DE3025292A1

DE3025292A1 - Rohrleitungsverbinder

Info

Publication number: DE3025292A1
Application number: DE19803025292
Authority: DE
Inventors: Andre Legris
Original assignee: Legris France SA
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2054078B; ES8102654A1; DE3025292C2; ZA802132B; FR2461186B1; US4309050A; ES493064A0; FR2461186A1; GB2054078A; DE8017944U1

Description

Anmelderin: Societe Anonyme dite: LEGRIS Titel: Rohrleitungsverbinder

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung hat eine Weiterentwicklung an Rohrleitungsverbindern zum Gegenstand, die insbesondere für metallische Rohrleitungen im Kreislauf von Druckflüssigkeiten im allgemeinen und in Kreisläufen zur hydraulischen Steuerung im Hochdruckbereich im besonderen bestimmt sind.

In Kreisläufen zur hydraulischen Steuerung werden aufgeschweißte (angeflanschte etc.) Verbindungsmittel und Verbinder unterschiedlicher Typen verwendet, welche die Befestigung und Abdichtung der Rohre sicherstellen. Bei der Erfindung handelt es sich um solche Verbinder, die aus einem Körper bestehen, auf dem eine Mutter aufgeschraubt ist, welche die Klemmung eines Quetschrings auf dem Rohr gewährleistet.

Die in Kreisläufen zur hydraulischen Steuerung verwendeten unterschiedlichen Drücke, die sehr erheblichen Druckstöße, die schnellen Arbeitsspiele moderner Maschinen und die inneren Schwingungen der Fluden unterwerfen die Rohre und die Verbinder

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recht beachtlichen Kräften in einem solchen Ausmaß, daß die meistverwendeten Verbinder, z.B. Verbinder mit Schneidring, die vor einigen Jahren noch als genügend erschienen, aufgrund der Leckverluste, die sie verursachen, von den Anwendern verworfen worden sind. Diese Leckverluste in Form von austretender Flude werden durch Mikrokanten bzw. -grate der metallischen Teile unter der Wirkung erheblicher ins Spiel gebrachter Kräfte sowie äußerer und innerer auf das Rohr wirkender Schwingungen und Beanspruchungen hervorgerufen.

Diese Leckverluste können auch durch schlechte Montagen der herkömmlichen Verbinder veranlaßt sein, die entweder aus der Wichteinhaltung von Montagevorschriften oder aus der Unfähigkeit einer nicht qualifizierten Arbeitskraft herrühren. In Großunternehmen z.B. der Automobilindustrie und des Eisenhüttenwesens sind derartige Ölverluste enorm, was sich angesichts der ständig steigenden Ölpreise kostensteigernd auswirkt. Außerdem rufen Ölaustritte auf dem Boden Schmutzflecke hervor, die erhebliche Reinigungskosten verursachen; erfolgen sie gar in zerstäubter Form, sind sie zudem noch gefährlich, weil sie Brände verursachen können.

Diese Großunternehmen müssen deshalb Kolonnen einrichten, welche die Verschmutzungen beseitigen; außerdem müssen Vorkehrungen getroffen werden, die das Wiederbefestigen bzw. -anziehen oder Auswechseln von Verbindern, die lecken, zum Ziel haben.

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Die Bilanz, die sich aus dem Einsatz von Verbindern mit ungenügender Betriebssicherheit ergibt, ist also recht ungünstig; die Anwender wollen sie nicht mehr tragen.

Das hat dazu geführt, daß verstärkt Versuche zur Schaffung einer neuen Gattung von Verbindern mit hoher Betriebssicherheit unternommen worden sind; die vorliegende Erfindung betrifft Verbinder dieses Typs.

Nachstehend sind die für diesen Verbindertyp festgelegten Benutzungsbedingungen, die sehr schwer zu erfüllen sind, aufgezählt:

Die Verbindung muß vom Druck Null bis zum Prüfdruck dicht sein; die Verbindung muß im Niederdruckbereich dicht sein;

die Verbindung muß bis zu einem Minimaldruck (z.B. 50 Bar) durch einfaches manuelles Spannen mit schwachem Moment dicht sein;

die Verbindung muß nach fünfmaligem Ein- und Ausbau immer noch dicht sein;

die metallischen Teile dürfen sich unter Druck nicht verstemmen, weder lecken bzw. undicht sein noch aus diesem Grund ein erneutes Spannen erfordern;

der Verbinder darf sich unter der Wirkung von Schwingungen nicht

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der Verbinder muß Temperaturen von -10 bis 80° C widerstehen; das Spannmoment muß vom verwendeten Rohr unabhängig sein; es müssen sich dick- und dünnwandige Rohre verwenden lassen;

die Betriebsdauer unter Druck muß mindestens 20.000 h oder 10 Jahre für die Maschine betragen, an welcher die Verbinder montiert sind, mit ungefähr 5 Millionen Druckzyklen;

die Montage muß von einem nicht spezialisierten Personal innerhalb einer Aufbauzeit von nur einigen Stunden bewirkt werden;

die einzig zulässige Wartung ist ein schneller Wechsel der entfernbaren, leicht zugänglichen Dichtung, wodurch der Verbinder erneut für eine sehr lange Zeitdauer vollkommen dicht gemacht wird.

