DE4311280C2 - Process for producing a cutting ring and cutting ring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidringes und einen Schneidring für eine Rohrverbindung.The invention relates to a method for producing a Cutting ring and a cutting ring for a pipe connection.

Derartige Rohrverbindungen ermöglichen ein schnelles Zusam­ menfügen von Rohren durch eine lötlose Verschraubung, die dank des Schneidringes dicht mit dem ihr zugeordneten Rohr verbunden ist. Nähere Einzelheiten für solche Verschraubungen sind der DIN 2353 (Juni 1991) zu entnehmen. Solche Schneidringverschraubungen können in leichter Ausführung vor allem bei Leitungen für Druckluft im Niederdruckbereich (bis 100 bar) und als schwere Ausgestaltung für den Schwermaschi­ nenbau über 250 bar eingesetzt werden.Such pipe connections allow a quick get together joining pipes by means of a solderless screw connection thanks to the cutting ring tightly with the pipe assigned to it connected is. More details for such fittings can be found in DIN 2353 (June 1991). Such Cutting ring fittings can be of a light design especially for lines for compressed air in the low pressure range (up to 100 bar) and as a heavy version for heavy machinery construction over 250 bar.

Die Schneidringe werden üblicherweise aus austenitischem Standardstahl (z. B. X 10 CrNiMo 18 10 2, Werkstoff Nr. 1.4571) gefertigt. Solche Schneidringe sind zu weich, um in einen anderen Stahl einzuschneiden. Da austenitischer Stahl keine Umwandlung durchläuft, kann er nicht gehärtet werden; es ist lediglich eine Oberflächenhärtung möglich, bei der ein zusätzlicher Stoff - etwa Stickstoff und/oder Kohlenstoff - im Oberflächenbereich eingebaut wird. Diese Maßnahme führt zwar zu einer Oberflächenhärtung und stellt somit die Schneidhaltigkeit sicher, solche Maßnahmen führen jedoch gleichzeitig in besonders nachteiliger Weise zu Einschrän­ kungen der Korrosionsbeständigkeit des Grundstahles. The cutting rings are usually made of austenitic Standard steel (e.g. X 10 CrNiMo 18 10 2, material no. 1.4571). Such cutting rings are too soft to be in cut another steel. Because austenitic steel undergoes no transformation, it cannot be hardened; only surface hardening is possible in which a additional substance - such as nitrogen and / or carbon - in Surface area is installed. This measure leads to a surface hardening and thus represents the Cutting edge sure, but such measures lead at the same time in a particularly disadvantageous way Corrosion resistance of the base steel.  

Aus dem Stand der Technik sind weitere Verfahren zur Herstellung von Schneidringen und hiernach hergestellte Schneidringe, auch aus Edelstahl und für Edelstahlrohrverbindungen bekannt, wobei die Schneidringe aus einem Rohr oder Strang abgelängt und durch formgebende Bearbeitung fertiggestellt werden. Hierbei erfolgt aber die gezielte Verfestigung nicht am Rohr oder Strang. Vielmehr wird die erforderliche Festigkeit der Schneiden bzw. des Schneidringes durch Härten mittels thermochemischer Diffusionsbehandlung (Walterscheid-Prospekt), durch die formgebende Bearbeitung des Schneidringes (DE-AS 11 75 639) oder durch Beschichten mit härterem Werkstoff (US 3888521) erreicht. Auch diese Maßnahmen haben sich nicht in allen Fällen als allen in Edelstahlrohrverbindungen auftretenden Anforderungen gerecht werdend herausgestellt.Further processes for the production are from the prior art of cutting rings and cutting rings made thereafter, also from Stainless steel and known for stainless steel pipe connections, the Cutting rings cut from a tube or strand and cut through shaping processing to be completed. However, this is done the targeted solidification not on the pipe or strand. Rather it will the required strength of the cutting edges or the cutting ring by hardening using thermochemical diffusion treatment (Walterscheid prospectus), through the shaping of the Cutting ring (DE-AS 11 75 639) or by coating with harder Material (US 3888521) reached. These measures have also changed not in all cases as all in stainless steel pipe connections emerging requirements are highlighted.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu verbessern und die Kerbfähigkeit des Schneidringes zu erhöhen, ohne daß eine Minderung anderer Qualitätsmerkmale erfolgt.The inventor was aware of this state of the art set the goal of a process of the aforementioned Kind to improve and the notchability of the cutting ring to increase without reducing other quality features he follows.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehm nach dem unabhängi­ gen Patentanspruch 1 bzw. 6; die Unteransprüche geben weitere günstige Ausgestaltungen an.To solve this problem, the clay leads to the independent gene claims 1 and 6; the subclaims give further favorable Refinements.

