DE29521617U1

DE29521617U1 - Rohr mit einem Anschlußabschnitt und Rohrverbindung

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Publication number: DE29521617U1
Application number: DE29521617U
Authority: DE
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1994-05-07
Filing date: 1995-03-25
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2005-03-26
Also published as: ITMI950904A1; IT1274431B; GB2288996B; ITMI950904A0; GB9509220D0; GB2288996A

Description

Walterscheid Rohrverbindungstechnik GmbH 08. September 1997

Hauptstraße 150 Hw/kau (0592)

53797 Lohmar P94015DE20

Rohr mit einem Anschlußabschnitt und Rohrverbindung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Rohr mit einem zumindest an einem seiner beiden Enden durch Verformung des Rohrendes angebrachten Verbindungsabschnitt, der zwei als Kegelflächen gestaltete und gegeneinander gerichtete Spannflächen aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt zur Aufnahme mit seiner ersten Spannfläche in einer nach der Norm für Schneidringe (DIN 3861, Stand Mai 1994, Bohrungsform W) für verschiedene Rohraußendurchmesser gestalteten Kegelbohrung, wobei diese Bestandteil eines Verbindungskörpers oder einer Anschlußbohrung eines sonstigen Körpers ist und zur Abstützung mit seiner zweiten Spannfläche gegen eine einen Kegelwinkel von 90° aufweisende und als Bohrung gestaltete Kegelfläche einer zum Verbindungskörper passenden Überwurfmutter oder zur Anschlußbohrung passenden Überwurfschraube, die über das Rohr schiebbar ist, bestimmt ist, und ferner eine Rohrverbindung .

Ein Rohr für eine Rohrverbindung mit einem aus dem Rohrmaterial geformten Verbindungsabschnitt nach den Konturen eines genormten Schneidringes ist in der DD 240 059 Al beschrieben, wobei jedoch der Kegelwinkel der ersten Spannfläche kleiner bemessen ist als der der Kegelbohrung des Verschraubungsstutzens, der sie zugeordnet ist. Dadurch soll eine linienartige Berührung der ersten Spannfläche am kleinsten Durchmesser der Kegelbohrung entstehen, um die Dichtwirkung zu erhöhen. Die zweite, mit der Überwurfmutter zusammenarbeitende Spannfläche ist angedrückt und das davon ausgehende, nach vorne zum Rohrende auslaufende Kegelstück ist mit der ersten Spannfläche diesem angeformt. Von Nachteil hier-

bei ist, daß aufgrund der hohen axialen Verschraubungskräfte sich hohe Flächenpressungen ergeben, welche zu Setzerscheinungen führen können, die die hohen Dichtigkeitsanforderungen nicht dauerhaft erfüllen. Die linienartige Abstützung des Rohres im Stutzen führt bei über das Rohr eingeleiteten Biegewechselbelastungen ebenfalls zu Setzungen und als Folge zu Undichtigkeiten.

Ferner sind in der US 48 71 199 eine Rohrverbindung und ein Verfahren zur Herstellung derselben beschrieben, bei der die Kegelbohrung einen Kegelwinkel von 30° bis 40° aufweist. Die damit zusammenarbeitende Fläche der Mutter verläuft vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der Mutter, sie kann jedoch auch als Schulter ausgebildet sein, die unter einem Winkel von 45° zur Achse verläuft. Der Verbindungsabschnitt des Rohres wird durch axiales Stauchen desselben in einem mehrteiligen Werkzeug hergestellt. Dabei erfolgt eine Verformung derart, daß sich das Rohr im Bereich des Verbindungsabschnittes in Falten legt. Die Falten sollen dabei ausgeprägt erhalten bleiben, denn bei der späteren Montage sollen die Falten durch Anziehen der Mutter weiter verformt werden. Diese Falten sollen einen federnden Ausgleich bewirken, um auch bei hohen Innendruckspitzen dicht zu bleiben.

Von Nachteil bei einer solchen Ausbildung ist, daß bei dem anstehenden Innendruck und insbesondere beim Auftreten von Schwingungen ein Setzen der Verbindung eintreten kann, da der elastische Federweg nicht ausreicht, so daß diese undicht wird und nachgezogen werden muß.

