WO2008058852A1 - Rohrleitung mit einer verschraubung - Google Patents

Rohrleitung mit einer verschraubung Download PDF

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WO2008058852A1
WO2008058852A1 PCT/EP2007/061798 EP2007061798W WO2008058852A1 WO 2008058852 A1 WO2008058852 A1 WO 2008058852A1 EP 2007061798 W EP2007061798 W EP 2007061798W WO 2008058852 A1 WO2008058852 A1 WO 2008058852A1
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nozzle
counterpart
sealing surface
stop collar
radius
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PCT/EP2007/061798
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Inventor
Klaus Ferchau
Bernd Beisenherz
Athanasios Anastasiadis
René KLEEBERG
Ralf Oelmann
Original Assignee
Contitech Schlauch Gmbh
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/02—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
    • F16L27/04—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces
    • F16L27/047—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces held in place by a screwed member having an internal spherical surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004—Joints; Sealings
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/025—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member the pipe ends having integral collars or flanges

Definitions

  • the invention relates to a pipeline with a gas-tight connection with a sealing surface and an axially adjacent stop collar having nozzle, a counterpart with a nozzle associated with the sealing surface and a union nut, with which the plugged into the counter piece and the counterpart are firmly connected, wherein the cooperating with the sealing surface of the counterpart sealing surface of the nozzle is designed as a spherical cap with a first radius and the stop collar of the nozzle is designed as a spherical cap with a second radius and the nozzle has a pivot point and the union nut has a spherical cap-shaped stop surface with a third radius, which corresponds to the spherical cap-shaped stop collar of the nozzle.
  • Pipelines with such fittings are used for example in motor vehicles for fuel lines.
  • the glands are often designed according to DIN 7631.
  • the sealing surfaces of the nozzle and counterpart each have a corresponding conical shape.
  • Such compounds can not be used at an angular offset of conical nozzle and counterpart, as a gas tightness is thus not achievable.
  • a nozzle with a rounded sealing surface is used, a tightness can also be achieved even with an angle, but only very small angles are possible, since when the nozzle is screwed it is less one-sided Pressing is effective and the connection can be quickly leaking under swinging load.
  • the one-sided lower pressure results from the fact that with angular misalignment the union nut no longer presses evenly on the stop collar of the nozzle.
  • connection arrangements are disclosed for pipes having a sealing head, are formed in the sealing surface and Druckfikiee of the sealing head as a spherical cap. As a result, an angular offset in the connection arrangement is possible.
  • the corresponding active surfaces of spherical cap of the sealing head with the sealing seat and spherical cap of the sealing head with the pressure shoulder of the nut are designed such that it can lead to a change in length in the connection arrangement to a change in length within the arrangement and thus leaks.
  • the invention has for its object to provide a pipeline of the type described above, which allows a better gas tightness with high vibration resistance even at a larger angular displacement.
  • the second radius of the stop collar is greater than the first radius of the sealing surface of the nozzle.
  • Fig. 1 shows a portion of a pipe according to the invention with screw without
  • the section 1 of a pipeline shown in FIG. 1 has a screw connection 2 with a connecting piece 3, a counterpart 4 and a union nut 5.
  • Stub 3 and counterpart 4 each have a through hole 6 and 7, which are aligned.
  • the nozzle 3 has a sealing surface 8, the spherical cap-shaped and associated with the counterpart 4. Furthermore, the nozzle 3 an axially adjacent stop collar 9, which is also formed kugelkalottenförmig and the union nut 5 is assigned.
  • the counterpart 4 has a conical sealing surface 11, with which the nozzle 3 is in contact with its spherical cap-shaped sealing surface 8.
  • the union nut 5 has a stop surface 12, which corresponds to the spherical cap stop collar 9 of the nozzle 3 and is in contact.
  • the union nut 5 can be screwed to the counterpart 4 via a threaded connection 13.
  • the spherical cap-shaped sealing surface 8 of the nozzle 3 has a radius 14 and the stop collar 9 has a radius 15, wherein the radius 15 is greater than the radius 14. Both radii 14 and 15 have together with the radius 16 of the spherical cap-shaped stop surface 12 has a common center 10th which is congruent with the lying on the longitudinal axis 17 of the screw 2 pivot point 10 of the nozzle 3.
