DE2405231C2 - Connector for two fluid lines - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück für zwei Strömungsmittelleitungen der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben und aus der DK-PS 1 13 815 bekannten Art.The invention relates to a connector for two fluid lines in the preamble of Claim 1 indicated and known from DK-PS 1 13 815.

Derartige Verbindungsstücke finden in Hydraulikleitungen Anwendung, die an beweglichen Schwenkarmen, Stangen, Gelenkstücken u.dgl. von Arbeitsgeräten vorgesehen sind. Hierbei ist von Bedeutung, daß das Verbindungsstück gegenseitige Verschiebungs- und Drehbewegungen ermöglicht, damit die Beanspruchung der Leitungen und deren Befestigungen begrenzt wird. Es ist deshalb erforderlich, daß bei derartigen Verbindungsstücken der Innenteil — wenn auch begrenzt — Verschiebebewegungen in axialer Richtung und Drehbewegungen um die zentrale Achse zuläßt.Such connectors are used in hydraulic lines that are attached to movable swivel arms, Rods, articulated pieces and the like are provided by implements. It is important that the The connecting piece enables mutual displacement and rotation movements, so that the stress the lines and their fastenings is limited. It is therefore necessary that in such Connecting pieces of the inner part - albeit limited - displacement movements in the axial direction and allows rotation about the central axis.

Die Leitungen sind zwar für hohe Drücke bis 300 kp/cm² ausgelegt, doch zeigen die bekannten Verbindungsstücke bei derartigen Drücken den Nachteil, daß die Gelenkigkeit besonders im oberen Druckbereich erheblich abnimmt, was große Torsionsund Zugbeanspruchungen u. a. in den Befestigungen der Hydraulikleitungen an dem Verbindungsstück verursacht. Es hat sich auch als problematisch erwiesen, dauerhaft eine einwandfreie Abdichtung zwischen den Teilen zu erreichen, so daß die bekannten Verbindungsstücke vorzeitig zu Leckagen führten. Bei dem bekannten Verbindungsstück (DK-PS 1 13 815, Fig. 2) ist zwar der ersten zwischen dem Flansch und dem Bund der Muffe angeordneten Dichtung eine zweite Dichtung nachgeschaltet, die unter größerem Abstand von der ersten Dichtung in einer Ausnehmung des Innenrohrs angeordnet ist, doch sind bei dem bekannten Verbindungsstück beide Dichtungen derart ausgelegt, daß sie beim Drehen oder Verschieben des Innenrohrs gegenüber der Muffe von den Gegenflächen abgehoben sind. Das hat zur Folge, daß bei einem Druckstoß zunächst keine der beiden Dichtungen voll wirksam ist, so daß ein Austritt von Strömungsmittel nicht vermieden werden kann. Bei einem Arbeitsgerät, wie einem Bagger, bei dem ständig Druckschwankungen in dem Hydrauliksystem auftreten, andererseits jedoch an den Verbindungsstücken Drehbewegungen ausgeglichen werden müssen, lassen sich deshalb Leckagen niciit vermeiden. Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verbindungsstück der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art, Leckagen auch beim Auftreten von erheblichen momentanen Druckstößen innerhalb des Strömungsmittelsystems zu vermeiden, ohne die Drehbarkeit des Verbindungsstücks im gesamten Arbeitsdruckbereich einzuschränken. The lines are designed for high pressures of up to 300 kp / cm ² , but at such pressures the known connectors have the disadvantage that the flexibility, especially in the upper pressure range, is considerably reduced, which causes great torsional and tensile loads, among other things, in the attachments of the hydraulic lines to the connector . It has also proven to be problematic to permanently achieve a perfect seal between the parts, so that the known connecting pieces lead to premature leaks. In the known connector (DK-PS 1 13 815, Fig. 2), the first seal arranged between the flange and the collar of the sleeve is followed by a second seal, which is arranged at a greater distance from the first seal in a recess of the inner tube , but in the known connector both seals are designed in such a way that they are lifted from the mating surfaces when the inner tube is rotated or displaced relative to the sleeve. As a result, in the event of a pressure surge, initially neither of the two seals is fully effective, so that an escape of fluid cannot be avoided. In the case of a working device, such as an excavator, in which pressure fluctuations constantly occur in the hydraulic system, but on the other hand rotary movements must be compensated for at the connecting pieces, leaks can therefore not be avoided. In contrast, it is the object of the present invention, in a connector of the type specified in the preamble of claim 1, to avoid leaks even when significant momentary pressure surges occur within the fluid system, without restricting the rotatability of the connector in the entire working pressure range.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen. To achieve this object, the characterizing features of claim 1 are proposed according to the invention.

