DE1238734B - Seal for pipe connections by means of a sealing ring designed as a cutting ring - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Int. CL:Int. CL:

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number:

Anmeldetag:Registration date:

F161F161

Deutsche Kl.: 47 f-8/03 German class: 47 f- 8/03

1 238 734
V „19721 XII/47 f
29. November 1960
13. April 1967
2. November .19671,238,734
V "19721 XII / 47 f
November 29, 1960
April 13, 1967
November 2nd, 1967

Auslegetag:Display day:

Ausgabetag:Issue date:

Patentschrift stimmt mit der Aüslegeschrift übereinThe patent specification corresponds to the Aüsle script

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für Rohrverbindungen mittels eines als Schneidring ausgebildeten Dichtungsringes, der durch eine Überwurfmutter oder dergleichen Anpreßstück in eine konische Ausnehmung eines Anschlußstückes einzupressen und mit seiner Schneidkante zum Einschneiden in den Mantel eines anzuschließenden Rohres zu bringen ist, wobei der an seiner Innenkante als Schneide ausgebildete Vorderteil des Dichtungsringes an seiner mit dem Innenkonus des Anschlußstückes zusammenwirkenden Außenkante abgerundet ist, auf seiner an die Schneidkante anschließenden Innenseite mit einer rundumlaufenden Ausnehmung versehen ist und auf seiner an die abgerundete Außenkante anschließenden Außenseite im Mittelteil eine die Eindringtiefe der Schneidkante durch Anschlag am Innenkonus des Anschlußstückes begrenzende, nach rückwärts ansteigende konische Ringfläche aufweist.The invention relates to a seal for pipe connections by means of a seal designed as a cutting ring Sealing ring, which by a union nut or the like pressure piece in a conical recess press a connector and with its cutting edge to cut into the The jacket of a pipe to be connected is to be brought, the inner edge being designed as a cutting edge Front part of the sealing ring at its cooperating with the inner cone of the connecting piece The outer edge is rounded, on its inside adjoining the cutting edge with a circumferential recess is provided and on its adjoining the rounded outer edge Outside in the middle part the penetration depth of the cutting edge by stopping on the inner cone of the connecting piece limiting, rearwardly rising conical annular surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Andrehkraft für eine Dichtung in einer Rohrverbindung der vorgenannten Art zu vermindern.The invention is based on the object of increasing the torque for a seal in a pipe connection of the aforementioned type.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bei Dichtungen für Rohrverbindungen der behandelten Art bereits bekannt, die mit dem Innenkonus des Anschlußstückes zusammenwirkende Außenkante abzurunden, um die beim axialen Vorschub des Dichtungsringes dort . auftretenden Reibungskräfte zu verringern. Ferner ist es auch bekannt, den Dichtungsring auf seiner an die Schneidkante sich anschließenden Innenseite mit einer rundumlaufenden Ausnehmung zu versehen und auch an der Außenfläche des Vorderteils des Dichtungsringes eine mehr oder weniger flache, umlaufende Rille vorzusehen, wodurch beim Vorderteil des Dichtungsringes ein Abschnitt verringerter Querschnittsfläche erzielt wird, was sich in einer Verminderung des Kraftaufwandes beim Umlenken des Dichtungs-Vorderteils für das Einschneiden in das Rohr auswirkt. _t To solve this problem, it is already known in the case of seals for pipe connections of the type dealt with, to round off the outer edge cooperating with the inner cone of the connecting piece in order to reduce the edge there during the axial advance of the sealing ring. to reduce occurring frictional forces. Furthermore, it is also known to provide the sealing ring on its inside adjoining the cutting edge with a circumferential recess and also to provide a more or less flat, circumferential groove on the outer surface of the front part of the sealing ring, whereby a section of reduced cross-sectional area in the front part of the sealing ring is achieved, which results in a reduction in the force required when deflecting the seal front part for cutting into the pipe. _t

