DK163739B - Roerfitting - Google Patents

Description

DK 163739 B

Opfindelsen angår en rørfitting af den i indledningen til krav 1 beskrevne art.

Rørfittings, der er fastgjort ved metaltrykning, har visse fordele, der har bevirket at de har fundet ud-5 strakt anvendelse i visse typer installationer. Et eksempel herpå fremgår af beskrivelsen til US-patent Re 28.457.

Disse fittings kræver imidlertid et særskilt pakningsmateriale i riller, og de er ikke egnede til brug ved høje temperaturer. En anden fitting med metaltrykning er vist 10 i USA-patentskrift nr. 4.328.892, ved hvilken der i nogle tilfælde kan undværes et særskilt pakningselement, idet der er tilvejebragt en metal-mod-metalpakning. Denne konstruktion er imidlertid heller ikke egnet til brug ved ekstremt høje temperaturer.

15 Det er kendt af fremstille rørfittings, hvor en indre bøsning er optaget i en ydre bøsning, således at der mellem bøsningerne er et mellemrum, hvori en slange eller et rør kan stikkes ind. Ribber på den ene eller begge bøsninger hjælper med til at fastholde slangen eller røret, når den 20 ydre bøsning sammenpresses radialt indad. Sådanne fittings kendes fra DK fremlæggelsesskrift nr. 151.078 og DE fremlæggelsesskrift nr. 2.245.569. Disse typer fittings er imidlertid ikke egnede til anvendelse ved høje temperaturer, som f.eks. forekommer, når de skal benyttes i forbindelser 25 til luftfartøjers jetmotorer. Ekspansion af fittingens bøsninger og af røret, som er forbundet med fittingen, som følge af de høje temperaturer, vil bevirke at forbindelsen med røret løsner sig, og der- opstår lækage.

Fittingen ifølge opfindelsen er karakteristisk ved 30 det i krav l's kendetegnende del anførte. Den indre og ydre bøsning er samlede ved nedvalsning af et lokalt område af den ydre bøsning, så dens indre væg er bøjet ind omkring ringformede ribber på den inderste ende af den indre bøsning. Denne operation foregår på fabrik. Den indre bøsning har på 35 ydersiden ringformede riller, som danner felter og skarpe hjørner, der graver sig ind i indervæggen af røret, når en 2

DK 163739 B

radial nedtrykningskraft påføres den ydre bøsning. Resultatet er en stærk forbindelse og en metal-til-metalpakning. I indervæggen i den ydre bøsning findes adskilte langsgående lave recesser, i hvilke yderfladepartier af røret ledes 5 ind, når metaltrykningen finder sted. Herved forhindres indbyrdes rotation mellem rør og fitting.

Modstand mod høje temperaturpåvirkninger sikres ved passende valg af varmeudvidelseskoefficienterne for materialerne i bøsningerne og røret. Hertil kræves, at den indre 10 bøsning skal have større varmeudvidelseskoefficient end den ydre bøsning og røret. Som følge heraf ekspanderer den indre bøsning, når temperaturen stiger, i højere grad end røret og den ydre bøsning, så den presser mere og mere tæt mod indervæggen i røret. Tilsvarende ekspan-15 derer den indre bøsning mere end den ydre bøsning og bliver presset tættere ind mod indervæggen af den ydre bøsning ved deres fastgørelsessteder. Forbindelsen og tætningen ødelægges derfor ikke når temperaturen vokser, men bliver tværtimod forbedret.

20 Den indre bøsning bør også være af et materiale, der er hårdere end materialet i den ydre bøsning og har højere flydegrænse. Herved bliver den indre bøsning i stand til at modstå sammenpresningskraften, når den ydre bøsning presses indad, også selvom den indre bøsning har en forholdsvis 25 tynd væg. Den ydre bøsning kan, idet den er mere svejsbar og har lavere flydegrænse end den indre bøsning, presses indad, så den holder røret fast mod den indre bøsning, ligesom den vil være i stand til at modstå bøjningskræfter.

Fittingen kan fremstilles i mange forskellige for-30 mer til sammenkobling af rør eller til at forbinde dem med andre komponenter i et system.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un-• der henvisning til tegningen, hvor fig. 1 i perspektiv viser et sprængt billede af 35 komponenterne i fittingen ifølge opfindelsen,

O

3

DK 163739 B

fig. 2 et længdesnit, der viser komponenterne i en første fase af deres samling, fig. 3 et billede svarende til fig. 2, men visende de to bøsninger fastgjort til hinanden, 5 fig. 4 et tværsnit gennem den ydre bøsning efter linien 4-4 i fig. 1 og visende de langsgående riller, der hindrer rotation af røret, hvortil fittingen er fastgjort, fig. 5 et delbillede af et længdesnit, som viser et rør indsat i fittingen før metaltrykningen, 10 fig. 6 et længdesnit gennem den færdigmonterede fitting, som ved metaltrykning er forbundet med røret, fig. 7 et planbillede af en fitting i form af en kobling, og fig. 8 et planbillede af en fitting, der har form 15 som et T-stykke.

