DE9320306U1 - Schraubverbindung für Rohre - Google Patents

Description

Die Verbindung betrifft eine Schraubverbindung für das abgedichtete Verbinden eines Rohres, mit einem Stutzen, einem als Klemm-\oder Schneidring ausgebildeten Halteelement, einer Überwurfmutter und einem Dichtungsring, wobei das Halteelement mit einer ersten kegeligen Außenfläche in einer ausgehend von einer Stirnfläche des Stutzens sich verjüngenden kegeligen Bohrung einsitzt, an welche sich eine erste zylindrische Bohrung und daran sich eine im Durchmesser verringerte zweite zylindrische Bohrung anschließt, das Halteelement eine zur ersten kegeligen Außenfläche entgegengerichtet verlaufende zweite kegelige Außenfläche und eine Bohrung aufweist, in der das Rohr mit seiner Außenfläche aufgenommen ist, wobei ferner die Überwurfmutter auf den Stutzen aufschraubbar ist und mit einer Stützfläche die zweite kegelige Außenfläche des Halteelementes beaufschlagt und wobei ferner der Dichtungsring zwischen der in den Stutzen hineinragenden Stirnfläche des Rohres und der zwischen dessen ersten zylindrischen Bohrung und dessen zweiter zylindrischen Bohrung gebildeten Anschlagfläche angeordnet ist.

Eine solche Schraubverbindung ist in der DE-AS 22 23 417 beschrieben. Zwischen der Stufenfläche der beiden zylindrischen Bohrungen des Stutzens und der Stirnfläche des Rohres ist eine Dichtungsanordnung, bestehend aus einem Dichtungsring und einem Winkelstützring, vorhanden. Diese Anordnung ist nur für solche

Schraubverbindungen geeignet, bei denen das Rohr nicht gegen einen festen Anschlag für das Anziehen der Verbindung abgestützt zu werden braucht. Bei Klemmringverschraubungen legt das Rohr zusammen mit dem Halteelement beim Anziehen der Überwurfmutter einen definierten Weg zurück. Ein Teil des Weges soll durch eine Verformung des WinkeIstut&zgr;ringes aufgenommen werden.

Bei Einsatz einer solchen Dichtungsanordnung in Schraubverbindungen, deren Halteelement als Schneidring ausgebildet ist, welcher beim Anzug eine Relativbewegung zum Rohr ausführt und das Rohr abgestützt werden muß, besteht die Gefahr, daß eine solche Dichtung überbeansprucht wird. Dies wird noch dadurch verstärkt, daß der Druck des zu führenden Mediums zusätzlich auf die Dichtung und damit das Rohr in axialer Richtung einwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung mit einem Dichtungsring zwischen Stutzen und Rohr zu schaffen, welche eine verbesserte Abdichtung auch für den Einsatz zusammen mit Schneidringen als Halteelementen bietet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Dichtungsring einen Kerri und eine darauf aufgebrachte, mit der Stirnfläche des Rohres und der Anschlagfläche des Stutzens im montierten Zustand in Anlage befindliche und eine Dichtwirkung erzeugende Beschichtung aufweist.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß der Dichtungsring
auch hohen axialen Kräften unterworfen werden kann, ohne daß dies nachteilig auf die Dichtwirkung ist. Die Beschichtung braucht nur so stark ausgeführt zu sein, daß die üblicherweise auftretenden Toleranzen hinsichtlich der Ebenheit, Rauhigkeit und Winkligkeit der Stirnfläche des Rohres ausgeglichen werden. Durch die Verbindung mit dem stabilen Kern wird ein Fließen von Dichtungsmaterial oder auch ein Ablösen desselben und damit ein Mitreißen desselben durch das in dem Rohr und der Schraubverbindung geführten Mediums verhindert.

Vorzugsweise ist der Kern des Dichtungsringes aus Metall, insbesondere aus Stahl, Federstahl, Edelstahl oder Kunststoff hergestellt. Für die Beschichtung ist vorgesehen, daß die Beschichtung (25) aus Gummi, Acrynitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Fluor-Kautschuk (FPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyory- methylen (POM), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Lack besteht.