Mit der DIN 2353, Stand Juni 1991, sind lötlose Rohrverschraubungen mit Schneidringen festgelegt, bei denen für verschiedene Bauformen die Abmaße für mehrere Baureihen bestimmt sind. Die Ausbildung der zugehörigen Überwurfmuttern ist in DIN 3870, Stand Mai 1985, und die der Gewindezapfen in DIN 3853, Stand November 1982, beschrieben. Die zugehörigen Schneidringe sind in DIN 3861, Stand Mai 1994, oder Dichtkegel in DIN 3865, Stand Mai 1994, definiert. Die Überwurfmuttern oder Überwurfschrauben und Verbindungskörper berücksichtigen dabei, daß auch im angezogenen Zustand der Verbindung ein entsprechender axialer Freiraum zwischen Mutter und Verbindungskörper verbleibt, um ein Nachziehen

zu ermöglichen. Entsprechend sind der Dichtkegel bzw. der Schneidring axial länger ausgebildet als es die Tiefe der Bohrungen von Verbindungskörper und der Überwurfmutter erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr für eine Rohrverbindung mit einem Verbindungsabschnitt, eine Rohrverbindung und ein Verfahren zur Herstellung des Verbindungsabschnittes des Rohres zu schaffen, die gewährleisteten, daß eine dichte Verbindung auch bei hohen Drücken und schwingender Beanspruchung gegeben ist und erhalten bleibt, und darüber hinaus kostengünstig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rohr gelöst, bei dem der Verbindungsabschnitt durch Stauchen des Rohres in einem mindestens zwei relativ zueinander in Richtung der Rohrachse verstellbare Teilwerkzeuge aufweisenden Werkzeug unter Erhöhung der Preßkraft bis zur Erreichung eines vorgegebenen Stauchweges hergestellt ist, dessen erstes Teilwerkzeug eine entsprechend der Kegelbohrung gestaltete erste kegelige Preßfläche als Bestandteil einer Bohrung und eine Anschlagfläche für die Anlage der Stirnfläche des Rohres und dessen zweites Teilwerkzeug eine zweite als Bohrung gestaltete kegelige Preßfläche aufweist, welche einen Kegelwinkel von 90° besitzt, wobei die freie und dem Stauchvorgang zu unterwerfende Rohrlänge, mit der das Rohr über den kleinsten Durchmesser der zweiten kegeligen Preßfläche zur Anschlagfläche vorsteht, der Länge eines nach DIN 3865, Stand Mai 1994 genormten Dichtkegels, die sich aus der Differenz der Längen L₃ und L₁ für die Ausführungsform A, Bild 1 zuzüglich der sich aus DIN 3861, Stand Mai 19 94, Bohrungsform W, ergebenden Länge der kegeligen Bohrung ergibt, sowie zuzüglich der Länge eines gegebenenfalls vorgesehenen RohrüberStandes, der kürzer ist als der sich an die genormte Kegelbohrung anschließende zylindrische Bohrungsabschnitt, und zuzüglich des Stauchweges, welcher minimal 6 mm und maximal 8,5 mm beträgt, entspricht, und daß der Relativweg, den die Teilwerkzeuge zueinander in Richtung der Rohrachse bei der Herstellung ausgeführt haben, dem Stauchweg entspricht, und wobei der Stauchweg zum größten verwendeten Rohraußendurchmesser hin den Maximalwert annimmt.

Eine erfindungsgemäße Rohrverbindung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Verwendung des vorgenannten Rohres mit einem Verbindungsabschnitt eines Verbindungskörpers, mit einer von einer Stirnfläche desselben ausgehend sich verjüngenden Kegelbohrung, an deren kleinsten Durchmesser sich eine erste kreiszylindrische Bohrung, die eine Bohrungsform W nach DIN 3861, Stand Mai 1994, aufweist, anschließt und mit einem auf der von der ersten Stirnfläche ausgehenden Außenfläche angebrachten Gewindeabschnitt und einer auf den Gewindeabschnitt aufschraubbaren Mutter mit einer zum Gewindeabschnitt des Verbindungskörpers passenden Gewindebohrung, einer daran anschließenden und sich entgegengesetzt zur Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngenden Kegelfläche und mit einer Bohrung, durch die das Rohr hindurchgeführt ist.

Bei diesen Ausbildungen ist gewährleistet, daß der Verbindungsabschnitt bei der Montage oder auch bei Wiederholmontagen nicht verformt wird und bei den auftretenden Innendrücken und bei schwingender Beanspruchung ein Lösen der Verbindung und damit ein Undichtwerden derselben nicht eintreten kann. Der Verbindungsabschnitt ist dabei Bestandteil eines Verschraubungssystems, bei dem Stutzen, Überwurfmutter und Rohr abgestimmte Federkonstanten besitzen. Weder die Montagekräfte noch die Belastungskräfte durch Druckimpulse und Schwingungen bewirken ein Setzen oder gar Lösen der Verbindung. Damit wird ein sicheres Einspannen erzielt. Die axiale Spannkraft ist größenmäßig so bemessen, daß ein sicheres und dichtes Einspannen unter Berücksichtigung des maximalen Betriebsdruckes erhalten bleibt. Nach den DIN-Vorschriften sind Baureihen genormt, welche jeweils nach bestimmten maximal zulässigen Betriebsdrücken ausgelegt sind.

