DE19530089C2 - Hochdruckverbindungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für höchst­ druckfeste Rohrverschraubungen mit einem genormten, einen 24°-Anschluß aufweisenden Aufnahmekörper, einer ebenfalls genormten Überwurfmutter zur Herstellung einer druckfesten Verbindung, einem Rohr oder einem Anschlußzapfen zum Verbin­ den anderer Systemkomponenten, einem zweiteiligen Ring, bei dem der erste Ring als Schneid- oder Klemmring ausgebildet ist, welcher einen vorstehenden, umlaufenden Absatz auf­ weist, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssy­ stems in eine dem Schneid- oder Klemmring zugewandte, radial innen angeordnete konische Ausnehmung des Dichtringes ragt, und welcher sich nach der Montage des Verbindungssystems an der Außenwand des Rohres oder Anschlußzapfens festkrallt, während der zweite Ring als Dichtring ausgebildet ist, der mittels einer Elastomer-Hochdruckdichtung gegenüber dem Auf­ nahmekörper und gegenüber dem Rohr abgedichtet ist, und der eine Stirnfläche aufweist, die unmittelbar an eine Stirnflä­ che des Aufnahmekörpers angrenzt.

Ein derartiges Verbindungssystem ist bekannt aus der DE 40 38 539 C1.

Zur Herstellung von entsprechenden druckfesten Verbindungen insbesondere für Fluide in Hochdruckleitungen werden heutzu­ tage überwiegend rein metallisch dichtende Zweikanten- Schneidringe in Rohrverschraubungen nach DIN 2353 einge­ setzt, die sich untereinander technisch nur geringfügig Unterscheiden. Die Zweikanten-Schneidringe erfüllen dabei sowohl eine Dichtungs- als auch eine Haltefunktion für das entsprechende Verbindungssystem. Erhöhte Anforderungen der Anwender führten aber in letzter Zeit dazu, daß zunehmend zusätzliche elastomere Abdichtungen gewünscht werden. Ein­ fache Dichthilfen für Schneidringe, wie beispielsweise in der DE 41 03 266 A1 oder der DE 80 17 944 U1 sowie in der DE 42 29 502 A1 beschrieben, konnten sich auf dem Markt bis­ lang nicht durchsetzen, weil entweder die Handhabung oder die Rohrvorbereitung bei den betreffenden Systemen zu auf­ wendig sind.

Der letzte Stand der Technik wurde durch Verbindungssysteme mit zweiteiligem Ring in Verbindung mit einem DIN-Aufnahme­ körper und einer DIN-Überwurfmutter erreicht, wie beispiels­ weise in der eingangs zitierten DE 40 38 539 C1 beschrieben ist. Dieses bekannte System trennt vorteilhaft die Halte­ funktion einerseits von der Dichtfunktion andererseits. Wie schon aus älteren Druckschriften bekannt ist (siehe z. B. DE 27 12 614 A1) und wie vor allem in praktischen Anwendun­ gen bewiesen, hat ein zweiteiliger Ring durch die doppelte Klemm- und Federwirkung erhebliche Vorteile gegenüber einem einteiligen Ring mit Doppelfunktion. Im Prinzip unterschei­ det sich das System nach der DE 27 12 614 A1 von dem Verbin­ dungssystem nach der eingangs zitierten DE 40 38 539 C1 nur dadurch, daß beim ersteren System kein DIN-Stutzen verwendet wurde, weshalb es sich auf dem Markt nicht durchsetzen konn­ te.

Noch älter ist das aus der DE 15 25 666 C3 bekannte Rohr­ kupplungssystem, das insbesondere bei Gasen Verwendung fin­ det, und das mit einer zusätzlichen Elastomer-Dichtung keine höhere Dichtungswirkung erzielen könnte, da es bereits mit der dort beschriebenen rein metallischen Dichtung selbst bei Helium-Lecktests der entsprechend gekuppelten Rohre die be­ sten Dichtheitsraten garantiert.

Das Verbindungssystem gemäß DE 40 38 539 C1 hat also die aus früheren Veröffentlichungen bereits bekannten Teillösungen (für das Dichtelement z. B. DE 90 03 299 U1; für den Schneidring und den schneidringseitigen Teil des Dicht­ elementes beispielsweise DE 27 12 614 A1 oder DE 15 25 666 C3) im Prinzip übernommen und in eine DIN-ge­ rechte Form umgesetzt. Dennoch weist das bekannte System immer noch gravierende Nachteile auf:

Alle bekannten Schneidringe, welche auf Block montiert wer­ den, bei denen also eine stirnseitige Anschlagfläche plan an der Stirnseite des Aufnahmekörpers zur spielfreien Anlage kommt, verlieren durch den starren Kraftschluß an Flexibili­ tät, so daß es zu vorzeitigen Rohrbrüchen an der Überwurf­ mutterseite und sogar zu Leckagen an den Einschraubgewinden des Aufnahmekörpers kommen kann. Auch das aus der DE 40 38 539 C1 bekannte Verbindungssystem wird in dieser Weise auf Block montiert.