Um die Festigkeit der Beschichtung noch zu erhöhen, kann diese einen Anteil aus Glas- und/oder Kohlefasern aufweisen. Ferner kann die Beschichtung aus einem mikroverkapselten Kleber bestehen, der bei Druckeinwirkung freigesetzt wird und dann aushärtet. Vorzugsweise liegt die Stärke der Beschichtung im Bereich von 0,02 mm bis 0,7 mm.

Bei einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Kern als ebene, ringförmige Scheibe ausgebildet ist. Zumindest deren beiden radial verlaufende Planflächen weisen die Beschichtung auf.

Nach einer weiteren Aus führungs form ist der Kern als ein im Querschnitt zu einer umgekehrten U-\oder V-Form gebogener Ring gestaltet. Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß zumindest dann, wenn die Erstmontage durchgeführt worden ist, der Dichtungsring fest gegenüber dem Stutzen durch Reibschluß gehalten ist. Hierdurch wird erreicht, daß ein Verlieren des Dichtungsringes bei der Wiederholmontage verhindert ist. Dabei ist zumindest die Außenseite des Kernes beschichtet. Von Vorteil bei einer solchen Ausbildung ist, daß auch größere axiale Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Das trifft auch für eine weitere Aus führungs form zu, nach der der Kern als ein im Querschnitt C-Form aufweisender Ring gestaltet ist. Ferner trifft dies auch für eine Form zu, bei der der Kern als Ring mit der Form eines auf der Seite liegenden V im Querschnitt gestaltet ist.

Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen ist der Kern rundum mit der Beschichtung versehen.

Um auch vor der Erstmontage eine Verliersicherung für den Dichtungsring zu erreichen, ist vorgesehen, daß dieser vor dem Anzug der Überwurfmutter mit Reibschluß in der ersten zylindrischen Bohrung des Stutzens einsitzt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Figur 1 eine Schraubverbindung im montierten Zustand
im Längsschnitt,

Figur 2 das Detail X mit einer ersten Ausführungsform des Dichtungsringes im vergrößerten Maßstab zu Figur 1,

Figur 3 das Detail X mit einer zweiten Ausführungsform des Dichtungsringes, ebenfalls im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Figur 1,

Figur 4 das Detail X mit einer dritten Ausführungsform des Dichtungsringes, ebenfalls im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Figur 1,

Figur 5 das Detail X mit einer vierten Ausführungsform des Dichtungsringes, ebenfalls im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Figur 1,

Figur 6 das Detail X mit einer fünften Ausführungsform des Dichtungsringes, ebenfalls im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Figur 1 und

Figur 7 das Detail X mit einer sechsten Ausführungsform des

Dichtungsringes, ebenfalls im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Figur 1.

Aus Figur 1 ist eine Schraubverbindung mit dem Stutzen 1, dem zwischen dem Stutzen 1 und der Überwurfmutter 4 eingespannten Halteelement 3 und dem Dichtungsring 5 ersichtlich. Das Halteelement 3 nimmt das Rohr 2 auf. Es dient zu dessen Festlegung gegenüber dem Stutzen 1. Der Dichtungsring 5 dient dazu, eine Feindichtung zwischen dem Stutzen 1 und dem Rohr 2 zu erreichen.

