DE4035684A1

DE4035684A1 - Walzenverbindung mittels gewinde, zentriersitz und stoss

Info

Publication number: DE4035684A1
Application number: DE19904035684
Authority: DE
Inventors: Helge Dr Kegenbein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-05-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung von Walzen, Rohren, zylindrischen Teilen o. ä., gekennzeichnet dadurch, daß im Anschluß an die Gewinde Zentriersitze angeordnet sind, die erst kurz vor Anliegen der Stirnflächen in Eingriff kommen und damit einfaches Verschrauben bei hoher Zentrierge nauigkeit ermöglichen.

Bei industriellen Anwendungsfällen besteht oftmals die Not wendigkeit, Walzen aus Rohr- oder Vollmaterial kraft- und formschlüssig miteinander zu verbinden.

Dies geschieht üblicherweise mit Gewinden, die bis zur Anlage der Stirnflächen miteinander verschraubt werden.

Sind Konzentrizität und Steifigkeit der Verbindung verlangt, so werden die meist zylindrischen Gewinde mit ebenfalls zy lindrischen vor- und nachgeschalteten Paßsitzen versehen. Die erforderlichen engen Passungen zwischen Außen- und Innen zylinder bewirken dann die Zentrierung, die, wie bekannt, von einem Gewinde nur unzureichend hergestellt werden kann.

Diese dem Stand der Technik entsprechenden Verbindungen haben nun folgende Nachteile:

- Das Passungsspiel verhindert eine exakte Zentrierung und bewirkt eine Herabsetzung der Steifigkeit der Verbindung, die in Form von Auslenkung oder Durchbiegung der verbun denen Wazen bei Aufbringen von Quer- und Längskräften sichtbar wird;
- reduziert man deshalb das Passungsspiel, so läßt sich die Verbindung ab etwa 200 Durchmesser von Erreichen des Paß sitzes an nur noch schwer oder gar nicht mehr weiter ver schrauben, einerseits wegen o. g. mangelnder Zentrierung des Gewindes und damit verbundener mangelnder Konzentrizität von Gewinde und Paßsitz, andererseits wegen kaum vermeid barer Ovalität der zylindrischen Teile infolge freiwerdender Materialeinspannungen nach dem Bearbeiten.

Die dargelegten Unzulänglichkeiten und das Fehlen einer genauen und kostengünstig zu fertigenden Verbindung führen in der Praxis dazu, daß für zahlreiche Anwendungen (z. B. Maschinen zur Pa pier-, Textil-, Kunststoffherstellung) Walzen u. ä. aus einem Stück (Rohre von 200-600 mm Durchmesser bei 12-15 m Länge) eingesetzt werden. Diese erfordern für Herstellung, Wärmebe handlung und Bearbeitung besondere Anlagen und wären bei Zu sammensetzung aus 2 oder 3 Teilen kostengünstiger.

Bei den bekannten gattungsgemäßen "Verbindungen für Stangen und Rohre miteinander..." werden zur Erreichung der erfindungs gemäßen Aufgabe lediglich konische Innen- und Außengewinde genannt (DE 37 30 311 A1), die eine exakte Zentrierung nicht erbringen können. Weiterhin werden Kupplungen zwischen anein anderstoßenden Rohren genannt, die die Erhaltung der Drehaus richtung gewährleisten (DE 35 42 282 A1) oder die Sperrung in beiden Drehrichtungen erreichen (DT 15 75 139 B2).

Bekannt sind außerdem zahlreiche Rohrverbindungen aus der Öl feldrohrindustrie.

Ziel dieser Verbindungen ist, durch einen oder mehrere Dicht sitze Öl- und Gasdichtheit herzustellen (B1 01 31 622). Dieses wird durch Überdeckungen (Innendurchmesser korrespondierender Teile größer als Außendurchmesser), konische Sitze (DE EP 00 89 253, DE 32 32 381) eingelegte Dichtringe und Kraftver schrauben gegen die Stoßflächen erreicht. Um Dichtheit zu be kommen, muß mit hohem Moment verschraubt werden, so daß im Be reich der Überdeckung plastisch verformt und die Stoßflächen aneinander gepreßt werden können.