  • connection piece 3 and counterpart 4 are firmly pressed together, the surface pressure between the spherical cap-shaped sealing surface 8 of the connection piece 3 and the conical sealing surface 11 of the counterpart 4 being larger than the surface pressure between the stop collar 9 of the nozzle 3 and the stop surface 12 of the union nut 5. This reduces the torque required for a tight connection of the screw 2.
  • Stop surface 12 and the stop collar 9 in the form of a spherical cap also at Angular offset a safe and tight connection between the sealing surface 8 of the nozzle 3 and the conical sealing surface 11 of the counterpart 4 is given. Characterized in that the centers of all by the radii 14, 15 and 16 certain spherical cap-shaped surfaces 8, 9 and 12 coincide in a common center 10, which is also pivot point of the nozzle 3, the angular offset is not associated with a change in length.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung (1) mit einer gasdichten Verschraubung (2) mit einem Stutzen (3), einem Gegenstück (4) und mit einer Überwurfmutter (5), mit der der in das Gegenstück (4) eingesteckte Stutzen (3) und das Gegenstück (4) fest miteinander verbunden sind. Um einen Winkelversatz zwischen Stutzen (3) und Gegenstück (4) zu ermöglichen, sind die Dichtfläche (8) und der Anschlagbund (9) des Stutzens (3) und die Anschlagfläche (12) der Überwurfmutter (5) kugelkalottenförmig ausgebildet. Dadurch, dass die Mittelpunkte der Kugelkalottenflächen (8, 9, 12) in einem gemeinsamen Punkt (10) zusammenfallen, ist bei Winkelversatz von Stutzen (3) und Gegenstück (4) eine Längenänderung in der Rohrleitung (1) vermeidbar.

Description

Beschreibung
Rohrleitung mit einer Verschraubung
Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung mit einer gasdichten Verschraubung mit einem eine Dichtfläche und einen axial angrenzenden Anschlagbund aufweisenden Stutzen, einem Gegenstück mit einer dem Stutzen zugeordneten Dichtfläche und mit einer Überwurfmutter, mit der der in das Gegenstück eingesteckte Stutzen und das Gegenstück fest miteinander verbunden sind, wobei die mit der Dichtfläche des Gegenstücks zusammenwirkende Dichtfläche des Stutzens als Kugelkalotte mit einem ersten Radius ausgeführt ist und der Anschlagbund des Stutzens als Kugelkalotte mit einem zweiten Radius ausgeführt ist und der Stutzen einen Drehpunkt aufweist und die Überwurfmutter eine kugelkalottenförmige Anschlagfläche mit einem dritten Radius aufweist, die mit dem kugelkalottenförmig ausgebildeten Anschlagbund des Stutzens korrespondiert.
Rohrleitungen mit derartigen Verschraubungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für Kraftstoffleitungen eingesetzt. Die Verschraubungen werden dabei häufig nach DIN 7631 ausgeführt. Dabei weisen die Dichtflächen von Stutzen und Gegenstück jeweils eine korrespondierende kegelförmige Form auf.
Derartige Verbindungen lassen sich bei einem Winkelversatz von kegelförmigem Stutzen und Gegenstück nicht einsetzen, da eine Gasdichtheit damit nicht erzielbar ist.
Verwendet man statt eines kegelförmigen Stutzens einen Stutzen mit abgerundeter Dichtfläche, ist eine Dichtheit auch bei Winke lversatz erreichbar, jedoch sind nur sehr geringe Winkel möglich, da beim Verschrauben des Stutzens eine einseitig geringere Pressung wirksam ist und die Verbindung bei schwingender Belastung schnell undicht werden kann.
Die einseitig geringere Pressung resultiert daraus, dass bei Winkelversatz die Überwurfmutter nicht mehr gleichmäßig auf den Anschlagbund des Stutzens drückt.
In der DE 10 2005 003 519 Al und der DE 10 2005 045 731 Al sind Verbindungsanordnungen für Rohre offenbart, die einen Dichtkopf aufweisen, bei dem Dichtfläche und Druckfiäche des Dichtkopfes als Kugelkalotte ausgebildet sind. Dadurch ist ein Winkelversatz in der Verbindungsanordnung möglich.
