DK154241B - Klemmefitting med omloebermoetrik - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en klemmefitting af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Der findes i dag på markedet mange forskellige fittings. En type fittings til hydraulik eller pneumatik er indrettede til deformering eller udvidelse af røret eller arbejdsstykket, på hvilket de anbringes. En anden type fittings udnytter en kilevirkning ved hjælp af koniske ringe, hvorved arbejdsstykket tætnes, men også her deformeres arbejdsstykket. Der anvendes sædvanligvis en møtrik til at frembringe den nødvendige kompressionskraft. ' .

Pastspændingsholdere med opslidset hoved har været kendt i nogen tid især i forbindelse med elektriske forbindelsesklemmer. Sådanne holdere er omhandlet i beskrivelserne til USA-patenterne nr. 368.149, 1.802.381, 2.406.346 og 2.440.828, der vedrører organer til at holde elektriske ledninger.

Selv om disse kendte typer fittings og holdeorganer er nyttige, har de adskillige ulemper bl.a. den, at de gør brug af flere samvirkende dele, deformerer arbejdsstykket, kræver flere omdrejninger af spændemøtrik-kerne med stor styrke og indebærer drejning af arbejdsstykket i den anvendte fitting, når den tilspændes.

Ved opfindelsen er det tilstræbt at anvise en klemmefitting med en opslidset, udvendig gevindskåret, i segmenter opdelt ende, hvor ulemperne ved de kendte fittings er reducerede og dette er ifølge opfindelsen opnået ved det i krav l's kendetegnende del anførte. Ved denne udformning af klemmefittingen opnås klemvirkningen ved hjælp af to samtidige og samarbejdende virkninger. Den første virkning optræder mellem møtrikken, når den tilspændes på den gevindskårne opslidsede ende af den pågældende fitting og mod tværfladen på kroppartiet. Den anden virkning optræder mellem gevindet på møtrikken og gevindet på den opslidsede ende af kroppartiet.

Hvert segment danner en udligger (udkraget bjælke), og når endefladen af møtrikken føres ind i kontakt fned den nævnte tvær flade, udsættes møtrikken for en reaktionskraft, der er rettet imod møtrikkens fremadgående bevægelsesretning. Denne reaktionskraft overføres fra møtrikkens forreste flade til møtrikkens gevind gennem møtrikkens krop. Møtrikkens gevind udøver så en kraft på endesegmenternes udvendige gevind, hvilket resulterer i et bøjningsmoment i hvert segment.

Udliggerne eller segmenterne tvinges således indad af den kraft, som udøves på segmenterne, hvorved klemvirkningen tilvejebringes. Fittingen indeholder en aksial passage, i hvilken et arbejdsstykke såsom et rør kan anbringes. Et rør eller et andet emne holdes stift på plads ved fittingens klemvirkning og fittingen kan let udformes med tætningsorganer, der sikrer tæthed i rørsamlinger.

En hovedfordel ved opfindelsen er, at arbejdsstykket ikke tvinges til at dreje eller bevæge sig på nogen måde, når møtrikken tilspændes. Opfindelsen er baseret på anvendelse af en klemvirkning i modsætning til en kilevirkning eller deformering, således som det er karakteristisk for mange kendte fittings.

I enhver udførelsesform for opfindelsen gøres brug af en klemvirkning, der kun involverer integrerende dele af fittingen, således at denne udgør en enhed. Fit- \ tingen kan imidlertid have en eller to eller flere opslidsede ender afhængigt af anvendelsen. F.eks. kan to rør holdes ende mod ende i samme fitting. Slidserne, som opdeler enden eller enderne i segmented kan forløbe i længderetningen langs aksen eller være skråtstillede eller i almindelighed have en buet form.

