CH657436A5

CH657436A5 - Verschraubungssystem.

Info

Publication number: CH657436A5
Application number: CH3227/82A
Authority: CH
Inventors: Othmar Fiala
Original assignee: Ermeto Armaturen Gmbh
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1982-05-26
Publication date: 1986-08-29
Also published as: FI70079B; SE450522B; DE3130922C1; ATA142982A; DK155345C; ES274655U; IT8209486A0; AT386062B; NL8201235A; DK155345B; JPS5828086A; FI822064A0; NO157950B; FR2511114B1; FI70079C; FR2511114A1; NO157950C; NO822655L; FI822064L; IT8209486A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschraubungssystem zur Herstellung einer druckdichten Verbindung eines Rohres mit einem Verschraubungsstutzen, welcher eine von einer Stirnfläche ausgehende Konuseindrehung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung bis zu einem radial verlaufenden Anschlag übergeht, dem sich die Stutzenbohrung anschliesst, einer auf den Verschraubungsstutzen aufschraubbaren Überwurfmutter, und einem Zwischenring, der eine im montierten Zustand an der Rohrinnenfläche eines aufgebördelten Endes des Rohres anliegende Kegelfläche aufweist, die in eine entgegengesetzt geneigte Kegelfläche übergeht, welche im montierten Zustand an der Konuseindrehung des Verschraubungsstutzens anliegt.

Ein Verschraubungssystem der oben aufgeführten Art ist beispielsweise aus der DT-OS 2 623 157 bekannt. Um eine unzulässige Aufweitung des Verschraubungskörpers oder -stutzens zu verhindern, wird bei diesem bekannten Verschraubungssystem der Zwischenring, ausgehend vom grössten Durchmesser des dem Verschraubungsstutzen zugekehrten Aussenkegels mit einer rechtwinklig zu seiner Achse verlaufenden, mit der Stirnfläche des Verschraubungsstutzens zusammenarbeitenden Anschlagfläche versehen. Zur Abdichtung dieses bekannten Ver-schraubungssystems ist es dabei erforderlich, dass mindestens auf einer Kegelfläche des Zwischenstückes eine Ringnut zur Aufnahme eines O-Ringes vorgesehen sein muss. Mit diesem bekannten System soll erreicht werden, dass beim Anziehen der Überwurfmutter der Axialweg des Zwischenringes und damit des Rohres begrenzt ist, so dass das Rohr über das normale Mass hinaus nicht gedehnt wird bzw. der Bördelkegel des Rohres unverändert bleibt. Ferner soll mit dieser bekannten Ausführungsform verhindert werden, dass der Zwischenring in die Konusausdrehung des Verschraubungsstutzens derart geschoben wird, dass eine unzulässige Aufweitung derselben erfolgt.

Bei einer dieser bekannten Ausführungsformen ist es nachteilig, dass die Stirnfläche des Zwischenringes nicht an der inneren Anschlagfläche des Verschraubungsstutzens bündig anliegt, so dass eine Ringnut entsteht, welche zu Verwirbelungen des Strömungsmittels führt, wodurch die Strömungsverhältnisse ungünstig beeinflusst werden. Bei allen bekannten Ausführungsformen der eingangs genannten DT-OS besteht ferner der Nachteil, dass der Zwischenring mindestens eine Ringnut zur Aufnahme eines O-Ringes aufweisen muss, um eine ausreichende Dichtigkeit des Systems zu erzielen. Bei höheren Dichtungsanforderungen ist es zweckmässig, zwei O-Ringdichtungen vorzusehen. Hierdurch werden zusätzliche Bearbeitungs- und Montagekosten verursacht. Darüber hinaus ist ein System mit O-Ringdichtungen, die aus Kunststoff bzw. Gummi bestehen,

nicht für höhere Temperaturen und für bestimmte Medien, die den O-Ring-Werkstoff angreifen, brauchbar. Ein weiterer Nachteil des bekannten Systems besteht darin, dass die Zwischenringe mit den Stutzen nicht unverlierbar ausgebildet sind, so dass sich bei der Montage bzw. Demontage eines solchen Verschraubungssystems Schwierigkeiten ergeben können. Ausserdem muss die Halterung des Zwischenringes jeweils abhängig von der Wandstärke des Rohres der lichten Weite des Rohres angepasst werden.

