DE2623157A1

DE2623157A1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE2623157A1
Application number: DE19762623157
Authority: DE
Inventors: Hubert Eickenbusch; Rudolf Pieper
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1976-05-22
Filing date: 1976-05-22
Publication date: 1977-11-24
Also published as: JPS52143371A; SE7703775L; FR2352237B1; FR2352237A1

Description

Jean Walterscheid GmbH 3. Mai 1976

Hauptstraße 9 R ? ^ 1 R 7 ^⁶

5204 Lohmar/Rhld. 1 _α ^iU'^OIJ' St/He

Schraubverbindung

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder mit einem Einschraubteil, bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper auf- oder in diesen einschraubbaren Mutter, die eine kegelige von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung übergeht, deren Durchmesser größer ist als tier Außendurchmesser des Rohres und aus einem in der kegeligen Bohrung des Körpers mit einem gleichgerichtet verlaufenden Außenkegel versehenen Zwischenring, der auf der der Mutter zugewandten Seite ebenfalls kegelig ausgebildet ist und wobei zwischen Mutter und dem zu verbindenen Rohr dem kegeligen Teil des Zwischenringes gegenüberliegend ein Druckring angeordnet ist zwischen dem und dem Zwischenring das Rohr mit seinem aufgeweiteten Ende aufgenommen ist.

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Es sind Schraubverbindungen bekannt, (z.B. DT-PS 866 422, DT-OS 2 418 243) bei denen das nach außen erweiterte Ende eines anzuschließenden Rohres durch Zusammenarbeiten zweier Ringe abgedichtet und festgeklemmt wird. Nachteilig ist bei diesen Ausführungen jedoch, daß beim Anziehen der Überwurfmutter der Axialweg des Zwischenringes und damit des Rohres unbegrenzt ist, so daß das Rohr über das normale Maß hinaus gedehnt wird, bzw. sich der Bördelkegel des Rohres verändert. Darüber hinaus wird der Zwischenring in die kegelige Bohrung des Verschraubungskörpers geschoben, was eine unzulässige Aufweitung des Körpers einschließlich der Überwurfmutter, sowie eine Beschädigung des Gewindes zur Folge hat und schließlich zur Zerstörung der Schraubverbindung führt.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schraubverbindung zu schaffen, bei der eine unzulässige Aufweitung des Körpers verhindert wird, wobei jedoch eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet ist, daüber hinaus soll bei der Montage bzw. Demontage gewährleistet sein, daß der Zwischenring sich nicht vom anzuschließenden Rohr löst.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Zwischenring ausgehend vom größten Durchmesser des dem Körper zugewandten Außenkegels eine rechtwinkelig zu seiner Achse verlaufende, mit der Stirnfläche des Körpers zusammenarbeitende Anschlagfläche aufweist oder ausgehend vom kleinsten Durchmesser des Außenkegels ein zylindrischer Ansatz angeordnet ist, dessen Stirnfläche mit der Anschlagfläche des Körpers zusammenarbeitet.

Vorteilhaft ist, daß bei dieser Ausbildung der axiale Weg, den das Rohr beim AnziehVorgang zurücklegt, genau vorbestimmt werden kann, so daß die Länge der zur Verbindung be-

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nötigten Rohre von vorne herein genau festgelegt werden kann. Übermäßige Dehnung 'der Rohre oder Verschnitt durch falsche Längenbestimmung wird vermieden. Es braucht lediglich die Anschlagfläche so gefertigt zu werden, daß sich nach Anlage des Außenkegels des Zwischenringes und der entsprechenden Innenkegelfläche des Körpers das gewünschte Axialspiel zur Erreichung der erforderlichen Vorspannung einstellt.

Des weiteren ist vorteilhaft, daß die Anschlagfläche einer Aufweitung des Körpers entgegenwirkt, da der Zwischenring nicht in die Bohrung des Körpers hineingeschoben werden kann. Dies verhindert außerdem schwergängige Gewinde oder Aufplatzen des Körpers.

