Die Erfindung betrifft eine lösbare Rohrverbindung, mit einer Muffe, deren Bohrung das Rohrende aufnimmt und gegen den Rohreintritt hin kegelig erweitert ist, mit einer auf dem Rohr verschiebbaren und einen dem Rohr zugeneigten Dichtrand aufweisenden Dichthülse und einer mit der Muffe verschraubten, die Dichthülse in Axialrichtung in die Muffe drückenden Überwurfmutter, wobei das der Muffe zugewandte Ende der Dichthülse durch die Wand der Kegelbohrung elastisch verjüngt ist und mit seinem Dichtrand am Rohr in Eingriff steht.
Bei derartigen bekannten Verbindungen gräbt sich eine Schneidkante der Dichthülse beim Aufschrauben der Überwurfmutter auf die Muffe in das Rohrmaterial ein, wobei sie gegenüber der Rohrachse eine Bewegung ausführt, die sowohl eine Radial- als auch eine Axialkomponente aufweist, deren jeweilige Grösse von der Neigung der Kegelbohrung abhängig ist. Um der Rohrverbindung eine genügende Dichtigkeit und Festigkeit gegen axial am Rohr angreifende Kräfte zu geben, muss durch entsprechend weites Aufschrauben der Überwurfmutter dafür gesorgt werden, dass die Schneidkante tief in die Rohrwand eindringt.
Die beschriebenen Verhältnisse bieten keine Schwierigkeiten, wenn es sich um den Anschluss verhältnismässig dickwandiger Rohre handelt, weil diese einerseits genügend Quersteifigkeit besitzen, um durch die vonseiten der Schneidkante auf sie ausgeübten Kräfte nicht verformt zu werden, und weil andererseits ihre Wandstärke auch nach Eindringen der Schneidkante noch einen tragenden Querschnitt besitzt, der den sonstigen auf das Rohr ausgeübten Beanspruchungen standhält.
Anders liegen die Verhältnisse jedoch, wenn dünnwandige Rohre unter Anwendung der vorbeschriebenen Mittel angeschlossen werden sollen, denn diese weichen aufgrund ihrer herabgesetzten Quersteifigkeit der Schneidkante unter Verformung aus, so dass es nicht zu der gewünschten Verbindung kommt. Man hat daher bereits versucht, Dichthülsen mit mehreren Schneidkanten einzusetzen oder mehrere Dichthülsen mit einer Schneidkante hintereinanderzustaffeln, um die auf das Rohr einwirkenden Kräfte über einen grösseren Bereich zu verteilen. Diese Versuche konnten jedoch das angestrebte Ziel nicht erreichen, weil sie an der Tatsache nichts ändern konnten, dass zwischen einer Schneidkante und der Rohrwand eine Krafteinwirkung bestimmter Grösse stattfinden muss, damit die Schneidkante in das Rohrmaterial eindringen kann.
Eben diese Krafteinwirkung übersteigt aber die Querdruckfestigkeit dünnwandiger Rohre.
Ein anderer Versuch ging deshalb dahin, das Rohr im Bereich der Anschlussstelle von innen durch eine zylindrische Hülse abzustützen. Damit war dem Rohr die Ausweichmöglichkeit genommen und die Schneidkante der Dichthülse konnte in die Rohrwand eindringen. Nun zeigte sich jedoch, dass nach Eindringen der Schneidkante die ohnehin dünne Rohrwand im Querschnitt so weit geschwächt war, dass sie den Betriebsbedingungen insbesondere Druck und Schwingungen auf die Dauer nicht standhalten konnte, so dass im Bereich der Dichtstelle Brüche auftraten. Ausserdem wares ohnehin schwer, die Überwurfmutter nur so weit aufzuschrauben, dass nicht bereits dabei eine Zertrennung des Rohres durch die Schneidkante der Dichthülse stattfand.
