DE102008047003A1

DE102008047003A1 - Nicht lösbare Rohrleitungsverbindung

Info

Publication number: DE102008047003A1
Application number: DE200810047003
Authority: DE
Inventors: Volker Spreitzer; Günther Antoni
Original assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Current assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-18
Also published as: WO2010028872A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine nicht lösbare Rohrleitungsverbindung zwischen einer äußeren rohrförmigen Anschlussmuffe (8) und einem inneren Rohrstutzen (5) mit einem Stauchbund (6), der in die Anschlussmuffe (8) eingeschoben ist, wobei die Anschlussmuffe (8) hinter dem Stauchbund (6) des Rohrstutzens (5) radial nach innen umgeformt wird. Dadurch kann der Rohrstutzen (5) nicht mehr aus der Anschlussmuffe (8) herausgezogen werden. Die Abdichtung erfolgt lediglich radial über einen Abdichtring (16) zwischen Rohrstutzen (5) und Anschlussmuffe (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung mit zwei in einer lötlosen Verbindungsstelle miteinander fest verbundenen Rohrleitungsabschnitten oder mit einem Rohrleitungsabschnitt, der mit einem den Anschluss an eine Schlauchleitung oder eine andere Rohrleitung vermittelnden rohrförmigen Nippel bzw. Rohrstutzen fest verbunden ist, nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.
Es sind bereits lötlose Rohrverbindungen für Rohrenden bekannt, bei denen auf die zu verbindenden Rohre Metallringe aufgesetzt werden, die unter dem Druck einer Mutter sowohl gegen das Rohr als auch gegen die Verbindungs- oder Anschlussmuffe gepresst werden. Bei diesen Vorrichtungen besteht jedoch der Nachteil, dass bei jeder Verbindung die Mutter fest angezogen werden muss, was einerseits zu Verformungen des Rohres führen kann, andererseits kann sich diese Verbindung unbemerkt lösen. Der gleiche Nachteil trifft auch auf Rohrverbindungen zu, die statt der Metallringe zusammenpressbare ringförmige Weichstoffpakete aufweisen.
Die DE 197 40 144 C2 beschreibt eine Verbindung eines Rohres mit einer Metallhülse, bei der die Bohrung auf ihrer Innenfläche abwechselnd ringförmige Vertiefungen und ringförmige vorstehende Stege aufweist und das in die Bohrung der Metallhülse eingeschobene Rohrende durch das Zusammenpressen der Hülse durch die Stege radial nach innen verformt wird. Die dadurch entstandene formschlüssige Verbindung hält das Rohr in der Metallhülse fest. Die Abdichtung erfolgt durch einen vorher in eine Nut der Hülse eingelegten O-Ring. Nachteilig an dieser Lösung ist einerseits, dass die Herstellung der Hülse aufgrund der Innengeometrie mit ihren Hinterschnitten aufwendig ist, zum anderen, dass sich bei der Verformung der Muffe der Rohrquerschnitt verringert.
Aus der G 92 11 647 U1 ist eine nicht lösbare Rohrverbindung unter Einschluss eines O-förmigen Abdichtringes bekannt, der von einem schrägen Stauchbund eines in eine Stufenbohrung einer Anschlußmuffe eines Rohrleitungsabschnittes eingeschobenen Rohrstutzens gegen eine schräge Ringfläche der Stufenbohrung mit gleicher Winkellage gepresst ist.
Eine feste, unlösbare Rohrverbindung wird dadurch erreicht, dass in fest verbundenem Zustand der Rohrleitung der Überstand der Anschlussmuffe um den Stauchbund des Rohrstutzens so radial nach innen herumgeformt ist, dass der Rohrstutzen nicht aus der Stufenbohrung der Anschlussmuffe herausziehbar ist, da der innere Durchmesser des Überstandes nun kleiner ist als der äußere Durchmesser des Stauchbundes des Rohrstutzens. Der in dem Ringraum zwischen Stauchbund des Rohrstutzens und der konischen Stufe der Stufenbohrung der Anschlussmuffe eingeklemmte bzw. axial gepresste Abdichtring dichtet den Rohrstutzen gegen die Anschlussmuffe ab.