Die Erfindung hat also die Schaffung von Verbindern zum Ziel, die den vorstehenden Bedingungen entsprechen, d.h. Verbinder von hoher Betriebssicherheit, die unter schwierigen Bedingungen bzw. bei hohen Anforderungen nicht lecken.

Die Erfindung bezieht sich auf diese Verbindergattung des Quetschring-Typs, der aus einem starren Körper besteht, welcher eine Bohrung und an einem Ende einen mit Außengewinde versehenen Bereich aufweist, auf den eine starre Mutter aufgeschraubt

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ist, wobei Körper und Mutter mit einer koaxialen zylindrischen Bohrung geringer Länge und daran anschließend mit einem konischen Bereich versehen sind, in dem ein Ring aus streckbarem Metall angeordnet ist, der auf das Rohr gepreßt ist und kreisringförmige Kanten aufweist, die während der Quetschverbindung mit dem Rohr in Eingriff sind, wobei der Ring an einem Ende ein Teil aufweist, das eine Dichtung aus verformbarem Werkstoff darstellt, deren Härte geringer als die des anderen Teils des metallischen Rings ist, wobei das die Dichtung darstellende Teil in Kontakt mit dem konischen Bereich des Körpers und mit dem Rohr steht, auf dem es aufsitzt.

Der erfindungsgemäße Verbinder weist nur ein Minimum von zu betätigenden Bauteilen auf, wobei der aus zwei Teilen bestehende Ring einstückig ist. Im Falle der Erfindung wird die Montage durch einfaches Anziehen der Mutter mit einem angemessenen Spannmoment mittels eines auf einen einfachen Schlüssel reduzierten Handwerkzeugs bewerkstelligt.

Die Verwendung von zwei aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Teilen zur Herstellung des Rings gewährleistet eine vollkommene und dauerhafte Dichtigkeit, die bis zu sehr hohen Drükken betriebssicher ist.

Der erfindungsgemäße Verbinder kann mindestens zehnmal ein- und ausgebaut werden, ohne daß dadurch die Dichtigkeit beeinträchtigt wird.

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Außerdem kann das die Dichtung darstellende Teil sehr leicht ausgebaut und durch ein neues Dichtungsteil ersetzt werden.

Die auf dem Verbinder montierte Mutter kann sich unter der Wirkung von Schwingungen aufgrund der leichten Konizität des Rings nicht lösen; demzufolge macht die Mutter also kein nachträglich erfolgendes erneutes Spannen und auch keine mit dieser Operation befaßte Wartungskolonne erforderlich.

Der Werkstoff, welcher das die Dichtung darstellenden Teil bildet, wird zweckmäßigerweise derart ausgewählt, daß der Verbinder allen bei Anlagen zur hydraulischen Steuerung verwendeten Fluden widersteht, d.s. synthetische Flüssigkeiten oder Petroleum, Mischungen auf der Basis von Wasser und Öl oder auf der Basis von Wasser und Glykol.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Verbinder Temperaturen hydraulischer Kreisläufe bis zu 120° C aushalten.

Es sind Verbinder bekannt, die mit dem erfindungsgemäßen Verbinder Ähnlichkeiten aufweisen oder Gemeinsamkeiten zu haben scheinen.

Es sind auch Verbinder bekannt, deren Mittel zur Befestigung auf dem Rohr getrennt von den Mitteln zur Abdichtung verwendet werden, als welche ringförmige Dichtungen aus verformbarem Werkstoff dienen, die auf mehr oder minder geeignete Art an den

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- 11 notwendigen Stellen angeordnet sind.

In der Patentliteratur finden sich bereits Versuche, das grundlegende Problem der Anti-Extrusion, d.h. also der Verhinderung des Abfließens von Dichtungsmaterial, zu lösen. Auf den ersten Blick scheint bei bestimmten Vorrichtungen eine Lösung dieses Problems gelungen zu sein; eine tiefergehende Prüfung offenbart jedoch fast stets einen wesentlichen Mangel oder eine komplizierte Konstruktion, was eine nachteilige Erhöhung des Kostenaufwands zur Folge hat. Nun ist aber kein Verbinder ohne Dichtung vollkommen dicht, wobei die Kontakte Metall gegen Metall wegen der metallischen Mikrokanten bzw. -grate, die regelmäßig zur Entstehung von Mikroausflüssen führen, verschlossen werden müssen.

