DE1240710B - Rohrverbindungsstueck - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F161

Deutsche Kl.: 47f-9

Nummer: 1240 710

Aktenzeichen: L 42648 XII/47 f

Anmeldetag: 6. August 1962

Auslegetag: 18. Mai 1967

Anmelder:

L & L Manufacturing Company,

Warren, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte, München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Gilbert Thomas Lyon, Warren, Mich. (V. St. A.)

Die Erfindung betrifft ein Rohrverbindungsstück Rohrverbindungsstück

mit Gewinde am Innenende, das in eine Gewindeöffnung einschraubbar ist, und einem glatten, zylindrischen Abschnitt in axialer Richtung gesehen außerhalb des Gewindes, an den sich eine radial 5 nach außen sich erstreckende Schulter anschließt und der im eingeschraubten Zustand radial einer glatten Schrägfläche am Eingang der Öffnung gegenüberliegt, bei der ein elastisch deformierbarer, nahtloser Metalldichtring mit glatter Bohrung den glatten Abschnitt io umfaßt, sowie mit seiner axialen Außenfläche der Schulter und mit seiner radialen äußeren Schrägfläche der Öffnungseingangs-Schrägfläche gegenüberliegt, wobei der Dichtring beim Anziehen der Gewindeverbindung in die Öffnung hinein um seine 15 umlaufende Massenachse elastisch verdrillt wird.

Bei einer bekannten Dichtungsanordnung dieser
Art liegt die Innenfläche des Dichtringes im entspannten Zustand im wesentlichen parallel zum glatten zylindrischen Abschnitt des einzuschraubenden 20

Stückes, wobei die Anpreßfläche des Dichtringes an

die Schrägfläche am Eingang der Öffnung etwas star- y

ker geneigt als diese Fläche verläuft und die Anpreßfläche des Dichtringes an die Schulter des ein- außen und axial nach innen geneigt ist, so daß zuzuschraubenden Stückes nach innen geneigt ist, oder »5 nächst zu Beginn des Anziehens der Gewindeverbinaber diese Flächen des Dichtringes parallel bzw. dung am, in axialer Richtung gesehen, inneren Ende senkrecht zur Öffnungsachse verlaufen, und die ent- des Ringes und an der, in radialer Richtung gesehen, sprechenden Flächen im einzuschraubenden Stück Innenkante der Außenfläche des Ringes eine flüssigentgegengesetzt geneigt sind. keitsdichte Anlage an der zylindrischen glatten Fläche Wenn bei einer derartigen Ausbildung einer Dich- 30 des Verbindungsstückes herbeigeführt und antung der Flüssigkeitsdruck im Innern steigt, so ent- schließend durch weiteres Anziehen der Gewindesteht die Tendenz, das eingeschraubte Stück nach
außen zu drücken. Dadurch wird zunächst die nach
innen wirkende Kraft am unteren Ende des Ringes
verringert, und es kann deshalb an dieser Stelle Flüs- 35
sigkeit zwischen Einsatzstück und Dichtungsring eindringen. Bei der bekannten Vorrichtung dringt somit
in die Dichtung eingetretene Flüssigkeit zwangläufig
weiter ein, wobei eine gewisse Keilwirkung entsteht,

wodurch die Dichtflächen auseinandergedrückt wer- 40 angezogener Gewindeverbindung unter radialer den und die Dichtung zu lecken beginnt. Druckspannung steht. Beim Anziehen der Gewinde-

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Leck- verbindung nimmt nämlich der Dichtring infolge sicherheit gegenüber den bekannten Vorrichtungen seiner Einkeilung zwischen dem glatten zylindrischen zu erhöhen. Abschnitt des Verbindungsstückes und der glatten

