DE1525638C - Pipe screw connection in butt design - Google Patents
Pipe screw connection in butt designInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrverschraubung in In Fig. 1 ist bei m die Längsachse der Rohr-Stoßausführung mit einer einen Innenkonus aufwei- verschraubung bezeichnet. Es stellt dar: 1 ein Rohr, senden Überwurfmutter und einer verformbaren zy- 2 eine Dichtungshülse, 3 ein mit Außengewinde 4 verlindrischen Dichtungshülse; deren eines mit einem sehenes Anschlußstück und 5 eine auf dieses Außen-Bund die Rohrstirnseite übergreifendes Ende eine 5 gewinde aufschraubbare Überwurfmutter, die einen stirnseitige Dichtungsfläche sowie einen die Anzugs- Innenkonus 6 aufweist. Das eine Ende der Hülse 2 ist strecke der Überwurfmutter begrenzenden ringför- mit einem die Rohrstirnseite 7 übergreifenden Bund 8 migen Anschlag aufweist und deren anderes Ende in versehen und weist eine sich am Anschlußstück 3 abseinem Außendurchmesser stufenartig abgesetzt ist stützende Dichtungsfläche 9 auf. Das andere Ende 2 a und an der Außendurchmesser-Stufung sowie am io der Hülse besitzt durch eine äußere zylindrische Ab-. Hülsenende mit dem Innenkonus zusammenarbei- drehung 10 eine kleinere Wandstärke s 1, so daß datende ringförmige Klemmkanten aufweist. Bei einer mit die mit dem Innenkonus 6 zusammenarbeitende bekannten Rohrverschraubung dieser Bauart wird die ringförmige Klemmkante 11 entsteht. Zur Bildung innere Ringkante des Hülsenendes in den Rohr- einer zweiten Klemmkante 12 weist die Dichtungsumfang gepreßt, so daß an dieser Stelle eine Abdich- 15 hülse eine weitere äußere zylindrische Abdrehung 30 tung gegenüber dem Rohr erzielt wird, während die auf·.The invention relates to a screwed pipe connection. It shows: 1 a pipe, send a union nut and a deformable zy- 2 a sealing sleeve, 3 a sealing sleeve with an external thread 4 flexible sealing sleeve; one of which with a connecting piece and 5 one on this outer collar, the pipe end overlapping end a 5 thread screwable union nut which has an end sealing surface and a tightening inner cone 6. One end of the sleeve 2 is ring-shaped with a collar 8-shaped stop extending over the pipe end face 7 and the other end is provided and has a sealing surface 9 that is stepped on the connector 3 apart from its outer diameter. The other end 2 a and on the outer diameter graduation and on the io of the sleeve has an outer cylindrical ab-. Sleeve end cooperating with the inner cone 10 has a smaller wall thickness s 1, so that datende has annular clamping edges. In the case of a known pipe screw connection of this type that cooperates with the inner cone 6, the annular clamping edge 11 is created. To form the inner ring edge of the sleeve end in the pipe, a second clamping edge 12 has the sealing circumference pressed so that at this point a sealing sleeve another outer cylindrical twist is achieved with respect to the pipe, while the.