Die dem Anmelder gehörenden französischen Patente 77-31 968 und 78-27 531 betreffen Verbinder, die eine fast vollkommene Lösung dieses Problems liefern. Bei diesen Verbindern ist es jedoch
erforderlich, daß der Anwender während der Montage eine Kehlung des Rohrs vornimmt, was bei der üblichen Anwendung dieser Verbinder als Hindernis betrachtet worden ist. Auch vermag die
Anti-Extrusion, die auf einer radialen Fläche bewirkt wird,
nicht voll zu befriedigen.

Der erfindungsgemäße Verbinder bezweckt, zu der vorerwähnten
Weiterentwicklung mit einem Ring von maximaler Einfachheit,
mit einer vollkommen vereinfachten Montage und mit einem ge-

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- 12 ringen Kostenaufwand für den Verbinder zu führen.

Die bekannten Merkmale des erfindungsgemäßen Verbinders beruhen auf der Verwendung eines Rings aus zwei Teilen, von denen das eine das Rohr hält und das andere eine Dichtung darstellt. Ebenso ist auch die Tatsache bekannt, daß die beiden Teile des Rings durch irgendein Mittel (Anhaftung) ineinander eingerastet oder einstückig gemacht sind.

Bekannt ist auch die Verwendung eines Anschlags, der die Zusammendrückung der Dichtung begrenzt, wobei Quetschzähne am Rohr durch einen geeigneten konischen Bereich auf den konischen Bereich der Mutter wirken.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht es möglich, einen Körper und eine Mutter von allgemein gebräuchlicher und genormter Art zu verwenden, die für den Einsatz im Hochdruckbereich bislang an sich wenig beliebt sind.

Erfindungsgemäß weist das mit Haltezähnen versehene Teil des Rings an einem Ende zwei Mittel auf, die unabhängig voneinander eine vollkommene Anti-Extrusion des die Dichtung darstellenden Teils verwirklichen, wobei das erste Mittel von einem konischen Bereich vorbestimmter Länge gebildet ist, der zu dem am Körper vorgesehenen konischen Bereich komplementär ist, während das zweite Mittel von einer gegenüber dem Rohr gelegenen kreisringförmigen dünnen Lippe gebildet ist, die während der Montage

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durch die Dichtung selbst gegen das Rohr an- und plattgedrückt wird, wobei das erste Mittel das Extrudieren von Dichtungsmaterial entlang der Kegelfläche des Körpers und das zweite Mittel das Extrudieren von Dichtungsmaterial entlang dem Rohr unter der Wirkung der hohen Fludedrücke und der vom Druck der Flude herrührenden Druckstöße verhindert.

Diese Ausgestaltung erlaubt es, auf demselben, baulich sehr einfach gehaltenen Ring zwei Mittel zu vereinigen, welche die beiden für die Hochdruckverbinder grundlegenden und notwendigen Anti-Extrusionsfunktionen zulassen.

Das erste Mittel wird von dem konischen Bereich des Rings gebildet, der eine berechnete Klemmung gegen den konischen Bereich des Körpers aufweist, wobei die Anti-Extrusion der Dichtung (im fluoplastischen Zustand bei hohem Druck und in der Klemmung) entlang dem konischen Bereich des Körpers vollkommen sichergestellt ist.

Das zweite Mittel wird von der dünnen Lippe des metallischen Rings gebildet, die einen Bereich von sehr dünnem biegsamen Querschnitt besitzt und sich unter der Wirkung des enormen fluoplastischen Drucks der Dichtung während des Anziehens der Mutter mit einem großen Widerstand auf dem Rohr verklemmt. Die Lippe schafft eine vollkommene Anti-Extrusion der Dichtung gegen das Rohr auch bei höchsten Drücken.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Verbinder ein definiertes und begrenztes Dichtungslager auf, innerhalb welchem die Dichtung nur in den Spalt fließen kann, der durch das zwischen dem Rohr und dem zylindrischen Bereich des Körpers bestehende Spiel gebildet ist. Ist die Dichtung jedoch aus biegsamen, aber nicht weichem Material gewählt, ist es schwierig, sie in den durch das Spiel von einigen zehntel Millimetern bestimmten Spalt fließen zu lassen. Außerdem sind die Kontaktdrücke während des Spannens enorm; die Dichtung dringt daher in das gesamte Lager einschließlich der Oberflächenfehler des Rohes und des Verbinders ein.