Es hat ,sich jedoch gezeigt, daß sich die Andrehkraft für eine Dichtung in einer Rohrverbindung der behandelten Art noch stärker bei den bisher bekannten und vorgeschlagenen Ausführungsarten herabsetzen läßt, was gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale erreicht wird:It has been shown, however, that the starting force for a seal in a pipe connection of the type discussed, even more so in the case of the previously known and proposed embodiments can reduce what according to the invention by the Combination of the following features is achieved:

a) daß die abgerundete Außenkante des Vorderteils als eine über die Stirnfläche des Dichtungsringes ragende, nach einer Kurve mit stetig zunehmender Krümmung verlaufende Vorwölbung ausgebildet ist unda) that the rounded outer edge of the front part as one over the face of the sealing ring protruding protrusion following a curve with steadily increasing curvature is trained and

b) daß die Äbrundung am rückwärtigen Ende der auf der Innenseite des Vorderteils in an sich bekannter Weise nach rückwärts tiefer werden-Dichrung für Rohrverbindungen mittels eines als
Schneidring ausgebildeten Dichtungsringesb) that the rounding at the rear end of the on the inside of the front part in a known manner to be deeper backward-sealing for pipe connections by means of a than
Cutting ring formed sealing ring

Patentiert für:Patented for:

Dipl.-Ing. Hans Hermann Voss,
Wuppertal-Elberfeld, Rheinstr. 17Dipl.-Ing. Hans Hermann Voss,
Wuppertal-Elberfeld, Rheinstr. 17th

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Hans Hermann Voss,
Wuppertal-ElberfeldNamed as inventor:
Dipl.-Ing. Hans Hermann Voss,
Wuppertal-Elberfeld

den Ausnehmung gegenüber dem Übergang von der Außenfläche des Vorderteils in die konische Ringfläche an der Außenseite des Mittelteils nach rückwärts derart versetzt ist, daß vor Beginn des Einschneidens eine gedachte Verbindungslinie zwischen dem der Schneidkante abgewandten Ende der Abrundung und dem Übergang einen Kegelstumpfmantel bestimmt, der zum Innenkonus des Anschlußstückes im wesentlichen senkrecht verläuft.
Das erstgenannte Merkmal trägt zur Minderung der Andrehkraft durch die Abwälzwirkung der eigentümlich gekrümmten Vorwölbung des Dichtungsring-Vorderteils auf dem Innenkonus des Anschlußstückes bei. Durch die Ausgestaltung nach Merkmal b ergibt sich an definierter Stelle ein Dichtungsringquerschnitt mit Sollbiegestelle zur Verminderung des Kraftaufwandes beim Umlenken des Dichtungs-Vorderteils für das Einschneiden in das Rohr. Insgesamt wirken sich die erfindungsgemäßen Merkmale auf eine gegenüber bekannten Ausführungsformen beträchtliche Verminderung der erforderlichen Andrehkraft aus.the recess opposite the transition from the outer surface of the front part to the conical ring surface on the outside of the central part is offset backwards in such a way that before the start of the incision, an imaginary connecting line between the end of the rounding facing away from the cutting edge and the transition determines a truncated cone envelope, which for The inner cone of the connection piece runs essentially vertically.
The first-mentioned feature contributes to the reduction of the starting force through the rolling action of the peculiarly curved protrusion of the sealing ring front part on the inner cone of the connecting piece. The configuration according to feature b results at a defined point in a sealing ring cross-section with a predetermined bending point to reduce the force required when deflecting the front part of the seal for cutting into the pipe. Overall, the features according to the invention have the effect of a considerable reduction in the required starting force compared to known embodiments.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht; darin zeigenThe object of the invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment; show in it

F i g. 1 und 3 einen teilweisen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Dichtung vor bzw. nach dem Wirksamwerden des Dichtungsringes undF i g. 1 and 3 show a partial longitudinal section through the seal according to the invention before and after Effect of the sealing ring and

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des Dichtringvorderteils mit den in Betracht kommenden Winkelkombinationen. F i g. 2 shows an enlarged illustration of the front part of the sealing ring with the angle combinations to be considered.

In der Zeichnung ist ein Anschlußstück mit 3 und ein an dieses anzuschließendes Rohr mit 4 bezeichnet.In the drawing, a connecting piece is denoted by 3 and a pipe to be connected to this is denoted by 4.

