DE102024128315B3

DE102024128315B3 - Verbindungsanordnung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102024128315B3
Application number: DE102024128315.7A
Authority: DE
Inventors: Sven Pitzer
Original assignee: Esta Rohr Ges mbH; Esta-Rohr-Gesellschaft mbH
Current assignee: Esta Rohr Ges mbH; Esta-Rohr-Gesellschaft mbH
Priority date: 2024-09-30
Filing date: 2024-09-30
Publication date: 2025-09-25
Anticipated expiration: 2044-10-01

Abstract

Beschrieben wird eine Lösung zur Herstellung einer Verbindungsanordnung mit einem Rohrendabschnitt (1) und einem Verbindungsstutzen (2), die mit in eine Kammer (7) eingefügtem Dichtring (3) und Halteelement (4, 5, 6) in einer Pressverbindung verbunden werden. Das Halteelement (4, 5, 6) besteht aus einem Schneidring (4, 5) mit einem eine Unterbrechung (11) aufweisenden ringförmigen Grundkörper (4) und aus diesem entlang seines Umfangs herausragenden Schneidelementen (5) sowie aus einem Stützring (6) mit einer Unterbrechung (12), der zwischen Grundkörper (4) und Schneidelementen (5) in den Schneidring (4, 5) eingelegt und mit diesem zum Halteelement (4, 5, 6) verbunden ist. Das Halteelement (4, 5, 6) wird mit einem Schneidring (4, 5) bereitgestellt, bei dem an einem der die Unterbrechung (11) einfassenden Enden eine Zunge (8) sowie an dem anderen Ende eine sich in einer U-Form in den Grundkörper (4) hineinerstreckende Ausnehmung (9) ausgebildet sind. Das Haltelement (4, 5, 6) wird nach dem Einlegen in den Verbindungsstutzen (2) mit dessen Innenseite durch mindestens eine Punktschweißverbindung (10) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit einer Pressverbindung und ein Verfahren zu deren Herstellung. Bestandteile der Verbindungsanordnung sind ein Rohrendabschnitt, nämlich der Endabschnitt eines für den Aufbau eines Rohrleitungssystems bestimmten Rohres, sowie eine weitere Komponente, wie beispielsweise ein Aggregat oder eine Armatur, desselben Rohrleitungssystems, die unter Einbeziehung die Verbindungsanordnung mechanisch zusammenhaltender und gegen den Austritt eines durch das Rohrleitungssystem transportierten Fluids abdichtender Elemente, in einer Pressverbindung miteinander verbunden werden. Hierbei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf die spezielle Ausbildung der genannten Pressverbindung, einschließlich der Anordnung und Ausbildung der in diese Pressverbindung für die Unterstützung des mechanischen Zusammenhalts und für die Abdichtung einbezogenen Elemente, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungsanordnung.
Für unterschiedlichste Zwecke werden Rohrleitungssysteme, welche Rohre und weitere Komponenten umfassen, aufgebaut. Da die Rohre regelmäßig eine standardisierte, aber jedenfalls begrenzte Länge aufweisen, umfassen Rohrleitungssysteme typischerweise mehrere Rohre, so dass es unter anderem erforderlich ist, die jeweiligen Rohre an ihren Enden unter Einsatz einer geeigneten Verbindungstechnik miteinander zu verbinden. Darüber hinaus sind derartige Verbindungen auch zwischen einem Rohr und beispielsweise einem Aggregat oder einer Armatur, also einer Komponente, bei welcher es sich nicht um ein Rohr handelt, notwendig.
Zur Schaffung derartiger Verbindungen hat sich eine Verbindungstechnik etabliert, bei welcher die miteinander zu verbindenden Komponenten eines Rohrleitungssystems mit Hilfe einer Pressverbindung verbunden werden. Unter Verwendung einer in die Pressverbindung eingefügten Dichtung, respektive eines Dichtrings, werden solche Pressverbindungen in Rohrleitungssystemen zur Führung eines Fluids, also eines Gases oder einer Flüssigkeit, in großem Umfang eingesetzt. Die nachfolgend vorgestellte Verbindungsanordnung ist insbesondere zur Verwendung auf dem letztgenannten Einsatzgebiet vorgesehen, hierauf aber ausdrücklich nicht beschränkt.
Jedenfalls bei der Verbindung fluidführender Rohre ist es im Allgemeinen unerlässlich, in die Pressverbindung einen Dichtring als Bestandteil der Verbindungsanordnung einzufügen, um beim bestimmungsgemäßen Gebrauch einen Austritt von Fluid im Bereich der Pressverbindung zu verhindern. Darüber hinaus ist es gebräuchlich, in die Pressverbindung zusätzliche Halteelemente, wie beispielsweise einen Schneidring, einzufügen, um den mechanischen Halt der Pressverbindung zu verbessern und diese hierdurch insbesondere widerstandsfähig zu machen gegenüber Auszugskräften, welche möglicherweise an den durch die Pressverbindung miteinander verbundenen Komponenten des Rohrleitungssystems in axialer Richtung auftreten können.