Bei der Montage besteht dann generell das Problem, daß zwar das vermeintliche Montageende sichtbar wird, wenn die Über­ wurfmutter wieder gelöst wird, daß aber nicht erkennbar ist, wann der Schneidring mit dem Einschneiden in das Rohr be­ gonnen hat und ob der effektive Einschneideweg zur Sicherung der vollen Haltekraft auch ausreicht. Das bekannte Ver­ bindungssystem bietet keine Möglichkeit, ein eventuell not­ wendiges weiteres Einschneiden zu bewerkstelligen, bei­ spielsweise wenn das Rohr bei Einschneidbeginn nicht ganz am Rohranschlag war, oder wenn die Rohrwand nach innen ausge­ wichen ist.

In beiden Fällen wäre bei einem Nacharbeiten die Vorspann­ kraft auf das Gewinde reduziert und die Überwurfmutter würde sich lösen, so daß die elastomere Dichtung nicht mehr ge­ kammert wäre und durch den dann entstehenden Spalt nach außen gepreßt würde, weshalb bei einem anschließenden An­ ziehen der Dichtung die Dichtfunktion nicht mehr gewähr­ leistet wäre. Dementsprechend bleibt einem Monteur als Option lediglich ein weiteres Anziehen der Überwurfmutter übrig, was aber mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem über­ mäßigen Einschnüren des Rohres am 90°-Konus der Überwurf­ mutter führt, so daß ein vorzeitiger Rohrbruch durch Kerb­ wirkung die nahezu unausweichliche Folge wäre.

Auch ein Austausch des Weichdichtungselementes würde keinen Sinn machen, weil sich dadurch die oben geschilderte Proble­ matik im Kern nicht ändern würde. Bei Lockerung des Dichtungsverbandes würde wiederum ein Spalt zwischen dem Aufnahmekörper und dem Dichtring entstehen, der im übrigen bis zu einem gewissen Grade ohnehin schon von vornherein durch die DIN-Toleranzen zwischen Dichtring und Rohr vor­ handen ist. Das bei dem bekannten Verbindungssystem ver­ wendete einzige Dichtelement der Elastomer-Hochdruckdichtung würde wiederum in den Spalt gezogen und könnte dann nach den anderen Seiten hin seine Dichtfunktion nicht mehr oder nur noch unvollständig erfüllen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Verbindungssystem mit den Merkmalen der eingangs geschilder­ ten Art zu schaffen, welches bei möglichst geringen techni­ schen Änderungen die Vorteile eines Systems mit zweiteiligem Ring mit dem verbesserten Dichtverhalten von weniger starren Systemen verbindet, wobei eine nachträgliche Austauschbar­ keit von beschädigten Dichtelementen ermöglicht werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dichtring so gestaltet ist, daß er im montierten Zustand des Verbindungssystems ausschließlich über seine Stirnfläche mit dem Aufnahmekörper in Berührung kommt, daß der Schneid- oder Klemmring ausgehend von einem in etwa zylindrische Ansatz­ stück eine zum Dichtring hin abfallende konische Steigung aufweist, deren Steigungswinkel größer ist als der Stei­ gungswinkel der entsprechenden konischen Ausnehmung des Dichtringes, daß die Elastomer-Hochdruckdichtung ein zwi­ schen der Stirnfläche des Aufnahmekörpers und dem Dichtring angeordnetes erstes elastomeres Dichtelement und ein zwi­ schen einer dem Rohr oder Anschlußzapfen zugewandten Fläche des Dichtringes und der Außenwand des Rohres oder Anschluß­ zapfens angeordnetes zweites elastomeres Dichtelement um­ faßt, und daß das erste elastomere Dichtelement als auch das zweite elastomere Dichtelement, in einer Ausnehmung des Dichtringes aufgenommen ist.

Anstelle der Verwendung eines einzigen elastomeren Dicht­ elementes, das zwischen der Konusfläche des Haltekörpers, der Rohraußenwand und der ebenfalls im Konusbereich liegen­ den radialen Ringfläche gekammert ist, werden erfindungsge­ mäß zwei räumlich voneinander getrennte Dichtzonen ge­ schaffen, nämlich durch das erste elastomere Dichtelement zwischen dem Dichtring und dem Aufnahmekörper und durch das zweite elastomere Dichtelement zwischen dem Dichtring und dem Rohr. Dadurch werden einerseits die Vorteile eines spezialisierten Dichtringes beibehalten, der keine Halte­ funktion mehr übernehmen muß, sondern lediglich die Dicht­ funktion mittels eines elastomeren Dichtelementes sicher­ stellt, andererseits wird das Dichtverhalten durch die räum­ liche Trennung der beiden Dichtstellen, deren Vorteile an sich bereits aus der DE 42 29 502 A1 bekannt sind, erheblich verbessert.

Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß die Elastomer-Dichtung in Richtung auf das nach außen abzudichtende Fluid gesehen vor der metallischen Schneidendichtung durch den Schneidring liegt, so daß die Schneidendichtung gewissermaßen als zweite Sicherheit bei Versagen der Elastomer-Dichtung zwischen dem Dichtring und Rohr wirkt, wobei gegenüber dem bekannten Ver­ bindungssystem gemäß der DE 42 29 502 A1 durch die Anordnung der zweiten Elastomer-Dichtung unmittelbar nach dem Schneid­ ring der vom Schneidring bewirkte Materialaufwurf an der Rohraußenseite die Dichtungseigenschaften der zweiten Ela­ stomer-Dichtung erheblich verbessert.

Bei einem nachträglichen Schadhaftwerden der Elastomer-Hoch­ druckdichtung kann das erfindungsgemäße Verbindungssystem durch Abschrauben der Überwurfmutter gelöst werden, wobei der Schneidring im wesentlichen ortsfest in das Rohr ge­ krallt bleibt. Der Dichtring mit den elastomeren Dicht­ elementen kann dann ohne weiteres gegen einen Ersatzdicht­ ring ausgetauscht werden. Alternativ können auch die elasto­ meren Dichtelemente für sich ausgetauscht werden, ohne daß die oben beschriebene negative Wirkung des Hineinziehens von elastomerem Material in einen Spalt zu befürchten ist. Eine weitere einfache nachträgliche Reparaturmöglichkeit einer undicht gewordenen Elastomer-Dichtung bei dem erfindungsge­ mäßen Verbindungssystem besteht in einem Einschieben eines herkömmlichen O-Ringes in den Konusbereich des Aufnahme­ körpers, wodurch zumindest ein Dichtverband entsteht, wie er aus der eingangs zitierten DE 40 38 539 C1 an sich bekannt ist.

Vorteilhafterweise kann der Dichtring mit den elastomeren Dichtelementen gemäß dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem auch zum Austausch gegen einen schadhaften herkömmlichen Dichtring in einem bereits montierten bekannten System nach dem Stand der Technik verwendet werden, wenn dort eine Un­ dichtheit auftreten sollte. Aufgrund der Randbedingungen bei Verwendung eines genormten Aufnahmekörpers und einer DIN- Überwurfmutter beim erfindungsgemäßen Verbindungssystem be­ steht nämlich eine geometrische Kompatibilität des zwei­ teiligen Ringes, so daß lediglich darauf geachtet werden muß, daß der Dichtring des erfindungsgemäßen Verbindungs­ systems an seiner dem Schneid- oder Klemmring zugewandten Seite mit dem letzteren zusammenpaßt.

Im Überanzugsbereich erfolgt eine Einschnürung und Verklem­ mung im Mittelbereich des Schneidringes gegenüber dem Dicht­ ring und gegenüber dem Rohr. Dadurch wird eine schädliche Kerbwirkung des Schneidringes gegenüber dem Rohr verhindert oder zumindest verringert, so daß mit dem Verbindungssystem eine höhere Drucksicherheitsstufe erreichbar ist.

Durch die Aufnahme der Dichtelemente in einer Ausnehmung des Dichtringes ist eine im wesentlichen vollständige Kammerung des elastomeren Dichtmaterials garantiert.

