DE4109860C1

DE4109860C1 - Connection between pipe and structural element - has O=ring in annular cavity defined by plastics part

Info

Publication number: DE4109860C1
Application number: DE4109860A
Authority: DE
Inventors: Hermann 6970 Lauda De Bohlender
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2011-03-27

Abstract

The sealed connection between a pipe and structural element includes an O-ring set between the sealing ring and pressure ring. This O-ring (28) is fitted into an annular cavity of the sealing ring (23) so that on tightening the screw nut (18) it can deform elastically in the cavity in order to form a spring element acting axially on the sealing ring (23). The annular cavity is defined radially inwards by a ring shaped plastics part of reduced wall thickness which can be pressed radially pliable through the deformed O-ring sealingly against the tube (11,12). The cavity for holding the O-ring is preferably a coaxial annular groove (27) on the end side of the sealing ring opposite the pressure ring (22). USE/ADVANTAGE - The O-ring is set protected in the cavity against contact by corrosive media. Constant adjustment of the sealing ring in the axial direction occurs through the resetting force of the O-ring.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschraubung zur abgedichteten Verbindung eines Rohres oder Schlauches mit einem Bauelement, insbesondere einem Anschluß- oder Kupplungsstück, mit einem Dichtungsring aus Kunststoff, einem Druckring und einer auf das Bauelement aufschraubbaren Überwurfmutter, wobei der Dichtungsring einen Außenkonus aufweist, der bei axialer Druckbeaufschlagung mittels der Überwurfmutter über den Druckring mit einem Innenkonus am Bauelement zusammenarbeitet, wodurch der Dichtungsring das Rohr oder den Schlauch abgedichtet umfaßt, wobei ferner zwischen dem Dichtungsring und dem Druckring ein O-Ring angeordnet ist.The invention relates to a screw connection sealed connection of a pipe or hose with a component, in particular a connection or Coupling piece, with a plastic sealing ring, one Pressure ring and one screwable onto the component Union nut, the sealing ring having an outer cone has, which in the case of axial pressurization by means of Union nut over the pressure ring with an inner cone on Component works together, which means that the sealing ring Sealed pipe or hose, further comprising an O-ring between the sealing ring and the pressure ring is arranged.

Bei einer bekannten Verschraubung (Katalog D 100 der Firma H. Bohlender vom Juni 1988, Seite 46) zur Verbindung von Kunststoffschläuchen oder Rohren aus Glas, Keramik oder Metall mit z. B. Fittinge, Hähne oder Ventile, besteht der Dichtungsring aus einem elastisch nicht deformierbaren Kunststoff etwa Polytetrafluoräthylen. Bei häufigen größeren Temperaturschwankungen besteht daher die Gefahr, daß die Verschraubung undicht wird. Denn nach einer erfolgten thermisch bedingten Ausdehnung des Dichtungsringes findet nach einer Temperaturabsenkung wegen mangelnder Elastizität keine Rückstellung bzw. Kontraktion statt. Die Folge ist eine Lockerung der Verschraubung und die daraus resultierende, bereits erwähnte Undichtigkeit derselben.With a known screw connection (catalog D 100 from the company H. Bohlender of June 1988, page 46) for the connection of Plastic hoses or tubes made of glass, ceramic or Metal with z. B. fittings, taps or valves, there is Sealing ring made of an elastically non-deformable Plastic such as polytetrafluoroethylene. With frequent larger temperature fluctuations there is a risk that the screw connection is leaking. Because after one thermal expansion of the sealing ring takes place after a temperature drop due to lack of Elasticity no provision or contraction instead. The The consequence is a loosening of the screw connection and the resulting resulting, already mentioned leakage thereof.