In US 5,108,134 A wird beispielsweise eine entsprechende Verbindungsanordnung beschrieben. Bei dieser Anordnung werden in einen an seiner inneren Mantelfläche entsprechend strukturierten Verbindungsstutzen (beispielsweise eines Fittings), in welchen ein Rohrendabschnitt zur Ausbildung einer Pressverbindung einzuführen ist, einander benachbart ein Dichtring und ein Schneidring eingefügt, wobei der Schneidring entlang seines Umfangs auf der dem Dichtring zugewandten Seite eine Mehrzahl von Schneidelementen aufweist. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass der Dichtring bei der Erzeugung der Pressverbindung durch die Schneidelemente des sich durch die Druckeinwirkung verformenden und sich möglicherweise in axialer Richtung verschiebenden Schneidrings beschädigt wird. Hierdurch können an der Pressverbindung im Einsatzbetrieb eventuell Leckagen auftreten.
Zudem kann es ein Nachteil sein, dass gemäß dieser Lösung, ausgehend von dem axialen Ende eines in den Stutzen eingefügten Rohrendabschnitts, zuerst der Schneidring und danach, auf der dem stirnseitigen Rohrende abgewandten Seite, der Dichtring angeordnet wird. Der Schneidring wird mithin von der mittels des Dichtrings erzielten Dichtwirkung gegenüber dem durch das Rohrleitungssystem transportierten Medium nicht mit umfasst. Eine beispielsweise durch den Bereich der Pressverbindung geführte Flüssigkeit kann demnach möglicherweise zum Schneidring vordringen und dazu führen, dass dieser korrodiert und in der Folge derart beschädigt wird, dass er seine Funktion einer Verbesserung des mechanischen Halts gegen axial wirkende Auszugskräfte nicht mehr zuverlässig erfüllen kann.
Durch die in EP 1 593 899 B1 beschriebene Lösung wird eine Beschädigung des Dichtrings durch den Schneidring bei der Erzeugung der Pressverbindung verhindert. Dazu wird in die Pressverbindung eine aus dem Dichtring und dem Schneidring sowie durch einen zwischen ihnen angeordneten Trennring bestehende Baugruppe eingefügt. Der Trennring verhindert hierbei die Beschädigung des Dichtrings durch den Schneidring bei der Erzeugung der Pressverbindung. Zudem wird bei dieser Lösung der Schneidring durch den Dichtring vor einem Kontakt mit einem eventuell korrosiv wirkenden, durch die verbundenen Komponenten fließenden Medium und somit vor Korrosion geschützt.
Eine ohne Trennring auskommende Lösung wird in DE 10 2022 115 161 A1 offenbart. Bei dieser sind der Dichtring und der eine Umfangsunterbrechung aufweisende Schneidring gemeinsam in eine zwischen der Innenseite eines Verbindungsstutzens, beispielsweise eines Fittings, sowie der Außenseite eines Rohrendabschnitts gebildete Kammer eingefügt. Die zahnförmigen Schneidelemente sind dabei auf der dem Dichtring abwandten Seite des Grundkörpers des Schneidrings angeordnet, so dass der Schneidring den weiter zum Rohrende hin angeordneten Dichtring bei der Erzeugung der Pressverbindung nicht beschädigen kann. Darüber hinaus ist der Schneidring mit einem zwischen seinem Grundkörper und den Schneidelementen eingefügten Stützring fest verbunden, welcher den Schneidring während des Verpressens zusätzlich gegen Verformungen stabilisiert. Allerdings hat es sich gezeigt, dass auch diese Maßnahmen nicht immer eine im Hinblick auf axiale Zugkräfte mechanisch stabile und absolut dichte Pressverbindung garantieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn es beim Einschieben des Rohrendabschnitts in den Verbindungsstutzen unerwünschtermaßen zu axialen Verschiebungen des Schneidrings oder einzelner Abschnitte seines Umfangs kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dazu soll eine Verbindungsanordnung mit einer Pressverbindung bereitgestellt werden, welche ein besonders hohes Maß an Zuverlässigkeit in Bezug auf die mechanische Stabilität gegenüber an der Pressverbindung auftretenden axialen Zugkräften und auf deren Dichtheit gewährleistet. Es soll außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung angegeben werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbindungsanordnung gemäß dem ersten Sachanspruch gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.
