DE4219722A1 - Verbindungssystem für Rohrleitungen - Google Patents
Verbindungssystem für RohrleitungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits mehrere Verbindungssysteme bekannt, mit
denen Rohrleitungen untereinander verbunden oder an
irgendwelche Bauteile angeschlossen werden. Vergleiche
hierzu Gebrauchsmuster G 91 05 270.5, bekanntgemacht am
13.02.1992, Patentschriften DE 30 25 292 und DE 24 17 640,
diverse Kataloge über Schneidringverschraubungen nach DIN
mit 24°-Konus, z. B. von der Fa. Exmar GmbH oder Fa.
Parker-Ermeto, Katalog über sogenannte
"Klemmkeilringverschraubungen" der Fa. Exmar GmbH bzw.
Swagelock. Bei diesen bekannten Verschraubungen treten
Probleme verschiedener Art auf. Die ausschließlich
metallisch dichtenden erfordern recht hohe Anzugsmomente
der Überwurfmuttern, welche im Regelfall das Dichtelement -
durch hineinpressen in einen Konus verformen und halten.
Dabei kommt man mitunter nicht ohne eine hydraulische
Montagevorrichtung aus, was den Einsatz vor Ort unter
Umständen stark erschwert bzw. auch für den Anwender eine
absolut unwirtschaftliche Investition darstellt. Manchmal
sind die Verbindungsrohre auch so kurz und der Abstand zur
nächsten Verschraubung so gering, daß der Einsatz einer
solchen Vorrichtung nicht einmal möglich ist. Weiterhin
passiert es nicht selten, daß es, speziell bei
Verschraubungen aus Edelstahl, aufgrund der hohen
erforderlichen Anzugsmomente sehr schnell zum "Fressen" im
Gewindebereich kommt, was dann meist zum Totalverlust der
Verschraubung und des - vielleicht sehr aufwendig gebogenen -
Rohres führt. Häufig kommt auch vor, daß sich bei den
Gleitbewegungen der metallischen Dichtelemente auf dem Rohr
und im Verschraubungskörper Riefen in Bewegungsrichtung
ausbilden und die Verbindung zwar hält, jedoch nicht dicht
ist, insbesondere im Falle des wiederholten Lösens. Andere
setzen ein zusätzliches Elastomer-Bauteil ein, um die
Abdichtqualität zu verbessern. Dieses ist dann zumindest
mal mit dem Nachteil der Nichteignung für
Hochdrucksauerstoffleitungen oder Hochtemperaturbereiche
verbunden. Ein recht ungehemmt auf das Dichtelement
einwirkender Druckstoß kann dieses zur Entzündung bringen,
insbesondere bei der DE 30 25 292, wo sich im vorderen
Bereich eine besonders leicht entflammbare spitze Kante
ausbildet, aber auch bei der DE 24 17 640.
Sogenannte Schneidringe dichten im Regelfall am Rohr selbst
leichter ab, jedoch nicht so gut am Verschraubungskörper,
bringen aber insbesondere bei Vibrationen die Gefahr des
Undichtwerdens bzw. des Rohrbruchs mit sich. Letzteres
speziell dann, wenn die scharfen Einkerbungen, mit denen
das Rohr auch gehalten wird, am hinteren Ende vorhanden
sind (vergl. DE 30 25 292 und G 91 05 270.5).
Da Schneidringe im Regelfall aus einem härtbaren Material
produziert sind, erfüllen sie, insbesondere bei
Verschraubungen aus hochlegierten Stählen, häufig nicht die
Anforderungen, welche an die Korrosionsbeständigkeit
gestellt werden. Ein weiterer Negativfaktor ergibt sich bei
radialer Belastung des Rohres, wie sie beim Festziehen
einer benachbarten Verschraubung auftreten kann. Aufgrund
recht geringer oder gar keiner Stützmomente dagegen werden
die meisten Verschraubungen in einem solchen Belastungsfall
undicht.