den wandstärksten Hülsenteil nach rückwärts begren- Die Dichtungshülse weist ferner im Druckbereichlimit the thickest part of the sleeve towards the rear. The sealing sleeve also points in the pressure area
zende Ringkante im Zusammenwirken mit dem ρ 2 der den mittleren abgestuften Hülsenteil 2 b nachzende ring edge in cooperation with the ρ 2 of the middle stepped sleeve part 2 b after
Innenkonus der Überwurfmutter die axiale Anzug- rückwärts begrenzenden Klemmkante 12 gemäßInner cone of the union nut, the axial tightening backward limiting clamping edge 12 according to
strecke begrenzt. Diese bekannte Rohrverschraubung ao Fig. 1 und 2 eine größere Ausdrehung 13 auf, wobeilimited route. This known pipe screw connection ao Fig. 1 and 2 has a larger recess 13, wherein
ist jedoch nur für niedere und mittlere Drücke geeig- weiterhin das Hülsenende 2 α auf der Innenseite eine however, the sleeve end 2 α on the inside is only suitable for low and medium pressures
net. Bei höheren Drücken gleitet das Rohr aus der kleine trichterförmige Erweiterung 14 besitzt. Dienet. At higher pressures, the tube slides out of the small funnel-shaped extension 14. the
Verschraubung heraus bzw. wird die Rohrverschrau- eine Seite der Ausdrehung 13 nach dem HülsenendeScrew out or the Rohrverschraub- one side of the recess 13 after the end of the sleeve
bung undicht. . zu mündet in die Hülsenbohrung 15 in einen Winkel.}»exercise leaking. . to opens into the sleeve bore 15 at an angle.} »
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine as von annähernd 90° ein, während die andere Seite der
derartige Rohrverschraubung so weiterzubilden, daß Ausdrehung in die Hülsenbohrung in einen kleinen
sie auch hohen Drücken, beispielsweise von 400 atü spitzen Winkel δ einmünden kann. Der die stirnseitige
(entsprechend einer Bruchlast von 1200 bis 1600 atü) Dichtungsfläche 9 aufweisende Hülsenteil 2 c hat
und insbesondere auch zusätzlichen Schwingungs- gegenüberxdem mittleren, die Wandstärke s 2 aufweibeanspruchungen
(wie sie beispielsweise bei Brenn- 30 senden Hülsenteil eine größere Wandstärke s 3, so
Stoffeinspritzleitungen von Dieselmotoren auftreten) daß damit eine weitere ringförmige Klemmkante 16
standhält. Dabei sollen ferner Überbeanspruchungen entsteht, die einen die Anzugsstrecke der Überwurfdes
Rohrmaterials über die Elastizitätsgrenze hinaus, mutter 5 begrenzenden Anschlag bildet,
insbesondere auch Kerbwirkungen auf das Rohr ver- Beim Verschrauben der Überwurfmutter 5 auf dem
mieden werden und außerdem ein wiederholtes Lösen 35 Anschlußstück 3 werden zunächst auf die Kiemmund
Neuverschrauben ohne nachteilige Wirkungen kanten 11 und 12 die in Fig. 1 bei pl und ρ2 anmöglich
sein. ' gedeuteten Kräfte ausgeübt, durch die einerseits ein 'The invention is based on the object of an AS of approximately 90 °, while the other side of such a threaded pipe connection so that the recess in the sleeve bore can open into a small and high pressure, for example of 400 atü acute angle δ. The sleeve part 2c, which has the sealing surface 9 at the end (corresponding to a breaking load of 1200 to 1600 atmospheres), and in particular also has additional vibrational stresses compared to the middle one, the wall thickness s 2 (as, for example, in the case of a burning sleeve part, a greater wall thickness s 3, so occur stock injection lines of diesel engines) that a further annular clamping edge 16 withstands. This should also result in overstressing, which forms a stop that limits the tightening distance of the sleeve of the pipe material beyond the elastic limit, nut 5,
In particular, notch effects on the pipe when screwing the union nut 5 on the avoided and also a repeated loosening 35 connecting piece 3 are first on the Kiemmund re-screwing without adverse effects edges 11 and 12 in Fig. 1 at pl and ρ2 be possible. 'interpreted forces exerted through which, on the one hand, a'
