EP0845092A1 - High-pressure connection system - Google Patents

High-pressure connection system

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EP0845092A1
EP0845092A1 EP96931729A EP96931729A EP0845092A1 EP 0845092 A1 EP0845092 A1 EP 0845092A1 EP 96931729 A EP96931729 A EP 96931729A EP 96931729 A EP96931729 A EP 96931729A EP 0845092 A1 EP0845092 A1 EP 0845092A1
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EP
European Patent Office
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sealing ring
connection system
sealing
ring
sealing element
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EP96931729A
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Manfred Fröhlich
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Abstract

A connection system for maximum pressure resistant screwed pipe joints with a standard retention body (1), a standard coupling ring (2), a pipe (7) and a sealing ring (4) is characterized in that an elastomer high-pressure seal is provided in the form of a first elastomer sealing element (5) placed between the face (8) of the retention body (1) and the sealing ring (4) and a second sealing element (6) placed between a face of the sealing ring facing the pipe (7) and the outer wall of the pipe or connection shank. Incorporating only slight technical modifications, the claimed system combines the advantages of a two-part ring system with the improved sealing action of less rigid systems, allowing damaged sealing elements to be replaced later on. It can be used both in pipe connections with cutting edge seals and in tapered seal connections.

Description

Hochdruckverbindunσssystem High pressure connection system
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für höchst- druckfeste Rohrverschraubungen mit einem genormten, einen 24"-Anschluß aufweisenden Aufnahmekörper, einer ebenfalls genormten Überwurfmutter zur Herstellung einer druckfesten Verbindung, einem Rohr oder einem Anschlußzapfen zum Verbin¬ den anderer Systemkomponenten, und einem Dichtring, der mit¬ tels einer Elastomer-Hochdruckdichtung gegenüber dem Aufnah¬ mekörper und gegenüber dem Rohr abgedichtet ist, und der ei¬ ne Stirnfläche aufweist, die unmittelbar an eine Stirnfläche des Aufnahmekörpers angrenzt. Ein derartiges Verbindungssystem ist bekannt aus der DE 40 38 539 Cl.The invention relates to a connection system for ultra-pressure-resistant pipe screw connections with a standardized, 24 "connection receptacle body, also a standardized union nut for producing a pressure-resistant connection, a pipe or a connecting pin for connecting other system components, and a sealing ring that connects with ¬ means of a high-pressure elastomer seal is sealed with respect to the receptacle body and with respect to the tube, and which has an end face which directly adjoins an end face of the receptacle body. Such a connection system is known from DE 40 38 539 Cl.
Zur Herstellung von entsprechenden druckfesten Verbindungen insbesondere für Fluide in Hochdruckleitungen werden heutzu- tage überwiegend rein metallisch dichtende Zweikanten- Schneidringe in Rohrverschraubungen nach DIN 2353 einge¬ setzt, die sich untereinander technisch nur geringfügig unterscheiden. Die Zweikanten-Schneidringe erfüllen dabei sowohl eine Dichtungs- als auch eine Haltefunktion für das entsprechende Verbindungssystem. Erhöhte Anforderungen der Anwender führten aber in letzter Zeit dazu, daß zunehmend zusätzliche elastomere Abdichtungen gewünscht werden. Ein¬ fache Dichthilfen für Schneidringe, wie beispielsweise in der DE 41 03 266 AI oder der DE 80 17 944.8 Ul sowie in der DE 42 29 502 AI beschrieben, konnten sich auf dem Markt bis¬ lang nicht durchsetzen, weil entweder die Handhabung oder die Rohrvorbereitung bei den betreffenden Systemen zu auf¬ wendig sind.To produce corresponding pressure-resistant connections, in particular for fluids in high-pressure lines, purely metal-sealing double-edged cutting rings in pipe fittings according to DIN 2353 are predominantly used today, which differ only slightly from one another technically. The double-edged cutting rings fulfill both a sealing and a holding function for the corresponding connection system. Increased user requirements have recently led to the fact that additional elastomeric seals are increasingly desired. Simple sealing aids for cutting rings, as described, for example, in DE 41 03 266 AI or DE 80 17 944.8 Ul and in DE 42 29 502 AI, have so far not been able to establish themselves on the market because either the handling or the Pipe preparation in the systems in question are too expensive.
Der letzte Stand der Technik bei Schneidringsystemen wurde durch VerbindungsSysteme mit zweiteiligem Ring in Verbindung mit einem DIN-Aufnahmekörper und einer DIN-Überwurfmutter erreicht, wie beispielsweise in der eingangs zitierten DE 40 38 539 Cl beschrieben ist. Dieses bekannte System trennt vorteilhaft die Haltefunktion einerseits von der Dichtfunktion andererseits. Wie schon aus älteren Druck¬ schriften bekannt ist (siehe z.B. DE 27 12 614 AI) und wie vor allem in praktischen Anwendungen bewiesen, hat ein zwei¬ teiliger Ring durch die doppelte Klemm- und Federwirkung er¬ hebliche Vorteile gegenüber einem einteiligen Ring mit Dop¬ pelfunktion. Im Prinzip unterscheidet sich das System nach der DE 27 12 614 AI von dem Verbindungssystem nach der ein- gangs zitierten DE 40 38 539 Cl nur dadurch, daß beim erste- ren System kein DIN-Stutzen verwendet wurde, weshalb es sich auf dem Markt nicht durchsetzen konnte.The latest state of the art in cutting ring systems has been achieved by connecting systems with a two-part ring in connection with a DIN receiving body and a DIN union nut, as described, for example, in DE 40 38 539 C1 cited at the beginning. This known system advantageously separates the holding function from the sealing function on the one hand. As is already known from older publications (see, for example, DE 27 12 614 AI) and, as proven above all in practical applications, a two-part ring has considerable advantages over a one-part ring with dop due to the double clamping and spring action ¬ peel function. In principle, the system according to DE 27 12 614 AI differs from the connection system according to the gangs cited DE 40 38 539 Cl only by the fact that no DIN socket was used in the former system, which is why it could not prevail on the market.
Noch älter ist das aus der DT 15 25 666 C3 bekannte Rohr-The pipe known from DT 15 25 666 C3 is even older
4 kupplungssystem, das insbesondere bei Gasen Verwendung findet, und das mit einer zusätzlichen Elastomer-Dichtung keine höhere Dichtungswirkung erzielen könnte, da es bereits mit der dort beschriebenen rein metallischen Dichtung selbst bei Helium-Lecktests der entsprechend gekuppelten Rohre die besten Dichtheitsraten garantiert.4 coupling system, which is used in particular with gases, and which could not achieve a higher sealing effect with an additional elastomer seal, since it guarantees the best tightness rates even with helium leak tests of the correspondingly coupled pipes with the purely metallic seal described there.
Das Verbindungssystem gemäß DE 40 38 539 Cl hat also die aus früheren Veröffentlichungen bereits bekannten Teillösungen (für das Dichtelement z.B. DE 90 03 299.3 Ul; für den Schneidring und den schneidringseitigen Teil des Dicht¬ elementes beispielsweise DE 27 12 614 AI oder DT 15 25 666 C3) im Prinzip übernommen und in eine DIN-ge- rechte Form umgesetzt. Dennoch weist das bekannte System immer noch gravierende Nachteile auf :The connection system according to DE 40 38 539 Cl thus has the partial solutions already known from previous publications (for the sealing element, for example DE 90 03 299.3 Ul; for the cutting ring and the part of the sealing element on the cutting ring side, for example DE 27 12 614 AI or DT 15 25 666 C3) taken over in principle and converted into a DIN-compliant form. Nevertheless, the known system still has serious disadvantages:
Alle bekannten Schneidringe, welche auf Block montiert wer¬ den, bei denen also eine stirnseitige Anschlagfläche plan an der Stirnseite des Aufnahmekörpers zur spielfreien Anlage kommt, verlieren durch den starren Kraftschluß an Flexibili¬ tät, so daß es zu vorzeitigen Rohrbrüchen an der Überwurf- mutterseite und sogar zu Leckagen an den Einschraubgewinden des Aufnahmekörpers kommen kann. Auch das aus der DE 40 38 539 Cl bekannte Verbindungssystem wird in dieser Weise auf Block montiert.All known cutting rings, which are mounted on a block, in which an end stop face comes flat against the end face of the receptacle body, lose flexibility due to the rigid frictional connection, so that there are premature pipe breaks on the union nut side and even leakage in the screw threads of the receiving body. The connection system known from DE 40 38 539 Cl is also mounted on a block in this way.
Bei der Montage besteht dann generell das Problem, daß zwar das vermeintliche Montageende sichtbar wird, wenn die Über- wurfmutter wieder gelöst wird, daß aber nicht erkennbar ist, wann der Schneidring mit dem Einschneiden in das Rohr be¬ gonnen hat und ob der effektive Einschneideweg zur Sicherung der vollen Haltekraft auch ausreicht. Das bekannte Ver¬ bindungssystem bietet keine Möglichkeit, ein eventuell not- wendiges weiteres Einschneiden zu bewerkstelligen, bei¬ spielsweise wenn das Rohr bei Einschneidbeginn nicht ganz am Rohranschlag war, oder wenn die Rohrwand nach innen ausge¬ wichen ist.When assembling there is generally the problem that the supposed end of assembly is visible when the overlap The nut is loosened again, but it is not possible to tell when the cutting ring started cutting into the pipe and whether the effective cutting path is also sufficient to ensure the full holding force. The known connection system offers no possibility of carrying out any further cutting which may be necessary, for example if the pipe was not quite at the pipe stop at the beginning of the cutting, or if the pipe wall had evaded inwards.
In beiden Fällen wäre bei einem Nacharbeiten die Vorspann¬ kraft auf das Gewinde reduziert und die Überwurfmutter würde sich lösen, so daß die elastomere Dichtung nicht mehr ge- kammert wäre und durch den dann entstehenden Spalt nach außen gepreßt würde, weshalb bei einem anschließenden An¬ ziehen der Dichtung die Dichtfunktion nicht mehr gewähr¬ leistet wäre. Dementsprechend bleibt einem Monteur als Option lediglich ein weiteres Anziehen der Überwurfmutter übrig, was aber mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem über¬ mäßigen Einschnüren des Rohres am 90°-Konus der Überwurf¬ mutter führt, so daß ein vorzeitiger Rohrbruch durch Kerb¬ wirkung die nahezu unausweichliche Folge wäre.In both cases, the pretensioning force on the thread would be reduced during reworking, and the union nut would loosen, so that the elastomeric seal would no longer be chambered and would be pressed outward through the gap which would then arise, which is why a subsequent tightening pulling the seal would no longer guarantee the sealing function. Accordingly, an installer has only the option of further tightening the union nut, but this will most likely lead to excessive constriction of the pipe at the 90 ° cone of the union nut, so that premature pipe breakage due to the notch effect is almost inevitable Consequence would be.
Auch ein Austausch des Weichdichtungselementes würde keinen Sinn machen, weil sich dadurch die oben geschilderte Proble¬ matik im Kern nicht ändern würde. Bei Lockerung des Dichtungsverbandes würde wiederum ein Spalt zwischen dem Aufnahmekörper und dem Dichtring entstehen, der im übrigen bis zu einem gewissen Grade ohnehin schon von vornherein durch die DIN-Toleranzen zwischen Dichtring und Rohr vor¬ handen ist. Das bei dem bekannten Verbindungssystem ver¬ wendete einzige Dichtelement der Elastomer-Hochdruckdichtung würde wiederum in den Spalt gezogen und könnte dann nach den anderen Seiten hin seine Dichtfunktion nicht mehr oder nur noch unvollständig erfüllen.An exchange of the soft sealing element would also make no sense, because this would not change the core of the problems described above. If the sealing bandage were loosened, a gap would again arise between the receiving body and the sealing ring, which, to a certain extent, is already present from the start due to the DIN tolerances between the sealing ring and the pipe. The only sealing element of the elastomer high-pressure seal used in the known connection system would in turn be pulled into the gap and could then according to the on the other hand no longer or only incompletely fulfill its sealing function.
