DE19731565C1 - Rohrverschraubung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverschraubung mit einem an einem ersten Rohr befindlichen Gewindestutzen und einem an einem zweiten Rohr befindlichen Bundstutzen, mit einer über den Bundstutzen geschobenen Überwurfmutter, welche auf ein Außengewinde des Gewindestutzens aufschraubbar ist, sowie mit einem zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnseiten von Gewindestutzen und Bundstutzen angeordneten Dichtring.

Rohrverschraubungen bestehen gewöhnlich aus einem Gewinde­ stutzen und Bundstutzen, die jeweils mit einem Rohr verbun­ den sind sowie einer Überwurfmutter, die über den Bundstut­ zen geschoben und auf den Gewindestutzen geschraubt ist. Die Rohrverschraubungen können beispielsweise durch Schweißen mit den Rohrenden der zu verbindenden Rohren verbunden wer­ den. Solche Rohrverschraubungen werden auch als Vorschweiß­ verschraubungen bezeichnet. Bei den Lötverschraubungen muß an das Rohr ein Bund angelötet werden. Bei den lötlosen Ver­ schraubungen entfällt das Löten. Die Rohrenden werden glatt abgeschnitten und in die Verschraubung eingeführt, dann durch das Rohr mit der Rohrverschraubung fest und dicht ver­ spannt.

Bei den Rohrverschraubungen werden häufig Dichtringe an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten von Gewindestutzen und Bundstutzen eingefügt, um bei festgezogener Überwurfmutter eine abdichtende Rohrverschraubung sicherzustellen. Be­ schrieben sind solche Rohrverschraubungen in dem Lexikon rororo Band 2, Seite 441 und 442.

Es ist bekannt, daß Verschraubungen nach den Patentschriften DE-PS 1 08 673,
US 1 071 235,
DE 31 43 369 C2,
WO 96/21 821 vorhanden sind,
diese sich aber doch durch Toträume oder Querschnittsveränderungen an der Trennstelle und vor allem durch fehlende doppelseitige Zentrierung ungünstig darstellen.

Problematisch bei solchen Rohrverschraubungen sind insbeson­ dere zwei Bedingungen, die ideale Rohrverschraubungen erfül­ len müssen.

Zum einen soll der Übergang der beiden stirnseitig anein­ ander liegenden Gewinde- und Bundstutzen möglichst glatt und eben sein. Hierdurch wird ein Anhaften von Material, das durch die Rohrverschraubung fließt, wirksam vermieden. Dar­ über hinaus ist eine solche glatte und ebene Verbindung von Gewindestutzen und Bundstutzen sehr vorteilhaft, wenn die Rohrverschraubung und die daran angefügten Rohre "gemolcht" werden. Hierunter versteht man die Reinigung von Rohren mit­ tels eines oder mehrerer durch die Rohre gedrückten Gummi­ bälle. Ein solches "Molchen" ist insbesondere dort notwen­ dig, wo durch die Rohre rückstandsbildende Substanzen, z. B. Lacke, Chemikalien etc., geleitet werden.

Das zweite Erfordernis besteht darin, daß die Rohrver­ schraubung selbst beim Durchfluß von aggressiven Chemikalien beständig sein muß. Dieses Erfordernis führt dazu, daß ein in der Rohrverschraubung eingesetzter Dichtring, der mit dem Durchflußkanal in Verbindung steht oder in diesen hineinge­ drückt wird, gegen die eingesetzten Chemikalien resistent sein muß.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine "molchbare" Rohrverschraubung anzugeben, die chemisch be­ ständig und darüber hinaus in einfacher Weise zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Rohrverschrau­ bung dadurch gelöst, daß der Dichtring in einer mindestens annähernd U- oder V-förmig ausgebildeten Nut an der Stirnseite des Gewindestutzens sitzt, und daß bei aufge­ schraubter Überwurfmutter die Stirnwand des Bundstutzens die Nut des Gewindestutzens mindestens teilweise beidseitig übergreift und den Dichtring in die Nut des Gewindestutzens drückt.