Der Abdichtring wird gegen die schräge Ringfläche der konischen Stufe der Stufenbohrung der Anschlussmuffe gepresst. Der schräg zur Rohrleitungsachse liegende, den Abdichtring aufnehmende Ringraum weist bei einer durch Medienkontakt möglichen Aufquellung des Abdichtringes keinen Ausweichraum mehr auf. Es besteht somit die Gefahr der Zerstörung des Abdichtringes. Durch die Winkel der beiden Ringraumecken kleiner als 90° wird der Abdichtring in die resultierenden Dreiecke gepresst und dort stärker verformt als in einem Ringraum mit nur rechten Winkeln. Die Gefahr einer Spaltextrusion ist dadurch extrem hoch.
Der Abdichtring wird durch den wird durch den in der Hydraulikleitung herrschenden Betriebsdruck in den Spalt der abzudichtenden Bauteile gezwängt. Reicht der Scherwiderstand des Abdichtringes nicht aus, so wandert das Dichtungsmaterial in den Spalt zwischen Innen- und Außenteil. Beide Bauteile sind mit einer Fertigungstoleranz behaftet, so dass an ihrer Verbindungsstelle abhängig von den Toleranzen der Bauteile ein Spalt entsteht. Der Abdichtring wird dort sehr bald extrem deformiert und weiter zerstört. Die dabei am Dichtkörper entstehende plastische Verformung wird mit fortlaufender Druckbeaufschlagung immer größer. Im Endstadium kommt es zum Ausfall der Dichtung, da durch die veränderten Spannungsverteilungen im Dichtkörper eine hinreichende Dichtfunktion nicht mehr gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feste und unlösbare Rohrverbindung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der keine Verschraubungen oder thermische Fügeverfahren notwendig sind und eine undefinierte Verpressung des Abdichtringes mit den Gefahren einer Zerstörung des Abdichtringes aufgrund auftretender Spaltextrusion minimiert ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Länge des Bereiches des Rohrstutzens zwischen seinem stirnseitigen Ende und dem Stauchbund größer ist als die Länge des zweiten Längenabschnittes der Stufenbohrung, so dass ein Ringraum zwischen dem Stauchbund des Rohrstutzens und des Absatzes zwischen zweitem und drittem Längenabschnitt gebildet ist, in dem der Abdichtring unter axialem Freiraum definiert axial uneingeklemmt angeordnet ist.
Die Abdichtung erfolgt lediglich durch eine radiale Verformung des Abdichtringes zwischen dem Außenumfang des Nippels bzw. Rohrstutzens und dem Innenumfang des unverformten dritten Längenabschnittes der Anschlussmuffe. Der Stauchbund des eingeschobenen Rohrstutzens ist von dem Boden einer Stufenbohrung der Anschlussmuffe im eingeschobenen Zustand beabstandet angeordnet. In diesem lichten Abstand ist der O-förmige Abdichtring so angeordnet, dass keine axialen Presskräfte auf diesen einwirken. Der Abdichtring wird lediglich radial gespannt und stellt so die Abdichtwirkung sicher.
Der den Abdichtring aufnehmende Ringraum wird durch den Stauchbund und einen Absatz der Stufenbohrung in der Anschlussmuffe gebildet.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Nippel bzw. Rohrstutzen fest und unlösbar mit der Anschlussmuffe verbunden ist, wobei der Abdichtring keine Spaltextrusion erfährt. Der Sitz des Abdichtringes weist eine symmetrische Form eines Ringraumes auf.
Beide Bauteilen lassen nach ihrer Verbindung zusammen einen definierten symmetrischen Ringraum entstehen, welcher den Abdichtring aufnimmt, der dort nur radial verpresst wird und die Trennstelle diese beiden Bauteile radial abdichtet.
Die Gefahr von zu Undichtigkeiten führenden Montagefehlern ist minimiert. Der Rohrstutzen erfährt beim Verpressen keine Durchmesserreduzierung, eine Verschraubung kann entfallen. Eine aufwendige Nut in der Bohrung der Anschlussmuffe zur Aufnahme eines Abdichtringes ist entbehrlich.
Auf diese Weise ist eine kompakte, schnelle und sichere, nahezu verschleissfreie Rohrverbindung erreichbar, die ohne thermische Verbindungsverfahren wie Löten auskommt und für Drücke bis über 400 bar einsetzbar ist.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