Es wurde festgestellt, daß die Herstellung eines Rohres mit einem Verbindungsabschnitt, der eine sichere Halterung gewährt, mit einem vorgegebenen Stauchweg von 6 mm bis 8,5 mm erreicht werden kann, wobei der Stauchweg für den gesamten Durchmesserbereich der genormten Baureihen Anwendung finden kann. Dabei wird eine Verformung in einem Maße erreicht, daß kein Setzen des Verbindungsabschnittes eintritt, wenn eine Montage oder Wiederholmontage durchgeführt wird. Dabei ist der Stauchweg in engen

Grenzen von 2,5 mm vom Rohraußendurchmesser abhängig zu bemessen; der Stauchweg steigt mit steigendem Durchmesser. Das Material des Rohres und die Wanddicke sind dabei ohne Bedeutung. Sie sind lediglich von Bedeutung für die Preßkraft.

Bei Einhaltung des vorgegebenen Stauchweges wird erreicht, daß bei der maximal zu erzielenden Spannkraft bei der Montage keine weitere axiale Verformung des Verbindungsabschnittes eintritt.

Die Auslegung der Kegelbohrung des Verbindungskörpers und der Mutter mit 24° bzw. 90° entspricht der bei Schneidringverschraubungen üblichen Ausbildung nach DIN 3861 bzw. 3870. Aus diesen folgen auch die Toleranzen für die Bemessung der Kegelwinkel. So beträgt die Toleranz für den Kegelwinkel der Kegelbohrung des Verbindungskörpers ± 30 min. und für den Kegelwinkel der Kegelfläche der Mutter ± 20 min..

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Kegelfläche der Mutter in die Bohrung mit einer Kurvenfläche übergeht. Hierduch wird die Kerbbeanspruchung verringert.

Neben der Möglichkeit, den Verbindungsabschnitt unmittelbar an der Rohrendfläche beginnen zu lassen, ist es auch möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der der ersten Spannfläche, die der Kegelbohrung zugehörig ist, ein kreiszylindrischer Rohrabschnitt vorgeschaltet ist. Dieser sitzt im montierten Zustand in einer der Kegelbohrung nachgeschalteten kreis zylindrischen Bohrung des Verbindungskörpers ein.

Dabei ist es möglich, daß zwischen der ersten Spannfläche und der Außenfläche des Rohrabschnittes eine Stufe vorgesehen ist. Der durch die Stufe gebildete Freiraum kann zur Aufnahme einer Dichtung dienen.

Zur Anzugsbegrenzung ist vorgesehen, daß der größte Durchmesser der der Kegelbohrung zugehörigen ersten Spannfläche des Verbindungsabschnittes in einer ringförmigen Anlageschulter endet. Diese kommt bei Erreichen des maximalen Anzugswegs gegen die Stirnfläche des Verbindungskörpers zur Anlage.

Eine verbesserte Abdichtung kann in Konkretisierung der Erfindung auch dadurch erzielt werden, daß zwischen dem Verbindungsabschnitt und/oder den daran beidseitig anschließenden Rohrabschnitten und den zugehörigen Bereichen des Verbindungskörpers und der Mutter ein einen flüssigen oder pastösen Ausgangszustand aufweisendes Dichtmittel angeordnet ist. Ferner ist es auch möglich, die Feindichtung noch dadurch zu verbessern, daß zwischen der Stirnfläche des der ersten Spannfläche vorgeordneten Rohrabschnittes und der Ringschulter der Bohrung des Verbindungskörpers eine Dichtung in Form einer Scheibe angeordnet ist. Ferner kann zur Erzielung einer verbesserten Feindichtung vorgesehen sein, daß außen auf dem Verbindungsabschnitt des Rohres eine Dichtung aufsitzt, die einen zwischen der Stirnfläche des Verbindungskörpers und der Anlageschulter des Verbindungsabschnittes eingespannten Dichtansatz aufweist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Rohrverbindung nach der Erfindung und eines Werkzeuges sowie der Herstellungsablauf der Verformung des Rohres zur Erzeugung eines Verbindungsabschnittes sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand derselben erläutert.

Es zeigt

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Rohrverbindung, bei der der Verbindungsabschnitt des Rohres unmittelbar von einer Rohrendfläche ausgeht,

Figur 2 eine Ausführungsform der Rohrverbindung, bei der

dem Verbindungsabschnitt des Rohres ein kreiszylindrischer Rohrabschnitt vorgeschaltet ist,

Figur 3 eine gegenüber Figur 2 abgewandelte Ausführungs-

form mit einer Schulter zur Begrenzung des Anzugsweges bei Erreichen/Überschreiten der maximal zulässigen Spannkraft,

Figur 4 eine Ausführungsform ähnlich Figur 3, wobei jedoch in einem Freiraum zwischen der Spannfläche

des Verbindungsabschnittes und der Kegelbohrung eine Dichtung eingelegt ist,

Figur 5 eine gegenüber Figur 4 abgewandelte Ausführungsform, bei der auf Teilbereiche des Verbindungsabschnittes und der daran anschließenden Rohrabschnitte ein flüssiges oder pastöses Dichtmittel aufgetragen ist,