Man hat daher auch bereits versucht, dünnwandige Rohre unter Zuhilfenahme von zwischengeschalteten Druckringen und eingelegten Dichtungen anzuschliessen. Jedoch konnten auch diese Lösungen nicht befriedigen, weil derartige Anschlüsse gegenüber höheren Temperaturen nicht widerstandsfähig sind und sich ausserdem bei Leitungen für aggressive Medien nicht verwenden lassen. Schliesslich sind nicht alle Einzelteile derartiger Rohrverbindungen wieder verwendbar.
Ein den meisten vorstehend beschriebenen Rohrverbindungen gemeinsamer Nachteil besteht ferner darin, dass sie nur bei Rohren mit zylindrischer Wand anwendbar sind. Sie versagen jedoch dann, wenn man beispielsweise Wellrohre anschliessen will.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie sich die für dünnwandige oder nicht zylindrische Rohre vorhandenen Nachteile der bekannten Verbindungen beheben lassen.
Ausgehend von einer lösbaren Rohrverbindung der eingangs beschriebenen Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Rohr gegenüber dem Bereich des Eingriffs des Dichtrandes an einer Ringflächenzone abgestützt ist, die im Axialschnitt derart zur Rohrachse geneigt verläuft, dass diese Ringflächenzone dem Anpressdruck des Dichtrandes sowohl in radialer als auch in axialer Richtung Widerstand entgegensetzt, und dass der mit dem Rohr in Berührung stehende Teil des Dichtrandes stumpf ist.
Durch diese Massnahme wird also erreicht, dass sich dem Aufschrauben der Überwurfmutter und damit der Axialbewegung des Dichtrandes der Dichthülse nicht im wesentlichen nur eine Radialkraft sondern auch eine erhebliche Axialkraft entgegensetzt, die über das auf die Überwurfmutter auszuübende Drehmoment deutlich anzeigt, wann die gewünschte Druckverbindung hergestellt ist. Ein wesentlicher Vorteil besteht ferner darin, dass das Rohrmaterial nicht durch eine Schneidkante geschwächt wird, so dass die Gefahr von Rohrbrüchen an der Verbindungsstelle infolge Kerbwirkung oder linienförmiger Druckbelastung beseitigt ist.
Stattdessen findet ein Press- oder Quetschvorgang statt, der zwar zu einer geringfügigen plastischen Verformung des Rohrwerkstoffes führt. was der Rohrverbindung jedoch nicht abträglich ist und keine Beschädigung des Rohrmaterials durch Auftrennung des Korngefüges zur Folge hat.
Ferner lässt sich die erfindungsgemässe Verbindung wegen der Neigung der Ringflächenzone auch bei nicht zylindrischen Rohren, beispielsweise Wellrohren, sowie bei zylindrischen oder nicht zylindrischen Rohren bzw. Schläuchen aus Kunststoff anwenden. Sollen zylindrische Rohre oder Schläuche angeschlossen werden, so ist es lediglich erforderlich, diese am Anschlussende etwas aufzuweiten, und über die geneigte der Ringflächenzone des Einsatzringes zu stülpen.
Schliesslich ist die erfindungsgemässe Rohrverbindung eine echte lösbare Verbindung, da sie in allen ihren Einzelteilen wieder verwendbar ist. Sie kann bei zweckmässiger Ausführung über den gesamten praktisch in Frage kommenden Temperaturbereich sowie auch für die Leitung aggressiver Medien verwendbar sein.
Als zweckmässig hat es sich erwiesen, im Axialschnitt durch die Ringflächenzone deren Neigung zur Rohrachse in den Bereich von 650bis 850zu legen.
