WO2011035911A1 - High-pressure screwed joint comprising a flat seal - Google Patents

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Erwin Weh
Wolfgang Weh
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    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00Joints 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
    • F16L19/02Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/025Pipe 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
    • F16L19/028Pipe 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 the collars or flanges being obtained by deformation of the pipe wall
    • F16L19/0286Pipe 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 the collars or flanges being obtained by deformation of the pipe wall and being formed as a flange

Definitions

  • the invention relates to a high pressure fitting for the transfer of gaseous and / or liquid fluids with the preamble features of claim 1.
  • Hydrogen gas is expected. This could lead to accidents, in particular could be caused by leaks under pressure lines considerable damage.
  • the cutting rings penetrating into the outer skin of the tubes considerably stress the tube, so that it is subject to alternating stresses (for example, even in the case of light loads)
  • Pipe vibrations or pressure fluctuations can lead to a crack or even breakage.
  • the invention has for its object to improve a high-pressure fitting of the type mentioned in a simple design safety, so that hazards or damage can be avoided.
  • the proposed high-pressure fitting is characterized by a particularly high level of safety and simple construction, since the proposed use of a Wedge disk pair a simple connection is achieved, so that hazards or damage over a long time can be excluded.
  • the tube is fixed without significant tension, so that stress peaks is prevented and can be safely and long term avoided with the proposed high-pressure fitting that gas or liquid can escape. This is especially important for accident protection reasons, but also for environmental protection.
  • the proposed high-pressure fitting is suitable for various connections, in particular for hydraulic connections in vehicle construction, but also in industrial plants or for vehicle refueling.
  • This high-pressure fitting can be installed at any point of the piping in a compact manner and also have valves or filters adjacent to the high-pressure fitting.
  • Figure 1 is a rectilinear high-pressure fitting in side view.
  • FIG. 2 shows the high-pressure screw connection of FIG. 1 along the section line A-A;
  • FIG 3 shows the high-pressure fitting of FIGS. 1 and 2 in perspective view
  • Fig. 4 is an enlarged partial section through a union nut.
  • a high-pressure fitting 1 having a housing 2 and a fluid passage 2a (see Fig. 2) is shown to provide a fluid (e.g.
  • a screw socket 3 is provided with a thread 3 a, to which via a respective thread 3 a per cap nut 4 is connected.
  • both tubes 9 each have one
  • the sealing ring 5 is preferably inserted in a recess 6 in the housing 2, as indicated by the corresponding reference line on the inner corner region.
  • the housing 2 is provided here as a mirror-image straight fitting with two union nuts 4; However, it can also be provided only a screw or an angular shape, T-shape or a cross shape.
  • the housing 2 can in this case Adaptation to the fluid to be transferred, in particular to the respective desired feed angle, passage cross sections, etc., for example, be designed cranked.
  • Screw backup 7 is provided, which is formed here of two mutually rotatable discs with wedge ramps, so that this pair of wedge discs 8 (see Fig. 4) in vibration (for example, in a vehicle) reliably prevents loosening, but also with strong pressure and / or Temperature fluctuations are the stresses in the
  • High pressure fitting 1 reduces, so that peak loads are reduced.
  • this ensures a secure planar installation of the flanged pipe end 9a on the sealing ring 5 in order to ensure the seal. That the
  • Screw backup 7 formed wedge disk pair 8 is in this case in a groove 4a
  • a NORD-LOCK® fuse which is shown enlarged in FIG. 4, is preferably provided as the pair of wedge disks 8.
  • This is characterized not only by the fact that at both end faces, ie the flared pipe end 9a and the groove 4a corrugations are provided which impress positively in the mating surface, but between the two glued discs of the wedge disk pair 8 more wedge ramps at an angle ⁇ are provided.
  • This angle ⁇ is greater than that of the pitch angle ß of the thread 3a between screw socket 3 and union nut 4.
  • the sealing ring 5 is made of PEEK (polyetheretherketone), since this resistant material provides high media resistance and tightness even at high minus temperatures and / or pressure fluctuations.
  • PEEK polyetheretherketone
  • the union nut 4 in the axial direction relatively far surrounds.
  • the pipe end 9a is encompassed exactly and in a stable manner. Even if the projecting tube 9 is subjected to bending loads, is its flared end 9a exposed to bending stresses due to the exact clamping and precise fitting. Therefore, the required for sealing planar contact on the sealing ring 5 can be ensured even under such conditions.