Insbesondere im dickwandigeren Rohrbereich und bei
Edelstahl zeigen sich zum Beispiel auch bei den Klemm-
Keilring-Verschraubungen die Grenzen der Betriebsdrücke,
bedingt durch die begrenzte Haltekraft. Der untere, dem
Rohrende zugewandte Keilring, kann nicht beliebig stark
eingepreßt werden, da er durch den oberen Ring eine
Aufweitung erfahren würde, was wiederum den Einlauf in den
Verschraubungsinnenkonus behindert. Außerdem kann der
obere Kegelring aufgrund seiner stumpfwinkligen Ausbildung
ohnehin keine große Radialkraft in Richtung Rohr ausüben.
Es ist ohne entsprechenden Krafteinsatz, wie zum Beispiel
durch eine Hydraulik erzielbar, ohnehin eine Deformierung
des hinteren Schneid- oder Klemmringbereiches, wie er in
den genannten Druckschriften vom Winkel her dargestellt
ist, im Stahl- bzw. Edelstahlbereich nicht durchführbar.
Verwendet man nun an dieser Stelle einen spitzen Winkel,
über den sich Rohr und Ring mit Hilfe der Mutter
deformieren ließen, so wird es durch die Drehbewegung der
Mutter sehr schnell zu einem Materialfraß kommen und
außerdem die Gleitbewegung des Ringes auf dem Rohr nicht
mehr so recht möglich, da die Anpressung dann auch
entsprechend groß ist.
Häufig ist der Lösungsvorgang einer bisher üblichen, stark
angezogenen Verschraubung nach Entfernung der Spannmutter
nur mit größter Gewalt und mit Schlägen auf das Rohr zu
erwirken, was unter Umständen die Schwierigkeiten bei der
Neuabdichtung erhöht.
Ein weiterer Nachteil aller bekannten Verschraubungen liegt
in der Wegfallmöglichkeit der Spannmutter nach einem
Lösungsvorgang, wenn die Verschraubungen vertikal montiert
sind. Dies ist besonders im Anlagenbau, bei dem
Rohrleitungen teilweise durch mehrere Etagen laufen,
äußerst negativ.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungs
system so auszubilden, daß es bei relativ zur Verbindungs
qualität niedrigen Anzugsmomenten der Überwurf- bzw.
Spannmutter eine hohe Haltekraft des Rohres mit optimaler
Abdichtung vom Vakuum bis zum Höchstdruck und ohne
Rohrbeschädigung auch im Vibrationsfall
bewirkt, für den Einsatz bei Hochdrucksauerstoff geeignet
ist wie auch im Reaktorbereich, auch im Falle
der vielfach wiederholten Demontage und Montage problemlos
funktioniert und ebenso bei radialer Belastung des Rohres
an Dicht- und Haltewirkung hohen Anforderungen genügt.
Weiterhin soll der Profilring aus Gründen der
Korrosionsbeständigkeit nicht gehärtet sein müssen und eine
mechanische Bearbeitung des Rohres, nicht zuletzt aus
Gründen der Rationalität, nicht erforderlich sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere in der universellen Einsetzbarkeit bei
leichter Montierbarkeit und hoher Dicht- und Haltequalität,
insbesondere bei wiederholten Demontagen. Weitere Merkmale
und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgenden
Zeichnungen.
Es zeigen
Fig. 1 einen Verschraubungskörper (1) mit einem
Innenkonus (1a), eine Überwurfmutter (2),
einen Metall-Profilring (3), einen
kombinierten Gleit- und Dichtring (4) am
vorderen Teil des Profilringes (3) , einen
kombinierten Gleit- und Dichtring (5) am
hinteren und inneren Profilringbereich und
ein Rohrteil (6). Sämtliche Teile sind hier
lose ineinandergefügt.
Fig. 1a dgl. wie Fig. 1, jedoch mit nach unten
längerem Gleit-Dichtring (5).