Die Ringflächenzone kann bei der Herstellung der Muffe an diese selbst angeformt werden. fertigungstechnisch günstiger ist es jedoch, wenn die Ringflächenzone durch einen sich axial gegen einen sich in der Muffe befindlichen Absatz abstützenden und gegenüber dieser zentrierten, ringförmigen Einsatz gebildet ist. Dabei kann vorteilhafterweise die Ringflächenzone Teil einer Ringfläche sein, die im Axialschnitt die Form eines Viertelkreises hat.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, innerhalb des Rohres eine sich gegen die Muffe abstützende und gegenüber dieser zentrierte, im wesentlichen zylindrische Hülse anzuordnen und die Hülse zur Bildung der Ringflächenzone mit einer aussen umlaufenden Vertiefung zu versehen, die zweckmässig im Querschnitt einem Kreisausschnitt entspricht.
Dadurch lässt sich in Verbindung mit einer entsprechenden Ausbildung des vorderen Randes der Dichthülse eine besonders grossflächige Einklemmung des Rohres und ein entsprechend fester und dichter Anschluss erzielen.
Als besonders günstig und für die Herstellung einfach hat es sich erwiesen, den vorderen Rand der Dichthülse abzurunden.
Sollen Rohre bzw. Schläuche mit einer äusseren Umhüllung, beispielsweise in Form eines Stützgeflechtes, angeschlossen werden, so kann durch entsprechende Bemessung von Dichthülse und Überwurfmutter dafür Sorge getragen sein, dass die Umhüllung zwischen Dichthülse und Überwurfmutter einklemmbar ist.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer lösbaren Rohrverbindung, teilweise axial geschnitten:
Fig. 2 eine ausschnittweise vergrösserte Einzelheit aus Fig. 1 und
Fig. 3 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer lösbaren Rohrverbindung, teilweise axial geschnitten.
In den Fig. 1 bis 3 sich wiederholende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäss Fig. list ein mit einem Stützgeflecht 1 umgebenes Wellrohr 2 in lösbarer Weise mittels einer Muffe 3 über einen in diese eingelegten und gegenüber der Muffe axial und radial abgestützten ringförmigen Einsatz 4 dicht verbunden, indem eine Dichthülse 5 durch ein auf die Muffe 3 geschraubte Über wurfmutter 6 derart in die Muffe 3 hineinbewegt ist, dass ihr Dichtrand unter Einwirkung der konischen Bohrung 7 derart im Durchmesser verjüngt ist, dass ein Wellenberg des Rohres 2 zwischen dem Dichtrand 8 und dem ringförmigen Einsatz 4 zusammengedrückt ist.
Im Bereich der Dicht- und Anpassstelle zwischen Einsatz 4, Rohr 2 und Dichtrand 8 weist die mit dem Rohr 2 Berührung stehende Seite des Einsatzes 4 gegenüber der Rohrachse eine Neigung von mehr als 450auf, indem diese Einsatzseite durch eine viertelkreisförmige Querschnittskontur gebildet ist. Durch diese Querschnittsausbildung ist eine besonders gute Anlage für anzuschliessende Wellrohre geschaffen.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Dichthülse an ihrem vorderen Rand abgerundet ist, so dass im Anpressbereich jegliche Beeinträchtigung des Rohrmaterials durch Einschnitte oder Einkerbungen vermieden ist.
Das das Wellrohr 2 umgebende Stützgeflecht 1 (Fig. 1 und 3) ist zwischen Dichthülse 5 und Überwurfmutter 6 eingefangen und wird somit durch das Zustandekommen der Rohrverbindung ebenfalls festgeklemmt.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dadurch, dass in das Wellenrohr 2 ein sich gegen die Muffe 3 abstützender und gegenüber dieser zentrierten, im wesentlichen zylindrischer Ring 9 eingesetzt ist, der zur Bildung der Ringfläche mit einer aussen umlaufenden Vertiefung 10 versehen ist, deren Querschnitt einem Kreisausschnitt entspricht. Der hier in Verbindung mit einem Wellrohr gezeigte Ring eignet sich insbesondere auch zum Anschluss von zylindrischen Rohren, wobei in beiden Fällen eine besonders gute Verbindung dadurch hergestellt ist, dass sich der Dichtrand 8 der Dichthülse (siehe insbesondere Fig. 2) radial und axial in die Vertiefung 10 einpresst.
