FI111985B - Putkiliitos - Google Patents

Description

111985

Putkiliitos Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on putkiliitos putkimaisen komponentin liittämiseksi sovitteeseen, joka putkiliitos käsittää liitinrungon, jossa on syvennys put-5 kimaisen komponentin vastaanottamiseksi, kiristysmutteri, jossa on ensimmäinen kierre, jolloin liitinrungossa on kiristysmutterin ensimmäistä kierrettä vastaava ensimmäinen kierre, leikkuurenkaan, joka on sovitettu puristumaan liitin-rungon syvennystä rajoittavan kiilamaisen seinäosuuden ja putkimaisen komponentin välissä kiristysmutteria kiristettäessä ja lisämutterin, joka käsittää 10 kierteen, jonka kätisyys vastaa kiristysmutterin ensimmäisen kierteen kätisyyt-tä ja kiristysmutteri käsittää toisen kierteen, joka vasta lisämutterin kierrettä. Liitoksen tiiveys perustuu metallisen "leikkuurenkaan" aikaansaamaan tiivistykseen. Sanalla sovite tarkoitetaan tässä yhteydessä periaatteessa mitä tahansa putkiliitoksen eri käyttökohteissa käytettävää kiinnityskohtaa. Sovite voi 15 esimerkiksi olla säiliön tai astian seinämä, pumppu, putkimaisen komponentin kierre jne.

DIN-standardista nro 2353 tunnetaan liitos, jossa liitoksen tiiveys ei perustu elastisen kumimaisesta materiaalista valmistetun tiivisteen käyttöön, vaan metallisen leikkuurenkaan aikaansaamaan tiivistykseen. Kun kiristysmut-20 teriä kierretään kohti liitinrunkoa, leikkuurengas puristuu kiilamaisessa tilassa »I » • *#: kohti ensimmäistä putkimaista komponenttia leikkautuen kiinni tämän ulkopin- : taan ja tiivistyen tätä vastaan ja tiivistyy samalla kohti kiristysmutterin ja liitin- ;· rungon sisäpintoja. Mitä lujempaa mutteria kiristetään, sitä tiiviimmin leikkuu- : rengas leikkautuu putkeen ja liitoksen lujuus kasvaa. DIN-standardissa on ,···,’ 25 määritelty liittimiä putkihalkaisijoille 4-42 mm. Liitinrungon toisessa päässä * » olevan kierteen eli ensimmäisen kierteen nousu on 1 - 2 mm putkikoosta riip-”' puen siten, että mitä suurempi on putkikoko, sitä suurempi on kierteen nousu.

Edellä mainitun tiivistyksen aikaansaamiseksi kiristysmutteria on ki-• . ‘ ristettävä riittävällä voimalla. Suurikokoisen liitoksen kiristysmutteria on kiristet- 30 tävä suuremmalla vääntömomentilla kuin pienikokoisen liitoksen kiristysmutte-ria.

,··*, Ongelmaksi edellä kuvatunlaisissa tunnetuissa liitoksissa voi muo- » * ·' dostua se, että kiristysmutterin edellyttämä vääntömomentti on suuri etenkin kun kyseessä on suuret putkihalkaisijat. Tämä ongelmaa korostuu etenkin, mi- 35 käli liitos on ahtaassa paikassa, jossa ei ole tilaa suurikokoisille työkaluille, vaan on käytettävä pienikokoista työkalua, jota rajoitetussa tilassa on väännet- 2 111985 tävä hyvin suurella voimalla, jotta saavutettaisiin riittävä vääntömomentti ja luja liitos. Käyttämällä pienempää nousua kiristysmutteri-liitinrunko -yhdistelmässä, tarvittava vääntömomentti tosin pienenisi, mutta ensiksikin tällaisia liittimiä ei ole saatavissa, koska liitinrungot ovat standardin mukaisia käsittäen suhteel-5 lisen suuret nousut ja toiseksi, pienempi nousu on valmistusteknisesti vaikeammin aikaansaatavissa kuin suurempi nousu. Erittäin merkittävää on lisäksi, että hieno ja pitkä kierre olisi asennuksen kannalta hidas.

Keksinnön lyhyt selostus

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada liitos, joka on 10 helposti kiristettävissä tiiviiksi ja lujaksi pienilläkin työkaluilla ja myös ahtaissa tiloissa, jolloin tästä huolimatta voidaan käyttää standardin mukaista liitinrun-koa.

Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukainen liitos on tunnettu yhdistelmästä, jossa 15 - lisämutterin kierteen nousu on pienempi kuin kiristysmutterin en simmäisen kierteen nousu ja - leikkuurengas on sovitettu puristumaan vasten lisämutteria ja liitin-runkoa kun kiristysmutteria kiristetään.