Eine weitere bekannte Verschraubung (Prospekt der Firma EM-Technik GmbH, Armaturenbau vom August 1990, Seite 7), die der eingangs erläuterten Ausführungsform entspricht, weist im wesentlichen die gleichen vorstehend beschriebenen Mängel auf, denn der O-Ring aus elastischem Material, welcher zwischen den planen Stirnseiten des Dichtungs- und Druckrings auf dem Rohr oder Schlauch angeordnet ist, dient hier zur Erhöhung des Widerstandes gegenüber Abzugskräften, welche am Rohr oder Schlauch angreifen. Wenn der Dichtungsring nicht mehr einwandfrei seine Aufgabe erfüllt, besteht die Gefahr, daß bei einer Leckage aggressiver Medien der ungeschützte O-Ring angegriffen und beschädigt oder gar zerstört wird.Another known screw connection (brochure of the company EM-Technik GmbH, Armaturenbau from August 1990, page 7), the corresponds to the embodiment explained in the introduction, has in essentially the same shortcomings described above on, because the O-ring made of elastic material, which between the flat faces of the seal and Pressure ring is arranged on the tube or hose, serves here to increase resistance to Pull-off forces that attack the pipe or hose. If the sealing ring no longer does its job properly fulfilled, there is a risk of leakage aggressive media attacked the unprotected O-ring and is damaged or even destroyed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Mängel zu vermeiden und eine Verschraubung zu schaffen, deren Dichtfunktion auch bei häufigen, relativ starken Temperaturschwankungen sicher gewährleistet ist, wobei der O-Ring in der Verschraubung gegen den Einfluß aggressiver Medien geschützt angeordnet werden soll.The invention has for its object the above To avoid defects and to create a screw connection, their sealing function even with frequent, relatively strong Temperature fluctuations are guaranteed, whereby the O-ring in the screw connection against the influence aggressive media should be protected.

Gemäß der Erfindung wird obige Aufgabe bei der gattungsgemäßen Verschraubung dadurch gelöst, daß der O-Ring in einem ringförmigen Hohlraum des Dichtungsringes derart eingefaßt angeordnet ist, daß er beim Anziehen der Überwurfmutter in dem Hohlraum noch elastisch deformierbar ist, um ein in Achsrichtung auf den Dichtungsring wirkendes Federelement zu bilden, und daß der ringförmige Hohlraum radial nach innen durch ein ringförmiges Kunststoffteil geringer Wanddicke begrenzt ist, welches radial nachgiebig und durch den deformierten O-Ring abdichtend gegen das Rohr oder den Schlauch andrückbar ist. Der in dem ringförmigen Hohlraum des Dichtungsringes gegen den Zutritt aggressiver Medien geschützt angeordnete O-Ring erfüllt vorteilhaft zwei Funktionen. Wenn infolge häufiger und starker Temperaturschwankungen die Gefahr besteht, daß sich der Sitz des Dichtungsringes lockert, bewirkt die Rückstellkraft des elastisch deformierten O-Ringes eine Nachstellung des Dichtungsringes in axialer Richtung, so daß dessen Dichtungsfunktion erhalten bleibt. Andererseits preßt der deformierte O-Ring das seinen Aufnahme-Hohlraum radial nach innen abschließende ringförmige Kunststoffteil abdichtend gegen den Rohr- oder Schlauch- Außenumfang, wodurch ein zusätzlicher ringförmiger Dichtbereich gegen eine Leckage des Mediums erzielt wird, welches das jeweilige Bauelement und die an diesem angeschlossenen Rohre oder Schläuche durchströmt. Die dem deformierten O-Ring innewohnenden Rückstellkräfte können vorteilhaft infolge seiner Einfassung in dem Dichtungsring im wesentlichen nur in Achsrichtung und radial nach innen wirksam werden. Bei dem vorstehend erläuterten Stand der Technik ist dagegen der O-Ring nicht eingefaßt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht darin, daß die Verschraubung zur abgedichteten Verbindung von Rohren bzw. Schläuchen mit Außendurchmessern verwendet werden kann, die in einem relativ großen Bereich variieren. According to the invention the above object is achieved in the generic screw connection in that the O-ring in an annular cavity of the Sealing ring is arranged so bordered that it when tightening the union nut in the cavity is elastically deformable to an in the axial direction Form sealing ring acting spring element, and that the annular cavity radially inward through a ring-shaped plastic part of limited wall thickness is limited, which is radially compliant and deformed by the O-ring can be pressed against the tube or hose is. The one in the annular cavity of the sealing ring Protected against the access of aggressive media O-ring advantageously fulfills two functions. If as a result frequent and strong temperature fluctuations the danger there is a loosening of the seal ring, causes the restoring force of the elastically deformed O-ring adjustment of the sealing ring in axial Direction so that its sealing function is maintained. On the other hand, the deformed O-ring presses his Receiving cavity closing radially inward Plastic part sealing against the pipe or hose Outer circumference, creating an additional ring-shaped Sealing area against leakage of the medium is achieved, which the respective component and the on this flows through connected pipes or hoses. The one deforming O-ring inherent restoring forces can advantageous due to its edging in the sealing ring essentially only in the axial direction and radially inwards be effective. In the above-described state of the In contrast, technology is not enclosed in the O-ring. A there is a further advantage of the measures according to the invention in that the screw connection to the sealed connection of pipes or hoses with outside diameters can be used in a relatively large range vary.