Der Stutzen 1 weist außen Schlüsselflächen 6 für den Angriff eines Schraubenschlüssels auf. Von einer Stirnfläche 8 des Stutzen 1 geht eine kegelige Bohrung 7 aus. Diese verjüngt sich ausgehend von der Stirnfläche 8. An die kegelige Bohrung 7 schließt sich eine erste zylindrische Bohrung 9 an. An diese wiederum schließt sich die zweite zylindrische Bohrung 10 an, deren Durchmesser zu dem der ersten zylindrischen Bohrung 9 verringert ist. Am Ende der ersten zylindrischen Bohrung 9 entsteht eine radial verlaufende Anschlagfläche 11. Ferner weist der Stutzen 1 einen Gewindeabschnitt 12 mit Außengewinde auf. Dieser Gewindeabschnitt 12 geht ebenfalls von der Stirnfläche 8
aus, von der die kegelige Bohrung 7 ausgeht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 3 als Schneidring gestaltet. Das Rohr 2 ist mit seiner Außenfläche 13 in der Bohrung 17 des Halteelementes 3 aufgenommen. Es ragt axial in Richtung auf den Stutzen 1 aus dem Halteelement 3 heraus. Die Stirnfläche 14 des Rohres 2 liegt der Anschlagfläche 11 gegenüber. Zwischen beiden ist der Dichtungsring 5 angeordnet. Die Schraubverbindung ist in der angezogenen Position dargestellt, wobei die Schneiden 16 des Halteelementes 3 in die Außenfläche 13 des Rohres 2 eingedrungen sind. Das Halteelement 3 weist eine erste, mit der kegeligen Bohrung 7 des Stutzens 1 zusammenarbeitende kegelige Außenfläche 15 auf, die im angezogenen Zustand der Schraubverbindung sich an die kegelige Bohrung 7 durch Verformung angepaßt. Zur Überwurfmutter 4 hin weist das Halteelement 3 eine entgegengerichtet zur ersten kegeligen

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&iacgr;&ogr;

Außenfläche 15 verlaufende zweite kegelige Außenfläche 18 auf. Diese arbeitet mit einer Stützfläche 21 der Überwurfmutter 4 zusammen. Der Verlauf der kegeligen Bohrung 7 des Stutzens 1 und der Stützfläche 21 der Überwurfmutter 4 können nach den geltenden Normen ausgestaltet sein. Die Überwurfmutter 4 weist außen Schlüsselflächen 19 zum Anbringen eines Schraubenschlüssels und eine Gewindebohrung 20 zum Aufschrauben auf den Gewindeabschnitt 12 des Stutzens 1 auf. Durch Anziehen der Überwurfmutter 4 wird das Halteelement 3 gegenüber dem gegen den Dichtungsring 5 anliegenden Rohr 2 axial bewegt, so daß die Schneiden 16 umgelenkt werden und in die Außenfläche 13 des Rohres einschneiden, wobei das Halteelement 3 tiefer in den Stutzen 1 hineingepreßt wird, bis ein bestimmter vorgegebener Anzug erreicht ist. Damit das Halteelement 3 die zum Einschneiden der Schneiden 16 in die Außenfläche 13 des Rohres 2 erforderliche axiale Relativbewegung zum Rohr 2 ausführen kann, muß der Dichtungsring 5 der zur Abdichtung des Dichtungsspaltes
zwischen dem Stutzen 1 und dem Rohr 2 dient, die erforderliche Gegenkraft aufbringen können. Dazu dient die Gestaltung des Dichtungsringes 5, wie sie im Zusammenhang mit den aus den Figuren 2 bis 5 ersichtlichen Aus fuhrungs formen beschrieben ist.

Bei der Aus fuhrungs form gemäß Figur 2 ist eine aus Stahl bestehende ringförmige Scheibe als Kern 22 vorgesehen, die
eben ausgebildet ist. Auf den beiden Planflächen 23,24 ist
jeweils eine Beschichtung 25 beispielsweise aus NBR angebracht. Die Beschichtungsdicke beträgt jeweils zwischen 0,02 und 0,7 mm. Der Dichtungsring legt sich mit seiner auf der linken Planfläche 23 befindlichen Beschichtung 25 gegen die Anschlagfläche 11 an, während die der rechten Planfläche 24 zugehörige Beschichtung 25 zur Anlage der Stirnfläche 14 des Rohres 2 dient. Beim Anziehen der Überwurfmutter 4 wird zunächst das Rohr 2 in feste Anlage zum Dichtungsring 5 gedrückt. Die Beschichtung 25 dient dazu,
eventuelle Unebenheiten, Welligkeiten oder vorhandenen Winkelversatz der Stirnfläche 14 auszugleichen und bewirkt eine Abdichtung des Spaltes, so daß das in dem Rohr bzw. der Bohrung

10 des Stutzens 1 befindliche Medium nicht den Spalt passieren kann.