709 706/132709 706/132

Der Dichtungsring 5 ist als Schneidring ausgebildet und kann — wie aus F i g. 3 ersichtlich — mittels einer auf das Anschlußstück 3 aufzuschraubenden Überwurfmutter 6 in eine konische Ausnehmung 3 a des Anschlußstückes derart eingepreßt werden, daß die Schneidkante 5 a' seiner Schneide 5 a, die bekanntlich härter sein muß als das Rohr 4, in den Mantel des letzteren einschneidet. Die Innenfläche der Ausnehmung 3 α ist zur Mantelfläche des Rohres 4 unter einem Winkel α geneigt.The sealing ring 5 is designed as a cutting ring and can - as shown in FIG. Are pressed by means of a screwed onto the connecting piece 3 union nut 6 in a conical recess 3 a of the connecting piece in such a way that the cutting edge 5a 'its cutting edge 5a, which must be known to be harder than the tube 4 in the jacket of the latter - 3 visible cuts in. The inner surface of the recess 3 α is inclined to the outer surface of the tube 4 at an angle α.

Der an seiner Innenkante als Schneide 5 α ausgebildete Vorderteil 5 b des Dichtungsringes 5 ist gemäß der Erfindung an seiner mit dem Innenkonus 3 a zusammenwirkenden Außenkante in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise nach einer Kurve mit stetig zunehmender Krümmung vorgewölbt. Die Vorwölbung ist mit Sb' bezeichnet und führt über eine konische Ringfläche 5 d bis zur Schneide 5 a hin. Der Vorderteil 5 b ist auf seiner Innenseite mit einer von der Schneidkante 5 a' aus nach rückwärts tiefer werdenden Ausdrehung 5 c versehen, deren Neigungswinkel zur Rohrachse bzw. Rohrmantel mit β bezeichnet ist. The front part 5 b of the sealing ring 5, formed on its inner edge as a cutting edge 5 α, is protruded according to the invention at its outer edge cooperating with the inner cone 3 a in the manner shown in the drawing after a curve with steadily increasing curvature. The protrusion is denoted by Sb ' and leads over a conical annular surface 5 d to the cutting edge 5 a . The front part 5 b is provided on its inside with a recess 5 c which becomes deeper backwards from the cutting edge 5 a ' and whose angle of inclination to the pipe axis or pipe jacket is denoted by β .

Die Schneide 5 a des Dichtungsringes wird auf ihrer Innenseite durch die Ausdrehung 5 c und auf ihrer Außenseite durch die konische Ringfläche 5 d begrenzt, welche Flächen in einem spitzen Winkel γ zueinander stehen. Die Ringfläche 5 d ist gegenüber einer radialen Senkrechten auf dem Rohrmantel unter einem Winkel <5 derart geneigt, daß die Ringfläche 5 α" nach dem Eindringen der Schneidkante 5 a' in den Rohrmantel bis zu der durch später noch zu erläuternde Anschlagmittel begrenzten Tiefe im wesentlichen rechtwinklig zum Rohrmantel verläuft (Fig. 3). Die Bemessung des Winkels <5 hängt vom Werkstoff des anzuschließenden Rohres ab und muß der Festigkeit desselben angepaßt werden; sie ist nicht Gegenstand vorliegender Erfindung. The cutting edge 5 a of the sealing ring is limited on its inside by the recess 5 c and on its outside by the conical annular surface 5 d, which surfaces are at an acute angle γ to each other. The ring surface 5 d is inclined at an angle <5 relative to a radial perpendicular on the pipe jacket so that the ring surface 5 α "after the penetration of the cutting edge 5 a 'into the pipe jacket to the depth limited by stop means to be explained later essentially at right angles to the pipe jacket (Fig. 3). The dimensioning of the angle <5 depends on the material of the pipe to be connected and must be adapted to its strength; it is not the subject of the present invention.