Es ist zwar bekannt (US-PS 13 03 714), innerhalb eines Verbindungsstücks das axiale Spiel des drehbaren Innenrohrs gegenüber der Außenmuffe durch ein Federorgan zu reduzieren, doch ist bei dem bekannten Verbindungsstück eine Schraubendruckfeder zwischen die Stirnfläche des Innenrohrs und die gegenüberliegende Fläche einer Anschlußverschraubung der Außenmuffe gespannt, die das Spiel im Bereich der ersten Dichtung — sofern eine solche vorgesehen ist — reduziert. Bei dem bekannten Verbindungsstück ist die Drehbarkeit des Innenrohrs gegenüber der Muffe nicht nur durch die Schraubenfeder selbst erheblich eingeschränkt, sondern auch durch den vermehrten Dichtungskontakt im Bereich der ersten Dichtung. Durch Drehen des Innenrohrs gegenüber der Muffe verändert sich auch die Federcharakteristik und damit der Dichtungsdruck. Die Schraubenfeder hat einen erheblichen Platzbedarf und ist von dem Hydrauliköl umspült, so daß sich im Bereich des Verbindungsstücks Ablagerungen von mit dem Strömungsmittel mitgeführten Verunreinigungen ergeben können.Although it is known (US-PS 13 03 714), the axial play of the rotatable within a connector To reduce the inner pipe compared to the outer sleeve by a spring member, but is with the known Connecting piece a helical compression spring between the end face of the inner tube and the opposite one Area of a screw connection of the outer sleeve stretched, which has the game in the area of the first Seal - if one is provided - reduced. In the known connector is the The rotatability of the inner tube in relation to the socket is not only significantly restricted by the helical spring itself, but also through the increased seal contact in the area of the first seal. By Turning the inner tube in relation to the sleeve also changes the spring characteristics and thus the Seal pressure. The coil spring takes up a considerable amount of space and is surrounded by the hydraulic oil, so that deposits of the fluid carried along with the fluid are in the area of the connecting piece Can result in impurities.

Demgegenüber wird durch das erfindungsgemäße Verbindungsstück der Vorteil erreicht, daß im Gesamtbereich die gewünschte Drehbarkeit zwischen dem Innenrohr und der Muffe und damit den Anschlußleitungen erhalten bleibt, gleichzeitig jedoch sichergestellt ist, daß beim Auftreten erheblicher momentaner Druckstöße innerhalb des Strömungsmittelsystems sich keine Leckagen ergeben. Passiert ein Druckstoß die erste Dichtung aufgrund des an dieser vorhandenen Spiels,In contrast, the connector according to the invention has the advantage that in the total area the desired rotatability between the inner pipe and the sleeve and thus the connecting lines is maintained, but at the same time it is ensured that when significant momentary pressure surges occur there are no leaks within the fluid system. If a pressure surge happens the first Seal due to the play existing in this,

wird er von der zweiten Dichtung sicher abgefangen, die jedoch aufgrund des Federorgans gleichzeitig etwas zurückweichen kann. In dieser Phase legt sich der Flansch des Innenrohrs gegen die erste Dichtung und schafft dort einen einwandfreien Dicht'ingskontakt. Dadurch wird ermöglicht, daß das Federorgan die zweite Dichtung in ihrer Ausgangsstell· ing unter Anlage an dem Bund der Muffe zurückführen kann.it is safely intercepted by the second seal, but at the same time somewhat due to the spring element can recede. In this phase the flange of the inner tube lies against the first seal and creates a perfect sealing contact there. This makes it possible that the spring member second seal in its initial position below the attachment can lead back to the collar of the sleeve.

Das Verbindungsstück hat einen einfachen Aufbau und relativ wenige Teile.The connector has a simple structure and relatively few parts.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unterarisprüchen unter Schutz gestellt.Advantageous embodiments of the invention are protected in the sub-arrows.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which is based on the following Description is explained in more detail.

Eine äußere Muffe 1 ist an eine nicht gezeigte Hydraulikleitung mittels eines Befestigungsorgans anschließbar, das eine Sechskantmutter 2 und ein Gewindestück 3 aufweist, das in die Muffe 1 eingeschraubt und mittels eines Dichtungsringes 4 abgedichtet ist. Das Befestigungsorgan kann beispielsweise ein ³Λ" Gewinde aufweisen und hat eine zentrale Durchgangsbohrung.An outer sleeve 1 can be connected to a hydraulic line (not shown) by means of a fastening element which has a hexagon nut 2 and a threaded piece 3 which is screwed into the sleeve 1 and sealed by means of a sealing ring 4. The fastening element can, for example, have a ³ "thread and has a central through hole.