Figur 6 eine Ausführungsform, bei der zwischen der Rohrendfläche und der Stufe des Verbindungskörpers eine Dichtscheibe eingesetzt ist,

Figur 7 eine Ausführungsform im Halblängsschnitt, mit einer ein verkürztes Gewinde aufweisenden Mutter und einer Dichtung zwichen Verbindungskörper und Mutter,

Figur 8 eine Ausführungsform entsprechend Figur 3, wobei

auf der Außenfläche des Verbindungsabschnittes eine Dichtung aufsitzt, und daneben einen Querschnitt durch die ringförmige Dichtung als Einzelteil,

Figur 9 eine Aus führungs form mit einem vor der Verformung eingelegten Dichtelement,

Figur 10 ein Werkzeug zur Herstellung der Rohrverbindung, und zwar in der oberen Hälfte vor der Verformung des Rohres und in der unteren Hälfte nach der Verformung des Rohres und

Figur 11 eine abgewandelte Ausführungsform des Werkzeuges

nach Figur 9 mit einer zusätzlichen Stützung des Rohres in der Bohrung, ebenfalls in der oberen Hälfte vor der Verformung und in der unteren Hälfte nach Beendigung der Verformung des Rohres zur Erstellung des Befestigungsabschnittes.

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Figur 1 zeigt eine montierte Rohrverbindung mit dem Verbindungskörper 1, der darauf aufgeschraubten Mutter 2 und dem zwischen beiden unter Zuhilfenahme des Verbindungsabschnittes 4 aufgenommenen Rohr 3.

Von der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 1 geht eine auf der Längsachse 31 der im Halbschnitt dargestellten Rohrverbindung zentrierte Kegelbohrung 6 aus, die sich von der Stirnfläche 5 nach innen verjüngt. Die Kegelbohrung 6 geht an ihrem kleinsten Durchmesser in eine kreiszylindrische Bohrung 7 über, die mit einer Ringschulter 8 in der hierzu im Durchmesser verringerten Durchgangsbohrung 9 endet. Auf der Außenfläche des Verbindungskörpers 1 ist ein Gewindeabschnitt 10 vorgesehen, der von der Stirnfläche 5 ausgeht. Die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 1 weist einen Kegelwinkel A auf, der 24° beträgt. Der zulässige Toleranzbereich liegt bei ± 30 min..

Die auf den Verbindungskörper 1 aufgeschraubte Mutter 2 besitzt eine Bohrung 11, die mit einem Gewinde 12 versehen ist, welches passend zum Gewinde 10 des Verbindungskörpers 1 ausgebildet ist. An die Bohrung 11 schließt sich eine Kegelfläche 13 an, deren Kegelwinkel mit B bezeichnet ist und mit 90° mit einer Toleranz von ± 20 min. bemessen ist. Die Kegelfläche 13 verläuft entgegengesetzt zur Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 1. Die Kegelfläche 13 geht mit einer Kurvenfläche 14 in die Bohrung 15 über. Die Mutter 2 kann auf der Außenfläche mit Schlüsselflächen versehen sein, um sie festziehen zu können. Desgleichen kann auch der Verbindungskörper 1 mit einer Schlüsselfläche versehen sein, die sich an das Gewinde 10 anschließt. Bei einer Ausbildung als Geradverschraubung sind zwei der vorgenannten Anschlüsse in Form der Kegelbohrung vorgesehen, die über die Durchgangsbohrung 9 miteinander verbunden und einander entgegengerichtet sind. Die Längen der Gewindeabschnitte 10, 12 sind so bemessen, daß bei Festanzug eine Überdeckung mit einer Gewindeganganzahl erreicht wird, die nach der maximal zulässigen axialen Spannkraft für den Anzug der Verbindung ausgelegt ist.

Zwischen der Kegelbohrung 6 und der Kegelfläche 13 ist das Rohr 3 mit seinem Verbindungsabschnitt 4 aufgenommen. Der Verbin-

dungsabschnitt 4 ist durch Herausformen aus dem normalen Rohrdurchmesser durch axiales Stauchen entstanden. Der Verbindungsabschnitt 4 weist eine erste Spannfläche 16 auf, die gegengleich zur Kegelbohrung 6 ausgebildet ist und mit dieser in Flächenkontakt ist. Die kegelige erste Spannfläche 16 geht unmittelbar von der Stirnfläche 17 des Rohres 3 aus. Die erste Spannfläche 16 endet in einer Anlageschulter 18, die radial nach außen verläuft und zur Anzugsbegrenzung der Mutter 2 und damit des Verbindungsabschnittes 4 dient. Der Anzug wird dadurch begrenzt, daß die Anlageschulter 18 an der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 1 zur Anlage kommt. Im Anschluß an die Anlageschulter 18 ergibt sich ein freiliegender Abschnitt, der in einen auf die normale Wandung des Rohres 3 zu verlaufenden Abschnitt übergeht und auf dessen Außenfläche die zweite Spannfläche 19 angebracht ist, die als kegelige Fläche gestaltet ist und deren Kegelwinkel 90° beträgt. Hieran schließt sich der Rohrabschnitt 20 des Rohres 3 an, welcher durch die Bohrung 15 der Mutter 2 nach außen hindurc hge führt ist.