Vorgeschlagen wird ein Schneidring aus nichtrostendem Stahl, der seine Schneidfähigkeit durch eine Kaltverfestigung er­ hält. Dazu sollen vor allem die folgenden Stahlgruppen einge­ setzt werden:A cutting ring made of stainless steel is proposed, which improves its cutting ability through work hardening holds. The following steel groups should be used for this be placed:

• - nichtrostender austenitischer Standard­ stahl (z. B. Werkstoff Nr. 1.4571);- austenitic stainless standard steel (e.g. material no. 1.4571);
• - stickstofflegierter und/oder druckaufge­ stickter nichtrostender Stahl (etwa Nr. 1.4565);- nitrogen alloy and / or pressure embroidered stainless steel (about no. 1.4565);
• - nichtrostender, ferritisch-austenitischer Duplexstahl, wie Nr. 1.4462.- stainless, ferritic-austenitic Duplex steel, like No. 1.4462.

Das Rohr - oder das Stabmaterial, aus dem der Schneidring gefertigt werden soll - wird als Vormaterial kaltverfestigt.The pipe - or the rod material from which the Cutting ring to be made - is used as a raw material strain hardened.

Von besonderer Bedeutung ist ein Schneidring aus kaltverfestigtem Rohr aus dem Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 3 - Werkstoff Nr. 1.4462 -. Die Korrosionsbeständigkeit dieses Materials ist besser als bei austenitischem Standardstahl. Da keine Oberflächenhärtung durchgeführt werden muß und eine Kaltverfestigung nicht zu einer Reduzierung der Korrosionsbeständigkeit führt, liegt hier ein Schneidring mit außergewöhnlich hoher Korrosionsbeständigkeit vor.Really important is a cutting ring made of work hardened tube made of steel X 2 CrNiMoN 22 5 3 - Material No. 1.4462 -. The Corrosion resistance of this material is better than that of austenitic standard steel. Because no surface hardening must be carried out and not work hardening leads to a reduction in corrosion resistance  here is a cutting ring with exceptionally high Corrosion resistance.

Es ist bekannt, daß die Festigkeitseigenschaften von nichtrostendem Stahl durch eine Kaltumformung erhöht zu wer­ den vermögen. Diese Erhöhung erfolgt bei der Streckgrenze in stärkerem Maße als bei der Festigkeit.It is known that the strength properties of stainless steel to be increased by cold forming the assets. This increase occurs at the yield point in more than the strength.

Das Einschneiden des Schneidringes in das mit der Verbindung zu versehende Rohr stellt seinerseits ebenfalls einen Kaltumformvorgang mit einhergehender Kaltverfestigung dar; dessen ist sich der Durchschnittsfachmann bewußt, so daß er in diese Richtung nicht die Lösung des Problemes durch den Einsatz von kaltverfestigtem Niro-Stahl erwartet. Man weiß außerdem, daß eine Härtesteigerung des austenitischen Stahles durch Kaltverfestigung nur in geringem Maße zu erwarten ist. Schneidwaren, Bestecke, Werkzeuge od. dgl. werden daher heute immer noch aus gehärtetem martensitischem nichtrostendem Stahl gefertigt, da mit austenitischen nichtrostenden Stählen die benötigte Schneidhaltigkeit nicht zu erreichen ist. Die Korrosionsbeständigkeit dieser in der Schneidwarenindustrie eingesetzten martensitischen Chromstähle reicht jedoch für die hohen Korrosionsanforderungen an die Schneidringe nicht aus ("Nichtrostende Stähle" Stahl u. Eisen-Verlag, 2. Auflage, S. 279/280).Cutting the cutting ring into the one with the connection The pipe to be provided also provides one Cold forming process with accompanying work hardening; the average specialist is aware of this, so that he in this direction not the solution of the problem by the Use of work hardened stainless steel expected. One knows also that an increase in the hardness of the austenitic steel can only be expected to a small extent due to work hardening. Knives, cutlery, tools or the like are therefore today still made of hardened martensitic stainless Steel made because of austenitic stainless steels the required edge retention cannot be achieved. The Corrosion resistance of these in the cutlery industry However, the martensitic chrome steels used are sufficient for the high corrosion requirements for the cutting rings are not from ("Stainless Steels" Stahl and Eisen Verlag, 2nd Edition, pp. 279/280).