Einen ganz anderen Stand der Technik stellen Rohrverbindun¬ gen mit sogenannten Dichtkegelverschraubungen dar. Bei-Pipe connections with so-called sealing cone screw connections represent a completely different state of the art.
4 spielsweise aus dem Firmenkatalog EMB der Firma Eifeler Ma¬ schinenbau H. Heinen GmbH & Co., D-53901 Bad Münstereifel, Seite VII/1, 2 aus dem Jahre 1995 ist eine "Schweißnippel- Rohrverschraubung bekannt, bei der an das Ende eines Rohres, welches unter hohem Druck stehende Fluide führen soll, ein Schweißnippel mit ungefähr konischem Kopf angeschweißt wird, gegen welchen dann auf der anderen Seite ein Stutzen mit entsprechendem Innenkonus mittels einer Überwurfmutter fest¬ gezogen wird. Derartige bekannte Schweißnippel-Rohrver¬ schraubungen sollen ihren Einsatz besonders bei schwierigen Betriebsbedingungen finden, beispielsweise wenn extreme Schwingungs- und Wechselbelastungen, sehr starke Druckstöße in Anlagen, extreme Temperaturen und Temperaturschwankungen vorkommen. Insbesondere werden derartige Hochdruckrohrver¬ bindungen in Anlagen verwendet, bei denen Standzeiten sehr hohe Kosten verursachen würden. Ein wesentlicher Nachteil dieser Verbindungsmethode besteht aber darin, daß die Schweißnippel relativ teure Drehteile sind, deren Montage (Anschweißen) zudem aufwendig und damit kostenintensiv ist, und daß die Schweißnippel zudem erhebliche Lagerkosten ver¬ ursachen.4 for example from the company catalog EMB of the company Eifeler Maschinenbau H. Heinen GmbH & Co., D-53901 Bad Münstereifel, page VII / 1, 2 from 1995, a "welding nipple tube screw connection is known, in which at the end of a A welding nipple with an approximately conical head is welded onto the pipe, which is supposed to carry fluids under high pressure, against which a socket with a corresponding inner cone is then tightened by means of a union nut. Such known welding nipple pipe screw connections are to be used especially in difficult operating conditions, for example when extreme vibrations and alternating loads, very strong pressure surges in systems, extreme temperatures and temperature fluctuations occur.Particularly such high pressure pipe connections are used in systems where downtimes would cause very high costs exists in that the welding nipples are relatively expensive turned parts, the assembly (welding) of which is also complex and thus cost-intensive, and in that the welding nipples also cause considerable storage costs.
Eine wesentlich billigere Lösung bietet demgegenüber eine ganz neue Art der Rohrverschraubung, wie sie in dem Zeit- schriftartikel "Wettstreit mit alten Techniken" in der Zeit¬ schrift "fluid-technik", Verlag moderen Industrie AG, D-86895 Landsberg, S. 12, 14 und 15 vom Juli 1995 beschrie¬ ben ist. Bei derartigen Hydraulilkrohrverschraubungen wird anstelle des Anschweißens eines Schweißnippels das jeweilige Rohrende mit Hilfe einer entsprechenden Umformmaschine span¬ los umgeformt, so daß am Rohrende ebenfalls ein Dichtkegel wie bei der bekannten Dichtkegelverschraubung entsteht. Nachteilig bei diesem System ist allerdings, daß keine zu-A much cheaper solution, on the other hand, is offered by a completely new type of pipe fitting, as described in the magazine article "Competition with old techniques" in the magazine "fluid-technik", publisher moderen Industrie AG, D-86895 Landsberg, p. 12 , 14 and 15 dated July 1995. With such hydraulic pipe fittings Instead of welding a welding nipple, the respective pipe end is reshaped with the aid of a corresponding forming machine, so that a sealing cone, as in the known sealing cone screw connection, is also produced at the pipe end. A disadvantage of this system, however, is that no
4 sätzliche Weichdichtung vorgesehen ist. Lediglich über eine Flächendichtung zwischen der Kegelaußenflache des angeform¬ ten Dichtkegels am Rohrende und der konischen Innenfläche im Aufnahmekörper soll die Hydraulik-Hochdruckdichtung bewirkt werden. Dies wird insbesondere bei Anlagen, bei welchen Standzeiten sehr hohe Kosten verursachen würden, kaum tole¬ rierbar sein. Zudem ist eine nachträgliche Austauschbarkeit von beschädigten Dichtelementen so gut wie unmöglich, da beim Anziehen des Aufnahmekörpers gegen das Rohrende mittels einer Überwurfmutter der spanlos angeformte Dichtkegel am Rohrende mit hoher Wahrscheinlichkeit wiederum verformt wird, so daß nach einem Lösen und erneuten Zusammenziehen der Rohrverbindung in den seltensten Fällen die erforderli¬ che Hochdruckdichtheit wieder erreicht wird, die möglicher¬ weise bei der ersten Montage der Rohrverbindung ursprünglich bestanden hat.4 additional soft seal is provided. The hydraulic high-pressure seal is to be brought about only by means of a surface seal between the outer cone surface of the molded sealing cone at the pipe end and the conical inner surface in the receiving body. This will hardly be tolerable, particularly in systems in which downtimes would cause very high costs. In addition, a subsequent interchangeability of damaged sealing elements is almost impossible, since when the receptacle is tightened against the pipe end by means of a union nut, the non-cutting molded sealing cone at the pipe end is very likely to be deformed again, so that after loosening and re-tightening the pipe connection in the rarest of cases If the required high-pressure tightness is reached again, which may have existed when the pipe connection was first installed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Verbindungssystem mit den Merkmalen der eingangs geschilder¬ ten Art zu schaffen, welches bei möglichst geringen techni¬ schen Änderungen die Vorteile eines Systems mit zweiteiligem Ring mit dem verbesserten Dichtverhalten von weniger starren Systemen verbindet, wobei eine nachträgliche Austauschbar¬ keit von beschädigten Dichtelementen ermöglicht werden soll, und welches prinzipiell nicht nur bei Rohrverbindungen mit Schneidringen, sondern auch bei solchen mit Dichtkegeln ver¬ wendet werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elastomer-Hochdruckdichtung ein zwischen der Stirnfläche des Aufnahmekörpers und dem Dichtring angeordnetes erstes eiastomeres Dichtelement und ein zwischen einer dem Rohr oder Anschlußzapfen zugewandten Fläche des Dichtringes undIn contrast, the object of the present invention is to create a connection system with the features of the type described at the outset, which combines the advantages of a system with a two-part ring with the improved sealing behavior of less rigid systems with the least possible technical changes, a subsequent one Interchangeability of damaged sealing elements is to be made possible, and which can in principle be used not only for pipe connections with cutting rings, but also for those with sealing cones. According to the invention, this object is achieved in that the elastomer high-pressure seal has a first egg-elastomeric sealing element arranged between the end face of the receiving body and the sealing ring and a surface of the sealing ring and between a pipe or connecting pin
4 der Außenwand des Rohres oder Anschlußzapfens angeordnetes zweites Dichtelement umfaßt.4 comprises the outer wall of the tube or connecting pin arranged second sealing element.
Anstelle der Verwendung eines einzigen elastomeren Dichtele¬ mentes, das zwischen der Konusfläche des Haltekörpers, der Rohraußenwand und der ebenfalls im Konusbereich liegenden radialen Ringfläche gekammert ist, wie beispielsweise in der DE 40 38 539 Cl vorgeschlagen, werden erfindungsgemäß zwei räumlich voneinander getrennte Dichtzonen geschaffen, näm¬ lich durch das erste elastomere Dichtelement zwischen dem Dichtring und dem Aufnahmekörper und durch das zweite ela¬ stomere Dichtelement zwischen dem Dichtring und dem Rohr. Dadurch werden einerseits die Vorteile eines spezialisierten Dichtringes beibehalten, der keine Haltefunktion mehr über¬ nehmen muß, sondern lediglich die Dichtfunktion mittels ei¬ nes elastomeren Dichtelementes sicherstellt, andererseits wird das Dichtverhalten durch die räumliche Trennung der beiden Dichtstellen, deren Vorteile an sich bereits aus der DE 42 29 502 AI bekannt sind, erheblich verbessert.Instead of using a single elastomeric sealing element which is chambered between the conical surface of the holding body, the outer tube wall and the radial annular surface also lying in the conical region, as proposed, for example, in DE 40 38 539 C1, two spatially separate sealing zones are created according to the invention, namely through the first elastomeric sealing element between the sealing ring and the receiving body and through the second elastomeric sealing element between the sealing ring and the tube. On the one hand, the advantages of a specialized sealing ring are retained, which no longer have to take on a holding function, but merely ensure the sealing function by means of an elastomeric sealing element, and on the other hand, the sealing behavior is achieved by the spatial separation of the two sealing points, the advantages of which are inherent in the DE 42 29 502 AI are known, significantly improved.
Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß die Elastomer-Dichtung in Richtung auf das nach außen abzudichtende Fluid gesehen vor der metallischen Schneidendichtung durch den Schneidring liegt, so daß die Schneidendichtung gewissermaßen als zweite Sicherheit bei Versagen der Elastomer-Dichtung zwischen dem Dichtring und Rohr wirkt, wobei gegenüber dem bekannten Ver¬ bindungssystem gemäß der DE 42 29 502 AI durch die Anordnung der zweiten Elastomer-Dichtung unmittelbar nach dem Schneid- ring der vom Schneidring bewirkte Materialaufwurf an der Rohraußenseite die Dichtungseigenschaften der zweiten Ela¬ stomer-Dichtung erheblich verbessert.In addition, there is the further advantage that the elastomer seal, viewed in the direction of the fluid to be sealed off, lies in front of the metallic cutting edge seal through the cutting ring, so that the cutting edge seal acts as a second security in the event of failure of the elastomer seal between the sealing ring and the tube, where compared to the known Ver¬ connection system according to DE 42 29 502 AI by the arrangement of the second elastomer seal immediately after the cutting ring caused by the cutting ring material on the outside of the tube significantly improves the sealing properties of the second elastomer seal.
Bei einem nachträglichen Schadhaftwerden der Elastomer-Hoch-In the event of subsequent damage to the elastomer high
4 druckdichtung kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem durch Abschrauben der Überwurfmutter gelöst werden, wobei der Schneidring im wesentlichen ortsfest in das Rohr ge¬ krallt bleibt. Der Dichtring mit den elastomeren Dicht¬ elementen kann dann ohne weiteres gegen einen Ersatzdicht- ring ausgetauscht werden. Alternativ können auch die elasto¬ meren Dichtelemente für sich ausgetauscht werden, ohne daß die oben beschriebene negative Wirkung des Hineinziehens von elastomerem Material in einen Spalt zu befürchten ist. Eine weitere einfache nachträgliche Reparaturmöglichkeit einer undicht gewordenen Elastomer-Dichtung bei dem erfindungsge¬ mäßen Verbindungssystem besteht in einem Einschieben eines herkömmlichen O-Ringes in den Konusbereich des Aufnahme¬ körpers, wodurch zumindest ein Dichtverband entsteht, wie er aus der eingangs zitierten DE 40 38 539 Cl an sich bekannt ist.4 pressure seal, the connection system according to the invention can be released by unscrewing the union nut, the cutting ring remaining clawed essentially stationary in the tube. The sealing ring with the elastomeric sealing elements can then easily be exchanged for a replacement sealing ring. Alternatively, the elastomeric sealing elements can also be replaced on their own without fear of the above-described negative effect of pulling elastomeric material into a gap. Another simple subsequent possibility of repairing an elastomer seal that has become leaky in the connection system according to the invention consists in inserting a conventional O-ring into the cone area of the receiving body, whereby at least one sealing connection is created, as described in DE 40 38 539 cited at the beginning Cl is known per se.