Fig. 2, 3 und 4 die gleichen Bauteile wie Fig. 1, jedoch
Fig. 2 die 1. Phase des Anzugs der Überwurf
mutter (2).
Fig. 3 die 2. Phase des Anzugs der Überwurf
mutter (2) mit Deformierung des
Profilringes (3) und des Rohres (6) am
vorderen Ende.
Fig. 4 die 3. und letzte Anzugsphase mit
Deformierung des Profilringes (3) und des
Rohres (6) im hinteren Bereich des
Profilringes (3).
Fig. 5 eine weitere Variante, wiederum im losen
Zustand, bei der der Profilring (3) mit
einer stumpfkegligen Druckfläche (3f) und
darüber angeordnetem schlanken Konus (8)
ausgestattet ist und
Fig. 6 die Variante von Fig. 5 im festgezogenen
Zustand nach Anzugsphase 3.
Fig. 7 eine Variante, bei der der Profilring vorn
mit einem Anschlag (3i) ausgestattet ist,
im losen Zustand und
Fig. 8 die Ausführung von Fig. 7
im festgezogenen Zustand.
Fig. 9 eine weitere Ausführung mit Anschlag für
das Rohr, bei der die Anzugsphasen 2 u. 3
gleichzeitig ablaufen, im losen Zustand
und
Fig. 10 die Ausführung von Fig. 9 im festgezogenen
Zustand.
Fig. 11 eine Ausbildungsvariante im losen Zustand,
bei der der Profilring (3) einen waagerecht
umlaufenden Vorsprung (7) mit
Druckfläche (3f) für die 1. und 2. Phase des
Anzugs aufweist mit darüber angeordnetem
schlanken Konus (8) und
Fig. 12 die Variante von Fig. 11 im festgezogenen
Zustand nach Anzugsphase 3.
Fig. 13 eine Variante von Fig. 11, bei der der
umlaufende Vorsprung (7) nach unten gelegt
wurde, im losen und
Fig. 14 im festen Zustand.
Fig. 15 eine weitere Ausführung im losen Zustand,
bei der der Profilring (3) über ein
stumpfkegliges Oberteil (9) verfügt,
welches bei der 3. Anzugsphase in etwa um
den Punkt (10) schwenkt und
Fig. 16 die Ausführung von Fig. 15 im festgezogenen
Zustand.
Fig. 17 eine Variante von Fig. 15 im losen Zustand,
bei der das stumpfkeglige Oberteil (9) als
separates Element ausgebildet ist.
Fig. 18 eine Variante, ähnlich Fig. 9, bei der
jedoch oberhalb des Kegels (8) ein Vor
sprung (11) angeordnet ist, im losen und
Fig. 19 im festgezogenen Zustand.
In Fig. 1 ist erkennbar, daß der Profilring (3) im vorderen
Bereich oberhalb einer kurzen Fläche (3b) einen Rücksprung
in Form der konischen Fläche (3a) aufweist. Im Anschluß
daran ist eine radiale Ringfläche (3c) angeordnet. Im
oberen, hinteren Bereich des Profilringes (3) befindet sich
innen zunächst der Rücksprung (3g), der Vorsprung (3d) und
wiederum ein Rücksprung (3e). Demgegenüber an der
Außenseite befindet sich eine, in einem konstruktiv
sinnvoll ausgebildeten Winkel, konische Druckfläche (3f).
Der Konuswinkel dieser Fläche ist in jedem Fall stumpfer
als der der Fläche (3a) im vorderen Bereich. Von vorn ist
ein kombinierter Gleit- und Dichtring (4) aus einem leicht
verformbaren Material mit guten Gleiteigenschaften, z. B.
PTFE, PA oder ein Weichmetall, aufgesteckt und schnappt
hinter den Vorsprung (3b). Die Außenfläche (4a) des
Gleit-Dichtringes (4) überragt die an (3b). Von oben ist der
obere Gleit-Dichtring (5) festsitzend in den Durchmesser
(3c) eingedrückt.