1 eine Verbindungsstelle einer Rohrleitung, in der in das Ende eines Rohrleitungsabschnittes ein Ende eines Rohrstutzens eingeschoben ist, wobei die beiden Teile noch nicht miteinander fest verbunden sind;
2 die Rohrverbindung nach 1 mit fest verbundenen Teilen.
In 1 wird eine Verbindungsstelle einer Rohrleitung 3 dargestellt, in der die Enden eines Rohrleitungsabschnittes 4 und eines Rohrstutzen 5 ineinander gesteckt sind. Statt eines Rohrstutzens 5 kann auch ein rohrförmiger Nippel verbunden sein, der an seinem anderen Ende zur Aufnahme eines Schlauches ausgestaltet ist.
Der Rohrstutzen 5 weist einen angestauchten, nach außen vorstehenden Stauchbund 6 auf, der vom stirnseitigen Ende 7 des Rohrstutzens 5 beabstandet ist.
Der Rohrleitungsabschnitt 4 weist eine Anschlussmuffe 8 auf, die von einer zentralen Stufenbohrung 9 koaxial durchdrungen ist. Die Stufenbohrung 9 weist einen ersten Längenabschnitt mit einem Innendurchmesser 11 auf, der kleiner ist, als der Außendurchmesser 12 des Rohrstutzens 5. An diesen ersten Längenabschnitt anschließend weist die Stufenbohrung 9 einen zweiten Längenabschnitt mit einem zweiten Innendurchmesser 13 auf, der mit dem Außendurchmesser 12 des Rohrstutzens 5 korrespondiert und in den der Rohrstutzen 5 hineingeschoben ist. Zwischen dem ersten und zweiten Längenabschnitt ist durch den Durchmessersprung ein ringförmiger Absatz 17 vorhanden. Ein dritter Längenabschnitt der Stufenbohrung 9 weist einen Innendurchmesser 14 auf, der so bemessen ist, dass der Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 in diesen Innendurchmesser 14 im Umfang annähernd an der Bohrungsinnenwand dieses Längenabschnittes anliegend hineinpasst.
Zwischen zweitem und drittem Längenabschnitt der Stufenbohrung 9 ist durch den Durchmessersprung ein weiterer ringförmiger Absatz 15 vorhanden, der auch eine Ringfläche bildet.
Auf den Rohrstutzen 5 ist ein O-förmiger Abdichtring 16 vor dem Stauchbund 6 aufgeschoben. Der Rohrstutzen 5 ist so in die Stufenbohrung 9 der Anschlussmuffe 8 eingeschoben, dass das stirnseitige Ende 7 des Rohrstutzens 5 gegen den Absatz 17 zwischen erstem und zweitem Längenabschnitt der Stufenbohrung 9 anschlägt. Weil die Länge des Bereiches 19 des Rohrstutzens 5 zwischen seinem Ende 7 und dem Stauchbund 6 größer ist als die Länge des zweiten Längenabschnittes der Bohrung 9, liegt der Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 im gezeigten eingeschobenen Zustand beabstandet zum Absatz 15 der Anschlussmuffe 8, so dass ein Ringraum 10 zwischen dem Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 und des Absatzes 15 entsteht, in dem der Abdichtring 18 unter axialem Freiraum definiert axial uneingeklemmt angeordnet ist, d. h. die Länge des Ringraumes 10 ist etwas größer als die Breite des Abdichtringes 16.
Die Anschlussmuffe 8 weist am freien Ende einen Überstand 18 auf, der bei vollständig eingeschobenem Rohrstutzen 5 über den Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 hinauskragt.
2 zeigt die Rohrverbindung in fest verbundenem Zustand. Der Überstand 18 der Anschlussmuffe 8 ist um den Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 so radial nach innen herumgeformt, dass der Rohrstutzen 5 nicht aus der Stufenbohrung 9 der Anschlussmuffe 8 herausziehbar ist, da der innere Durchmesser 21 des Überstandes 18 nun kleiner ist als der äußere Durchmesser 22 des Stauchbundes 6 des Rohrstutzens 5. Der in dem Ringraum 10 zwischen Stauchbund 6 des Rohrstutzens 5 und des Absatzes 17 der Stufenbohrung 9 der Anschlussmuffe 8 angeordnete Abdichtring 16 ist nur radial eingeklemmt und dichtet den Rohrstutzen 5 lediglich radial gegen die Anschlussmuffe 8 sicher ab.