Daß eine Fertigung von Schneidringen aus kaltverfestigtem Strang aus nichtrostendem Stahl zu einem sehr guten Ergebnis führt, bleibt für den Fachmann überraschend. Die "Härtung" über eine Kaltverfestigung erfolgt über den gesamten Quer­ schnitt, während bisher bei Schneidringen nur die Randzone gehärtet werden konnte; dieser Unterschied hat weiterhin eine deutliche Verbesserung des Einschneidens zur Folge.That a production of cutting rings from work hardened Stainless steel strand for a very good result leads remains surprising for the expert. The "hardening" Strain hardening takes place over the entire cross cut, while previously only the edge zone with cutting rings could be hardened; this difference still has one result in a significant improvement in the incision.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention he give one preference from the following description th embodiment and with reference to the drawing; this shows in

Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht der Teile einer lötlosen Rohrverbindung mit - überhöht skizziertem - Schneid­ ring; Figure 1 is a partially sectioned side view of the parts of a solderless pipe connection with - exaggerated - cutting ring.

Fig. 2 die Rohrverbindung nach dem Zusammenfügen der Einzelteile; Figure 2 shows the pipe connection after assembling the individual parts.

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2. Fig. 3 shows an enlarged detail from FIG. 2.

Ein starken Druckstößen, Schwingungen und hohen mechanischen Beanspruchungen beispielsweise im Schwermaschinenbau in der chemischen Industrie, bei Gußkälteanlagen od. dgl. ausgesetz­ tes metallisches Rohr 10 eines beispielsweisen Außendurchmes­ sers d von 30 mm für Nenndrücke bis etwa 250 bar wird - in der Zeichnung vernachlässigt - innen und außen leicht ent­ gratet und anschließend in den Innendurchgang 12 einer Über­ wurfmutter 14 eingeschoben. Wie Fig. 2 verdeutlicht, über­ greift die Überwurfmutter 14 einen ebenfalls vom Rohr 10 durchsetzten Schneidring 16 einer Länge n von hier 13,5 mm, der mit einer sich konisch verjüngenden Endfläche 18 eines Ringkragens 20 einer entsprechend verlaufenden Mutterinnen­ fläche 15 anliegt.Strong pressure surges, vibrations and high mechanical stresses, for example in heavy machinery construction in the chemical industry, in cast cooling systems or the like.Exposed metallic tube 10 of an example outer diameter d of 30 mm for nominal pressures up to about 250 bar is - neglected in the drawing - inside and slightly outside congratulates and then inserted into the inner passage 12 of a nut 14 . As illustrated in FIG. 2, the union nut 14 engages a cutting ring 16 , which is also penetrated by the tube 10 and has a length n of here 13.5 mm, which bears with a conically tapering end face 18 of an annular collar 20 of a correspondingly extending nut face 15 .

An den Ringkragen 20 dieses Schneidringes 16 schließt quer­ schnittlich ein Hülsenteil 21 mit konisch zu einer Schneid­ kante 22 verjüngtem Endbereich 24 an, der innenseitig zwei - ihrerseits Konusflächen darstellende - geneigte Ringstreifen 26, 27 anbietet; diese erzeugen zwei Innenschneidkanten 29, 30. At the ring collar 20 of this cutting ring 16 cross-sectionally a sleeve part 21 with a conical to a cutting edge 22 tapers end portion 24 , which on the inside offers two - in turn conical surfaces - inclined ring strips 26 , 27 ; these produce two internal cutting edges 29 , 30 .

Dem Schneidring 16 ist der Innenkonus 32 eines Verbindungs­ stutzens 34 zugeordnet, der andernends mit einem Außengewinde 36 versehen ist. Der Innenkonus 32 endet an einer Anschlagschulter 33 für jenes Rohr 10; der Innendurchmesser e des Verbindungsstutzens 34 entspricht dem Innendurchmesser des Rohres 10.The cutting ring 16 is associated with the inner cone 32 of a connecting piece 34 , which is provided at the other end with an external thread 36 . The inner cone 32 ends at a stop shoulder 33 for that tube 10 ; the inner diameter e of the connecting piece 34 corresponds to the inner diameter of the tube 10 .

Beim Anziehen der Überwurfmutter 14 wird der Schneidring 16 in den Innenkonus 32 geführt, der die Schneidkante 22 - wäh­ rend des Anziehens der mit einem Außengewinde 37 des Innenko­ nus 32 kämmenden Überwurfmutter 14 - in die Oberfläche des Rohres 10 eindrückt.When tightening the union nut 14 , the cutting ring 16 is guided into the inner cone 32 , which presses the cutting edge 22 - during the tightening of the union nut 14 meshing with an external thread 37 of the inner cone 32 - into the surface of the tube 10 .