Zur Begrenzung der Eindringtiefe der Schneidkante 5 a' in den Mantel des Rohres 4 ist bei dem an 4" den Vorderteil 5 b sich anschließenden Mittelteil 5 e auf der Außenseite eine konische Ringfläche 5 e' vorgesehen, deren Neigungswinkel α gegenüber der Rohrachse bzw. dem Rohrmantel höchstens so groß ist wie der Neigungswinkel α der konischen Ausnehmung 3 α, oder etwas kleiner als dieser. Die Innenfläche des Mittelteils 5 e verläuft konzentrisch zum Rohrmantel. Wenn der Dichtungsring 5 durch Anziehen der Mutter 6 so weit in den Innenkonus 3 a des Anschlußstückes hineingepreßt ist, wie dies in 5" Fig. 3 dargesellt ist, so kann die Mutter 6 nicht mehr weiter angezogen werden. Die Schneidkante 5 a' hat somit ihre größtmögliche Eindringtiefe erreicht. Durch entsprechende Bemessung des Verschiebeweges der konischen Ringfläche 5 e' des Mittelteils kann die Eindringtiefe der Schneidkante so eingestellt werden, daß auch bei dünnwandigen Rohren kein Eindrücken oder gar Durchschneiden des Rohrmantels möglich ist. Auch diese Mittel zur Begrenzung der Eindringtiefe der Schneidkante sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.To limit the depth of penetration of the cutting edge 5 a 'into the jacket of the pipe 4, a conical annular surface 5 e' is provided on the outside of the middle part 5 e that adjoins the front part 5 b at 4 ", the angle of inclination α with respect to the pipe axis or the tubular casing is at most as large as the angle of inclination α of the conical recess 3 α, or slightly less than this. the inner surface of the central portion 5 e is concentric to the tube mantle. When the sealing ring 5 by tightening the nut 6 so far into the inner cone 3 a of the connecting piece is pressed in, as shown in 5 "Fig. 3, the nut 6 can no longer be tightened. The cutting edge 5 a ' has thus reached its greatest possible penetration depth. By appropriately dimensioning the displacement path of the conical annular surface 5e 'of the central part, the depth of penetration of the cutting edge can be adjusted so that even with thin-walled pipes, the pipe jacket cannot be pressed in or cut through. These means for limiting the depth of penetration of the cutting edge are also not the subject of the present invention.

Die Ausdrehung 5 c verläuft, wie bereits gesagt, im wesentlichen unter einem Neigungswinkel β zum Rohrmantel. Dieser Neigungswinkel ist unter allen Umständen kleiner als der Neigungswinkel α der konischen Innenfläche des Anschlußstückes. Ein zu großer Neigungswinkel könnte nämlich den Vorderteil 5 ft so weit schwächen, daß eine gewisse Bruchgefahr bestände. Am rückwärtigen Ende geht die Ausdrehung 5 c zum Innenmantel des Mittelteils 5 e mit einer Abrundung 5 c' über, deren größte Neigung ? gegenüber dem Rohrmantel kleiner als 90° ist. In dem dargestellten Beispiel ist ε etwa 90° — α. Auf diese Weise wird die Bildung einer scharfen Kante an der Übergangsstelle vermieden, so daß dort ein Einschneiden in den Rohrmantel ausgeschlossen ist. Auch diese Einzelheiten der Ausdrehung sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.The recess 5 c runs, as already said, essentially at an angle of inclination β to the pipe jacket. This angle of inclination is smaller than the angle of inclination α of the conical inner surface of the connecting piece under all circumstances. Too great an angle of inclination could weaken the front part 5 ft so much that there would be a certain risk of breakage. At the rear end of the recess 5 c goes to the inner jacket of the middle part 5 e with a rounding 5 c ', the greatest inclination? compared to the pipe jacket is less than 90 °. In the example shown, ε is approximately 90 ° - α. In this way, the formation of a sharp edge at the transition point is avoided, so that cutting into the pipe jacket is excluded there. These details of the recess are also not the subject of the present invention.

Die Abrundung 5 c' ist gegenüber dem äußeren Übergang 5' des Vorderteils 5 b zur konischen Außenfläche 5e' des Mittelteils 5e gemäß der Erfindung nach rückwärts versetzt, und zwar so weit, daß die Abrundung und der Übergang einen gedachten, entsprechend der strichpunktierten Linie α in F i g. 2 verlaufenden Kegelstumpfmantel bestimmen, der zum Innenkonus 3 α des Anschlußstückes im wesentlichen rechtwinklig verläuft. Hierdurch wird das radiale Abbiegen des Vorderteils 5 b im Bereich der Schneide 5 a erleichtert.The rounding 5 c 'is opposite the outer transition 5' of the front part 5 b to the conical outer surface 5e 'of the middle part 5e according to the invention offset backwards, so far that the rounding and the transition an imaginary, corresponding to the dash-dotted line α in Fig. Determine 2 running truncated cone jacket, which runs substantially at right angles to the inner cone 3 α of the connecting piece. This facilitates the radial bending of the front part 5 b in the area of the cutting edge 5 a.