Bei der Ausführungsform der Rohrverbindung gemäß Figur 2 ist der ersten Spannfläche 16 des Verbindungsabschnittes 4 ein kreiszylindrischer Rohrabschnitt 21 vorgeschaltet, der mit seiner Außenfläche in der kreiszylindrischen Bohrung 7 des Verbindungskörpers 1 einsitzt und dessen Stirnfläche 17a vor der Ringschulter 8 endet. Auch bei dieser Lösung ist ein flächiger Kontakt zwischen der Kegelbohrung 6 und der ersten Spannfläche 16 sowie der Kegelfläche 13 der Mutter 2 und der zweiten Spannfläche 19 des Verbindungsabschnittes 4 des Rohres 3 gegeben. Der Verbindungsabschnitt 4 weist jedoch keine Anschlagfläche zum Anlaufen an die Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 1 auf.

Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der gemäß Figur 2 entspricht. Es ist ebenfalls ein zylindrischer Rohrabschnitt 21 der ersten Spannfläche 16 vorgeschaltet, welcher mit der Stirnfläche 17a versehen ist, die vor der Ringschulter 8 endet. Der Befestigungsabschnitt 4 ist in diesem Fall mit einer Anlageschulter 18 versehen, die zur Anzugsbegrenzung der Mutter 2 und damit des Verbindungsabschnittes 4 zum Verbindungskörper 1 dient, indem sie an der Stirnfläche 8 des Verbin-

dungskörpers 15 zur Anlage kommt. Auch bei dieser Ausführungsform liegt die zweite Spannfläche 19 flächig an der Kegelfläche 13 der Mutter 2 an.

Bei der Ausführungsform gem. Figur 4 ist die erste Spannfläche 16 zu der Ausführungsform gem. Figur 3 kürzer ausgebildet. Die Außenfläche 22 des zylindrischen Rohrabschnittes 21 geht mit einer Stufe 23 in die erste Spannfläche 16 über, so daß zwischen der Stufe 23 und der Außenfläche 22 sowie der Kegelbohrung 6 ein Freiraum gebildet wird, in den eine Dichtung 24 eingelegt ist. Die zweite Spannfläche 19 ist ebenfalls kegelig ausgebildet, wie die Kegelfläche 13 der Mutter 2, und mit dieser in einem flächigen Kontakt. Das Rohr 3 ist mit dem Rohrabschnitt 20 aus der Mutter 2 herausgeführt.

Durch die Dichtung 24 wird die Feinabdichtung der Rohrverbindung verbessert. Diese ist gegenüber Lösungen, bei denen die Verbindung zwischen Rohr und Verbindungskörper bzw. Mutter durch einen separaten Schneid- oder Klemmring hergestellt ist, durch Entfall von Spalten verbessert.

Aus Figur 5 ist eine gegenüber Figur 4 abweichende Ausführung hinsichtlich der Feinabdichtung ersichtlich. Zwischen der in der Kegelbohrung 6 flächig einsitzenden ersten Spannfläche 16 und der Außenfläche 22 des vorgeschalteten zylindrischen Rohrabschnittes 21 ist ein Dichtmittel vorgesehen, das in pastöser oder flüssiger Form auf diese Flächen aufgebracht ist. Die daraus entstehende Dichtung ist mit 24a bezeichnet. Ebenso ist zwischen dem aus der Mutter 2 herausgeführten Rohrabschnitt 20 des Rohres 3 und der Bohrung 15 der Mutter eine Dichtung 24a, die in pastöser oder flüssiger Form auf die Außenfläche des Rohres 3 aufgebracht ist, vorhanden.

Figur 6 zeigt eine Anordnung, bei der das Rohr 3 mit dem Verbindungsabschnitt. 4 zwischen dem Verbindungskörper 1 und der Mutter 2 eingespannt ist und deren in der Bohrung 7 des Verbindungskörpers 1 einsitzender Rohrabschnitt 21 sich mit seiner Stirnfläche 17a gegen eine Dichtung 24b in Form eines flachen Ringes abstützt, der mit seiner anderen Seite gegen die Ringschulter 8

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der Bohrung 7 anliegt.

Die Figur 7 zeigt eine weitere Variante der Rohrverbindung, bei der die Gewinde von Verbindungskörper 1 und Mutter 2 verkürzt ausgebildet sind und sich nur mit einer Länge im angezogenen Zustand überdecken, die nach der maximal zulässigen axialen Spannkraft bemessen ist. Ferner weist die Mutter 2 in ihrer Bohrung eine bezüglich der Längsachse 31 radial verlaufende Fläche 41 auf. Zwischen dieser Fläche 41 und der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 1 ist eine Dichtung 24c eingespannt, welche die Spalte zwischen dem Verbindungskörper 1, dem Verbindungsabschnitt 4 des Rohres 3 und der Mutter 2 abdichtet.