Die Dichtung ist an dem dem Spalt zugewandten Endbereich Druckbeanspruchungen unterworfen, die denen eines dichten Kolbens ähnlich sind, der gegen die Anti-Extrusionszonen drückt. In diesem Fall weist der Druck eine selbstabdichtende Wirkung auf; eine Pumpwirkung der Dichtung ist unmöglich.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird die Montage sehr erleichtert, weil es ausreicht, das Rohr in den Verbinder hineinzuschieben und dort festzuhalten, indem das Spannen der Mutter mit dem vorgesehenen Moment bewirkt wird.

Aus den US-PSen 3 857 591 und 1 851 143 sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein konischer Bereich eine Dichtung an ihrem Platz auf dem Rohr und in dem Körper festhält in der Absicht, eine vollständige Anti-Extrusion mit einem einzigen geklemmten

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Teil zu erhalten. Diese Vorrichtungen, die mit konischen Bereichen funktionieren, welche zugleich auf abhängige Weise ein Verriegeln auf dem Rohr bewirken müssen, haben jedoch einen ungenauen axialen Lauf; folglich ist es, wenn man von dem Rohr mit maximalen und von dem Rohr mit minimalen Toleranzen ausgeht, niemals sicher, daß die Dichtung in ihrem Lager auch wirklich ausreichend blockiert werden kann, sei es, daß der Kegel das Spannen zu früh sperrt, sei es, daß das Rohr das Spannen zu früh sperrt (dickes Rohr), sei es, daß die Dichtung in ihrem Lager durch ein Übermaß an Härte den konischen Bereich daran hindert, das Rohr zu erreichen (zu kleines Rohr), sei es schließlich, daß eine Verformung des Rohrs zu nahe an seinem zerbrechlichen Ende der Dichtung ein übermäßiges Volumen verleiht, die dann schlecht funktioniert.

Auf diese Weise ist es möglich, 80% dichte Verbinder zu montieren; 20% werden jedoch unerklärlicherweise nicht dicht sein.

Im Falle des dem Anmelder gehörenden französischen Patents 77-31 968 weist der Verbinder eine kreisringförmige "O-Ring^u-Dichtung auf, welche die Verwendung eines dritten Teils zur Verhinderung der Bewegung der kreisringförmigen Dichtung sowie einer Vorrichtung erfordert, was eine vorläufige Nutung des Rohrs notwendig macht, die von den modernen Verbrauchern beseitigt wird, denn es erfordert zu viel Vorbereitung und Vorsichtsmaßregeln. Außerdem ist die kreisringförmige Dichtung zu zerbrechlich und erfordert unterschiedliche Eigenschaften je nach

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den Fluden und Temperaturen. Schließlich ist ihre Verwendung oberhalb von 80 Bar Druck nicht zu empfehlen.

Der erfindungsgemäße Verbinder braucht keinerlei Vorsichtsmaßregeln und erreicht leicht Drücke von 1 000 Bar ohne Leckverluste. Die Dichtigkeit vereinigt praktisch den mechanischen Widerstand des Verbinders und des Rohrs.

Die US-PS 3 695 640 betrifft einen vorteilhaften Verbinder, der eine Anti-Extrusion der Dichtung auf dem konischen Bereich des Verbinders zu realisieren scheint. Andererseits weist jedoch auf dem Rohr das drehende Zwischenstück Spiel auf; es ist leicht vorstellbar, daß das Arbeitsspiel mit einem Rohr von minimalen Toleranzen etwa 0.35 mm beträgt derart, daß mit einem solchen Spiel das Material der Dichtung leicht extrudiert wird. Dieser Verbinder gewährleistet also überhaupt keine Anti-Extrusion entlang dem Rohr. Ein solcher Mangel kann jedoch schwerwiegende Folgen haben, weil die Dichtung rasch ihre Klemmung verliert, was sichere Leckverluste vor allem entlang dem Kegel veranlaßt. Die Anti-Extrusion braucht starke metallische Kontakte ohne jedes Spiel, was der Fall und das Ziel der Erfindung ist dank der Unabhängigkeit der beiden Anti-Extrusionsmittel, die zu 100% das Ergebnis garantieren, welches auch immer die Toleranzen des Rohrs sein mögen.