Das erste und/oder zweite elastomere Dichtelement kann bei Ausführungsformen als separates Teil in Form eines O-Ringes, eines Flachdichtungselementes o. ä. vorliegen. Alternativ kann das elastomere Dichtelement aber auch fest mit dem Dichtring verbunden, insbesondere anvulkanisiert oder ange­ klebt sein. Der Vorteil der erstgenannten Ausführungsform besteht darin, daß ein schadhaft gewordenes Dichtelement se­ parat ausgetauscht werden kann, ohne daß der gesamte Dicht­ ring ausgewechselt werden müßte. Bei der zweiten Alternative liegt der Vorteil in einer einfacheren Handhabung der fest mit dem Dichtring verbundenen elastomeren Dichtelemente, weil lediglich ein einziges Bauteil eingesetzt und positio­ niert werden muß.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verbindungssystems begrenzt die Stirnfläche des Dichtringes den am weitesten axial in Richtung auf den Auf­ nahmekörper ragenden Abschnitt des Dichtringes stirnseitig, so daß keine Teile des Dichtringes in die konische 24°-Aus­ nehmung des Aufnahmekörpers hineinragen. Derartige Ausfüh­ rungsformen können insbesondere in Verbindung mit Sonder­ stutzen ohne Konus verwendet werden, die den herkömmlichen genormten Aufnahmekörper nach DIN ersetzen und beispielswei­ se eine reduzierte Rohreinstecktiefe aufweisen können. Der­ artige Sonderstutzen können eine wesentlich größere mechani­ sche Stabilität als der genormte Aufnahmekörper aufweisen und sind daher insbesondere zum Einsatz bei extremen Last­ wechselbeanspruchungen des zu verbindenden Hochdruck-Fluid­ systems oder bei Drücken bei weit über die nach der DIN vor­ geschriebenen Grenzwerte geeignet. Dadurch können ganz neue Anwendungsbereiche für das erfindungsgemäße Verbindungssy­ stem erschlossen werden.

Die genannte Ausführungsform hat aber selbst bei Verwendung eines DIN-Aufnahmekörpers noch Vorteile: Sie ist in der Her­ stellung aufgrund der durchgehenden Stirnfläche besonders einfach zu bearbeiten und kann damit kostengünstig angeboten werden. Außerdem wird wesentlich weniger Dichtungsmaterial benötigt, da keine große Kammer wie beim Stand der Technik gefüllt werden muß, sondern das Dichtungsmaterial lediglich zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen von Aufnahme­ körper und Dichtring vorhanden sein muß.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Ausfüh­ rungsform sind das erste und zweite elastomere Dichtelement einstückig miteinander verbunden und somit wesentlich einfa­ cher und billiger herstellbar als zwei getrennte Dichtele­ mente. Insbesondere beim Anvulkanisieren des Elastomermate­ rials auf den Dichtring ist lediglich ein einziger Arbeits­ gang erforderlich.

Die genannte Ausführungsform kann dahingehend weitergebildet werden, daß das elastomere Dichtmaterial der Elastomer-Hoch­ druckdichtung ungefähr L-förmig um die dem Rohr oder An­ schlußzapfen zugewandte radiale Innenkante des Dichtringes herum angeordnet ist.

Alternativ dazu kann bei anderen Ausführungsformen vorgese­ hen sein, daß der Dichtring an seiner dem Aufnahmekörper zu­ gewandten Stirnseite radial innen eine ungefähr konisch ver­ laufende, zum Aufnahmekörper hin sich öffnende Ausnehmung aufweist, und daß an der konischen Ausnehmung anliegend ein im Querschnitt etwa dreieckförmiges Dichtelement vorgesehen ist, dessen eine Außenfläche auf dem Rohr oder Anschlußzap­ fen, und dessen andere Außenfläche zumindest teilweise auf der Stirnfläche des Aufnahmekörpers aufliegt. Diese Ausfüh­ rungsform hat gegenüber der vorgenannten den Vorteil einer einfacheren Herstellbarkeit der konischen Ausnehmung am Dichtring, während die alternative Ausführungsform aufgrund ihrer geometrischen Gestaltung einen besseren Halt des Dichtelementes am Dichtring gewährleistet.

Vorteilhaft für beide Ausführungsformen ist es, wenn die ra­ dial innen angeordnete, dem Aufnahmekörper zugewandte Außen­ kante des L-förmigen oder dreieckförmigen Dichtelementes ab­ geschrägt oder abgerundet ist. Dadurch kann überflüssiges Dichtungsmaterial, das ohnehin nicht zur Dichtung beiträgt, eingespart werden.

Alternativ zu den oben genannten Ausführungsformen kann aber auch bei dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem radial in­ nen am Dichtring ein umlaufender Absatz vorgesehen sein, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in die konische Öffnung des Aufnahmekörpers ragt und eine derartige axiale Länge aufweist, daß er im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems nicht am 24°-Konus des Aufnahmekör­ pers anstößt. Dadurch ist eine besonders gute Kammerung des ersten Dichtelementes gewährleistet, weil teilweise auch der 24°-Konus des Aufnahmekörpers als Kammerwand wirkt. Außerdem wird damit eine vergrößerte Dichtfläche zwischen Dichtele­ ment und Aufnahmekörper hergestellt. Damit wird das erfin­ dungsgemäße Verbindungssystem mechanisch noch flexibler, weil eine weitere starr geführte Kraftschlußverbindung weg­ fällt. Das Einschraubgewinde des Aufnahmekörpers wird da­ durch entlastet und die Anforderungen an die Maßgenauigkeit des Rohres, beispielsweise bei einem gebogenen Fluidlei­ tungssystem sind geringer, ohne daß es zu Sicherheitseinbu­ ßen käme.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß das erste und zweite elastomere Dicht­ element aus einer über den umlaufenden Absatz des Dicht­ ringes gezogenen, einstückig zusammenhängenden, vorzugsweise am Dichtring anvulkanisierten Schicht aus Elastomermaterial gebildet ist. Eine solche zusammenhängende Schicht ist be­ sonders einfach und preiswert herstellbar.