Die erfindungsgemäße Rohrverschraubung besteht also im we­ sentlichen darin, die beiden stirnseitig aneinander liegen­ den Stirnflächen des Gewindestutzens und Bundstutzens in besonderer Art und Weise auszubilden. Der Gewindestutzen weist eine mindestens annähernd u-förmige oder v-förmige Nut auf, in welcher der Dichtring sitzt. Der in die Nut einge­ setzte Dichtring überragt etwas die Nut und steht deshalb aus dieser hervor. Beim Anziehen der Überwurfmutter wird der Bundstutzen gegen den Dichtring gedrückt, welcher sich hier­ durch verformt, so daß eine gute Abdichtung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß sind die beiden Stirnseiten von Gewinde- und Bundstutzen so ausgebildet, daß sie sich beim Anziehen der Überwurfmutter ineinander schieben bzw. ineinander gleiten. Hierfür sind die Außenwände der ringförmigen Nut des Gewin­ destutzens jeweils abgeschrägt ausgeführt und zwar vorzugs­ weise doppelwandig. Die Stirnseite des Bundstutzens weist ebenfalls eine Nut auf, deren Nutboden mindestens annähernd orthogonal zur Rohrverschraubungachse steht. Ausgehend von diesem Nutboden, der gegen den Dichtring drückt, erstrecken sich entsprechend der Schräge der Außenwände der Nut des Gewindestutzens schräg verlaufende Innenwände vom Nutboden des Bundstutzens weg. Hierdurch schieben sich selbsttätig beim Anziehen der Überwurfmutter der Gewinde- und Bundstut­ zen zusammen bei gleichzeitigem Verformen des sich innerhalb des sich ausbildenden ringförmigen Kanales befindlichen Dichtringes.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Tiefe der stirnseitigen Nut des Gewindestutzens größer als etwa der halbe Durchmesser und kleiner als etwa 4/5 des Durchmessers des Dichtringes. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß der Dichtring nach dem Einsetzen in die ringförmige Nut des Gewindestutzens in dieser gehalten bleibt, so daß eine einfachere Montage der gesamten Rohrverschraubung möglich ist. Dies bedingt selbstverständlich, daß der Durchmesser des Dichtringes annähernd so groß wie der Durchmesser der Nut am Gewindestutzen ausgebildet ist, so daß ein leichtes Verklemmen innerhalb dieser Nut möglich ist.

Die erwähnten schräg verlaufenden Außenwände des Gewinde­ stutzens bzw. Innenwände des Bundstutzens nehmen zur Mitten­ achse der Rohrverschraubung einen Winkel von etwa 20 bis 40°, vorzugsweise etwa 30°, ein. Eine solche Wahl der schräg ver­ laufenden Innen- bzw. Außenwände stellt ein sicheres Ein­ laufen gleich zu Beginn der Verschraubung durch Festziehen der Überwurfmutter sicher.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die schrägen Innenwände vom Nutboden der ringförmigen Nut des Bundstutzens bis zu ihrem Ende mindestens annähernd eine Höhe aufweisen, die dem halben Durchmesser des Dicht­ ringes entspricht. Ein ausreichendes Überlappen von Bundstutzen und Gewindestutzen ist hierdurch sichergestellt. Eine solche Überlappung von Gewinde- und Bundstutzen bewirkt eine günstige Spaltdichtung, die den Dichtring selbst davor schützt, in verhältnismäßig starken Umfang mit dem Durch­ flußmittel in Kontakt zu treten.

Der Dichtring besteht zweckmäßigerweise aus PTFE oder ist zumindest mit einer PTFE-Ummantelung versehen. Der Dichtring ist zweckmäßigerweise als O-Ring ausgebildet.

Um eine Montage der Rohrverschraubung mittels Schrauben­ schlüssel zu ermöglichen, weist die Überwurfmutter an ihrer Außenfläche und der Gewindestutzen an seiner Außenfläche jeweils einen Vielkant auf. Zweckmäßigerweise ist der äußere Umfang der Überwurfmutter mit einem Sechskant und der äußere Umfang des Gewindestutzens beispielsweise mit einem Zweikant versehen.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die erfindungsgemäße Rohrverschraubung - bis auf den Dichtring - vollständig aus Edelstahl herzustellen. Durch diese Materialwahl kann die Rohrverschraubung auch dort eingesetzt werden, wo agressive Medien, wie z. B. Chemikalien, Lacke usw., durch die Rohrverschraubung geführt werden.

