DE3875118T2

DE3875118T2 - Verbindungsmechanismus fuer duennwandige rostfreie stahlroehren und verbindungsstueck.

Info

Publication number: DE3875118T2
Application number: DE8888903962T
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Nakamura
Original assignee: O N Ind Co Ltd
Current assignee: O N Ind Co Ltd
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2008-05-10
Also published as: EP0366789A4; US4919455A; DE3875118D1; EP0366789A1; WO1989011058A1; EP0366789B1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsmechanismus zum einfachen und raschen Verbinden von zwei dünnwandigen Röhren aus nichtrostendem Stahl für die Leitung eines Fluids an Ort und Stelle.
Dünnwandige, nichtrostende Stahlrohre sind in großem Umfange innerhalb oder außerhalb von Gebäuden zur Leitung eines Fluids, wie etwa Wasser oder Dampf, verwendet worden. Diese dünnwandigen, nichtrostenden Stahlrohre haben breite Anwendung gefunden und Eisen- oder Kupferrohre ersetzt, die der Korrosion ausgesetzt sind, die Lecks verursacht, und Vinyl-Röhren, die einen geringen Widerstand gegen Hitze und kaltes Wetter aufeisen.
Wegen des hohen Preises und der großen Härte, Dehnbarkeit und Temperbarkeit von nichtrostendem Stahl wird die Wandstärke von nichtrostendem Stahlröhren üblicherweise bei etwa einem Millimeter angesetzt. Folglich ist es schwierig, die Endbereiche dieser dünnwandigen Stahlröhren mit Gewinde zu versehen und mit Hilfe einer Mutter zu verbinden. Aus diesem Grunde sind Löten, Schweißen oder Pressen verwendet worden.
Diese Verbindungen haben jedoch keine zufriedenstellende Festigkeit gegenüber Zugkräften, sind nicht lösbar und korrosionsanfällig, und sie erfordern eine geübte Hand bei der Herstellung der Verbindung. Daher hat der Erfinder der vorliegenden Anmeldung einen neuen Verbindungsmechanismus in der japanischen Patentanmeldung Nr. 59-107390 vorgeschlagen. Dieser Verbindungsmechanismus umfaßt einen ringförmigen Rücken mit zwei geneigten Oberflächen an einem Endbereich einer dünnwandigen Stahlröhre aus nichtrostendem Stahl, und ein Verbindungsstück, dessen Durchmesser ausreichend groß ist zum Aufnehmen der Röhre. Ein Außengewinde und ein kreisförmiger Ausschnitt werden auf der Außenseite und der Innenseite eines Endes des Verbindungsstücks hergestellt. Das Verbindungsstück wird über die Röhre gefügt, so daß es gegen eine geneigte Oberfläche des ringförmigen Rückens über eine Packung anschlägt, die in den ringförmigen Ausschnitt eingesetzt ist. Eine Mutter mit einer abgeschrägten Innenkante, die gegen die äußere geneigte Oberfläche anschlägt, wird über das Verbindungsstück geschraubt und verbindet die Röhre mit dem Verbindungsstück.
Es ist jedoch unmöglich, durch Beobachtung zu prüfen, ob die Mutter vollständig gegenüber dem Verbindungsstück festgezogen ist. Folglich sind eine gefühlsmäßige Beurteilung des Anzugsdrehmoments, die Anzahl der Umdrehungen der Mutter oder die Messung der Distanz zwischen dem Verbindungsstück und der Mutter zur Prüfung verwendet worden. Diese Verfahren sind jedoch zu problematisch für eine praktische Verwendung.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbindungsmechanismus für dünnwandige Röhren aus nichtrostendem Stahl zu schaffen, der einen höheren Widerstand gegenüber Zugkräften aufweist, als es bisher der Fall war, leicht gelöst oder getrennt werden kann, keine erfahrene Hand erfordert und die Möglichkeit bietet, das Anziehen einer Mutter durch Beobachtung zu prüfen.

