FI75412B - Skruvfoerbindning. - Google Patents

Description

1 75412

Ruuviliitos

Keksinnön kohteena on ruuviliitos putken tiivistäväksi liittämiseksi putkiliitososaan tai ruuvattavaan osaan, 5 joka liitos koostuu runko-osasta, jossa on otsapinnasta lähtevä kartiomaisesti runko-osan sisään päin jatkuvasti suippeneva poraus; runko-osalle ruuvattavasta mutterista, jossa on kartiomaisesti runko-osasta poispäin suippeneva poraus, johon liittyy sylinterimäinen poraus, jonka haikailet sija on suurempi kuin liitettävän putken halkaisija; ja runko-osaan päin olevasta päästään monilla sisäänpäin suunnatuilla terillä varustetusta välirenkaasta, joka on jännitettynä runko-osanpuoleisen kartioporauksen ja mutterin-puoleisen kartioporauksen välissä.

15 Tunnetaan (DE-patenttijulkaisu 14 50 382) ns. terä- rengasruuviliitoksia, joissa teränrenkaassa on useita aksiaalisesti peräkkäin sovitettuja teriä. Tässä terären-kaassa on kaksi taivutusvyöhykettä, joita esittävät rengas-urat tai syvennykset. Taivutusvyöhykkeiden tehtävänä on 20 ruuviliitosta kiristettäessä antaa terärenkaalle S-muoto.

Edellä mainitussa suoritusmuodossa on haittana se, että terärenkaan saavutettua S-muodon on olemassa vaara, että rengas muovautuu helposti elastisen alueen ulkopuolelle, minkä johdosta terärengas voi määrätystä muovautumis-25 alueesta lähtien ilman aksiaalivoiman lisäystä muovautua S-muodosta lähtien aina siihen asti, kunnes se on tullut täysin muodottomaksi. Tässä tapauksessa terärengas ei enää voi toimia vastaanotettavan putken aksiaalivarmistimena ja putken tiivistäjänä.

30 Lisäksi on tunnettua varustaa tietyn osan useita te riä käsittävän välirenkaan mutteripuoleinen pää aksiaalisella säteittäisesti ulospäin suuntautuvalla paksunnoksella (DE-patenttijulkaisu 834 626, DE-kuulutusjulkaisu 1 296 901).

Koska tällöin kuitenkin on kysymyksessä rengasmainen 35 paksunnos, vaikutetaan sillä sekä aksiaaliseen että radiaa-liseen jäykkyyteen. Koska tämä toimenpide ulottuu ainoas- 2 75412 taan mutterin ja runko-osan väliseen välitilaan sovitetun välirenkaan osa-alueelle, on olemassa vaara, että väli-renkaan deformoitumista elastisen alueen ulkopuolelle ei voida välttää.

5 Eräässä muussa tunnetussa ruuviliitoksessa on väli- rengas, jossa on yksi ainoa terä, jonka koko kehällä sijaitseva suhteellisen suuren seinämänpaksuuden omaava pääalue tukeutuu sekä runko-osaan että mutteriin, kun ruuvi-liitos on kiristetty paikalleen (US-patenttijulkaisu 10 2 496 510).

Tässä toteutuksessa on kuitenkin se haittapuoli, että välirenkaan jäykkyys on suuri sekä säteittäisessä että aksiaalisessa suunnassa, minkä johdosta ruuviliitoksen varmuus pienenee heiluvilla kuormituksilla.

15 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada useilla teril lä varustettu välirengas, jolla on suhteellisen vähäinen muodonmuutosvastus säteissuunnassa ja jonka jäykkyys on suuri aksiaalisuunnassa.

Keksinnön mukaisesti tämä tehtävä ratkaistaan siten, 20 että a) välirengas on varustettu useilla tasaisesti kehälle jaetuilla, säteissuunnassa ulospäin suuntautuvilla, aksiaalisesti kulkevilla rivoilla, b) ripojen mutteriin päin olevat päät on varustettu 25 kulloinkin mutterin kartioporausta vastaavalla vastepinnal- la, c) ripojen toisessa päässä on runko-osan kanssa yhteistoiminnassa olevat vastepinnat.