Vorteilhafterweise kann der Dichtring mit den elastomeren Dichtelementen gemäß dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem auch zum Austausch gegen einen schadhaften herkömmlichen Dichtring in einem bereits montierten bekannten System nach dem Stand der Technik verwendet werden, wenn dort eine Un¬ dichtheit auftreten sollte. Aufgrund der Randbedingungen bei Verwendung eines genormten Aufnahmekörpers und einer DIN- Überwurfmutter beim erfindungsgemäßen Verbindungssystem be¬ steht nämlich eine geometrische Kompatibilität des zwei¬ teiligen Ringes, so daß lediglich darauf geachtet werden muß, daß der Dichtring des erfindungsgemäßen Verbindungs- Systems an seiner dem Schneid- oder Klemmring zugewandten Seite mit dem letzteren zusammenpaßt.Advantageously, the sealing ring with the elastomeric sealing elements according to the connection system according to the invention can also be used to replace a defective conventional sealing ring in an already installed known system according to the prior art, if there should be a leak. Because of the boundary conditions when using a standardized receptacle and a DIN union nut in the connection system according to the invention, there is a geometric compatibility of the two-part ring, so that it is only necessary to ensure that the sealing ring of the connection according to the invention Systems on its side facing the cutting or clamping ring matches the latter.
Ein ganz wesentlicher weiterer Vorteil der vorliegenden Er¬ findung liegt darin, daß das vorgeschla 4gene Verbindungssy- stem nicht nur in Zusammenhang mit Schneidedichtungen, son¬ dern auch für Dichtkegel-Rohrverbindungen verwendet werden kann. In diesem Fall wird das Aufnahmeteil nicht wie bisher üblich mittels einer Überwurfmutter direkt gegen den Dicht¬ kegel gezogen, sondern zwischen Aufnahmeteil und Dichtkegel wird der erfindungsgemäße Dichtring mit seinen elastomeren Dichtelementen angeordnet. Dadurch wird einerseits eine de¬ finierte und sichere Weichdichtung durch die elastomeren Dichtelemente gewährleistet, andererseits kommt zusätzlich noch eine Flächendichtung zwischen der Sitzfläche des erfin¬ dungsgemäßen Dichtringes und der Außenfläche des Dichtkegels hinzu, die die bisherige Flächendichtung zwischen konischer Aufnahmebohrung des Aufnahmekörpers und Dichtkegelaußenflä¬ che ersetzt. Falls der Dichtverband im Bereich des erfin¬ dungsgemäßen Dichtrings schadhaft wird, kann der Dichtring problemlos ausgewechselt werden.Another very important advantage of the present invention is that the proposed connection system can be used not only in connection with cutting seals, but also for sealing cone-pipe connections. In this case, the receiving part is not pulled directly against the sealing cone by means of a union nut, as was previously the case, but the sealing ring according to the invention with its elastomeric sealing elements is arranged between the receiving part and the sealing cone. This on the one hand ensures a defined and secure soft seal through the elastomeric sealing elements, and on the other hand there is also a surface seal between the seat surface of the sealing ring according to the invention and the outer surface of the sealing cone, which seals the previous surface seal between the conical receiving bore of the receiving body and the sealing cone outer surface replaced. If the sealing bandage becomes defective in the area of the sealing ring according to the invention, the sealing ring can be replaced without problems.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsge¬ mäßen Verbindungssystems ist zumindest das erste elastomere Dichtelement, vorzugsweise auch das zweite elastomere Dicht¬ element, in einer Ausnehmung des Dichtringes aufgenommen. Dadurch ist eine im wesentlichen vollständige Kammerung des elastomeren Dichtmaterials garantiert.In an advantageous embodiment of the connecting system according to the invention, at least the first elastomeric sealing element, preferably also the second elastomeric sealing element, is received in a recess of the sealing ring. This guarantees an essentially complete chambering of the elastomeric sealing material.
Das erste und/oder zweite elastomere Dichtelement kann bei Ausführungsformen als separates Teil in Form eines O-Ringes, eines Flachdichtungselementes o.a. vorliegen. Alternativ kann das elastomere Dichtelement aber auch fest mit dem Dichtring verbunden, insbesondere anvulkanisiert oder ange¬ klebt sein. Der Vorteil der erstgenannten Ausführungsform besteht darin, daß ein schadhaft gewordenes Dichtelement se¬ parat ausgetauscht werden kann, ohne daß der gesamte Dicht- ring ausgewechselt werden müßte. Bei der zweiten AlternativeIn embodiments, the first and / or second elastomeric sealing element can be present as a separate part in the form of an O-ring, a flat sealing element or the like. Alternatively, the elastomeric sealing element can also be firmly attached to the Connected sealing ring, in particular vulcanized or glued. The advantage of the first-mentioned embodiment is that a damaged sealing element can be replaced separately without having to replace the entire sealing ring. The second alternative
4 liegt der Vorteil in einer einfacheren Handhabung der fest mit dem Dichtring verbundenen elastomeren Dichtelemente, weil lediglich ein einziges Bauteil eingesetzt und positioniert werden muß.4, the advantage lies in easier handling of the elastomeric sealing elements firmly connected to the sealing ring, because only a single component has to be inserted and positioned.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des er¬ findungsgemäßen VerbindungsSystems begrenzt die Stirnfläche des Dichtringes den am weitestens axial in Richtung auf den Aufnahmekörper ragenden Abschnitt des Dichtringes stirn¬ seitig, so daß keine Teile des Dichtringes in die konische 24°-Ausnehmung des Aufnahmekörpers hineinragen. Derartige Ausführungsformen können insbesondere in Verbindung mit Sonderstutzen ohne Konus verwendet werden, die den her¬ kömmlichen genormten Aufnahmekörper nach DIN ersetzen und beispielsweise eine reduzierte Rohreinstecktiefe aufweisen können. Derartige Sonderstutzen können eine wesentlich größere mechanische Stabilität als der genormte Aufnahme¬ körper aufweisen und sind daher insbesondere zum Einsatz bei extremen Lastwechselbeanspruchungen des zu verbindenden Hochdruck-Fluidsystems oder bei Drücken bei weit über die nach der DIN vorgeschriebenen Grenzwerte geeignet. Dadurch können ganz neue Anwendungsbereiche für das erfindungsgemäße Verbindungssystem erschlossen werden.In a particularly advantageous embodiment of the connecting system according to the invention, the end face of the sealing ring delimits the portion of the sealing ring which projects the most axially in the direction of the receiving body, so that no parts of the sealing ring protrude into the conical 24 ° recess of the receiving body. Such embodiments can be used in particular in connection with special nozzles without a cone, which replace the conventional standardized receiving body according to DIN and can have, for example, a reduced tube insertion depth. Such special nozzles can have a significantly greater mechanical stability than the standardized receptacle and are therefore particularly suitable for use in the event of extreme load changes in the high-pressure fluid system to be connected or at pressures well above the limit values prescribed by DIN. As a result, completely new areas of application for the connection system according to the invention can be opened up.
Die genannte Ausführungsform hat aber selbst bei Verwendung eines DIN-Aufnahmekörpers noch Vorteile: Sie ist in der Her¬ stellung aufgrund der durchgehenden Stirnfläche besonders einfach zu bearbeiten und kann damit kostengünstig angeboten werden. Außerdem wird wesentlich weniger Dichtungsmaterial benötigt, da keine große Kammer wie beim Stand der Technik gefüllt werden muß, sondern das Dichtungsmaterial lediglich zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen von Aufnahme- körper und Dichtring vorhanden sein muß.However, the embodiment mentioned has advantages even when using a DIN receptacle: it is particularly easy to machine due to the continuous end face and can therefore be offered inexpensively become. In addition, significantly less sealing material is required since no large chamber has to be filled as in the prior art, but the sealing material only has to be present between the opposite sealing surfaces of the receiving body and the sealing ring.
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Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Aus¬ führungsform sind das erste und zweite elastomere Dicht- element einstückig miteinander verbunden und somit wesent¬ lich einfacher und billiger herstellbar als zwei getrennte Dichtelemente. Insbesondere beim Anvulkanisieren des Elastomermaterials auf den Dichtring ist lediglich ein einziger Arbeitsgang erforderlich.In a particularly preferred development of this embodiment, the first and second elastomeric sealing elements are connected to one another in one piece and are therefore much easier and cheaper to produce than two separate sealing elements. In particular when vulcanizing the elastomer material onto the sealing ring, only a single operation is required.
Die genannte Ausführungsform kann dahingehend weitergebildet werden, daß das elastomere Dichtmaterial der Elastomer-Hoch¬ druckdichtung ungefähr L-förmig oder ungefähr U-förmig um die dem Rohr oder Anschlußzapfen zugewandte radiale Innen¬ kante des Dichtringes herum angeordnet ist.The embodiment mentioned can be further developed in such a way that the elastomeric sealing material of the elastomer high-pressure seal is arranged approximately L-shaped or approximately U-shaped around the radial inner edge of the sealing ring facing the pipe or connecting pin.
Alternativ dazu kann bei anderen Ausführungsformen vorge¬ sehen sein, daß der Dichtring an seiner dem Aufnahmekörper zugewandten Stirnseite radial innen eine ungefähr konisch verlaufende, zum Aufnahmekörper hin sich öffnende Ausnehmung aufweist, und daß an der konischen Ausnehmung anliegend ein im Querschnitt etwa dreieckförmiges Dichtelement vorgesehen ist, dessen eine Außenfläche auf dem Rohr oder Anschlu߬ zapfen, und dessen andere Außenfläche zumindest teilweise auf der Stirnfläche des Aufnahmekörpers aufliegt. Diese Aus¬ führungsform hat gegenüber der vorgenannten den Vorteil einer einfacheren Herstellbarkeit der konischen Ausnehmung am Dichtring, während die alternative Ausführungsform auf¬ grund ihrer geometrischen Gestaltung einen besseren Halt des Dichtelementes am Dichtring gewährleistet.As an alternative to this, it can be provided in other embodiments that the sealing ring on its end face facing the receiving body has an approximately conically extending recess opening radially on the inside towards the receiving body, and that a sealing element with an approximately triangular cross section is provided adjacent to the conical recess , one outer surface of which rests on the pipe or connecting pin, and the other outer surface of which at least partially rests on the end face of the receiving body. This embodiment has the advantage over the aforementioned that the conical recess on the sealing ring can be manufactured more easily, while the alternative embodiment, owing to its geometrical design, has a better hold on the Sealing element guaranteed on the sealing ring.
Vorteilhaft für beide Ausführungsformen ist es, wenn die ra¬ dial innen angeordnete, dem Aufnahmekörper zugewandte Außen¬ kante des L-, U- oder dreieckförmigen Dichtelementes abge¬ schrägt oder abgerundet ist. Dadurch kann überflüssiges Dichtungsmaterial, das ohnehin nicht zur Dichtung beiträgt, eingespart werden.It is advantageous for both embodiments if the radially arranged inner edge of the L-, U- or triangular-shaped sealing element, which faces the receiving body, is chamfered or rounded. This saves unnecessary sealing material that does not contribute to the seal anyway.
