DE1959666A1

DE1959666A1 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE1959666A1
Application number: DE19691959666
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Stecher
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1959666C3; GB1325023A; SE370271B; US3712647A; DE1959666B2; FR2072296A5

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung für muffenartig ineinandergefügte Rohrenden mit in einer zwischen den Rohrenden gebildeten keilförmigen Nut axial verspanntem Klemmring»

Vielfach bekannt sind Rohrverbindungen mit muffenartig ineinandergefügten Rohrenden, wobei vorzugsweise die Innenfläche des durchmessergrößeren Rohrendes eine Schrägfläche aufweist, dergestalt, daß zwischen beiden miteinander zu verbindenden Rohrenden eine keilförmige Nut zur Aufnahme eines Klemmringes und gegebenenfalls Dichtringes (DT-PS 1 247 o87) gebildet ist. Bei derartigen Verbindungen erfolgt die Verspannung beider Rohrenden über einen Flanschring, welcher den Klemmring axial in den sich verjüngenden Nutraum zwischen beiden Rohrenden drückt, wobei die axial aufgebrachte Spannkraft eine radiale Kraftkomponente erzeugt. Je nach Ausbildung des Klemmringes, insbesondere je nach Auswahl des Klemmringwerketoffesj wird eine allein aufgrund erhöhter Reibung zwischen Klemmring und den Wandungen der Rohrenden hervorgerufene Verspannung erzielt oder es wird durch Verforinung des Klemmringquerschnittes eine formschlüssige Verbindung bewerkstelligt.

Für reine Klemmverbindungen sind elastisch und/oder plastisch verformbare Weichstoffpackungen, die gegebenenfalls metallisch bewehrt sind, bekannt (DT-GM 1 799 536, US-PS 3 179 446). Solche Anordnungen sind zwar meistens leicht lösbar, können aber nicht in allen Fällen Anwendung finden, da entweder die thermische Belastbarkeit bei gummiartigen Weichstoffpackungen zu gering ist oder weil den Weichstoffpackungen aus Asbestfasern die für eine dauerhafte solide Verbindung erforderliche hohe Eigenelastizität fehlt.

Bei den darüberhinaus vielfach bekannten Schneidring-Verbindungen wird ein metallischer Ring aus hartem Werkstoff mit einer scharfen inneren Schneidkante beim Verspannen radial in die Mantelfläche des inneren Rohrendes eingedrückt. Auf diese Weise erhält man eine formschlüssige Verbindung, die nicht immer leicht lösbar ist. Außerdem erfordert eine solche Verbindung enge Fertigungstoleranzen der Verbindungsteile, da der massive Schneidringquerschnitt nur in einem relativ geringen Bereich veränderbar ist»

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmverbindung für ineinanderfügbare Rohrenden zu schaffen, die thermisch hoch belastbar ist, für die Übertragung größerer Zug- oder Druckkräfte Von einem Rohrende auf das andere brauchbar ist und dabei größere Passungstoleranzen ausgleichend überbrückt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Klemmring eine ringförmige Schraubenfeder dient. Die Verwendung einer ringförmigen Schraubenfeder als Klemmring vereint die positiven Eigenschaften aller zuvor bekannten verschiedenen Klemmringe in sich.

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Da die Schraubenfedern in der Regel aus metallischem Werkstoff bestehen, weisen sie eine hohe thermische Belastbarkeit auf. Darüberhinaus wirkt sich die hohe Eigenelastizität bezogen auf die Verformbarkeit des Federquerschnittes bei gleichbleibender Querschnittsgröße - im Gegensatz zu den kompressiblen Weichstoffringen - für die Überbrückung größerer Maßabweichungen zwischen den zu verspannenden Rohrenden positiv aus, ohne daß eine extrem hohe Anpreßkraft erforderlich ist. Als besonders vorteilhaft für eine kraftschlüssige Verbindung ist die Punkt- oder Linienberührung der einzelnen Federwindungen mit den Umfangsflächen der Rohrenden g

anzusehen, da an den Berührungsstellen hohe Flächenpressungen auftreten, die unter Umständen auch zum teilweisen Eingraben einzelner Federwindungen in den meist weicheren Werkstoff der Rohrenden führen und dabei einen zusätzlichen Formschluß bewirken. Durch die hohe axiale Druckbelastbarkeit des Schraubenfeder quer schnittes ist eine absolut feste, auf Zug und Druck beanspruchbare Rohrverbindung sichergestellt.

Die Verwendung von Schraubenfederringen als elastischer Kern für Abdichtungen von Behälterdeckeln (DT-PS 452 642) oder anderen

flanschartigen Verbindungen (z.B. DT-PS 1 216 634), wobei die ,

Feder im wesentlichen senkrecht zur Federachse beansprucht wird, ist nicht neu. Auch wurde bereits eine Dichtverbindung bekannt (US-PS 3 179 446), bei welcher das spitze Ende eines keilförmigen Dichtringes aus Weichstoff mit einem Schraubenfeder ring bewehrt ist, die ein Wegfließen des Weichstoffes beim Verspannen des Dichtringes in den abzudichtenden Spalt verhindern soll. Keine der Druckschriften beschreibt jedoch die Verwendung eines Schraubeiifederringes als einen in einer keilförmigen Nut verspannbaren Klemmring, noch werden die damit erzielten Vorteile einer sicheren, temperaturbeständigen * Verbindung erwähnt.

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In der weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Schraubenfeder im unverspannten Zustand einen kreisförmigen Wickelquerschnitt aufweist, da sich solche Schraubenfedern besonders einfach fertigen lassen. Es ist jedoch möglich, und in manchen Fällen auch zweckmäßig, wenn der Wickel-, querschnitt dem keilförmigen Nutquerschnitt bereits von vornherein angepaßt, also etwa dreieckförmig ausgebildet ist.