Fig. 3 läßt deutlich werden, daß sich an der Stirnfläche 23 der Schneidkante 22, 29 am Rohr 10 ein ringförmiger Aufwurf 40, 41 bildet. Gleichzeitig wird das Rohr 10 dichtend gegen jene Anschlagschulter 33 geführt. An der beschriebenen End­ fläche 18 verkeilt sich der Schneidring 16 durch den Druck der Überwurfmutter 14. Fig. 3 makes clear that at the end face 23 of the cutting edge 22, 29 on the pipe 10 an annular recast 40, 41 forms. At the same time, the pipe 10 is sealingly guided against that stop shoulder 33 . At the end surface 18 described, the cutting ring 16 is wedged by the pressure of the union nut 14 .

Der Schneidring 16 ist aus kaltverfestigtem Rohr aus dem Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 3 - Werkstoff Nr. 1.4462 - gefer­ tigt. Die Korrosionsbeständigkeit dieses Materials ist besser als bei austenitischem Standardstahl. Da keine Oberflächen­ härtung durchgeführt werden muß und eine Kaltverfestigung nicht zu einer Reduzierung der Korrosionsbeständigkeit führt, liegt hier ein Schneidring mit außergewöhnlich hoher Korrosi­ onsbeständigkeit vor.The cutting ring 16 is made of cold-hardened tube made of steel X 2 CrNiMoN 22 5 3 - material no. 1.4462. The corrosion resistance of this material is better than that of standard austenitic steel. Since no surface hardening has to be carried out and strain hardening does not lead to a reduction in corrosion resistance, there is a cutting ring with exceptionally high corrosion resistance.

Die Eindringtiefe i der Schneidkante 22 entspricht etwa 2/3 der Dicke h des Endbereiches 24, dessen Konuswinkel w hier etwa 15° mißt.The depth of penetration i of the cutting edge 22 corresponds to approximately 2/3 of the thickness h of the end region 24 , the cone angle w of which measures approximately 15 ° here.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schneidringes aus einer nichtrostenden Stahllegierung, insbesondere einer die Bestandteile CrNiMo aufweisenden Legierung, für Edelstahlrohrverbindungen, welches die Verfahrensschritte aufweist:

• - Fertigen eines Rohres oder Stranges aus nichtrostender Stahllegierung, wobei bereits in diesem Arbeitsschritt durch Kaltverfestigung des Rohres oder Stranges eine für den Schneidring erforderliche Festigkeit weitestgehend erreicht wird,
• - Ablängen vom Rohr oder Strang und formgebende Bearbeitung des Schneidringes, wobei in diesem Bearbeitungsschritt im wesentlichen eine weitere Verfestigung nicht erfolgt.

1. A method for producing a cutting ring from a stainless steel alloy, in particular an alloy containing the components CrNiMo, for stainless steel pipe connections, which comprises the following steps:

• - Manufacture of a tube or strand made of stainless steel alloy, the strength required for the cutting ring being largely achieved already in this work step by strain hardening of the tube or strand,
• - Cutting to length from the tube or strand and shaping processing of the cutting ring, essentially no further hardening taking place in this processing step.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl des Rohres oder Stranges stickstofflegiert und/oder druckaufgestickt ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the Steel of the tube or strand nitrogen-alloyed and / or is printed on. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strang oder ein Rohr aus austhenitisch-ferritischem Duplexstahl.3. The method according to claim 1, characterized by a strand or a tube made of austenitic-ferritic duplex steel. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strang oder ein Rohr aus dem Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 3.4. The method according to claim 1, characterized by a strand or a tube made of steel X 2 CrNiMoN 22 5 3. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strang oder ein Rohr, das aus pulvermetallurgisch hergestelltem Stahl geformt ist.5. The method according to claim 1, characterized by a strand or a pipe made of powder metallurgy steel is shaped. 6. Schneidring aus einer nichtrostenden Stahllegierung, insbesondere einer die Bestandteile CrNiMo aufweisenden Legierung, für Edelstahlrohrverbindungen, wobei der Schneidring mindestens eine Schneidkante besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring aus einem aus nichtrostender Stahllegierung gezogenen Rohr oder Strang abgelängt und durch formgebende Bearbeitung fertiggestellt ist, wobei bereits das Rohr oder der Strang eine durch Kaltverfestigung bewirkte, für den Schneidring erforderliche Festigkeit, weitestgehend aufweist.6. Cutting ring made of a stainless steel alloy, especially one containing the components CrNiMo Alloy, for stainless steel pipe connections, the cutting ring has at least one cutting edge, characterized, that the cutting ring is made of a stainless steel alloy drawn tube or strand cut to length and by shaping Processing is finished, the pipe or the Strand caused by work hardening, for the Cutting ring required strength, largely.