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 45 Schrägfläche am Eingang der Gewindeöffnung in ralöst, daß vor dem Anziehen der Gewindeverbindung dialer Richtung eine Druckspannung auf, so daß sich die Bohrungsfläche den glatten zylindrischen Ab- sein freiliegendes Ende, d.h. seine axial gesehen schnitt des Verbindungsstückes mit ihrer axial gesehen innenliegende Stirnfläche, elastisch verformt. Bei innenliegenden Kante berührt und von der zylin- einer Lockerung der Gewindeverbindung bildet sich drischen Fläche in axialer Richtung gesehen nach 50 diese elastische Verformung zurück, so daß bei einer außen weg verläuft und die der Schulter gegenüber- ungewollten geringen Lockerung noch eine einwandliegende axiale Außenfläche des Ringes radial nach freie Dichtwirkung erhalten bleibt.

verbindung der Ring über die gesamte axiale Ausdehnung der Innenfläche gegen die zylindrische, glatte Fläche gekeilt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, das in axialer Richtung innenliegende Ende des Ringes stumpf auszuführen, so daß eine sich in radialer Richtung erstreckende Fläche entsteht, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Verbindungsstückes verläuft und die bei

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der messer bis zu einem Maß, welches einerseits zwar

Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt eine Drehung des Rohrverbindungsstückes innerhalb

Fig. 1 eine Ausfiihrungsform eines Rohrverbin- des Ringes erlaubt, andererseits jedoch die Festhal-

dungsstückes nach der Erfindung in Seitenansicht, tung des Ringes in Sperrstellung auf dem Abschnitt

wobei jedoch ein Dichtungsring im Schnitt und wäh- S 24 sicherstellt.

rend der Anbringung auf das Rohrverbindungsstück Wenn der Ring nach innen eingezogen wird, kann

dargestellt ist, seine vordere Kante in einem größeren Maß znsam-

F i g. 2 einen Teilausschnitt des Rohrverbindungs- mengezogen werden als seine rückwärtige, wie dies

Stückes in Schnittdarstellung nach Anbringung des in Fig.2 dargestellt ist. Fig.2 und 3 sind gleich-Dichtungsringes, i° wohl übertriebene Darstellungen wegen der darin

F i g. 3 eine Teilansicht des in die Gewindebohrung enthaltenen Abmessungen.

eines Bauelements eingeschraubten Rohrverbindungs- Der Ring besitzt eine radial äußere Schrägfläche

Stückes in Schnittdarstellung, wobei der Dichtungs- 30, deren Konizität im wesentlichen derjenigen der

ring seine Abdichtstellung einnimmt, glatten Schrägfläche 14 am Eingang der Gewinde-

F i g. 4 eine gegenüber F i g. 1 abgeänderte Aus- 15 Öffnung entspricht; hierbei legen sich die konischen

führungsform eines Rohrverbindungsstückes nach der Flächen glatt gegeneinander. Die axiale Außenfläche

Erfindung in Seitenansicht, 32 des Ringes, welche der Schulter 34 des sechs-

Fig.5 das Rohrverbindungsstück von Fig.4 in eckigen Abschnitts 20 des Rohrverbindrmgsstückes

Teildarstellung sowie im Schnitt und gegenübersteht, ist eine glatte Fläche. Wenn das

Figo das Rohrverbindungsstück und den Ring 2° Rohrverbindungsstück in die Gewmdeöffnung ein-

von F i g. 4 und 5 in der Stellung ähnlich F i g. 3 im geschraubt ist, werden die glatte Fläche 32 des Ringes

Schnitt sowie in Teildarstellung. und die glatte Fläche 34 des sechseckigen Abschnitts

Bei der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Konstruktion 20 zur Anlage gebracht, und der Ring wird zwischen

ist ein Bauelement 10 gezeigt, das mit einer inneren der Schrägfläche 14 am Eingang der Bohrung, dar

Gewindebohrung 12 versehen ist. Der Eingang der 25 Schulter 34 des sechseckigen Abschnitts und dem

Bohrung wird durch eine glatte Schrägfläche 14 ge- glatten zylindrischen Abschnitt 24 des Rohrvefbin-

bildet. Das Rohrverbindungsstück ist in Fig. 1 mit dungsstückes zusammengedrückt. Der Ring wird etet-

der Bezugsziffer 16 versehen. Das Rohrverbindungs- stisch deformiert und um seine Massenachse ver-

stück ist an seinem Innenende 18 mit einem Gewinde drillt, bis er rundherum an dem zylindrischen Ab-

versehen und weist etwa in der Mitte einen nicht 30 schnitt 24 anliegt.

