WO2006084766A1

WO2006084766A1 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: WO2006084766A1
Application number: PCT/EP2006/001333
Authority: WO
Inventors: Jörg ALTENRATH
Original assignee: Eaton Fluid Connectors Gmbh
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2006-08-17
Also published as: DE102005006798A1

Abstract

Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Rohres 1 oder Rohrstutzens mit einem Verbindungskörper (2), der eine von einer Stirnfläche 5 ausgehende sich verjüngende Kegelbohrung (6) aufweist, umfassend: eine Längsachse 6, eine Überwurfmutter (10), die auf ein Gewinde 4 des Verbindungskörpers (2) aufschraubbar ist und eine Spannfläche (13) bildet, einen Stützring (15), der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) verjüngende Kegelbohrung (18) aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche (5) des Verbindungskörpers (2) abgestützt ist, sowie einen Schneidring (19), der in der Kegelbohrung (18) des Stützrings (15) einsitzt, eine Pressfläche (25) zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche (13) der Überwurfmutter (10) aufweist und in radialer Richtung auf die Längsachse (3) zu gegen den Stützring (15) abgestützt ist.

Description

Verbindungsanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Rohres oder Rohrstutzens mit einem Verbindungskörper, der eine von einer Stirnfläche sich verjüngende Kegelbohrung aufweist, wobei die Verbindungsanordnung eine Längsachse, eine Überwurfmutter, die auf ein Gewinde des Verbindungskörpers aufschraubbar ist und die eine Spannfläche bildet, einen Stützring, der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngende Kegelbohrung aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche des Verbindungskörpers abgestützt ist, sowie einen Schneidring, der in der Kegelbohrung des Stützrings einsitzt und eine Pressfläche zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche der Überwurfmuter aufweist.

Eine solche Verbindungsanordnung ist aus der DE 196 37 129 C2 bekannt. Bei dieser Verbindungsanordnung ist die Spannfläche der Überwurfmutter kegelförmig ausgebildet. Der Stützring weist eine der Spannfläche der Überwurfmutter zugewandte Fläche auf, wobei diese mit einem zur Spannfläche passenden Kegelwinkel ausgebildet ist. Der Schneidring taucht im montierten Zustand so weit in die Kegelbohrung des Stützrings ein, dass sowohl der Stützring als auch der Schneidring an der Spannfläche der Überwurfmutter anliegen. Bei der Abstützung der Überwurfmutter gegen den Stützring entsteht ein deutlicher Drehmomentanstieg, der dem Monteur das Montageende anzeigt. Eine Übermontage, bei der der Schneidring zu tief in das Rohr einschneidet wird hierdurch wirksam vermieden.

Nachteilig ist jedoch, dass aufgrund der konstruktiv dünnen Gestaltung des Schneidrings dieser bei Montageende nicht nur im Bereich der Schneiden im Durchmesser reduziert wird, sondern auch an dem der Überwurfmutter zugewandten Ende, so dass das Rohr eingeschnürt und geschwächt wird. Dies kann insbesondere bei dünnwandigen Rohren und übermontierten Verschraubungen zu einem Bruch bei hohen Belastungen führen.

DE 40 38 539 C1 zeigt eine Verbindungsanordnung, bei der der Schneidring über eine radial zur Rohrachse sich erstreckende Fläche gegen eine ebenfalls radial zur Rohrachse sich erstreckende Anschlagfläche eines Dichtrings abgestützt ist. Hierbei sind der Schneidring und der Dichtring zwischen der Überwurfmutter und dem Verbindungskörper axial hintereinander verspannt. Nachteil bei dieser Ausführung ist, dass durch eine Kegelfläche der Überwurfmutter sowohl eine axiale Kraftkomponente als auch eine radiale Kraftkomponente auf den Schneidring einwirkt. Letztere führt dazu, dass der Schneidring radial in Richtung auf die Längsachse zu verformt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zu schaffen, die höhere Haltekräfte und eine definierte Rohrumklammerung durch den Schneidring gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Rohres oder Rohrstutzens mit einem Verbindungskörper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich verjüngende Kegelbohrung aufweist, umfassend: eine Längsachse, eine Überwurfmutter, die auf ein Gewinde des Verbindungskörpers aufschraubbar ist und eine Spannfläche bildet, einen Stützring, der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngende Kegelbohrung aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche des Verbindungskörpers abgestützt ist, sowie einen Schneidring, der in der Kegelbohrung des Stützrings einsitzt, eine Pressfläche zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche der Überwurfmutter aufweist und in radialer Richtung auf die Längsachse zu gegen den Stützring abgestützt ist, gelöst.