Kun terärengas on muodostettu keksinnön mukaisesti, 30 on siitä se hyöty, että terärenkaan joustokykyyn, joka määrää putkien kierreliitoksen tärylujuuden ja värinänkestä-vyyden, voidaan vaikuttaa positiivisesti runko-osan ja mutterin välisen vapaan tilan sisäpuolella.

Lisäksi saatu hyöty perustuu siihen, että saattamalla 35 mutterille sovitettu sisäkartio kosketukseen ripojen vastaavien aksiaalisten, rajoittavien pintojen kanssa, mutte- 3 75412 rinpuoleisen kartion terärengaskosketuksen paine pinta-alayksikköä kohti vähenee oleellisesti. Täten vältytään kartio-pintaan kohdistuvilta kokoonpuristuksilta.

Muodostamalla rivat vastaavalla tavalla voidaan terä-5 renkaalle sovittaa säteissuuntaisen muovautumisen suhteen joustava käyttäytyminen, joka tekee oikeutta kulloisille-kin vaatimuksille.

Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa ripojen runko-osaan päin olevien päiden vastepinnat kulkevat 10 säteittäisesti ja tukeutuvat runko-osan otsapintaan.

Muodostamalla terärengas tällaiseksi luodaan täsmällisesti määritelty kiristysraja, joka varmasti estää terä-renkaan liikakiristämisen ja siten aina täydelliseen muodonmuutokseen asti tapahtuvan muovautumisen.

15 Keksinnön erään lisätunnusmerkin mukaisesti ripojen runko-osanpuoleisen pään vastepinnat on varustettu runko-osan kartioporausta vastaavalla nousulla, joka ulottuu runko-osan ja mutterin väliin syntyvään vapaaseen tilaan.

Tästä suoritusmuodosta on se hyöty, että ei tarvitse 20 asettaa korkeita vaatimuksia liitettävän putken ulkoläpi-mitan toleransseille eikä putken kanssa yhteistoiminnassa olevien terärengasvyöhykkeiden toleransseille.

Keksinnön eräässä edelleen kehitetyssä suoritusmuodossa terien ja mutterinpuoleisen, välirenkaan sisäpinnalle 25 sovitetun rengaspullistuman väliin on sovitettu säteissuun-nassa sisäänpäin suuntautuvat lisärivat.

Tämä terärenkaan rakenteellinen muoto antaa lisää mahdollisuuksia muuttaa terärenkaan joustokäyttäytymistä säteissuunnassa.

30 Keksinnön erään lisätunnusmerkin mukaisesti ripojen maksimiulkoläpimitta vastaa suunnilleen mutterin sylinteri-mäisen porauksen sisäläpimittaa.

Tämän toimenpiteen johdosta tulee terärenkaan säteis-suUntainen muovautuvuus sikäli rajoitetuksi, että rengas 35 asettuu tarkoituksella ensin annetun muovautumisen jälkeen kosketukseen mutterin sylinterimäisen porauksen sisäseinä-mää vasten, jolloin myös syntyy kiristysraja.

4 75412 Täydennettäessä tehtävän asettelua on luotava väli-rengas, joka lisäksi pystyy antamaan asennushenkilökunnalle selvästi määritellyn merkin, kun putkien ruuviliitoksen mutteria varten oleva kiristysalue on käytetty loppuun.

5 Tätä tarkoitusta varten on keksinnön eräässä suoritus muodossa huolehdittu siitä, että ripojen mutterinpuoleista kartiovastepintaa on siirretty välirenkaan ripoja kantavalle massiivialueelle sovitetun kartiovastepinnan suhteen aksiaalisesta välirenkaan keskustaa kohti.

10 Keksinnön mukaisesta putkien ruuviliitoksen muodosta on se hyöty, että niin kauan kuin mutterin kartioporaus on yhteistoiminnassa vain välirenkaan massiiviosan kartiovas-teen kanssa, saadaan jatkuva tasainen vääntömomentin lisäys. Mutta niin pian kuin välirenkaan kartiovasteen massiiviosa 15 on työntynyt niin pitkälle mutteriin, että ripojen joitakin kymmenesosamillimetrejä taaksepäin siirretty kartiovas-te joutuu kantamaan, esiintyy jakoavaimessa äkillinen voimakas vääntömomentin nousu sen johdosta, että vaikuttavan tukipinnan kasvamisen ohella esiintyy suuria leikkausvoi-20 mia ripojen kiertosuunnasta poispäin kääntyneillä reunoilla.