Beschreibung

Ziel der Verbindung ist, hohe Zentriergenauigkeit und Steifig keit bei leicht verschraubbarer Verbindung zu erreichen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst (Fig. 1), daß spiel freie, geeignet geformte Passungssitze (1) Zentrierung und Form schluß übernehmen. Die formschlüssigen Passungssitze kommen erst kurz vor Abschluß der Verschraubung in Eingriff. Dadurch wird die Verschraubung praktisch ermöglicht und Fressen der Paßsitze ver mieden.

Im einzelnen ist die Verbindung erfindungsgemäß dadurch gekenn zeichnet (Fig. 2), daß, wie bei Verbindungen von Ölfeldrohren, nach dem Gewinde ein balliger Abschnitt (1) auf Zapfen- und Muffenteil (2) folgt. Kurz nach Anliegen der beiden Kontakt flächen (3) aneinander und damit Zentrierung kommen die Stirn flächen (4) zur Anlage (Stoß).

Hierbei kann mit verschiedenartigen Kombinationen von Zentrier sitzgeometrien gearbeitet werden:

Fig. 3 konischer Zapfen (1) und Muffenauslauf (2) gegen schräge Schulter (3) ;

Fig. 4 balliger Zapfenauslauf (1) und konischer Muffen auslauf (2);

Fig. 5 balliger Zapfenauslauf (1) und zylindrischer Muffen auslauf (2);

Fig. 6 zylindrische Zapfen (1)- und Muffenausläufe (2) .

Die Schulter kann bei allen Ausführungen auch gerade (90°, Fig. 1 und Fig. 2) ausgeführt werden, allerdings erbringt die schräge Schulter höhere Steifigkeit der Verbindung. Die Gewinde können auch zylindrisch ausgebildet sein.

Alle kommen erst kurz vor Erreichen der Stoßfläche in Ein griff und müssen mit exakt gleichem Durchmesser oder gering ster (einige Hundertstel mm) Überdeckung geschnitten werden.

Die Erhöhung der Steifigkeit der Verbindung wird durch einen doppelten Zentriersitz (Fig. 1) bewirkt. Möglich ist aber auch nur ein Zentriersitz, wenn durch definiertes Kopf- oder Fuß tragen im Gewinde Formschluß erzielt wird; hierfür kommen dann aber nur konische Gewinde in Frage.

Das Schneiden der Verbindungen sollte im Bereich von H5- Passungen erfolgen; zur Vermessung von Gewinden und Geometrie müssen geeignete Meßwerkzeuge und Lehren beigestellt werden.

Claims

1. Rohrwalzen- und Vollmaterialverbindungen mittels Gewinde und vor- bzw. nachgeschalteten Zentriersitzen, gekennzeichnet dadurch, daß die Zentriersitze erst kurz vor Anliegen der Stirnflächen in Eingriff kommen und daß durch enge Passungs wahl und/oder geringster Überdeckung der Zentriersitze eine leichte Verschraubung gegeben ist.

2. Ausbildung von 1 oder 2 Zentriersitzen pro Zapfen (Muffe).

3. Anordnung konischer oder zylindrischer Gewinde.

4 Ausbildung der Zentrierflächen Konus auf Konus, ballig gegen Konus, zylindrisch gegen ballig, zylindrisch gegen zylindrisch.

5. Ausbildung der konischen Gewinde dergestalt, daß definier tes Tragen der Spitzen des Zapfengewindes im Grund des Muffengewindes hergestellt wird oder Tragen der Muffen gewindespitzen im Zapfengewindegrund.
Stirnflächen als 90° Stoß, oder 75° Stoß oder Zwischen werte ausgebildet, äußerer und/oder innerer Stoß.