Für die Erfindung ist es zunächst unbedeutend, ob die Rohrverbindung allein zur mechanischen Kraftübertragung dient, beispielsweise bei aus Rohren gebildeten Schaltstangen, oder ob es sich um die Verbindung von gasförmige oder flüssige Medien führende Rohre handelt. In letzterem Fall ist es durchaus denkbar, dem vorgeschlagenen Klemmring einen weiteren an sich bekannten Dichtring aus weicherem Werkstoff vorzulagern, der die erforderliche Pressung über den Klemmring erhält. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dichtring den Schraubenfeder ringquer schnitt mindestens teilweise umschließt, so daß selbst bei höherem Mediumdruck der Dichtring unter dem Einfluß der Federkraft ständig an die Dichtflächen der Rohrenden gepreßt wird und sich somit nicht von diesen abheben,kann.. Vorzugsweise findet dafür ein metallischer Dichtring in Form eines V- oder C-förmig profilierten Blechstreifens Verwendung. Es ist aber auch denkbar, daß der Dichtring aus einem die Schraubenfeder vollständig umgebenden ringförmig gebogenen Rohr besteht. Die hohe Anpassungsfähigkeit des kombinierten Klemm- und Dichtringes geht dabei nicht verloren.

Die in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kombinierte Klemm- und Dichtverbindung hat sich bereits bei Auspuffanlagen von Brennkraftmaschinen bewährt; bei einer solchen Rohrverbindung ist die Klemm- und Dichtverbindung außer thermischen und statischen

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Beanspruchungen zusätzlich auch Schwingungsbeanspruchungen unterworfen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a eine Rohrverbindung mit einem Klemmring Fig. 1 b den Klemmring im unverspannten Zustand Fig. 2 a eine abgedichtete Rohrverbindung mit einem Dichtring

und einem Klemmring ^

Fig. 3 a eine abgedichtete Rohrverbindung mit kombiniertem

Klemm-Dicht-Ring
Fig. 3 b verschiedene kombinierte Klemm-Dicht-Ringquerschnitte

Die in Fig. 1 a dargestellte Rohrverbindung besteht aus einem. Rohrende 1 mit einem angeformten Flansch 2, gegen welchen ein weiterer Flanschring 3 mittels Schrauben 4 verspannbar ist. Muffenartig erstreckt sich ein zweites Rohrende 5j das einen gegenüber dem Rohrende 1 entsprechend kleineren Durchmesser aufweist. Zwischen der äußeren Mantelfläche 6 des Rohres 5 und den beiden Schrägflächen 7» 8 des Flansches 2 und des Flanschringes 3 ist ein ™

doppelkonischer Raum 9 zur Aufnahme des Klemmringes Io gebildet. Letzterer besteht aus einem Schraübenfederring mit eng aneinander liegenden Windungen kreisförmigen Querschnittes, wie in FIg* 1 b bezeichnet. Durch das axiale Verspannen des Klemmringes Io über die beiden Schrägflächen 7, 8 wird über das elastische Verformungsvermögen des Klemmringquerschhittes eine dauerhafte höhe Flächenpressung zwischen Klemmring und Mantelfläche 6 des inneren Rohrendes erzielt und damit eine exakte Reibschlüßverbindung gewährleistet.

Bei der in Fig. Z a gezeigten Verbindung handelt es sich um eine ab-

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gedichtete Klemmverbindung. Die Verbindung unterscheidet sich gegenüber ,der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß in der zwischen den beiden Rohrenden 11» 12 gebildeten, einseitig keilförmigen Nut 13 sowohl ein Dichtring 14 als auch ein erfindungsgemäßer Klemmring vorgesehen sind. Beim Verspannen drückt hierbei der Flanschring 16 auf den Klemmring 15 und dieser auf den Dichtring 14. Fig. 2 b zeigt beide Ringe wiederum im entspannten Zustand. .

_ Die Verbindung nach Fig. 3 a entspricht im wesentlichen derjenigen

nach Fig. 1, jedoch besteht der hier verwendete kombinierte Kiemmund Dicht-Ring 17 aus einer ganz oder teilweise von einem Mantel 18 umgebenen Schraubenfeder 19» die sowohl einen kreisförmigen als auch einen der Nut 2o entsprechenden Querschnitt aufweisen kann. Verschiedene Querschnitte kombinierter Klemm-Dicht-Ringe sind in Fig. 3 b dargestellt. Einmal ist der Schraubenfeder ring 19* teilweise von einem im Querschnitt C-förmigen Mantel umgeben. Bei der mittleren Querschnittsdarstellung ist der im Querschnitt dreieckförmige Schraubenfederung 19" von einem V-förmig profilierten Blechstreifen 181' eingefaßt. Der dritte Ringquer schnitt zeigt eine Schraubenfeder 19 "'in einem ge-

^. sehlosseiieh Rohr 18 Ht.

Claims

l.)Lösbare Verbindung für muffenartig ineinandergefügte Rohrenden mit in einer zwischen den Rohrenden gebildeten keilförmigen Nut axial verspanntem Klemmring, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring eine ringförmige Schraubenfeder (1 ο, 15, 19) ist.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (lo, 15^.9) im unverspannten Zustand einen kreisförmigen Wickelquerschnitt aufweist.
3. Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenfeder (15) ein an sich bekannter Dichtring (14) vorgelagert ist.
4. Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (18) den Schraubenfederringquer schnitt mindestens teilweise umschließt.
5. Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, ■ daß ein C- oder V-förmig profilierter Blechstreifen die Schraubenfeder (19«, 19" ) als Dichtring (18¹, 18" ) umfaßt.

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6. Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (19"') geschlossen von einem Rohr (18'"") umgeben ist.

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Vossieck

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