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Rohr- axialer Preßdruck an der ebenen Dichtungsfläche 9 verschraubung in Stoßausführung der eingangs er- und andererseits ein im wesentlichen radialer Druck wähnten Bauart vorgesehen, daß die Dichtungshülse 40 auf die Hülsenteile 2 α und 2 6 ausgeübt wird, die im Druckbereich der den mittleren abgestuften Hül- beim Festziehen der Überwurfmutter eine Verforsenteil nach rückwärts begrenzenden Klemmkante mung gemäß Fig. 2 hervorrufen. Dabei werden die mindestens eine innere Ausdrehung aufweist, die eine Klemmkanten 11 und 12 zu Druckflächen 11 α und Seite der Ausdrehung nach dem Hülsenende zu in die 12 a mit der Breite α und b verbreitert, so daß sich Hülsenbohrung in einem Winkel γ von annähernd 90° 45 die Druckkräfte ρ 1, ρ 2 auf diese Ringflächen vereinmündet, und das Hülsenende auf der Innenseite teilen. Dabei bildet der mittlere Hülsenteil 2 b über eine kleine trichterförmige Erweiterung besitzt. . der Ausdrehung 13 im Längsschnitt eine Art Brücke,To solve this problem, in the case of a pipe axial pressure on the flat sealing surface 9 screwed joint design of the type mentioned at the beginning and, on the other hand, an essentially radial pressure, the sealing sleeve 40 is exerted on the sleeve parts 2 α and 2 6, which in the pressure area of the middle stepped sleeve when tightening the union nut, a deforcing part to the rearwardly limiting clamping edge generation according to FIG. 2. The at least one inner recess is provided, which widens a clamping edge 11 and 12 to pressure surfaces 11 α and the side of the recess after the sleeve end to 12 a with the width α and b , so that the sleeve bore at an angle γ of approximately 90 ° 45 the pressure forces ρ 1, ρ 2 merge on these annular surfaces, and divide the sleeve end on the inside. The middle sleeve part 2 b has a small funnel-shaped extension. . the recess 13 in the longitudinal section a kind of bridge,
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von in der deren Enden durch die Druckkraft ρ 2 stark belastetIn the following, the invention is heavily loaded by the compressive force ρ 2 with reference to the ends thereof
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher und demgemäß in das Rohr eingepreßt werden, wieEmbodiments shown in the drawing are pressed in more detail and accordingly into the tube, such as
erläutert. Es zeigt 50 bei 17 und 18 angedeutet. Dabei wird bei 17 eineexplained. It shows 50 indicated at 17 and 18. At 17 a
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohr- stärkere Eindrückung in das Rohrmaterial erzielt, soFIG. 1 shows a longitudinal section through a tube which is more strongly indented into the tube material, see above
verschraubung mit Dichtungshülse bei Beginn der daß an dieser Stelle eine einwandfreie ringförmigeScrew connection with sealing sleeve at the beginning of that at this point a perfect annular
Verschraubung in unverformtem Zustand, Abdichtung entsteht. Wenn der vorerwähnte Winkel γ Screw connection in the undeformed state, sealing is created. When the aforementioned angle γ
Fig. 2 Teile dieser Rohrverschraubung in größe- der Ausdrehung annähernd 90° beträgt, so entstehenFig. 2 parts of this pipe screw connection in size - the turning is approximately 90 °, so arise
rem Maßstab in verformtem Zustand, 55 bei der Eindrückung der Dichtungskante 17 im Rohr-rem scale in the deformed state, 55 when the sealing edge 17 is pressed into the pipe
Fig. 3 die Dichtungshülse einer erfindungs- material gemäß Fig. 2 die beiden verschiedenen3 shows the sealing sleeve of a material according to the invention according to FIG. 2, the two different ones
gemäßen Rohrverschraubung in abgeänderter Aus- Winkel α und ß, wobei ein verhältnismäßig großeraccording to the screwed pipe connection in modified angle α and ß, with a relatively large one
führung im Längsschnitt, Winkel β gebildet wird. Durch diesen größeren Win-guide in longitudinal section, angle β is formed. Through this greater win-
Fig. 4 Teile derselben Rohrverschraubung in ver- kel wird wirksam verhindert, daß auch bei großemFig. 4 parts of the same pipe screw connection in an angle is effectively prevented that even with large
formtem Zustand, 60 Überdruck das Rohr 1 in Richtung B aus der Ver-formed state, 60 excess pressure the pipe 1 in direction B out of the
F i g. 5 einen Längsschnitt durch Teile einer weite- schraubung bzw. der Hülse 2 herausgleitet,F i g. 5 a longitudinal section through parts of a further screw connection or the sleeve 2 slides out,
ren Ausführung einer Rohrverschraubung, Dabei wird, wie aus F i g. 2 hervorgeht, beim Ein-ren execution of a pipe union, as shown in FIG. 2 shows, when entering
F i g. 6 eine andere Ausführung der Rohrverschrau- pressen der Dichtungskante 17 eine nachteilige Kerb-F i g. 6 another embodiment of the pipe screwing presses the sealing edge 17 a disadvantageous notch
bung im Längsschnitt in unverformtem Zustand, wirkung auf das Rohr vermieden.Exercise in longitudinal section in the undeformed state, effect on the pipe avoided.