Der Innenmantel des rückwärtigen Teils 5/ des Dichtungsringes 5, der in der üblichen Weise zur Übertragung der Schubkraft der Mutter 6 dient, verläuft — wie bekannt — ebenfalls konzentrisch zum Rohrmantel und bildet die Verlängerung des Innenmantels des Mittelteils 5 e. The inner jacket of the rear part 5 / of the sealing ring 5, which is used in the usual way to transmit the thrust of the nut 6, runs - as is known - also concentrically to the pipe jacket and forms the extension of the inner jacket of the middle part 5e .

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Dichtung für Rohrverbindungen mittels eines als Schneidring ausgebildeten Dichtungsringes, der durch eine Überwurfmutter oder dergleichen Anpreßstück in eine konische Ausnehmung eines Anschlußstückes einzupressen und mit seiner Schneidkante zum Einschneiden in den Mantel, eines anzuschließenden Rohres zu bringen ist, wobei der an seiner Innenkante als Schneide ausgebildete Vorderteil des Dichtungsringes an seiner mit dem Innenkonus des Anschlußstückes zusammenwirkenden Außenkante abgerundet ist, auf seiner an die Schneidkante anschließenden Innenseite mit einer rundumlaufenden Ausnehmung versehen ist und auf seiner an die abgerundete Außenkante anschließenden Außenseite im Mittelteil eine die Eindringtiefe der Schneidkante durch Anschlag am Innenkonus des Anschlußstückes begrenzende, nach rückwärts ansteigende konische Ringfläche aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:Seal for pipe connections by means of a sealing ring designed as a cutting ring, by a union nut or the like pressure piece in a conical recess of a Pressing in the connection piece and with its cutting edge for cutting into the jacket, a pipe to be connected is to be brought, the inner edge being designed as a cutting edge Front part of the sealing ring at its cooperating with the inner cone of the connecting piece Outer edge is rounded, on its inside adjoining the cutting edge with a circumferential recess is provided and on its outside adjoining the rounded outer edge in the middle part the depth of penetration of the cutting edge by a stop on the inner cone of the connection piece limiting, backward rising conical annular surface, characterized by the combination of following features: a) daß die abgerundete Außenkante des Vorderteils (5 b) als eine über die Stirnfläche des Dichtungsringes ragende, nach einer Kurve mit stetig zunehmender Krümmung verlaufende Vorwölbung (5fe') ausgebildet ist unda) that the rounded outer edge of the front part (5 b) is designed as a protrusion (5fe ') protruding over the end face of the sealing ring and following a curve with steadily increasing curvature and b) daß die Abrundung (5 c') am rückwärtigen Ende der auf der Innenseite des Vorderteils (5 b) in an sich bekannter Weise nach rückwärts tiefer werdenden Ausnehmung (5 c) gegenüber dem Übergang (5") von der Außenfläche des Vorderteils in die konische Ringfläche (Se') auf der Außenseite des Mittelteils (5 e) nach rückwärts derart versetzt ist, daß vor Beginn des Einschneidens eine gedachte Verbindungslinie (a-d) zwi-b) that the rounding (5 c ') at the rear end of the recess (5 c) on the inside of the front part (5 b) in a known manner towards the transition (5 ") from the outer surface of the front part in the conical ring surface (Se ') on the outside of the middle part ( 5e) is offset backwards in such a way that an imaginary connecting line (ad) between sehen dem der Schneidkante abgewandten Ende der Abrundung (5 c') und dem Übergang (5') einen Kegelstumpf mantel bestimmt, der zum Innenkonus des Anschlußstückes im wesentlichen senkrecht verläuft.see the end of the rounding (5 c ') facing away from the cutting edge and the transition (5 ') a truncated cone jacket is determined, which is substantially perpendicular to the inner cone of the connecting piece. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1786 664, 641, 1727 044;
USA.-Patentschriften Nr. 2 171 217, 1969 142.German utility model No. 1786 664, 641, 1727 044;
U.S. Patents No. 2,171,217, 1969 142. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 549/212 4.67 © Bundesdruckeiei Berlin709 549/212 4.67 © Bundesdruckeiei Berlin