Die Rohrverschraubung nach der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel der Rohrverschraubung nach der Erfindung, und

Fig. 2 ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung der sich gegenüberliegenden Stirnseiten von Gewinde­ stutzen und Bundstutzen der in Fig. 1 dargestell­ ten Rohrverschraubung.

In den nachfolgenden beiden Figuren bezeichen gleiche Be­ zugszeichen gleiche Teile mit jeweils gleicher Bedeutung.

In Fig. 1 ist die Schnittansicht durch ein Ausführungsbei­ spiel der Rohrverschraubung nach der Erfindung in bereits vollständig montiertem Zustand gezeigt. Ein erstes Rohr 2, an dem endseitig ein Bundstutzen 20 angefügt ist, steht stirnseitig einem zweiten Rohr 3, an dem endseitig ein Ge­ windestutzen 30 angefügt ist, gegenüber. Die beiden Rohre 2, 3 mit Bundstutzen 20 und Gewindestutzen 30 bilden einen an­ satzlosen Durchflußkanalübergang mit einem durchgehend gleich großen Durchmesser. Die Mittenachse ist mit dem Be­ zugszeichen X bezeichnet. Der Gewindestutzen 30 ist mit ei­ nem Außengewinde 31 versehen. Über den Bundstutzen 20 ist eine Überwurfmutter 10 geschoben, welche ein Innengewinde 11 aufweist, das an das Außengewinde 31 des Gewindestutzens 30 angeschraubt ist. Die Überwurfmutter 10 drückt hierbei mit ihrer hinteren, in Richtung Achse X ragenden ringförmigen Schulter 10a gegen einen ringförmig nach außen hervorsprin­ genden Flansch 20a des Bundstutzens 20. Bei festgezogener Überwurfmutter 10 wird ein in einem noch zu erläuternden, ringförmigen Kanal angeordneter Dichtring 40 zur dichtenden Verbindung von Bundstutzen 20 und Gewindestutzen 30 verformt.

Wie auch im Zusammenhang mit der ausschnittsweisen, vergrößerten Darstellung von Fig. 2 erkennbar, ist der Dichtring 40 in einer u-förmigen und ringförmig verlaufenden Nut 32 an der Stirnseite des Gewindestutzens 30 angeordnet. Die in den Fig. 1 und 2 u-förmig gestaltete Nut 32 kann auch v-förmig gestaltet sein. Wesentlich ist, daß der Dichtring 40, z. B. ein aus PTFE bestehender oder zumindest mit PTFE- ummantelter O-Ring, in dieser Ringnut 32 aufnehmbar ist. Es kann aber auch je nach Medium ein O-Ring aus NBR oder ähn­ lichen Werkstoffen sein.

Die Tiefe der ringförmigen Nut 32 ist größer als etwa der halbe Durchmesser und kleiner als etwa 4/5 des Durchmessers des Dichtringes 40 gewählt. Durch eine derartige Dimensio­ nierung der Nut 32 ist sichergestellt, daß bei der Montage der Rohrverschraubung der Dichtring in die Nut eingesetzt werden kann, ohne daß dieser anschließend wieder aus dieser Nut 32 herausfällt.

Die ringförmige Nut 32 weist schräg nach hinten zurücksprin­ gende Außenwände 34, 35 auf. Die Schräge dieser Außenwände 34, 35 nimmt mit der Achse X etwa einen Winkel zwischen 20° und 40°, vorzugsweise - wie dargestellt - etwa 30° ein. Diese schrägen Außenwände 34, 35 dienen sowohl als Einlaufhilfe als auch als exakte Zentrierung des Bund- und Gewindestut­ zens mit entsprechenden schrägen Wänden des Bundstutzens 20 und Gewindestutzens 30.

