DE19740144C2

DE19740144C2 - Verbindung eines Metallrohres mit einer Metallhülse, sowie Verfahren zur Herstellung der Verbindung

Info

Publication number: DE19740144C2
Application number: DE19740144A
Authority: DE
Inventors: Andreas Udhoefer
Original assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Current assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2017-09-13
Also published as: AU8421198A; JPH11141758A; EP0902226A1; AR009691A1; BR9803407A; DE19740144A1; AU750404B2; CA2246936A1; CN1214429A; US6619701B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung eines Metallrohres mit einer Metallhülse mit Hilfe einer Preß-Kaltverformung, wobei der Innenmantel der Metallhülse vor der Verpressung mit dem Metallrohr plastisch verformbare Verformungen aufweist, denen sich ein Rohranschlag anschließt, gegen den das zu verbindende Rohr im montierten Zustand anschlägt und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rohrverbindung.

Auf dem Gebiet der Schlauchverbindungen für höhere Drucke ist es bekannt, Doppelhülsen als Verbindungselemente zu verwenden, welche aus einer Außen- und einer mit dieser am Ende ver bundenen Innenhülse bestehen. Die äußere Hülse weist an ihrer Innenwandung umfangsförmig verlaufende zahnförmige Stege auf. Zur Montage mit einem Schlauchende wird das Verbindungselement bis zu seinem Ende auf das Schlauchende geschoben und mit Hilfe eines Montagegerätes der äußere Mantel auf den Schlauch mantel gepreßt. Das Montagegerät besteht aus einem konischen Werkzeug, das aus mehreren Segmenten besteht und in einem Innenkonus axial verschoben wird. Durch die Verpressung des äußeren Mantels dringen die Zähne in die Oberfläche des Schlauches bis auf seine metallische Seele ein. Dadurch wird die Hülse mit dem Schlauch verbunden und gegenüber der Hülse abgedichtet.

Zur stoßförmigen Verbindung von zwei metallischen Rohren ist es aus der EP 0 470 902 A1 bekannt eine Hülse zu verwenden, welche an ihrer Innenwandung Axialrippen aufweist. Die Hülse besteht aus einer Legierung mit Memory-Effekt bezüglich ihrer Form. Zur Verbindung von zwei Rohren wird die Hülse über die Rohrenden geführt und durch Wärmebehandlung der Memory-Effekt ausgelöst, wodurch die Hülse auf die Rohrenden aufschrumpft und so eine dichte Verbindung herstellt.

Aus der nachveröffentlichten Anmeldung mit älterem Zeitrang EP 0 797 037 A2 wird das Verbindungsstück radial in solcher Weise plastisch verformt, daß sich sein Durchmesser gegen das Ende hin zunehmend verringert, so daß die kreisförmigen Rippen, die auf der Innenseite des Befestigungsbereichs angebracht sind, auf das Rohr drücken und es über seinen Umfang lokal so verformen, daß das Rohr fest im Verbindungsstück verankert wird. Damit tragen nicht alle Rippen zur Verankerung bei und der Rohrquerschnitt wird hierbei eingeengt.

Aus der WO 91/14894 geht eine nicht lösbare Verbindung hervor, bei der eine Verbindungshülse mit einem integrierten Verbin dungsanschluß mit einem Rohrende fest verklemmt wird. Eine Lösung der Verbindungshülse ist nur durch Zerstörung derselben möglich.

Aus der DE 295 04 502 U1 ist ein verpreßbarer Fitting zu entnehmen, mit dessen Hilfe sich zwar sehr schnell eine Preß- Rohrverbindung herstellen läßt, aber auch hier ist eine Lösung der Verbindung nicht mehr möglich.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Rohrverbindung mittels einer Preß-Kaltverformung herzu stellen, welche eine formschlüssige Verbindung darstellt, eine hohe Dichtigkeit und hohe Druckfestigkeit aufweist und durch die Verbindungsmöglichkeit mit allen gängigen Rohranschlußver bindungen vielfältige Anschlußmöglichkeiten bei preiswerter Herstellung bietet. Die Montage soll sich leicht und schnell mit der Möglichkeit einer flexiblen Verlegung durchführen lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der eingangs genannten Verbindung eines Metallrohres mit einer Metallhülse darin, daß die Metallhülse zur Herstellung einer Rohrschraubverbindung an ihrem Ende eine frei drehbare, eine Elastomerdichtung aufweisende Anschlußverschraubung aufweist.

Mit Hilfe einer Preß-Kaltverformung unter einem entsprechenden Druck durch ein Montagewerkzeug pressen sich die Verformungen in den Mantel des zu verbindenden Rohres ein und stellen so eine dichte Verbindung zwischen Rohrmantel und Hülse her.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Verformungen des Innenmantels als zueinander parallel angeordnete und um die Achse der Hülse verlaufende Rippen ausgebildet. Durch die Ausübung des Anpreßdruckes verformen sich die Rippen und der Rohrmantel und bilden eine metallische Verbindung. Zwischen den Rippen verbleiben hermetisch geschlossene Dichtungsräume, wodurch eine druckfeste und druckdichte Verbindung von mehre ren in Richtung der Rohrachse hintereinanderliegenden metal lischen Dichtungen entsteht.