Die Dichtfunktion der Schraubverbindung ist dadurch gewährleistet, daß bevor die Anschlagfläche den Axialweg begrenzt, die AußenkegeIflache des Zwischenringes bereits an der Gegenfläche des Körpers anliegt und abdichtet. Zur Verbesserung der metallischen Abdichtung und zur Herabsetzung eventueller Beexnträchtigungen durch Oberflächenfehler oder Riefen ist vorgesehen, daß der dem Körper zugewandte Außenkegel zur Aufnahme einer Dichtung eine Ringnut aufweist.

Um eine noch bessere Dichtfunktion zn erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der dem Rohr zugewandte Kegel zur Aufnahme einer Dichtung eine Ringnut aufweist.

Um eine einfache Montage zu erreichen, sowie bei schwierig zu erreichenden Stellen (z.B. Überkopfmontage) ist es notwendig, den Zwischenring zu Zentrieren und am Rohr zu befestigen, außerdem soll bei der Demontage verhindert werden, daß der Zwichenring sich vom Rohr löst und verlorengeht, hierzu ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Zwischenring durch eine Halterung mit dem Druckring Rohr oder Mutter befestigt ist.

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Bei der vorliegenden Schraubverbindung können sowohl aufgebördelte Rohre mit einem Zwischenring und einem Druckring verwendet werden, wie auch Keilringe oder genormte Schneidringe. Da bei der Bemessung der einzelnen Kegelflächen des Zwischenringes und des Druckringes die Kegelwinkel des genormten Verschraubungskörpers und der genormten Überwurfmutter zugrunde gelegt worden sind. Von Vorteil ist hierbei, daß jede Verschraubung nach DIN 23 53 mit Hilfe des Druckringes und des Zwischenringes in eine Bördelverschraubung umfunktioniert werden kann, wodurch ein aufwendiges Sonderprogramm doppelte Lagerhaltung und Sonderteile eingespart werden können. Es lassen sich aber auch Sondermuttern mit und ohne Druckring oder Druckringe mit RohrabStützung, verwenden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. ' ■

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schraubverbindung mit einem Zwischenring und einem Druckring in Ansicht, teils geschnitten

Fig. 2 eine Schraubverbindung im Prinzip wie in Fig. 1, mit dem Unterschied, daß das Rohr durch eine zusätzliche Dichtung abgedichtet wird

Fig. 3 einen Zwischenring entsprechend Fig. 1, teils geschnitten

Fig. 4 einen Zwischenring entsprechend Fig. 2, teils geschnitten.

Die in Fig. 1 gezeigte Schraubverbindung besteht im wesentlichen aus dem Körper 1, der auf dem Körper 1 aufschraubbaren Mutter 2 und dem zwischen Körper 1 und Rohr 5 aufgenommenen

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Zwischenring 3, sowie dem Druckring H. Die Mutter 2 und der Druckring U sind über ein Rohr 5 geschoben, das Rohr 5 wird aufgebördelt und beim Montagevorgang durch den Druckring 4 festgeklemmt. Der Druckring 4 dient dazu, den Kegelwinkel 6 der Mutter 2 an das aufgebördelte Ende 7 des Rohres 5 anzugleichen, außerdem wird die Gefahr einer Oberflächenbeschädigung des Rohres 5 beim Anziehvorgang vermindert.

Der Zwischenring 3 hat im wesentlichen drei Aufgaben zu erfüllen, und zwar soll er das Rohr 5 in Zusammenarbeit mit dem Druckring 4 halten, eine Abdichtung gegenüber dem Rohr und eine Abdichtung gegenüber dem Körper 1 gewährleisten.

Der Körper 1 weist einen mittleren mit einem Sechskant versehenen Teil 8 und beidseitig davon einen mit Außengewinde versehenen Teil 9 auf. Der Einfachheit halber wird nur eine Verschraubungshälfte beschrieben.