Den viste fitting ifølge opfindelsen består af to bøsninger 10 og 11. Den i figuren venstre ende af bøsningen 10 er konventionel med en tilspidsende endeflade og en udvendig skulder 13 til forbindelse som en almindelig flan-20 get fitting.

Ydersiden af bøsningen 10 indbefatter en flade 15, som tilspidser under en lille vinkel mod bøsningens ene ende 16. Ved den inderste ende af fladen 15 går ydersiden af bøsningen over i en relativ lang cylindrisk flade 17.

25 En buet overgangsflade 18 forbinder fladen 17 med en kortere cylinderflade 19 med mindre diameter. På den anden side af cylinderfladen 19 findes en anden buet overgangsflade 20 til et endnu kortere cylindrisk parti 21 med mindre diameter nær skulderen 13.

30 På indersiden har bøsningen 10 et cylindrisk parti 22 med konstant, relativ lille diameter nær den tilspidsende endeflade 12, hvilketcylindriske parti over en skulder 23 er forbundet med en central inderflade 24 med større diameter. Inderfladen 24 har kortere aksial udstrækning end 35 (jet cylindriske parti 22. Bøsningen 10 er proportioneret således, at skulderen 23 ligger radialt indenfor bøsningens

O

4

DK 163739 B

ydre cylinderflade 19, og overgangsfladen 18 på ydersiden af bøsningen 10 ligger ud for den centrale inderflade 24.

Et afrundet skulderparti 26 forbinder inderfladen 24 med endnu en indvendig cylindrisk flade 27 med større 5 diameter. Cylinderfladen 27 går over i en flade 28 med lidt større diameter, hvilken flade danner indgangsflade i fittingen ved dennes ene ende 16. I cylinderfladen 27 findes endvidere tre ligeligt fordelte aksialt forløbende rømmede noter 29, som har en dybde svarende til diameteren 10 af indgangsfladen 28 indtil deres inderste ender, der er adskilt fra skulderpartiet 26. Disse noter har en drejningshindrende virkning, når fittingen metaltrykkes på et rør, som beskrevet nedenfor.

Ved denne opbygning har bøsningen 10 en tyndere 15 væg ved fladerne 27 og 28 end på den anden side af skulderpartiet 26. Bøsningen 10 har størst vægtykkelse på den anden side af skulderpartiet 23.

Bøsningen 11 har mindre diameter end bøsningen 10 og mindre vægtykkelse. Den er fremstillet af et materiale 20 med større varmeudvidelseskoefficient end bøsningen 10. Materialet i bøsningen 11 er også hårdere end materialet i bøsningen 10 og har højere flydegrænse. Bøsningen 11 har et første indvendigt cylindrisk parti 31 nær ved sin ene ende 32, og en længere indvendig, cylindrisk flade 33, der 25 er i forbindelse med det cylindriske parti 31 og har lidt større diameter. Den cylindriske flade 33 strækker sig hele vejen hen til den modsatte ende 34 af bøsningen 11.

Udvendigt har bøsningen 11 en afrundet kant, som går over i en udvendig cylindrisk flade 36 nær ved bøs-30 ningens ende 34. En ringformet rille 37 afbryder den cylindriske flade 36 et stykke indenfor bøsningens ende 34.

I kort afstand fra den ringformede rille 37 findes en me-• get bredere ringformet rille 38, der har samme dybde som rillen 37. Herved er efterladt en ophøjet flade mellem 35 rillerne 37 og 38. Ved bøsningens ende 32 findes et udvidet ringformet parti, som har en tilspidsende ydre endevæg 40

O

5

DK 163739 B

og en tilspidsende indre endevæg 41, der er forbundet med den ende af den udvendige cylindriske flade 36, som i figuren ligger til venstre for den brede rille 38. Det udvidede parti har en lav, i tværsnit buet, ringformet 5 rille 42 i sin ydre omkreds. Overgangene mellem endevæggene 40 og 41 og rillen 42 danner to tæt ved hinanden liggende ringformede ribber.