Die Abstützung des Schneidrings gegen den Stützring in radialer Richtung auf die Längsachse zu gewährleistet, dass selbst bei einem Überanzug der Überwurfmutter der Schneidring nicht oder nur geringfügig durch die Kegelfläche der Überwurfmutter radial nach innen verformt wird. Somit wird eine übermäßige Einschnürung des Rohres vermieden. Hierdurch wird die Montagesicherheit erhöht und insbesondere bei dünnwandigen Rohren eine höhere Biegefestigkeit erreicht. Ferner entsteht aufgrund der Tatsache, dass der Schneidring radial nach innen abgestützt ist und nicht nach innen ausweichen kann, bei der Montage ein sehr deutlicher Drehmomentanstieg, der das Montageende anzeigt.

Der Stützring wird bei Übermontage und besonders bei Rohren aus einem hochwertigen Material stark radial nach außen beansprucht und kann aufplatzen. Durch die Abstützung des Schneidrings gegen den Stützring radial nach innen wird bei Montageende eine Kraftkomponente radial nach innen auf den Stützring eingeleitet, wodurch die Gefahr des Aufplatzens reduziert wird.

Vorzugsweise weist die Überwurfmutter eine Kegelbohrung auf, die eine sich entgegengesetzt zur Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngende Spannfläche in Form einer Kegelfläche bildet.

Bei genormten Überwurfmuttern beträgt der Kegelwinkel 90°. Genormte Verbindungskörper weisen einen Kegelwinkel von 24° auf. In der Regel ist der Kegelwinkel des Stützrings an den des Verbindungskörpers angepaßt und beträgt somit ebenfalls 24°. Da es sich bei dem Stützring jedoch nicht um ein Normteil handelt, kann dieser Winkel angepaßt werden, um gegebenenfalls die Einschnittiefe des Schneidrings in das Rohr anzupassen.

Der Schneidring kann eine erste Stützfläche aufweisen, mittels derer der Schneidring in radialer Richtung auf die Längsachse zu gegen eine zweite Stützfläche des Stützrings abstützt ist.

Hierzu kann der Schneidring einen Stützabschnitt und einen Schneidkantenabschnitt aufweisen, wobei der Stützabschnitt die erste Stützfläche bildet und der Schneidkantenabschnitt in der Kegelbohrung des Stützrings aufgenommen ist. Die Stützflächen können konisch gestaltet sein. Vorzugsweise ist die erste Stützfläche durch einen umlaufenden Hinterschnitt des Schneidrings und die zweite Stützfläche durch einen umlaufenden Vorsprung des Stützrings gebildet. Hierbei wird der umlaufende Vorsprung im Hinterschnitt aufgenommen.

Der Stützring kann über einen Teil der Länge der Kegelbohrung des Verbindungskörpers in diese hineinragen. Hierdurch erfährt der Stützring, der stark radial nach außen beansprucht ist, eine Abstützung radial nach außen.

Vorzugsweise verläuft dann der Schneidkantenabschnitt bis in die Kegelbohrung des Verbindungskörpers hinein. Somit ist gewährleistet, dass der Schneidkantenabschnitt indirekt über den in die Kegelbohrung des Verbindungskörpers hineinragenden Stützring radial gegen den Verbindungskörper abgestützt ist. Hierbei kann eine Schneidkante des Schneidrings innerhalb der Kegelbohrung des Verbindungskörpers angeordnet sein, die somit radial abgestützt ist.

Vorzugweise weist der Schneidring zwei Schneidkanten auf. Hierbei kann einer der Schneidkanten innerhalb der Kegelbohrung des Verbindungskörpers und die andere Schneidkante außerhalb der Kegelbohrung des Verbindungskörpers angeordnet sein.

Durch die Kegelbohrung des Verbindungskörpers, den Stützring und das Rohr kann ein Aufnahmeraum gebildet sein, in dem ein Dichtring aufgenommen ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung im montierten Zustand und

Figur 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der Verbindungsanordnung gemäß Figur 1. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung, bei der ein Rohr 1 mit einem Verbindungskörper 2 verbunden wird. Die Figuren 1 und 2 werden im folgenden zusammen beschrieben. Die Verbindungsanordnung weist eine Längsachse 3 auf, zu der das Rohr 1 und der Verbindungskörper 2 zentriert angeordnet sind. Der Verbindungskörper 2 ist auf seiner Außenfläche mit einem Gewinde 4 versehen, dass von einer Stirnfläche 5 ausgeht. Von der Stirnfläche 5 geht ferner eine auf der Längsachse 3 zentrierte Kegelbohrung 6 aus, die einen genormten Kegelwinkel von 24° aufweist. An diese schließt sich eine erste zylindrische Bohrung 7 an, deren Durchmesser auf den des Rohres 1 abgestimmt ist. Die erste zylindrische Bohrung 7 endet in einer Ringfläche 8, von der aus eine im Durchmesser reduzierte zweite zylindrische Bohrung 9 weiterführt. Die Ringfläche 8 dient zur Abstützung des Rohres 1 in axialer Richtung.