Es gibt außerdem noch Verbinder, bei welchen die Dichtungen wie Stopfbüchsen verwendet werden, insbesondere die Gegenstand der

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FR-PSen 887 813 und 1 571 319 bildenden Verbinder. Nun sind diese Verbinder aber nur für niedrige Drücke geeignet, weil die Halteorgane der Dichtungen ein Spiel haben, das - für das Rohr mit minimalen Toleranzen - 0.35 mm erreichen kann, was unvereinbar mit den hier ins Auge gefaßten Drücken zwischen 200 und 600 Bar und den Druckstößen ist, die zwischen 400 und 1 200 Bar liegen können und das sichere Fließen der Dichtungen durch den von dem Spiel gebildeten Spalt nach sich ziehen.

Es verdient noch festgestellt zu werden, daß allein der erfindungsgemäße Verbinder auf vollkommen betriebssichere Art die Lösung des Problems einer langdauernden Abdichtung ermöglicht, wobei die oben erwähnten Anwendungsbedingungen durchaus berücksichtigt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zum Gegenstand hat.

Es zeigen

Fig. 1 eine Halbansicht des erfindungsgemäßen Verbinders in montierter Stellung vor dem Anziehen der Mutter im Längsschnitt,

Fig. 2 eine gleiche Schnittansicht in montierter und verschraubter Stellung,

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Fig. 3 eine im Längsschnitt dargestellte Detailansicht der Anti-Extrusionsmittel in großem Maßstab und

Fig. 4 eine Schnittansicht des Rings mit seinen beiden zur Bildung einer einstückigen Baueinheit zusammengefügten Teilen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Verbinder des Quetschring-Typs dargestellt, der einen starren Körper 1 mit einer zylindrischen Bohrung 1a aufweist, die durch eine konische Ausnehmung 1d mit einer vorderen Schulter Tb verlängert ist, und mit einem Außengewinde 1c versehen ist, auf welches eine starre Mutter 2 mittels eines Innengewindebereichs 2a aufgeschraubt ist.

Die Mutter 2 weist eine zylindrische Bohrung 2b, eine konische Ausnehmung 2c und ein Innengewinde 2a auf. Der Körper 1 und die Mutter 2 bilden, sobald sie miteinander verbunden sind, ein inneres Lager, das komplementäre Formen eines einstückigen Rings darstellt, der aus zwei Teilen 4 und 3 aus unterschiedlichen Werkstoffen aufgebaut ist. Das Teil 4 besteht aus einem streckbaren Werkstoff hoher Festigkeit, z.B. aus geglühtem Stahl; seine Oberfläche ist jedoch derart gehärtet, daß sich die Kanten 4g im Rohr 5 eingraben. Das andere Teil 3 bildet eine Dichtung aus verformbarem Werkstoff, dessen Härte geringer als die des Teils 4 des metallischen Rings ist. Dieses eine Dichtung darstellende Teil 3 des Rings wird aus einem verformbaren, halb-har-

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ten bis halb-weichen Werkstoff gebildet, der unter hohem Druck eine plastische Verformung dieses Teils erlaubt; ein solcher Werkstoff können insbesondere unter dem Namen "Polyamide" bekannte Materialien sein, die chemisch allen bekannten synthetischen oder aus Erdöl hergestellten Ölen sowie den höchsten, in Kreisläufen zur hydraulischen Steuerung vorkommenden Temperaturen zu widerstehen vermögen. Der Temperaturanstieg ruft ein geringfügiges Erweichen des Werkstoffs hervor, der sich wie ein fließfähiges Material verhält, das sich mit den metallischen Bereichen, mit denen es in Kontakt steht, verbinden kann.

Für das Teil 3 des Rings lassen sich verschiedene unter hohen Beanspruchungen plastisch verformbare Werkstoffe verwenden. Ihre Härte muß geringer als die des für den Körper 1 verwendeten Metalls sein. Es kommen Kunststoffe mit oder ohne Füllstoffen, Nichteisenmetalle in geglühtem Zustand, Kupfer, Messing, Blei, Zamak usw. in Betracht.

Das Teil 4 des Rings (s. Fig. 4) weist einen dicken zentralen Bereich von rohrartiger Form auf, der einen äußeren Durchmesser 4h und eine zylindrische Bohrung 4j besitzt.

Am einen Ende des Teils 4 sind Mittel zur Halterung des Rohrs 5 vorgesehen, die aus den Kanten bzw. Zähnen 4g bestehen, welche mit einem konischen Bereich 4c zusammenwirken, sobald das Spannen der Mutter 2 erfolgt und infolge der dadurch stattfindenden Verformung des Bereichs 4c die Kanten 4g auf das Rohr

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5 gedrückt werden. Nach dessen Einsetzen ist die Vorrichtung selbstkuppelnd, weil jeder Rücklauf des Rohrs 5 unter der Wirkung des Drucks ein erneutes Anstellen der Kanten 4g auf dem Rohr 5 und eine Zunahme von deren Eindringung und dadurch der Haltewirkung hervorruft.