In beiden Fällen sind jedoch die korrespondierenden Wirkflächen von Kugelkalotte des Dichtkopfes mit der des Dichtsitzes sowie von Kugelkalotte des Dichtkopfes mit der Druckschulter der Überwurfmutter derart ausgebildet, dass es bei einem Winkelversatz in der Verbindungsanordnung zu einer Längenänderung innerhalb der Anordnung und damit zu Undichtigkeiten kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die eine bessere Gasdichtheit mit hoher Schwingungsfestigkeit auch bei einem größeren Winkelversatz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die durch die Radien bestimmten kugelkalottenförmigen Flächen, nämlich die Dichtfläche des Stutzens, die Fläche des Anschlagbundes des Stutzens und die Anschlagfläche der Überwurfmutter einen gemeinsamen Mittelpunkt aufweisen, der mit dem auf der Längsachse der Verschraubung liegenden Drehpunkt des Stutzens deckungsgleich ist.
Die Ausführung von Dichtfiäche und Anschlagbund als Kugelkalotte mit gemeinsamem Mittelpunkt ermöglicht eine dichte Verbindung von Stutzen und Gegenstück, da auch bei Winkelversatz ein gleichmäßiger Kontakt zwischen Dichtfläche des Stutzens und Dichtfläche des Gegenstücks gewährleistet ist. Durch die Kugelkalottenform des Anschlagbundes und der korrespondierenden Form der Anschlagfläche der Überwurfmutter entsteht eine gleichmäßige Flächenpressung zwischen Stutzen und Überwurfmutter, die annähernd unabhängig von der Winkelstellung zwischen Überwurfmutter und Stutzen ist. Die Kugelkalottenform der Dichtfläche des Stutzens gewährleistet dabei einen ununterbrochenen Kontakt zu der dem Stutzen zugeordneten Dichtfläche des Gegenstücks, auch wenn diese nach DIN 3863 kegelförmig ausgebildet ist. Damit ist eine Dichtheit auch unter schwingender Belastung dauerhaft gesichert. Dadurch, dass die Mittelpunkte der Kugelkalottenflächen in einem gemeinsamen Punkt zusammenfallen, der mit dem Drehpunkt des Stutzens deckungsgleich ist, ist bei Winkelversatz von Stutzen und Gegenstück eine Längenänderung in der Rohrleitung vermeidbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Radius des Anschlagbundes größer als der erste Radius der Dichtfläche des Stutzens.
Durch diese Anordnung ist die Flächenpressung zwischen Dichtfläche und Gegenstück größer als die Flächenpressung zwischen Anschlagfläche der Überwurfmutter und dem Anschlagbund des Stutzens. Dadurch wird die Montage erleichtert und die Sicherheit, eine dichte Verbindung auch bei geringem Anzugsmoment der Überwurfmutter zu erzielen, verbessert.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Rohrleitung mit Verschraubung ohne
Winkelversatz in einem Längsschnitt und Fig. 2 die gleiche Rohrleitung mit Winkelversatz in einem Längsschnitt.
Der in Fig. 1 gezeigte Abschnitt 1 einer Rohrleitung weist eine Verschraubung 2 mit einem Stutzen 3, einem Gegenstück 4 und einer Überwurfmutter 5 auf. Stutzen 3 und Gegenstück 4 weisen jeweils eine durchgehende Bohrung 6 und 7 auf, die miteinander fluchten. Der Stutzen 3 weist eine Dichtfläche 8 auf, die kugelkalottenförmig ausgebildet und dem Gegenstück 4 zugeordnet ist. Weiterhin weist der Stutzen 3 einen axial angrenzenden Anschlagbund 9 auf, der ebenfalls kugelkalottenförmig ausgebildet ist und der Überwurfmutter 5 zugeordnet ist.
Das Gegenstück 4 weist eine konische Dichtfläche 11 auf, mit der der Stutzen 3 mit seiner kugelkalottenförmigen Dichtfläche 8 in Kontakt steht.
Die Überwurfmutter 5 weist eine Anschlagfläche 12 auf, die mit dem kugelkalottenförmigen Anschlagbund 9 des Stutzens 3 korrespondiert und in Kontakt steht. Die Überwurfmutter 5 ist mit dem Gegenstück 4 über eine Gewindeverbindung 13 verschraubbar.