Die bisherige Beschreibung entspricht dem kompletten
Profilring im montagefähigen Lieferzustand.
Dabei ist es natürlich ebenso möglich, den Profilring (3) in
dem durch die Gleit-Dichtringe (4) und (5) abgedeckten
Bereich zu beschichten oder mit einem galvanischen Überzug
zu versehen und auf die separaten Ringe zu verzichten.
Gleitdichtring (4) sollte allerdings als zusätzliches
Bauteil ergänzend und somit austauschbar vorhanden sein.
Ebenso kann der von oben eingesetzte Gleitdichtring (5)
natürlich tiefer, bis an die Fläche (3h) heruntergezogen
werden. Dieses würde nochmals zu einer Reduzierung der
Reibkräfte bei der Montage, aber auch für die Haltung des
Rohres führen (vergl. Fig. 1a).
Die Montage besteht im Prinzip aus drei Phasen. Die erste
Phase besteht aus einem leichten Anzug der Überwurfmutter
(2), welche den Beginn der metallischen Abdichtung zwischen
Profilringvorderteil bei (3b) und (3h), der
Verschraubungsfläche (1a) und der Außenfläche des Rohres
(6) bewirkt und zusätzlich eine Vorverformung des unteren
Gleit-Dichtringes (4) und oberen Gleit-Dichtringes (5)
verursacht (Fig. 2).
In der zweiten Anzugsphase (Fig. 3) mit schon höherem
Anzugsmoment wird der Profilring (3) im unteren bzw.
vorderen Bereich tiefer eingepreßt, woraus sich dann eine
Verformung des Rohres in Richtung seiner Achse ergibt. Um
die Einpreßtiefe, insbesondere bei weichen oder
dünnwandigen Rohren zu begrenzen, ist am Profilring die
radiale Anschlagfläche (3c) angeordnet.
Hierbei zeigen sich nun die ersten gravierenden Vorteile
dieses Systems. Diese bestehen darin, daß
- 1. das Rohr nicht eingeschnitten, sondern relativ großflächig komprimiert wird.
- 2. die hierfür erforderliche Kraft relativ zu anderen,
ähnlich arbeitenden, Verschraubungen erheblich
geringer ist, da der Gleit-Dichtring (4) die Reibung
im Konus (1a) stark reduziert.
Zur Beurteilung ist es wichtig, darauf hinzuweisen, daß die größte Radialkraft in diesem Bereich und nicht zwischen Rohr und Profilring auftritt. Hier wirkt nicht nur die radiale Kraft des Rohres (6) entgegen sondern auch die des Profilringes (3), welcher ja auch für sich verformt werden muß. - 3. der Gleit-Dichtring (4) in seiner stark komprimierten und letztlich auch eingekammerten Form eine hundertprozentige Abdichtung gewährleistet, welche auch Anforderungen im Reaktorbereich genügt.
- 4. der Gleit-Dichtring (4) im Falle einer Demontage der Verschraubung, falls erforderlich, wechselbar ist.
- 5. vor den Gleit-Dichtringen (4) und (5) eine metallische Vorabdichtung zwischen (3b) und (1a) sowie (3h) und Rohr (6) stattfindet. Aufgrund des kleinen Querschnittes sind hier die Verformungskräfte recht gering. Außerdem macht dieser Umstand dieses Verbindungssystem trotz z. B. Elastomereinsatzes bei (4) und (5) auch hochdrucksauerstofftauglich. Zu den Gleit-Dichtringen kann schlimmstenfalls, und dieses nur langsam, eine kleine Leckmenge geraten, welche keine Entzündungsgefahr darstellt.