Alternativ zu den oben genannten Ausführungsformen kann aber auch bei dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem radial innen am Dichtring ein umlaufender Absatz vorgesehen sein, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in die konische Öffnung des Aufnahmekörpers ragt. Dadurch ist eine besonders gute Kammerung des ersten Dichtelementes ge¬ währleistet, weil teilweise auch der 24°-Konus des Aufnahme¬ körpers als Kammerwand wirkt. Außerdem wird damit eine ver¬ größerte Dichtfläche zwischen Dichtelement und Aufnahme¬ körper hergestellt.As an alternative to the above-mentioned embodiments, a circumferential shoulder can also be provided radially on the inside of the sealing ring in the connection system according to the invention, which protrudes into the conical opening of the receiving body when the connection system is assembled. This ensures a particularly good chambering of the first sealing element, because in some cases the 24 ° cone of the receiving body also acts as a chamber wall. In addition, an enlarged sealing surface is thus produced between the sealing element and the receiving body.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß das erste und zweite elastomere Dicht- element aus einer über den umlaufenden Absatz des Dicht- ringes gezogenen, einstückig zusammenhängenden, vorzugsweise am Dichtring anvulkanisierten Schicht aus Elastomermaterial gebildet ist. Eine solche zusammenhängende Schicht ist be¬ sonders einfach und preiswert herstellbar.In an advantageous development of this embodiment, it is provided that the first and second elastomeric sealing elements are formed from an integrally connected layer of elastomer material, which is pulled over the circumferential shoulder of the sealing ring and is preferably vulcanized onto the sealing ring. Such a coherent layer is particularly simple and inexpensive to manufacture.
Um Material und Gewicht einzusparen, kann bei einer Weiter¬ bildung die Schicht aus Elastomermaterial eine geringe Dicke von vorzugsweise ungefähr 1/2 mm oder weniger aufweisen, die in der Regel vollkommen ausreicht. Besonders bevorzugt ist auch eine Ausbildung des erfindungs- gemäßen Verbindungssystems, bei der der umlaufende Absatz i.w. zylindrisch ausgebildet ist und eine derartige axiale Länge aufweist, daß er im zusammengebauten Zustand des Ver¬ bindungssystems nicht am 24°-Konus des Aufnahmekörpers an¬ stößt. Damit wird das erfindungsgemäße Verbindungssystem mechanisch noch flexibler, weil eine weitere starr geführte Kraftschlußverbindung wegfällt. Das Einschraubgewinde des Aufnahmekörpers wird dadurch entlastet und die Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Rohres, beispielsweise bei einem gebogenen Fluidleitungssystem sind geringer, ohne daß es zu Sicherheitseinbußen käme.In order to save material and weight, in a further development the layer of elastomer material can have a small thickness of preferably approximately 1/2 mm or less, which is generally sufficient. Also particularly preferred is an embodiment of the connection system according to the invention, in which the circumferential shoulder is cylindrical and has such an axial length that it does not abut the 24 ° cone of the receiving body when the connection system is assembled. The connection system according to the invention is thus mechanically even more flexible because there is no need for a further rigid connection. The screw thread of the receiving body is relieved and the requirements for the dimensional accuracy of the tube, for example in a curved fluid line system, are lower, without there being a loss of safety.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der umlaufende Absatz i. w. konisch auf den Aufnahmekörper zulaufend, vor¬ zugsweise mit einem Winkel von etwa 24°, ausgebildet. Der konische Teil des Dichtelementes übernimmt dann eine mechanische Führungsfunktion. Außerdem ist auf diese Weise erheblich weniger Dichtmaterial am ersten elastomeren Dicht- element erforderlich.In an alternative embodiment, the circumferential paragraph i. w. tapered towards the receiving body, preferably at an angle of approximately 24 °. The conical part of the sealing element then takes over a mechanical guiding function. In addition, considerably less sealing material is required on the first elastomeric sealing element in this way.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verbindungssystems, bei der am Außenumfang des Dichtringes anvulkanisierte oder angeklebte, zum Innenge¬ winde der Überwurfmutter passende Außengewindesegmente aus Elastomermaterial, vorzugsweise symmetrisch um den Umfang verteilt, angeordnet sind. Dabei können im Anlieferzustand vormontierte Teile in der Überwurfmutter gehalten werden und sind ohne Einsatz von Werkzeugen durch einfache Drehung leicht voneinander trennbar.Particularly preferred is an embodiment of the connection system according to the invention, in which vulcanized or glued on the outer circumference of the sealing ring, to match the internal thread of the union nut, are arranged thread segments made of elastomer material, preferably distributed symmetrically around the circumference. In the delivered state, pre-assembled parts can be held in the union nut and can be easily separated from one another by simply turning them without the use of tools.
Bei einer bevorzugten Klasse von Ausführungsformen des er¬ findungsgemäßen Verbindungssystems ist koaxial zum Dichtring ein Schneid- oder Klemmring vorgesehen, welcher sich nach der Montage des Verbindungssystems an der Außenwand des Roh¬ res oder Zapfens festkrallt. Derartige Schneid- und Dich¬ tungssysteme sind, wie oben beschrieben, in der Hydraulik¬ technik seit vielen Jahren gut eingeführt. Die technischen Vorteile des erfindungsgemäßen Verbindungssystems kommen da¬ her in wirtschaftlich besonders wirkungsvoller Weise zum Tragen.In a preferred class of embodiments of the connection system according to the invention is coaxial to the sealing ring a cutting or clamping ring is provided, which claws on the outer wall of the tube or pin after assembly of the connection system. Such cutting and sealing systems, as described above, have been well established in hydraulic engineering for many years. The technical advantages of the connection system according to the invention therefore come to bear in an economically particularly effective manner.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Klasse von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen VerbindungsSy¬ stems ist vorgesehen, daß der Schneid- oder Klemmring einen vorstehenden, umlaufenden Absatz aufweist, der im zusammen¬ gebauten Zustand des Verbindungssystems in eine dem Schneid¬ oder Klemmring zugewandte, radial innen angeordnete konische Ausnehmung des Dichtringes ragt, und der ausgehend von einem in etwa zylindrischen Ansatzstück eine zum Dichtring hin ab¬ fallende konische Steigung aufweist, deren Steigungswinkel größer ist als der Steigungswinkel der entsprechenden koni¬ schen Ausnehmung des Dichtringes. Im Überanzugsbereich er¬ folgt bei dieser Ausführungsform eine Einschnürung und Ver¬ klemmung im Mittelbereich des Schneidringes gegenüber dem Dichtring und gegenüber dem Rohr. Dadurch wird eine schädli¬ che Kerbwirkung des Schneidringes auf das Rohr durch Verkip¬ pung des freien Endes des Schneidringes gegenüber dem Rohr verhindert oder zumindest verringert, so daß mit dem Verbin¬ dungssystem eine höhere Drucksicherheitsstufe erreichbar ist.In a particularly preferred development of this class of embodiments of the connection system according to the invention, it is provided that the cutting or clamping ring has a protruding, circumferential shoulder which, when the connecting system is assembled, is arranged in a radially inner side facing the cutting or clamping ring conical recess of the sealing ring protrudes, and which, starting from an approximately cylindrical attachment piece, has a conical slope that drops towards the sealing ring, the pitch angle of which is greater than the pitch angle of the corresponding conical recess of the sealing ring. In this embodiment there is a constriction and jamming in the overtightening area in the central area of the cutting ring with respect to the sealing ring and with respect to the tube. As a result, a damaging notch effect of the cutting ring on the pipe is prevented or at least reduced by tilting the free end of the cutting ring relative to the pipe, so that a higher pressure security level can be achieved with the connection system.
Bei einer anderen Klasse von Ausführungsformen des erfin¬ dungsgemäßen Verbindungssystems weist das Rohr oder der An¬ schlußzapfen einen radial nach Außen weisenden, umlaufenden Wulst auf, der einerseits als Anschlag für die Überwurfmut- ter, andererseits als Anschlag für das Dichtelement wirkt. Wie bereits oben erwähnt, läßt sich die Erfindungsidee auch bei diesen sogenannten Dichtkegel-Rohrverbindungssystemen ähnlich vorteilhaft einsetzten wie bei den zuvor beschriebe¬ nen Schneidedichtungssystemen. Insbesond 4ere wird durch dasIn another class of embodiments of the connection system according to the invention, the tube or the connecting pin has a circumferential bead pointing radially outwards, which on the one hand acts as a stop for the union nut. ter, on the other hand acts as a stop for the sealing element. As already mentioned above, the idea of the invention can also be used with these so-called sealing cone pipe connection systems in a similarly advantageous manner to the cutting seal systems described above. In particular 4ere is by the
Vorsehen von elastomeren Dichtelementen am erfindungsgemäßen Dichtring eine zusätzliche Dichtwirkung und damit eine we¬ sentlich erhöhte Sicherheit der Hochdruck-Hydraulikverbin¬ dung erreicht. Auch die Austauschbarkeit des Dichtringes bei schadhaft gewordener Dichtung und das Ersetzen gegen einen neuen Dichtring ist bei diesen Systemen ebenfalls absolut problemlos.Providing elastomeric sealing elements on the sealing ring according to the invention achieves an additional sealing effect and thus a significantly increased safety of the high-pressure hydraulic connection. The interchangeability of the sealing ring when the seal has become defective and the replacement with a new sealing ring are also absolutely problem-free with these systems.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Klasse von Aus¬ führungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist vorgesehen, daß der umlaufende Wulst dichtringseitig in ei¬ nem ersten Abschnitt mit einer geringeren Steigung, vorzugs¬ weise etwa 24°, und in einem zweiten Abschnitt bis zur maxi¬ malen radialen Erstreckung mit einer größeren Steigung, vor¬ zugsweise etwa 45°, radial nach außen hin ansteigt, und daß der Dichtring wulstseitig entsprechende konusförmige Ab¬ schnitte, vorzugsweise mit einem Konuswinkel von etwa 24° und einem Konuswinkel von etwa 45°, aufweist. Dadurch wird eine radiale Vergrößerung des Sickendurchmessers beim Dicht- kegel ermöglicht, was die Wirkung der Flächendichtung zwi¬ schen Dichtring und umlaufenden Wulst noch erhöht. Der Be¬ darf könnte anstelle einer üblichen 24°-Konusfläche des Dichtrings auch ausschließlich eine 45°-Konusbohrung verwen¬ det werden, was allerdings im allgemeinen den Nachteil hät¬ te, daß eine derartige Ausführung des Dichtringes lediglich für entsprechende Dichtkegel-Rohrverbindungen nicht jedoch für die üblichen Schneidring-Rohrverbindungen eingesetzt werden kann. Bei einer Klasse von vorteilhaften Weiterbildungen der Dichtkegel-Ausführungsformen ist der umlaufende Wulst durch spanlose Umformung eines Endes des Rohres oder eines An¬ schlußzapfens beispielsweise durch Anst 4auchen auf einer Roh- rendpresse oder durch hydraulische Formgebung hergestellt. Dazu werden in der Regel entsprechende kalibrierte Formwerk¬ zeuge oder bei Rohren mit größeren Rohrdurchmessern mit ho¬ hem Druck beaufschlagte Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt, die die Rohrwand in die Kontur eines entsprechend entgegen¬ gehaltenen Formwerkzeuges pressen.In an advantageous further development of this class of embodiments of the connection system according to the invention it is provided that the circumferential bead on the sealing ring side in a first section with a smaller slope, preferably approximately 24 °, and in a second section up to the maximum radial Extension with a larger slope, preferably approximately 45 °, rises radially outward and that the sealing ring has corresponding conical sections on the bead side, preferably with a cone angle of approximately 24 ° and a cone angle of approximately 45 °. This enables a radial enlargement of the bead diameter in the sealing cone, which further increases the effect of the surface seal between the sealing ring and the circumferential bead. Instead of a conventional 24 ° conical surface of the sealing ring, the requirement could also be used exclusively for a 45 ° conical bore, which would, however, generally have the disadvantage that such a design of the sealing ring only not for corresponding sealing cone-pipe connections, however can be used for the usual cutting ring pipe connections. In a class of advantageous developments of the sealing cone embodiments, the circumferential bead is produced by non-cutting shaping of one end of the pipe or a connecting pin, for example by dipping on a pipe end press or by hydraulic shaping. For this purpose, correspondingly calibrated shaping tools or, in the case of tubes with larger tube diameters, hydraulic fluids pressurized with high pressure are used, which press the tube wall into the contour of a correspondingly held shaping tool.