Figur 8 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Abdichtung, wobei auf die Außenseite des Verbindungsabschnittes 4 des Rohres 3 eine Dichtung 24d aufgesetzt ist. Diese weist, wie insbesondere der Darstellung der Dichtung 24d als Einzelteil zu entnehmen ist, einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Dichtansatz 42 auf, der im angezogenen Zustand der Rohrverbindung zwischen der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 1 und der radialen Anlageschulter 18 des Verbindungsabschnittes 4 des Rohres 3 eingespannt ist.

Figur 9 zeigt eine weitere, abgewandelte Aus fuhrungs form der Abdichtung, wobei zwischen der Kegelbohrung des Verbindungskörpers 1 und der zylindrischen ersten kegeligen Spannfläche des Verbindungsabschnittes eine Dichtung 43 angeordnet ist, die vor dem Umformen dem Rohr 3 zugeordnet und mit verformt wurde.

Die Form des Verbindungsabschnittes 4 gemäß Figuren 1 bis 9 ist durch Stauchen eines Rohres in einem Werkzeug entstanden, wie es beispielsweise in Figur 9 dargestellt ist. Aus der oberen Hälfte ist die gegenseitige Zuordnung des einteiligen Stutzens 26 zur mehrteilig aufgebauten Spannbacke 32 vor der Verformung des Rohres 36 dargestellt. In der unterhalb der Längsachse 31 dargestellten Stellung befinden sich Stutzen 26 und Spannbacke 32 in einer angenäherten, d. h. eingefahrenen Position, wobei der Verbindungsabschnitt 4 ausgeformt dargestellt ist. Der Stutzen 2 6 umfaßt einen einseitig vorstehenden Ansatz 27. Ausgehend von der

Stirnfläche 30 des Ansatzes 27 ist eine erste kegelig sich verjüngende Preßfläche 28 vorhanden, die in eine kreiszylindrische Sackbohrung 29. übergeht, die in der Bodenfläche 29a endet. Der Stutzen 26 kann durch einen Kraftantrieb, z. Bsp. einen Hydraulikzylinder in Richtung auf die Spannbacke 32 entlang der Längsachse 31 zu bewegt werden. Die Spannbacke 32 ist beispielsweise aus zwei Hälften 32a, 32b aufgebaut und klemmt radial das Rohr 36 mit der Spannbohrung 35 so ein, daß es axial unverschieblich gehalten ist. Die Spannbacke 32 besitzt eine Bohrung 33, die größer bemessen ist als der Außendurchmesser des Ansatzes 27 des Stutzens 26, so daß dieser in die Bohrung 33 eintauchen kann. Die Bohrung 33 geht in eine entgegen der Verjüngungsrichtung der kegeligen Preßfläche 28 des Stutzens 26 sich verjüngende zweite kegelige Preßfläche 34 über, welche in der Spannbohrung 35, die sich gegen die Außenfläche des Rohres 36 anlegt, mit ihrem kleinsten Durchmesser D_min> endet. Hierzu kann die Spannbohrung 35 beispielsweise mit reibwerterhöhenden Mitteln versehen sein und in die Oberfläche des Rohres 36 eingreifen.

In Figur 10, obere Hälfte, ist das Rohr 36 von den beiden Spannbacken 32a, 32b radial und damit auch axial eingespannt gehalten. Die Eintauchlänge des Rohres 36 bzw. die Länge, mit der dieses axial in Richtung Stutzen 26 über die Spannbacken 32 vorsteht, ist vorbestimmt. Die Länge L setzt sich zusammen aus der Summe der Längen eines genormten Dichtkegels, die sich aus der Differenz der Längen L₃ und L₁ für die Ausführungsform A, Bild 1 nach DIN 3865, Stand Mai 1994, zuzüglich der sich aus DIN 3861, Stand Mai 1994, Bohrungsform W, ergebenden Länge der kegeligen Bohrung ergibt, sowie der Länge eines gegebenenfalls vorgesehenen Rohrüberstandes (Länge Y), der kürzer ist als der sich an die genormte Kegelbohrung anschließende zylindrische Bohrungsabschnitt, und der Länge des Stauchweges X, der 6 mm bis 8,5 mm je nach Rohraußendurchmesser gewählt wird. Der Rohrüberstand errechnet sich demnach für jeweils ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 10 mm bzw. 38 mm bei den Baureihen S bzw. L und ohne Rohrüberstand (Y = 0) wie folgt:

Typ	L3	5	Ll	,5	Lkeg.	Y	X	5	L	,41
10 L	26	20	5,41	0	7	18	,85
38 S	48,	39	6,35	0	8,	23