  • This design also allows easy mounting of the high pressure fitting 1 shown in perspective in Fig. 3, wherein a secure connection or
  • Seal can be ensured even at high pressures and / or temperature or pressure fluctuations and / or vibration loads.

Abstract

The invention aims to improve the integrity of a high-pressure screwed joint for transferring gaseous and/or liquid fluids, in particular for fuelling vehicles, comprising a housing (2) with a fluid passage (2a) and at least one screw neck (3), onto which a coupling nut (4) can be screwed, in addition to a pipe (9), which can be introduced into the coupling nut (4) and the end of which is flanged and lies flat against a sealing washer (6). To achieve this said aim, a wedged pair of discs (8) is located between the flanged pipe end (9a) and the coupling nut (4), said pair of discs being inserted into an annular recess (4a) bordering the flanged pipe end (9a).

Description

Beschreibung  description
Hochdruckverschraubung mit Planabdichtunq High-pressure screw connection with plane seal
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckverschraubung für die Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1. The invention relates to a high pressure fitting for the transfer of gaseous and / or liquid fluids with the preamble features of claim 1.
Mit derartigen Hochdruckverschraubungen soll eine sichere Übertragung eines Fluids von einer Druckquelle, beispielsweise von einer Hydraulikpumpe oder Betankungsanlage aus, erreicht werden. Wichtig ist hierbei die leckagefreie Ausführung, um einen Fluidaustritt in die Umgebung zu vermeiden. With such high-pressure screw connections, a secure transmission of a fluid from a pressure source, for example from a hydraulic pump or refueling system, is to be achieved. Important here is the leak-free design to prevent fluid leakage into the environment.
Eine derartige Hochdruckverschraubung ist beispielsweise in der EP-A-0 753 698 für Druckmittelleitungen oder in der WO 02/01105 für Rohrverschraubungen beschrieben, wobei häufig sog. Klemmringe verwendet werden, um eine sichere Fixierung der angeschlossenen Rohre zu gewährleisten. Bei steigenden Druckwerten von z. B. mehr als 200 bar werden diese Rohranschlüsse jedoch zunehmend empfindlicher gegen Leckagen, so dass im allgemeinen ein Austritt von Fluid, z. B. Hydrauliköl oder tiefkaltes Such a high-pressure screw connection is described for example in EP-A-0 753 698 for pressure medium lines or in WO 02/01105 for pipe fittings, often so-called. Clamping rings are used to ensure a secure fixation of the connected pipes. With increasing pressure values of z. B. more than 200 bar, however, these pipe connections are becoming increasingly sensitive to leaks, so that in general an escape of fluid, eg. As hydraulic oil or cryogenic
Wasserstoffgas, zu erwarten ist. Hierbei könnte es zu Unfällen kommen, insbesondere könnte durch Lecks bei unter Druck stehenden Leitungen erheblicher Schaden entstehen. Zudem beanspruchen die in die Außenhaut der Rohre eindringenden Schneidringe das Rohr erheblich, so dass es bei Wechselbeanspruchungen (z. B. schon bei leichten Hydrogen gas is expected. This could lead to accidents, in particular could be caused by leaks under pressure lines considerable damage. In addition, the cutting rings penetrating into the outer skin of the tubes considerably stress the tube, so that it is subject to alternating stresses (for example, even in the case of light loads)
Rohrschwingungen oder Druckschwankungen) zu einem Riss oder gar Bruch kommen kann. Pipe vibrations or pressure fluctuations) can lead to a crack or even breakage.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckverschraubung der eingangs genannten Art bei einfacher Bauweise sicherheitstechnisch zu verbessern, so dass Gefahren bzw. Schäden vermieden werden. Accordingly, the invention has for its object to improve a high-pressure fitting of the type mentioned in a simple design safety, so that hazards or damage can be avoided.