1
2
3: Rohrleitung
4: Rohrleitungsabschnitt
5: Rohrstutzen
6: Stauchbund
7: Stirnseitiges Ende
8: Anschlussmuffe
9: Stufenbohrung
10: Ringraum
11: Innendurchmesser erster Längenabschnitt
12: Außendurchmesser Rohrstutzen
13: Innendurchmesser zweiter Längenabschnitt
14: Innendurchmesser dritter Längenabschnitt
15: Absatz zwischen zweitem und drittem Längenabschnitt
16: Abdichtring
17: Absatz zwischen erstem und zweitem Längenabschnitt
18: Überstand
19: Bereichslänge
20
21: Innerer Durchmesser verformter Überstand 18
22: Äußerer Durchmesser des Stauchbundes 6

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19740144 C2 [0003]
- DE 9211647 U1 [0004]

Claims

Rohrleitung mit zwei in einer lötlosen Verbindungsstelle miteinander fest verbundenen Rohrleitungsabschnitten oder mit einem Rohrleitungsabschnitt, der mit einem den Anschluss an eine Schlauchleitung oder eine andere Rohrleitung vermittelnden rohrförmigen Nippel bzw. Rohrstutzen fest verbunden ist, wobei in eine äußere rohrförmige Anschlussmuffe (8) des einen Rohrleitungsabschnittes (4) der Nippel bzw. Rohrstutzen (5) hineinragt, wobei der Nippel bzw. Rohrstutzen (5) einen umlaufenden, vom stirnseitigen Ende (7) des Nippels bzw. Rohrstutzens (5) beabstandeten, nach außen vorstehenden Stauchbund (6) aufweist, und wobei die Anschlussmuffe (8) eine durchgehende, dreifach abgesetzte Stufenbohrung (9) aufweist, durch die drei Längenabschnitte mit jeweils unterschiedlichem Innendurchmesser gebildet sind, wobei – der erste Längenabschnitt einen Innendurchmesser (11) aufweist, der kleiner ist als der Aussendurchmesser (12) des Rohrstutzens (5), – der zweite Längenabschnitt einen Innendurchmesser (13) aufweist, der mit dem Aussendurchmesser (12) des Rohrstutzens (5) korrespondiert, so dass das Ende des Rohrstutzens (5) in den zweiten Längenabschnitt der Stufenbohrung (9) der Anschlussmuffe (8) passend einschiebbar ist und – der dritte Längenabschnitt einen Innendurchmesser (14) aufweist, der mit dem Durchmesser (22) des innerhalb dieses dritten Längenabschnittes liegenden Stauchbundes (6) des Rohrstutzens (5) korrespondiert, – dass radial zwischen dem Rohrstutzen (5) und der Anschlußmuffe (8) ein O-ringförmiger Abdichtring (16) angeordnet ist, – dass das freie Ende des dritten Längenabschnitts der Anschlussmuffe (8) um den Stauchbund (6) des Rohrstutzens (1) herum zu einem inneren Durchmesser (21) kleiner als der Außendurchmesser (22) des Stauchbundes (6) des Rohrstutzens (5) radial nach innen umgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Länge des Bereiches (19) des Rohrstutzens (5) zwischen seinem stirnseitigen Ende (7) und dem Stauchbund (6) größer ist als die Länge des zweiten Längenabschnit tes der Stufenbohrung (9), so dass ein Ringraum (10) zwischen dem Stauchbund (6) des Rohrstutzens (5) und des Absatzes (15) zwischen zweitem und drittem Längenabschnitt gebildet ist, in dem der Abdichtring (16) unter axialem Freiraum definiert axial uneingeklemmt angeordnet ist.