Eine Ausgestaltung der Erfindung, welche baulich besonders einfach ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zur Aufnahme des O-Ringes eine koaxiale Ringnut an der dem Druckring gegenüberliegenden Stirnseite des Dichtungsringes ist, wobei der die Ringnut radial nach innen begrenzende Wandabschnitt des Dichtungsrings als radial nachgiebige Dichtlippe durch den deformierten O-Ring gegen das Rohr oder den Schlauch andrückbar ist.An embodiment of the invention, which is structurally special is simple is characterized in that the cavity To accommodate the O-ring, a coaxial ring groove on the Pressure ring opposite end face of the sealing ring is, wherein the annular groove delimiting radially inward Wall section of the sealing ring as a radially compliant Sealing lip through the deformed O-ring against the pipe or the hose can be pressed on.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Kupplungs- oder Verbindungsstück für zwei Rohre, teilweise im Längsschnitt, wobei das Ende des linken Rohres bereits abgedichtet angeschlossen ist, während das Ende des rechten Rohres nur lose in die Verschraubung eingesteckt ist, deren einzelnen Teile noch im gelösten Zustand gezeigt sind.The invention is then based on the drawing of an embodiment explained. The drawing shows a coupling or connecting piece for two pipes, partly in longitudinal section, the end of the left Pipe is already sealed, while the End of the right tube only loosely in the screw connection is inserted, the individual parts of which are still loosened Condition shown.