Ved opfindelsen er opnået adskillige fordele over for kendte fittings og holdere. Disse fordele indbefatter klemvirkningen, som opnås ved en udligger-bøjningsvirkning i stedet for ved kilevirkning under anvendelse af store kræfter, udformningen af kamfladen og møtrikken som integrerende dele af fittingen, ubevægeligheden af arbejdsstykket eller arbejdsstykkerne i fittingen, når klemvirkningen finder sted, enheds-konstruktionen af fittingen, så man undgår flere samvirkende dele, fritagelse for at skulle behandle arbejdstykket specielt (ved stukning, bertling, maskinbearbejdning osv.), når fittingen skal anvendes, undgåelse af omdrejning af arbejdsstykket, anvendelse af kun en brøkdel af en omdrejning under tilspænding, i mange tilfælde kun ca. 18° eller 1/20 omdrejning af spændemøtrikken for at opnå fuld * spændevirkning, genanvendelighed af fittingen og dens tilpasning til mange forskellige materialer. Opfindelsen er ikke begrænset til bestemte fittingmaterialer og giver gode resultater ved anvendelse af mange forskellige metaller såvel som af plast og andre fleksible materialer.

Selv om fittingen især anvendes til at samle rørstykker eller rør ende mod ende til dannelse af en tæt, fluidumoverførende forbindelse, kan den også benyttes til at samle rørformede eller cylindriske konstruktionsdele i almindelighed. Til dette brug er fittingen særlig anvendelig, fordi den kræver få værktøjer og kun lidt kraft til at spænde elementerne sammen. Forudsat at tilspændingspartierne i fittingen fungerer i overensstemmelse med det her beskrevne, kan fittingen have en hvilken som helst ydre form, som kræves til den pågældende anvendelse.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1A viser et aksialt snit gennem en fitting i-følge opfindelsen uden en O-rings pakning, fig. IB fittingen i fig. 1A men indeholdende en 0--rings pakning, fig. 2 et tværsnit gennem møtrikken i fig. 1A, fig. 3 et sidebillede af fittingen med et delbillede af en langsgående slids.

fig. 4 i større målestok den opslidsede, i segmenter opdelte ende af fittingen i den i fig. 1, 2 og 3 viste udførelsesform, fig. 5 et sidebillede af en fitting, hvis ender er opdelt i segmenter af skrå, buede og langsgående slidser, fig. 6 et tværsnit gennem en anden udførelsesform for fittingen ifølge opfindelsen, fig. 7 et sidebillede af endnu en udførelsesform for fittingen ifølge opfindelsen, fig. 8 en fitting med en cylinderpladeformet slids, set fra den ene ende, fig. 9 et længdesnit gennem en udførelsesform for fittingen ifølge opfindelsen til anvendelse på bløde eller fleksible rørarmaturer, rør eller slanger, fig. 10 et længdesnit gennem endnu en udførelsesform for opfindelsen, hvor tætningen er tilvejebragt ved tryk på pakningsorganet i stedet for ved friktionspasning, fig. 11A et længdesnit gennem en udførelsesform for opfindelsen, hvor ksbelignende segmenter er udformet med fremspring, der kan gribe ind i tilsvarende fordybninger i arbejdsstykket, og fig. 11B den samme fitting som i fig. 11A, men anbragt på et arbejdsstykke uden fordybninger.

Den i fig. 1A, IB, 2, 3 og 4 viste komplette udførelsesform 10 er vist i indgrebsstilling med en møtrik 2 og et kropparti 1, der er opdelt i en opslidset, segmentopdelt ende 21 og en tværflade 22, og en udvendig indskæring adskiller dens segmentopdelte ende 21 fra tværfladen 22. Desuden har kroppartiet en resterende del 24, og en central aksial passage 25 strækker sig gennem hele kroppartiets længde. Fig. 1A viser hele fittingen uden en O-rings pakning 3, som er vist i fig. IB. Selv om det til mange anvendelser vil kunne anbefales at benytte O-rings pakningen 3, er den ikke absolut nødvendig for at opnå en tæt pasning mellem kroppartiet og arbejdsstykket.