Beschreibung der Erfindung

Entsprechend der Erfindung ist ein Verbindungsmechanismus vorgesehen, der einen Verbindungsmechanismus zur Verbindung von zwei dünnwandigen, nichtrostenden Stahlröhren umfaßt, die jeweils an einem Ende einen ringförmigen Rücken mit einer ersten und einer zweiten geneigten Oberfläche aufweisen, welcher ein Verbindungsstück einschließt, das einen Durchmesser, der ausreichend groß zur Aufnahme der Röhren ist, zwei erste Ausschnittbereiche mit einer Dichtungsnut in diesen an gegenüberliegenden Enden, einen mittleren, angehobenen Bereich und zwei Außengewindebereiche auf beiden Seiten des mittleren angehobenen Bereichs umfaßt, mit zwei Muttern, die jeweils einen Innengewindebereich aufweisen, der mit dem Außengewindebereich zusammenwirkt, sowie einem Paßbereich zum Aufschieben auf die Röhre, einer Verbindungs-Anschlagfläche, gegen die die vordere Fläche des Verbindungsglieds anschlägt, wenn der Innengewindebereich in den Außengewindebereich eingreift, und einen zweiten Ausschnittbereich, der gegen die zweite geneigte Oberfläche des ringförmigen Rückens anliegt, zwei Dichtungspackungen, die gegen die erste geneigte Oberfläche des ringförmigen Rückens, die Verbindungs-Anschlagfiäche der Mutter und die Dichtpackungsnut anliegt, wenn der Innengewindebereich in den Außengewindebereich eingreift; und zwei konische Scheibenfedern, die an dem Verbindungstück zwischen der Mutter und dem mittleren angehobenen Bereich und deren äußere Oberfläche mit einer Farbe versehen ist, die eine Unterscheidung von der Mutter und dem mittleren angehobenen Bereich gestattet.
Die dünnwandigen nichtrostenden Stahlröhren werden verbunden durch Einlegen der Dichtungspackungen in die Dichtpackungsnuten, Einschieben der Röhren in das Verbindungsstück, Aufbringen der konischen Scheibenfedern auf dem Verbindungsstück und Anziehen der Mutter. Die Dichtpackung ist derart ausgebildet, daß sie gegen die erste geneigte Oberfläche, die Anschlagfläche und die Dichtungsnut anliegt, so daß jede Leckage des Fluids aus der Röhre verhindert wird. Der ringförmige Rücken wird zwischen dem abgeschrägten Bereich, dem zweiten Ausschnitt und der Dichtpackung so gehalten, daß ein Herausfailen der Röhre aus dem Verbindungstück verhindert wird. Selbst wenn die dünnwandige, nichtrostende Stahlröhre ausgedehnt oder zusammengezogen wird bei hohen oder niedrigen Temperaturen, wird der ringförmige Rücken festgelegt durch den abgeschrägten Bereich des Verbindungsstücks und den zweiten Ausschnitt der Mutter, so daß jede Verformung, Ausdehnung oder Zusammenziehen verhindert und die Lebenszeit der Dichtpackung verlängert wird. Wenn die Mutter über das Verbindungsstück geschraubt wird, bis der Verbindungsanschlag gegen die vordere Fläche des Verbindungsstücks anliegt, wird die kegelförmige Scheibenfeder zwischen der Mutter und dem mittleren, angehobenen Bereich zusammengedrückt, so daß die farbige Außenseite der Scheibenfeder unsichtbar und der feste Sitz durch Beobachtung geprüft werden kann. Vorzugsweise sind die Seitenwände des angehobenen mittleren Bereichs senkrecht in bezug auf die Außenseite des Verbindungsstücks, so daß die Überprüfung durch Beobachtung einfach wird. Die kegelförmige Scheibenfeder kann so montiert sein, daß ihrer Außenseite entweder dem mittleren, angehobenen Bereich oder dem vorderen Ende der Mutter zugewandt ist. In beiden Fällen tritt das selbe Ergebnis ein. Wenn die Mutter angezogen wird, liegt das vordere Ende des Verbindungsanschlags der Mutter, fehlt hier etwas? so daß die Gewindebereiche mit einer großen Zugkraft versehen sind, die den Reibungswiderstand zwischen dem Außengewinde und dem Innengewinde erhöht, so daß eine große Befestigungskraft entsteht. Außerdem gleiten das Verbindungsstück und die Mutter leicht über den ringförmigen Rücken, so daß die Elastizität des ringförmigen Rückens auf die Mutter und die Scheibenfeder übertragen wird und zur Elastizität der Dichtpackung und der Scheibenfeder beiträgt und somit verhindert, daß die Mutter aufgrund der Biegung und Schwingung der Röhren gelockert wird.
Das heißt, das der Verbindungsmechanismus gemaß der Erfindung eine verbesserte Zugfestigkeit und Haltbarkeit aufweist, es einfach macht, dünnwandige Röhren aus nichtrostendem Stahl zu verbinden und zu trennen, indem lediglich die Muttern angezogen oder gelöst werden, und auf diese Weise die Notwendigkeit einer geübten Hand eliminiert und die Möglichkeit bietet, eine lose Verbindung durch Beobachtung festzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