Die kugelkalottenförmige Dichtfläche 8 des Stutzens 3 weist einen Radius 14 und der Anschlagbund 9 einen Radius 15 auf, wobei der Radius 15 größer ist als der Radius 14. Beide Radien 14 und 15 haben zusammen mit dem Radius 16 der kugelkalottenförmigen Anschlagfläche 12 einen gemeinsamen Mittelpunkt 10, der mit dem auf der Längsachse 17 der Verschraubung 2 liegenden Drehpunkt 10 des Stutzens 3 deckungsgleich ist.
Über die Gewindeverbindung 13 und die Überwurfmutter 5 sind Stutzen 3 und Gegenstück 4 fest miteinander verpresst, wobei durch die unterschiedlichen Radien 14 und 15 die Flächenpressung zwischen der kugelkalottenförmigen Dichtfläche 8 des Stutzens 3 und der kegelförmigen Dichtfläche 11 des Gegenstücks 4 größer ist als die Flächenpressung zwischen dem Anschlagbund 9 des Stutzens 3 und der Anschlagfläche 12 der Überwurfmutter 5. Dies verringert das für eine dichte Verbindung notwendige Drehmoment der Verschraubung 2.
In Fig. 2 ist die gleiche Anordnung mit einem Winkelversatz zwischen Stutzen 3 und Gegenstück 4 gezeigt. Es ist erkennbar, dass durch die Art der Dichtfläche 8, der
Anschlagfläche 12 und des Anschlagbunds 9 in Form jeweils einer Kugelkalotte auch bei Winkelversatz eine sichere und dichte Verbindung zwischen der Dichtfläche 8 des Stutzens 3 und der kegelförmigen Dichtfläche 11 des Gegenstücks 4 gegeben ist. Dadurch, dass die Mittelpunkte aller durch die Radien 14, 15 und 16 bestimmten kugelkalottenförmigen Flächen 8, 9 und 12 in einem gemeinsamen Mittelpunkt 10 zusammenfallen, der gleichzeitig Drehpunkt des Stutzens 3 ist, ist der Winkelversatz nicht mit einer Längenänderung verbunden.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
I Abschnitt einer Rohrleitung 2 Verschraubung
3 Stutzen
4 Gegenstück
5 Überwurfmutter
6 Bohrung des Stutzens 3 7 Bohrung des Gegenstücks 4
8 Dichtfläche des Stutzens
9 Anschlagbund des Stutzens 3
10 gemeinsamer Mittelpunkt
I 1 Dichtfläche des Gegenstücks 4 12 Anschlagfläche der Überwurfmutter 5
13 Gewindeverbindung
14 Radius der Dichtfläche 8
15 Radius des Anschlagbundes 9
16 Radius der Anschlagfläche 12 17 Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Rohrleitung (1) mit einer gasdichten Verschraubung (2) mit einem eine Dichtfläche (8) und einen axial angrenzenden Anschlagbund (9) aufweisenden Stutzen (3), einem
Gegenstück (4) mit einer dem Stutzen (3) zugeordneten Dichtfiäche (11) und mit einer Überwurfmutter (5), mit der der in das Gegenstück (4) eingesteckte Stutzen (3) und das Gegenstück (4) fest miteinander verbunden sind, wobei die mit der Dichtfiäche (11) des Gegenstücks (4) zusammenwirkende Dichtfiäche (8) des Stutzens (3) als Kugelkalotte mit einem ersten Radius (14) ausgeführt ist und der Anschlagbund (9) des Stutzens (3) als Kugelkalotte mit einem zweiten Radius (15) ausgeführt ist und der Stutzen (3) einen Drehpunkt (10) aufweist und die Überwurfmutter (5) eine kugelkalottenförmige Anschlagfläche ( 12) mit einem dritten Radius (16) aufweist, die mit dem kugelkalottenförmig ausgebildeten Anschlagbund (9) des Stutzens (3) korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Radien (14, 15, 16) bestimmten kugelkalottenförmigen Flächen, nämlich die Dichtfläche (8) des Stutzens (3), die Fläche des Anschlagbundes (9) des Stutzens (3) und die Anschlagfiäche (12) der Überwurfmutter (5) einen gemeinsamen Mittelpunkt (10) aufweisen, der mit dem auf der Längsachse (17) der Verschraubung (2) liegenden Drehpunkt (10) des Stutzens (3) deckungsgleich ist
2. Rohrleitung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radius (15) des Anschlagbundes (9) größer als der erste Radius (14) der Dichtfläche (8) des Stutzens (3) ist.
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