DE2216058B2 - Schraubverbindung für Rohre - Google Patents

Description

des Ringes wird eine axial wirkende Vorspannung des Ringes erzielt, d. h., dieser praßt sich im wesentlichen nur um den Bereich seines körperseitigen und mutterseitigen Endes auf dicRohroberfläche, während er sich im dazwischenliegenden Bereich elastisch aufwölbt. Eine Begrenzung, die gewährleistet, daß die Verformung im elastischen Bereich bleibt, ist im wesentlichen dadurch gegeben, daß die zweite Kegelfläche des Ringes, die einen geringeren (kleineren) Kegelwinkel besitzt als die erste Kegelfläche, deren Kegelwinkel dem der Bohrung im Körper entspricht, an dei Kegelfläche der Bohrung des Körpers durch die elastische Aufwölbung zur Anlage kommt.

Nur die erste Kegelfläche unterliegt aber der vollen Flächenpressung, die höher als bei der bekannten ist und daher einen größeren DichleSekt herbeiführt, gleichzeitig aber infolge ihrer Längenbemessung und infolge der anschließenden Kegelfläche eine Entlastung des Körpers an seinem öffnungsende, also in seinem schwächsten Bereich bewirkt und damit ein Aufweiten verhindert.

Die Vorspannung des Ringes bewirkt aber, daß eine hohe Flächenpressung und damit wirksame Dichtung zwischen Körper und Ring einerseits und eine gute Verklammerung zwischen Ring und Rohr andererseits auch beim Auftreten von Schwingungen gewährleistet ist.

Die unterschiedliche Bemessung der Kegelwinkel des Ringes (asymmetrische Bauart) in Verbindung mit der Ringkante in der Mutter gewährleistet, daß das auf Grund des mutterseitig größeren Kegelwinkels des Ringes günstige Verhältnis zwischen Anzug der Schraubverbindung und des an der Mutter aufzubringenden Drehmoment, was eine Montagehilfe darstellen soll, nicht auf Kosten einer guten Verklammerung zwischen Rohr und Ring erfolgt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daii der Ring im Bereich zwischen den einander entgegengerichtet verlaufenden Außenkegeln auf seiner der Mutter zugewendeten Seite eine Anschlagfläche aufweist, die bei Erreichen eines bestimmten Anzuges an einer Anschlagfläche der Mutter anliegt.

Die Anschlngfläche bewirkt, daß insbesondere bei Wiederholungsmontagen eine wirksame Begrenzung des Anzuges gewährleistet ist und ein Flachwalzen des Ringes durch die Mutter vermieden wird.

Ferner hat sich gezeigt, daß eine schwingungsfeste Verbindung und die dazu erforderliche gute elastische Verformung des Ringes dann erreicht wird, wenn die auf die Achse des Ringes projizierte Länge der dem Körper zugewandten Kegelflächen größer ist als die auf die Achse des Ringes projizierte Länge des der Mutter zugeordneten Außenkegels des Ringes.

Besonders günstige Verhältnisse für den Verlauf des Anzugsmomentes an der Mutter, die Abdichtung und die Verklammerung ergeben sich dann, wenn für den Ring gewährleistet ist, daß der Kegelwinkel der ersten Kegelfläche etwa 24° und der Kegelwinkel der daran anschließenden zweiten Kegelfläche etwa 16 bis 18° beträgt, während der Kegelwinkel des der Mutter zuordneten Außenkegels des Ringes etwa 32 bis 34° und der Kegelwinkel des ersten kegeligen BohrungsteÜes der Mutter etwa 40° und der Kegelwinkel des an den ersten anschließenden zweiten kegeligen Bohrungsteiles etwa 20° beträgt.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß der Klemmring in seiner Bohrung wie an sich bekannt mit ringförmigen Rillen versehen ist. Die Ringrillen sorgen für eine gute Verklammerung zwischen Rohr und Klemmring.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubverbindung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Schraubverbindung im zusammengebauten Zustand — halb Schnitt, halb Ansicht —

ίο und

F i g. 2 die Einzelteile zur Schraubverbindung gemäß Fig. 1.