Die Stirnseite des Bundstutzens 20 ist ebenfalls mit einer ringförmigen Nut 21 versehen, die gegenüber zur Nut 32 des Gewindestutzens 30 angeordnet ist. Die Nut 21 weist einen Nutboden 22 auf, der etwa der Breite der Nut 32 des Gewinde­ stutzens 30 entspricht. Der Nutboden 22 verläuft mindestens annähernd orthogonal zur Achse X der Rohrverschraubung. Randseitig erstrecken sich von diesem Nutboden 22 schräg in Richtung Gewindestutzen 30 nach vorn auseinander laufende Innenwände 23, 24 weg. Die Schräge dieser Innenwände 23, 24 ist entsprechend der Schräge der Außenwände 34, 35 des Ge­ windestutzens 30 gewählt, hier also etwa 30°.

Beim Zusammensetzen der dargestellten Rohrverschraubung wird zunächst der Dichtring 40 in die Nut 32 des Gewindestutzens 30 gelegt. Anschließend wird der Bundstutzen 20 auf die Stirnseite des Gewindestutzens 30 gesetzt, wobei die beid­ seitigen schrägen Außenwände 34, 35 und Innenwände 23, 24 als Führung dienen. Beim Anziehen der Überwurfmutter 10 wird der Dichtring 40 in dem ringförmigen, durch die Nuten 32, 21 gebildeten Kanal verformt und der Bundstutzen 20 und Gewin­ destutzen 30 so weit wie möglich aneinander geführt, wobei die schrägen Außenwände 34, 35 weiter entlang den schrägen Innenwänden 23, 24 des Bundstutzens 20 entlanggleiten.

Wie die Darstellung von Fig. 1 deutlich zeigt, wird durch die dargestellte Rohrverschraubung neben einer durch den Dichtring 40 gebildeten Dichtung auch eine Spaltdichtung in Richtung Durchflußkanal durch die aneinander liegenden Schrägen der beiden Wände 24, 35 bereitgestellt. Durch die beidseitig überlappende Anordnung von Wandabschnitten des Bundstutzens 20 und Gewindestutzens 30 wird darüber hinaus der Dichtring 40 wirksam vor einer Kontaktierung mit dem im Durchflußkanal der beiden Rohre 2, 3 fließenden Medium weit­ gehend geschützt. Da der Innendurchmesser des Rohres 2 und 3 bzw. des Bundstutzens 20 und Gewindestutzens 30 gleich groß gewählt ist und darüber hinaus der verformte Dichtring 40 dank der zum Durchflußkanal hin zwischengefügten Wand­ abschnitte des Bund- und Gewindestutzens 20, 30 vom Durch­ flußkanal getrennt ist, ist eine kantenfreie Rohrverschrau­ bung, die ohne weiteres "molchbar" ist, bereitgestellt.

Um die dargestellte Rohrverschraubung auch für den Durchfluß von aggressiven Medien, wie z. B. Chemikalien oder derglei­ chen, einsetzbar zu machen, ist es zweckmäßig, den Bundstut­ zen 20, den Gewindestutzen 30 und die Überwurfmutter 10 aus Edelstahl herzustellen. Die genannten Teile werden zweck­ mäßigerweise auf CNC-Maschinen gedreht.

Durch den wesentlichen Vorteil der dargestellten Rohrver­ schraubung, daß der verformte Dichtring 40 nicht in den Durchflußkanal der beiden Rohre 2, 3 ragt, ist die gesamte Rohrverschraubung resistent auch gegen aggressive Durchfluß­ medien. Schließlich kann durch die schützende Anordnung des Dichtrings 40 innerhalb des ringförmigen Kanals, der durch die beiden Nuten 21, 32 gebildet ist, die gesamte Rohrverschraubung größeren Temperaturen ausgesetzt werden. Vorteilhafterweise zeichnet sich die Rohrverschraubung nach der Erfindung dadurch aus, daß sich der Dichtring nicht in den Durchflußkanal hineinverformen kann, wie dies beispiels­ weise nach den bekannten DIN 11851 Rohrverschraubungen bzw. IDF-Rohrverschraubungen der Fall ist.