kreisförmigen zum Eingriff mit einem Schrauben- Der Ring ist genügend elastisch, so daß beim

schlüssel bestimmten Abschnitt 20 auf, welcher sechs- Nachlassen des Schraubdruckes durch Abschrauben

eckig ausgeführt sein kann. Dieser sechseckige Teil des Rohrverbindungsstückes von der Gewindeöffrrang

besitzt eine sich radial nach außen erstreckende um- der Ring in Rückwärtsrichtung von dem Rohrverbinlaufende Schulter 34. 35 dungsstück wegfedert. Dadurch kann das Rohr-

Der sechseckige Abschnitt 20 ist von dem mit Ge- verbindungsstück in eine andere Bohrung da-

winde versehenen Innenende 18 durch einen nicht geschraubt werden, und der Ring arbeitet wiederum

mit Gewinde versehenen Längenbereich des Rohr- in zufriedenstellender Weise. Beim Einschrauben des

Verbindungsstückes getrennt. Der nicht mit Gewinde Rohrverbindungsstückes in eine Gewindeöffming versehene Längenbereich des Rohrverbindungsstückes 40 dreht sich das Rohrverbindungsstück innerhalb des

umfaßt einen Abschnitt 22 von vermindertem Durch- Ringes, und der Ring wird reibschlüssig auf seinea

messer im Anschluß an das mit Gewinde versehene Sitz innerhalb der Öffnung gehalten. Der Ring bildet

Innenende 18 und einen glatten zylindrischen Ab- eine Abdichtung mit der glatten Schrägfläche am

schnitt 24 von größerem Druchmesser in der Nähe Eingang der Öffnung, mit dem glatten zyiindriscten

des sechseckigen Teils 20. Der Abschnitt 24 ist gemäß 45 Abschnitt des Verbindungsstückes und mit der Schtd-

Fi g. 1 mit einer Rippe 26 versehen, welche den Ab- ter 34 des sechseckigen Abschnitts. Es ist wünschens-

schnitt24 von dem Abschnitt 22 mit vermindertem wert, daß die abdichtenden Anschlagflächen ober-

Durchmesser trennt. flächenvergütet sind.

Der Durchmesser der Rippe26 entspricht an- Das Rohranschlußstück kann gemäß Fig. 1 mit

genähert dem Spitzendurchmesser des mit Gewinde so einem Gewinde 36 am entgegengesetzten Ende ver-

versehenen Innenendes 18 des Rohrverbindungs- sehen sein. Im Betrieb kann das mit Gewinde ver-

stückes. Der Durchmesser des Abschnitts 24 ist ge- sehene Innenende 18 des Rohrverbindungsstückes in

ringer als derjenige der Rippe 26. Der Dichtring, mit eine Gewindeöffnung 12 eines Bauteils gemäß Fi g. 3

dem das Rohrverbindungsstück versehen ist, ist auf geschraubt werden, und die radial äußere SchrSg-

dem Abschnitt 24 durch die Rippe 26 gesperrt fest- 55 fläche 30 des Ringes wird dabei in Berührung mit

gehalten. der Öffnungseingangs-Schrägfläche 14 gebracM.

Das Rohrverbindungsstück 16 selbst kann aus ge- Diese Schrägflächen bilden eine glatte Abdichtung,

eignetem Metall, beispielsweise Stahl, bestehen, und welche einen dazwischen auftretenden Verlust an

der Dichtring 28 kann genausogut aus dem gleichen Flüssigkeit verhindert. Die glatte axiale Außenfläche

Material hergestellt sein. Anfänglich besitzt der Ring 60 32 des Ringes wird auch in unmittelbare abdichtende

einen Bohrungsdurchmesser, welcher genügend ist, Anlage mit der entsprechenden glatten Schulter 34

um ihn über das mit Gewinde versehene Innenende des sechseckigen Teils gebracht und bildet eine

des Rohrverbindungsstückes 16 sowie die Rippe flüssigkeitsdichte Abdichtung dazwischen.