Während der 2. Anzugsphase treten im oberen Bereich (3d)
des Profilringes (3) noch keine nennenswerten Reibkräfte
auf, da der Vorsprung (3d) gegenüber der Fläche (5a)
zurückgesetzt ist, d. h. also einen Abstand zum
Außendurchmesser des Rohres (6) hat und sich dadurch
zunächst nur der obere Gleit-Dichtring (5) mit seiner
Fläche (5a) gegen das Rohr (6) abstützt.
In der dritten Anzugsphase nun, bei der mit noch größerem
Anzugsmoment gearbeitet wird, wird durch verstärkten Druck
auf die Kegelfläche (3f), über die bisher nur der Vorschub
nach unten bewirkt wurde, der obere Profilringteil in
Richtung Rohr (6) verformt. Vergleiche hierzu Fig. 4. Dabei
wird auch der zylindrische Teil bei (5a) des
Gleit-Dichtringes (5) bzw. auch der sich ggf. noch darunter
befindliche Teil total komprimierte und zwischen (3e) - und
auch darunter - und Rohrwandung bleibend eingekammert.
Spätestens nun nach Abschluß der 3. Phase ergeben sich als
weitere Vorteile
- 6. die totale - und immer bleibende - Abdichtung zwischen Profilringinnendurchmesser und Rohraußendurchmesser.
- 7. die feste Umklammerung des Rohres (6) mit teilweiser Kompression nun auch im hinteren Bereich in einem gewissen Abstand vom vorderen Teil, wodurch radiale Momente, welche auf das Rohr wirken, besser abgefangen werden.
- 8. der Umstand, daß die Anpressung im hinteren Bereich des Profilringes ausschl. radialer Richtung ist und dabei keine riefenziehende Schiebebewegung des Ringes auf dem Rohr erfolgt. Dadurch wäre auch bei Wegfall des oberen Gleit-Dichtringes (5) an dieser Stelle eine exakte metallische Abdichtung möglich.
- 9. für den Fall, daß extreme radiale Momente das Rohr trotz der vorn und hinten stattfindenden Einschnürung noch elastisch verformten, die Verbindung aufgrund der gekammerten und sich ausdehnen wollenden weicheren Dichtmaterialien nicht undicht wird.
- 10. der Einsatz von reibungsmindernden Elementen, welche gekammert werden und somit dieses Montageverfahren zum Teil überhaupt ermöglichen.
- 11. daß nach Lösung der Spannmutter (2) das Rohr (6) mit dem Profilring (3) leicht wieder aus der Verschraubung (1) herausgenommen werden kann.
- 12. daß der Profilring (3) nicht gehärtet sein muß.
In Fig. 5 ist nun ein Profilring (3) mit entsprechend
ausgebildeter Spannmutter (2) dargestellt, bei dem die
Einpreßkraft für die Phasen 1 und 2 durch Druck auf eine
relativ schmale, stumpfkeglige Fläche (3f) erzeugt wird,
welche sich wiederum unterhalb eines spitzen Kegels (8)
befindet. In diesem Beispiel wurde der Profilring (3) innen
mehrfach gewellt und mit einem tiefgezogenen
Gleit-Dichtring (5) ausgestattet. Die Spannmutter (2) hat
oberhalb der Druckfläche (2a) einen Rücksprung (2b), an den
sich dann ein spitzer Innenkegel (2c) anschließt. Die
Querschnittsverhältnisse des Profilringes (3) sind nun so
bemessen, daß die Anzugsphasen 2 und 3 über die
Druckflächen (2a) und (3f) erfolgen. Bei Erhöhung des
Anzugsmomentes wird der Profilring bei (3f) so deformiert,
daß die Kante zwischen (2a) und (2b) den äußersten
Durchmesser von (3f) passiert. Erst jetzt drückt in Phase 3
die Fläche (2c) der Spannmutter (2) auf den Kegel (8) und
deformiert ihn und das Rohr, bis die Spannmutter mit (2a)
weiter unten auf den Profilring (3) drückt (vergl. Fig. 6).
