DE2417640A1 - Rohranschlussverbindung - Google Patents

Description

Dipl.-lng. Heinz Bardehle _OM7c/n

Patentanwalt L H I / D H U

Mönchen 22, Herrnsff. 15, Tel. 292555
Postanschrift München 26, Postfach 4

München, den 10.April 1974

Mein Zeichen: P 1920
Anmelder : Tatsuya TAKAGI

No. 6-10 Araebisumachi, Nishinomiya-shi, Hyogo-ken Japan

Teruya Takagi

No. 6-4 Araebisumachi, Nishinomiya-shi, Hyogo-ken Japan

Rohranschlußverbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohranschlußverbindung zum gewindelosen Anschluß eines kleinen Metallrohres, die sowohl im Zusammenhang mit hohen Drücken als auch mit niedrigen Drücken zur Anwendung kommt. Die Rohranschlußverbindung dieser Art ist besonders für sogenannte Doppelwalzschicht-Schweißstahlrohre geeignet, die als Ölleitungen für Automobilbremssysteme Verwendung finden.

Ein derartiges Doppelwalzschicht-Schweißstahlrohr, das in Fig. 1a dargestellt ist, wird aus einem Stahlband hergestellt , das zuvor auf seinen beiden Seiten mit Kupfer be-

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schichtet worden ist. Bei seiner Herstellung wird dieses Band zweischichtig in eine Rohrform gewalzt und dann durch ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld hindurchgeführt, um schnell erhitzt zu werden, mit dem Ergebnis, daß die aufeinanderliegenden Kupferbeschichtungen schmelzen und sich miteinander verbinden, woraufhin schließlich die Nahtlinie verschweißt wird.

Verglichen mit nahtlosen Stahlrohren, die in einem Kaltwalzvorgang hergestellt werden, sind die oben erwähnten Rohre billig und haben eine glatte Innenfläche. Darüberhinaus ist

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es auf diese Weise/, so dünnwandige Rohre herzustellen, wie dies durch Ziehen nicht gelingt. Solche Rohre sind zuverlässiger als stumpfgeschweißte Rohre. Verglichen mit Kupferrohren sind sie natürlich sehr billig und höheren Drücken gegenüber drucksicher. Den erwähnten Vorteilen dieser Rohre steht der Nachteil gegenüber, daß sie wegen ihrer sich über die gesamte Länge erstreckenden, sowohl an der Innenfläche als auch an der Aussenfläche befindlichen Nähte mit üblichen Rohrverbindungen praktisch nicht anschliessen lassen. Die Nahtlinien, die den Seitenkanten des ursprünglichen Streifens entsprechen, sind in den Fig. 1a und 1b dargestellt und mit 16 und 17 bezeichnet. Rohre der erwähnten Art werden insbesondere als Bremsleitungen für Öldruckbremsen bei Automobilen verwendet, und fabrikatorisch angeschlossen, wozu ihre Enden nach aussen zu einer Trompetenform erweitert werden, und noch vor dem eigentlichen Anschluß mit einem Verbindungsstück in ein Lötbad getaucht werden, um die Nahtlinie abzudecken. Dieser Arbeitsgang erfordert zuviel Arbeitszeit, als daß er auch ausserhalb einer Fabrik durchgeführt werden könnte, so daß Rohre dieser Art ausser bei Automobilen praktisch nicht zum Einsatz kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Rohranschlußverbindung anzugeben, mit deren Hilfe Rohre der

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erwähnten Art, wie auch z.B. aus Kupfer oder aus Aluminium bestehende Metallrohre sehr geringen Durchmessers angeschlossen werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Rohranschlußverbindung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das anzuschliessende Rohr an einer von seinem Ende definiert beabstandeten Stelle eine in vorgegebener Tiefe eingewalzte Ringnut aufweist, die halbkreisförmigen oder ähnlichen Querschnitt hat, daß an diesem Rohr eine Hülse und ein Befestigungselement angebracht sind, daß eine nahtlose ringförmige Dichtung von kreisförmigem Querschnitt in die Ringnut eingepaßt ist, daß die hintere Endfläche der Hülse eine bestimmte Kreisringfläche darstellt, mit der sie an der Dichtung zur Anlage kommt, daß ein Rumpfstück mit einer schräg verlaufenden Innenfläche und damit nach hinten abnehmendem Innendurchmesser das Rohrende aufnimmt, wobei sein Innendurchmesser an der Eintrittsstelle bzw. am Anfang der schrägen Innenfläche geringfügig größer als der Aussendurchmesser der Hülse ist, daß das Rumpfstück und das Befestigungselement so ausgebildet sind, daß sie miteinander verbunden werden können, in welchem Falle die Hülse durch die schräg verlaufende Innenfläche des Rumpfstückes soweit zusammengedrückt wird, daß sie das Rohr eng umfaßt und gleichzeitig mit ihrer hinteren Endfläche die Dichtung gegen die Innenfläche preßt, so daß diese unabhängig von der Aussendurchmessertoleranz des Rohres bis zu einem bestimmten Grad deformiert wird, wodurch eine abdichtende Berührung zwischen der Ringnut, der schrägen Innenfläche des RumpfStückes und der hinteren Endfläche der Hülse zudbandekommt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert .

In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1a die Endansicht eines Doppelwalz-Schweißrohres, das mit der erfindungsgemäßen Rohrverbindung angeschlossen werden soll.

Fig. 1b die Draufsicht auf das Rohr gemäß Fig. 1a.

Fig. 2 und 3 Ansichten mit teilweise im Längsschnitt dargestellten Bestandteilen der erfindungsgemäßen Rohrverbindung und eines mit deren Hilfe angeschlossenen Rohres, wobei die Fig. 2 die Anschlußverbindung in noch lockerem Zustand und die Fig. 3 die Rohranschlußverbindung in festgezogenem Zustand zeigt.

Fig. 4 den vergrößerten Querschnitt eines Teils der Anordnung gemäß Fig. 3 zur Yeranschaulichung der Dichtungswirkung.

Ein Rohr 1, das mit der erfindungsgemäßen Verbindung angeschlossen werden soll, weist an seiner äusseren Oberfläche eine ringförmige Rille 2 vorgegebener Tiefe auf, die mit einem Handwerkzeug, wie z.B. einem Dreirollenrohrschneider in einem Kaltwalzvorgang hergestellt worden ist, wie dies nachfolgend beschrieben wird:

Das Werkzeug wird an einer bestimmten Stelle, die vom Rohrende beabstandet ist, so aufgesetzt, daß die Rillenwalze gegen die äussere Oberfläche des Rohres 1 gepreßt ist, und dann gedreht, so daß eine ringförmige Rille 2 entsteht, die einen halbkreisförmigen oder ähnlichen Querschnitt aufweist, wie dies die Fig. 1b zeigt.

Die ringförmige Rille kann sogar in solche dünnwandige Rohre eingeformt werden, die einen Aussendurchmesser von 8 mm und eine Dicke von 0,6 mm aufweisen, beispielsweise Öldruckbremsrohre, ohne daß ein Dorn benötigt wird, der in das Rohr eingesetzt werden muß. Die Innenfläche einer auf diese Weise hergestellten Rille 2 ist aufgrund des Kaltwalzvorganges spiegelglatt und auch im Falle der Verwendung eines doppelt

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gerollten Rohres frei von Nahtlinien.

Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, werden auf das Rohr 1 nacheinander ein Befestigungselement 7 mit einem Innengewinde 9, das einer Mutter gleicht, eine aus Flußeisen bestehende
Hülse 6, deren hintere Endfläche 10 eine bestimmte Breite aufweist, eine nahtlose. Dichtung 3 von rundem Querschnitt und ein Rumpfstück 5 aufgesetzt, das eine abgeschrägte
Innenfläche 4 aufweist und ein Aussengewinde 8 trägt. Die Dichtung 3 wird in die Rille 2 eingesetzt, Da das Befestigungselement 7 und das Rumpfstück 5 mit ihrem Innen- bzw. Aussengewinde 8 bzw. 9 aufeinander abgestimmt sind, nehmen sie
vorgegebene Stellungen ein.

Als Dichtung 3 wird ein gewöhnlicher aus synthetischem Gummi bestehender O-Ring verwendet, dessen Innendurchmesser dem am Boden der Rille 2 gemessenen Durchmesser gleicht oder
etwas kleiner als derselbe ist. Dieser O-Ring 3 wird dann gedehnt, damit er in die Rille 2 paßt. Für Rohre, die 4 mm bis 22 mm Aussendurchmesser aufweisen, wird vorzugsweise
ein O-Ring von 1,5 mm Dicke verwendet, für Rohre von
größerem Aussendurchmesser als 22 mm ein O-Ring von 2,0 mm Dicke.

Der Innendurchmesser der Hülse 6 ist etwas größer als der Aussendurchmesser des Rohres 1, ihre hintere Endfläche 10 bildet einen Kreisring vorgegebener Breite, so daß sie
mit einer bestimmten Fläche auf den O-Ring 3 drückt, wenn das Befestigungselement. 7 befestigt ist. Auch das hintere Ende der Hülse 6 weist eine schräg verlaufende Oberfläche auf, die an der schrägen Innenfläche 4 des RumpfStückes 5 anliegt.