Bøsningen 11 anbringes først inden i bøsningen 10, som vist i fig. 2, med bøsningenden 32 mellem enderne af 10 bøsningen 10 og liggende an mod det indvendige skulderparti 23 i denne. Den anden ende 34 af bøsningen 11 ligger nær ved, men aksialt indenfor enden af 16 af den ydre bøsning. Så påføres en sammentrykningskraft på bøsningen 10 ved cylinderfladen 19, så denne del af bøsningen valses 15 radialt indad, så bøsningerne 10 og 11 forbindes med hinanden, som vist i fig. 3. Herved afbøjes den udvendige cylinderflade 19 indad i flugt med det udvendige cylindriske parti 21 på bøsningen 10, hvilket bevirker at materialet i indervæggen i bøsningen 10 ved inderfladen 24 20 afbøjes indad i den ringformede rille 42 og omkring de ringformede ribber på det udvendige parti ved enden af bøsningen 11. Materialet i bøsningen 10 afbøjes således indad rundt om den koniske endevæg 40 og bøsningens 11 ende 32, og endvidere afbøjes det rundt om den koniske en- 25 devæg 41. Herved er sikret en fast, fluidumtæt forbindelse mellem de to bøsninger.

Et rør 43, som skal fastgøres til fittingen, indføres i det ringformede rum 44 mellem bøsningerne 10 og 11, som vist i fig. 5. Enden 45 på røret 43 føres ind forbi den 30 ophøjede flade 39 på bøsningen 11 og placeres normalt tæt op til skulderpartiet 26, der forbinder de cylindriske in-derflader 24 og 27 i bøsningen 10. Delene er fortrinsvis proportionerede således, at røret 43 frit kan gå ind i rummet mellem bøsningerne 10 og 11, men dog uden for meget 35 spillerum. Materialerne i fittingens komponenter er valgt således, at den inderste bøsning 11 har en større varmeud-

DK 163739 B

O

6 videlseskoefficient end røret 43. Varmeudvidelseskoeffi-cienten for bøsningen 10 kan være mindre end varmeudvidelseskoeff icienten for røret 43.

Derefter metaltrykkes bøsningen til afslutning 5 af fastgørelsen af røret 43. Dette sker ved at påføre en udvendig sammentrykningskraft ved hjælp af et radialt metaltrykningsværktøj på den cylindriske flade 17 på bøsningen 10. Herved presses fladen 17 radialt indad, indtil den har i hovedsagen samme diameter som cylinder fladen 19 på 10 bøsningen 10. Når dette finder sted trykker indervæggen af bøsningen 10 mod røret 43, som presses ind mod ydersiden af bøsningen 11. Denne udsættes for nogen afbøjning, men den modstår det indadrettede tryk i tilstrækkelig høj grad til at indersiden af røret 43 afbøjes indad 15 rundt om den ophøjede flade 39 og mod overfladen af bøsningen 11 ved rillerne 37 og 38. Herved bringes hjørnekanterne 47 og 48 på hver side af den ophøjede flade 39 til at grave sig ind i indersiden af røret 43. På tilsvarende måde bliver hjørnekanten 49 ved den yderste ende af ril-20 len 37 i bøsningen 11 indlejret i indersiden af røret 43.

Herved tilvejebringes der ved disse kanter metal-til-metal tætninger som effektivt hindrer udsivning af fluidum langs indersiden af enden af røret 43. Samtidig sikrer afbøjningen af materialet i røret, at det bliver solidt fastgjort 25 til bøsningen 11.

Ydersiden af røret 43 presses ind i de tre langs omkredsen fordelte, rømmede noter 29, hvorved drejning af røret i forhold til bøsningerne 10 og 11 hindres.

Den indre bøsning 11, som er af relativ hårdt mate-30 riale med høj flydegrænse, kan modstå sammentrykningskraften under me tal trykningen, således at røret af bøj er som foran beskrevet. Den relativt tynde væg i bøsningen 11 be-• virker maksimal indvendig diameter af bøsningen, således at denne ikke begrænser strømmen af fluidum uhensigtsmæs-35 sigt. Den ydre bøsning 10, der er mere smedbar end den indre bøsning og har lavere flydegrænse, kan sammentryk-

O

7

DK 163739 B

ke røret under metaltrykningsoperationen og holde det ind mod bøsningen 11. Smedbarheden af bøsningen 10 medvirker til at fittingen kan modstå bøjningskræfter på det rør, hvortil den er fastgjort.

5 Fittingen er velegnet til brug ved høje tempera turer, f.eks. i motorer til jetfly. Når temperaturen af komponenterne vokser, bliver bøsningen 11 presset endnu tættere mod indervæggen i røret 43. Dette skyldes elementernes varmeudvidelseskoefficienter. Da bøsningen 11 har 10 større varmeudvidelseskoefficient end røret 43, vil der opstå et voksende udadgående tryk mod indervæggen i røret, når temperaturen stiger. På tilsvarende måde vil bøsningen 11, fordi den har større varmeudvidelseskoeffient end bøsningen 10, udøve et større udadgående tryk mod bøsningen 15 10 ved forbindelsen mellem de to bøsninger, når tempera turen stiger. Røret 43 kan fremstilles således, at dets pres mod den udvendige bøsning 10 vokser, når bøsningen er af et materiale med mindre varmeudvidelseskoefficient end røret. Fittingen mister således ikke sine egenskaber ved 20 høje temperaturer, idet komponenterne altid mekanisk vil blive holdt sikkert sammen med effektiv metal-til-raetal tætning.