Auch bei der zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagenen Verbindungsanordnung handelt es sich um ein Verbindungsanordnung mit einem Rohrendabschnitt eines Rohres und einer anderen, einen rohrförmigen Verbindungsstutzen aufweisenden Komponente, zwischen denen ein Pressverbindung besteht. Innerhalb der Pressverbindung sind ein Dichtring und ein Halteelement als weitere Bestandteile in eine zwischen einer äußeren Mantelfläche des über eine Stutzenöffnung in den Verbindungsstutzen eingeführten Rohrendabschnitts und einer inneren Mantelfläche des in diesem Abschnitt in seinem Querschnitt erweiterten Verbindungsstutzens (ursprünglich) ausgebildete Kammer eingefügt und in diesem Bereich miteinander verpresst.
Der Schneidring weist, wie grundsätzlich bereits bekannt, einen in der Umfangsrichtung mit einer Unterbrechung versehenen Grundkörper und entlang des Umfangs aus dem Grundkörper herausragende, vorzugsweise zahnartige Schneidelemente auf. Diese Schneideelemente sind auf der dem Dichtring abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnet und sowohl gegen die axiale Erstreckungsrichtung der Verbindungsanordnung gegen den Dichtring geneigt. Mit dem zwischen dem Grundkörper und den Schneidelementen des Schneidrings eingefügten Stützring, der in der Umfangsrichtung ebenfalls eine Unterbrechung aufweist, ist der Stützring fest zu dem vorstehend als Bestandteil der Pressverbindung genannten Halteelement verbunden. Innerhalb der Pressverbindung besteht zwischen dem Schneidring, dem mit ihm gemeinsam das Halteelement ausbildenden Stützring und der inneren Mantelfläche des Verbindungsstutzens eine Punktschweißverbindung.
Das gemäß der vorgeschlagenen Lösung zur Herstellung der Verbindungsanordnung zu verwendende Halteelement wird mit einem Schneidring bereitgestellt, der an der Stirnkante eines der die Unterbrechung seines Grundkörpers einfassenden Enden eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende Zunge sowie eine sich am anderen Ende des Grundkörpers, ausgehend von dessen Stirnkante, in einer U-Form in den Grundkörper hineinerstreckende Ausnehmung aufweist. Dieses Halteelement wird nach dem Dichtring im Bereich der zwischen dem Rohrendabschnitt und dem Verbindungsstutzen der anderen Komponente (Fitting, Aggregat, Armatur oder dergleichen) vorgesehenen Kammer in den Verbindungsstutzen eingefügt. Und zwar derart, dass die Schneidelemente am Grundkörper des Schneidrings auf der dem Dichtring abgewandten Seite und gegen den Dichtring geneigt angeordnet sind, wobei die Zunge am Grundkörper des Schneidrings in dessen an seinem anderen Ende ausgebildete Ausnehmung hineinragt.
Nach dem Einfügen des Halteelements wird zwischen dem Grundkörper seines Schneidrings und seinem Stützring sowie der inneren Mantelfläche des Verbindungsstutzens mindestens eine Punktschweißverbindung hergestellt. Danach wird das Rohrleitungsende in den Verbindungsstutzen eingeführt und schließlich unter Druckeinwirkung auf den Bereich der Kammer die Pressverbindung erzeugt. Bei der Erzeugung der Pressverbindung verringert sich aufgrund des Druckes der Umfang des Halteelements, das heißt seines Schneidrings und seines Stützrings, wobei sich die an der Stirnseite eines der Enden seines Grundkörpers ausgebildete Zunge weiter in die Ausnehmung der an seinem anderen Umfangsende ausgebildeten U-förmigen Ausnehmung hineinschiebt. Hierbei bildet die Ausnehmung mit den zueinander parallelen Schenkeln ihrer U-Form eine Führung für die sich in sie hineinschiebende Zunge aus.
Da das Halteelement und somit der Grundkörper seines Schneidrings nur punktuell mit der inneren Mantelfläche des Verbindungsstutzens verbunden ist, kann dabei der Schneidring unter Verringerung seines Umfangs Bewegungen in der Umfangsrichtung machen und an der inneren Mantelfläche des Verbindungsstutzens und an der äußeren Mantelfläche des Rohrendabschnitts entlanggleiten, ohne dass sich dabei sich die Enden des unterbrochenen Grundkörpers axial gegeneinander verschieben. Durch die bereits angesprochene Schweißverbindung wird zudem eine ungewollte axiale Verschiebung des gesamten Halteelements und damit des Schneidrings beim Einschieben des Rohrendstücks in den Verbindungsstutzen verhindert. Zudem sichert die bei dem Pressvorgang zur Erzeugung der Pressverbindung erhalten bleibende Punktschweißverbindung die gesamte Verbindungsanordnung zusätzlich gegenüber axial wirkenden Zugkräften, so dass das Rohrendstück durch diese nicht aus dem Verbindungsstutzen respektive aus der Pressverbindung herausgezogen wird. Beide Maßnahmen tragen somit gemeinsam dazu bei, einerseits den Schneidring während des Pressvorgangs zu fixieren und somit den Dichtring gegen die Schneidelemente eines sich axial verschiebenden und/oder verformenden Schneidrings sicher zu schützen sowie andererseits eine sehr zuverlässige Dichtheit der Verbindungsanordnung zu gewährleisten.