Keksinnön mukaisen lisämutterin voidaan sanoa muuttavan kiris-20 tysmutterin kierteen välityssuhdetta: kun kiristysmutteria kierretään n kierrosta, • *,·' leikkuurengas ei puristu/siirry matkaa S1 = n x p, jossa p on liitosrungon nou- : su, vaan leikkuurengas puristuu/siirtyy matkan S2 = n x p - n x p2, jossa p2 on ·;· lisämutteri kierteen nousu - edellyttäen, että lisämutterista pidetään kiinni sen : kiertymisen estämiseksi kiristysmutteria kierrettäessä. Mikäli lisämutterin kier- 25 teen nousu p2 on lähellä liitosrungon kierteen nousua p, saavutetaan helposti • · I.’.' valmistettava liitos (koska kierteen nousu on suhteellisen suuri), jossa leikkuu-

• I

“ rengas puristuu/siirtyy vain pienen matkan, vaikka kiristysmutteria kierretään useita kierroksia n. Pienellä voimalla saadaan aikaan hyvin suuri voima leik- • · » *’ ·’ kuurenkaaseen.

30 Kun kiristysmutterin ensimmäinen kierre on muodostettu sisäkier- \'>it teeksi liitinrungon ensimmäinen kierre on ulkokierre ja liitinrunko voi olla DIN- ,···. standardin mukainen. Mikäli lisäksi kiristysmutterin toinen kierre (I) on muodos- • > tettu kiristysmutterin sisäkehälle, kiristysmutterin kierteet ovat hyvin suojassa

» ♦ * f I

* ‘ mahdollisia ulkoisia iskuja vastaan valmiissa liitoksessa. Edullisesti lisämutte- 35 rin kierteen halkaisija (I) on kiristysmutterin ensimmäisen kierteen (f) halkaisijaa pienempi, jolloin lisämutterilla on tilaa kiertyä syvään kiristysmutterin si- 3 111985 sään, sen ensimmäisen kierteen sisäpuolella olevaan tilaan, ja liitoksesta tulee kompakti, kokoonsa nähden luja ja liitoksen säätövara muodostuu suureksi.

Edullisesti lisämutterin kierteen nousu on 20 - 80 %, ja monissa sovellutuksissa vielä edullisemmin 20 - 60 % kiristysmutterin ensimmäisen kier-5 teen (f) noususta.

Edullisesti lisämutterin ulkokehä on kooltaan kiristysmutterin ulkokehää pienempi, jolloin työkalujen asettaminen mutteripinnoille on erittäin helppoa ja liitoksen kiristys ja tarvittaessa avaus vastaavasti on erittäin helppoa.

10 Edullisesti liitinrunko käsittää mutterimaisen ulkokehän, joka kool taan on kiristysmutterin ulkokehää pienempi. Tällöin liitinrunko edullisesti on standardin mukainen.

Edullisesti lisämutterin sisähalkaisija vastaa liitinrungon syvennyksen halkaisijaa, jolloin lisämutterin sisäpinta asettuu putkimaisen komponentin 15 ulkokehälle tukien putkimaista komponenttia säteittäisesti.

Edullisesti lisämutteri käsittää toisessa päädyssään kartiomaisen osuuden, jonka sisähalkaisija kasvaa mentäessä kohti mainittua päätyä. Tällöin kartiomainen osuus suuntaa leikkuurenkaaseen kohdistuvan voiman siten, että leikkuurengas puristuu tehokkaasti putkimaisen komponentin pintaan li-20 sämutteria kierrettäessä.

Keksinnön mukaisen putkiliitoksen edulliset suoritusmuodot on i ’.1 määritelty oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2-11.

:,,v Keksinnön mukaisen putkiliitoksen suurimmat edut ovat, että se on j* helposti ja nopeasti kiristettävissä tiiviiksi ja hyvin lujaksi pienellä vääntömo- :**,· 25 mentilla, mikä mahdollistaa pienikokoisten, tarvittaessa pieniin tiloihin soveltu- • · vien työkalujen käyttöä. Edellä mainitut edut tulevat parhaiten ilmi suurien put-kikokojen ollessa kyseessä, halkaisijat esimerkiksi 30 - 80 mm. Putkiliitoksen valmistus on helppo ja siinä voidaan käyttää standardin mukaista liitinrunkoa, ... mistä luonnollisesti on etua.