Ferner weist das Verbindungsstück ein Innenrohr 5 und ein Befestigungsorgan 6 zum Anschluß an eine nicht dargestellte zweite Leitung auf. Das Befestigungsorgan 6 hat eine Ausnehmung, die der Form des in dieses eingesteckten Innenrohrteils entspricht. Der lnnenrohrteil ist mit einer Ringnut 7 versehen, und das Befestigungsorgan 6 hai eine entsprechende Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes 8, der von außen in das Befestigungsorgan 6 getrieben werden kann. Das Innenrohr 5 und das Befestigungsorgan 6 sind mit miteinander fluchtenden Durchgangsbohrungen versehen, wobei die Abdichtung zwischen diesen beiden Teilen u. a. durch einen konischen oder sphärischen Abschnitt 9 am Ende des Innenrohrs 5 erreicht ist.Furthermore, the connecting piece has an inner tube 5 and a fastening element 6 for connection to a non second line shown. The fastening member 6 has a recess that has the shape of the in this inserted inner pipe part corresponds. The inner tube part is provided with an annular groove 7, and that Fastening member 6 has a corresponding groove for receiving a locking ring 8, which from the outside in the fastening member 6 can be driven. The inner tube 5 and the fastening member 6 are with provided through holes aligned with each other, the seal between these two Share a.o. is reached by a conical or spherical section 9 at the end of the inner tube 5.

An seinem anderen Ende weist das Innenrohr 5 einen Flansch 10 auf, der an seiner Unterseite eine Anlagefläche 11 hat, die mit einer Anschlagfläche 12 innerhalb der Muffe 1 zusammenwirkt. Die Anschlagfläche 12 befindet sich auf der Oberseite eines Bundes 13. Die Anschlagfläche 12 des Bundes 13 ist mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer ersten Dichtung 14 in Form eines Dichtungsringes versehen. Der Bund 13 hat auch eine Führungsbahn 15 für das Innenrohr 5. Die Dichtung 14 besteht aus einem Material von niedrigem Reibungskoeffizienten und hoher Verschleißbarkeit. Das Material kann z. B. aus Polyactal, Polyamid etc. bestehen. Die Dichtung 14 wirkt mit einem Teil der Unterseite des Flansches 10 des Innenrohrs 5 zusammen, wenn das Innenrohr an der Anschlagfläche 12 anliegt. Im entspannten Zustand ragt der Ring der Dichtung 14 etwas über die Anschlagfläche 12 hinaus.At its other end, the inner tube 5 has a flange 10, which has a on its underside Has contact surface 11 which cooperates with a stop surface 12 within the sleeve 1. The stop surface 12 is on top of a federal 13. The stop surface 12 of the federal 13 is with a Provided recess for receiving a first seal 14 in the form of a sealing ring. The federal government has 13 also a guide track 15 for the inner tube 5. The seal 14 is made of a material of low Friction coefficient and high wear resistance. The material can e.g. B. made of polyactal, polyamide, etc. exist. The seal 14 cooperates with part of the underside of the flange 10 of the inner tube 5, when the inner tube is in contact with the stop surface 12. In the relaxed state, the ring protrudes from the Seal 14 slightly beyond the stop surface 12.

An der Unterseite des Bundes 13 liegt eine zweite Dichtung 16 in Form eines Ringes an, der aus Silikonkautschuk, Polyurethan o. dgl. bestehen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die zweite Dichtung 16 einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf.On the underside of the collar 13 is a second seal 16 in the form of a ring, which from Silicone rubber, polyurethane or the like. Can exist. In the illustrated embodiment, the second Seal 16 has a square or rectangular cross-section.