Fig. 7 dieselbe Rohrverschraubung in verformtem 65 Bei 18 wird, insbesondere bei Wahl eines kleine-Fig. 7 the same pipe screw connection in a deformed 65 at 18, especially when choosing a small
Zustand, ren Winkels <5 eine geringere Einpressung, also auchCondition, ren angle <5 a lower indentation, so too
Fig. 8 eine Rohrverschraubung für zwei Rohre im eine noch geringere Kerbwirkung als bei 17 erzielt.8 shows a screwed pipe connection for two pipes in an even lower notch effect than in 17.
Längsschnitt. Durch die obenerwähnte trichterförmige Erweite-Longitudinal section. Due to the above-mentioned funnel-shaped expansion
rung 14 des Hülsertteiles la wird einerseits unter der Wirkung der Kraft ρ1 die Verformung dieses Hülsenteiles erleichtert und; andererseits bewirkt, daß nicht eine scharfe Kante in das Rohr eingedrückt wird, sondern bei 19 im Rohr eine abgerundete Eindrückung entsteht und damit auch an dieser Stelle jede Kerbwirkung vermieden wird. Diese beiden vorerwähnten, im Abstand von der Dichtungskante 17 vorhandenen weiteren ringförmigen Eindrückungen 18 und 19 bilden eine zusätzliche Abstützung des Rohres 1 in der Verschraubung. Dank dieser beiden zusätzlichen Abstützungen werden also die bei hohen Drücken häufig auftretenden Schwingungsbeanspruchungen (z. B.. Dieselmotoren) unschädlich gemacht, so daß damit jede Bruchgefahr wirksam vermieden wird.tion 14 of the Hülsert part la is facilitated on the one hand under the action of the force ρ 1, the deformation of this sleeve part and; on the other hand, the effect is that a sharp edge is not pressed into the tube, but a rounded indentation is created at 19 in the tube, thus avoiding any notch effect at this point as well. These two previously mentioned further annular indentations 18 and 19, which are present at a distance from the sealing edge 17, form an additional support for the pipe 1 in the screw connection. Thanks to these two additional supports, the vibration stresses that frequently occur at high pressures (e.g. diesel engines) are rendered harmless, so that any risk of breakage is effectively avoided.
. Da der Hülsenteil 2c eine größere Wandstärke 53 gegenüber dem mittleren Hülsenteil 2 b aufweist und damit eine dritte Klemm- und Anschlagkante 16 geschaffen wird, bewirkt der vom Innenkonus 6 auf ao diese Klemmkante ausgeübte Druck ρ 3 noch eine gewisse radiale Zusammendrückung der Dichtungshülse, so daß diese auch noch bei 20 gegen den Rohrumfang gepreßt wird. Damit wird noch eine weitere, der vorerwähnten Schwingungsbeanspruchung entgegenwirkende Rohrabstützung innerhalb der Dichtungshülse erzielt. Die größere Wandstärke s 3 des Hülsenteils 2 c verhindert beim Aufschrauben der Überwurfmutter 5 eine stärkere Verformung der Hülse bei 16, so daß demgemäß diese Klemmkante 16 auch einen Anschlag bildet, der ein weiteres Anziehen der Überwurfmutter und damit eine gegebenenfalls nachteilige, zu stärke Verformung der Hülsenteile 2 a, 2 b und des Rohres verhindert.. Since the sleeve part 2c a greater wall thickness 53 relative to the central sleeve part 2 b has and a third clamping and stop edge is provided 16, causes the pressure applied by the inner cone 6 ao this clamping edge 3 ρ still a certain radial compression of the sealing sleeve so that this is also pressed against the circumference of the pipe at 20. In this way, another pipe support that counteracts the above-mentioned vibration stress is achieved within the sealing sleeve. The greater wall thickness s 3 of the sleeve part 2 c prevents greater deformation of the sleeve at 16 when the union nut 5 is screwed on, so that accordingly this clamping edge 16 also forms a stop which further tightening the union nut and thus a possibly disadvantageous, excessive deformation of the Sleeve parts 2 a, 2 b and the pipe prevented.