The invention relates to a detachable pipe connection, with a sleeve, the bore of which receives the pipe end and widens conically towards the pipe inlet, with a sealing sleeve that is displaceable on the pipe and has a sealing edge inclined towards the pipe, and a sealing sleeve screwed to the sleeve, the sealing sleeve in the axial direction into the sleeve pressing union nut, wherein the sleeve facing end of the sealing sleeve is elastically tapered by the wall of the conical bore and is in engagement with its sealing edge on the pipe.
In such known connections, a cutting edge of the sealing sleeve digs itself into the pipe material when the union nut is screwed onto the sleeve, executing a movement relative to the pipe axis which has both a radial and an axial component, the respective size of which depends on the inclination of the conical bore is dependent. In order to give the pipe connection sufficient tightness and strength against forces acting axially on the pipe, it must be ensured that the cutting edge penetrates deeply into the pipe wall by screwing on the union nut accordingly.
The described conditions do not present any difficulties when it comes to the connection of relatively thick-walled pipes because, on the one hand, they have sufficient transverse rigidity so that they are not deformed by the forces exerted on them by the cutting edge, and on the other hand, their wall thickness even after the cutting edge has penetrated still has a load-bearing cross-section that withstands the other stresses exerted on the pipe.
The situation is different, however, if thin-walled pipes are to be connected using the means described above, because they give way due to their reduced transverse rigidity of the cutting edge under deformation, so that the desired connection does not come about. Attempts have therefore already been made to use sealing sleeves with several cutting edges or to stagger several sealing sleeves with one cutting edge one behind the other in order to distribute the forces acting on the pipe over a larger area. However, these attempts could not achieve the desired goal because they could not change the fact that a force of a certain magnitude has to take place between a cutting edge and the pipe wall so that the cutting edge can penetrate the pipe material.
However, it is precisely this force that exceeds the compressive strength of thin-walled pipes.
Another attempt was therefore to support the pipe in the area of the connection point from the inside with a cylindrical sleeve. This deprived the pipe of any alternative and the cutting edge of the sealing sleeve could penetrate the pipe wall. Now, however, it became apparent that after the cutting edge had penetrated the pipe wall, which was already thin in cross section, was weakened to such an extent that it could not withstand the operating conditions, especially pressure and vibrations, in the long term, so that breaks occurred in the area of the sealing point. In addition, it was difficult to screw on the union nut only so far that the pipe was not severed by the cutting edge of the sealing sleeve.
Attempts have therefore already been made to connect thin-walled pipes with the aid of interposed pressure rings and inserted seals. However, these solutions were also unsatisfactory because such connections are not resistant to higher temperatures and, moreover, cannot be used in lines for aggressive media. Finally, not all individual parts of such pipe connections are reusable.
A disadvantage common to most of the pipe connections described above is that they can only be used with pipes with a cylindrical wall. However, they fail when you want to connect corrugated pipes, for example.
The object of the invention is therefore to show a possibility how the disadvantages of the known connections which exist for thin-walled or non-cylindrical tubes can be eliminated.
Based on a releasable pipe connection of the type described at the beginning, this object is achieved according to the invention in that the pipe is supported opposite the area of engagement of the sealing edge on an annular surface zone which, in axial section, runs inclined to the pipe axis such that this annular surface zone is exposed to the contact pressure of the sealing edge both in opposed radial as well as axial resistance, and that the part of the sealing edge in contact with the pipe is blunt.
Through this measure it is achieved that the screwing on of the union nut and thus the axial movement of the sealing edge of the sealing sleeve is opposed not essentially only by a radial force but also by a considerable axial force, which clearly shows via the torque to be exerted on the union nut when the desired pressure connection is established is. Another significant advantage is that the pipe material is not weakened by a cutting edge, so that the risk of pipe breaks at the connection point due to the notch effect or linear pressure load is eliminated.