Die Schraubverbindung besteht im wesentlichen aus dem Körper 1, der auf den Körper 1 aufschraubbaren Mutter2 und dem zwischen Körperl und Mutter 2 aufgenommenen Klemmring 3. Die Mutter 2 und der Klemmring 3 sind über ein Rohr 16 geschoben, das beim Montagevorgang durch Ring 3 festgeklemmt wird.

Der Klemmring 3 hat im wesentlichen drei Aufgaben zu erfüllen, und zwar soll er das Rohr 16 halten, eine Abdichtung gegenüber dem Rohr 16 und eine Abdichtung gegenüber dem Körper 1 gewährleisten.
Der Körperl weist einen mittleren mit einem Sechskanl versehenen Teil 19 und beidseitig davon einen mit Außengewinde versehenen Teil 20 auf. Der Einfachheit halber wird nur eine Verschraubungshälfte beschrieben.

In seinem Öffnungsbereich ist der Körper 1 mit

3i einer kegeligen Bohrung 11, die sich zum Innern, also zum mittleren Teil 19 des Körpers 1 hin verjüngt, versehen. Der Kegelwinkel λ beträgt etwa 24°. An die kegelige Bohrung 11 schließt sich ein zylindrischer Bohrungsteil 18 an, dessen Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Rohres 16 ist. An diesen Bohrungsteil 18 schließt sich dann ein weiterer zylindrischer Bohrungsteil 17 an, dessen Durchmesser jedoch kleiner ist als der des ersten Bohrungsteiles 18.

Der Klemmring 3 besitzt eine Bohrung 4, in der das zu haltende Rohr 16 aufgenommen wird.

Die Bohrung 4 weist Ringrillen auf, die sich aus fertigungstechnischen Gründen über die gesamte Länge der Bohrung erstrecken, obwohl für die Verbindung mit dem Rohr 16 nur die Endbereiche mit Rillen versehen zu sein brauchten.

Die Außenfläche des Klemmringes 3 weist in ihrem dem Körperl zugeordneten Bei eich eine erste Kegelfläche5 auf, deren Kegelwinkel/? gleich dem Kegelwinkel ,·*, also etwa 24°, der kegeligen Bohrung 11 de^ Körpers 1 ist, jedoch ist die axiale Länge Z₁ der ersten Kegelfläche 5 des Klemmringes 3 kleiner als die axiale Länge/₂ der kegeligen Bohrung 11 des Körpers 1.

An die erste Kegelfläche 5 schließt sich eine gleichgerichtet zur ersten Kegelfläche 5 und zur kegeligen Bohrung 11 verlaufende zweite Kegelfläche 7 an, deren Kegelwinkel γ jedoch kleiner ist als der Kegelwinkel/? der ersten Kegelfläche 5. Der Kegelwin-

kely beträgt etwa 16 bis 18°.

Die zwischen den beiden Kegelflächen 5 und 7 entstehende Kante ibt mit 6 bezeichnet.

Entgegengerichtet m dfcn Kegelflächen 5 und 7 verläuft eine Kegelfläche 10, die der Mutter 2 zugeordnet ist. Der Kegelwinkel ε dieser Kegelfläche 10 beträgt etwa 32 bis 34°. Die auf die Achse des Klemmringes projizierte Länge /^ der Kegelflächen 5 und 7 ist größer als die auf die Achse projizterte

