Kupplungsvorrichtung zur Herstellung einer Permanenten unlösbaren RohrverbindungCoupling device for producing a permanent, non-detachable pipe connection
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Herstellung einer permanenten unlösbaren Rohrverbindung zweier Rohrstücke mit einer die beiden Enden der Rohrstücke umfassenden Muffe.The invention relates to a coupling device for producing a permanent, non-detachable pipe connection between two pipe pieces with a sleeve comprising the two ends of the pipe pieces.
Zur Verbindung von Rohrstücken werden heute zunehmend Pressverbindungsvorrichtungen eingesetzt, bei denen die Rohrenden und die Verbindungsvorrichtungen durch Kaltverformung mittels Pressungen zu einer formschlüssigen Verbindung verpresst werden.Nowadays, press connection devices are increasingly being used to connect pipe pieces, in which the pipe ends and the connection devices are pressed to form a positive connection by means of cold forming by means of pressings.
Verbindungsvorrichtungen die dieses Prinzip verwenden, sind durch die US-PS 3,827,727; US-PS 4,026,006; US-PS 4,061,367; US-PS 4,482174; US-PS 5,110,163 bekannt.Connecting devices that use this principle are described in US Pat. Nos. 3,827,727; U.S. Patent 4,026,006; U.S. Patent 4,061,367; U.S. Patent 4,482174; U.S. Patent 5,110,163 known.
Der Nachteil dieser Rohrverbindungen besteht darin, dass sie beim Einsatz im Verhältnis des Rohrdurchmessers, der Qualitätsansprüche an das zu verbindende Rohr und der Höhe des Druckes des Mediums in ihrer Funktion begrenzt sind. Durch die verhältnismässig zum Rohrdurchmesser grosse Bauweise führt auch zu grossen Herstellkosten und Gewicht. Im weiteren sind sie nur einsetzbar für Rohre mit grosser Wandstärke.The disadvantage of these pipe connections is that their function is limited when used in relation to the pipe diameter, the quality requirements for the pipe to be connected and the level of the pressure of the medium. Due to the large construction in relation to the tube diameter, it also leads to high manufacturing costs and weight. Furthermore, they can only be used for pipes with a large wall thickness.
Angesichts dieser und weiterer Nachteile der bekannten Verbindungsvorrichtungen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrund, eine Vorrichtung zur Pressverbindung von Rohrstücken zu schaffen, welche einfacher aufgebaut und zu montieren ist und die eine dichte und sichere Rohrverbindung gewährleistet.
lm folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:In view of these and other disadvantages of the known connecting devices, the object of the invention is to create a device for press-fitting pipe pieces, which is simpler in construction and assembly and which ensures a tight and secure pipe connection. Preferred exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Rohrverbindungsvorrichtung undFig. 1 is a sectional view of a pipe connection device and
Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer alternativen Form einer RohrverbindungFig. 2 is a sectional view of an alternative form of pipe connection
Die in den Figuren im Schnitt gezeigten Rohrverbindungsvorrichtungen verbinden jeweils zwei Rohre 1, 2 gleichen Querschnitts koaxial miteinander. Auf der linken Seite der Fig. 1 ist der unverpresste Zustand, auf der rechten Seite der verpresste Endzustand gezeigt. Die Fig. 2 zeigt eine verpresste Verbindung mit Verstärkungshülse für Dünnwandige Rohre.The pipe connection devices shown in section in the figures each connect two pipes 1, 2 of the same cross-section coaxially to one another. The unpressed state is shown on the left side of FIG. 1, and the compressed final state is shown on the right side. Fig. 2 shows a pressed connection with reinforcing sleeve for thin-walled pipes.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer Verbindungsmuffe 3, in welche die Rohrenden von beiden Seiten hineingeschoben werden und aus zwei die Muffe aussen umgebenden Pressringen 5. Die beiden Pressringe sind gleich.The device shown in Fig. 1 consists of a connecting sleeve 3, into which the pipe ends are pushed from both sides and two pressing rings 5 surrounding the sleeve outside. The two pressing rings are the same.
Die Muffe hat eine im wesentlichen hohlzylindrische Form mit einem mittleren Bereich 4 und zwei beidseitig an den mittleren Bereich anschliessenden Bereich 7. Der mittlere Bereich 4 der Muffe hat genau den gleichen Innendurchmesser wie die zu verbindenden Rohrstücke und ist im Abstand von der Mitte der Muffe zur Bildung eines Anschlages 16 für die Rohrenden auf den Aussendurchmesser der Rohrenden erweitert. Nach aussen zu erweitert sich der Innendurchmesser der anschliessend Bereiche 7 noch weiter. Die Innenfläche der anschliessenden Bereiche besitzt einen nach innen gerichteter Bund 10 und eine Art nach innen gerichteter Flansch 6 an ihrem äusseren Ende. Der Bund 10 und der Flansch 6 haben ungefähr eine dem Aussendurchmesser der Rohrenden entsprechende Weite.