Die Verformungen und/oder Axialrippen weisen in einer vor teilhaften Abwandlung der Erfindung untereinander einen unter schiedlichen Abstand auf, so daß auch unterschiedlich große hermetisch dichte und hintereinanderliegende Räume entstehen.

Besonders vorteilhaft ist es, in der Innenwandung der Hülse eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Dichtungsringes vorzusehen, welcher zur Unterstützung der metallischen Dichtungen und zur Erhöhung der Leckagesicherheit eingesetzt wird. Eine solche Ausnehmung ist zweckmäßiger Weise vor der ersten Rippe der Hülse im Bereich des Rohranschlags vorgesehen, so daß die Druckfestigkeit weiter verbessert wird. Als Dichtungselement eignet sich besonders ein Elastomerring.

In einer weiteren Abwandlung der Erfindung weisen die Ver formungen und Rippen vor der Montage unterschiedliche Höhen auf, die sich bei einer Preß-Kaltverformung in den Mantel des Rohres zu unterschiedlichen Zeiten einpressen und sich dabei auch selbst verformen, so daß eine formschlüssige Verbindung entsteht. Bei einer solchen Ausführungsform wird für den Preßvorgang eine stetig zunehmende Kraft benötigt, da eine zunehmende Anzahl Rippen oder Verformungen in den Preßbereich gelangen. Erst wenn alle Verformungen oder Rippen dem Preßvor gang unterworfen sind, nimmt der Kraftanstieg steil zu, so daß dadurch das Ende der Montage angezeigt wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Hülse einen konisch verlaufenden Eingangsbereich auf, dem sich eine Anzahl Verformungen und/oder Rippen anschließen. Hierdurch wird die Montage beim Einführen des Rohres in die Hülse verbessert. Wesentlich ist es jedoch, daß Schwingungen, welche vom Rohr übertragen werden, durch den konisch verlaufenden Eingangs bereich wesentlich gedämpft werden.

Die Verformung des Innenmantels der Hülse ist in einer weite ren Ausführungsform als eine konvexe Wölbung ausgebildet, so daß nach der Verpressung eine reibschlüssige Verbindung ent steht. Zur Erhöhung des Reibwertes ist die Fläche der konvexen Wölbung in an sich bekannter Weise aufgerauht.

Zur weiteren Erhöhung des Reibwertes ist die Fläche der kon vexen Wölbung mit einem mikroverkapselten Kleber beschichtet. In Abwandlung hierzu kann auch die Innenfläche der Hülse mit einem harten und körnigen Granulat beschichtet werden.

Grundsätzlich läßt sich die Verbindung nach der Erfindung mit allen auf dem Markt befindlichen Rohrverschraubungssystemen kombinieren.

Die mit dem Rohrende zu verbindende Metallhülse wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung der Rohrverbindung auf das Rohrende bis zu ihrem Anschlag geschoben und sodann einem Preßdruck ausgesetzt, derart, daß die Verformungen und/oder Rippen der Hülse sich und den Rohrmantel plastisch verformen. Hierzu können Schlauchpressen verwendet werden, wie sie an sich auf dem Markt erhältlich sind, jedoch sind deren Arbeitsdrucke entsprechend zu verstärken oder es sind spezielle Werkzeugein sätze zu verwenden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1

a) eine Hülse mit einer Anschlußverschrau bung und einem in der Hülse befindlichen Rohrende in Seitenansicht und Teilschnitt und
b) Fig. 1a im montierten Zustand in ent sprechender Darstellung ohne Anschlußver schraubung;

Fig. 2 eine Ausführungsform nach Fig. 1a mit zusätzlicher Ringdichtung;

Fig. 3

a) eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1a mit dicht angeordneten Rippen im zusammengesteckten Zustand;
b) die Ausführungsform nach Fig. 3a in mon tierter Form nach dem Preßvorgang;

Fig. 4

a) eine weitere Ausführungsform mit einer konisch ausgebildeten Öffnung der Hülse im zusammengesteckten Zustand;
b) die Ausführungsform nach Fig. 4a in mon tierter Form nach dem Preßvorgang;

Fig. 5

a) ein noch anderes Ausführungsbeispiel mit einer konvex geformten Innenseite der Hülse im zusammengesteckten Zustand, und
b) Fig. 5a im montierten Zustand.

Die Fig. 1a zeigt eine Hülse 1 mit einer frei drehbaren Anschlußverschraubung 2 und einem in der Hülse befindlichen Rohrende 3 in Seitenansicht und im Teilschnitt. Das Rohrende 3 ist bis an den Anschlag 4 in der Metallhülse 5 geführt. Die Anschlußverschraubung 2 besteht aus einer Überwurfmutter, welche die Metallhülse 5 über einen Sprengring 6 erfaßt, so daß sie frei drehbar ist. Das Innengewinde 7 der Überwurfmut ter wird mit einem nicht näher dargestellten Außengewinde eines Verbindungselements verbunden, wobei ein O-Ring 8 an der Innenwandung des Verbindungselements zur Anlage kommt. Die Metallhülse 5 weist in dem Bereich, der sich über das Rohrende 3 erstreckt, Rippen 9 auf.