Virkningen under bøjning forbedres væsentligt ved at påføre en belægning af tør smøremiddelfilm på bøsnin-25 gens 10 indgangsflade 28. Smøremidlet vil imprægnere indgangsfladen 28 og udfylde lave punkter, så der tilvejebringes en ensartet og glat overflade. Metal-til-metal kontakt mellem bøsningen 10 og røret 43 undgås i den zone, hvor der findes tørt smøremiddel. Dette bevirker, at fittingen 30 ikke ved vibrationer slider på røret ved overfladen 28, og at rørets levetid forlænges væsentligt. Uden smøremiddel, vil den ruhed, som indgangsfladen 28 vil have ved normal maskinbearbejdning, fremkalde spændingsrevner i røret 43, som kan bevirke fejl i røret, når det udsættes for vibra-35 tioner. Der behøves kun en meget tynd film af smøremiddel, og det meste af dette trænger ind i indgangsfladen 28. En

DK 163739 B

O

8 fast film af et tørt smøremiddel såsom molybdendisulfidba-se blandet med grafit med en total tykkelse på 0,5 mil er effektiv op til 600°C.

Foruden bøjning kan fittingen ifølge opfindelsen 5 også modstå svære trækpåvirkninger, stødpåvirkninger og andre uheldige påvirkninger.

Selv om opfindelsen i det foregående er beskrevet i forbindelse med en konventionel fitting med flange ved den ene ende, kan en fitting ifølge opfindelsen have man-10 ge andre former. Den kan f.eks. være udformet som vist i fig. 7, der viser en fitting 51 i form af et koblingsstykke, som ved begge ender kan optage et rør på samme måde som den højre ende af den fitting, som er vist i fig. 1-6.

Efter metaltrykning vil rørene være forbundet med hinanden.

15 Fig. 8 viser en anden udførelsesform for en fit ting ifølge opfindelsen, der her er udformet som et T-stykke 52.

20 25 30 1

Claims (7)

1. Rørfitting bestående af en første bøsning (10) og en anden bøsning (11), der er optaget således i den første, at der mellem bøsningerne er et mellemrum til optagelse af 5 et rør, som skal forbindes med rørfittingen, hvilken anden bøsning (11) har ribber (37,38,39) på ydersiden, og hvor den første bøsning (10), når et rør (43) er indsat mellem bøsningerne, kan deformeres således radialt indad, at røret fastholdes mellem bøsningerne (10,11), kendeteg-10 net ved, at den anden bøsning (11) er af et materiale med højere flydegrænse og større hårdhed end materialet i den nævnte første bøsning (10), og at den anden bøsning (11) har en højere varmeudvidelseskoefficient end røret (43), hvormed den skal forbindes, den første bøsning (10) 15 har mindre varmeudvidelseskoefficient end røret (43).

2. Rørfitting ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vægtykkelsen i den anden bøsning (11) er mindre end vægtykkelsen af den første bøsning (10).

3. Rørfitting ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at ribberne er tilvejebragt af et par riller (37,38) dannet i ydersiden af den anden bøsning (11) og afgrænsende en flade (39) med relativt skarpe kanter (47,48), som, idet røret (43) presses ind i rillerne, kan grave sig ind i rørets indervæg, når den første bøsning (10) deformeres radialt 25 indad.

4. Rørfitting ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første bøsning (10) har en forsænket boring med en tør smøremiddelfilm på boringens væg (28) for at hindre metal-til-metalberøring mellem den første bøsning og røret 30 (43) i boringen og deraf følgende slid på røret og risiko for at det løsner sig under vibration.

5. Rørfitting ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den anden bøsning (11) udvendigt ved sin inderste ende har et ringformet, udvidet parti, omkring hvilket den 35 første bøsning (10) deformeres indad til sammenhold af bøsningerne og dannelse af en væsketætning mellem dem. DK 163739 B

6. Rørfitting ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det udvidede parti er en ringformet kam med en rille (42) i sin ydre overflade.

7. Rørfitting ifølge krav 6, kendetegnet 5 ved, at den ringformede kam har koniske endevægge (40,41), der går således over i rillen (42), at de danner et par skarpe kanter, og at den første bøsning (10) presses således ind i rillen og mod kanterne, at disse går ind i den første bøsnings indervæg.