Die Aussenfläche 13 der Muffe 3 hat im mittleren Bereich einen relativ grossen Aussendurchmesser von ca. dem drei bis fünffachen der Rohrwandstärke und weist in ihrer Mitte eine umlaufende Nut 14 für den Ansatz eines Presswerkzeugs auf, zur Verschiebung der Pressringe 5.The sleeve has an essentially hollow cylindrical shape with a central area 4 and two area 7 adjoining the central area on both sides. The central area 4 of the sleeve has exactly the same inner diameter as the pipe pieces to be connected and is at a distance from the center of the sleeve Formation of a stop 16 for the pipe ends extended to the outside diameter of the pipe ends. The inside diameter of the subsequent areas 7 widens further to the outside. The inner surface of the adjoining areas has an inwardly directed collar 10 and a type of inwardly directed flange 6 at its outer end. The collar 10 and the flange 6 have approximately a width corresponding to the outside diameter of the pipe ends. The outer surface 13 of the sleeve 3 has a relatively large outer diameter of approximately three to five times the tube wall thickness in the central region and has a circumferential groove 14 in the middle for the attachment of a pressing tool for displacing the pressing rings 5.
Bei den anschliessenden Bereichen 6 ist der Aussendurchmesser stark reduziert, so dass die Wandstärke der anschliessenden Bereiche kleiner bis gleich gross wie die Rohrwandstärke ist. An dem Bund 10 gegenüberliegenden Stelle der Aussenfläche weist diese einen umlaufenden Wulst 8 auf. Dieser Wulst 8 hat einen gekrümmten Querschnitt.In the adjoining areas 6, the outside diameter is greatly reduced, so that the wall thickness of the adjoining areas is less than or equal to the tube wall thickness. At the point 10 located opposite the collar, the outer surface has a circumferential bead 8. This bead 8 has a curved cross section.
Der Pressring 5 hat ebenfalls eine im wesentlichen hohlzylindrische Form mit einer zylindrischen Aussenwand und einer mehrfach abgestuften Innenwand. Zur Muffen- mitte besitzt der Ring 5 einen Innendurchmesser, der geringfügig enger ist als der Aussendurchmesser des mittleren Bereichs 4 der Muffe 3. Dadurch wird der Ring beim Aufschieben auf den mittleren Bereich der Muffe aufgeweitet und gegen axiale Verschiebung zusätzlich gesichert. Der Pressring 5 ist im unverpressten Zustand bereits ein kurzes Stück auf den mittleren Bereich 4 der Muffe 3 aufgeschoben, so dass er durch die Aufweitung bereits in diesem Zustand mit der Muffe verbunden ist. Da in diesem Zustand keine weitere Verformung stattgefunden hat, sind die Rohrenden ohne weiteres einsteckbar. Durch die vorgängige Verbindung der Muffe mit den beiden Pressringen bilden diese eine Einheit im Gegensatz zu bekannten Lösungen mit einer Vielzahl unterschiedlichen Einzelteile.The press ring 5 also has an essentially hollow cylindrical shape with a cylindrical outer wall and a multi-graded inner wall. At the middle of the sleeve, the ring 5 has an inner diameter which is slightly narrower than the outer diameter of the central area 4 of the sleeve 3. As a result, the ring is expanded when pushed onto the central area of the sleeve and additionally secured against axial displacement. In the unpressed state, the press ring 5 has already been pushed a short distance onto the central region 4 of the sleeve 3, so that it is connected to the sleeve in this state by the widening. Since no further deformation has taken place in this state, the pipe ends can be inserted without further ado. Due to the previous connection of the sleeve with the two press rings, these form a unit in contrast to known solutions with a large number of different individual parts.
Die Innenwand des Pressrings 5 weist nach aussen hin zwei weitere Stufen mit reduzierten Durchmessern auf. Eine erste Stufe 11 hat eine Innendurchmesser gleich dem Aussendurchmesser der anschliessenden Bereiche 7 der Muffe 3. Am Übergang zu dieser Stufe ist ein Konischer Bereich 9 vorgesehen.
Eine zweite Stufe ist noch einmal im Durchmesser reduziert und weist ebenfalls einen konischen Übergang auf.The inner wall of the press ring 5 has two further steps with reduced diameters. A first step 11 has an inner diameter equal to the outer diameter of the adjoining areas 7 of the sleeve 3. A conical area 9 is provided at the transition to this step. A second step is again reduced in diameter and also has a conical transition.