Der zuvor dargestellte Ablauf kann dahingehend modifiziert oder weiter ausgestaltet werden, dass nach dem Einlegen des Halteelements in den Verbindungsstutzen mehrere jeweils den Stützring, den Schneidring und die innere Mantelfläche des Verbindungsstutzens miteinander verbindende Punktschweißverbindungen erzeugt werden. Hierbei wird dann aber vorzugsweise so verfahren, dass nur eine Punktschweißverbindungen erzeugt wird, die bei dem anschließenden Pressvorgang bestehen bleibt. Die weitere Punktschweißverbindung oder weitere Punktschweißverbindungen wird/werden hingegen so ausgebildet, dass sie sich während der Druckeinwirkung bei der Erzeugung der Pressverbindung und aufgrund der dabei auftretenden Radialbewegungen (Bewegungen in der Umfangsrichtung) des Schneid- und des Stützrings löst/lösen. Eine entsprechende Beschaffenheit der Punktschweißverbindungen kann dabei durch die Bemessung des Anpressdrucks der zur Erzeugung einer jeweiligen Punktschweißverbindung verwendeten Zangen und des Schweißstroms erreicht werden.
Sofern das Halteelement, wie bevorzugt, so ausgebildet ist, dass die in der Umfangsrichtung bei dem Schneidring und bei dem Stützring vorhandenen Unterbrechungen einander teilweise überlappen, wird die bei dem Pressvorgang bestehen bleibende Punktschweißverbindung vorzugsweise an einem die Unterbrechung begrenzenden Ende des Stützrings erzeugt, welches in der Umfangsrichtung von einem an die Unterbrechung des Grundkörpers angrenzenden Ende des Schneidrings überragt wird.
Der Schneidring kann vorzugsweise aus einem nichtrostenden Stahl mit einem durch die Legierungselemente zunächst instabil eingestellten, aber bereits vor seiner Endfertigung unter Bildung von Verformungsmartensit vorverfestigten austenitischen Gefüge besteht. Vorteilhafterweise verfestigt sich dieses Gefüge bei der Erzeugung der Pressverbindung zwischen dem Rohrendabschnitt und dem Verbindungsstutzen mit dem zwischen ihnen angeordneten Schneidring noch weiter. Der Stützring kann aus demselben Material bestehen wie der Schneidring, was deren feste Verbindung zu dem Halteelement begünstigt. Darüber hinaus kann der Schneidring auf seiner dem Dichtring zugewandten Seite geglättete und/oder mit einer Fase versehene Kanten aufweisen. Für den wenig wahrscheinlichen Fall, dass die als dauerhafte Verbindung angelegte Punktschweißverbindung sich im Zuge des Erzeugens der Pressverbindung doch löst und sich der Schneidring in axialer Richtung bis an den Dichtring heran verschiebt und/oder verformt, kann hierdurch einer möglichen Beschädigung des Dichtrings vorgebeugt werden.
Anhand von Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel für die vorgestellte Verbindungsanordnung gegeben und erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1: einen Ausschnitt eines mit einem Rohrendabschnitt in einer Pressverbindung zu verbindenden Verbindungsstutzens mit eingelegtem Halteelement und Dichtring, gemäß einer möglichen Ausbildungsform,
2: eine Schnittdarstellung einer möglichen Ausbildungsform der Verbindungsanordnung,
3: den für das Halteelement gemäß 1 verwendeten Schneidring,
4: den Schneidring gemäß 3 mit eingelegtem Stützring

Zunächst sei vorangestellt, dass die in den einzelnen Figuren gezeigten Darstellungen hinsichtlich ihres jeweiligen Maßstabs nicht zwingend miteinander korrespondieren.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines mit einem Rohrendabschnitt 1 (siehe 2) in einer Pressverbindung zu verbindenden Verbindungsstutzens 2 (beispielsweise eines Fittings) gemäß einer möglichen Ausbildungsform. Die Abbildung zeigt den Ausschnitt des betreffenden Verbindungsstutzens 2 mit dem eingelegten, durch einen mit einem Stützring 6 fest verbundenen Schneidring 4, 5 gebildeten Halteelement 4, 5, 6 sowie mit dem eingelegtem Dichtring 3. Gut zu erkennen ist die Anordnung der einzelnen Ringe innerhalb des Verbindungsstutzens 2. Auf der der Stutzenöffnung 15 abgewandten Seite und somit auf der dem Medium zugewandten Seite des später in den Verbindungsstutzen 2 eingefügten (siehe 2) und danach gemeinsam mit ihm verpressten Rohrendabschnitts 1 ist der in den Verbindungsstutzen 2 eingefügte Dichtring 3 angeordnet.