FIG. 1 ist ein Langsschnitt eines Verbindungsmechanismus zum Verbinden von zwei dünnwandigen nichtrostenden Stahlröhren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
FIG. 2 ist ein Querschnitt hierzu, entlang der Linie II-II;
FIG. 3 und 4 sind vergrößerte Teildarstellungen des Mechanismus und veranschaulichen den Verbindungsvorgang;
FIG. 5 ist ein Längsschnitt durch ein Werkzeug zur Herstellung eines ringförmigen Rückens, mit dessen Röhren-Ausdehngummi unter normalen Bedingungen;
FIG. 6 ist ein Längsschnitt hierzu mit zusammengedrücktem Röhren-Ausdehngummi.

Beste Umsetzung der Erfindung in die Praxis

In Fig. 1 bis 4 ist ein Verbindungsmechanismus zum Verbinden von zwei dünnwandigen Stahlröhren 1 aus nichtrostendem Stahl gezeigt, der ein Verbindungsstück 2, zwei Muttern 3, zwei Dichtpackungen 4 und zwei konische Scheibenfedern 5 umfaßt.
Die Röhre 1 weist an einem Ende einen ringförmigen Rücken 6 auf, der durch Expandieren der Röhre in der Form eines ringförmigen Rückens mit zwei geneigten Oberflächen 6a, 6b hergestellt wird. Das Verbindungsstück 2 weist an seinen inneren Ende zwei erste Ausschnitte 7 auf, die jeweils aus einem abgeschrägten Bereich 7a und einer Dichtpackungsnut 7b bestehen, sowie auf den äußeren Endbereichen zwei Außengewinde 8. Ferner weist es einen mittleren, angehobenen Bereich 9 auf, der zwei Seitenwände 9a besitzt, gegen die eine Stirnfläche 3a der Mutter 3 über die konische Scheibenfeder 5 anliegt. Die Mutter 3 weist einen Paßbereich 10 auf, der über die Röhre 1 greift, einen Innengewindebereich 11 mit einem Durchmesser, der größer als der Paßbereich 10 ist. Ein Verbindungsanschlag 12 befindet sich zwischen dem Paßbereich 10 und dem Innengewindebereich 11 und ein zweiter Ausschnitt 13 liegt an der Ecke des Verbindungsanschlags 12. Die Packung 4 besteht aus einem elastischen Material, wie etwa Gummi, und besitzt die Form eines Ringes mit einem im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt, dessen Oberflächen gegen den ringförmigen Rücken 3, die Dichtpackungsnut 7 und den Verbindungsanschlag der Mutter anliegt, wenn sie in die Dichtpackungsnut 7b eingesetzt ist und die Röhren 1 über das Verbindungsstück 2 verbunden sind. Die kegelförmige Scheibenfeder 5 ist zwischen der Endfläche 3a der Mutter 3 und der Seitenwand 3a des mittleren, angehobenen Bereichs 9 montiert, und ihre Außenseite 5a ist mit einer bestimmten Farbe versehen.
Zur Montage des Verbindungsmechanismus werden eine oder zwei Mutter 3 in die Röhre 1 geschoben, und ein oder beide Enden der Röhre 1 werden ausgedehnt zur Bildung eines ringförmigen Rückens 6 an jedem Ende. Es ist vorteilhaft, den Winkel der geneigten Oberfläche 6b des ringförmigen Rückens 6 übereinstimmend mit dem Winkel des zweiten Ausschnitts 13 der Mutter 3. Um dies zu erreichen, ist es vorzuziehen, eine Röhrenausdehneinrichtung zu verwenden, wie sie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 61-13890 beschrieben und in Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