Alernativ dazu sind Weiterbildungen, bei denen der umlaufen¬ de Wulst Teil eines Drehteiles, vorzugsweise eines an das Rohr angeschweißten Schweißnippels ist, wie er seit langem im Handel erhältlich ist.As an alternative to this, further developments are in which the circumferential bead is part of a turned part, preferably a welding nipple welded to the tube, as has been commercially available for a long time.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Dichtring für Verbindungssysteme der oben beschriebenen Art, der sich dadurch auszeichnet, daß er von an einem axialen Ende eine senkrecht zur Symmetrieachse (a) des Dichtringes verlaufende, ebene Stirnfläche und an seiner radialen Innen¬ seite zumindest abschnittsweise eine konusförmige Ausnehmung aufweist, und daß an dem axialen Ende des Dichtringes mit der Stirnfläche ein erstes eiastomeres Dichtelement und an dem radial innersten Bereich seiner radialen Innenseite ein zweites eiastomeres Dichtelement angeordnet ist.Also within the scope of the present invention is a sealing ring for connection systems of the type described above, which is characterized in that it has a flat end face running perpendicular to the axis of symmetry (a) of the sealing ring at one axial end and at least on its radial inner side sectionally has a conical recess, and that at the axial end of the sealing ring with the end face a first egg elastomeric sealing element and on the radially innermost region of its radial inside a second egg elastomeric sealing element is arranged.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Dichtrings sind das erste und das zweite Dicht- element einstückig miteinander verbunden. Bevorzugt weisen die konusförmigen Ausnehmungen beim erfin¬ dungsgemäßen Dichtring einen Konuswinkel zwischen 20° und 45°, überlicherweise dem genormten 24°-Konuswinkel auf. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Dichtrings ist vorgesehen, daß a 4xial anschließend an einen radial inneren Abschnitt der konusförmigen Ausnehmung mit einem flacheren Konuswinkel, vorzugsweise von etwa 24°, ein radial äußerer Abschnitt der konusförmigen Ausnehmung mit einem steileren Konuswinkel, vorzugsweise von etwa 45°, vorgesehen ist. Ein derartiger Dichtring eignet sich insbe¬ sondere für eine Dichtkegel-Dichtung mit zweistufiger Stei¬ gung des Dichtkegels.In a particularly simple embodiment of the sealing ring according to the invention, the first and the second sealing element are connected to one another in one piece. The conical recesses in the sealing ring according to the invention preferably have a cone angle between 20 ° and 45 °, usually the standardized 24 ° cone angle. In a further advantageous embodiment of the sealing ring according to the invention, it is provided that a 4xial subsequent to a radially inner section of the conical recess with a flatter cone angle, preferably of approximately 24 °, a radially outer section of the conical recess with a steeper cone angle, preferably of about 45 ° is provided. Such a sealing ring is particularly suitable for a sealing cone seal with a two-stage pitch of the sealing cone.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform des erfindungsge¬ mäßen Dichtrings, bei der an dem axialen Ende radial inner¬ halb der Stirnfläche ein in axialer Richtung über die Stirn¬ fläche hinausragender umlaufender Absatz vorgesehen ist, wie er bereits oben in Zusammenhang mit Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssystem beschrieben wurde.An embodiment of the sealing ring according to the invention is also advantageous, in which a circumferential shoulder projecting axially beyond the end face is provided at the axial end radially inside the end face, as already described above in connection with embodiments of the connection system according to the invention has been.
Bei ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen ist der er¬ findungsgemäße Dichtring in seinen äußeren Abmessungen der¬ art gestaltet, daß er sowohl in einem Verbindungssystem mit Schneidedichtung als auch in einem Verbindungssystem mit Dichtkegel-Dichtung verwendbar ist. Ein derart universal einsetzbares Dichtungsteil kann im Gegensatz zu herkömmli¬ chen, völlig unterschiedlichen Systemteilen enorm hohe Ko¬ sten einsparen.In particularly preferred embodiments, the sealing ring according to the invention is designed in such a way that it can be used both in a connection system with a cutting seal and in a connection system with a sealing cone seal. In contrast to conventional, completely different system parts, such a universally usable sealing part can save enormously high costs.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be¬ schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfin¬ dungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in be- liebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaf¬ ten Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, according to the invention, the features mentioned above and those listed below can each be used individually or in groups of several arbitrary combinations are used. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen halben Längsschnitt durch ein erfindungs¬ gemäßes Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrverschraubungen mit Schneidendichtung;1 shows a half longitudinal section through a connection system according to the invention for extremely pressure-resistant pipe screw connections with a cutting edge seal;
Fig. 2a in der linken Hälfte eine Seitenansicht eines zwei¬ teiligen Rings; mit Schneidring einer Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verbindungssystems und in der rechten Hälfte einen schematischen Längs¬ schnitt desselben;2a in the left half a side view of a two-part ring; with a cutting ring of an embodiment of the connection system according to the invention and in the right half a schematic longitudinal section of the same;
Fig. 2b eine stirnseitige Draufsicht auf den zweiteiligen Ring nach Fig. 2a;FIG. 2b shows an end view of the two-part ring according to FIG. 2a;
Fig. 3 einen schematischen halben Längsschnitt durch einen zweiteiligen Ring mit Schneidring und einen Aufnah¬ mekörper einer Ausführungsform des erfindungsgemä¬ ßen Verbindungssystems mit Dichtring ohne Absatz;3 shows a schematic half longitudinal section through a two-part ring with a cutting ring and a receiving body of an embodiment of the connection system according to the invention with a sealing ring without heel;
Fig. 4a einen Längsschnitt wie in Fig. 3, aber mit einstückigem elastomerem Dichtelement in L-Form;4a shows a longitudinal section as in FIG. 3, but with an integral elastomeric sealing element in an L-shape;
Fig. 4b einen Längsschnitt wie in Fig. 4a, aber mitFig. 4b shows a longitudinal section as in Fig. 4a, but with
Schneidring, Dichtring und Aufnahmekörper in vorge¬ schriebener Endlage fertig montiert ohne Überanzug; Fig. 5 einen Längsschnitt wie in Fig. 3, aber mit dreieckformigem, einstückigem Dichtelement;Cutting ring, sealing ring and receiving body in the prescribed end position fully assembled without overtightening; 5 shows a longitudinal section as in FIG. 3, but with a triangular, one-piece sealing element;
Fig. 6 einen Längsschnitt wie in Fig. 3, wobei der Dicht- ring einen in den 24°-Konus des Aufnahmekörpers ragenden umlaufenden Absatz aufweist;6 shows a longitudinal section as in FIG. 3, the sealing ring having a circumferential shoulder projecting into the 24 ° cone of the receiving body;
Fig. 7 einen halben Längsschnitt durch ein erfindungsgemä¬ ßes Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrver¬ schraubungen mit Dichtkegel, wobei der erfindungs¬ gemäße Dichtring zwei getrennte elastomere Dicht- elemente aufweist;7 shows a half longitudinal section through a connection system according to the invention for extremely pressure-resistant pipe screw connections with a sealing cone, the sealing ring according to the invention having two separate elastomeric sealing elements;
Fig. 8 einen Längsschnitt wie in Fig. 7, jedoch mit ein¬ stückigem Dichtelement am Dichtring; und8 shows a longitudinal section as in FIG. 7, but with a one-piece sealing element on the sealing ring; and
Fig. 9 einen Längsschnitt wie in Fig. 8, jedoch mit einem mit 24°- und 45°-Konusfläche und entsprechend ansteigendem Dichtkegel.Fig. 9 shows a longitudinal section as in Fig. 8, but with a 24 ° and 45 ° conical surface and a correspondingly increasing sealing cone.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems für höchstdruckfeste Rohrverschraubungen ist in einem halben Längsschnitt die be¬ züglich einer Symmetrieachse a obere Hälfte des Ver- schraubungsVerbandes in angezogenem Zustand zu erkennen. Da¬ bei ist ein Rohr 7, das beispielsweise auch als Anschlußzap¬ fen ausgeführt sein könnte, mittels einer genormten Überwurfmutter 2, einem Schneidring 3, der als Ein- oder Zwei-Kantenschneidring oder aber auch als Klemm- oder Keil- ring zur Halterung des Rohres ausgebildet sein kann, und einem Dichtring 4, hochdruckdichtend mit einem genormten Aufnahmekörper 1, der einen 24°-Innenkonus 19 aufweist, ver¬ bunden. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist durch den Ge- windeanzug der Überwurfmutter 2 gegen den Aufnahmekörper 1 der Schneidring 3 derart verformt worden, daß er sich in die Außenfläche des Rohres 7 eingeschnitten hat und damit für einen Festsitz des Verbandes sorgt. Der Dichtring 4 weist ein erstes eiastomeres Dichtelement 5 auf, das gegen eine Stirnfläche 8 des Aufnahmekörpers 1 anschlägt, sowie ein zweites eiastomeres Dichtelement 6, welches gegen die Außen¬ fläche des Rohres 7 gedrückt wird, das stirnseitig gegen eine Rohranschlagfläche 18 des Aufnahmekörpers 1 anstößt.In the exemplary embodiment of a connection system according to the invention for extremely pressure-resistant pipe fittings shown in FIG. 1, the tightened state can be seen in a half longitudinal section in relation to an axis of symmetry a top half of the fitting assembly. There is a tube 7, which for example could also be designed as a connecting pin, by means of a standardized union nut 2, a cutting ring 3, which acts as a one- or two-edge cutting ring or else as a clamping or wedge ring for holding the Can be formed tube, and a sealing ring 4, high pressure sealing with a standardized receiving body 1, which has a 24 ° inner cone 19, connected. In the exemplary embodiment shown, the windsuit of the union nut 2 against the receiving body 1 of the cutting ring 3 has been deformed such that it has cut into the outer surface of the tube 7 and thus ensures a tight fit of the dressing. The sealing ring 4 has a first egg-elastomeric sealing element 5, which abuts against an end face 8 of the receiving body 1, and a second egg-elastomeric sealing element 6, which is pressed against the outer surface of the tube 7, which abuts on the end face against a tube stop face 18 of the receiving body 1 .
Anstelle eines genormten Aufnahmekörpers 1 mit 24°-Konus 19 könnte im erfindungsgemäßen Verbindungssystem auch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Sonderstutzen für extrem hohe Drücke mit geringerer Rohreinstecktiefe und ohne Auf- nahmekonus verwendet werden. Das erste elastische Dicht- element 5 würde dann immer noch die Dichtfunktion gegen die entsprechende Stirnfläche des Stutzens übernehmen.Instead of a standardized receptacle body 1 with a 24 ° cone 19, a special connector (not shown in the drawing) for extremely high pressures with a lower pipe insertion depth and without a receptacle cone could also be used in the connection system according to the invention. The first elastic sealing element 5 would then still perform the sealing function against the corresponding end face of the connecting piece.