Das als Ausführungsbeispiel gewählte Bauelement besteht aus einem Verbindungsstück 10 für zwei Rohre 11, 12. Die Rohre 11, 12 können aus Glas, Kunststoff, Keramik oder Metall bestehen und anstelle der Rohre 11, 12 können auch Schläuche, z. B. aus Polytetrafluoräthylen mit dem Verbindungsstück 10 gekuppelt werden. Das Verbindungsstück 10 weist einen Hauptkörper 13 auf, der z. B. aus Kunststoff bestehen kann und eine Durchgangsbohrung 14 enthält, die an beiden Seiten in Bohrungsabschnitte 15 relativ größeren Durchmessers einmündet. Der Außenumfang des Hauptkörpers 13 kann z. B. eine Sechskantform aufweisen. Der Hauptkörper 13 des Verbindungsstücks 10 weist ferner auf einen kleineren Durchmesser abgesetzte Endabschnitte 16 mit Außengewinde 17 auf, auf welche jeweils eine Überwurfmutter 18 aufgeschraubt ist. Auch die Überwurfmuttern 18 können aus Kunststoff bestehen und sind beim Ausführungsbeispiel gleichartig ausgebildet. Jede Überwurfmutter 18 ist im Anschluß an ihre Durchtrittsbohrungen 19 für die Rohre 11 bzw. 12 nach innen mit einem Innenkonus 20 versehen, der mit dem Außenkonus 21 eines Druckringes 22 zusammenarbeitet, wenn die Überwurfmutter 18 angezogen wird. Der Druckring 22 kann beispielsweise aus einem entsprechend harten Kunststoffmaterial hergestellt sein.The component selected as an exemplary embodiment consists of a connecting piece 10 for two tubes 11 , 12 . The tubes 11 , 12 can consist of glass, plastic, ceramic or metal and instead of the tubes 11 , 12 , hoses, for. B. of polytetrafluoroethylene with the connector 10 . The connector 10 has a main body 13 which, for. B. may be made of plastic and contains a through hole 14 which opens on both sides in bore sections 15 of relatively larger diameter. The outer periphery of the main body 13 may e.g. B. have a hexagonal shape. The main body 13 of the connecting piece 10 furthermore has end sections 16 with an external thread 17 stepped down to a smaller diameter, onto each of which a union nut 18 is screwed. The union nuts 18 can also be made of plastic and are of the same design in the exemplary embodiment. Each union nut 18 is connected to its through bores 19 for the tubes 11 and 12 to the inside with an inner cone 20 which cooperates with the outer cone 21 of a pressure ring 22 when the union nut 18 is tightened. The pressure ring 22 can for example be made of a correspondingly hard plastic material.

Jede der zwei gleichartigen Verschraubungen weist ferner einen Dichtungsring 23 aus einem deformierbaren Kunststoffmaterial, z. B. Polytetrafluoräthylen auf. Die Dichtungsringe 23 sind jeweils mit einem Außenkonus 24 versehen, der mit einem Innenkonus 25 an den beiden Enden des Hauptkörpers 13 des Verbindungsstücks 10 zusammenarbeitet, wenn die Überwurfmuttern 18 angezogen werden. Ferner ist an der dem jeweiligen Druckring 22 gegenüberliegenden Stirnseite 26 eines jeden Dichtungsringes 23 eine koaxiale Ringnut 21 zur Aufnahme eines O-Ringes 28 aus einem gummielastischen Material ausgearbeitet. Der lichte Querschnitt der Ringnut 27 ist auf den Querschnitt des O-Ringes 28 so abgestimmt, daß letzterer beim Anziehen von einer der Überwurfmuttern 18 in der Ringnut 27 elastisch deformierbar ist. Dieser Zustand ist in der Zeichnung an der linken Verschraubung angedeutet, welche zur abgedichteten Verbindung des Rohres 11 mit dem Verbindungsstück 10 festgezogen ist. Die Einzelteile der gemäß der Zeichnung rechten Verschraubung zum abgedichteten Anschluß des Rohres 12 an das Verbindungsstück 10 sind dagegen noch im gelockerten Zustand gezeigt. Dort erkennt man auch, daß der O-Ring 28 bei gelöster Überwurfmutter 18 im entspannten Zustand aus der Ringnut 27 herausragt.Each of the two similar screw connections also has a sealing ring 23 made of a deformable plastic material, for. B. polytetrafluoroethylene. The sealing rings 23 are each provided with an outer cone 24 which cooperates with an inner cone 25 at the two ends of the main body 13 of the connecting piece 10 when the union nuts 18 are tightened. Further, each sealing ring 23 is drawn up a coaxial annular groove 21 for receiving an O-ring 28 of an elastomeric material on the pressure ring 22 of each opposite end face 26th The clear cross section of the annular groove 27 is matched to the cross section of the O-ring 28 so that the latter is elastically deformable in the annular groove 27 when one of the union nuts 18 is tightened. This state is indicated in the drawing on the left screw connection, which is tightened for the sealed connection of the tube 11 to the connecting piece 10 . The individual parts of the right screw connection according to the drawing for the sealed connection of the tube 12 to the connecting piece 10 , however, are still shown in the loosened state. There you can also see that the O-ring 28 protrudes from the annular groove 27 in the relaxed state when the union nut 18 is loosened.