Zwischen dem Dichtring 3 und einem abgewinkelten Stutzenabschnitt 16 an der Stutzenöffnung 15 ist das von dem Schneidring 4, 5 und dem Stützring 6 gemeinsam gebildete Halteelement 4, 5, 6 angeordnet. Der Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 liegt hierbei an der Innenseite des vorgenannten abgewinkelten Stutzenabschnitts 16 des Verbindungsstutzens 2 an. In der Abbildung ist gut erkennbar, dass die zahnartigen Schneidelemente 5 auf dieser, an dem abgewinkelten Stutzenabschnitt 16 der Stutzenöffnung 15 anliegenden Seite aus dem Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 herausragen. Sie sind dabei in Richtung der äußeren Mantelfläche 13 des noch über die Stutzenöffnung 15 in den Verbindungsstutzen 2 einzufügenden Rohrendabschnitts 1 (siehe hierzu auch 2) und in Richtung des Dichtrings 3 geneigt.
Die 2 zeigt eine mögliche Ausbildungsform der vorgestellten Verbindungsanordnung im noch unverpressten Zustand in einer Schnittdarstellung mit einem entlang ihrer axialen Erstreckung a geführten Schnitt. Wesentliche Bestandteile der gezeigten Verbindungsanordnung sind ein Rohrendabschnitt 1, also der Endabschnitt eines Rohres eines hier nicht in seiner Gesamtheit gezeigten Rohrleitungssystems, ein Verbindungstutzen 2 einer weiteren, mit dem Rohrendabschnitt 1 verbundenen (insoweit nur teilweise, nämlich mit ihrem Verbindungsstutzen 2 dargestellten) Komponente (zum Beispiel Fitting) des besagten Rohrleitungssystems, ein Dichtring 3 und ein durch Verbindung eines Schneidrings 4, 5 mit einem Stützring 6 gebildetes Halteelement 4, 5, 6.
Zwischen dem Rohrendabschnitt 1 und dem Verbindungsstutzen 2 der mit ihm zu verbindenden weiteren Komponente wird durch Druckeinwirkung eine Pressverbindung ausgebildet, innerhalb welcher der Dichtring 3, der Schneidring 4, 5 und der Stützring 6 angeordnet sind, wobei der Stützring 6 zwischen dem Grundkörper 4 und den Schneidelementen 5 des Schneidrings 4, 5 eingefügt und mit dem Schneidring 4, 5 fest verbunden ist. Im Zuge der Erzeugung der Pressverbindung drücken sich auf dem Umfang des Schneidrings 4, 5, also in der Umfangsrichtung u, angeordnete zahnartige Schneidelemente 5 in die äußere Mantelfläche 13 des Rohrendabschnitts 1 ein, wodurch gewährleistet ist, dass die Pressverbindung zwischen dem Rohrendabschnitt 1 und dem Verbindungsstutzen 2 der weiteren Komponente auch bei in der axialen Richtung a an dem Rohrendabschnitt 1 und/oder der weiteren Komponente auftretenden Auszugskräften bestehen bleibt.
Wie aus der Darstellung ersichtlich, sind, ausgehend von dem beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Anordnung mit einem durch diese geführten Medium in Kontakt kommenden stirnseitigen Ende des Rohrendabschnitts 1, zunächst der Dichtring 3 und dann zwischen ihm und einer Stutzenöffnung 15 der Schneidring 4, 5 innerhalb der Pressverbindung angeordnet. Sie sind hierbei durch eine entsprechende Ausformung des Verbindungsstutzens 2 gemeinsam in der Kammer 7 angeordnet, also ohne, dass es, aufgrund der speziellen Ausbildung des Schneidrings 4, 5, eines Zwischenrings zwischen dem Dichtring 3 und dem Schneidring 4, 5 bedarf. Bei den an der kreisförmigen Querschnittsfläche des im Schnitt gezeigten Dichtrings 3 dargestellten Linien handelt es sich insoweit nicht etwa um eine den Dichtring 3 von dem Schneidring 4, 5 trennende spezielle Einfassung, sondern um die äußere Kontur des sich selbstverständlich hinter der Schnittfläche fortsetzenden Dichtrings 3 selbst, welcher vorzugsweise (also nicht zwingend) in eine an der inneren Mantelfläche 14 des Verbindungstutzens 2 ausgebildete Sicke eingelegt ist.
