anschlußkörper in Berührung befindliche Ende sich nicht drehen kann.
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Es ist dennoch vorteilhaft, die Länge des Verbindungsstückes so zu
begrenzen"daß sich kein wesentlicher Teil von ihm nach außen krümmt, wie dies z:
B. beim Bersten einer Säule .der Fall ist, was schädlich auf die erwünschte Ablenkung
des hinteren Teiles des Verbindungsstückes nach innen in der Nähe des -den Ring
bildenden Teiles des Arnschlußorgans wirken würde. Aus ähnlichen Gründen versucht
die Anlage ,des Rohremdes an der konischen Fläche 78, die sich-nach außen erweitert,
das Bestreben
dieses Endes zu kompensieren, sich einzudrücken,
und begünstigt eine schwache Ausweitung nach außen, wie dies Fig. 13 zeigt.
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Der den Ring bildende Teil 82 mit seiner Schneidkante 83, entspricht
im wesentlichen den bereits beschriebenen ringbildenden Teilen. Er kann eine Manschette
mit einem nicht dargestellten einstückigen oder nicht einstückigen Schwanz umfassen,
wie das bei der einen oder der anderen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
.der Fall ist. In allen Fällen wirkt der Teil 82 mit der Mutter zusammen
und wirkt auf das Verbindungsstück und auf die Schneidkante in ähnlicher oder in
derselben Weise ein, wie dies vorstehend unter Hervorhebung der charakteristischen
Gesichtspunkte der Erfindung (s. Fig. 13) beschrieben worden ist.
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Es ist dies die Form der Erfindung, die den geringsten Aufwand in
der Herstellung des Anschlußorgans verlangt. Sie liefert dennoch einen vollkommen
dichten Anschluß. Um eine befriedigende Verankerung des -Verbindungsstückes bei
Anschlüssen der gebräuchlichsten Abmessungen zu erhalten, genügt es, wenn die Schulter
79 eine Höhe zwischen 0,4 und o,8 mm hat.
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Die in Fig. 14 und 15 veranschaulichte Variante dieser Ausführungsform
der Erfindung kann als übereinstimmend mit der Ausführungsforrn gemäß Fig. 12 und
13 betrachtet werden mit dem Unterschied, daß das vordere Ende des VerbindungsstÜckes
84 des Anschlußorgans K eine zugespitzte Schneide 85 besitzt, die sich in die Fläche
22 des Körpers B einschneiden oder einkerben kann, wie dies bei 86 in Fig. 15 ersichtlich
ist. Auf diese Weise verankert sich das vordere Ende des Verbindungsstückes selbst
während der Herstellung- der Verbindung. Den Kanten 83 und 85 wird vorzugsweise
eine größere Härtegegeben als dem Anschlußkörper und dem Rohr. Man verwendet ferner
vorzugsweise diese Form der Erfindung bei Körpern B, die im Vergleich zur Schneidkante
85 aus einem weichen Werkstoff bestehen, um so die Selbstverankerung des Verbindungsstückes
zu erleichtern und letzteres daran zu hindern., eine wesentliche und/oder schädliche
radiale Ausdehnungsbewegung während der Herstellung der Verbindung auszuführen.
Die Härte der Schneide 85 und ihres Nachbargebietes erhöht in günstigem Sinne den
Widerstand und verhindert ein unerwünschtes Zerdrücken oder Deformieren und endlich
jede Verschlechterung der Verankerung zwischen dem vorderen Ende des Verbindungsstückes
und dem Anschlußkörper. Das Einschneiden oder Einkerben der Kante 22 des Anschlußkörpers
durch die Schneide 85 sichert oder verstärkt ebenfalls eine flüssigkeitssichere
Abdichtung zwischen dem Ende des Verbindungsstückes und dem Anschlußkörper und liefert
Abstützpunkte, die .die gewünschte Ablenkung des mittleren Teiles des Verbindungsstückes
erleichtern.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, es lassen sich vielmehr zahlreiche
Änderungen in der Ausbildung und Anordnung des dargestellten und beschriebenen Anschlusses
vornehmen, ohne daß man sich von dem Wesen der Erfindung entfernt.