Die Fig. 1b zeigt die Rohrverbindung nach der Kalt-Preßver formung. Die Rippen 9 wurden hierbei derart plastisch ver formt, daß auch eine geringe innere Rohrverformung stattfand, wie durch die Bezugsziffer 10 angedeutet ist. Durch den. Preß vorgang sind die zwischen den Rippen 9 befindlichen Räume her metisch abgedichtet.

Die Fig. 2 zeigt, ähnlich wie Fig. 1b, eine Metallhülse 5, verbunden mit einem Rohrende 3 nach einer Preß-Kaltverformung. Bei dieser Ausführungsform befindet sich in der Metallhülse 5 eine Nut 11 zur Aufnahme einer Elastomerdichtung 12.

Die Fig. 3a zeigt eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1a mit dicht angeordneten Rippen 13 im zusammengesteck ten Zustand. Die Form der einzelnen Rippen 13 verläuft konisch zum Rohrmantel. Durch die Vielzahl der Rippen 13 ergibt sich eine durchgehende Verformung 14 des inneren Rohrendes 3, wie in der Fig. 3b dargestellt ist und keine Wellenform wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1b und 2. Dies wirkt sich günstig auf den Strömungswiderstand des Rohres aus.

Die Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer konisch ausgebildeten Öffnung 15 der Hülse 5 im zusammengesteckten Zustand und in Fig. 4b nach der Preß- Kaltverformung. Hierbei bildet sich eine Verformung der Innenwandung des Rohrendes aus, welche eine leichte Steigung 16 aufweist.

Der konisch verlaufende Eingangsbereich der Metallhülse 5 im Vormontagezustand bewirkt, daß die Montage beim Einführen des Rohres in die Hülse verbessert wird. Nach dem Preß-Kaltverfor mungsprozeß bewirkt die Steigung 16 der Innenwandung der Metallhülse 5, daß Schwingungen, welche vom Rohr übertragen werden, durch den konisch verlaufenden Eingangsbereich wesent lich gedämpft werden.

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine konvex geformte Innenwandung der Metallhülse 5 vor der Preß-Kaltverformung. Nach dem Kalt verformungsvorgang preßt sich die Metallhülse an den Rohrman tel und bewirkt eine konvex gewölbte Innenform des Rohres.

Mit der Erfindung wird eine Rohranschlußverbindung geschaffen, welche sich leicht herstellen läßt, sicher und dicht für höchste Drucke ist und damit hohen Anforderungen genügt.

Claims

1. Rohrverbindung eines Metallrohres mit einer Metallhülse mit Hilfe einer Preß-Kaltverformung, wobei der Innenmantel der Metallhülse vor der Verpressung mit dem Metallrohr plas tisch verformbare Verformungen aufweist, denen sich ein Rohranschlag anschließt, gegen den das zu verbindende Rohr im montierten Zustand anschlägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse zur Herstellung einer Rohrschraubver bindung an ihrem Ende eine frei drehbare, eine Elastomer dichtung aufweisende Anschlußverschraubung aufweist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen des Innenmantels der Metallhülse (5) als um die Achse der Hülse verlaufende Rippen (9) ausgebildet sind.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (9) auf dem Innenmantel der Metallhülse (5) unter einander einen unterschiedlichen Abstand aufweisen.

4. Verbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Hülse eine Ausneh mung (11) zur Aufnahme eines Dichtungselements (12) auf weist.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (11) zur Aufnahme eines Dichtungselements (12) vor der ersten Rippe auf der Innenwandung der Hülse (5) im Bereich des Rohranschlags (4) angeordnet ist.

6. Verbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (12) als Elastomerring ausgebildet ist.

7. Verbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen oder Rippen (9) vor der Verpressung unterschiedliche Höhen aufweisen, welche sich bei einer Kaltverformung in den Mantel des Rohres (3) einpressen, so daß eine formschlüssige Verbindung entsteht.

8. Verbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) einen konisch verlaufen den Eingangsbereich (15) aufweist, dem sich eine Anzahl Verformungen und/oder Rippen (9, 13) anschließen.

9. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Innenmantels der Hülse (5) eine konvexe Wölbung (14) aufweist, so daß nach der Verpressung eine reibschlüssige Verbindung entsteht.

10. Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Reibwertes die Fläche der konvexen Wölbung (17) aufgerauht ist.

11. Verbindung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Reibwertes die Innen fläche der Hülse (5) mit einem mikroverkapselten Kleber oder einem harten und körnigen Granulat beschichtet ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung nach den An sprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Rohrende zu verbindende Metallhülse bis zu ihrem An schlag auf das Rohrende geschoben und mit Hilfe eines Werk zeugs einem gleichmäßigem Preßdruck ausgesetzt wird, der art, daß die Verformungen und Rippen der Hülse sich und den Rohrmantel plastisch verformen.