Um eventuell an der Anordnung auftretenden, in axialer Richtung a wirkenden Auszugskräften sicher entgegenwirken zu können, sind die an dem Schneidring 4, 5 ausgebildeten zahnartigen Schneidelemente 5 in Richtung der äußeren Mantelfläche 13 des Rohrendabschnitts 1 und gleichzeitig in Richtung des Dichtrings 3 geneigt angeordnet. Sie ragen hierbei in entsprechender Ausrichtung aus dem Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 heraus, mit welchem der Schneidring 4, 5 an der Innenseite eines in Richtung des in den Verbindungsstutzen 2 eingefügten Rohrendabschnitts 1 abgewinkelten Stutzenabschnitts 16 der Stutzenöffnung 15 anliegt. Um zu vermeiden, dass der Dichtring 3 bei der unter Einwirkung von Druck erfolgenden Erzeugung der Pressverbindung durch die in seine Richtung geneigten Schneidelemente 5 des Schneidrings 4, 5 beschädigt wird, sind diese Schneidelemente 5, wie in der Abbildung gut erkennbar, am Umfang des Schneidrings 4, 5 auf der dem Dichtring 3 abgewandten Seite ausgebildet.
Die 3 zeigt nochmals den in den Verbindungsstutzen 2 der Ausbildungsform gemäß der 1 eingelegten respektive in der Verbindungsanordnung gemäß der 2 verwendeten Schneidring 4, 5. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die auf dem Umfang des Schneidrings 4, 5 angeordneten zahnartigen Schneidelemente 5 auf einer Seite aus einem Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 herausragen. Beim Einfügen des Schneidrings 4, 5 in den in einer Pressverbindung mit dem Rohrendabschnitt 1 zu verbindenden Verbindungsstutzen 2 wird dieser so in diesen Verbindungsstutzen 2 eingefügt, dass die besagte Seite des Grundkörpers 4 des Schneidrings 4, 5, aus welchem die Schneidelemente 5 herausragen, dem zuvor in den Verbindungsstutzen 2 eingelegten Dichtring 3 abgewandt ist.
Der Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 weist auf seinem Umfang eine Unterbrechung 11 auf. Eines der zwischen sich diese Unterbrechung 11 einschließenden Enden des Grundkörpers 4 weist eine sich von der Stirnseite dieses Endes in der Umfangsrichtung u erstreckende Zunge 8 auf. Das andere Ende des Grundkörpers 4 weist eine sich von dessen Stirnkante in U-Form in den Grundkörper 4 hineinersteckende Ausnehmung 9 auf. Die Schenkel dieser U-Form respektive die Innenseiten der Ausnehmung sind zueinander parallel.
Die 4 zeigt den in der 3 dargestellten Schneidring 4, 5 zusammen mit dem zwischen den Schneidelementen 5 und dem Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 angeordneten Stützring 6. Durch diesen Stützring 6 wird einer Verformung des Schneidring 4, 5 bei der Ausbildung der Pressverbindung entgegengewirkt und die die Verbindungsanordnung gegen axiale Auszugskräfte sichernde Wirkung des Schneidrings 4, 5 zusätzlich unterstützt. Der mit dem Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 verbundene Stützring 6 und der Schneidring 4, 5 bilden hierbei ein gemeinsames Halteelement 4, 5, 6 aus. Um das Einfügen dieses Halteelements 4, 5, 6 in den Verbindungsstutzen 2 (siehe 1) zu erleichtern, weisen sowohl der Schneidring 4, 5 als auch der Stützring 6 auf ihrem Umfang (in der Umfangsrichtung u) jeweils eine Unterbrechung 11, 12 (Schneidring 4, 5 mit Unterbrechung 11 sowie Stützring 6 mit Unterbrechung 12) auf. Hierdurch können die Ringe zum Einfügen in den Verbindungsstutzen 2 leicht zusammengedrückt werden. Dabei ragt dann die Zunge 8 des Schneidrings 4, 5 etwas in die Ausnehmung 9 im Grundkörper 4 des Schneidrings 4, 5 hinein. Dadurch wird verhindert, dass die an die Unterbrechung 11 des Schneidrings 4, 5 angrenzenden Enden sich bei der Erzeugung der Pressverbindung zwischen dem Verbindungsstutzen 2 mit eingelegtem Dichtring 3 und Halteelement 4, 5, 6 sowie dem in den Verbindungsstutzen 2 eingeführten Rohrendabschnitt 1 axial gegeneinander verschieben.