Um die vorbeschriebenen und dargestellten Formänderungen des mittleren Hülsenteiles 2 b zu erzielen, ist, wie dargestellt, eine größere Ausdrehung 13 erforderlich, deren Tiefe t nahezu die Hälfte der Rohrwandstärke s 2 beträgt.In order to achieve the above-described and illustrated changes in shape of the central sleeve part 2 b , a larger recess 13 is required, as shown, the depth t of which is almost half the pipe wall thickness s 2 .
i Gegebenenfalls können, wie in Fig. 3 und 4 veranschaulicht, im mittleren Hülsenteil 2 b auch mehrere bzw. zwei größere Innenausdrehungen 13 α vorgesehen sein, und zwar ebenfalls im Druckbereich b der Klemmkante bzw. Klemmfläche 12 a. Bei dieser Anordnung werden bei 17 α zwei Abdichtungen zwisehen Hülse und Rohr erzielt und außerdem, wie vorbeschrieben, die zusätzlichen Rohrabstützungen bei 18,19 und 20.If necessary, as illustrated in FIGS. 3 and 4, several or two larger inner recesses 13 α can also be provided in the middle sleeve part 2 b , specifically also in the pressure area b of the clamping edge or clamping surface 12 a. With this arrangement, two seals are achieved between the sleeve and the pipe at 17 α and, moreover, as described above, the additional pipe supports at 18, 19 and 20.
F i g. 5 zeigt eine Rohrverschraubung, bei welcher das schwächere Hülsenende 2 α' eine beträchtliche Länge 1 und die Überwurfmutter 5 zwei in Abstand angeordnete Innenkonusse 6 α und 6 b aufweist. Bei dieser Ausführung ist ein noch größerer Abstand zwischen Dichtungsstelle 17 und Klemmstelle 19 vorhanden, so daß diese Bauart insbesondere für kerb- empfindliche Rohre geeignet ist.F i g. 5 shows a pipe screw connection in which the weaker sleeve end 2 α 'has a considerable length 1 and the union nut 5 has two inner cones 6 α and 6 b arranged at a distance. In this embodiment, there is an even greater distance between the sealing point 17 and the clamping point 19, so that this type of construction is particularly suitable for pipes that are sensitive to notches.