Länge/, der Kegelfläche 10, gemessen vom Schnitt- mcrung zwischen Klemmring3 und Rohr (im Bepunkt der Mantellinien der Kegelflächen7 und 10. reicha) durch eine kurze Länge/, und einen kleinen Zwischen den einander entgegengerichtet verlaufen- Kegelwinkel β des Klemmringes erreicht. Der kleine den Kegelflächen 7 und 10 befindet sich auf dem Kegelwinkel ft in Verbindung mit der kurzen Kegel-Umfang des Klemmringes 3 ein Vorsprung 8, dessen 5 länge /, führt zu einer örtlich hohen Flächenpressung Kante 9 als Anschlagfläche für die Mutter 2 dient. zwischen Rohr 16 und Klemmring 3 im Bereich a ei-Die Mutter 2 weist einen mit Gewinde versehenen nerseits und der Kegelfläche S des Klemmringes 3 Bohrungsteil 21 auf, mit dem sie auf das zum Kör- und der Bohrung 11 des Körpers 1 andererseits, per 1 gehörende Außengewinde 20 aufgeschraubt Infolge der unterschiedlichen Kegelwinkel β und e werden kann. Auf den Bohrungsteil 21 folgt ein Frei- io der entgegengesetzt verlaufenden Kegelflächen 5 und stich, der durch eine Anschlagfläche 15 begrenzt 10 des Klemmringes wird ein gutes Verhältnis zwiwird, die mit der Anschlagfläche 9 des Klemmrin- sehen Verklammerung und dem an der Mutter 2 aufges 3 zusammenarbeitet. zubringenden Drehmoment erzielt, das dem Monteur Ferner weist die Mutter 2 einen ersten kegeligen anzeigt, daß eine wirksame Verbindung hergestellt ist Bohrungsteil 12 auf, dessen Mantel gleichgerichtet 15 und darüber hinaus vor allem eine gute Verklammezur Kegelfläche 10 des Klemmringes 3 verläuft, des- rung zwischen Rohr 16 und Klemmring 3 im Bereich sen Kegelwinkel γ aber größer ist als der Kegelwin- des Körpers 1. Ferner ist in Verbindung mit der kel t der Kegelfläche 10 des Klemmringes 3. Der Wahl der Kegelwinkel des Klemmringes 3 die Län-Kegelwinkel y beträgt etwa 40°. genbemessung der zugehörigen Kegelfläche für die An den ersten kegeligen Bohrungsteil 12 der Mut- ao elastische Aufwölbung des Klemmringes von Wichr 2 schließt sich ein zweiter gleichgerichtet zum tigkeit Die dadurch erreichbare Vorspannung ist ein

An gg g

ter 2 schließt sich ein zweiter gleichgerichtet zum Bohrungsteil 12 verlaufender kegeliger Bohrungsteil 14 an, dessen Kegelwinkel d kleiner ist als der Kegelwinkel ε der zum Klemmring 3 gehörenden Kegelfläche 10. Der Kegelwinkel δ beträgt etwa 20°. Die im Schnitt zwischen den beiden kegeligen Bohrungsteilen 12 und 14 der Mutter 2 vorhandene Knickkante ist mit 13 bezeichnet. Der kegeligen Bohrung 14 schließt sich der zylindrische Teil 22 an, dessen öß i l d Aßdh

tigkeit. Die dadurch erreichbare Vorspannung ist ein wesentliches Kriterium für die Erreichung einer dichten Rohrhalterung beim Auftreten von Druckstößen und Axialschwingungen.

Da aber der größere Kegelwinkel ε der der Mutter 2 zugerrdneten Kegelfläche 10 des Klemmringes 3 einen beim radialen Eindringen der Ringrillen in das Rohr größeren Widerstand entgegensetzt, ist die Mutter mit gleichgerichtet verlaufenden, aber un-

Durchmesser etwas größer ist als der Außendurch- 30 terschiedlichen Kegelwinkeln (y und <J) aufweisenden messer des Rohres 16. Bohrungsteilen versehen, wodurch eine Ringkante 13

Die Funktion der Verschraubung ist wie folgt:

Beim Anziehen der Mutter 2 wird der Klemmring 3 mit seinen Ringrillen in den Bereichen α und b
radial in das Rohr 16 eingedrückt. 35 Bereich b in das Rohr 16.