Die Dichtungsringe 23, die Druckringe 22 sowie die Überwurfmuttern 18 werden vor dem Anschluß der Rohre 11 bzw. 12 an das Verbindungsstück 10 auf die betreffenden Rohrenden aufgesteckt. Beim Aufschrauben der Überwurfmuttern 18 auf das Verbindungsstück 10 wird über den Druckring 22 eine axiale Kraftkomponente auf den Dichtungsring 23 ausgeübt, der aufgrund der Zusammenarbeit seines Außenkonus 24 mit dem Innenkonus 25 kontraktiert wird und das jeweilige Rohr 11 bzw. 12 abgedichtet umfaßt. Der O-Ring 28 wird dabei, wie schon oben erwähnt, in der Ringnut 27 elastisch deformiert.The sealing rings 23 , the pressure rings 22 and the union nuts 18 are placed on the pipe ends in question before the pipes 11 and 12 are connected to the connecting piece 10 . When screwing the nuts 18 on the connecting piece 10 an axial force component is exerted on the sealing ring 23 via the pressure ring 22, which is contracted with the inner cone 25 due to the cooperation of its outer cone 24 and the respective tube comprises 11 or 12 is sealed. As already mentioned above, the O-ring 28 is elastically deformed in the annular groove 27 .

Wenn das Verbindungsstück 10 mit den abgedichtet angeschlossenen Rohren 11, 12 häufig größeren Temperaturschwankungen unterworfen wird, wie es im Laborbetrieb bzw. in der chemischen Industrie vorkommen kann, könnte es zu einer Lockerung des Dichtungssitzes der Dichtungsringe 23 kommen, und damit zu einer Undichtigkeit der betreffenden Verschraubung. Eine solche Undichtigkeit wird jedoch durch die elastisch deformierten O-Ringe 28 verhindert. Denn deren Rückstellkräfte wirken u. a. in Achsrichtung auf die Dichtungsringe 23 und halten so deren Dichtungsfunktion aufrecht. Dabei bilden die Druckringe 22 jeweils das Widerlager für die O-Ringe 28.If the connecting piece 10 with the sealed connected pipes 11 , 12 is frequently subjected to greater temperature fluctuations, as can occur in laboratory operation or in the chemical industry, the sealing seat of the sealing rings 23 could be loosened and the leaks in question could leak Screw connection. Such a leak is prevented by the elastically deformed O-rings 28 . Because their restoring forces act in the axial direction on the sealing rings 23 and thus maintain their sealing function. The pressure rings 22 each form the abutment for the O-rings 28 .

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ringnut 27 in jedem Dichtungsring 23 radial nach innen durch einen umlaufenden Wandabschnitt 29 von nur sehr geringer Dicke begrenzt ist. Dieser Wandabschnitt 29 bildet beim Ausführungsbeispiel ein Teil mit dem übrigen Dichtungsring 23 und stellt eine radial nachgiebige Dichtlippe dar, welche bei angezogener Überwurfmutter 18 durch den deformierten O-Ring 28 gegen den Außenumfang der Rohre 11, 12 gepreßt wird. Dadurch wird verhindert, daß aggressive Medien, welche durch die Rohre 11, 12 und das Verbindungsstück 10 strömen, zu den O-Ringen 28 vordringen und diese beschädigen können. Die O-Ringe 28 sind somit gegen den Angriff aggressiver Medien sicher geschützt.Another essential feature of the invention is that the annular groove 27 in each sealing ring 23 is delimited radially inward by a circumferential wall section 29 of only a very small thickness. In the exemplary embodiment, this wall section 29 forms a part with the remaining sealing ring 23 and represents a radially flexible sealing lip which, when the union nut 18 is tightened, is pressed against the outer circumference of the tubes 11 , 12 by the deformed O-ring 28 . This prevents aggressive media, which flow through the tubes 11 , 12 and the connector 10 , from penetrating to the O-rings 28 and damaging them. The O-rings 28 are thus safely protected against the attack of aggressive media.