Um Material und Gewicht einzusparen, kann bei einer Weiter­ bildung die Schicht aus Elastomermaterial eine geringe Dicke von vorzugsweise ungefähr 1/2 mm oder weniger aufweisen, die in der Regel vollkommen ausreicht.

Besonders bevorzugt ist auch eine Ausbildung des erfindungs­ gemäßen Verbindungssystems, bei der der umlaufende Absatz i. w. zylindrisch ausgebildet ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist der umlaufende Absatz i. w. konisch auf den Aufnahmekörper zulaufend, vor­ zugsweise mit einem Winkel von etwa 24°, ausgebildet. Der konische Teil des Dichtelementes übernimmt dann eine mecha­ nische Führungsfunktion. Außerdem ist auf diese Weise erheb­ lich weniger Dichtmaterial am ersten elastomeren Dichtele­ ment erforderlich.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verbindungssystems, bei der am Außenumfang des Dichtringes anvulkanisierte oder angeklebte, zum Innenge­ winde der Überwurfmutter passende Außengewindesegmente aus Elastomermaterial, vorzugsweise symmetrisch um den Umfang verteilt, angeordnet sind. Dabei können im Anlieferzustand vormontierte Teile in der Überwurfmutter gehalten werden und sind ohne Einsatz von Werkzeugen durch einfache Drehung leicht voneinander trennbar.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale er­ findungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als ab­ schließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen halben Längsschnitt durch ein erfindungs­ gemäßes Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrverschraubungen;

Fig. 2a in der linken Hälfte eine Seitenansicht eines zweiteiligen Rings einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems und in der rechten Hälfte einen schematischen Längsschnitt desselben;

Fig. 2b eine stirnseitige Draufsicht auf den zweiteiligen Ring nach Fig. 2a;

Fig. 3 einen schematischen halben Längsschnitt durch einen zweiteiligen Ring und einen Aufnahmekörper einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems mit Dichtring ohne Absatz;

Fig. 4a einen Längsschnitt wie in Fig. 3, aber mit einstückigem elastomerem Dichtelement in L-Form;

Fig. 4b einen Längsschnitt wie in Fig. 4a, aber mit Schneidring, Dichtring und Aufnahmekörper in vorge­ schriebener Endlage fertig montiert ohne Überanzug;

Fig. 5 einen Längsschnitt wie in Fig. 3, aber mit dreieckförmigem, einstückigem Dichtelement; und

Fig. 6 einen Längsschnitt wie in Fig. 3, wobei der Dicht­ ring einen in den 24°-Konus des Aufnahmekörpers ragenden umlaufenden Absatz aufweist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems für höchstdruckfeste Rohrverschraubungen ist in einem halben Längsschnitt die be­ züglich einer Symmetrieachse a obere Hälfte des Ver­ schraubungsverbandes in angezogenem Zustand zu erkennen. Da­ bei ist ein Rohr 7, das beispielsweise auch als Anschlußzap­ fen ausgeführt sein könnte, mittels einer genormten Überwurfmutter 2, einem Schneidring 3, der als Ein- oder Zwei-Kantenschneidring oder aber auch als Klemm- oder Keil­ ring zur Halterung des Rohres ausgebildet sein kann, und einem Dichtring 4, hochdruckdichtend mit einem genormten Aufnahmekörper 1, der einen 24°-Innenkonus 19 aufweist, ver­ bunden. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist durch den Ge­ windeanzug der Überwurfmutter 2 gegen den Aufnahmekörper 1 der Schneidring 3 derart verformt worden, daß er sich in die Außenfläche des Rohres 7 eingeschnitten hat und damit für einen Festsitz des Verbandes sorgt. Der Dichtring 4 weist ein erstes elastomeres Dichtelement 5 auf, das gegen eine Stirnfläche 8 des Aufnahmekörpers 1 anschlägt, sowie ein zweites elastomeres Dichtelement 6, welches gegen die Außen­ fläche des Rohres 7 gedrückt wird, das stirnseitig gegen eine Rohranschlagfläche 18 des Aufnahmekörpers 1 anstößt.