Das Anziehen der Mutter 2 bewirkt ferner, daß der Das Zusammenwirken der Anschlagfläche 9 des

Klemmring sich im Bereich zwischen den Endbereichen α und b elastisch aufwölbt, und zwar bis die Kegelfläche 7 des Klemmringes 3 in der kegeligen Bohrung 11 des Körpers 1 zur Anlage kommt. 40 Einschnürung des Rohres 16 bei Wiederholungsmon-

Im Bereich des Körpers 1 wird eine gute Verklam- tagen führt.

entsteht. Die Ringkante 13 bewirkt eine sehr hohe örtliche Flächenpressung und infolge der Drehbewegung der Mutter 2 ein Einwalzen der Ringrillen im

erkn der Anschlagfläch
Vorsprungs 8 mit der Anschlagfläche 15 der Mutter dient zur Gewährleistung, daß die Ringkante 13 nicht zu einem Überanzug und eventuell zu einer Eihü d Rh 16 bi Widhl

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2

5. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da-

. durch gekennzeichnet, daß der Klemmring (3),

Patentansprüche: _wj_{e an s}^ bekannt, in seiner Bohrung mit ringförmigen Rillen versehen ist.
t. Schraubverbindung für das abdichtende s

Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbin-

dungsteil oder mit einem Einschraubteil, bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Körper,

der eine sich kegelig zum Innern des Körpers hin Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, io das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem einer auf den Körper auf- oder in diesen ein- Rohrverbindungsteil oder mit einem Einschraubteil, schraubbaren Mutter, die eine kegelige von dem bestehend aus einem mit Gewinde versehenen Kör-Körper weg diskontinuierlich verjüngende Boh- per, der eine sich kegelig zum Innern des Körpers rung aufweist, die in eine zylindrische Bohrung hir kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, übergeht, deren Durchmesser größer ist als der 15 einer auf den Körper auf- oder in diesen einschraub-Außendurchmesser des Rohres, und aus einem baren Mutter, die eine kegelige von dem Körper weg zwischen Körper und Mutter aufgenommenen, diskontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, die über das Rohr schiebbaren Klemmring, der auf in eine zylindrische Bohrung übergeht, deren Durchseiner Außenfläche an beiden Enden zu den ke- messer größer ist als der Außendurchmesser des gengen Bohrungen von Mutter und Körper ao Rohres, und aus einem zwischen Körper und Mutter gleichgerichtet verlaufende Außenkegel aufweist aufgenommenen, über das Rohr schiebbaren Kiemmund die kegelige Bohrung der Mutter zum Körper ring, der auf seiner Außenfläche an beiden Enden zu hin einen ersten kegeligen Bohrungsteil aufweist, den kegeligen Bohrungen von Mutter und Körper dessen Kegelwinkel größer ist und einen an den gleichgerichtet verlaufende Außenkegel aufweist und ersten Bohrungsteil anschließenden zweiten kege- 25 die kegelige Bohrung der Mutter zum Körper hin ligen Bohrungsteil aufweist, dessen Kegelwinkel einen ersten kegeligen Bohrungsteil aufweist, dessen kleiner ist als der Kegelwinkel des zugeordneten Kegelwinkei größer ist und einen an den ersten Boh-Außenkegels des Ringes, dadurch gekenn- rungsteil anschließenden zweiten kegeligen Bohzeichnet, daß der dem Körper (1) zugeord- rungsteil aufweist, dessen Kegelwinkei kleiner ist als nete AußenkegeL des Ringes (3) eine erste Kegel- 30 der Kegelwinkei des zugeordneten Außenkegeis des fläche (5), die einen der kegeligen Bohrung (11) Ringes.

des Körpers (1) entsprechenden Kegelwinkei Bei dieser Art von Schraubverbindung (DT-Gbm