Dadurch ergibt sich nicht nur ein Anzugsanschlag für den
Einsatz von weicherem oder dünnwandigerem Rohr, sondern
noch eine zusätzliche Haltung des unteren Profilringteiles,
was die Sicherheit auch im Falle z. B. eines Ringbruches
erhöht.
Bei dieser Variante ergibt sich aber noch ein 12. Vorteil:
Durch die Elastizität der Materialien ergibt sich
zwangsläufig, daß der größte Durchmesser bei (3f)
nach Passieren der Spannmutter (2) wieder größer
auffedert, als der umlaufende Durchmesser zwischen
(2a) und (2b) ist. Dadurch kann die gelöste
Spannmutter (2) bei z. B. vertikal nach unten
abgehendem Rohr nicht wegfallen bzw. -rutschen. Durch
die Erweiterung des Durchmessers bei (2b) wird
Reibung zwischen der Außenkante von (3f) und der
Spannmutter (2) vermieden.
In dieser Figur wird weiterhin gezeigt, wie sich die hier
gewählte innere Profilierung des Ringes (3) in Verbindung
mit einem tiefgezogenen Gleit-Dichtring (5) bzw. auch mit
einer in diesem Bereich aufgebrachten Beschichtung
auswirkt. Es ist erkennbar, daß nach der Phase 3 des Anzugs
(Fig. 6) die nach innen gerichteten Vorsprünge des
Profilringes (3) durch die auftretende hohe spezifische
Flächenpressung die Beschichtung bzw. die
Gleit-Dichtringbereiche weggequetscht haben.
Als Folge ergeben sich zwei Dinge:
- 1. sind mehrere Bereiche vorhanden, in denen weiche Dichtelemente gekammert sind und
- 2. wird das Rohr durch den metallischen Kontakt und die sich dadurch ergebenden Reibwerte besser gehalten.
In Fig. 7 ist nun eine Ausführung dargestellt, bei welcher
der Profilring (3) vorn mit einem Anschlag (3i) für das
Rohr ausgestattet ist. Diese Version hat zur Folge, daß
zwischen dem Rohr (6) und der Innenseite des Profilringes
(3) keinerlei Bewegung in axialer Richtung stattfindet.
Das Rohr behält relativ zum Ring auch in den Anzugsphasen
seine Lage bei. Gleit- und Reibbewegungen finden lediglich
an den Außenflächen des Profilringes (3) statt.
Da die Gefahr des Riefenzuges hier nicht besteht, läßt sich
auch ohne Weichstoffeinsatz an der Innenseite des
Profilringes (3) eine Abdichtung höchster
Wahrscheinlichkeit erzielen. Hier kommt der als Vorteil Nr.
8 weiter vorn genannte Umstand auch für den vorderen
Bereich des Profilringes (3) zum Einfluß.
Fig. 8 stellt den festgezogenen Zustand dar.
In Fig. 9 ist nun eine einfachere Version des Profilringes
(3) und der Spannmutter (2) dargestellt, bei der die
Spannmutter nach einem Lösungsvorgang nicht mehr gehalten
wird und bei dem die Anzugsphasen 2 und 3 gleichzeitig
ablaufen.
Um weichere bzw. dünnwandigere Rohre nicht übermäßig zu
deformieren, besitzt der Profilring (3) je eine obere und
untere Anschlagfläche (3c).
Diese Lösung bietet als anderen Vorteil, daß die
Gleit-Dichtringe (4) und (5) als gleiche Bauteile ausgeführt sein
können, was die Rationalität bei der Fertigung erhöht.
Fig. 10 stellt wieder den festen Zustand dar.
Fig. 11 zeigt eine Ausführung, bei der die Einpreßkraft
für Phase 1 und 2 zunächst über einen waagerecht
umlaufenden Vorsprung (7) des Profilringes (3) erzeugt
wird, wobei der Vorsprung (7) bei Erhöhung des
Anzugsmomentes nach unten weggedrückt wird und erst jetzt
die dritte Anzugsphase beginnt und der schlanke Konus (8)
eine relativ leichte Deformierung von Profilring (3) und
Rohr (6) im oberen Bereich ermöglicht (vergl. Fig. 12).