Das Rohr 36 liegt mit seiner Stirnfläche 37 an dem Boden 29a der Sackbohrung 29 an. Durch Bewegung des Stutzens 26 nach rechts um den Stauchweg von 6 mm bis 8,5 mm wölbt sich die Wandung des Rohres 36 nach außen auf und legt sich an der kegeligen Preßfläche 28 des Stutzens 26 bzw. der kegeligen Preßfläche 34 der Spannbacke 32 an. Gleichzeitig erfolgt dabei ein Anstauchen einer Anschlagfläche in Richtung auf die Stirnfläche 30 des Stutzens 27. Die Preßkraft P, mit der der Stutzen 26 das Rohr 36 verformt, wird soweit erhöht, bis der vorgegebene Stauchweg, das ist der axiale Relativweg, den der Stutzen 26 zur Spannbacke 32 zurücklegt, erreicht ist, wobei sich die Spannflächen in der gewünschten Weise ausbilden. Die dazu erforderliche Preßkraft P überschreitet dabei die Spannkraft S, die sich beim Anzug der Mutter durch den vorgegebenen Anzugsweg einstellt, unter Berücksichtigung des Gewindes erheblich.

Bei der Ausgestaltung des Werkzeuges gem. Figur 11 ist dem Stutzen 26 zentral bezüglich der Achse 31 ein Stützzapfen 40 angeformt, der vom Boden 29a über die Stirnfläche 30 des Ansatzes 27 axial in Richtung auf das Rohr 36 vorsteht und in dessen Bohrung 39 zur Stützung eintaucht. Eine solche Stützung kann insbesondere bei dünnwandigen Rohren vorteilhaft sein.

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Walterscheid Rohrverbindungstechnik GmbH 08. September 1997 Hauptstraße 150 Hw/kau (0592)

53797 Lohmar P94015DE20

Rohr mit einem Anschlußabschnitt und Rohrverbindung

Bezugszeichenliste

1 Verbindungskörper

2 Mutter/Überwurfmutter 3, 3a Rohr

4 Verbindungsabschnitt

5 Stirnfläche

6 Kegelbohrung

7 Bohrung

8 Ringschulter

9 Bohrung / Durchgangsbohrung

10 Gewinde

11 Bohrung

12 Gewinde

13 Kegelfläche

14 Kurvenfläche

15 Bohrung

16 erste Spannfläche 17, 17a Stirnfläche

18 Anlageschulter

19 zweite Spannfläche 20, 21 Rohrabschnitt

22 Außenfläche

23 Stufe 24, 24a, 24b, 24c, 24d Dichtung 25

26 Stutzen/erstes Teilwerkzeug

27 Ansatz

28 erste kegelige Preßfläche

29 S ac kbohrung

29a Boden der Sackbohrung

30 Stirnfläche

31 Längsachse/Rohrachse

32 Spannbacke/zweites Teilwerkzeug 32a, 32b Spannbackenhälften

33 Bohrung

34 zweite kegelige Preßfläche

35 Spannbohrung

36 Rohr

37 Stirnfläche 38

3 9 Bohrung

40 Stützzapfen

41 Fläche

42 Dichtansatz

43 Dichtungselement

A Kegelwinkel der Kegelbohrung des Verbindungskörpers

B Kegelwinkel der Kegelfläche der Mutter

S Spannkraft

P Preßkraft

W Werkzeug

X Stauchung

Y Rohrüberstand

D_min. kleinster Durchmesser

Claims

Walterscheid Rohrverbindungstechnik GmbH 08. September 1997 Hauptstraße 150 Hw/kau (0592) 53797 Lohmar P94015DE20 Rohr mit einem Anschlußabschnitt und Rohrverbindung Schutzansprüche

1. Rohr (3) mit einem zumindest an einem seiner beiden Enden durch Verformung des Rohrendes angebrachten Verbindungsabschnitt (4), der zwei als Kegelflächen gestaltete und gegeneinander gerichtete Spannflächen (16, 19) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (4) zur Aufnahme mit seiner ersten Spannfläche (16) in einer nach der Norm für Schneidringe (DIN 386I₇ Stand Mai 1994, Bohrungsform W) für verschiedene Rohraußendurchmesser gestalteten Kegelbohrung (6), wobei diese Bestandteil eines Verbindungskörpers (1) oder einer Anschlußbohrung eines sonstigen Körpers ist und zur Abstützung mit seiner zweiten Spannfläche (19) gegen eine einen Kegelwinkel von 90° aufweisende und als Bohrung gestaltete Kegelfläche (13) einer zum Verbindungskörper (1) passenden Überwurfmutter (2) oder zur Anschlußbohrung passenden Überwurf schraube, die über das Rohr (3) schiebbar ist, bestimmt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Verbindungsabschnitt (4) durch Stauchen des Rohres (3) in einem mindestens zwei relativ zueinander in Richtung der Rohrachse (31) verstellbare Teilwerkzeuge (26, 32) aufweisenden Werkzeug unter Erhöhung der Preßkraft (P) bis zur Erreichung eines vorgegebenen Stauchweges (X) hergestellt ist, dessen erstes Teilwerkzeug (26) eine entsprechend der Kegelbohrung (6) gestaltete erste kegelige Preßfläche (28) als Bestandteil einer Bohrung und eine Anschlagfläche (29a)