Aus der US-Patentschrift 2 332 354 ist ein Verschraubungssystem zur Herstellung einer druckdichten Verbindung eines Rohres mit einem Verschraubungsstutzen bekannt, bei dem ein unverlierbar angeordneter Zwischenring verwendet wird. Hierbei ist der Zwischenring entweder mit dem Verschraubungsstutzen verschweisst oder mittels einer verformbaren Lippe, die in eine im Verschraubungsstutzen befindliche hinterdrehte Bohrung gepresst wird mit dem Verschraubungsstutzen verbunden. Vor der Montage ist die Lippe des Zwischenringes radial zur Mittelachse desselben gerichtet. Die verformbare Lippe ist im Anschluss an eine Wandstärkenreduzierung angeordnet, welche sich am Ende einer im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen zugekehrten Kegelfläche befindet. Die Konuseindrehung des Verschraubungsstutzens geht bis zum radial verlaufenden Anschlag in die hinterdrehte Bohrung über. Nach der Positionierung des Zwischenringes in der Bohrung des Verschraubungsstutzens ist es daher erforderlich, mit Hilfe eines Werkzeugs die radial nach innen gerichteten Lippen des Zwischenringes in die hinterdrehte Bohrung zu pressen. Neben der Tatsache, dass die Herstellung einer hinterdrehten Bohrung im Verschraubungsstutzen schwierig herzustellen ist, ist es darüber hinaus erforderlich, ein besonderes Werkzeug vorzusehen, um die Lippen in die hinterdrehte Bohrung zu pressen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verschraubungssystem mit einem Zwischenring vorzusehen, welcher unverlierbar ausgebildet ist und auch bei Erreichung höchster Dichtigkeitswerte keine O-Ringdichtungen oder Dichtungen mit Kunststoff- bzw. Gummielementen benötigt. Eine weitere Aufgabe des Verschraubungssystems besteht darin, dieses rüttel- und schwingungssicher auszubilden, eine zentri-

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sehe Montage ohne Spezialwerkzeuge zu gestatten und über den Bohrungsquerschnitt im Bereich des Verschraubungssystems strömungsgünstige Übergänge vorzusehen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass bei dem eingangs aufgeführten Verschraubungssystem der Zwischenring im Anschluss an eine Eindrehung, welche sich am Ende seiner im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen zugekehrten Kegelfläche befindet, eine oder mehrere verformbare Lippen aufweist, deren Radien grösser sind als der Radius der zwischen dem radial verlaufenden Anschlag und der kegelförmigen Bohrung befindlichen zylindrischen Bohrung des Verschraubungsstutzens und die Eindrehung derartig dimensioniert ist, dass die Dichtlippe während ihrer Verformung bei der Montage in die Eindrehung pressbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Zwischenring am Ende seiner Kegelfläche, welche im montierten Zustand der Konuseindrehung des Verschraubungsstutzens zugekehrt ist, hinter einer Eindrehung eine am Umfang axial verlaufende verformbare Rändelung auf, welche somit axial verlaufende Dichtlippen besitzt. Der Radius des Zwischenringes im Bereich der Rändelung und einschliesslich derselben ist gemäss der Erfindung grösser als der Radius, der zwischen dem radial verlaufenden Anschlag und der kegelförmigen Bohrung befindlichen zylindrischen Bohrung des Verschraubungsstutzens. Gemäss der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, vor der Montage auf dem Anschlag des Verschraubungsstutzens einen Lotring einzulegen, so dass nach Vollziehung des Einpressvorgangs und einer Lotung eine vollständige metallische Verbindung zwischen dem Zwischenring und der Konuseindrehung des Verschraubungsstutzens vorhanden ist.

Zur weiteren Vervollständigung der metallischen Dichtung zwischen dem Zwischenring und dem Verschraubungsstutzen ist es vorteilhaft, die Stirnfläche der Seite des Zwischenringes, welche im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen zugekehrt ist, etwa satteldachförmig auszubilden.

Zur Herstellung eines strömungsgünstigen Überganges ist es gemäss der Erfindung vorteilhaft, die Bohrung des Zwischenringes an dem im montierten Zustand der Überwurfmutter zugekehrten Ende mit einer trompetenförmigen Aufweitung zu versehen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 das Verschraubungssystem, bestehend aus Überwurfmutter, Zwischenring und Verschraubungsstutzen sowie Druckring und Rohrelement vor der Montage im Axialschnitt und in der Seitenansicht;

Fig. 2 die Elemente des Verschraubungssystems nach Fig. 1 nach der Montage;

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Zwischenringes im Axialschnitt und in Seitenansicht und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Zwischenringes im Axialschnitt und in Seitenansicht.

In der Fig. 1 ist das Verschraubungssystem vor dem Einpressen des Zwischenringes 1 dargestellt, wobei die obere Hälfte der Figur einen Schnitt und die untere Hälfte eine Draufsicht wiedergibt. Das Verschraubungssystem besteht aus dem Verschraubungsstutzen 2, dem bereits genannten Zwischenring 1 und der Überwurfmutter 13 mit einem Druckring 15 sowie dem zu verbindenden Rohr 16, welches eine Aufbördelung 17 aufweist.