Den opslidsede ende 21 er opdelt i et antal segmenter ved hjælp af slidser 8f og segmenterne har et fælles gevind 51 og danner hver en udligger eller en canti-leverbjælke. I den i fig. 2 viste udførelsesform findes fire slidser 8 og fire segmenter 7. Den opslidsede ende 21 af kroppartiet 1 i fig. 2 er opdelt i fire ens segmenter ved hjælp af fire langsgående slidser, som er anbragt med lige store mellemrum. Der kan imidlertid også anvendes flere eller færre slidser og et større eller mindre antal tilsvarende segmenter. Minimalt kræves to slidser. Slidserne behøver ikke at være anbragt med lige store afstande, selv om dette foretrækkes.

Fig. 4 viser i detaljer et snit gennem et enkelt segment 7 i den segmentopdelte ende 21, et snit gennem den udvendige indskæring 23, et snit gennem en del af kroppartiet 1 indbefattende tværfladen 22 og et snit i møtrikken 2. Fladen 22, som over partiet inden for indskæringen 23 er forbundet med resten af kroppartiet er en kamflade eller reaktionskraft-flade for møtrikken 2. Fladen 22 står sædvanligvis i alt væsentligt vinkelret på aksen 27 gennem den aksiale passage 25, men kan afvige fra denne stilling, forudsat at den reaktionskraft, der fremkaldes ved tilspænding af møtrikken er tilstrækkelig til at holde arbejdsstykket. I fig. 4 er i snittet i segmentet 7 også vist segmentets udvendige gevind 51. Hvert endesegment 7 er gevindskåret udvendigt. I fig.

4 er også vist gevindet 28 på møtrikken 2 og et arbejdsstykke, i dette tilfælde et rør 4. Hvert endesegment danner en udligger, hvor det gevindskårne segment 7 udgør den udkragede del af en cantilever-bjælke der understøttes ved indskæringen 23. Den neutrale akse 9 i tværsnittet gennem indskæringen 23 for et af endesegmenterne 7 er vist i fig. 2. Den neutrale akse er i fig. 4 reduceret til et punkt 12. Der frembringes et bøjningsmoment i hver af udliggerne.

I arbejdsstillingen klemmer fittingen 10 om et arbejdsstykke såsom røret 4 i fig. 1A eller et IB og 4 og holder det på plads. Klemvirkningen begynder ved til-spænding af møtrikken 2. Når møtrikken 2 tilspændes nærmer dens forreste kant 29 sig til fladen 22. Når kanten 29 rammer fladen 22 frembringes en reaktionskraft 5. Når møtrikken 2 fortsat tilspændes virker fladen 22 som en kamflade· Som vist i fig. 4 overføres kraften 5 gennem møtrikkens 2 kropparti til gevindet 51 i udligger-segmentet 7, hvorved der fremkaldes et antal kræfter, af hvilken kun én kræft 6 er angivet med et henvisningstal. Kræfterne 6 driver eller bevæger segmentet eller udliggeren 7 radialt indad, så arbejdsstykket eller røret 4 klemmes fast. Denne virkning frembringes samtidig i alle endesegmenterne 7, således at arbejdsstykket 4 fastklemmes stift på stedet.

En nøglefaktor ved klemvirkningen er størrelsen af afstanden 30 i fig. 4. Afstanden 30 er afstanden fra det punkt, hvor den største kræft virker til projektionen af den neutrale akse, dvs. til punktet 12. Kraften 6 er ikke lige stor hen langs gevindet 13 og er størst ved gevindfladen 31. Afstandene 30 og 32 i fig. 4, som er længder af momentarme for bøjningskraften, er således af kritisk betydning for det kraftniveau 6, som kræves til iværksættelsen og niveauet eller styrken af klemvirknin- gen.