i · I

30 Kuvioiden lyhyt selostus w Keksintöä selostetaan nyt lähemmin yhden edullisen suoritusmuo- . · *, don avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa t * I i t • t 4 111985 kuvio 1 esittää tunnettua putkiliitosta ja kuviot 2-4 esittävät keksinnön mukaista putkiliitosta.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty tunnettu putkiliitos putken 1’ tai putkimaisen 5 komponentin liittämiseksi sovitteeseen 2’, esimerkiksi astian 2a’ seinämään, pumppuun (ei näytetty) tai putkimaiseen komponenttiin (ei näytetty). Putkiliitos käsittää liitinrungon 3’, jonka ensimmäisessä päässä on ensimmäinen ulko-kierre 4’ ja vastakkaisessa päässä toinen ulkokierre 5’. Ensimmäinen kierre 4 vastaanottaa kiristysmutterin 6’ vastaavaan sisäkierteen 7’. Viitenumero 8’ 10 osoittaa liitinrungossa olevaa syvennystä putken 1' pään 2' vastaanottamiseksi. Viitenumero 9’ osoittaa leikkuurengasta, joka osaltaan asettuu liitinrungon kartio- eli kiilamaiseen seinäosuuteen 10’ ja osaltaan kiristysmutterin 6’ kar-tiomaiseen osuuteen 11’. Kun kiristysmutteria 6’ kierretään, leikkuurengas 9’ puristuu putken 1’ pintaan aikaansaaden tiivistyksen. Mitä enemmän kiristys-15 mutterista 6’ kierretään, sitä enemmän leikkuurengas leikkautuu kiinni putken pintaan ja sitä lujemmaksi muodostuu liitos. Putken V halkaisija on esimerkiksi 42 mm ja liitinrungon kierteen 7’ nousu on 2 mm. Tällöin kierrettäessä kiristysmutteria 6’ yhden kierroksen kiristysmutteri siirtyy 2 mm oikealle. Ulkokierre 5’ on sovitteeseen 2’ kiinnittämistä varten.

20 Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista putkiliitosta. Kuvio 3 esittää ku- : *’ vion 2 liitosta kiristettynä lujaksi liitokseksi.

·*. .·' Putkiliitoksen liitinosa 6 vastaa kuvion 1 liitinosaa 6’ ja on siten ' DIN-standardin 2353 mukainen. Kuvion putkiliitos poikkeaa kuvion 1 putkilii- :'· ! toksesta siten, että yhden ainoan kiristysmutterin sijasta liitos käsittää kaksi 25 mutteria: kiristysmutterin 6a ja niin sanotun lisämutterin 6b. Kiristysmutteri 6a käsittää ensimmäisen kierteen 7a, jonka nousu vastaa liitinrungon kierteen 4 nousua. Kiristysmutteri 6a käsittää toisen sisäkierteen 7b, jolloin lisämutterissa ... 6b on vastaava ulkokierre 7c. Sisäkierteen 7b kiertosuunta vastaa ensimmäi- * * * sen kierteen 7a kiertosuuntaa, mutta nousu on pienempi. Ensimmäisen kier- * t ’·;·* 30 teen 7a nousu on 2 mm ja sisäkierteen 7b nousu on 1 mm. Luonnollisesti edellä mainitut arvot ovat ainoastaan esimerkkejä. Yleisemmin voi sanoa, että kierteen 7b nousu on 20 - 80 % kierteen 7a noususta, jolloin alue 20 - 60 vas- * I · | , taisi useimpia käytännön sovellutuksia. Mikäli kierteen 7b nousu on hyvin pieni | sen valmistus vaikeutuisi.

35 Kuvion 2 putki 1 saadaan tiivistetyksi liitinrunkoon 3 siten, että kiris tysmutteri 6a, lisämutteri 6b ja leikkuurengas 9 pannaan putken pään ympäri, 5 111985 minkä jälkeen putken pää työnnetään liitinrungon syvennykseen 8. Tämän jälkeen kierretään kiristysmutteria 6a niin paljon, että leikkuurengas 9 asettuu seinäosuutta 10 vastaan ja lisämutterin päädyssä olevaa kartiomaista osuutta 11 vastaan. Tämän jälkeen jatketaan kiristysmutterin 6a kiertämistä pitämällä 5 samalla kiinni lisämutterista 6b niin, ettei tämä kierry liitinrunkoon nähden. Tällöin, kun kiristysmutteria 6a kierretään esimerkiksi kaksi kierrosta se siirtyy 2 x 2 = 4 mm oikealle. Lisämutteri 6b siirtyy kuitenkin samanaikaisesti 2x1 mm = 2 mm vasemmalle kiristysmutteriin 6a nähden, jolloin siis lisämutteri 6b puristaa leikkuurengasta aksiaalisesti oikealle vain 4-2 = 2 mm. Edellä mainitun 10 johdosta voima kiristysmutterin 6a kiertämiseksi jää pieneksi verrattuna kuvion 1 mukaiseen ratkaisuun vaikka viimeksi mainittua tarvitsee kiertää vain yhden kierroksen leikkuurenkaan siirtämiseksi 2 mm oikealle.

Kuviossa 3 on esitetty tiivis luja liitos, jossa leikkuurengas 9 on leikkautunut kiinni putken 1 pintaan.