Seuraavassa keksintöä selvitetään lähemmin piirustuksessa esitettyjen suoritusesimerkkien avulla, jossa piirustuksessa kuvio 1 esittää pitkittäisleikkausta keksinnön mukaises-25 ta putkien ruuviliitoksesta, kuvio 2 esittää poikkileikkausta terärenkaasta, kuvio 3 esittää pitkittäisleikkausta putkien ruuvi-liitoksesta, jossa on kuvion 1 suhteen muutettu terärengas, kuvio 4 esittää poikkileikkausta terärenkaasta, jossa 30 on säteissuunnassa sisäänpäin suuntautuvat lisärivat, kuvio 5 esittää pitkittäisleikkausta välirenkaasta, jossa on taaksepäin siirretty kartiovastepinta ripojen alueella, kuvio 6 esittää ylhäältä kuvion 5 mukaista välirengas- 35 ta, 5 75412 kuvio 7 esittää stilisoitua graafista esitystä putkien ruuviliitoksen kiristyskäyttäytymisestä asetettaessa sisään välirengas, jossa on patenttivaatimuksen 6 mukaisesti muodostettu kartiovastepinta.

5 Kuviossa 1 esitetty putkien ruuviliitos koostuu oleel lisesti runko-osasta 1, joka on varustettu kartioporauksel-la 2, johon terärengas 3 osittain kytkeytyy. Ulkokierteellä varustettuun runko-osaan 1 ruuvattava mutteri 9 on kierre-poraukseen liittyen samoin varustettu kartioporauksella 7.

10 Terärengas 3 on jännitetty runko-osan puoleisen kartiopo-rauksen 2 ja mutterinpuoleisen kartioporauksen 8 väliin.

Terärenkaan 3 runko-osaan päin oleva puoli on varustettu useammalla terällä 4, jotka mutteria kiristettäessä runko-osan 1 kartioporauksen 2 vaikutuksesta aksiaalisesti 15 työntyvät runko-osaa kohti ja samalla leikkautuvat säteis-suunnassa yhdistettävän putken 10 seinämään.

Terärenkaan 3 kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa ovat säteissuunnassa ulospäin suuntautuvat rivat 6 runko-osaan 1 päin olevalla puolella varustettu säteissuuntaan 20 ulottuvalla vastepinnalla 5. Vastepinta 5 toimii mutteria 9 kiristettäessä kiristysrajoittimena, ts. rivan 6 vaste-pinnan 5 ollessa kiinteässä kosketuksessa kohoaa vääntömo-mentti hyppäyksenomaisesti.

Mutterin puolelta terärengas 3 tukeutuu rengaspullis-25 tuman 11 avulla putkelle 10. Täten taataan, ettei tässä liitettävällä putkella 10 ilmenevässä värähtelysolmupis-teessä esiinny mitään loveen kohdistuvia jännityskeskityk-siä, jotka alentavat putken kestävyyttä.

Runko-osan 1 ja mutterin 9 välissä olevalla alueella 30 voi terärenkaan 3 läpimenevä poikkileikkaus olla muodostettu halutulla tavalla vastaamaan säteissuuntaisen muovautuvuutensa asettamia vaatimuksia, ilman että terärenkaan 3 aksiaalinen lujuus tämän johdosta tulisi rajoitetuksi.

Kuviossa 2 on esitetty terärengas poikkileikkauksena, 35 jossa on säteissuunnassa ulospäin suuntautuvat rivat 6.

, 75412

O

Kuvion 3 mukaisessa esityksessä ovat rivat väliren-kaan 3 runko-osan puoleisessa päässä aina runko-osan 1 ja mutterin 9 väliin muodostettuun vapaaseen tilaan ulottuen varustettu runko-osan puoleista kartioporausta 2 vastaaval-5 la nousulla. Tässä välirenkaan suoritusmuodossa voidaan ohittaa liitettävän putken ulkoläpimitassa suurempia toleransseja, koska välirengas 3 ja terä 4 omaavalla alueellaan voi työntyä vastaavan pitkälti runko-osan 1 kartioporauk-seen 2.