Auf den Verbindungskörper 2 ist eine Überwurfmutter 10 aufgeschraubt, welche eine Bohrung mit einem Gewinde 11 besitzt, dass zum Gewinde 4 des Verbindungskörpers 2 passt. Im Anschluss an das Gewinde 11 ist, zum vom Verbindungskörper 2 angewandten Ende der Überwurfmutter 10, eine Kegelbohrung 12 vorgesehen, deren Kegelwinkel genormt ist und 90° beträgt und welche eine sich entgegengesetzte zur Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 verjüngende Spannfläche 13 in Form einer Kegelfläche bildet. Die Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 endet in einer im Durchmesser reduzierten zylindrischen Bohrung 14, die auf den Außendurchmesser des Rohres 1 abgestimmt ist. Die Überwurfmutter 10 ist über das Rohr 1 geschoben.

Ferner ist ein Stützring 15 vorhanden, dessen Außenfläche 16 einen Durchmesser aufweist, der so groß bemessen ist, dass die Überwurfmutter 10 ihn mit ihrem Gewinde 11 passieren kann. Der Stützring 15 besitzt eine Anschlagfläche 17, die im montierten Zustand an der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 2 anliegt. Der Stützring 15 weist ferner eine Kegelbohrung 18 auf, die sich entgegngesetzt zur Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 verjüngt. Der Kegelwinkel der Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 entspricht vorzugsweise dem genormten Kegelwinkel von 24° des Verbindungskörpers 2. Ferner ist ein Schneidring 19 vorgesehen. Der Schneidring 19 weist einen Schneidkantenabschnitt 20 sowie einen Stützabschnitt 21 auf. Der Schneidkantenabschnitt

20 ist konisch gestaltet und in der Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 aufgenommen. Der Schneidring 19 weist eine Bohrung 22 auf, mit der er auf das Rohr 1 aufgeschoben ist. Die Bohrung 22 ist im Bereich des Schneidkantenabschnitt 20 derart gestalte, das eine vordere Schneidkante 23 und eine hintere Schneidkante 24 gebildet sind.

Der Stützabschnitt 21 ist zur Überwurfmutter 10 hin angeordnet. Der Stützabschnitt

21 bildet eine konusförmige Pressfläche 25, die an die Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 angepasst ist und zu dieser in Anlage ist.

Der Stützabschnitt 21 bildet ferner eine erste Stützfläche 26, die dem Stützring 15 zugewandt und durch einen umlaufenden Hinterschnitt 27 dargestellt ist. Die erste Stützfläche 26 öffnet sich konusförmig in Richtung zum Stützring 15.

Der Stützring 15 bildet eine zweite Stützfläche 28, die ebenfalls konusförmig gestalte ist und den gleichen Konuswinkel aufweist, wie die erste Stützfläche 26. Die zweite Stützfläche 28 ist durch einen umlaufenden Vorsprung 29 des Stützrings 15 gebildet, der in dem Hinterschnitt 27 des Schneidrings 19 aufgenommen ist. Die erste Stützfläche 26 ist gegen die zweite Stützfläche 28 abgestützt. Durch die konusförmige Ausgestaltung der Stützflächen 26, 28 ist der Schneidring 19 gegen Deformation radial nach innen in Richtung auf die Längsachse 3 zu abgestützt.

Der Stützring 15 weist ferner einen Halteabschnitt 30 auf, mit dem der Stützring 15 in die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 eintaucht und sich über einen Teil der Länge der Kegelbohrung 6 erstreckt. Der Halteabschnitt 30 weist eine Außenfläche auf, die ebenfalls konusförmig ist und an die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 angepasst ist. Der Schneidkantenabschnitt 20 des Schneidrings 19 taucht in die Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 so tief ein, dass er bis in die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 verläuft. Die vordere Schneidkante 23 ist an dem in die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 eintauchenden Ende des Schneidkantenabschnitts 20 ausgebildet, so dass diese radial über den Halteabschnitt 30 gegen den Verbindungskörper 2 abgestützt ist. Die hintere Schneidkante 24 ist innerhalb des Stützrings 15 und außerhalb der Konusbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 angeordnet. Somit ergeben sich höherer Berstdrücke der Schneidringverbindung.