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckverschraubung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by a high pressure fitting according to the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die vorgeschlagene Hochdruckverschraubung zeichnet sich durch eine besonders hohe Sicherheit und einfache Bauweise aus, da durch die vorgeschlagene Verwendung eines Keilscheibenpaars ein einfacher Anschluss erreicht wird, so dass Gefährdungen bzw. Beschädigungen über lange Zeit ausgeschlossen werden können. Insbesondere wird das Rohr ohne wesentliche Verspannungen fixiert, so dass Spannungsspitzen vorgebeugt wird und mit der vorgeschlagenen Hochdruckverschraubung sicher und langfristig vermieden werden kann, dass Gas oder Flüssigkeit austreten kann. Dies ist insbesondere aus Unfallschutzgründen wichtig, aber auch zum Umweltschutz. The proposed high-pressure fitting is characterized by a particularly high level of safety and simple construction, since the proposed use of a Wedge disk pair a simple connection is achieved, so that hazards or damage over a long time can be excluded. In particular, the tube is fixed without significant tension, so that stress peaks is prevented and can be safely and long term avoided with the proposed high-pressure fitting that gas or liquid can escape. This is especially important for accident protection reasons, but also for environmental protection.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich die vorgeschlagene Hochdruckverschraubung für verschiedene Anschlüsse eignet, insbesondere für Hydraulikanschlüsse im Fahrzeugbau, aber auch bei Industrieanlagen oder zur Kfz-Betankung. Diese Hochdruckverschraubung kann dabei an beliebiger Stelle der Verrohrung in kompakter Weise eingebaut sein und auch Ventile oder Filter benachbart zu der Hochdruckverschraubung aufweisen. It should be noted that the proposed high-pressure fitting is suitable for various connections, in particular for hydraulic connections in vehicle construction, but also in industrial plants or for vehicle refueling. This high-pressure fitting can be installed at any point of the piping in a compact manner and also have valves or filters adjacent to the high-pressure fitting.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigt: Hereinafter, an embodiment will be described and described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereby shows:
Fig. 1 eine geradlinig ausgeführte Hochdruckverschraubung in Seitenansicht; Figure 1 is a rectilinear high-pressure fitting in side view.
Fig. 2 die Hochdruckverschraubung der Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A; FIG. 2 shows the high-pressure screw connection of FIG. 1 along the section line A-A; FIG.
Fig. 3 die Hochdruckverschraubung der Fig. 1 und 2 im Perspektivansicht; und 3 shows the high-pressure fitting of FIGS. 1 and 2 in perspective view; and
Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Überwurfmutter. Fig. 4 is an enlarged partial section through a union nut.
In Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hochdruckverschraubung 1 mit einem Gehäuse 2 und einer Fluidpassage 2a (vgl. Fig. 2) gezeigt, um ein Fluid (z. B. 1 to 3, an embodiment of a high-pressure fitting 1 having a housing 2 and a fluid passage 2a (see Fig. 2) is shown to provide a fluid (e.g.
komprimiertes Gas) durch daran fixierte Rohre 9, beispielsweise an einen nicht compressed gas) through pipes 9 fixed thereto, for example to one not
dargestellten Arbeitszylinder oder Drucktank weiterzuleiten. An den beiden Stirnseiten des Gehäuses 2 ist je ein Schraubstutzen 3 mit einem Gewinde 3a vorgesehen, an dem über über ein entsprechendes Gewinde 3a je eine Überwurfmutter 4 angeschlossen ist. forward shown working cylinder or pressure tank. At the two end sides of the housing 2, a screw socket 3 is provided with a thread 3 a, to which via a respective thread 3 a per cap nut 4 is connected.
Wie aus dem Längsschnitt der Fig. 2 ersichtlich ist, weisen beide Rohre 9 je ein As can be seen from the longitudinal section of FIG. 2, both tubes 9 each have one
gebördeltes Ende 9a auf, das in einer sog. Planabdichtung an je einem Dichtring 5 im Gehäuse 2 anliegt. Der Dichtring 5 ist bevorzugt in einem Einstich 6 im Gehäuse 2 eingesetzt, wie dies mit der entsprechenden Bezugslinie auf den inneren Eckbereich angedeutet ist. Das Gehäuse 2 ist hier als spiegelbildliche Geradverschraubung mit zwei Überwurfmuttern 4 versehen; es kann jedoch auch nur eine Verschraubung vorgesehen sein oder eine Winkelform, T-Form oder eine Kreuzform. Das Gehäuse 2 kann hierbei in Anpassung an das zu übertragende Fluid, insbesondere an die jeweils gewünschten Zuführwinkel, Durchlassquerschnitte usw., beispielsweise auch gekröpft gestaltet sein. crimped end 9a, which rests in a so-called. Planabdichtung to a respective sealing ring 5 in the housing 2. The sealing ring 5 is preferably inserted in a recess 6 in the housing 2, as indicated by the corresponding reference line on the inner corner region. The housing 2 is provided here as a mirror-image straight fitting with two union nuts 4; However, it can also be provided only a screw or an angular shape, T-shape or a cross shape. The housing 2 can in this case Adaptation to the fluid to be transferred, in particular to the respective desired feed angle, passage cross sections, etc., for example, be designed cranked.