Die zweite Dichtung 16 steht ständig unter der Wirkung einer federnden Anordnung, die aus einem oberen, an der Dichtung 16 anliegenden Metallring 17 und einem an der Muffe 1 :n Längsrichtung fixierten unteren Metallring 18 besteht, zwischen denen Druckfeder-Ringscheiben angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Ringscheiben vorgesehen. Der untere Ring 18 ist an der Muffe 1 mittels eines Sicherungsrings 20 fixiert. Die zweite Dichtung 16 weist eine in ihrer inneren, mit dem oberen Metallring 17 zusammenwirkenden Ecke angebrachten, dritten Dichtungsring 21 auf, der aus einem Material von höherer Verschleißbarkeit als die zweite Dichtung 16 ausgebildet ist und beispielsweise aus Polyacetal oder Polyamid besteht. Jeder der beiden Metallringe 17 und 18 weist einen vorspringenden u, jeweils gegen den anderen gerichteten Anschlag 22 bzw. 23 auf, wobei die Anschläge 22 und 23 den Federweg der Druckfeder-Ringscheiben 19 begrenzen und gegen mechanische Überlastung schützen.The second seal 16 is constantly under the action of a resilient arrangement, which consists of a upper metal ring 17 resting against the seal 16 and one fixed to the sleeve 1: n in the longitudinal direction lower metal ring 18, between which compression spring washers are arranged. In this embodiment, two ring disks are provided. Of the The lower ring 18 is fixed to the sleeve 1 by means of a locking ring 20. The second seal 16 has a third sealing ring fitted in its inner corner cooperating with the upper metal ring 17 21, which is formed from a material that is more wear-resistant than the second seal 16 and consists, for example, of polyacetal or polyamide. Each of the two metal rings 17 and 18 has a protruding u, each against the other directed stop 22 and 23, the Stops 22 and 23 limit the spring travel of the compression spring washers 19 and counteract mechanical Protect overload.

Schwankungen von 0 bis 300 kp/cm² des Drucks in der Hydraulikleitung werden hier vorausgesetzt, wobei der Flansch 10 des Innenrohrs 5 eine von dem Druck des Strömungsmittels beaufschlagte Fläche aufweist, die bei einem Druck von 5 bis 10 kp/cm² normalerweise bewirkt, daß das Innenrohr 5 an der Anschlagfläche 12 und der ersten Dichtung 14 anliegt, so daß die letztere in Betrieb tritt und dadurch eine Fortpflanzung des Druckes bis zur zweiten Dichtung 16 verhindert. Wenn aber das Innenrohr 5 eine Lage einnimmt, in der die erste Dichtung unbeeinflußt ist, und dabei ein Momentandruck auftritt, kann das Innenrohr 5 den DurchgangFluctuations of 0 to 300 kp / cm ^{2 in} the pressure in the hydraulic line are assumed here, the flange 10 of the inner tube 5 having a surface acted upon by the pressure of the fluid, which at a pressure of 5 to 10 kp / cm ² normally causes that the inner tube 5 rests against the stop surface 12 and the first seal 14, so that the latter comes into operation and thereby prevents the pressure from propagating to the second seal 16. If, however, the inner tube 5 assumes a position in which the first seal is unaffected and an instantaneous pressure occurs, the inner tube 5 can open the passage

^J" zur zweiten Dichtung 16 nicht rechtzeitig schließen, so daß sich wenigstens ein Teil des Momentandrucks bis zur zweiten Dichtung 16 fortpflanzt. Ist dabei der Momentandruck hoch, wird die zweite Dichtung 16 in Längsrichtung nachgeben und das Federorgan 19 ^J ″ to the second seal 16 do not close in time, so that at least part of the instantaneous pressure propagates to the second seal 16. If the instantaneous pressure is high, the second seal 16 will yield in the longitudinal direction and the spring member 19

^J~" zusammendrücken. Wenn der Druck sinkt und der Durchgang an der ersten Dichtung 16 wegen Veränderung der Längslage des Innenrohrs 5 wieder geöffnet wird, kann das Federorgan 19 zurückfedern. ^J ~ "compress. When the pressure drops and the passage is opened to the first seal 16 due to change in the longitudinal position of the inner tube 5 again, the spring member can return springs 19.

Durch den gezeigten Aufbau wird eine wirksam? und die Dichtungen schonende Abdichtung, auch beim Auftreten hoher Momentandrücke in dem System erreicht. Außerdem werden die mit den Flächen des Innenrohrs 5 zusammenwirkenden Flächen mittels des Öls des Systems kontinuierlich geschmiert, was eine verminderte Abnutzung und ein leichteres Drehen des Innenrohrs 5 innerhalb der Muffe 1, oder umgekehrt, ermöglicht, und zwar auch in höheren Druckbereichen.The structure shown makes an effective? and the seals gentle sealing, even with Reached occurrence of high instantaneous pressures in the system. In addition, those with the surfaces of the Inner tube 5 cooperating surfaces continuously lubricated by means of the oil of the system, what a reduced wear and easier turning of the inner tube 5 within the socket 1, or vice versa, enabled, even in higher pressure ranges.

Die von dem Federorgan 19 auf die zweite DichtungThe from the spring member 19 to the second seal

16 aufgebrachte Vorspannung liegt im Bereich von 5 bis16 applied bias is in the range of 5 to

75 kp/cm².75 kgf / cm ² .