Obwohl der Dichtring 40 in den Fig. 1 und 2 in einer im Gewindestutzen 30 verlaufenden Nut 32 sitzt, kann die erfin­ dungsgemäße Rohrverschraubung auch so gestaltet sein, daß der Dichtring 40 in einer entsprechend ausgebildeten Nut im Bundstutzen 20 sitzt. In diesem Fall übergreift dann die Stirnwand des Gewindestutzens 30 die Nut des Bundstutzens.

Bezugszeichenliste

2

zweites Rohr

3

erstes Rohr

10

Überwurfmutter

10

aSchulter

11

Innengewinde

20

Bundstutzen

20

aSchulter

21

Nut

22

Nutboden

23

Innenwand

24

Innenwand

25

Außenwandung

26

Innenwandung

30

Gewindestutzen

31

Außengewinde

32

Nut

33

u- oder v-förmige Nutwand

34

Außenwand

35

Außenwand

40

Dichtung
XAchse

Claims (11)

1. Rohrverschraubung mit einem an einem ersten Rohr (3) befindlichen Gewindestutzen (30) und einem an einem zweiten Rohr (2) befindlichen Bundstutzen (20), mit einer über den Bundstutzen (20) geschobenen Überwurf­ mutter (10), welche auf ein Außengewinde (31) des Ge­ windestutzens (30) aufschraubbar ist, sowie mit einem zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnseiten von Gewindestutzen (30) und Bundstutzen (20) angeordneten Dichtring (40), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschraubungsteile Bundstutzen (20) und Gewindestutzen (30) sich beim Anziehen der Überwurfmutter (10) auf den beiden Innenschrägen (23, 24) des Bundstutzens (20) und den beiden Außenschrägen (34, 35) des Gewindestutzens (30) zentrieren, so daß kein axialer Versatz und somit ein kantenfreier Übergang an den Verschraubungsteilen besteht, wobei der Dichtring (40) in einer mindestens annähernd U- oder V-förmig ausgebildeten Nut (32) an der Stirnseite des Gewindestutzens (30) sitzt, und daß bei aufgeschraubter Überwurfmutter (10) die Stirnwand des Bundstutzens (20) die Nut (32) des Gewindestutzens (30) mindestens teilweise beidseitig übergreift und den Dichtring (40) in die Nut (21) des Gewindestutzens (30) drückt.

2. Rohrverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der stirnseitigen Nut (32) des Gewindestutzens (30) größer als etwa der halbe Durchmesser und kleiner als etwa 4/5 des Durchmessers des Dichtringes (40) ist.

3. Rohrverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Nut (32) des Gewindestutzens (30) in Rich­ tung Bundstutzen (20) mit schräg aufeinander zulaufen­ den Außenwänden (34, 35) versehen ist, und daß die stirnseitige Wand des Bundstutzens (20) ebenfalls eine ringförmige Nut (21) aufweist mit schräg nach außen verlaufenden Innenwänden (23, 24), an welchen sich bei montierter Rohrverschraubung die schrägen Außenwände (34, 35) des Gewindestutzens (30) anlegen.

4. Rohrverschraubung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Nut (21) des Bundstutzens (20) einen or­ thogonal zur Achse (X) der Rohrverschraubung angeordne­ ten Nutboden (22) und vom Nutboden (22) jeweils schräg zur Innenwandung (26) und Außenwandung (25) des Bund­ stutzens (20) schräg nach vorn in Richtung Gewindestut­ zen (30) verlaufende Innenwände (23, 24) aufweist.

5. Rohrverschraubung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge der Innenwände (23, 24) zwischen etwa 20° bis 40° zur Achse (X) der Rohrverschraubung beträgt.

6. Rohrverschraubung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutboden (22) des Bundstutzens (20) so breit wie etwa die Nut (32) des Gewindestutzens (30) ausgebildet ist.

7. Rohrverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (40) aus PTFE gebildet ist oder zumindest eine PTFE-Ummantelung aufweist.

8. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (40) als O-Ring ausgebildet ist.

9. Rohrverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (10) an ihrem äußeren Umfang mit einem Vielkant versehen ist.

10. Rohrverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestutzen (30) an seinem äußeren Umfang mit einem Vielkant versehen ist.

11. Rohrverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (10), der Bundstutzen (20) und der Ge­ windestutzen (30) aus Edelstahl gebildet sind.