Ferner wird hierdurch erreicht, daß die gesamte Stirnfläche des Rohres 2 abgedeckt ist und somit der Druck, der eventuell in dem zu führenden Medium ansteht, mit seiner Druckangriffsfläche auf den Innendurchmesser des Rohres 2 bzw. des Innendurchmesser des Stutzens 1 beschränkt bleibt und somit keine resultierende Kraft auf das Verschraubungssystem ausgeübt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ebenfalls eine Ebene, ringförmige Scheibe als Kern 22 vorgesehen. Der Kern 22 ist jedoch rundum mit einer Beschichtung 25 versehen. Ferner wird der Dichtungsring 5 über seine Außenfläche an der Bohrungswandung der ersten zylindrischen Bohrung 9 des Stutzens 1 in Reibschluß gehalten. Hierdurch wird eine Verliersicherung erzielt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dient die Beschichtung 25 zur Anlage an der Anschlagfläche 11 bzw. der Stirnfläche 14 des Rohres 2.

Aus Figur 4 ist eine Ausführungsform erkennbar, bei der der Dichtungsring 5 eine im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmige Form besitzt. Es handelt* sich um einen Kern 22 aus einem Federstahl. Der Kern 22 ist rundum mit einer Beschichtung 25 versehen. Das Schenkelende 26 des Dichtungsringes 5 liegt an der Anschlagfläche 11 des Stutzens 1 und das Schenkelende 27 an der Stirnfläche 14 des Rohres 2 an. Durch diese Ausbildung kann der Ring in Axialrichtung federn. Hierdurch wird erreicht, daß größere Abweichungen, resultierend aus einer Welligkeit der Stirnfläche oder einer von 90 ° unterschiedlichen Winkligkeit ausgeglichen werden kann. Darüber hinaus kann ein solcher Dichtungsring 5 günstig auch bei Schraubverbindungen eingesetzt werden, welche einen Klemmring als Halteelement 3 aufweisen, der beim Anzug einen definierten Axialweg zusammen mit dem Rohr ausführt. Für den Einsatz bei solchen Schraubverbindungen sind auch Dichtungsringe nach den Figuren 5 bis 7 geeignet. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist der Kern 22 des Dichtungsringes

5 ebenfalls aus Federstahl hergestellt. Er weist im Querschnitt eine umgekehrte V-Form auf. Der Kern 22 ist rundum mit der Beschichtung 25 versehen. Er liegt mit dem Schenkelende 26 an der Anschlagfläche 11 des Stutzens 1 und mit dem Schenkelende 27 an der Stirnfläche 14 des Rohres 2 an.

Der Dichtungsring 5 gemäß Figur 6 weist einen Kern 22 mit
C-Form auf. Vorzugsweise ist er rundum mit der Beschichtung 25 versehen. Die Anordnung im Verhältnis zum Stutzen 1 ist so getroffen, daß die Schenkelenden 26 und 27 an unterschiedlichen Durchmessern der Stirnfläche 14 des Rohres 2 anliegen. Der Rücken ist mit seiner Beschichtung 25 zur Anlage an der Anschlagfläche 11 des Stutzens 1 vorgesehen.

Figur 7 zeigt eine Aus f ührungs form des Dichtungsringes 5 bei dem der Kern 22 im Querschnitt als liegendes V gestaltet ist. Ferner ist der Kern 22 rundum mit einer Beschichtung 25 versehen. Dabei ist der Dichtungsring im Verhältnis zum Stutzen 1 und dem Rohr 2 vorzugsweise so angeordnet, daß seine Spitze an der Anschlagfläche 11 des Stutzens 1 und die beiden Schenkelenden 26,27 auf unterschiedlichen Durchmessern an der Stirnfläche 14 des Rohres 2 anliegen. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 6 und 7 kann auch eine Montage des Dichtungsringes dergestalt erfolgen, daß die Schenkelenden 26.27 an der Anschlagfläche 11 des Stutzens 1 anliegen.