In der jeweiligen gegen das Gehäuse 2 verschraubten Überwurfmutter 4 ist eine In the respective screwed against the housing 2 union nut 4 is a
Schraubsicherung 7 vorgesehen, die hier aus zwei gegeneinander drehbeweglichen Scheiben mit Keilrampen gebildet ist, so dass dieses Keilscheibenpaar 8 (vgl. Fig. 4) bei Vibrationen (beispielsweise in einem Fahrzeug) ein Lösen sicher verhindert, aber auch bei starken Druck- und/oder Temperaturschwankungen die Spannungen in der Screw backup 7 is provided, which is formed here of two mutually rotatable discs with wedge ramps, so that this pair of wedge discs 8 (see Fig. 4) in vibration (for example, in a vehicle) reliably prevents loosening, but also with strong pressure and / or Temperature fluctuations are the stresses in the
Hochdruckverschraubung 1 mindert, so dass Spitzenbelastungen reduziert werden. High pressure fitting 1 reduces, so that peak loads are reduced.
Insbesondere wird dadurch eine sichere Plananlage des gebördelten Rohrendes 9a an dem Dichtring 5 sichergestellt, um die Abdichtung zu gewährleisten. Das die In particular, this ensures a secure planar installation of the flanged pipe end 9a on the sealing ring 5 in order to ensure the seal. That the
Schraubsicherung 7 bildete Keilscheibenpaar 8 ist hierbei in einem Einstich 4a Screw backup 7 formed wedge disk pair 8 is in this case in a groove 4a
angeordnet, der mit einer Bezuglinie auf den inneren Eckbereich angedeutet und in Fig. 4 in größerem Maßstab dargestellt ist. arranged, which is indicated with a reference line to the inner corner region and shown in Fig. 4 on a larger scale.
Bei der erfindungsgemäßen Hochdruckverschraubung 1 ist als Keilscheibenpaar 8 bevorzugt eine NORD-LOCK ® - Sicherung vorgesehen, die in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist. Diese zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass an beiden Stirnflächen, also zum gebördelten Rohrende 9a hin und zum Einstich 4a Riffelungen vorgesehen sind, die sich in die Gegenfläche formschlüssig einprägen, sondern zwischen den beiden verklebten Scheiben des Keilscheibenpaares 8 mehrere Keilrampen mit einem Winkel α vorgesehen sind. Dieser Winkel α ist hierbei größer als die der Steigungswinkel ß des Gewindes 3a zwischen Schraubstutzen 3 und Überwurfmutter 4. Wenn bei der In the case of the high-pressure screw connection 1 according to the invention, a NORD-LOCK® fuse, which is shown enlarged in FIG. 4, is preferably provided as the pair of wedge disks 8. This is characterized not only by the fact that at both end faces, ie the flared pipe end 9a and the groove 4a corrugations are provided which impress positively in the mating surface, but between the two glued discs of the wedge disk pair 8 more wedge ramps at an angle α are provided. This angle α is greater than that of the pitch angle ß of the thread 3a between screw socket 3 and union nut 4. If in the
Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden z. B. Druckstöße auftreten, wie dies bei plötzlich öffnenden oder schließenden Ventilen zu erwarten ist, können sich die beiden Scheiben des Keilscheibenpaares 8 über die Keilrampen mit dem Winkel α gegeneinander verdrehen, so dass die zuverlässige Plananlage des gebördelten  Transmission of gaseous and / or liquid fluids z. B. pressure surges occur, as can be expected in sudden opening or closing valves, the two discs of the wedge disk pair 8 can rotate over the wedge ramps with the angle α against each other, so that the reliable plan system of the crimped
Rohrendes 9a am Dichtring 5 sichergestellt ist. Vorzugsweise besteht der Dichtring 5 aus PEEK (Polyetheretherketon), da dieser widerstandsfähige Werkstoff auch bei hohen Minustemperaturen und/oder Druckschwankungen eine hohe Medienbeständigkeit und Dichtheit bietet.  Pipe end 9a on the sealing ring 5 is ensured. Preferably, the sealing ring 5 is made of PEEK (polyetheretherketone), since this resistant material provides high media resistance and tightness even at high minus temperatures and / or pressure fluctuations.