Eine solche Vorrichtung ist an sich nicht neu; was daran neu ist, ist die Zuwendung von zwei unabhängig voneinander wirkenden, das Abfließen von Dichtungsmaterial verhindernden Anti-Extrusionsmitteln auf demselben Teil 4. Das neue Merkmal der Erfindung besteht in der folgenden Anordnung:

Der Gegenstand des französischen Patents 78-27 531 bildende Verbinder weist einen Ring auf, dessen Ende nicht mit einem konischen Bereich 4d versehen ist, wie er in Fig. 4 angedeutet ist. Während des Verspannens des Rings kann Dichtungsmaterial zwischen den Flächen 1b und 4e des Körpers 1 und des Teils 4 entweichen, solange diese beiden Flächen nicht gegeneinander anliegen, um das Entweichen zu sperren. Die Anti-Extrusion ist also nur unvollkommen verwirklicht, weil das Entweichen von Dichtungsmaterial den Druckaufbau und das Quetschen der Lippe 4a hemmt.

Im Gegensatz dazu erlaubt beim erfindungsgemäß vervollkommneten Verbinder das Vorhandensein des konischen Bereichs 4d auf dem Ring, der mit einer bestimmten Klemmung und von seinem ersten Kentakt an mit dem konischen Bereich 1d des Körpers 1 zusammen-

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wirkt, nach einem ersten bereits erheblichen Zusammendrücken der Dichtung 3 durch den konischen Bereich 1d des Körpers 1, den Durchgang entlang dem konischen Bereich 1d auf vollständige Weise zu sperren, wobei er einen Ablauf der endgültigen Zusammendrückung der Dichtung bewahrt, der jedes mögliche Entweichen vermeidet. Der Verlauf der Zusammendrückung ist gleich der Länge des konischen Anti-Extrusionsbereichs 4d, der besonders berechnet ist.

Diesem ersten Mittel ist am selben Ende des Halteteils 4 ein zweites Anti-Extrusionsmittel zugeordnet. Dieses in völliger Unabhängigkeit vom ersten Mittel 4d wirkende zweite Mittel wird von einer Lippe 4a gebildet, deren Schnitt bei 4b abgeschrägt ist. Im Anschluß an den konischen Bereich 4d am Ende des Teils 4 angeordnet, unterliegt diese Lippe unmittelbar den Kräften einer fluoplastischen Verformung der Dichtung 3 unter der Wirkung des konischen Bereichs 1d derart, daß sie sich als unmittelbar geklemmt und im Niveau ihres schwachen Querschnitts abgebogen sowie mit großer Energie auf dem Rohr 5 verhaftet erweist, und das unabhängig vom Durchmesser und den Toleranzen des Rohrs 5, was sehr wichtig ist. Die Quetschverbindung der Lippe 4a auf dem Rohr 5 wird also unabhängig von der Verspannung des konischen Bereichs 4d durch die Dichtung 3 selbst realisiert, sobald deren fluoplastischer Verformungsdruck ausreichend ist. Auf diese Weise wird jeder Durchgang von Dichtungsmaterial zwischen dem Rohr 5 und dem Teil 4 energisch abgedichtet derart, daß eine vollkommene und unabhängige Anti-Extrusion der Dichtung 3

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auf dem Rohr 5 verwirklicht ist, welches auch immer dessen Toleranzen sein mögen.

Das beruht auf der Zuordnung von zwei Mitteln, die wesentliche Eigenschaften für eine Anti-Extrusion der verformbaren Dichtung besitzen und unabhängig voneinander wirken, nämlich ein konischer Bereich von berechnetem Verlauf und mit einer das Entweichen der Dichtung entlang dem Körper abdichtenden Klemmung sowie eine dünne, durch die Dichtung selbst zwecks Sperrung gegen das Entweichen der Dichtung auf dem Rohr fluoplastisch auf dieses aufgedrückte Lippe, welche das Hauptmerkmal der Erfindung bildet und in Fig. 3 dargestellt ist.

Gemäfl einem weiteren Merkmal der Erfindung, das sich aus der vorhergehenden Anordnung ableitet, bei welcher an einem Ende des Teils 4 zwei Anti-Extrusionsmittel vorgesehen sind, ist am anderen Ende des Teils 4 ein Verriegelungsmittel vorgesehen, das von Haltezähnen gebildet ist, die durch die Wirkung eines Konus' mit berechnetem Winkel auf das Rohr gepreßt sind.