In Fig. 13 ist nun eine Version dargestellt, bei der der
umlaufende Vorsprung (7) nach unten gelegt wurde. Das Rohr
würde hier nach Einführung bis zur Verschraubungsfläche
(1b) nochmals 2-3 mm zurückgezogen und dann über die
Spannmutter (2) zunächst der obere Profilringbereich ins
Rohr eingepreßt. Nach Erhöhung des Anzugsmomentes wird der
Vorsprung (7) nach oben weggedrückt und die Spannmutter (2)
maximal soweit angezogen, bis die Rohrstirnfläche auf die
Verschraubungsfläche (1b) auftrifft (Fig. 14).
Zur besseren Definition der Lage des Rohres (6) im
Profilring (3) vor dem Anzug wäre dieser z. B. auch wieder
mit einem Anschlag (3i) - wie bereits in Fig. 7 bzw. 9
dargestellt - auszustatten.
In Fig. 15 verfügt der Profilring (3) über ein
stumpfkegliges Oberteil (9), welches auf der Innenseite
freigedreht ist, so daß eine Bewegung nach unten ermöglicht
wird (vergl. Fig. 16). Dabei führt der freie Bereich in
etwa um den Punkt (10) eine Schwenkbewegung aus und gräbt
sich dabei mit seinem freien Vorsprung (3d) in die
Rohrwandung ein.
Durch diese Ausführung ergibt sich praktisch nochmals eine
Übersetzung für die in radialer Richtung auf die
Rohrwandung ausgeübte Kraft. Bildet man die Druckfläche (3f)
keglig aus, wie hier dargestellt, und nicht
waagerecht, wird die Verformung in Richtung Rohrzentrum
unterstützt.
Fig. 17 zeigt nochmals eine Variante der Fig. 15, bei
welcher der hintere Bereich als separates Bauteil, z. B.
ähnlich einer harten Tellerfeder, ausgebildet ist. Diese
würde auch bei geringfügiger Lockerung der Spannmutter (2)
noch eine große Reibkraft bei dieser erzeugen und einen
selbsttätigen Lösungsvorgang, z. B. durch Vibration, über
längere Zeit erschweren. Das harte Federmaterial gräbt sich
ohne größere eigene Deformierung in Phase 3 in die
Rohrwandung ein (Fig. 18). Zur Verstärkung der
Kraftumlenkung zur Rohrmitte hin und zur Reduzierung des
Anzugsmomentes ist es sinnvoll, am Innendurchmesser mehrere
Schlitze in radialer Richtung anzuordnen. Dieses gilt auch
für die Ausführung insbesondere nach Fig. 15.
Fig. 18 stellt eine Variante - ähnlich der der Fig. 5 - dar,
wobei die stumpfkeglige Druckfläche (3f) oberhalb des
schlanken Konus (8) am Profilring (3) angeordnet ist,
welche zunächst vom kleinsten Durchmesser der Spannmutter
(2) passiert werden muß, dabei verformt wird und
- naturgemäß - wieder etwas aufgeht. Verbunden mit dem
Umstand der späteren Haltung der Spannmutter (2) nach einem
Lösungsvorgang - vergl. auch Fig. 5 - ergibt sich als
weiterer Vorteil die Möglichkeit, nach Anzug (Fig. 19) am
aus der Spannmutter (2) hinten herausschauenden Ende den
Spannweg der Mutter auf dem Profilring (3) zu erkennen, was
zur Erhöhung der Sicherheit beiträgt.