15 Kun lisämutterin 6b sisähalkaisija vastaa putken 1 ulkohalkaisijaa, lisämutteri tukee putkea säteittäisesti.

Kiristysmutterin 6a ensimmäisen kierteen 7a halkaisija on toisen kierteen 7b halkaisijaa suurempi, jolloin lisämutterin 6b pää voi mennä kierteen 7a sisäpuolelle. Saadaan kompakti putkiliitos, jonka säätö/kiristysvara on 20 suuri. Lisämutterin 6b ulkokehä on kiristysmutterin 6a ulkokehää pienempi, jolloin työkalut ovat helposti asetettavissa muttereiden päälle.

: Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukainen liitos aksonometrisenä .·* kuvana.

. ' Edellä keksintöä on kuvattu vain yhden edullisen suoritusmuodon ; ί 25 avulla ja sen vuoksi huomautetaan, että keksintö on yksityiskohdiltaan toteu-; tettavissa monella tavalla oheistettujen patenttivaatimuksien puitteissa. Näin < < . ollen, esimerkiksi, kiristysmutteri voisi ainakin periaatteessa käsittää sisäkier-

• · I

teen sijasta ulkokierteen, jolloin lisämutterissa tulisi olla vastaavasti sisäkierre. ;v> Viimeksi mainittu ratkaisu tekisi kuitenkin liittimen suurikokoisemmaksi ja ulko- 30 puoliset kierteet olisivat alttiita ulkoisille iskuille. Myös työkalujen asettaminen * * tulisi hankalammaksi.

4 i I 4

Claims (11)

1. Putkiliitos putkimaisen komponentin (1) liittämiseksi sovitteeseen (2), joka putkiliitos käsittää liitinrungon (3), jossa on syvennys (8) putkimaisen komponentin (1) vastaanottamiseksi, kiristysmutterin (6a), jossa on ensimmäi- 5 nen kierre (7a), jolloin liitinrungossa on kiristysmutterin ensimmäistä kierrettä vastaava ensimmäinen kierre (4), leikkuurenkaan (9) kiristysmutterin, joka on sovitettu puristumaan liitinrungon syvennystä (8) rajoittavan kiilamaisen seinä-osuuden (10) ja putkimaisen komponentin välissä kiristysmutteria kiristettäessä ja lisämutterin (6b), joka käsittää kierteen (7c), jonka kätisyys vastaa kiris-10 tysmutterin (6a) ensimmäisen kierteen (7a) kätisyyttä ja kiristysmutteri käsittää toisen kierteen (7b), joka vastaa lisämutterin kierrettä (7c), tunnettu yhdistelmästä, jossa - lisämutterin (6b) kierteen (7c) nousu on pienempi kuin kiristysmutterin (6a) ensimmäisen kierteen (7a) nousu ja 15 - leikkuurengas (9) on sovitettu puristumaan vasten lisämutteria (6b) ja liitinrunkoa (3) kun kiristysmutteria (6a) kiristetään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että kiristysmutterin (6a) toinen kierre (7b) on muodostettu kiristysmutterin si-säkehälle, jolloin lisämutterin (6b) kierre on muodostettu ulkokierteeksi (7c).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen putkiliitos, tunnettu sii- .. . tä, että kiristysmutterin (6a) ensimmäinen kierre on muodostettu sisäkierteeksi ' ; (7a), jolloin liitinrungon ensimmäinen kierre on ulkokierre (4).

··;' 4.Patenttivaatimuksen 3 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, et- ·*·: tä lisämutterin (6b) kierteen (7c) halkaisija on kiristysmutterin ensimmäisen 25 kierteen (7a) halkaisijaa pienempi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että lisämutterin (6b) kierteen (7c) nousu on 20 - 80 % kiristysmutterin (6a) ensimmäisen kierteen (7a) noususta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, .··, 30 että lisämutterin (6b) kierteen (7c) nousu on 20 - 60 % kiristysmutterin (6a) * » ensimmäisen kierteen (7a) noususta.

! " 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että lisämutterin (6b) ulkokehä on kooltaan kiristysmutterin (6a) ulkokehää pienempi. 7 111985

6 111985 Patentti vaati m u kset

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että liitinrunko (3) käsittää mutterimaisen ulkokehän, joka kooltaan on kiristys-mutterin (6a) ulkokehää pienempi.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, 5 tunnettu siitä, että lisämutterin (6b) sisähalkaisija on sama kuin liitinrungon (3) syvennyksen (8) halkaisija.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että lisämutteri (6b) käsittää toisessa päädyssään kartiomaisen osuuden (11), jonka sisähalkaisija kasvaa mentäessä kohti mainittua päätyä.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että liitinrunko (3) käsittää syvennykseen (8) nähden vastakkaisesti sijoittuvassa päässään kierteen (5) kiinnitettäväksi sovitteeseen (2). * 1 *» » • · » • · • » 111985 8