In Fig. 3 ist mehr im Detail dargestellt, wie die Dichtung 3 durch den konischen Bereich 4d auf dem konischen Bereich 1d des Körpers 1 und durch die Lippe 4a auf dem Rohr 5 blockiert ist. Es ist erkennbar, daß die vollkommen in ihrem Lager eingeschlossene verformbare Dichtung 3 dadurch, daß ihr Volumen etwas grosser als das ihres Lager berechnet ist, dazu gezwungen ist, in den durch das Spiel 3b zwischen dem Rohr 5 und dem Körper 1

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ausgesparten Spalt zu fließen, der zwischen 0.05 und 0.35 mm beträgt. Das Material der Dichtung fließt nur sehr schwer in diesen schmalen, durch das Spiel ausgesparten Spalt; der Montagedruck im Lager der Dichtung ist folglich sehr hoch derart, daß diese selbst die Fehler des Rohrs bis ins kleinste Detail ausfüllt. Der von dem Material der Dichtung 3 zwischen dem Rohr 5 und dem Körper 1 gebildete dichte Kolben nimmt den unmittelbaren Druck auf und trägt dazu bei, die Gesamtheit der Dichtung durch deren Zusammenpressen gegen die Anti-Extrusionszonen auf den Ansprechdruck zu bringen, wodurch die Dichtigkeit gewährleistet wird. Aufgrund dieser Tatsache wirkt die Dichtung umso mehr durch Selbstabdichtung auf die Anti-Extrusionszonen, je stärker der Druck ansteigt. Diese selbstabdichtende Vorrichtung ist ausgezeichnet für Hochdruckverbinder geeignet. Wenn die Temperaturen steigen,sind die Ergebnisse des Phänomens der Selbstabdichtung - da die Dichtung bei Wärme etwas leichter als bei Kälte verformbar ist - noch verbessert. Demzufolge muß der Werkstoff der Dichtung in Abhängigkeit von den auftretenden Temperaturen und Drücken gewählt werden. Die Vorrichtung ist auch feuei¹-hemmend, d.h. es gibt keine Gefahr des Entweichens, wenn der Verbinder während eines Brands sehr hohen Temperaturen ausgesetzt ist.

Tatsächlich riskiert die Dichtung bei Verbindern und Rohren aus Massenstahl, wenn der Verbinder bsp. auf Rotglut erhitzt wird, verbrannt oder geschmolzen zu werden, doch versperren die Verbrennungsrückstände durch selbstabdichtende Wirkung die Anti-

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Extrusionszonen. Außerdem bildet der konische Bereich 4d eine Dichtigkeitszone, die keine Leckverluste durchtreten läßt und die durch die Selbstabdichtung der Dichtungsabfälle verstärkt wird. Auf dem Rohr bilden die Kanten 4g (s. Fig. 2) Verriegelungs- und Abdichtungs-Elemente, die durch die Hitze nicht angegriffen werden, denn sie sind selbstsperrend und bereits auf dem Rohr verriegelt. Die Dichtigkeit der Verbinder wird durch die Selbstabdichtung der Abfälle der Dichtung 3 auf der Anti-Extrusionszone der Lippe 4a auf dem Rohr verstärkt.

Die Erfindung findet auf allen Gebieten von unter nennenswertem Druck (0 bis 400 Bar) stehender Flude und insbesondere bei der hydraulischen Steuerung von Maschinen ihre Anwendung. Der erfindungsgemäße Verbinder wird vor allem an Werkzeugmaschinen, Transfermaschinen, landwirtschaftlichen Zugmaschinen, Hebezeugen, Kränen und Schaufelladern (beim Hausbau und öffentlichen Arbeiten) verwendet.

Die Erfindung ermöglicht die vereinfachte Einrichtung von Verbindern sehr hoher Zuverlässigkeit, die auf lange Zeit erhebliche Einsparungen an Öl, Arbeitskräften und Wartung sowie eine Erhöhung der Sicherheit (Unfälle und Brände) an den neuen Einrichtungen erlauben.

Selbstverständlich ist die Beschreibung nicht einschränkend zu verstehen; der Fachmann wird insoweit Änderungen vornehmen können, ohne dadurch das Gebiet der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