Die Hülse 6 weist an ihrer schräg verlaufenden äusseren
Oberfläche 11 vorzugsweise eine Flanke 12 auf, die verhindert, daß die Hülse 6 zu weit hineingeschoben wird, und

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das Rohr vor Beschädigungen bewahrt, die auf eine abnormale Zusammenschnürung des Rohres beim Befestigen des Befestigungselementes 7 zurückzuführen wäre. In ihrem vorderen Bereich weist die Hülse 6 vorzugsweise eine schräge Aussenflache 13 auf, die so ausgebildet ist, daß sie an der schrägen Innenfläche 14 des Befestigungselementes 7 zur Anlage kommen kann. Ausserdem weist die Hülse einen ringförmigen Vorsprung 15 auf, so daß, nachdem das Befestigungselement fest aufgeschraubt ist, ein verbindender Vorsprung 16 an der Innenseite der Hülse 6 aufgrund deren plastischer Deformation entsteht, durch den das Rohr 1 eingeschnürt wird, wodurch eine feste Verbindung entsteht.

Die erfindungsgemäße Verbindung wird dadurch hergestellt, daß zunächst das Befestigungselement 7 und die Hülse 6 auf das Rohr 1 aufgesetzt werden, daß danach der O-Ring 3 in die Rille eingesetzt wird, um die Hülse 6 in der richtigen Stellung halten zu können, und daß schließlich das Rumpfstück 5 in das Befestigungselement 7 eingeschraubt wird.

Der Innendurchmesser der Hülse 6 muß etwas größer sein als der Aussendurchmesser des Rohres 1, wobei die Toleranzen dieses Aussendurchmessers zu berücksichtigen sind. Aus diesem Grunde verbleibt im Falle eines Rohres, das an der unteren Grenze der Toleranz liegt, ein relativ breiter Zwischenraum zwischen der Innenseite der Hülse 6 und der Aussenseite des Rohres 1. Trotz dieses weiten Zwischenraumes wird der hintere Endteil der Hülse 6 beim Befestigen des Befestigungselementes 7 durch die schräge Innenfläche 4 des Rumpfstückes 5 verkleinert, so daß er dicht auf der Aussenflache des Rohres 1 aufsitzt und den O-Ring 3 zusammen mit dem Rohrende gegen den hinteren Teil der schrägen Innenfläche 4 des Rumpfstückes 5 preßt. Der O-Ring 3 wird deformiert, so daß sich rundherum eine gute Dichtwirkung ergibt. Der O-Ring 3 dient auch als Anschlag für die Hülse 6 beim Einsetzen, so daß die Rohranschlußverbindung leicht zusammengesetzt werden kann.

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Die erfindungsgemäße Rohranschlußverbindung weist noch eine Reihe von weiteren Vorteilen auf, die nachstehend aufgezählt werden:

1) Unabhängig von der Toleranz des Aussendurchmessers des Rohres 1 ist sichergestellt, daß die Dichtwirkung immer dieselbe ist, da die Endfläche 10 der Hülse aufgrund ihrer vorgegebenen Kreisringbreite immer dieselbe Deformation des O-Rings 3 bewirkt.

2) Da auf der gepreßten Seite des O-Rings 3, wie man am besten aus Fig. 4 ersieht, kein Spielraum vorhanden ist, wird mit absoluter Sicherheit ein Herausdrücken dieses Ringes vermieden. Bei üblichen Verbindungen läßt sich aufgrund des Vorhandenseins eines solchen Zwischenraumes das Herausdrücken des O-Ringes praktisch unter keinen Umständen verhindern.

3) Gewöhnlich weist das synthetische Gummimaterial Schaden auf, die bei einer Volumenkompression dazu führen, daß es sich bleibend verformt. Der O-Ring 3, der kreisringförmigen Querschnitt aufweist, wird bei der erfindungsgemäßen Verbindung in einen ringförmigen Zwischenraum mit Dreiecksquerschnitt gebracht, indem er aufgrund der unter 1) beschriebenen Kreisringbreite in begrenztem Ausmaße zusammengedrückt wird und dabei eine Deformation erfährt, die keine Volumenkompression zur Folge hat. Hierdurch wird ein langdauernder Dichtungseffekt gewährleistet.

4) Wenn ein O-Ring von 1,5 mm verwendet wird, können selbst Rohre mit kleinem Durchmesser, wie z.B. die Rohre von Öldruckleitungen bei Automobilen, die einen Aussendurchmesser von 4,76 mm und eine Dicke von 0,6 mm aufweisen Drücken widerstehen, die weit über dem Zerreißdruck (1,450 atm) des Rohres liegen, was auf die Scherkraft des O-Ringes zurückzuführen ist. Die Verbindung weist

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eine Festigkeit auf, die größer als der oben angegebene Wert ist, da der Endteil der Hülse verengt wird, um das Rohr einzuspannen.