Claims (19)
1. Verbindungssystem für Rohrleitungen, geeignet für
Vakuum bis hin zu Höchstdrücken, bestehend aus einem
Verschraubungskörper (1) mit einer konischen
Innenfläche (1a) und einer Anschlagfläche (1b), einer
Spannmutter (2) und einem Profilring (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß sich hinter einem innen und außen metallisch
abdichtenden Bereich (3b) und (3h) des Profilringes
(3) ein zumindest im äußeren, konischen Bereich (3a)
des Profilringes durch Aufstecken oder Beschichten
aufgebrachtes, die Gleit- und Dichteigenschaften
verbesserndes Element (4) befindet.
2. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (4) aus einem Elastomer besteht.
3. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (4) aus Weichmetall besteht.
4. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch auf der Innenseite des Profilringes (3)
oberhalb einer umlaufenden Fläche (3h) ein die Dicht- oder
Dicht- und Gleiteigenschaften verbesserndes
Element (5) auf- bzw. eingebracht ist.
5. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im hinteren Bereich des Profilringes (3),
insbesondere im Bereich der Druckfläche (3f) und auch
beim Innendurchmesser (3e) ein die Gleit- und
Dichteigenschaften verbesserndes Element (5) auf- bzw.
eingebracht ist.
6. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring im vorderen Bereich über einen
Anschlag (3i) für das Rohr (6) verfügt.
7. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring (3) nach oben und unten symmetrisch
ausgebildet ist.
8. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring (3) eine für den axialen Vortrieb
durch die Spannmutter (2) gut geeignete stumpfkeglige
bis waagerechte Druckfläche (3f) enthält und erst nach
deren Überwindung bzw. Entfernung ein weiterer
spitzerer Kegel, welcher gegenüber dem zuerst
verformten angeordnet ist (3a, b, h) oder (8), zusammen
mit der Rohrwandung deformiert wird.
9. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenkante der Druckfläche (3f) sich nach
Passieren durch die Spannmutter (2) durch Elastizität
wieder soweit nach außen dehnt, daß die Spannmutter
(2) sie nicht ohne Kraftaufwand wieder in
Gegenrichtung passieren kann.
10. Verbindungssystem nach Anspruch 1, 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser bei (2b) der Spannmutter (2)
soweit vergrößert ist, daß Reibung zwischen der Fläche
(2b) und der Außenkante von (3f) vermieden wird.
11. Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verformung von Profilring (3) und Rohr (6) aus
drei Phasen besteht, nämlich aus der metallischen
Vorabdichtung, welche später noch gesteigert wird,
dann aus der Verformung von Profilring (3) und Rohr
(6) zunächst am einen und drittens dann am anderen
Ende.
12. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring (3) auf seiner Innenseite so
gestaltet ist, daß er keinerlei Kerbwirkung auf der
Rohraußenfläche erzeugt.
13. Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Abdichtung optimierenden Elemente (4) und
(5) nach dem letzten Anzug der Spannmutter (2)
zwischen den sie umgebenden Bauteilen so total
eingekammert sind, daß sie sich auch im stark
erweichten Zustand weder bei Vakuum noch bei
Höchstdruck entfernen können.
14. Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring (3) einstückig ausgebildet ist.
15. Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verschraubungskörper (1) mit 24°-Innenkonus
und Gewinde nach DIN ausgestattet ist.
16. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Oberteil stumpfkeglig ausgebildet ist und bei
Druck von oben in etwa um einen Punkt (10) verschwenkt
und in das Rohr (6) eingepreßt wird.
17. Verbindungssystem nach Anspruch 1 und 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere stumpfe Kegel mit radial verlaufenden
Schlitzen ausgestattet ist.
18. Verbindungssystem nach Anspruch 1, 16 und 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere stumpfe Kegel als separates Bauteil
ausgeführt ist.
19. Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Profilring (3) in den mit Gleit- und Dicht
elementen belegten Bereichen eine Oberflächenrauhig
keit von mind. 25 µm besitzt, um Schmiermittel
nester zu bilden.
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