Anstelle eines genormten Aufnahmekörpers 1 mit 24°-Konus 19 könnte im erfindungsgemäßen Verbindungssystem auch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Sonderstutzen für extrem hohe Drücke mit geringerer Rohreinstecktiefe und ohne Auf­ nahmekonus verwendet werden. Das erste elastische Dicht­ element 5 würde dann immer noch die Dichtfunktion gegen die entsprechende Stirnfläche des Stutzens übernehmen.

Zusätzlich können auch weitere Weichdichtungen im Reparatur­ fall, beispielsweise O-Ringe oder Flachdichtungsringe aus elastomerem Material eingesetzt werden, die dann die Dicht­ funktion eines eventuell beschädigten ersten oder zweiten Dichtelementes übernehmen. Derartige zusätzliche Weichdich­ tungen könnten dann wieder wie beim Stand der Technik im 24°-Konus des Aufnahmekörpers gekammert sein.

In Fig. 2a ist auf der linken Seite eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Schneidringes 3 und des Dichtringes 4 dargestellt. Die rechte Seite von Fig. 2a zeigt einen schematischen Längsschnitt durch den zweiteiligen Ring 3, 4, während Fig. 2b eine Draufsicht auf den Dichtring 4 nach Fig. 2a zeigt. Am Außenumfang des Dichtringes 4 sind sym­ metrisch um den Umfang verteilte, zum Innengewinde der Über­ wurfmutter 2 aus Fig. 1 passende Außengewindesegmente 20 aus elastomerem Material angeordnet, die am Dichtring 4 an­ vulkanisiert oder angeklebt sein können. Damit läßt sich eine bajonettverschlußartige Schraubverbindung zwischen dem Dichtring 4 und der Überwurfmutter 2 herstellen, die als Vormontagehalterung von Überwurfmutter 2, Schneidring 3 und Dichtring 4 wirkt und zum Zwecke der Endmontage ohne weite­ res leicht lösbar ist.

Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung der Schnittansicht von Elementen des Verbindungssystems nach Fig. 1, nämlich des Aufnahmekörpers 1, des Dichtringes 4 und des Schneidringes 3 im nicht-angezogenen, vormontierten Zustand. Dabei stößt der Dichtring 4 mit seiner Stirnfläche 9 gegen die Stirnfläche 8 des Aufnahmekörpers 1, wodurch das erste elastomere Dicht­ element 5, das in einer Ausnehmung 25 in der Stirnfläche 8 des Dichtringes 4 gekammert ist, gegen die als Dichtfläche wirkende Stirnfläche 9 des Aufnahmekörpers 1 gedrückt wird. Das zweite elastomere Dichtelement 6 liegt an der Außen­ fläche des in Fig. 3 nicht dargestellten Rohres dichtend an.

In Fig. 4a ist eine Ausführungsform des Dichtelementes 4' dargestellt, bei der die beiden elastomeren Dichtelemente miteinander verbunden sind und ein einstückiges Dichtelement 21 bilden, das im gezeigten Ausführungsbeispiel ungefähr L-förmig um die radiale Innenkante 22 des Dichtringes 4' herum angeordnet ist.

In Fig. 4b ist der Dichtungsverband im angezogenen Zustand dargestellt. Dabei drückt die in der Figur nicht gezeigte Überwurfmutter auf die Konusfläche 10 des Schneidringes 3, wodurch dieser sich mit seinem Stirnabschnitt 11 unter die Innenkonusfläche 12 des Dichtringes 4' schiebt. Dadurch wird der Stirnabschnitt 11 nach innen in Richtung auf das Rohr 7 abgelenkt und verkrallt sich mit seiner Unterkante in der Außenfläche des Rohres 7. Gleichzeitig bildet der Stirnab­ schnitt 11 eine Kammerwand zur druckfesten Kammerung des elastomeren Dichtelementes 21 aus. Als Anschlag für die Schneidring-seitige Stirnfläche 13 des Dichtrings 4' dient nicht mehr wie beim Stand der Technik die Endfläche 14 des Schneidringes 3, die höchstenfalls bei ganz extremem Überan­ zug zur Anlage mit der Stirnfläche 13 kommen würde, sondern die Konusfläche 15 am Schneidring 3, gegen die die Innen­ kante 18 der rückseitigen Stirnfläche 13 anläuft.