Kræfterne 6 forhindrer enhver aksial bevægelse af røret 4, når der hersker et forøget tryk inde i røret og fittingen. Den fig. IB viste O-ring 3 hindrer udstrømning af fluidum, som strømmer i røret 4 og fittingen 10, dersom fluidet skulle trænge ind mellem enden af røret 4 og kroppartiet 1. I mange tilfælde er pasningen imidlertid tilstrækkelig stram til, at fluidet holdes indespærret, selv om der ikke benyttes nogen O-ring, således som vist i fig. 1A.

I fig. 2 er den opslidsede ende af fittingen 10 vist med fire langsgående slidser i den foretrukne udførelsesform i fig. 1A, IB, 2, 3 og 4. Slidserne i fig.

1A og IB forløber aksialt til punktet 12 i fig. 4.

I fig. 5 er vist en anden udførelsesform, hvor enden 21 er opdelt i segmenter ved hjælp af forskellige typer slidser 32. Disse slidser er ikke radiale, idet de ikke skær midteraksen 27 i den aksiale passage 25, således som det er tilfældet med slidserne 8. Slidsen 52 i fig. 5 er en skråtstillet slids, som hverken forløber i længderetningen eller radialt. En anden type slids er vist i fig. 8, hvor slidserne 62 har cylinderfladeform, og danner segmenter 53 med forskellige former. Det ses at mange forskellige slidsformer kan anvendes og kan fungere ved bøjnings-klemvirkningen ifølge opfindelsen.

I fig. 6 er vist en udførelsesform 33 med to opslidsede, segmentopdelte ender 34 og 35, to kamflader eller reaktionskræftflader 36 og 37, to O-ringe 38 og 39, to indskæringer 40 og 41 og en aksial passage 42, der strækker sig fra den ene ende af fittingen 33 til den anden. I fig. 6 er også vist en forbindelsesdel 43, ved hjælp af hvilken to arbejdsstykker eller rør 44 og 45 med samme eller forskellige størrelser kan samles. Rørene 44 og 45 fastklemmes på plads ved hjælp af bøjningsvirkningen af udliggerne i fittingen 33, når møtrikkerne på enderne 34 og 35 spændes ind mod kamfladerne 36 hhv. 37.

Endnu en udførelsesform for en fitting er vist i fig. 7. Denne fitting 54 har to segmentopdelte ender 55 og 56 og et kropparti 57, der er bøjet i "albue"-form.

Der anvendes to kamflader eller reaktionskræftflader 58 og 59. Med denne fitting 54 kan to arbejdsstykker 60 og 61 forbindes, så de danner en vinkel med hinanden.

Det vil forstås at der kan benyttes mange forskellige former for kroppartier i fittingen ifølge opfindelsen. Andre mulige former indbefatter, men er ikke begrænset til, reduktionsunioner, muffesamlestykker, bøj" ninger med ind- og udvendigt gevind, T-rør, vinkel-T-styk-ker med indvendigt og udvendigt gevind, strømnings-τ'er med indvendigt og udvendigt gevind, rørkryds, unioner, bøjninger og T-stykker til montering på skillevægge.

Fig. 9, 10, 11A og 11B viser mere specialiserede udførelsesformer for fittingen ifølge opfindelsen. Fig. 9 viser en udførelsesform, som med fordel kan anvendes i forbindelse med bløde eller fleksible rør eller ledninger, såsom ledninger af gummi eller plast, rørstykker med blød væg, flettede slanger, rørslanger med omspundet metalfletning og lignende dele. Udførelsesformen i fig. 9 har komponenter, der svarer til komponenterne i andre fittings ifølge opfindelsen: kæbelignende segmenter 91, der hver danner en udligger, en møtrik 92, en tværgående kamflade 93 og et kropparti 94. Indersiden af hvert segment kan være glat eller savtakket (som vist) for at kunne gribe eller holde arbejdsstykket 98 med større sikkerhed. Desuden er en stiv metalring eller en anden stiv ring 96 presset ind i en neddrejning eller et skulderparti 97 eller udformet som en integrerende del af kroppartiet, så den danner en underlagsflade, mod hvilken kæberne 91 kan trykkes og fastholde det fleksible arbejdsstykke 98. Til montering af den i fig. 9 viste fitting er det blot nødvendigt at skubbe slangen eller arbejdsstykket 98 ind over ringen 96 og forskyde de to dele ind i skulderpartiet 99. Denne arbejdsoperation er meget let, idet segmenterne 91 endnu ikke er tilspændt. Derefter drejes møtrikken 92 så slangen spændes fast på stedet. Denne fitting har den særlige fordel, at den ikke kræver nogen O-rings pakning for at sikre tæthed mod udstrømmende fluidum, idet en passende tætning opnås ved kontakten mellem indersiden af røret 98 og ydersiden af ringen 96, der også kan have savtakfor-met profil til opnåelse af yderligere tætning.