Die Verbindung von Rohren verläuft so, dass von beiden Seiten je ein Rohrende bis zum Anschlag 16 in die Muffe 3 eingeschoben wird und dann mit einem speziellen Werkzeug die Verpressung erfolgt. Bei der Verpressung tritt weder eine Massveränderung noch eine Verspannung oder ein Verziehen auf. Dies hat den Vorteil, dies hat den Vorteil, dass ein ganzes Rohrleitungssystem zusammengesteckt werden kann, ohne dass zunächst verpresst wird. Es können also vor dem Verpressen noch allfällige Änderungen vorgenommen werden.The connection of pipes is such that a pipe end is inserted into the sleeve 3 as far as the stop 16 from both sides, and then the pressing takes place with a special tool. There is neither a change in dimension, tension or warping during pressing. This has the advantage, this has the advantage that an entire pipeline system can be put together without first being pressed. So any changes can be made before pressing.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die vorliegende Verbindngsvorrichtung die zu verbindenden Rohre durch das Verpressen zentriert werden und durch die enorme achsiale Kraft gegen den konischen Anschlag 16 gepresst wird und dadurch eine Dichtfläche 18 und 19 entsteht das wiederum eine Spaltkorrosion verhindert.A further advantage is that the pipes to be connected are centered by the pressing by the present connecting device and are pressed against the conical stop 16 by the enormous axial force, thereby creating a sealing surface 18 and 19 which in turn prevents crevice corrosion.
Die Verpressung erfolgt dadurch, dass die beiden Pressringe 5 zur Muffenmitte hin geschoben werden und dabei zunächst den Wulst 8 mit dem Bund 10 und danach der Flansch 6 radial nach innen drücken. Dadurch dass diese beiden Phasen der Verpressung getrennt nacheinander erfolgen, wird der höchste Pressdruck zum Verformen des Wulstes 8 und zum Eindrücken des Bundes 10 in das Rohrmaterial benötigt und nicht zum Überwinden von aufsummierten Presskräften von mehreren Stellen und Reibungskräften. Auch durch die verlaufende Krümmung des Wulstes 8 ergibt sich ein günstiges Pressdruckprofil.The pressing takes place in that the two pressing rings 5 are pushed towards the middle of the sleeve and first press the bead 8 with the collar 10 and then the flange 6 radially inwards. Because these two phases of pressing take place separately one after the other, the highest pressing pressure is required for deforming the bead 8 and for pressing the collar 10 into the pipe material and not for overcoming accumulated pressing forces from several points and frictional forces. The extending curvature of the bead 8 also results in a favorable pressing pressure profile.
Im verpressten Zustand, der auf der rechten Seite der Fig. 1 gezeigt ist, ist der Pressring 5 ganz auf die Muffe 3 aufgeschoben. Dabei wurden durch den konischen Bereich 9 der Wulst 8 und durch den konischen Übergang 15 der Flansch 6 nach innen gedrückt. Dadurch wurde der Flansch 6 und der Bund 10 in das Rohrende 2 unter Verformung desselben eingedrückt. Gleichzeitig wurde der
gesamte innere Teil des Pressrings 5 auf den mittleren Bereich der Muffe aufgepresst und dabei aufgeweitet.In the pressed state, which is shown on the right side of FIG. 1, the press ring 5 is pushed completely onto the sleeve 3. The bead 8 was pressed in through the conical region 9 and the flange 6 through the conical transition 15. As a result, the flange 6 and the collar 10 were pressed into the pipe end 2 while deforming the same. At the same time, the Entire inner part of the press ring 5 pressed onto the central area of the sleeve and thereby expanded.
Durch die Verpressung und vor allem durch das dabei erfolgende Eindrücken des Bundes 10 in das Rohrmaterial ergibt sich eine stabile, unlösbare und vor allem absolut dichte Verbindung und zwar auch bei Rohren mit ungünstiger und nicht vorbehandelter Oberfläche. Ausserdem eignet sich die erfindungsgemässe Rohrverbindung nicht nur für nahtlose, sondern auch für geschweisste Rohre in allen Werkstoffen der DIN Rohre.The pressing and, above all, the fact that the collar 10 is pressed into the pipe material results in a stable, non-detachable and, above all, absolutely leak-tight connection, even for pipes with an unfavorable and not pretreated surface. In addition, the pipe connection according to the invention is not only suitable for seamless, but also for welded pipes in all materials of DIN pipes.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Systems besteht darin, dass der Weg, den die Pressringe bis zur vollständigen Verpressung zurücklegen müssen, extrem kurz ist. Dadurch ist die Baugrösse der ganzen Verbindungsvorrichtung gering. Ausserdem kann dadurch auch das Presswerkzeug entsprechend schmäler konstruiert werden.Another advantage of the present system is that the distance the press rings have to travel to complete compression is extremely short. As a result, the overall size of the entire connecting device is small. In addition, the press tool can also be constructed accordingly narrower.
Schliesslich ist es auch von Vorteil, dass an der vorliegenden Vorrichtung auf einen Blick von aussen sichtbar ist, ob die Verpressung stattgefunden hat oder nicht. Die Verpressung hat stattgefunden, wenn von der Muffe nur noch die Nut 14 sichtbar ist.
Finally, it is also advantageous that the present device shows at a glance from the outside whether the pressing has taken place or not. The pressing has taken place when only the groove 14 is visible from the sleeve.