10 Kuviossa 4 on esitetty poikkileikkauksena välirengas, joka on varustettu radiaalisesti sisään päin suuntautuvilla lisärivoilla 12.

Kuviot 5-7 esittävät putkien ruuviliitosta, jossa välirengas patenttivaatimuksen 6 mukaisesti on varustettu 15 toistensa suhteen siirretyillä mutterinpuoleisilla kartio-vastepinnoilla 7a ja 7b. Siirtymämitta 13 on muutamia kym-menesosamillimetrejä, ja se voi vaihdella aina putkien ruuviliitoksen rakennekoon mukaisesti. Heti kun massiivialueen kartiovastepinta 7a on työntynyt jo niin pitkälle mutterin 20 vastakkaispintaan, että ripojen 6kartiovastepinta 7b joutuu kosketukseen ja vääntömomentti nousee tämän johdosta hyvin nopeasti.

Kuviossa 7 esitetyssä asemassa on asennustapahtuma päättynyt.

25 Kuvio 6 esittää ylhäältä kuviossa 5 esitettyä väli- rengasta .

Claims (6)

7 75412

1. Ruuviliitos putken tiivistäväksi liittämiseksi putkiliitososaan tai ruuvattavaan osaan, joka liitos koos- 5 tuu runko-osasta (1), jossa on otsapinnasta lähtevä kartio-maisesti runko-osan sisäänpäin jatkuvasti suippeneva poraus (2); runko-osalle ruuvattavasta mutterista (9), jossa on kartiomaisesti runko-osasta poispäin suippeneva poraus (7), johon liittyy sylinterimäinen poraus, jonka halkaisija on 10 suurempi kuin liitettävän putken halkaisija; ja runko-osaan päin olevasta päästään monilla sisäänpäin suunnatuilla terillä (4) varustetusta välirenkaasta (3), joka on jännitettynä runko-osanpuoleisen kartioporauksen (2) ja mutterin-puoleisen kartioporauksen (7) välissä, tunnettu 15 siitä, että a) välirengas (3) on varustettu useilla tasaisesti kehälle jaetuilla, säteissuunnassa ulospäin suuntautuvilla, aksiaalisesti kulkevilla rivoilla (6), b) ripojen (6) mutteriin (9) päin olevat päät on va-20 rustettu kulloinkin mutterin kartioporausta (8) vastaavalla vastepinnalla (7), c) ripojen (6) toisessa päässä on runko-osan (1) kanssa yhteistoiminnassa olevat vastepinnat (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruuviliitos, 25 tunnettu siitä, että d) ripojen (6) runko-osaan (1) päin olevien päiden vastepinnat (5) kulkevat säteittäisesti ja tukeutuvat runko-osan (1) otsapintaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ruuviliitos, 30 tunnettu siitä, että e) ripojen (6) runko-osanpuoleisen pään vastepinnat (5) on varustettu runko-osan (1) kartioporausta (2) vastaavalla nousulla, joka ulottuu runko-osan (1) ja mutterin (9) väliin syntyvään vapaaseen tilaan.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 ja 3 mukainen ruuviliitos, tunnettu siitä, että s 75412 f) terien (4) ja mutterinpuoleisen, välirenkaan (3) sisävaippapinnalle sovitetun rengaspullistuman (11) väliin on sovitettu säteissuunnassa sisäänpäin suuntautuvat lisä-rivat (12) .

5. Patenttivaatimuksien 1, 2 ja 3 mukainen ruuvilii tos, tunnettu siitä, että h) ripojen (6) maksimiulkoläpimitta vastaa suunnilleen mutterin (9) sylinterimäisen porauksen sisäläpimittaa.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2 4 ja 5 mukainen ruuvilii-10 tos, tunnettu siitä, että i) ripojen (6) mutterinpuoleista kartiovastepintaa (7b) on siirretty välirenkaan (3) ripoja kantavalle massii-vialueelle sovitetun kartiovastepinnan (7a) suhteen aksiaa-lisesti välirenkaan (3) keskustaa kohti. 9 75412