Der Schneidring 4, 5 und der Stützring 6 werden so zusammengefügt, dass die vorgenannten Unterbrechungen 11, 12 beider Ringe in dem gemeinsam durch sie ausgebildeten Halteelement 4, 5, 6 bezüglich der Umfangsrichtung u gegeneinander versetzt, aber einander teilweise überlappend angeordnet sind. Dies ist auch in der 1 ersichtlich, welche einen Ausschnitt (ein ausgeschnittenes Umfangssegment) des mit einem Rohrendabschnitt 1 in einer Pressverbindung zusammenzufügenden Verbindungsstutzens (2) mit eingelegtem Dichtring 3 und Halteelement 4, 5, 6 in einer räumlichen Darstellung zeigt. Im Zuge der Erzeugung der Pressverbindung werden die Unterbrechung 11 in dem Schneidring 4, 5 sowie die Unterbrechung 12 in dem Stützring 6 deutlich verkleinert, bis nahezu geschlossen. Dabei gleitet die Zunge 8 des Schneidrings 4, 5 weiter in die Ausnehmung 9 seines Grundkörpers 4 hinein. Die Zunge 8 und die Ausnehmung 9 bilden somit gemeinsam eine Führung aus. Dadurch, dass sich die Unterbrechungen 11, 12 des Schneidrings 4, 5 und des Stützrings 6 nur teilweise überlappen, ist das Haltelement 4, 5, 6 insgesamt über seinen gesamten Umfang hinweg geschlossen
Liste der Bezugszeichen

1: Rohrendabschnitt
2: Stutzen
3: Dichtring
4, 5: Schneidring mit Grundkörper 4 und Schneidelementen 5
6: Stützring
7: Kammer
8: Zunge
9: Ausnehmung
10: Punktschweißverbindung
11: Unterbrechung des Schneidrings 4, 5
12: Unterbrechung des Stützrings 6
13: äußere Mantelfläche des Rohrendabschnitts 1
14: innere Mantelfläche des Stutzens 2
15: Stutzenöffnung
16: abgewinkelter Stutzenabschnitt

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung für ein Rohrleitungssystem, bei welchem ein Rohrendabschnitt (1) eines Rohres und ein Verbindungsstutzen (2) einer anderen Komponente desselben Rohrleitungssystems gemeinsam mit einem Dichtring (3) und einem Halteelement (4, 5, 6), welche in eine zwischen einer äußeren Mantelfläche (13) des über eine Stutzenöffnung (15) in den Verbindungsstutzen (2) eingeführten Rohrendabschnitts (1) und einer inneren Mantelfläche (14) des in diesem Bereich in seinem Querschnitt erweiterten Verbindungsstutzens (2) ausgebildete Kammer (7) eingefügt werden, in einem Pressvorgang unter Ausbildung einer Pressverbindung miteinander verbunden werden, wobei das Halteelement (4, 5, 6) besteht aus einem Schneidring (4, 5) mit einem in der Umfangsrichtung (u) eine Unterbrechung (11) aufweisenden ringförmigen Grundkörper (4) und entlang seines Umfangs aus dem Grundkörper (4) herausragenden, gegen die axiale Erstreckungsrichtung (a) geneigten Schneidelementen (5) sowie aus einem Stützring (6), welcher auf seinem Umfang ebenfalls eine Unterbrechung (12) aufweist, zwischen dem Grundkörper (4) und den Schneidelementen (5) in den Schneidring (4, 5) eingelegt und mit diesem fest zu dem Halteelement (4, 5, 6) verbunden ist, gekennzeichnet durch - Bereitstellen des Halteelements (4, 5, 6) mit einem Schneidring (4, 5), bei dem an der Stirnkante eines der die Unterbrechung (11) seines Grundkörpers (4) einfassenden Enden eine sich in der Umfangsrichtung (u) erstreckende Zunge (8) sowie an dem anderen Ende des Grundkörpers (4) eine sich ausgehend von der Stirnkante dieses Endes in einer U-Form mit zueinander parallelen Schenkeln in den Grundkörper (4) hineinerstreckende Ausnehmung (9) ausgebildet sind, - Einfügen des Halteelements (4, 5, 6) nach dem Dichtring (3) in den Verbindungsstutzen (2) der anderen Komponente im Bereich der zwischen diesem und dem Rohrendabschnitt (1) vorgesehen Kammer (7) derart, dass die Schneidelemente (5) am Grundkörper (4) des Schneidrings (4, 5) auf der dem Dichtring (3) abgewandten Seite und gegen den Dichtring (3) geneigt angeordnet sind, wobei die Zunge (8) am Grundkörper (4) des Schneidrings (4, 5) in dessen an seinem anderen Ende ausgebildete Ausnehmung (9) hineinragt, - Erzeugen mindestens einer Punktschweißverbindung (10) zwischen dem Stützring (6) des Halteelements (4, 5, 6) und dem Grundkörper (4) seines Schneidrings (4, 5) sowie der inneren Mantelfläche (14) des Verbindungsstutzens (2), - Einführen des Rohrendabschnitts (1) in den Verbindungsstutzen (2) und Verpressen der den Dichtring (3) und das Halteelement (4, 5, 6) aufnehmenden Kammer (7) in einem Pressvorgang, wobei sich die Zunge (8) am Grundkörper (4) des Schneidrings (4, 5) weiter in seine, mit den zueinander parallelen Schenkeln ihrer U-Form eine Führung für die Zunge (8) ausbildende Ausnehmung (9) hineinschiebt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einlegen des Halteelements (4, 5, 6) in den Verbindungsstutzen (2) zwischen dem Stützring (6), dem Schneidring (4, 5) und der inneren Mantelfläche (14) des Verbindungsstutzens (2) mehrere Punktschweißverbindungen erzeugt werden, wobei der Anpressdruck der zur Erzeugung einer jeweiligen Punktschweißverbindung verwendeten Zangen und der Schweißstrom so bemessen werden, dass eine Punktschweißverbindung (10) dieser Punktschweißverbindungen bei dem Pressvorgang bestehen bleibt, wohingegen sich die mindestens eine weitere Punktschweißverbindung dabei löst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei sich die Unterbrechungen (11, 12) auf dem Umfang des Schneidrings (4, 5) und des Stützrings (6) in dem Halteelement (4, 5, 6) teilweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Pressvorgang bestehen bleibende Punktschweißverbindung (10) an einem der die Unterbrechung (12) einfassenden Enden des Stützrings (6) erzeugt wird, welches in der Umfangsrichtung (u) von einem an die Unterbrechung (11) des Grundkörpers (4) angrenzenden Ende des Schneidrings (4, 5) überragt wird.