GKN Walterscheid GmbH Hauptstraße 150 53797 Lohmar

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9. Febr. 1994 Hw/cla (0179) 93.019 DE 0

Schraubverbindung für Rohre

Bezugszeichenliste

1 Stutzen

2 Rohr

3 Halteelement

4 Überwurfmutter

5 Dichtungsring

6 Schlüsselfläche des Stutzens

7 kegelige Bohrung

8 Stirnfläche des Stutzens

9 erste zylindrische Bohrung

10 zweite zylindrische Bohrung

11 Anschlagfläche *

12 Gewindeabschnitt des Stutzens

13 Außenfläche des Rohres

14 Stirnfläche des Rohres

15 erste kegelige Außenfläche des Halteelementes

16 Schneiden

17 Bohrung des Halteelementes

18 zweite kegelige Außenfläche des Halteelementes

19 Schlüsselfläche der Überwurfmutter

20 Gewindebohrung der Überwurfmutter

21 Stützfläche

22 Kern 23,24 Planfläche 25 Beschichtung 26,27 Schenkelende

Claims (10)

1. Schraubverbindung für das abgedichtete Verbinden eines Rohres (2), mit einem Stutzen (1), einem als Klemmoder Schneidring ausgebildeten Halteelement (3), einer Überwurfmutter (4) und einem Dichtungsring (5), wobei das Halteelement (3) mit einer ersten kegeligen Außenfläche (15) in einer ausgehend von einer Stirnfläche (8) des Stutzens (1) sich verjüngenden kegeligen Bohrung (7) einsitzt, an welche sich eine erste zylindrische Bohrung (9) und daran sich eine im Durchmesser verringerte zweite zylindrische Bohrung (10) anschließt, das Halteelement (3) eine zur ersten kegeligen Außenfläche (15) entgegengerichtet verlaufende zweite kegelige Außenfläche (18) und eine Bohrung (17) aufweist, in der das Rohr (2) mit seiner Außenfläche (13) aufgenommen ist, wobei ferner die Überwurfmutter (4) auf den Stutzen (1) aufschraubbar ist und mit einer Stützfläche (21) die zweite kegelige Außenfläche (18) des Halteelementes (3) beaufschlagt und wobei ferner der Dichtungsring (5) zwischen der in den Stutzen (1) hineinragenden Stirnfläche (14) des Rohres (2) und der zwischen dessen erster zylindrischen Bohrung (9) und dessen zweiter zylindrischen Bohrung (10) gebildeten Anschlagfläche (11) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtungsring (5) einen Kern (22) und eine darauf aufgebrachte, mit der Stirnfläche (14) des Rohres (2) und der Anschlagfläche (11) des Stutzens (1) im montierten Zustand in Anlage befindliche und eine Dichtwirkung erzeugende Beschichtung (25) aufweist.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (22) des Dichtungsringes (5) aus Metall, insbesondere Stahl, Federstahl, Edelstahl oder Kunststoff besteht.

3. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschichtung (25) aus Gummi, Acrynitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Fluor-Kautschuk (FPM), Ethylen-Probylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyoxymethylen (POM), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Lack besteht.

4. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschichtung (25) einen Anteil aus Glas- und/oder Kohlefasern aufweist.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurc h gekennz e ic hnet,

daß die Beschichtung (25) aus einem mxkroverkapselten
Kleber besteht, der bei Druckeinwirkung freigesetzt wird.

6. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschichtung (25) eine Stärke von 0,02 mm bis 0,7 mm aufweist.

7. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (22) als ebene, ringförmige Scheibe ausgebildet ist, wobei zumindest deren radial verlaufenden Planflächen (23,24) die Beschichtung (25) aufweisen.

8. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (22) als ein im Querschnitt zu einer umgekehrten U-\oder V-Form gebogener Ring dargestellt ist, wobei zumindest dessen Außenseite die Beschichtung (25) trägt.

9. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern (22) als ein im Querschnitt eine C-Form oder als ein die Form eines auf der Seite liegenden V aufweisenden Ringes gestaltet ist und daß der Kern (22) rundum mit der Beschichtung (25) versehen ist.

10. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtungsring (5) vor dem Anzug der Überwurfmutter

(4) mit Reibschluß in der ersten zylindrischen Bohrung (9) des Stutzens (1) einsitzt.