In Fig. 5 und 6 umfaßt die Röhrenausdehnungseinrichtung einen Röhrenausdehnungskopf 14, der an einer nicht gezeigten Plattform befestigt ist, eine Achse 15, die gleitend innerhalb des Kopfes 14 liegt, eine Gummi-Stütze 16, die über die Achse 15, geschoben ist, ein Röhrenausdehnungsgummi 17, einen Gummi-Halter 18, und einen Stößel 19, der an dem freien Ende der Achse 15 befestigt ist.
Im Betrieb wird gemaß Fig. 5 die Mutter 3 mit dem Innengewinde 11 über den Kopf 14 mit dem Außengewinde 20 geschraubt, während die Achse 15, die Gummi-Stütze 16, das Röhren-Ausdehnungsgummi 17, die Gummi-Stütze 16 und der Stößel 19 in die Röhre 1 eingeführt werden. Wie Fig. 6 zeigt, wird beim Ziehen der Achse 15 in die Richtung eines Pfeils A durch ein nicht gezeigtes Werkzeug die Gummi-Stütze 16 gegen den Kopf 14 gezogen. Wenn die Achse 15 weiter in Richtung A gezogen wird, drückt der Stößel 19 den Gummi-Halter 18, so daß das Röhren-Expansionsgummi 17 nach außen in radialer Richtung um ein Volumen ausgedehnt wird, das gleich dem Volumen ist, das sich durch Kompression zwischen der Gummi-Stütze 16 und dem Gummihalter 18 ergibt. Wenn sich das Röhren-Expansionsgummi 17 ausdehnt, wird die dünnwandige, nichtrostende Stahlröhre 1 in einem ringförmigen Raum 20 mit V-förmigem Querschnitt ausgedehnt, der durch den zweiten Ausschnitt 13 der Mutter 3 und den Ausschnitt 21 des Kopfes 14 gebildet wird, so daß ein ringförmiger Rücken 6 entsteht. Da der Winkel der geneigten Oberfläche 6b mit dem Winkel des zweiten Ausschnitts 13 übereinstimmt, stimmen die Achsen von miteinander verbundenen Röhren überein, so daß eine enge Verbindung möglich wird. Außerdem dient die Mutter 3 als Teil des Röhren-Expansionswerkzeugs, so daß die Produktivität bei der Bildung des ringförmigen Rückens erhöht wird.
Sodann wird die Dichtpackung 4 in die Dichtpackungsnut 7b des Verbindungsstücks 2 eingelegt und die Röhre 1 wird in das Verbindungsstück 2 eingeschoben, auf dem die kegelförmige Scheibenfeder 5 angebracht ist, so daß ihre Außenseite 5a der Seitenwand 9a des mittleren angehobenen Bereichs 9 gegenüberliegt. Wenn die Mutter 3 über das Verbindungsstück 2 geschraubt wird, bis die Anschlagsfläche 12 gegen das vordere Ende des Verbindungsstücks 2 anschlägt, ist die Röhre 1 fest am ringförmigen Rücken 6 durch den abgeschrägten Bereich 7a des Verbindungsstücks 2, den zweiten Ausschnitt 13 der Mutter 3 und die Dichtpackung 4 gehalten. Die Dichtpackung 4 schlägt gegen die geneigte Oberfläche 6a, die Dichtpackungsnut 7b und den Verbindungsanschlag 12 an und verhindert das Lecken von Fluid aus der Röhre. Wenn die Mutter 3 über das Verbindungsstück 2 geschraubt wird, bis der Verbindungsanschlag gegen das vordere Ende des Verbindungsstücks 2 anliegt, wird die Scheibenfeder 5 vollständig zwischen der Mutternfiäche 3a und der Seitenwand 9a zusammengedrückt, so daß die farbige Oberfläche 5a nicht länger sichtbar ist. Dies zeigt das vollständige Anziehen der Mutter an.