In seinem Öffnungsbereich besitzt der Körper 1 eine Stirn fläche 12 und daran anschließend eine kegelige Bohrung 10, die sich zum Innern, also zum mittleren Teil 8 des Körpers 1 hin verjüngt. Der Kegelwinkel beträgt etwa 24°. An die kegelige Bohrung 10 schließt sich ein zylindrischer Bohrungsteil an, gegebenenfalls kann sich dann ein weiterer etwas kleinerer zylindrischer Teil anschließen, der bei einem Schneidring nach DIN-Norm auf jeden Fall vorhanden sein muß.

Die Außenfläche des Zwischenringes 3 weist ihrem dem Körper 1 zugeordneten Bereich eine Kegelfläche 11 deren Kegelwinkel gleich dem der kegeligen Bohrung 10 ist, also etwa 24°. Auf der Kegelfläche 11 ist zur besseren Abdichtung eine Ringnut 16 zur Aufnahme einer Dichtung 17 vorgesehen.

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An diese Kegelfläche 11 schließt sich von größtem Durchmesser ausgehend, rechtwinkelig zur Mittelachse 13 eine Ansahlagflache 14 an. Die Anschlagfläche 11 arbeitet mit der Stirnfläche 12 des Körpers zusammen und bestimmt je nach Axialspiel den Anzugsweg, der beim Anziehen auf das Rohr 5 aufgebracht wird.

Auf der dem Rohr 5 zugewandten Seite des Zwischenringes 3 ist eine, dem auf gebördelten Ende 7 des Rohres 5 entsprechende Kegelfläche 15 vorgesehen, (vorzugsweise, Kegel 74° nach SAE)

Der Druckring 4 besitzt eine Bohrung, in der das zu haltende Rohr. 5 aufgenommen ist, welches des weiteren mit seinem aufgebördelten Ende 7 zwischen der dem Zwischenringe 3 zu gewandten Kegelfläche 18 (Kegelwinkel 6 6° nach SAE) des Druckringes 4 und der Kegelfläche 15, des Zwischenringes 3 bei der Montage festgeklemmt wird.

Die Kegelwinkel der Kegelfläche 6 der Mutter 2 und der Kegelfläche 10 des Körpers 1 entsprechen den der genormten Schneidringvers chraubungen, so daß jederzeit ein Austausch vorgenommen werden kann.

Der in Fig. 3 dargestellte Zwischenring 3 besitzt im einzelnen eine. Bohrung 19, die etwa so groß wie der lichte Durchmesser des Rohres 5 ist, eine Kegelfläche 15 zur axialen Fixierung des Rohres 5, eine weitere Kegelfläche 11, die mit der entsprechenden Kegelfläche 10 des Körpers 1 zusammenarbeitet und beide Teile gegeneinander abdichtet. Zur Verbesserung der Abdichtung dient die in der Ringnut 16 aufgenommene Dichtung 17. (in dieser Fig. nicht dargestellt) Zur Begrenzung des Axialweges beim Anziehen der Mutter 2 ist die

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Anschlagfläche 14 vorgesehen, welche ein Aufweiten des äußeren Teiles 9 des Körpers 1 verhindert, da die Kegelfläche 11 aufgrund der Anlage nicht weiter in den Körper geschoben werden kann.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung einer Schraubverbindung ist im Prinzip wie die in Fig. 1, mit dem Unterschied, daß zur Begrenzung des Axialweges beim Anziehen der Mutter 2 der zylindrische Ansatz 20 mit seiner Stirnfläche 21 vorgesehen ist. Die Stirnfläche 21 arbeitet mit der Anschlagfläche 22 des Verschraubungskörpers 1 zusammen, so daß auch bei dieser Ausführung eine Aufweitung · des Körpers 1 bzw. der Mutter 2, sowie ein Hineinschieben des Zwischenringes 3, verhindert wird.