auf den Abschnitt 24 zu streifen, wie dies in Wenn das Rohrverbindungsstück in die Gewinde-

Fig. 1 dargestellt ist. 65 öffnung eingeschraubt ist und die Schrägflächen 14

Wenn der Ring auf den Abschnitt 24 angeordnet und 30 der Öffnung bzw. des Ringes zur Anlage

ist, wird er zusammengezogen oder nach innen ein- gebracht sind, wird die glatte axiale Außenfläche 32

geschnürt und vermindert seinen Bohrungsdurch- des Ringes nicht nur gegen die glatte Schulter 34 des

Claims (1)

sechseckigen Bauteils gedrückt, sondern auch der Ring radial nach innen gegen den zylindrischen Abschnitt 24 des Rohmrbmdungsstuckeszusammengezogen. Auf Grund der Tatsache, daß der Ring ein geringes Spiel besitzt, das eine Drehung auf dem Abschnitt 24 erlaubt, findet der Ring seine Anlage gegen die öffnungseingangs-SchrägflächeM, und das Rohrverbindungsstück dreht sich innerhalb des Ringes. In gewissem Ausmaß findet ein Poliervorgang zwisehen dem Rohrverbindungsstück und dem Ring statt, wenn das Rohrverbindungsstück in die Gewindeöffnung eingeschraubt wird und sich innerhalb des Ringes dreht. Sollte zwischen der Bohrungsfläche des Ringes und dem glatten zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes eine Undichtigkeit auftreten, so wird eine derartige Undichtigkeit weiterhin durch die Abdichtung blockiert, welche zwischen der axialen Außenfläche 32 des Ringes und der Schulter 34 des Rohrverbindungsstückes gebildet ist. Das Anliegen des Ringes auf dem glatten zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes verhindert eine Vibration oder ein Brechen des Ringes. Die in Fig. 4 bis 6 gezeigte Ausführungsform ist gegenüber der Anordnung von Fig. 1 bis 3 die bevorzugte. In F i g. 4 bis 6 weist der nicht mit Gewinde versehene, glatte zylindrische Abschnitt des Rohrverbindungsstückes einen gleichförmigen Durchmesser über seine gesamte Länge auf. Das Bauelement, welches mit der Gewindeöffnung 13 versehen ist, ist mit der Bezugsziffer 11 versehen und weist eine glatte Schrägfläche 15 auf. Das Rohrverbindungsstück ist wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschrieben. Es besitzt ein mit Gewinde versehenes Innenende 17 und einen glatten zylindrischen Abschnitt 19, an dem ein verbreiterter sechseckiger Abschnitt 21 anschließt. Der sechseckige Abschnitt 21 besitzt eine glatte radial sich erstreckende umlaufende Schulter 23. Es ist ein Dichtring vorgesehen, welcher ähnlich dem Ring30 von Fig. 1 ist und hier durch die Bezugsziffer29 bezeichnet ist. Dieser Ring 29 besitzt eine Bohrungsfläche 31 und eine axiale Außenfläche 33. Die Außenfläche 33 ist im wesentlichen senkrecht zur Bohrungsfläche 31 des Ringes angeordnet. Der Ring 29 besitzt eine radial äußere Schrägfläche 35, welche der Schrägfläche 15 am Eingang der Gewindeöffnung entspricht. Die Außenfläche 33 geht radial außen in eine axial nach innen geneigte Endfläche 37 über. Der Zweck dieser konischen Endfläche 37 besteht darin, daß die Außenfläche 33 lediglich einen begrenzten Eingriffsbereich mit der umlaufenden Schulter 23 des sechseckigen Abschnittes 21 des Rohrverbindungsstückes bildet. Der in Fig.4 bis 6 dargestellte Ring kann ein Stahlring sein, welcher elastisch einschnürbar und deformierbar ist. Dieser Ring besitzt einen anfänglichen Innendurchmesser, so daß er über das mit Gewinde versehene Innenende 17 des Rohrverbindungsstückes auf den glatten zylindrischen Abschnitt 19 gemäß Fig.4 gestreift werden kann. Der Ring wird dann eingeengt, um ihn gegen den zylindrischen Abschnitt heranzubringen. Wenn der Ring aus der Einschnürungsform herausgelassen wird, federt er etwas zurück, so daß er genügend frei auf dem zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes ist, um eine relative Drehung des Rohrverbindungsstükkes innerhalb des Ringes zu gewährleisten. Der Ring ist nun in Sperrstellung auf dem Rohrverbindungsstück insoweit gehalten, als er einerseits frei darauf drehbar ist, andererseits den glatten zylindrischen Abschnitt so dicht umgibt, daß er nicht über das mit Gewinde versehene Innenende verschoben werden kann. Dies ist in F i g. 5 dargestellt. Wenn der Ring radial nach innen gegen den glatten zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes eingezogen wird, ergibt ein derartiges Einziehen eine leichte Verspannung des Ringes, so daß sein axial gesehen inneres Ende in größerem Maß zusammengezogen wird als das äußere Ende. Dies ist in F i g. 5 dargestellt. Die Darstellung in Fig. 5 ist übertrieben, weil es sich hier nur um ein sehr geringes Ausmaß handelt. Wegen dieser Verspannung ist die Bohrungsfläche des Ringes in F i g. 5 nicht als parallel zu dem glatten zylindrischen Abschnitt 19 des Rohrverbindungsstückes verlaufend dargestellt. Wenn das Rohrverbindungsstück in die Gewindeöffnung des Bauelementes eingeschraubt wird, wird der Ring zwischen der Öffmragseingangs-Schrägfläche 15 der Schulter 23 des sechseckigen Abschnitts und dem glatten zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes eingekeilt. Der Ring bildet eine enge Abdichtung zwischen den konischen Eingang der Gewindeöffnung und mit der glatten Schulter 23 des sechseckigen Abschnitts des Rohrverbundungsstückes. Der Ring legt sich an und dichtet somit gegen den glatten zylindrischen Abschnitt des Rohrverbindungsstückes ab. Einzelheiten der Zeichnungsbeschreibung, die nicht zur Lösung der Erfindungsaufgabe im Sinne des Patentbegehrens beitragen, gehören nicht zur Erfindung, sondern sind lediglich zum besseren Verständnis der dargestellten Gesamtanordnung näher erläutert. Patentansprüche:

1. Rohrverbindungsstück mit Gewinde am Innenende, das in eine Gewindeöffnung einschraubbar ist, und einem glattem zylindrischen Abschnitt in axialer Richtung gesehen außerhalb des Gewindes, an den sich eine radial nach außen sich erstreckende Schulter anschließt und der im eingeschraubten Zustand radial einer glatten Schrägfläche am Eingang der Öffnung gegenüberliegt, bei der ein elastisch deformierbarer, nahtloser Metalldichtring mit glatter Bohrung den glatten Abschnitt umfaßt, sowie mit seiner axialen Außenfläche der Schulter und mit seiner radialen äußeren Schrägfläche der Öffnungseingangs-Schrägfläche gegenüberliegt, wobei der Dichtungsring beim Anziehen der Gewindeverbindung in die Öffnung hinein um seine umlaufende Massenachse elastisch verdrillt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anziehen der Gewindeverbindung die Bohrungsfläche (31) den glatten zylindrischen Abschnitt (19,24) des Verbindungsstückes mit ihrer axial gesehen innenliegenden Kante berührt und von der zylindrischen Fläche (19,24) in axialer Richtung gesehen nach außen weg verläuft, und die der Schulter (23, 34) gegenüberliegende axiale Außenfläche (32,33) des Ringes radial nach außen und axial nach innen geneigt ist, so daß zunächst zu Beginn des Anziehens der Gewindeverbindung am in axialer Richtung gesehenen inneren Ende des Ringes und an der in radialer Richtung gesehenen