Die oben erläuterten Verschraubungen mit den als Federelemente wirkenden O-Ringen 28 können auch an anderen Bauelementen, z. B. an Winkelstücken, Einschraubstücken oder T-Stücken vorgesehen sein, oder aber auch an Anschlußstutzen von beliebigen Geräten oder Maschinen bzw. Apparaten.The screw connections explained above with the O-rings 28 acting as spring elements can also be attached to other components, e.g. B. be provided on elbows, screw-in pieces or T-pieces, or also on connecting pieces of any devices or machines or apparatus.

Claims

1. Verschraubung zur abgedichteten Verbindung eines Rohres oder Schlauches mit einem Bauelement, insbesondere einem Anschluß- oder Kupplungsstück, mit einem Dichtungsring aus Kunststoff, einem Druckring und einer auf das Bauelement aufschraubbaren Überwurfmutter, wobei der Dichtungsring einen Außenkonus aufweist, der bei axialer Druckbeaufschlagung mittels der Überwurfmutter über den Druckring mit einem Innenkonus am Bauelement zusammenarbeitet, wodurch der Dichtungsring das Rohr oder den Schlauch abgedichtet umfaßt, wobei ferner zwischen dem Dichtungsring und dem Druckring ein O-Ring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring (28) in einem ringförmigen Hohlraum des Dichtungsringes (23) derart eingefaßt angeordnet ist, daß er beim Anziehen der Überwurfmutter (18) in dem Hohlraum noch elastisch deformierbar ist, um ein in Achsrichtung auf den Dichtungsring (23) wirkendes Federelement zu bilden, und daß der ringförmige Hohlraum radial nach innen durch ein ringförmiges Kunststoffteil geringer Wanddicke begrenzt ist, welches radial nachgiebig und durch den deformierten O-Ring (28) abdichtend gegen das Rohr (11, 12) oder den Schlauch andrückbar ist.1. Screw connection for the sealed connection of a pipe or hose to a component, in particular a connecting or coupling piece, with a plastic sealing ring, a pressure ring and a union nut that can be screwed onto the component, the sealing ring having an outer cone which, when subjected to axial pressure, by means of the Union nut cooperates via the pressure ring with an inner cone on the component, as a result of which the sealing ring encompasses the tube or the hose, an O-ring being furthermore arranged between the sealing ring and the pressure ring, characterized in that the O-ring ( 28 ) is in one annular cavity of the sealing ring ( 23 ) is arranged such that it is still elastically deformable when the union nut ( 18 ) is tightened in the cavity in order to form a spring element acting on the sealing ring ( 23 ) in the axial direction, and that the annular cavity is radial inside by egg n an annular plastic part with a small wall thickness is limited, which is radially flexible and can be pressed against the tube ( 11 , 12 ) or the hose by the deformed O-ring ( 28 ).

2. Verschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zur Aufnahme des O-Ringes (28) eine koaxiale Ringnut (27) an der dem Druckring (22) gegenüberliegenden Stirnseite (26) des Dichtungsringes (23) ist und daß der die Ringnut (27) radial nach innen begrenzende Wandabschnitt (29) des Dichtungsrings (23) als radial nachgiebige Dichtlippe durch den deformierten O-Ring (28) gegen das Rohr (11, 12) oder den Schlauch andrückbar ist.2. Screw connection according to claim 1, characterized in that the cavity for receiving the O-ring ( 28 ) is a coaxial annular groove ( 27 ) on the end face ( 26 ) opposite the pressure ring ( 22 ) of the sealing ring ( 23 ) and that the The annular groove ( 27 ) of the wall section ( 29 ) of the sealing ring ( 23 ) which delimits radially inwards can be pressed against the pipe ( 11 , 12 ) or the hose as a radially flexible sealing lip by the deformed O-ring ( 28 ).