(1 .) Rohrleitungsverbinder, insbesondere für Hochdruck-Fludeleitungen, des Quetschring-Typs, der aus einem starren Körper besteht, welcher eine Bohrung und an einem Ende einen mit Außengewinde versehenen Bereich aufweist, auf den eine starre Mutter aufgeschraubt ist, wobei Körper und Mutter mit einer koaxialen Bohrung geringer Länge und daran anschließend mit einem konischen Bereich versehen sind, in dem ein Ring aus streckbarem Metall angeordnet ist, der auf das Rohr gepreßt ist und kreisringförmige Kanten aufweist, die während der Quetschverbindung mit dem Rohr in Eingriff sind, in das sie eindringen und in dem sie sich aufgrund ihrer durch eine Oberflächenbehandlung des Rings erzielten Härte verkrallen, wobei der Ring am anderen Ende ein Teil aufweist, das eine Dichtung aus verformbarem Werkstoff von halb-weicher bis halb-harter Konsistenz darstellt, deren Härte geringer als die des anderen metallischen Teils des Rings ist, wobei das die Dichtung darstellende Teil in Kontakt mit dem konischen Bereich des Körpers und mit dem Rohr steht, auf dem es aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Haltezähnen versehene Teil (4) des Rings an einem Ende zwei Mittel aufweist, die unabhängig voneinander eine vollkommene Anti-Extrusion des die Dichtung

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darstellenden Teils (3) verwirklichen, wobei das erste Mittel von einem konischen Bereich (4d) vorbestimmter Länge gebildet ist, der zu dem am Körper (1) vorgesehenen konischen Bereich (ld) komplementär ist, während das zweite Mittel von einer gegenüber dem Rohr (5) gelegenen kreisringförmigen dünnen Lippe (4a) gebildet ist, die während der Montage durch die Dichtung (3) selbst gegen das Rohr (5) an- und plattgedrückt wird, wobei das erste Mittel (4d) das Extrudieren von Dichtungsmaterial entlang der Kegelfläche (ld) des Körpers (1) und das zweite Mittel (4a) das Extrudieren von Dichtungsmaterial entlang dem Rohr (5) unter der Wirkung der hohen Fludedrücke und der vom Druck der Flude herrührenden Druekstöße verhindert.
2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Anti-Extrusionsmittel bildende konische Bereich (4d) vom Beginn seines Eindringens in den Körper (1) an bis zum Anschlag der Fläche (4e) des Teils (4) gegen die Fläche (1b) des Körpers (1) in Zwangskontakt mit dem konischen Bereich (ld) des Körpers steht derart, daß die Anti-Extrusion entlang der Kegelfläche (ld) des Körpers (1) für die Dichtung (3) realisiert, gleichermaßen jedoch eine Zusammendrückung der Dichtung (3) in einen geschlossenen Spalt gemäß einer der Länge des konischen Bereichs (4d) gleichen Ziehlänge verwirklicht ist.
3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

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zweite, von einer dünnen Lippe (4a) mit bei (4b) vermindertem Querschnitt gebildete Anti-Extrusionsmittel am Ende des konischen Bereichs (4d) gelegen ist, welcher das erste Anti-Extrusionsmittel des Teils (4) des Rings darstellt.
4. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring das die Dichtung bildende Teil (3) und das die Halteorgane aufweisende Teil (4) einschließt, die zusammengefaßt und formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei diese Teile durch die Anti-Extrusionsmittel verlängert sind, von denen der konische Bereich (4d) dem konischen Bereich (3c) der Dichtung (3) zugeordnet ist und diesen verlängert und die die zylindrische Bohrung (4f) des Halteteils (4) bildende Lippe (4a) der Bohrung (3f) des die Dichtung (3) darstellenden Teils zugeordnet ist und diese verlängert, und daß die gegenverjüngten Bereiche (3d und 3g) des die Dichtung (3) darstellenden Teils verbunden sind und den Formschluß der Dichtung (3) auf dem Halteteil (4) des Rings sicherstellen, der das von der Lippe (4a) gebildete Anti-Extrusionsmittel aufweist.
5. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) in einem von der Kegelfläche (1d) des Körpers (1), dem Rohr (5), dem Ende (4k) der Anti-Extrusionskegelflache (4d) und der Anti-Extrusionslippe (4a) gebildeten Lager auf vollkommen dichte und in Richtung des Druckstoßes unverletzliche Weise festgehalten ist und daß der Überschußanteil

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der Dichtung (3) in einen Spalt (3b) einbringbar ist, der von einem sehr geringen, zwischen dem Rohr (5) und dem Körper (1) vorgesehenen Spiel gebildet ist, dessen Wert je nach den Herstellungstoleranzen von einigen hundertstel Millimetern bis hin zu drei oder vier zehntel Millimetern variieren kann, wobei der Überschußanteil wie ein hohler, in Bezug auf die Druckrichtung der Flude entgegenwirkender Kolben angeordnet ist, der die Druckbelastung des Materials der Dichtung (3) in. ihrem Lager sicherstellt.
6. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im konischen Bereich (ld) des Körpers (1) gehaltene konische Anti-Extrusionsbereich (4d) der Dichtung (3) bei Drehung des Teils (4) während der Kerboperation der Haltekanten (4g) auf dem Rohr (5) ein Bremsorgan bildet.