Der konstruktive Aufbau des Verbindungsstücks ist einfach, zumal es nur wenige und einfache Teile hat. Die Muffe 1 kann also zuerst mit der Dichtung 14 und dem Innenrohr 5 versehen und danach mit dem Gewindestück 3 und der Mutter 2 verschraubt werden. Danach wird die zweite Dichtung 16 mit dem eingelassenen Dichtungsring 21 aufgesetzt. Anschließend werden die Metallringe 17 und 18 mit den dazwischenliegenden Druckfeder-Ringscheiben 19 angebracht, wonach derThe structural design of the connector is simple, especially since it has only a few and simple parts. the Sleeve 1 can therefore first be provided with the seal 14 and the inner tube 5 and then with the threaded piece 3 and the nut 2 are screwed. Then the second seal 16 is let in with the Sealing ring 21 placed. Then the metal rings 17 and 18 with the intermediate Compression spring washers 19 attached, after which the

Ring 18 an der Muffe 1 mittels des Sicherungsrings 20 und das Befestigungsorgan 6 an dem Innenrohr 5 mittels des Sicherungsringes 8 fixiert werden.Ring 18 on the sleeve 1 by means of the locking ring 20 and the fastening member 6 on the inner tube 5 by means of the locking ring 8 are fixed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verbindungsstück für zwei Strömungsmittelleitungen, bestehend aus einer an eine der Leitungen anschließbaren, äußeren Muffe und einem in dieser axial verstellbar und drehbar gelagerten, an die andere der Leitungen anschließbaren Innenrohr, das an seinem innerhalb der Muffe befindlichen Ende einen Flansch zur Anlage an einem Bund der Muffe zur Begrenzung der nach außen gerichteten Axialbewegung des Innenrohrs aufweist, wobei zum Verhindern des Austritts von Strömungsmittel zwischen dem Bund und dem Flansch eine erste Dichtung angeordnet und der ersten Dichtung eine zweite Dichtung nachgeschaltet ist, die in Längsrichtung des Verbindungsstücks nachgebend ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (16) zwischen dem Bund (13) der Muffe (1) und einem Ring (17) angeordnet ist, der zusammen mit der zweiten Dichtung (16) gegenüber einem an der Muffe (1) fixierten Ring (18) in Längsrichtung des Verbindungsstücks verstellbar ist und zwischen den beiden Ringen (17 und 18) ein Federorgan (19) angeordnet ist, das die Ringe (17 und 18) auseinander drückt und die zweite Dichtung (16) in Richtung des Bundes (13) vorspannt.1. Connection piece for two fluid lines, consisting of one to one of the lines connectable, outer sleeve and one in this axially adjustable and rotatably mounted to the other of the lines connectable inner pipe at its end located inside the sleeve a flange to rest on a collar of the sleeve to limit the outward direction Having axial movement of the inner tube, wherein to prevent the leakage of fluid A first seal is arranged between the collar and the flange and a first seal is arranged second seal is connected downstream, which is designed to yield in the longitudinal direction of the connector is, characterized in that the second seal (16) between the collar (13) of the Sleeve (1) and a ring (17) is arranged, which together with the second seal (16) opposite a ring (18) fixed to the sleeve (1) is adjustable in the longitudinal direction of the connecting piece and a spring member (19) is arranged between the two rings (17 and 18), which the rings (17 and 18) pushes apart and biases the second seal (16) in the direction of the collar (13). 2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Federorgan (19) aus zwei Ringscheibenfedern besteht.2. Apparatus according to claim I _1, characterized in that the spring member (19) consists of two annular disc springs. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch jo gekennzeichnet, daß jeder der beiden Ringe (17, 18) einen vorspringenden und jeweils gegen den anderen gerichteten Anschlag (22, 23) aufweist und die Anschläge (22 und 23) den Federweg der Ringscheibenfedern begrenzen.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each of the two rings (17, 18) has a protruding stop (22, 23) each directed against the other and the stops (22 and 23) limit the spring deflection of the annular disc springs. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Federorgan (19) auf die zweite Dichtung (16) aufgebrachte Vorspannung im Bereich von 5 bis 75 kp/cm² liegt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the prestress applied by the spring member (19) to the second seal (16) is in the range from 5 to 75 kp / cm ² . 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, to dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (14) teilweise in eine dem Flansch (10) des Innenrohrs (5) zugeordnete Anschlag,fläche (12) des Bundes (13) der Muffe(l) eingelassen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first seal (14) partially in one of the flange (10) of the inner tube (5) associated stop, surface (12) of the collar (13) of the Socket (l) is embedded. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung (14) aus einem Material von hoher Verschleißbarkeit und niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first seal (14) consists of a material with high wear resistance and low coefficient of friction.