In F i g. 6 und 7 'st eine weitere abgeänderte Ausführung gezeigt, bei welcher die den mittleren Hülsenteil 26 nach rückwärts.begrenzende Klemmkante 12' und gegebenenfalls auch die Klemmkante 11' des schwächeren Hülsenteils 2 α abgerundet oder abgeschrägt ist. Da bei dieser Ausführung keine scharfen Klemmkanten auf den Innenkonus 6 der Klemmmutter einwirken, so kann damit für die Mutter ein Material geringerer Härte verwendet werden bzw. ein Härten der Mutter in Wegfall kommen. Zu demselben Zweck kann nach F i g. 8 bei Dichtungshülsen, die scharfe Klemmkanten 11 und 12 haben, in der Überwurfmutter ein den Inrienkonus aufweisendes, bei 23 angedeutetes Einsatzstück angeordnet sein, das . eine größere Härte aufweist als das Material der Überwurfmutter. ^ ίΛ;ΐIn Fig. 6 and 7 'a further modified embodiment is shown in which the clamping edge 12' which delimits the middle sleeve part 26 to the rear, and optionally also the clamping edge 11 'of the weaker sleeve part 2 α, is rounded or beveled. Since in this embodiment no sharp clamping edges act on the inner cone 6 of the clamping nut, a material of lower hardness can thus be used for the nut or hardening of the nut can be dispensed with. For the same purpose, according to FIG. 8 in the case of sealing sleeves that have sharp clamping edges 11 and 12, in the union nut an insert piece which has the inrien cone and which is indicated at 23 can be arranged. has a greater hardness than the material of the union nut. ^ ίΛ; ΐ
Nach Fig. 6 und 7 weist der mit der den vorderen, stärksten Teil 2 c begrenzenden Klemm- und Anschlagkante 16 zusammenarbeitende Bereich vom Innenkonus 6 c der Überwurfmutter einen größeren Konuswinkel ε zur Erzielung einer größeren Axialkraft auf, mit welcher eine hohe spezifische Flächenpressung an der stirnseitigen Dichtungsfläche 9 des Dichtungsringes 2 erreicht wird. Gegebenenfalls kann zur Erhöhung der spezifischen Flächenpressung die stirnseitige Dichtungsfläche 9 der Dichtungshülse bombiert sein, wie in F i g. 1 bei 9 α angedeutet, oder aber mit einer ringförmigen Schneidkante 23 gemäß F i g. 6 und 7 versehen sein.According to FIGS. 6 and 7, the clamping and stop edge with the front, strongest part 2 c delimiting 16 cooperating area from the inner cone 6 c of the union nut a larger Cone angle ε to achieve a greater axial force on, with which a high specific surface pressure on the front sealing surface 9 of the Sealing ring 2 is achieved. If necessary, to increase the specific surface pressure, the front sealing surface 9 of the sealing sleeve be cambered, as in FIG. 1 indicated at 9 α, or but with an annular cutting edge 23 according to FIG. 6 and 7 should be provided.
Gemäß F i g. 8 kann die Rohrverschraubung auch zur Stoßverbindung von zwei Rohren 1 und I α dienen. Zu diesem Zweck sind zwei gleiche, mit den stirnseitigen Dichtungsflächen 9 aneinanderliegende Dichtungshülsen 2 vorgesehen,' die mittels einer einen Innenkonus 6 aufweisenden Holzschraube 24 und einer einen gleichen Innenkonus 6 aufweisenden Überwurfmutter 5 durch Verschraubung dieser beiden Teile bei 9 gegeneinandergepreßt und in der vorbeschriebenen Weise verformt und damit auf die Rohre 1 und 1 α gepreßt werden. ■According to FIG. 8, the pipe screw connection can also be used for the butt joint connection of two pipes 1 and I α . For this purpose, two identical sealing sleeves 2 are provided with the end face sealing surfaces 9 abutting one another, 'which are pressed against each other by screwing these two parts at 9 by means of a wood screw 24 having an inner cone 6 and a union nut 5 having the same inner cone 6 and deformed in the manner described above and thus be pressed onto the tubes 1 and 1 α. ■
Die Dichtungshülsen können gegebenenfalls, wie in Fig. 8 rechts angedeutet, noch mit einer Hohlkehle 21 auf der Innenseite des schwächeren Hülsenendes 2 a versehen sein, die sich an die trichterförmige Erweiterung 14 anschließt. Es wird damit eine noch ausgeprägtere Trennung zwischen der Dichtungsstelle 17 und der Klemmstelle 19 erzielt.The sealing sleeves can optionally, as shown in Fig. 8 on the right indicated, nor with a groove 21 on the inside of the socket end 2 a weaker be provided, which adjoins the funnel-shaped enlarged part 14. An even more pronounced separation between the sealing point 17 and the clamping point 19 is thus achieved.
Weiterhin kann in bekannter Weise bei Rohren mit schlechterer Rohroberfläche noch zusätzlich in der Ausdrehung 13 des mittleren Hülsenteils 2 b ein elastischer Dichtungsring 22 angeordnet sein.Furthermore, in the case of pipes with a poorer pipe surface, an elastic sealing ring 22 can additionally be arranged in the recess 13 of the central sleeve part 2 b in a known manner.
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