Instead, a pressing or squeezing process takes place, which leads to a slight plastic deformation of the pipe material. However, this is not detrimental to the pipe connection and does not result in damage to the pipe material by severing the grain structure.
Furthermore, because of the inclination of the annular surface zone, the connection according to the invention can also be used with non-cylindrical pipes, for example corrugated pipes, and with cylindrical or non-cylindrical pipes or hoses made of plastic. If cylindrical pipes or hoses are to be connected, it is only necessary to widen them slightly at the connection end and to pull them over the inclined area of the annular surface of the insert ring.
Finally, the pipe connection according to the invention is a real detachable connection, since all of its individual parts can be reused. With an appropriate design, it can be used over the entire practically relevant temperature range and also for the conduction of aggressive media.
It has proven to be expedient to place its inclination to the pipe axis in the range of 650 to 850 in the axial section through the annular surface zone.
The ring surface zone can be molded onto the sleeve itself during manufacture. However, it is more favorable from a manufacturing point of view if the annular surface zone is formed by an annular insert which is axially supported against a shoulder located in the sleeve and centered relative to it. In this case, the annular surface zone can advantageously be part of an annular surface which, in axial section, has the shape of a quarter circle.
However, there is also the possibility of arranging an essentially cylindrical sleeve, which is supported against the socket and centered relative to it, within the pipe and of providing the sleeve with an outer circumferential recess which appropriately corresponds in cross-section to a circular segment to form the annular surface zone.
As a result, in connection with a corresponding design of the front edge of the sealing sleeve, a particularly large-area clamping of the pipe and a correspondingly firm and tight connection can be achieved.
It has proven to be particularly favorable and simple for manufacture to round the front edge of the sealing sleeve.
If pipes or hoses are to be connected with an outer covering, for example in the form of a braided support, the sealing sleeve and union nut can be dimensioned accordingly to ensure that the casing can be clamped between the sealing sleeve and the union nut.
The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments which are shown in the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 is a side view of a detachable pipe connection, partially cut axially:
2 shows an enlarged detail from FIGS. 1 and
3 shows the side view of a further embodiment of a releasable pipe connection, partially in axial section.
Repetitive parts in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals.
According to Fig. 1, a corrugated pipe 2 surrounded by a support braid 1 is detachably connected in a detachable manner by means of a sleeve 3 via an annular insert 4 inserted in this and axially and radially supported relative to the sleeve, by a sealing sleeve 5 being screwed onto the sleeve 3 nut 6 is moved into the sleeve 3 in such a way that its sealing edge is tapered in diameter under the action of the conical bore 7 such that a wave crest of the pipe 2 is compressed between the sealing edge 8 and the annular insert 4.
In the area of the sealing and fitting point between insert 4, tube 2 and sealing edge 8, the side of insert 4 that is in contact with tube 2 has an incline of more than 450 with respect to the tube axis, as this insert side is formed by a quarter-circle cross-sectional contour. This cross-sectional design creates a particularly good system for corrugated pipes to be connected.
From Fig. 2 it can be seen that the sealing sleeve is rounded at its front edge, so that any impairment of the pipe material by incisions or notches is avoided in the pressing area.
The supporting braid 1 (FIGS. 1 and 3) surrounding the corrugated pipe 2 is caught between the sealing sleeve 5 and the union nut 6 and is thus also clamped in place when the pipe connection is established.
The embodiment shown in FIG. 3 differs from that in FIG. 1 in that a substantially cylindrical ring 9, which supports itself against the sleeve 3 and is centered with respect to it, is inserted into the corrugated tube 2, which ring 9 forms the ring surface with an outside circumferential recess 10 is provided, the cross section of which corresponds to a segment of a circle. The ring shown here in connection with a corrugated pipe is also particularly suitable for connecting cylindrical pipes, whereby in both cases a particularly good connection is established in that the sealing edge 8 of the sealing sleeve (see in particular FIG. 2) extends radially and axially into the Press in recess 10.