Der Verschraubungsstutzen 2 ist mit einer Konuseindrehung 6 versehen, der sich eine zylindrische Bohrung 7 bis zu einem radial verlaufenden Anschlag 5 anschliesst, dem die Bohrung 18 folgt.

Die Überwurfmutter 13 weist ein Innengewinde 19 auf, welches auf das Aussengewinde 20 des Verschraubungsstutzens 2 aufschraubbar ist. Im Innengewinde 19 der Überwurfmutter 13 folgt ein zylindrischer Teil 22, der an einem radial verlaufenden

Anschlag 21 endet. Gegen diesen Anschlag 21 stösst im montierten Zustand ein Anschlag 23 des Druckringes 15, der auf seiner gegenüberliegenden Seite eine kegelförmige Fläche 24 aufweist, welche an der aufgebördelten Aussenfläche des Rohres 16 anliegt.

Der Zwischenring 1 weist am Ende seiner im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen 2 zugekehrten Kegelfläche 3 eine Dichtlippe 4 auf, deren Radius Ri grösser ist als der Radius ri der zylindrischen Bohrung 7 des Verschraubungsstutzens 2. Die zylindrische Bohrung 7 befindet sich zwischen dem radial verlaufenden Anschlag 5 und der kegelförmigen Bohrung 6. Vor der Dichtlippe 4 ist eine Eindrehung 9 vorgesehen, welche derartig dimensioniert ist, dass die Dichtlippe 4 während ihrer Verformung bei der Montage in die Eindrehung 9 eingepresst wird. Die Stirnfläche 12 (siehe hierzu Fig. 3) der Seite des Zwischenringes 1, welche im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen 2 zugekehrt ist, weist eine etwa satteldachförmige Ausbildung auf. Die Bohrung des Zwischenringes 1 ist an dem im montierten Zustand der Überwurfmutter 13 zugekehrten Ende 14 mit einer trompetenförmigen Aufweitung versehen.

Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellten Elemente im montierten Zustand des Systems. Die Überwurfmutter 13 ist dabei mit ihrem Innengewinde 19 auf das Aussengewinde 20 des Verschraubungsstutzens 2 aufgeschraubt. Die noch gestrichelt dargestellte Dichtlippe 4 des Zwischenringes 1 ist während des Montagevorganges in die Eindrehung 9 eingepresst worden, so dass an dieser Stelle zwischen dem Zwischenring 1 und dem Verschraubungsstutzen 2 eine metallische Dichtung hergestellt worden ist. Bei dem Montagevorgang wurde ferner die satteldachförmig ausgebildete Stirnfläche 12 mit dem Anschlag 5 des Verschraubungsstutzens 2 verpresst, so dass hier eine radiale metallische Dichtung erzeugt worden ist, während die verformte Dichtlippe 4 eine axial verlaufende metallische Dichtung bildet. Im montierten Zustand presst die Kegelfläche 25 des Zwischenringes 1 gegen die aufgebördelte Innenfläche 17 des Rohres 16, welche ihrerseits über den Druckring 15 gegen den Anschlag der Überwurfmutter gepresst wird.

Die Verpressung und Verformung der Dichtlippe 4 des Zwischenringes 1 mit der zylindrischen Bohrung 7 des Verschraubungsstutzens 2 bewirkt nicht nur eine metallische Dichtung für hohe und höchste Drücke, sondern sorgt auch dafür, dass der Zwischenring 1 mit dem Verschraubungsstutzen 2 unverlierbar verbunden ist. O-Ringdichtungen aus Kunststoff oder Gummi bzw. Dichtungen einer entsprechenden Art werden dabei nicht benötigt, so dass sich das Verschraubungssystem besonders für hohe Temperaturen und aggressive Medien eignet, bei denen keine Kunststoffe oder Gummi mehr verwendet werden können. Durch die axiale metallische Verbindung, welche noch durch die metallische Dichtung der satteldachförmig ausgebildeten Stirnfläche 12 mit dem Anschlag 5 ergänzt wird, entsteht eine rüttel- und schwingungssichere Verbindung. Die Kegelfläche 3 des Zwischenringes 1, welche beispielsweise als 24°-Kegel ausgebildet ist, verhindert ferner das Einschnüren des Ver-schraubungskonus 6 beim Montage Vorgang. Ein Ausbuchten oder eine ungezielte Verformung ist daher ausgeschlossen. Die Kegelflächen 2 und 25 des Zwischenringes 1 garantieren ferner eine zentrische Montage. Die trompetenförmige Aufweitung 14 der Bohrung des Zwischenringes 1 an dem im montierten Zustand der Überwurfmutter 13 zugekehrten Ende sorgt für einen strömungsgünstigen Übergang, so dass sich keine Verwirbelun-gen bilden können und sich auch kein Schmutz ansammelt.