5) Für den Fall, daß ein Rohr eine Oberfläche von schlechter Endbearbeitung aufweist und Nähte und/oder Schlagspuren hat, weist die Rille 2 doch immer eine spiegelglatt gewalzte Oberfläche auf, so daß die Dichtungswirkung nicht beeinträchtigt wird.

6) Da die Hülse 6 zusammenpreßbar ist kann die erfindungsgemäße Verbindung auch im Zusammenhang mit Rohren verwendet werden, bei denen die Toleranz des Aussendurchmessers relativ groß ist.

7) Es bestehen keine Schwierigkeiten beim Anbringen der Hülse während des Zusammenbaus der erfindungsgemäßen Verbindung. Bei den meisten bekannten Verbindungen ist ein gesonderter Arbeitsgang zum Festlegen der Hülse erforderlich.

8) Die erfindungsgemäße Rohranschlußverbindung kann für extrem dünnwandige Rohre verwendet werden. Die üblichen Verbindungen vom Hülsentyp können wegen der nicht ausreichenden Starrheit solcher dünnwandigen Rohre nicht verwendet werden. Wenn dünnwandige Rohre mit Hilfe von Verbindungen vom Erweiterungstyp angeschlossen werden, muß das Rohr zweifach erweitert sein, oder aber das Rohrende muß sich trompetenförmig öffnen, um dann nach innen gefalzt sein, damit sich eine gute Dichtungswirkung ergibt. Die entsprechenden Bearbeitungsvorgänge erfordern natürlich ziemlich viel Zeit.

9) Die Dichtungswirkung bei der erfindungsgemäßen Verbindung ist langdauernd und sehr groß, da die Hülse Erschütterungen und auf das Rohr wirkende Biegebeanspruchungen aufnimmt, und den dichtenden Teil von diesen Beanspruchungen freihält.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   f 1.jRohranschlußverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß das anzuschliessende Rohr (1) an einer von seinem Ende definiert beabstandeten Stelle eine in vorgegebener Tiefe eingewalzte Ringnut (2) aufweist, die halbkreisförmigen oder ähnlichen Querschnitt hat, daß an diesem Rohr (1) eine Hülse (6) und ein Befestigungselement (7) angebracht sind, daß eine nahtlose ringförmige Dichtung (3) von kreisringförmigem Querschnitt in die Ringnut (2) eingepaßt ist, daß die hintere Endfläche (10) der Hülse (6) eine bestimmte Kreisringfläche darstellt, mit der sie an der Dichtung (3) zur Anlage kommt, daß ein Rumpfstück (5) mit einer schräg verlaufenden Innenfläche (4) und damit nach hinten abnehmendem Innendurchmesser das Rohrende aufnimmt, wobei sein Innendurchmesser an der Eintrittsstelle bzw. am Anfang der schrägen Innenfläche (4) geringfügig größer als der Aussendurchmesser der Hülse (6) ist, daß das Rumpfstück (5) und das Befestigungselement (7) so ausgebildet sind, daß sie miteinander verbunden werden können, in welchem Falle die Hülse (6) durch die schräg verlaufende Innenfläche (4) des Rumpfstückes (5) soweit zusammengedrückt wird, daß sie das Rohr (1) eng umfaßt und gleichzeitig mit ihrer hinteren Endfläche (10) die Dichtung (3) gegen die Innenfläche (4) preßt, so daß diese unabhängig von der Aussendurchmessertoleranz des Rohres (1) bis zu einem bestimmten Grad deformiert wird, wodurch eine abdichtende Berührung zwischen der Ringnut (2), der schrägen Innenfläche des RumpfStückes (5) und der hinteren Endfläche (10) der Hülse zustandekommt.
2. 2. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) an ihrem hinteren Ende eine

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   schräg verlaufende Aussenflache (11) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie an der schräg verlaufenden Innenfläche (4) des RumpfStückes (5) zur Anlage kommen kann.
3. 3. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7) eine innere Konusfläche (14) aufweist, die so ausgebildet ist, daß

   • sie an einer am vorderen Ende der Hülse (6) befindlichen schräg verlaufenden Oberfläche (13) zur Anlage kommen kann.
4. 4. Rohrverbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der vorderen, schräg verlaufenden äusseren Oberfläche (13) der Hülse ein ringförmiger Fortsatz (15) befindet, der entlang der inneren Konusfläche (14) des Befestigungselementes (7) angeordnet ist, so daß er wenn das Befestigungselement (7) fest angebracht wird, plastisch in einem an der Innenfläche der Hülse (6) entstehenden Verbindungsvorsprung (16) verformt wird.
5. 5. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) an definierter Stelle ihrer Aussenflache eine Flanke (12) aufweist, durch die das Einführen der Hülse (6) in das Rumpfstück (5) vom Ende her auf ein bestimmtes Ausmaß beschränkt wird.

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