Aufgrund der eingangs beschriebenen möglichen Montagefehler eines derartigen höchstdruckfesten Verbindungssystems ist es von Vorteil, wenn der Schneidring 3 nachgezogen werden kann. Dabei wird beim erfindungsgemäßen System ein weiterer axia­ ler Einschneidweg zurückgelegt. Gleichzeitig erfolgt nicht nur eine weitere Erhöhung der Rohrklemmkraft im Bereich der Konusfläche 10 des Schneidrings 3, sondern auch eine Stauchung und Reduzierung der axialen Länge des Schneidrings 3 in seinem Mittelbereich 16, was zu einer engen Um­ klammerung des Rohres 7 führt. Durch eine solche Geometrie des Schneidringes 3 wird sichergestellt, daß bei Erreichen des Überanzugsbereichs während des Montagevorgangs der Monteur ein deutlich erkennbares Kraftsignal in Folge eines überproportional großen Kraftanstieges spürt, sobald die Innenkante 18 des Dichtrings 4' auf die Konusfläche 15 des Schneidringes 3 auftrifft. Auch bei einem möglicherweise notwendigen Überanzug erfolgt bei der vorliegenden Geometrie des Schneidringes 3 keine schädliche Kerbwirkung durch Rohr­ einschnürung, sondern es wird eine gleichmäßige Kraftver­ teilung auf die zwischen dem Mittelbereich 16 und dem Ring­ auslauf 17 des Schneidringes 3 aufgespannte Fläche bewirkt, die zusätzlich zur Rohrhalterung genutzt wird.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ bindungssystems ist in Fig. 5 gezeigt, wo der Dichtring 4'' ein einstückiges, im wesentlichen dreieckförmiges elastome­ res Dichtelement 23 trägt, das an seiner radial inneren Außenkante eine Abschrägung 24 aufweist.

In Fig. 6 schließlich ist eine weitere Ausführungsform ge­ zeigt, bei der ein Dichtring 4''' radial innen einen um­ laufenden Absatz 27 aufweist, der im zusammengebauten Zu­ stand des Verbindungssystems in die konische Öffnung 19 des Aufnahmekörpers 1 ragt. Dabei ist die axiale Länge des Ab­ satzes 27 so gewählt, daß er auch im angezogenen Zustand des Verbindungssystems nicht auf die Konusfläche 19 des Auf­ nahmekörpers 1 auftrifft. Durch den umlaufenden Absatz 27 wird eine fast vollständig geschlossene Kammer 26 für das erste elastomere Dichtelement 5' geschaffen.

Alternativ kann in einer in der Zeichnung nicht darge­ stellten Ausführungsform der umlaufende Absatz im wesent­ lichen konisch, vorzugsweise mit einem Winkel von etwa 24° auf den Aufnahmekörper 1 zulaufend gestaltet sein. Dadurch kommt es beim Anziehen des Verbindungssystems zu einer Be­ rührung der Konusfläche 19 des Aufnahmekörpers 1, wobei der konische Absatz des Dichtringes als Führungsfläche über die Konusfläche 19 gleitet.

Insgesamt bietet das erfindungsgemäße Dichtsystem eine bessere Rohrhalterung zur Aufnahme von Schwingungen und Biegelast-Wechselbeanspruchungen und erlaubt insbesondere durch die stirnseitige Elastomerdichtung am Aufnahmekörper den Ausgleich von größeren Ungenauigkeiten der Rohrachse als bisher, während beim Stand der Technik eine genaue Führung des Dichtringes zwischen dem Rohraußendurchmesser und der 24°-Konusfläche des Aufnahmekörpers unbedingte Voraussetzung für die Dichtheit des bekannten Systems war. Mit dem er­ findungsgemäßen Verbindungssystem ist sogar ein begrenzter Überanzug auch bei dünnwandigen Rohren möglich, mit dem ein weiteres Einschneiden bewirkt wird, um Toleranzen zwischen dem Rohraußendurchmesser und dem Innendurchmesser des zwei­ teiligen Ringes auszugleichen.

Claims (14)