Die Fig. 3 zeigt den Zwischenring zur Verdeutlichung in einer geringfügig vergrösserten Darstellung. Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente entsprechen den Bezugszeichen in den Fig. 1 und 2.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Zwischenring 11, der am Ende seiner im montierten Zustand der Konuseindrehung 6 des Verschraubungs-

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stutzens 2 zugekehrten Kegelfläche 3 eine am Umfang des Zwischenringes axial verlaufende Rändelung 10 aufweist, welche eine Vielzahl von Dichtlippen darstellt. Der Zwischenring 11 ist mit dem Verschraubungsstutzen 2 über die Dichtlippen bzw. Rändelung 10 verpresst, wobei zwischen der zylindrischen Bohrung 7 des Verschraubungsstutzens 2 und der Rändelung 10 eine metallische Axialdichtung entstanden ist.

Der Radius R3 am Ende des Zwischenringes 11 ist im Bereich der Rändelung 10 und einschliesslich derselben grösseer als der Radius n der zylindrischen Bohrung 7 des Verschraubungsstutzens 2, welche sich zwischen dem radial verlaufenden Anschlag 5 und der kegelförmigen Bohrung 6 befindet, so dass eine entsprechende Verpressung gegeben ist.

Vor der Montage wird auf dem Anschlag 5 des Verschraubungsstutzens 2 ein Lotring 26 eingelegt, so dass durch die Kapillarwirkung beim Löten die verbleibenden Räume zwischen den einzelnen Dichtlippen bzw. Rändelspitzen mit dem Lot ausgefüllt werden. Auch bei dieser Ausführungsform kann zusätz-5 lieh die Stirnfläche des Zwischenringes 11 etwa satteldachförmig ausgebildet sein, so dass mit dem Anschlag 5 des Verschraubungsstutzens 2 eine radiale metallische Dichtung beim Montagevorgang bzw. bei der Verpressung hergestellt wird.

Die dargestellten Ausführungsformen der Zwischenringe 1 10 bzw. 11 können bereits in den Fertigungsstätten mit dem Verschraubungsstutzen 2 verpresst werden, wodurch sie unverlierbar mit dem Stutzen 2 sind, so dass am Ort der Montage lediglich ein Stutzenelement zur Herstellung des Verschraubungssystems benötigt wird.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Verschraubungssystem zur Herstellung einer druckdichten Verbindung eines Rohres mit einem Verschraubungsstutzen, welcher eine von einer Stirnfläche ausgehende Konuseindrehung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung bis zu einem radial verlaufenden Anschlag übergeht, dem sich die Stutzenbohrung anschliesst, einer auf den Verschraubungsstutzen aufschraubbaren Überwurfmutter, und einem Zwischenring, der eine im montierten Zustand an der Rohrinnenfläche eines aufgebördelten Endes des Rohres anliegende Kegelfläche aufweist, die in eine entgegengesetzt geneigte Kegelfläche übergeht, welche im montierten Zustand der Konuseindrehung des Verschraubungs-stutzens anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (1, 11) im Anschluss an eine Eindrehung (9), welche sich am Ende seiner im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen (2) zugekehrten Kegelfläche (3) befindet, eine oder mehrere verformbare Lippen (4, 10) aufweist, wobei die Dichtlippe (4, 10) einen Radius (Ri) aufweist, welcher grösser ist als der Radius (ri) der zwischen dem radial verlaufenden Anschlag (5) und der kegelförmigen Bohrung (6) befindlichen zylindrischen Bohrung (7) des Verschraubungsstutzens (2) und die Eindrehung (9) derartig dimensioniert ist, dass die Dichtlippe während ihrer Verformung bei der Montage in die Eindrehung pressbar ist.

2. Verschraubungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (11) am Ende seiner Kegelfläche (6), welche im montierten Zustand der Konuseindrehung des Verschraubungsstutzens (2) zugekehrt ist, hinter der Eindrehung (9) eine am Umfang axial verlaufende verformbare Rän-delung (10) aufweist und der Radius (R3) des Zwischenringes (11) an seinem Ende im Bereich der Rändelung (10) und einschliesslich derselben grösser ist als der Radius (n), der zwischen dem radial verlaufenden Anschlag (5) und der kegelförmigen Bohrung (6) befindlichen zylindrischen Bohrung (7) des Verschraubungsstutzens (2).

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verschraubungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Montage auf dem Anschlag (5) des Verschraubungsstutzens (2) ein Lotring (26) angeordnet ist.

4. Verschraubungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (12) der Seite des Zwischenringes (1, 11) welche im montierten Zustand dem Verschraubungsstutzen (2) zugekehrt ist, satteldachförmig ausgebildet ist.

5. Verschraubungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung des Zwischenringes (1,11) an dem im montierten Zustand der Überwurfmutter (13) zugekehrten Ende (14) eine trompetenförmige Aufweitung aufweist.