Verbindungsanordnung mit einem Rohrendabschnitt (1) eines Rohres und einer anderen, einen rohrförmigen Verbindungsstutzen (2) aufweisenden Komponente, zwischen denen ein Pressverbindung besteht, sowie mit einem Dichtring (3) und einem einen Schneidring (4, 5) umfassenden Halteelement (4, 5, 6), welche als weitere Bestandteile dieser Pressverbindung in eine zwischen einer äußeren Mantelfläche (13) des über eine Stutzenöffnung (15) in den Verbindungsstutzen (2) eingeführten Rohrendabschnitts (1) und einer inneren Mantelfläche (14) des in diesem Bereich in seinem Querschnitt erweiterten Verbindungsstutzens (2) ausgebildete Kammer (7) eingefügt sind, wobei der, bezogen auf die axiale Erstreckungsrichtung (a) der Verbindungsanordnung, zwischen der Stutzenöffnung (15) und dem Dichtring (3) angeordnete Schneidring (4, 5) aus einem in Umfangsrichtung (u) eine Unterbrechung (11) aufweisenden Grundkörper (4) und aus entlang seines Umfangs aus dem Grundkörper (4) herausragenden, gegen die axiale Erstreckungsrichtung (a) geneigten Schneidelementen (5) besteht und mit einem Stützring (6), der zwischen dem Grundkörper (4) und den Schneidelementen (5) des Schneidrings (4, 5) eingefügt ist und in Umfangsrichtung (u) ebenfalls eine Unterbrechung (12) aufweist, fest zu dem Halteelement (4, 5, 6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Pressverbindung zwischen dem Schneidring (4, 5) mit seinen auf der dem Dichtring (3) abgewandten Seite angeordneten und gegen den Dichtring (3) geneigten Schneidelementen (5) sowie dem gemeinsam mit dem Schneidring (4, 5) das Halteelement (4, 5, 6) ausbildenden Stützring (6) und der inneren Mantelfläche (14) des Verbindungsstutzens (2) eine Punktschweißverbindung (10) besteht, wobei an dem Schneidring (4, 5) an der Stirnkante eines der die Unterbrechung (11) seines Grundkörpers (4) einfassenden Enden eine sich in U-Form mit zueinander parallelen Schenkeln in den Grundkörper (4) hineinerstreckende Ausnehmung (9) ausgebildet ist, in welche eine sich von der Stirnkante des anderen Endes des Grundkörpers (4) in der Umfangsrichtung (u) erstreckende Zunge (8) hineinragt.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mit ihrem Verbindungsstutzen (2) unter Ausbildung einer Pressverbindung mit dem Rohrendabschnitt (1) verbundenen weiteren Komponente des Rohrleitungssystems um ein Fitting zur Verbindung des Rohrendabschnitts (1) mit anderen Komponenten des Rohrleitungssystems handelt.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (4, 5) aus einem nichtrostenden Stahl mit einem durch die Legierungselemente zunächst instabil eingestellten, aber bereits vor der Endfertigung des Schneidrings (4, 5) unter Bildung von Verformungsmartensit vorverfestigten austenitischen Gefüge besteht, wobei sich dieses Gefüge bei der Erzeugung der Pressverbindung zwischen dem Rohrendabschnitt (1) und dem Verbindungsstutzen (2) mit dem zwischen ihnen angeordneten Schneidring (4, 5) weiter verfestigt.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (6) aus demselben Material besteht wie der Schneidring (4, 5).
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (4, 5) auf seiner dem Dichtring (3) zugewandten Seite geglättete und/oder mit einer Fase versehene Kanten aufweist.