Zusätzlich können auch weitere Weichdichtungen im Reparatur¬ fall, beispielsweise O-Ringe oder Flachdichtungsringe aus elastomerem Material eingesetzt werden, die dann die Dicht¬ funktion eines eventuell beschädigten ersten oder zweiten Dichtelementes übernehmen. Derartige zusätzliche Weichdich¬ tungen könnten dann wieder wie beim Stand der Technik im 24°-Konus des Aufnahmekörpers gekammert sein.In addition, other soft seals can also be used in the repair case, for example O-rings or flat sealing rings made of elastomeric material, which then take over the sealing function of a possibly damaged first or second sealing element. Such additional soft seals could then again be chambered in the 24 ° cone of the receiving body, as in the prior art.
In Fig. 2a ist auf der linken Seite eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Schneidringes 3 und des Dichtringes 4 dargestellt. Die rechte Seite von Fig. 2a zeigt einen schematischen Längsschnitt durch den zweiteiligen Ring 3, 4, während Fig. 2b eine Draufsicht auf den Dichtring 4 nach Fig. 2a zeigt. Am Außenumfang des Dichtringes 4 sind sym¬ metrisch um den Umfang verteilte, zum Innengewinde der Über- wurfmutter 2 aus Fig. 1 passende AußengewindeSegmente 20 aus elastomerem Material angeordnet, die am Dichtring 4 an¬ vulkanisiert oder angeklebt sein können. Damit läßt sich eine bajonettverschlußartige Schraubverbindung zwischen dem Dichtring 4 und der Überwurfmutter 2 her 4stellen, die alsA side view of the cutting ring 3 shown in FIG. 1 and the sealing ring 4 is shown on the left in FIG. 2a. The right side of FIG. 2a shows a schematic longitudinal section through the two-part ring 3, 4, while FIG. 2b shows a top view of the sealing ring 4 according to FIG. 2a. On the outer circumference of the sealing ring 4 are symmetrically distributed around the circumference, to the internal thread of the outer Throwing nut 2 from FIG. 1, matching external thread segments 20 made of elastomeric material, which can be vulcanized or glued to the sealing ring 4. This makes it possible to produce a bayonet-type screw connection between the sealing ring 4 and the union nut 2, which as
Vormontagehaiterung von Überwurfmutter 2, Schneidring 3 und Dichtring 4 wirkt und zum Zwecke der Endmontage ohne weite¬ res leicht lösbar ist.Pre-assembly hardening of union nut 2, cutting ring 3 and sealing ring 4 acts and is easily detachable for the purpose of final assembly without further.
Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung der Schnittansicht von Elementen des Verbindungssystems nach Fig. 1, nämlich des Aufnahmekörpers 1, des Dichtringes 4 und des Schneidringes 3 im nicht-angezogenen, vormontierten Zustand. Dabei stößt der Dichtring 4 mit seiner Stirnfläche 9 gegen die Stirnfläche 8 des Aufnahmekörpers 1, wodurch das erste elastomere Dicht- element 5, das in einer Ausnehmung 25 in der Stirnfläche 9 des Dichtringes 4 gekammert ist, gegen die als Dichtfläche wirkende Stirnfläche 8 des Aufnahmekörpers 1 gedrückt wird. Das zweite elastomere Dichtelement 6 liegt an der Außen¬ fläche des in Fig. 3 nicht dargestellten Rohres dichtend an.Fig. 3 shows an enlargement of the sectional view of elements of the connection system according to Fig. 1, namely the receiving body 1, the sealing ring 4 and the cutting ring 3 in the non-tightened, pre-assembled state. The sealing ring 4 abuts with its end face 9 against the end face 8 of the receiving body 1, as a result of which the first elastomeric sealing element 5, which is chambered in a recess 25 in the end face 9 of the sealing ring 4, against the end face 8 of the receiving body, which acts as a sealing face 1 is pressed. The second elastomeric sealing element 6 lies sealingly on the outer surface of the tube, not shown in FIG. 3.
In Fig. 4a ist eine Ausführungsform des Dichtelementes 4' dargestellt, bei der die beiden elastomeren Dichtelemente miteinander verbunden sind und ein einstückiges Dichtelement 21 bilden, das im gezeigten Ausführungsbeispiel ungefähr L-förmig um die radiale Innenkante 22 des Dichtringes 4' herum angeordnet ist.4a shows an embodiment of the sealing element 4 ', in which the two elastomeric sealing elements are connected to one another and form an integral sealing element 21 which, in the exemplary embodiment shown, is arranged approximately L-shaped around the radial inner edge 22 of the sealing ring 4'.
In Fig. 4b ist der Dichtungsverband im angezogenen Zustand dargestellt. Dabei drückt die in der Figur nicht gezeigte Überwurfmutter auf die Konusfläche 10 des Schneidringes 3, wodurch dieser sich mit seinem Stirnabschnitt ll unter die Innenkonusflache 12 des Dichtringes 4' schiebt. Dadurch wird der Stirnabschnitt 11 nach innen in Richtung auf das Rohr 7 abgelenkt und verkrallt sich mit seiner Unterkante in der Außenfläche des Rohres 7. Gleichzeitig bildet der Stirnab¬ schnitt 11 eine Kammerwand zur druckfesten Kammerung des elastomeren Dichtelementes 21 aus. Als Anschlag für die Schneidring-seitige Stirnfläche 13 des Dichtrings 4' dient nicht mehr wie beim Stand der Technik die Endfläche 14 des Schneidringes 3, die höchstenfalls bei ganz extremem Überan¬ zug zur Anlage mit der Stirnfläche 13 kommen würde, sondern die Konusfläche 15 am Schneidring 3, gegen die die Innen¬ kante 18 der rückseitigen Stirnfläche 13 anläuft.4b shows the sealing bandage in the tightened state. The union nut, not shown in the figure, presses on the conical surface 10 of the cutting ring 3, as a result of which its end section 11 is pushed under the inner conical surface 12 of the sealing ring 4 '. This will the end section 11 is deflected inwards in the direction of the tube 7 and claws with its lower edge in the outer surface of the tube 7. At the same time the end section 11 forms a chamber wall for the pressure-resistant chambering of the elastomeric sealing element 21. The end face 14 of the cutting ring 3 no longer serves as a stop for the end face 13 of the sealing ring 4 'on the cutting ring side, which would come into contact with the end face 13 at most in the case of a very extreme overtightening, but the conical face 15 on Cutting ring 3 against which the inner edge 18 of the rear end face 13 runs.
Aufgrund der eingangs beschriebenen möglichen Montagefehler eines derartigen höchstdruckfesten Verbindungssystems ist es von Vorteil, wenn der Schneidring 3 nachgezogen werden kann. Dabei wird beim erfindungsgemäßen System ein weiterer axia¬ ler Einschneidweg zurückgelegt. Gleichzeitig erfolgt nicht nur eine weitere Erhöhung der Rohrklemmkraft im Bereich der Konusfläche 10 des Schneidrings 3, sondern auch eine Stauchung und Reduzierung der axialen Länge des Schneidrings 3 in seinem Mittelbereich 16, was zu einer engen Um¬ klammerung des Rohres 7 führt. Durch eine solche Geometrie des Schneidringes 3 wird sichergestellt, daß bei Erreichen des Überanzugsbereichs während des MontageVorgangs der Monteur ein deutlich erkennbares Kraftsignal in Folge eines überproportional großen Kraftanstieges spürt, sobald die Innenkante 18 des Dichtrings 4 ' auf die Konusfläche 15 des Schneidringes 3 auftrifft. Auch bei einem möglicherweise notwendigen Überanzug erfolgt bei der vorliegenden Geometrie des Schneidringes 3 keine schädliche Kerbwirkung durch Rohr¬ einschnürung, sondern es wird eine gleichmäßige Kraftver¬ teilung auf die zwischen dem Mittelbereich 16 und dem Ring¬ auslauf 17 des Schneidringes 3 aufgespannte Fläche bewirkt, die zusätzlich zur Rohrhalterung genutzt wird.Due to the possible assembly errors described at the outset of such a high-pressure-resistant connection system, it is advantageous if the cutting ring 3 can be retightened. In this case, a further axial incision path is covered in the system according to the invention. At the same time, there is not only a further increase in the pipe clamping force in the area of the conical surface 10 of the cutting ring 3, but also a compression and reduction in the axial length of the cutting ring 3 in its central area 16, which leads to a tight gripping of the pipe 7. Such a geometry of the cutting ring 3 ensures that when the overtightening area is reached during the assembly process, the fitter senses a clearly recognizable force signal as a result of a disproportionately large increase in force as soon as the inner edge 18 of the sealing ring 4 'strikes the cone surface 15 of the cutting ring 3. Even in the case of a possibly necessary overtightening, the present geometry of the cutting ring 3 does not cause any damaging notching effect due to constriction of the pipe, but instead a uniform force distribution is achieved over the area spanned between the central region 16 and the ring outlet 17 of the cutting ring 3. which is used in addition to the pipe holder.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver¬ bindungssystems ist in Fig. 5 gezeigt, wo der Dichtring 4'1 ein einstückiges, im wesentlichen dreiec 4kförmiges elastome- res Dichtelement 23 trägt, das an seiner radial inneren Außenkante eine Abschrägung 24 aufweist.A further embodiment of the connection system according to the invention is shown in FIG. 5, where the sealing ring 4 ' 1 carries a one-piece, essentially triangular 4k-shaped elastomeric sealing element 23 which has a bevel 24 on its radially inner outer edge.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der ein Dichtring 4' ' ' radial innen einen umlaufenden Absatz 27 aufweist, der im zusammengebauten Zustand des VerbindungsSy¬ stems in die konische Öffnung 19 des Aufnahmekörpers 1 ragt. Dabei ist die axiale Länge des Absatzes 27 so gewählt, daß er auch im angezogenen Zustand des Verbindungssystems nicht auf die Konusfläche 19 des Aufnahmekörpers 1 auftrifft. Durch den umlaufenden Absatz 27 wird eine fast vollständig geschlossene Kammer 26 für das erste elastomere Dichtelement 5' geschaffen.6 shows a further embodiment, in which a sealing ring 4 ″ ″ has a circumferential shoulder 27 radially on the inside, which projects into the conical opening 19 of the receiving body 1 in the assembled state of the connecting system. The axial length of the shoulder 27 is selected so that it does not strike the conical surface 19 of the receiving body 1 even when the connecting system is tightened. The circumferential shoulder 27 creates an almost completely closed chamber 26 for the first elastomeric sealing element 5 '.