(it = β) besitzt, und eine daran anschließende 1797 615 und DT-PS 1179 062) ist von Nachteil,

zweite Kegelfläche (7) aufweist, deren Kegelwin- daß bei symmetrischer Ausbildung des Klemmringes

kel (y) kleiner ist als der der ersten Kegelfläche 35 die Gefahr des Einschnürens besteht und im übrigen

(/?), wobei die Länge (I₁) der ersten Kegelfläche eine gleichmäßig verteilt wirksame Rohrhalterung im

(5) geringer ist als die Länge (I₂) der kegeligen Bereich des Körpers und der Mutter nicht vorhanden

Bohrung (11) des Körpers (1) und daß die beiden ist.

körperseitigen Kegelflächen (5 und 7) kleinere Darüber hinaus besteht die Gefahr des Überanzu-

Kegelwinkel aufweisen als der mutterseitige 40 ges, d. h., es besteht die Gefahr, daß die Mutter ins-

Außenkegel (10) des Ringes (3). besondere bei Wiederhoiungsmontagen den Ring über-

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- fährt bzw. besser gesagt, diesen in das Rohr einwalzt, durch gekennzeichnet, daß der Ring (3) im Be- Auch ist die Rohrhalterung insbesondere beim Aufreich zwischen den einander entgegengerichtet treten von Axialschwingungen nicht optimal,
verlaufenden Außenkegeln auf seiner der Mutter 45 Aufgabe der Erfindung ist es, die Schraubverbin-(2) zugewendeten Seite eine Anschlagfläche (9) dung so auszubilden, daß bei Auftreten von Schwinaufweist, die bei Erreichen eines bestimmten An- gungen eine wirksame Rohrhalterung und ein hoher zuges an einer Anschlagfläche (15) der Mutter Dichteffekt erzielt weiden. Ferner soll erreicht wer-(2) anliegt. den, daß mit steigendem Anzug ein Anwachsen des

3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- 50 aufzubringenden Drehmomentes dem Monteuer andurch gekennzeichnet, daß die auf die Achse des zeigt, daß eine wirksame Verbindung ohne Einschnü-Ringes (3) projizierte Länge (Z₃) der dem Körper rung des Rohres erreicht ist.

(1) zugewandten Kegelflächen (5 und 7) größer Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß dadurch ge-

ist als die auf die Achse des Ringes (3) projitierte löst, daß der dem Körper zugeordnete Außenkegel

Länge (Z₄) des der Mutter (2) zugeordneten 55 des Ringes eine erste Kegelflächc, die einen der kege-

Außenkegels (10) des Ringes (3). ligen Bohrung des Körpers entsprechenden Kegel-

4. Schraubverbindung nach Anspruch 1, da- winkel besitzt, und eine daran anschließende zweite durch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (λ) Kegclfläche aufweist, deren Kegelwinkel kleiner ist der ersten Kegelfläche (5) etwa 24° und der Ke- als der der ersten Kegelfläche, wobei die Länge der gelwinkel (ß) der daran anschließenden zweiten 60 ersten Kegelfläche geringer ist als die Länge der ke-Kegelfläche (7) etwa 16 bis 18° beträgt, während geligen Bohrung des Körpers und daß die beiden körder Kegelwinkel (ε) des der Mutter (2) zugeord- perseitigen Kegelflächen kleinere Kegelwinkei aul rieten Außenkegeis (10) des Ringes (3) etwa 32 weisen als der mutterseitige Außenkegel des Ringes, bis 34° und der Kegelwinkel (γ) des ersten kege- Durch die Wahl der unterschiedlichen Kegelwinkel ligen Bohrungsteiles (12) der Mutter (2) etwa «s im Bereich von Mutter und Körper in Verbindung 40° und der Kegelwinkel (6) des an den ersten mit der im Bereich der kegeligen Bohrung der Mutter anschließenden zweiten kegeligen Bohrungsteiles vorhandenen Ringkante und vor allem durch die be* (14) etwa 20° beträgt. sondere Ausbildung des körperseitigen Außenkegels