für die Anlage der Stirnfläche (37) des Rohres (3) und dessen zweites Teilwerkzeug (32) eine zweite als Bohrung gestaltete kegelige Preßfläche (34) aufweist, welche einen Kegelwinkel von 90° besitzt, wobei die freie und dem Stauchvorgang zu unterwerfende Rohrlänge (L), mit der das Rohr über den kleinsten Durchmesser (D_min.) der zweiten kegeligen Preßfläche (34) zur Anschlagfläche (29a) vorsteht, der Länge eines nach DIN 3865, Stand Mai 1994 genormten Dichtkegels, die sich aus der Differenz der Längen L₃ und L₁ für die Ausführungsform A, Bild 1 zuzüglich der sich aus DIN 3861, Stand Mai 1994, Bohrungsform W, ergebenden Länge der kegeligen Bohrung ergibt, sowie zuzüglich der Länge eines gegebenenfalls vorgesehenen Rohrüberstandes (Länge Y), der kürzer ist als der sich an die genormte Kegelbohrung anschließende zylindrische Bohrungsabschnitt, und zuzüglich der Länge des Stauchweges (Länge X), welcher minimal 6 mm und maximal 8,5 mm beträgt, entspricht, und daß der Relativweg, den die Teilwerkzeuge (26, 32) zueinander in Richtung der Rohrachse (31) bei der Herstellung ausgeführt haben, dem Stauchweg (X) entspricht, und wobei der Stauchweg (X) zum größten verwendeten Rohraußendurchmesser hin den Maximalwert annimmt.

2. Rohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der der Kegelbohrung (6) zugehörigen ersten Spannfläche (16) des Verbindungsabschnittes (4) ein kreiszylindrischer Rohrabschnitt (21) vorgeordnet ist.

3. Rohr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der ersten Spannfläche (16) und der Außenfläche (22) des Rohrabschnittes (21) eine Stufe (23) vorgesehen ist.

4. Rohr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß in dem durch die Stufe (23) gebildeten Freiraum eine Dichtung (24) angeordnet ist (Figur 4).

5. Rohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der größte Durchmesser der ersten Spannfläche (16) des Verbindungsabschnittes (4) in einer ringförmigen Anlageschulter (18) endet (Figur 8).

6. Rohrverbindung mit einem Rohr (3), das einen Verbindungsabschnitt (4) gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 aufweist, mit einem Verbindungskörper (1) mit einer von einer Stirnfläche (5) desselben ausgehend sich verjüngenden Kegelbohrung (6), an deren kleinsten Durchmesser sich eine erste kreiszylindrische Bohrung (7), die eine Bohrungsform W nach DIN 3861, Stand Mai 1994, aufweist, anschließt und mit einem auf der von der ersten Stirnfläche (5) ausgehenden Außenfläche angebrachten Gewindeabschnitt (10) und einer auf den Gewindeabschnitt (10) aufschraubbaren Mutter (2) mit einer zum Gewindeabschnitt (10) des Verbindungskörpers

(1) passenden Gewindebohrung (11), einer daran anschließenden und sich entgegengesetzt zur Kegelbohrung (6) des Verbindungskörpers (1) verjüngenden Kegelfläche (13) und mit einer Bohrung (15), durch die das Rohr (3, 3a) hindurchgeführt ist.

7. Rohrverbindung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kegelfläche (13) der Mutter (2) in die Bohrung (15) mit einer Kurvenfläche (14) übergeht.

8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Verbindungsabschnitt (4) und/oder den daran beidseitig anschließenden Rohrabschnitten (20, 21) und den zugehörigen Bereichen des Verbindungskörpers (1) und der Mutter (2) ein einen flüssigen oder pastösen Ausgangszustand aufweisendes Dichtmittel (24a) angeordnet ist.

9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der Stirnfläche (17a) des der ersten Spannfläche (16) vorgeordneten Rohrabschnittes (21) und der Ringschulter (8) der Bohrung (7) des Verbindungskörpers (1) eine Dichtung (24b) in Form einer Scheibe angeordnet ist.

10. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß außen auf dem Verbindungsabschnitt (4) des Rohres (3) eine Dichtung (24d) aufsitzt, die einen zwischen der Stirnfläche (5) des Verbindungskörpers (1) und der Anlageschulter (18) des Verbindungsabschnittes (4) eingespannten Dichtansatz (4) aufweist.

11. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine Dichtung (24c) zwischen der Stirnfläche (5) des Verbindungskörpers (1) und einer radial verlaufenden Fläche (41) in der Bohrung der Mutter (2) angeordnet ist.