Industrielle Anwendbarkeit

Der Verbindungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist nützlich zum Verbinden von Röhren zum Leiten von Stadtwasser, heißem Wasser, Dampf, unter Druck stehendem Dampf. Pulver oder Granulat und insbesondere nützlich als lösbare Verbindung zum Verbinden von Röhren, die kein Leck haben dürfen und eine lange Lebensdauer benötigen.

Claims

1. Verbindungsmechanismus zum Verbinden von zwei dünnwandigen Röhren (1) aus nichtrostendem Stahl, die an einem Ende einen ringförmigen Rücken (6) mit ersten und zweiten geneigten Oberflächen (6a,6b) aufweisen, mit

einem Verbindungsglied (2), dessen Durchmesser so groß ist, daß die Röhren (1) an entgegengesetzten Enden aufgenommen werden können, zwei ersten Ausschnitten (7) an jedem Ende mit einer Dichtungsnut (7b) darin einem zentralen, angehobenen Bereich (9) und zwei Außengewindeabschnitten (8) auf beiden Seiten des mittleren angehobenen Bereichs,

zwei Muttern (3) mit Innengewindeabschnitt (11) zum Aufschrauben auf den Außengewindeabschnitt (8), die einen Paßbereich (10) zum Aufschieben über das Rohr, eine Anschlagfläche (12), gegen die die vordere Fläche des Verbindungsgliedes anschlägt. wenn der Innengewindeabschnitt auf den Außengewindeabschnitt aufgeschraubt ist, und zwei zweite Ausschnitte (13), die gegen die ersten und zweiten geneigten Flächen (6b) des ringförmigen Rückens anliegen, aufweisen.

zwei Dichtpackungen (4), die gegen die erste geneigte Fläche (6a) des ringförmigen Rückens, die Anschlagfläche der Mutter für das Verbindungsglied und die Dichtungsnut anliegen, wenn der Innengewindeabschnitt (11) den Außengewindeabschnitt (8) erfaßt und

zwei konische Teilerfedern (5), die jeweils auf dem Verbindungsglied zwischen der Mutter (3) und dem zentralen angehobenen Bereich (9) angebracht sind, wobei die äußeren Oberflächen der Tellerfedern (5) mit einer Farbe zur Unterscheidung von der Nut und dem zentralen angehobenen Bereich versehen sind.

2. Verbindungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ausgeschnittene Bereich (7) einen kegelförmigen Abschnitt (7a) aufweist, der gegen die erste geneigte Fläche (6a) anliegt.

3. Verbindungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale angehobene Bereich (9) zwei Seitenwände (9a) aufweist, die in rechtem Winkel zur Außenseite der Verbindung aufragen.

4. Verbindungsmechnismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenseite der konischen Tellerfeder mit einer Farbe versehen ist, die unterschiedlich ist gegenüber der Farbe der Mutter und des zentralen angehobenen Bereichs.