Zudem ist von Vorteil, dass die Überwurfmutter 4 den gehäuseseitige Schraubstutzen 3 in Axialrichtung relativ weit umgreift. Hierdurch wird das Rohrende 9a exakt und in stabiler Weise umgriffen. Selbst wenn das abstehende Rohr 9 Biegebelastungen ausgesetzt ist, wird sein gebördeltes Ende 9a aufgrund der exakten Einspannung und genauen Einpassung kaum Biegespannungen ausgesetzt. Daher kann die zur Abdichtung erforderliche plane Anlage am Dichtring 5 auch unter solchen Bedingungen gewährleistet werden. In addition, it is advantageous that the union nut 4, the housing-side screw 3 in the axial direction relatively far surrounds. As a result, the pipe end 9a is encompassed exactly and in a stable manner. Even if the projecting tube 9 is subjected to bending loads, is its flared end 9a exposed to bending stresses due to the exact clamping and precise fitting. Therefore, the required for sealing planar contact on the sealing ring 5 can be ensured even under such conditions.
Diese Gestaltung erlaubt zudem eine einfache Montage der in Fig. 3 perspektivisch dargestellten Hochdruckverschraubung 1 , wobei eine sichere Verbindung bzw. This design also allows easy mounting of the high pressure fitting 1 shown in perspective in Fig. 3, wherein a secure connection or
Abdichtung auch bei hohen Drücken und/oder Temperatur- bzw. Druckschwankungen und/oder Vibrationsbelastungen sichergestellt werden kann. Seal can be ensured even at high pressures and / or temperature or pressure fluctuations and / or vibration loads.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hochdruckverschraubung für die Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden, insbesondere zum Betanken von Fahrzeugen, umfassend ein Gehäuse mit einer Fluidpassage und wenigstens einem Schraubstutzen, an dem eine Überwurfmutter verschraubbar ist, sowie ein in die Überwurfmutter eingestecktes Rohr, dessen Ende gebördelt ist und an einem Dichtring plan anliegt, 1. High-pressure fitting for the transmission of gaseous and / or liquid fluids, in particular for refueling vehicles, comprising a housing with a fluid passage and at least one screw socket, to which a union nut is screwed, as well as an inserted into the union nut tube whose end is crimped and flat against a sealing ring,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zwischen dem gebördelten Rohrende (9a) und der Überwurfmutter (4) ein between the flared pipe end (9a) and the union nut (4)
Keilscheibenpaar (8) angeordnet ist, das in einem ringförmigen Einstich (4a) der Wedge disk pair (8) is arranged in an annular recess (4a) of the
Überwurfmutter (4) benachbart zum gebördelten Rohrende (9a) eingesetzt ist. Union nut (4) adjacent to the flared pipe end (9 a) is inserted.
2. Hochdruckverschraubung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 2. High-pressure fitting according to claim 1, characterized in that
das Keilscheibenpaar (8) als NORD-LOCK ® -Sicherung ausgebildet ist, wobei der Winkel (a) der Keilscheiben größer als die Gewindesteigung (ß) zwischen Schraubstutzen (3) und Überwurfmutter (4) ist. the wedge disk pair (8) is designed as a NORD-LOCK® safety device, the angle (a) of the wedge disks being greater than the thread pitch (β) between the screw socket (3) and the union nut (4).
3. Hochdruckverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5) in einem Einstich (6) im Gehäuse (2) eingesetzt ist. 3. High-pressure fitting according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing ring (5) is inserted in a recess (6) in the housing (2).
4. Hochdruckverschraubung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 4. High-pressure fitting according to claim 3, characterized in that the
Durchmesser des gebördelten Rohrendes (9a) etwas größer als der Durchmesser des Einstichs (4a) für das Keilscheibenpaar (8) ist. Diameter of the flared pipe end (9a) is slightly larger than the diameter of the recess (4a) for the wedge disk pair (8).
5. Hochdruckverschraubung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des gebördelten Rohrendes (9a) etwas kleiner als das Gewinde (3a) am Schraubstutzen (3) ist. 5. High-pressure fitting according to claim 3 or 4, characterized in that the diameter of the flared pipe end (9 a) is slightly smaller than the thread (3 a) on the screw socket (3).
6. Hochdruckverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) geradlinig, abgewinkelt, als T-Stück oder als Kreuzstück 6. High-pressure fitting according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing (2) straight, angled, as a tee or as a cross piece
ausgebildet ist. is trained.
7. Hochdruckverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5) aus einem druckfesten Kunststoff, insbesondere aus PEEK besteht. 7. High-pressure fitting according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing ring (5) consists of a pressure-resistant plastic, in particular PEEK.
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