Zur Abdichtung ist zusätzlich noch eine Dichtung 23 in einer Ringnut 24 auf der Kegelfläche 15 des Zwischenringes 3 vorgesehen. Hierdurch ist zwischen Rohr 5 und Zwischenring 3 eine einwanddreie Dichtfunktion gewährleistet.

Darüber hinaus ist der Zwischenring 3 zum anzuschließenden Rohr 5 hin durch einen zylindrischen Ansatz. 25 verlängert. Der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 25 entspricht dem Innendurchmesser des Rohres 5, so daß hierdurch der Zwischenring 3 in dem Rohr 5 festsitzt und nach der Demontage der Schraubverbindung nicht verlorengehen kann.

In Fig. 4 ist der Zwischenring der in Fig. 2 gezeigten Anordnung dargestellt. Er weist im Gegensatz zu dem in Fig. 3 gezeigten, einen zylindrischen Ansatz 20 mit einer als Anschlag dienenden Stirnfläche 21 auf. Außer der auf der Kegelfläche angeordneten Ringnut 16, besitzt dieser Zwischenring 3 noch eine zweite Ringnut 24, die auf der Kegelfläche 15 zur Aufnahme einer weiteren Dichtung 23 (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Der im Anschluß an die Kegelfläche 15 verlaufende zylindrische Ansatz 2 5 dient der Halterung des Zwischenringes 3 im

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Bezugszeichenliste

1 Körper

2 Mutter

3 _ Zwischenring U Druckring

5 Rohr

6 Kegelwinkel der Mutter

7 aufgebördeltes Ende des Rohres

8 mittlerer Teil der Körpers

9 äußerer Teil des Körpers

10 kegelige Bohrung des Körpers

11 kegelige Außenfläche des Zwischenringes

12 Stirnfläche des Körpers

13 Mittelachse

IH Anschlagfläche des Zwischenringes

15 Kegelfläche des Zwischenringes

16 Ringnut

17 Dichtung

18 Kegelfläche des Druckringes

19 Bohrung des Zwischenringes

20 zylindrischer Ansatz

21 Stirnfläche des Zwischenringes

22 Anschlagfläche des Körpers

23 Dichtung
2^ Ringnut

25 Halterung des Zwischenringes

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Claims

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Patentansprüche

(1. Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder mit einem Einschraubteil, bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper auf- oder in diesen einschraubbaren Mutter, die eine kegelig von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung übergeht, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohres und aus einem in der kegeligen Bohrung des Körpers mit einem gleichgerichtet verlaufenden Aufienkegel versehen Zwischenring, der auf der der Mutter zugewandten Seite ebenfalls kegelig ausgebildet ist und wobei zwischen Mutter und dem zu verbindenden Rohr dem kegeligen Teil des Zwischenringes gegenüberliegend ein Druckring angeordnet ist zwischen dem und dem Zwischenring das Rohr mit seinem aufgeweiteten Ende aufgenommen ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Zwischenring (3) ausgehend vom größten Durchmesser des dem Körper (1) zugewandten Außenkegels (11) eine rechtwinkelig zu seiner Achse (13) verlaufende, mit der Stirnfläche (12) des Körpers (1) zusammenarbeitende Anschlagfläche (14) aufweist oder ausgehend vom kleinsten Durchmesser des Außenkegels (11) ein zylindrischer Ansatz (20) angeordnet ist, dessen Stirnfläche (21) mit der Anschlagfläche (22) des Körpers (1) zusammenarbeitet.
2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der dem Körper (1) zugewandten Außenkegel (11) zur Aufnahme einer Dichtung (17) eine Ringnut (16) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Schraubverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Rohr (5) zugewandte Kegel (15) zur Aufnahme einer Dichtung (23) eine Ringnut C24) aufweist.
4. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (3) durch eine Halterung (25) mit dem Druckring (4), Rohr (5) oder Mutter (2) befestigt ist.

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