Fig. 10 viser en udførelsesform, hvor fluidum--tætningen er tilvejebragt ved tryk mod en O-ring eller en ring af blødt metal eller andet deformerbart materiale i stedet for ved hjælp af en O-ring der er presset ind ora-= kring røret eller arbejdsstykket. Denne fitting består af standard-fittingkomponenterne ifølge opfindelsen: kæbelignende segmenter 101, der hver danner en udligger, en møtrik 102, en kamflade 103 og et kropparti af fittingen 104. Indersiden af hver udligger eller endesegment har et i tværsnit kileformet eller tandformet fremspring 106, der strækker sig ud fra indersiden. Det stive arbejdsstykke eller rør 107 har en kileformet fordybning 108, der svarer til fremspringene 106. En O-ring 109 (eller andet pakningsmateriale såsom en ring af blødt metal eller plast eller lignende materiale) hviler på en skulder 110 i kroppartiet 104.

Når møtrikken 102 i fig. 10 tilspændes bevæges segmenterne 101 indad i den med pilen 111 viste retning. Arbejdstykket 107 fastklemmes så samtidig ved en radial kraft (i retning af pilen 111), som udøves af segmenterne 101, og forskydes aksialt fremad eller i længderetningen, som antydet ved pilen 112. Derved udøves et tryk eller en kompressionskraft på O-ringen 109, således at der dannes fluidumtæt pakning. Hvis arbejdsstykket holdes i fast stilling af en eller anden konstruktion uden for fittingen, vil fittingen bevæge sig opad i den ved pilen 113 viste retning og derved sammenpresse O-ringen. I alle tilfælde er det i bevægelsen af arbejdsstykket i forhold til fittingen, som bevirker tætningen. Den aksiale eller langsgående kraft frembringes ved virkningen af den koniske flade 114, som er en del af fremspringene på segmenterne, og som virker mod den koniske flade 115, der er en del af røret eller arbejdsstykket 107. Den resulterende kraft, som fremkaldes af fladen 114 mod fladen 115, virker i den med pilen 116 viste retning. Denne kraft har, som det ses, både en aksial og en radial komponent, således at der tilvejebringes både den nødvendige klem-virkning og den langsgående kompresssionsvirkning.

Fittingen i fig* 10 har flere væsentlige fordele heriblandt stor aksial modstand mod løsrivning ved træk i fittingen og tilvejebringelse af en pakning/ der kan modstå høje tryk, inden fluidumudsivning finder sted. Endvidere er det som følge af pakningsmetoden muligt at optage rør eller arbejdsstykker, som er betydeligt urunde ved at gøre O-ringen eller den tilsvarende pakning 109 og skulderpartiet 110 store nok til at acceptere excentriciten. Den kombinerede klem- og sammentrykningskraft i denne fitting vil fastholde et sådant urundt emne.