Die radiale Abstützung des Schneidrings 19 gegenüber dem Stützring 15 verhindert eine radiale Deformation des Schneidrings 19 und somit eine Einschnürung des Rohrs 1. Hierdurch ergeben sich höhere Berstdrücke der Verbindungsanordnung, da das Rohr 1 geringer belastet wird. Ferner wird das Montageende durch einen deutlichen Drehmomentanstieg angezeigt.

Das Rohr 1, die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 und der Stützring 15 bilden zusammen einen Aufnahmeraum 32 zur Aufnahme eines Dichtrings 33. Der Dichtring 33 kann als separater Ring ausgebildet sein oder mit dem Stützring 15 z.B. durch Anvulkanisieren fest verbunden sein.

Bezugszeichenliste

1 Rohr

2 Verbindungskörper

3 Längsachse

4 Gewinde des Verbindungskörpers

5 Stirnfläche

6 Kegelbohrung des Verbindungskörpers

7 erste zylindrische Bohrung

8 Ringfläche

9 zweite zylindrische Bohrung

10 Überwurfmutter

11 Gewinde der Überwurfmutter

12 Kegelbohrung der Überwurfmutter

13 Spannfläche

14 zylindrische Bohrung

15 Stützring

16 Außenfläche

17 Anschlagfläche

18 Kegelbohrung des Stützrings

19 Schneidring

20 Schneidkantenabschnitt

21 Stützabschnitt

22 Bohrung

23 vordere Schneidkante

24 hintere Schneidkante

25 Pressfläche

26 erste Stützfläche

27 Hinterschnitt zweite Stützfläche

Vorsprung

Halteabschnitt

Außenfläche

Aufnahmeraum

Dichtring

Claims

Patentansprüche

1. Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Rohres (1 ) oder Rohrstutzens mit einem Verbindungskörper (2), der eine von einer Stirnfläche (5) ausgehende sich verjüngende Kegelbohrung (6) aufweist, umfassend: eine Längsachse (3), eine Überwurfmutter (10), die auf ein Gewinde (4) des Verbindungskörpers (2) aufschraubbar ist und eine Spannfläche (13) bildet, einen Stützring (15), der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) verjüngende Kegelbohrung (18) aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche (5) des Verbindungskörpers (2) abgestützt ist, sowie einen Schneidring (19), der in der Kegelbohrung (18) des Stützrings (15) einsitzt, eine Pressfläche (25) zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche (13) der Überwurfmutter (10) aufweist und in radialer Richtung auf die Längsachse (3) zu gegen den Stützring (15) abgestützt ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet

dass die Überwurfmutter (10) eine Kegelbohrung (12) aufweist, die eine sich entgegengesetzt zur Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) verjüngende Spannfläche (13) in Form einer Kegelfläche bildet.

3. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet

dass der Schneidring (19) eine erste Stützfläche (26) aufweist, mittels derer der Schneidring (19) in radialer Richtung auf die Längsachse (3) zu gegen eine zweite Stützfläche (28) des Stützrings abgestützt ist.

4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet

dass der Schneidring (19) einen Stützabschnitt (21) und einen Schneidkantenabschnitt (20) aufweist, wobei der Stützabschnitt (21) die erste Stützfläche (26) bildet und wobei der Schneidkantenabschnitt (20) in der Kegelbohrung (18) des Stützrings (15) aufgenommen ist.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet

dass die Stützflächen (26, 28) konisch gestaltet sind.

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Stützfläche (26) durch einen umlaufenden Hinterschnitt (27) des Schneidrings (19) und die zweite Stützfläche (28) durch einen umlaufenden Vorsprung (29) des Stützrings (15) gebildet sind.

7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützring (15) über einen Teil der Länge der Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) in diese hineinragt.

8. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Schneidkantenabschnitt (20) bis in die Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) verläuft.

9. Verbindungsanordnung Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Schneidring (19) eine Schneidkante (23) aufweist, die innerhalb der Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2) liegt.

10. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Schneidring (19) zwei Schneidkanten (23, 24) aufweist.

11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (2), der Stützring (15) und das Rohr (1) einen Aufnahmeraum (32) bilden, in dem ein Dichtring (33) aufgenommen ist.