1. Verbindungssystem für höchstdruckfeste Rohrverschrau­ bungen mit einem genormten, einen 24°-Anschluß aufwei­ senden Aufnahmekörper (1), einer ebenfalls genormten Überwurfmutter (2) zur Herstellung einer druckfesten Verbindung, einem Rohr (7) oder einem Anschlußzapfen zum Verbinden anderer Systemkomponenten, einem zwei­ teiligen Ring, bei dem der erste Ring als Schneid- oder Klemmring (3) ausgebildet ist, welcher einen vor­ stehenden, umlaufenden Absatz (11) aufweist, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in ei­ ne dem Schneid- oder Klemmring (3) zugewandte, radial innen angeordnete konische Ausnehmung (12) des Dicht­ ringes (4) ragt, und welcher sich nach der Montage des Verbindungssystems an der Außenwand des Rohres (7) oder Anschlußzapfens festkrallt, während der zweite Ring als Dichtring (4) ausgebildet ist, der mittels einer Elastomer-Hochdruckdichtung gegenüber dem Auf­ nahmekörper (1) und gegenüber dem Rohr (7) abgedichtet ist, und der eine Stirnfläche (9) aufweist, die unmit­ telbar an eine Stirnfläche (8) des Aufnahmekörpers (1) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (4; 4'; 4''; 4''') so gestaltet ist, daß er im montierten Zustand des Verbindungssystems ausschließlich über seine Stirnfläche (9) mit dem Auf­ nahmekörper (1) im Berührung kommt, daß der Schneid- oder Klemmring (3) ausgehend von einem in etwa zylin­ drischen Ansatzstück eine zum Dichtring hin abfallende konische Steigung (15) aufweist, deren Steigungswinkel größer ist als der Steigungswinkel der entsprechenden konischen Ausnehmung (12) des Dichtringes (4; 4'; 4''; 4'''), daß die Elastomer-Hochdruckdichtung ein zwi­ schen der Stirnfläche (8) des Aufnahmekörpers (1) und dem Dichtring (4; 4'; 4''; 4''') angeordnetes erstes elastomeres Dichtelement (5; 5') und ein zwischen ei­ ner dem Rohr (7) oder Anschlußzapfen zugewandten Flä­ che des Dichtringes und der Außenwand des Rohres oder Anschlußzapfens angeordnetes zweites elastomeres Dichtelement (6) umfaßt, und daß sowohl das erste ela­ stomere Dichtelement (5; 5') als auch das zweite ela­ stomere Dichtelement (6) in einer Ausnehmung (25; 26) des Dichtringes (4; 4'; 4''; 4''') aufgenommen ist.

2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und/oder das zweite elastomere Dichtelement (5, 6; 5') als separates Teil in Form ei­ nes O-Ringes, eines Flachdichtungselementes o. ä. vor­ liegt.

3. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/­ oder das zweite elastomere Dichtelement (5, 6; 5') fest mit dem Dichtring verbunden ist.

4. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (9) des Dichtringes (4; 4'; 4'') den am weitesten axi­ al in Richtung auf den Aufnahmekörper (1) ragenden Ab­ schnitt des Dichtringes (4; 4'; 4'') stirnseitig be­ grenzt.

5. Verbindungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und das zweite elastomere Dichtelement einstückig miteinander verbunden sind.

6. Verbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastomere Dichtmaterial (21) der Elastomer-Hochdruckdichtung ungefähr L-förmig um die dem Rohr (7) oder Anschlußzapfen zugewandte radiale Innenkante (22) des Dichtringes (4') herum angeordnet ist.

7. Verbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtring (4'') an seiner dem Auf­ nahmekörper (1) zugewandten Stirnseite radial innen eine ungefähr konisch verlaufende, zum Aufnahmekörper (1) hin sich öffnende Ausnehmung aufweist, und daß an der konischen Ausnehmung anliegend ein im Querschnitt etwa dreieckförmiges Dichtelement (23) vorgesehen ist, dessen eine Außenfläche auf dem Rohr (1) oder An­ schlußzapfen, und dessen andere Außenfläche zumindest teilweise auf der Stirnfläche (8) des Aufnahmekörpers (1) aufliegt.

8. Verbindungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die radial innen angeordnete, dem Aufnahmekörper (1) zugewandte Außenkante des L-förmi­ gen oder dreieckförmigen Dichtelementes (21 bzw. 23) abgeschrägt oder abgerundet ist.

9. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß radial innen am Dichtring (4''') ein umlaufender Absatz (27) vorgesehen ist, der im zusammengebauten Zustand des Verbindungssystems in die konische Öffnung des Aufnahmekörpers (1) ragt und eine derartige axiale Länge aufweist, daß er im zusam­ mengebauten Zustand des Verbindungssystems nicht am 24°-Konus des Aufnahmekörpers (1) anstößt.

10. Verbindungssystem nach Ansprüch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und zweite elastomere Dicht­ element aus einer über den umlaufenden Absatz des Dichtrings gezogenen, einstückig zusammenhängenden Schicht aus Elastomermaterial gebildet ist.

11. Verbindungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schicht aus Elastomermaterial eine geringe Dicke von ungefähr 1/2 mm oder weniger auf­ weist.

12. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Absatz (27) i. w. zylindrisch ausgebildet ist.

13. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Absatz i. w. konisch auf den Aufnahmekörper (1) zulaufend mit einem Winkel von etwa 24°, ausgebildet ist.

14. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Dichtringes (4; 4'; 4''; 4''') anvulkanisierte oder angeklebte, zum Innengewinde der Überwurfmutter (2) passende Außengewindesegmente (20) aus Elastomer­ material symmetrisch um den Umfang verteilt, angeord­ net sind.