Fig. 11A og 11B viser endnu en udførelsesform, i hvilken der findes fremspring på indersiderne af de kæbelignende segmenter til forøgelse af fittingens evne til at modstå aksiale belastninger og vridningspåvirkninger. Indersiden 121 af hvert segment eller udligger har et fremspring 122 som svarer til en indskæring 124 i arbejdsstykket 123 i fig. 11A. I fig. 11A er også vist en kile 125, der om ønsket kan anvendes. Denne kile, der ikke er vist i fig. 11B, danner en stram pasning mellem arbejdsstykket 123 og kroppartiet 129. Fig. 11B viser en tilsvarende fitting, hvor fremspringene 126 på indersiden 121 er spændt ind mod arbejdsstykket ved hjælp af møtrikken 127. Denne fitting er ikke helt så tæt som den i fig. 11A viste.

Især i den i fig. 11A viste fitting giver samarbejdet mellem fremspringet 122 og indskæringen 124 ved de forekommende kræfter en stor modstand mod udtrækning af røret eller arbejdsstykket fra fittingen med et højt tryk i røret. Denne metal-til-metalforbindelse gør fittingen anvendelig til høje tryk i røret. Kilen 125 virker til at frembringe modstand mod adskillelse eller løsning af arbejdsstykket i fittingen ved store rotationskræfter, som de der kan forekomme under olieboringsoperationer .

Claims (11)

1. En af to dele bestående klenraiefitting (10) i form af en enheds-fitting til fastholdelse af et rørformet eller cylindrisk element (4) med hvilket den er i indgreb og med en gevindskåret møtrik (2) og et kropparti (1) med en central, aksial passage (25), der strækker sig fra den ene ende til den anden langs længdeaksen, og med en udvendigt gevindskåret ende, der kan samvirke med møtrikken (2) og af slidser (8) er opdelt i et antal segmenter (7), kendetegnet ved, at kroppartiet (1) har en radialt rettet tværflade (22) ved den bort fra den frie ende af fittingen (10) beliggende ende af gevindet, og at møtrikken ved den inderste ende af sit gevind (28) har en radialt rettet endeflade, hvilken endeflade sammen med møtrikkens indvendige gevind (28) er indrettet til ved fittingens sammenspænding at samvirke således med kroppartiets gevind (51) henholdsvis tværflade (22), at tværfladen udøver en reaktionskraft, som gennem møtrikken (2) overføres til segmenterne (7) i kroppartiets (1) opslidsede ende (21).

2. Fitting ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kroppartiet (1) indbefatter en O-ringspakning (3) anbragt i en rundtgående rille omkring· den aksiale passage (25).

3. Fitting ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at tværfladen (22) i aksial retning er adskilt fra den i segmenter (7) opdelte ende ved en radialt ind-adrettet indskæring (23) i kroppartiet (1).

4. Fitting ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at slidserne (52) i den gevindskårne, i segmenter opdelte ende af kroppartiet (1) forløber i en spids vinkel i forhold til længdeaksen.

5. Fitting ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at antallet af segmenter (7) i den opslidsede ende er tre eller fire.

6. Fitting ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at kroppartiet har flere gevindskårne, i segmenter opdelte ender.

7. Fitting ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at kroppartiet (94) omfatter en stiv ring (96) langs omkredsen af den aksiale passage, så et arbejdsstykke (98), som indsættes i kroppartiet vil blive indesluttet mellem ringen og segmenterne i kroppartiets gevindskårne, opslidsede ende.

8. Fitting ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at indersiderne af segmenterne (91) er savtak-formede.

9. Fitting ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at segmenterne (101) i den gevindskårne, opslidsede ende har fremspring (106,122) til indgriben i et indsat arbejdsstykke (107).

10. Fitting ifølge krav 9, kendetegnet ved, at et arbejdsstykke til indsætning i fittingen har en indskæring (108,124) svarende til fremspringene (106,122) på segmenterne (101).

11. Fitting ifølge krav 9 eller 10 kendetegnet ved, at kroppartiet har et skulderparti (110) mod hvilket en ring (109) af tætningsmateriale er lejret således, at den ene ende af et arbejdsstykke (107), som er indsat i fittingen (104), ligger an mod ringen.