Alternativ kann in einer in der Zeichnung nicht darge¬ stellten Ausführungsform der umlaufende Absatz im wesent¬ lichen konisch, vorzugsweise mit einem Winkel von etwa 24° auf den Aufnahmekörper 1 zulaufend gestaltet sein. Dadurch kommt es beim Anziehen des Verbindungssystems zu einer Be¬ rührung der Konusfläche 19 des Aufnahmekörpers 1, wobei der konische Absatz des Dichtringes als Führungsflache über die Konusfläche 19 gleitet.Alternatively, in an embodiment not shown in the drawing, the circumferential shoulder can be designed essentially conically, preferably tapering towards the receiving body 1 at an angle of approximately 24 °. As a result, when the connection system is tightened, the conical surface 19 of the receiving body 1 is touched, the conical shoulder of the sealing ring sliding over the conical surface 19 as a guide surface.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems mit einer Dichtkegel-Rohrverbindung dar¬ gestellt. Durch spanlose Umformung am Rohrende eines Rohres 7a wurde ein radial nach Außen weisender und umlaufender Wulst 3a geschaffen, gegen dessen in der Figur linke Konus- fläche sich der 45° Innenkonus der Überwurfmutter 2 anlehnt, während an der flacher ansteigenden 24°-Konusfläche auf der anderen Seite eine entsprechend konische Bohrung eines er¬ findungsgemäßen Dichtringes 4a anschlägt. An der Stirnfläche zum Aufnahmekörper 1 ist beim 4a wiederr 4um ein erstes ela- stomeres Dichtelement 5 angeordnet, während ein zweites eia¬ stomeres Dichtelement 6 zwischen der radialen Innenseite des Dichtringes 4a und dem Rohr dichtend wirkt. Gegenüber dem bekannten Walform-Dichtkegel ist hier der umlaufende Wulst weiter vom Rohrende entfernt und die 24°-Konusfläche liegt nicht im Aufnahmekörper 1, sondern in der entsprechenden Ko¬ nusfläche des Dichtringes 4a an. Die Dichtfunktion wird ins¬ besondere durch die elastomeren Dichtelemente 5, 6 übernom¬ men, und zwar im zylindrischen Teil des Rohrendes direkt im Anschluß an dessen 24°-Konusfläche. Es entsteht dadurch eine entsprechende Dichtwirkung wie bei der bekannten Schnei- dring-Rohrverschraubung, so daß dem angestauchten, umlaufen¬ den Wulst 3a vorrangig nur noch eine Haltefunktion zukommt.7 shows an embodiment of the connection system according to the invention with a sealing cone-pipe connection. By means of non-cutting shaping at the tube end of a tube 7a, a radially outward and circumferential bead 3a was created, against the cone on the left in the figure. The 45 ° inner cone of the union nut 2 rests on the surface, while a correspondingly conical bore of a sealing ring 4a according to the invention strikes the flatter rising 24 ° cone surface on the other side. At 4a, a first elastomeric sealing element 5 is arranged on the end face of the receiving body 1, while a second elastomeric sealing element 6 has a sealing effect between the radial inside of the sealing ring 4a and the tube. Compared to the known whale-shaped sealing cone, the circumferential bead is further away from the pipe end and the 24 ° conical surface is not in the receiving body 1, but in the corresponding conical surface of the sealing ring 4a. The sealing function is performed in particular by the elastomeric sealing elements 5, 6, in the cylindrical part of the pipe end directly after its 24 ° conical surface. This results in a corresponding sealing effect as in the known cutting ring pipe screw connection, so that the upset, rotating bead 3a primarily has only one holding function.
Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 7 gezeigten im wesentlichen dadurch, daß der Dichtring 4a1 ein einstückiges, um einen umlaufenden Absatz 22a herum gezogenes U-förmiges Dichtelement 21a aufweist, das in die konische Öffnung 19 des Aufnahmekörpers 1 hinein¬ ragt.The embodiment shown in FIG. 8 differs from the one shown in FIG. 7 essentially in that the sealing ring 4a 1 has a one-piece, U-shaped sealing element 21a, which is drawn around a circumferential shoulder 22a and which fits into the conical opening 19 of the receiving body 1 protrudes.
Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform schließlich ist im Unterschied zu der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ein Dichtring 4a1 ' vorgesehen, der zwei verschiedene Stei¬ gungswinkel seines wulstseitigen konusförmigen Abschnittes aufweist, wobei der eine Konuswinkel ca. 24°, der andere et¬ wa 45° beträgt. Entsprechend ist die konische Steigung des umlaufenden Wulst 3a1 in einem ersten Abschnitt 31 etwas ge- ringer, vorzugsweise etwa 24°, während in einem zweiten Ab¬ schnitt 32, der vom Dichtring 4a1 ' weiter entfernt ist, bis zur maximalen radialen Erstreckung 30 des umlaufenden Wulst 3a' eine größere Steigung, vorzugsweise 45°, radial nach au¬ ßen vorgesehen ist. Bei der Montage des 4erfindungsgemäßenFinally, in the embodiment shown in FIG. 9, in contrast to the embodiment shown in FIG. 8, a sealing ring 4a 1 'is provided, which has two different pitch angles of its bead-side conical section, one cone angle approx. 24 °, the other is approximately 45 °. Accordingly, the conical slope of the circumferential bead 3a 1 in a first section 31 is somewhat ring, preferably about 24 °, while in a second section 32, which is further away from the sealing ring 4a 1 ', up to the maximum radial extent 30 of the circumferential bead 3a', a larger slope, preferably 45 °, radially outwards is provided. When assembling the 4 according to the invention
Dichtringes 4a' ' wirkt die 45° Steigung des umlaufenden Wulsts 3a' als harter Anschlag. Außerdem kann die maximale radiale Erstreckung 30 des umlaufenden Wulstes 3a' auf diese Weise vergrößert werden.Sealing ring 4a '', the 45 ° slope of the circumferential bead 3a 'acts as a hard stop. In addition, the maximum radial extent 30 of the circumferential bead 3a 'can be increased in this way.
Insgesamt bietet das erfindungsgemäße Dichtsystem eine bessere Rohrhalterung zur Aufnahme von Schwingungen und Biegelast-Wechselbeanspruchungen und erlaubt insbesondere durch die stirnseitige Elastomerdichtung am Aufnahmekörper den Ausgleich von größeren Ungenauigkeiten der Rohrachse als bisher, während beim Stand der Technik eine genaue Führung des Dichtringes zwischen dem Rohraußendurchmesser und der 24°-Konusfläche des Aufnahmekörpers unbedingte Voraussetzung für die Dichtheit des bekannten Systems war. Mit dem er¬ findungsgemäßen Verbindungssystem ist sogar ein begrenzter Überanzug auch bei dünnwandigen Rohren möglich, mit dem ein weiteres Einschneiden bewirkt wird, um Toleranzen zwischen dem Rohraußendurchmesser und dem Innendurchmesser des zwei¬ teiligen Ringes auszugleichen. Overall, the sealing system according to the invention offers a better pipe holder for absorbing vibrations and bending load alternating stresses and, in particular due to the end face elastomer seal on the receiving body, allows greater inaccuracies in the pipe axis to be compensated for than before, while in the prior art the sealing ring between the outer pipe diameter and the pipe was guided precisely 24 ° conical surface of the receiving body was an essential prerequisite for the tightness of the known system. With the connection system according to the invention, even a limited over-tightening is possible even with thin-walled pipes, with which further cutting is effected in order to compensate for tolerances between the pipe outer diameter and the inner diameter of the two-part ring.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrverschrau¬ bungen mit einem genormten, einen 24°-Anschluß aufwei¬ senden Aufnahmekörper (1) , einer ebenfalls genormten Überwurfmutter (2) zur Herstellung einer druckfesten Verbindung, einem Rohr (7) oder einem Anschlußzapfen zum Verbinden anderer Systemkomponenten, und einem Dichtring (4) , der mittels einer Elastomer-Hochdruck¬ dichtung gegenüber dem Aufnahmekörper (1) und gegen¬ über dem Rohr (7) abgedichtet ist, und der eine Stirn¬ fläche (9) aufweist, die unmittelbar an eine Stirnflä¬ che (8) des Aufnahmekörpers (1) angrenzt,1. Connection system for ultra-pressure-resistant pipe screw connections with a standardized, 24 ° connection receptacle body (1), also a standardized union nut (2) for producing a pressure-resistant connection, a pipe (7) or a connecting pin for connecting other system components , and a sealing ring (4) which is sealed by means of an elastomer high-pressure seal with respect to the receiving body (1) and with respect to the tube (7), and which has an end face (9) which is directly connected to an end face ¬ che (8) of the receiving body (1) adjoins,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Elastomer-Hochdruckdichtung ein zwischen der Stirnfläche (8) des Aufnahmekörpers (1) und dem Dicht- ring (4; 4' ; 4' ' ; 4 ' ' ■ ; 4a; 4a' ; 4a' ' ) angeordnetes erstes eiastomeres Dichtelement (5; 5') und ein zwi¬ schen einer dem Rohr (7; 7a; 7a') oder Anschlußzapfen zugewandten Fläche des Dichtringes und der Außenwand des Rohres oder Anschlußzapfens angeordnetes zweites Dichtelement (6) umfaßt.the elastomeric high-pressure seal, a ring between the end face (8) of the receiving body (1) and the seal (4; '' 4a 4 ';4'';4''■;4a;;4a') arranged first eiastomeres sealing element ( 5; 5 ') and a second sealing element (6) arranged between a surface of the sealing ring facing the tube (7; 7a; 7a') or connecting pin and the outer wall of the tube or connecting pin.
2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zumindest das erste elastomere Dicht- element (5; 5'), vorzugsweise auch das zweite elasto¬ mere Dichtelement (6) in einer Ausnehmung (25; 26) des Dichtringes (4; 4 ' ' ' ; 4a) aufgenommen ist. 2. Connection system according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that at least the first elastomeric sealing element (5; 5 '), preferably also the second elastomeric sealing element (6) in a recess (25; 26) of the sealing ring (4th ; 4 '''; 4a) is added.
3. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite elastomere Dichtelement (5, 6; 5') als separates Teil in Form eines O-Ringes, eines Flachdichtungselementes o.a. vorliegt.3. Connection system according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the first and / or the second elastomeric sealing element (5, 6; 5 ') as a separate part in the form of an O-ring, a flat sealing element or the like. is present.
4. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/ oder das zweite elastomere Dichtelement (5, 6; 5') fest mit dem Dichtring verbunden, insbesondere an¬ vulkanisiert oder angeklebt ist.4. Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second elastomeric sealing element (5, 6; 5 ') is firmly connected to the sealing ring, in particular vulcanized or glued.
5. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (9) des Dichtringes (4; 4'; 4' '; 4a; 4a'; 4a1 ') den am weitesten axial in Richtung auf den Aufnahmekörper (1) ragenden Abschnitt des Dichtringes (4; 4'; 4' '; 4a; 4a'; 4a' 1) stirnseitig begrenzt.5. Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the end face (9) of the sealing ring (4; 4 ';4'';4a;4a'; 4a 1 ') the most axially in the direction of the receiving body (1) projecting section of the sealing ring (4; 4 ';4'';4a;4a'; 4a ' 1 ) is delimited on the end face.
6. Verbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das erste und das zweite elastomere Dichtelement einstückig miteinander verbunden sind.6. Connection system according to claim 5, characterized gekenn¬ characterized in that the first and the second elastomeric sealing element are integrally connected.
7. Verbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das elastomere Dichtmaterial (21; 21a) der Elastomer-Hochdruckdichtung ungefähr L-förmig oder ungefähr U-förmig um die dem Rohr (7; 7a; 7a1) oder Anschlußzapfen zugewandte radiale Innenkante (22; 22a) des Dichtringes (4'; 4a1; 4a1 ') herum angeordnet ist.7. Connection system according to claim 6, characterized gekenn¬ characterized in that the elastomeric sealing material (21; 21a) of the elastomer high-pressure seal approximately L-shaped or approximately U-shaped around the pipe (7; 7a; 7a 1 ) or connecting pin facing radial Inner edge (22; 22a) of the sealing ring (4 '; 4a 1 ; 4a 1 ') is arranged around.
8. Verbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Dichtring (4 ' ' ) an seiner dem Auf- nahmekörper (1) zugewandten Stirnseite radial innen eine ungefähr konisch verlaufende, zum Aufnahmekörper (1) hin sich öffnende Ausnehmung aufweist, und daß an der konischen Ausnehmung anliegend ein im Querschnitt etwa dreieckförmiges Dichtelement (23) vorgesehen ist, dessen eine Außenfläche auf dem R 4ohr (1) oder An- schlußzapfen, und dessen andere Außenfläche zumindest teilweise auf der Stirnfläche (8) des Aufnahmekörpers (1) aufliegt.8. Connection system according to claim 6, characterized gekenn¬ characterized in that the sealing ring (4 '') on its end face facing the receiving body (1) radially inside has an approximately conical recess that opens towards the receiving body (1), and that a sealing element (23) with an approximately triangular cross section is provided adjacent to the conical recess, the outer surface of which is on the R 4 pipe (1) or connecting pin, and the other outer surface of which at least partially rests on the end face (8) of the receiving body (1).
9. Verbindungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die radial innen angeordnete, dem Aufnahmekörper (1) zugewandte Außenkante des L-, U- oder dreieckförmigen Dichtelementes (21 bzw. 21a bzw. 23) abgeschrägt oder abgerundet ist.9. Connection system according to claim 7 or 8, characterized ge indicates that the radially inner, the receiving body (1) facing outer edge of the L, U or triangular sealing element (21 or 21a or 23) is chamfered or rounded.
10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß radial innen am Dichtring10. Connection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that radially inside on the sealing ring
(4''') ein umlaufender Absatz (27) vorgesehen ist, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in die konische Öffnung des Aufnahmekörpers (1) ragt.(4 '' ') a circumferential shoulder (27) is provided, which projects into the conical opening of the receiving body (1) in the assembled state of the connection system.
11. Verbindungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das erste und zweite elastomere Dicht- element aus einer über den umlaufenden Absatz des Dichtrings gezogenen, einstückig zusammenhängenden, vorzugsweise am Dichtring anvulkanisierten Schicht aus Elastomermaterial gebildet ist.11. Connection system according to claim 10, characterized gekenn¬ characterized in that the first and second elastomeric sealing element from a drawn over the circumferential shoulder of the sealing ring, integrally connected, preferably vulcanized on the sealing ring layer of elastomeric material is formed.
12. Verbindungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schicht aus Elastomermaterial eine geringe Dicke von vorzugsweise ungefähr 1/2 mm oder weniger aufweist. 12. Connection system according to claim 11, characterized gekenn¬ characterized in that the layer of elastomeric material has a small thickness of preferably about 1/2 mm or less.
13. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Absatz (27) i.w. zylindrisch ausgebildet ist und eine derartige axiale Länge aufweist, daß er im zusammengebauten Zu¬ stand des Verbindungssystems nicht am 24°-Konus des Aufnahmekörpers (1) anstößt.13. Connection system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the circumferential shoulder (27) i.w. is cylindrical and has an axial length such that in the assembled state of the connection system it does not abut the 24 ° cone of the receiving body (1).
14. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Absatz i. w. konisch auf den Aufnahmekörper (1) zulaufend, vor¬ zugsweise mit einem Winkel von etwa 24°, ausgebildet ist.14. Connection system according to one of claims 10 to 12, characterized in that the circumferential paragraph i. w. is tapered towards the receiving body (1), preferably at an angle of approximately 24 °.
15. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Dichtringes (4; 4'; 41'; 4'''; 4a; 4a'; 4a1') an¬ vulkanisierte oder angeklebte, zum Innengewinde der Überwurfmutter (2) passende Außengewindesegmente (20) aus Elastomermaterial, vorzugsweise symmetrisch um den Umfang verteilt, angeordnet sind.15. Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the sealing ring (4; 4 '; 4 1 '; 4 ''';4a;4a'; 4a 1 ') an¬ vulcanized or glued to Internal thread of the union nut (2) matching external thread segments (20) made of elastomer material, preferably distributed symmetrically around the circumference.
16. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Dichtring (4; 4'; 4''; 41'1) ein Schneid- oder Klemm¬ ring (3) vorgesehen ist, welcher sich nach der Montage des Verbindungssystems an der Außenwand des Rohres (7) oder Anschlußzapfens festkrallt.16. Connection system according to one of the preceding claims, characterized in that a cutting or clamping ring (3) is provided coaxially to the sealing ring (4; 4 ';4''; 4 1 ' 1 ), which according to the Installation of the connection system on the outer wall of the pipe (7) or connecting pin claws.
17. Verbindungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Schneid- oder Klemmring (3) einen vorstehenden, umlaufenden Absatz (11) aufweist, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in eine dem Schneid- oder Klemmring (3) zugewandte, radi- al innen angeordnete konische Ausnehmung (12) des Dichtringes (41) ragt, und der ausgehend von einem in etwa zylindrischen Ansatzstück eine zum Dichtring hin abfallende konische Steigung (15) aufweist, deren Steigungswinkel größer ist als der Steigungswinkel der entsprechenden konischen Ausnehmung (12) des Dichtrin¬ ges.17. Connection system according to claim 16, characterized gekenn¬ characterized in that the cutting or clamping ring (3) has a protruding, circumferential shoulder (11) which in the assembled state of the connecting system in a cutting or clamping ring (3) facing, radi - Al conical recess (12) of the sealing ring (4 1 ) arranged on the inside protrudes, and which, starting from an approximately cylindrical extension piece, has a conical slope (15) falling towards the sealing ring, the pitch angle of which is greater than the pitch angle of the corresponding conical recess (12 ) of the sealing ring.
18. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7a; 7a1) oder der Anschlußzapfen einen radial nach außen weisenden umlaufenden Wulst (3a; 3a') aufweist, der einerseits als Anschlag für die Überwurfmutter (2) , andererseits als Anschlag für das Dichtelement (4a; 4a'; 4a'') wirkt.18. Connection system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the tube (7a; 7a 1 ) or the connecting pin has a radially outwardly facing circumferential bead (3a; 3a ') which on the one hand as a stop for the union nut (2nd ), on the other hand acts as a stop for the sealing element (4a; 4a ';4a'').
19. Verbindungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der umlaufende Wulst (3a1) dichtringsei- tig in einem ersten Abschnitt (31) mit einer geringe¬ ren Steigung, vorzugsweise etwa 24°, und in einem zweiten Abschnitt (32) bis zur maximalen radialen Er¬ streckung (30) mit einer größeren Steigung, vorzugs¬ weise etwa 45°, radial nach außen hin ansteigt, und daß der Dichtring (4a'1) wulstseitig entsprechende ko¬ nusförmige Abschnitte, vorzugsweise mit einem Konus- winkel von etwa 24° und einem Konuswinkel von etwa 45°, aufweist.19. Connection system according to claim 18, characterized gekenn¬ characterized in that the circumferential bead (3a 1 ) on the sealing ring side in a first section (31) with a smaller slope, preferably about 24 °, and in a second section (32) up to the maximum radial extent (30) with a larger slope, preferably approximately 45 °, rises radially outwards, and that the sealing ring (4a ' 1 ) has corresponding cone-shaped sections on the bead side, preferably with a cone angle of approximately 24 ° and a cone angle of approximately 45 °.
20. Verbindungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Wulst (3a; 3a1) durch spanlose Umformung eines Endes des Rohres (7a; 7a') oder eines Anschlußzapfens, beispielsweise durch Anstauchen auf einer Rohrendpresse oder durch hydrau- lische Formgebung hergestellt ist.20. Connection system according to claim 18 or 19, characterized in that the circumferential bead (3a; 3a 1 ) by non-cutting shaping of one end of the tube (7a; 7a ') or a connecting pin, for example by upsetting on a tube end press or by hydraulic is designed.
21. Verbindungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Wulst (3a; 3a') Teil eines Drehteiles, vorzugsweise eines an das Rohr21. Connection system according to claim 18 or 19, characterized in that the circumferential bead (3a; 3a ') part of a rotating part, preferably one to the tube
4 angeschweißten Schweißnippels ist.4 welded welding nipples.
22. Dichtring für ein Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (4; 4'; 4'1; 4'''; 4a; 4a', 4a'') an einem axialen Ende eine senkrecht zur Symmetrieachse (a) des Dichtringes verlaufende, ebene Stirnfläche (9) und an seiner radialen Innenseite zumindest ab¬ schnittsweise eine konusförmige Ausnehmung aufweist, und daß an dem axialen Ende des Dichtringes mit der Stirnfläche (9) ein erstes eiastomeres Dichtelement (5; 5') und an dem radial innersten Bereich seiner ra¬ dialen Innenseite ein zweites eiastomeres Dichtelement (6) angeordnet ist.22. Sealing ring for a connection system according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing ring (4; 4 ';4'1; 4 ''';4a;4a', 4a '') at one axial end is perpendicular to the axis of symmetry (A) the flat end face (9) of the sealing ring and a conical recess at least in sections on its radial inside and that at the axial end of the sealing ring with the end face (9) a first egg-isomeric sealing element (5; 5 ') and a second egg elastomer sealing element (6) is arranged on the radially innermost region of its radial inside.
23. Dichtring nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Dichtelement einstückig (21; 21a; 22; 23) miteinander verbunden sind.23. Sealing ring according to claim 22, characterized in that the first and the second sealing element are integrally connected (21; 21a; 22; 23).
24. Dichtring nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die konusförmige Ausnehmung einen Konus¬ winkel zwischen 20° und 45°, vorzugsweise etwa 24°, aufweist.24. Sealing ring according to claim 22 or 23, characterized gekenn¬ characterized in that the conical recess has a cone angle between 20 ° and 45 °, preferably about 24 °.
25. Dichtring nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß axial anschließend an einen radial inneren Abschnitt der konusförmigen Ausnehmung mit ei¬ nem flacheren Konuswinkel, vorzugsweise von etwa 24°, ein radial äußerer Abschnitt der konusförmigen Ausneh¬ mung mit einem steileren Konuswinkel, vorzugsweise von etwa 45°, vorgesehen ist.25. Sealing ring according to one of claims 22 to 24, characterized in that axially adjoining a radially inner section of the conical recess with a flatter cone angle, preferably of approximately 24 °, a radially outer section of the cone-shaped recess with a steeper cone angle, preferably of approximately 45 °, is provided.
26. Dichtring nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß an dem axialen Ende des Dichtrin¬ ges (4''') radial innerhalb der Stirnfläche (9) ein in axialer Richtung über die Stirnfläche (9) hinausragen¬ der umlaufender Absatz (27) vorgesehen ist.26. Sealing ring according to one of claims 22 to 25, characterized in that at the axial end of the sealing ring (4 '' ') radially inside the end face (9) protrudes axially beyond the end face (9) and extends all the way round Paragraph (27) is provided.
27. Dichtring nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Dichtringes (4; 4' ; 4 ' ' ; 4' ' ' ; 4a; 4a' ; 4a' ' ) anvulkanisierte oder angeklebte, zum Innengewinde der Überwurfmutter (2) passende Außengewindesegmente (20) aus Elastomermaterial, vorzugsweise symmetrisch um den Umfang verteilt, angeordnet sind.27. Sealing ring according to one of claims 22 to 26, characterized in that on the outer circumference of the sealing ring (4; 4 '; 4' '; 4' ''; 4a; 4a '; 4a' ') vulcanized or glued to the internal thread of the Union nut (2) matching external thread segments (20) made of elastomer material, preferably distributed symmetrically around the circumference.
28. Dichtring nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring in seinen äußeren Abmessungen so gestaltet ist, daß er sowohl in einem Verbindungssystem nach Anspruch 16 als auch in einem Verbindungssystem nach Anspruch 18 verwendbar ist. 28. Sealing ring according to one of claims 22 to 27, characterized in that the sealing ring is designed in its outer dimensions so that it can be used both in a connection system according to claim 16 and in a connection system according to claim 18.
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