DE19855795A1 - Schneidringverschraubung für Druckmittel-Rohrleitungen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidringverschraubung (1) zum Anschluß einer Druckmittel-Rohrleitung (12), insbesondere nach DIN 2353 bzw. ISO 8434-1. Sie besteht aus einem Anschlußstutzen (4), einer mit dem Anschlußstutzen (4) verschraubbaren Überwurfmutter (6) und einem zwischen dem Anschlußstutzen (4) und der Überwurfmutter (6) angeordneten, metallischen Schneidring (20) zum Einschneiden mit mindestens einer Schneidkante (30) in die Rohrleitung (12). Der Schneidring (20) weist mindestens eine umfangsgemäße Dichtfläche (40) zur direkten, metallisch dichtenden Anlage an einer Gegendichtfläche (42) auf. Im Bereich der Dichtfläche (40) ist eine Rillung aus mehreren umlaufenden, nutartigen, derart feinen Rillen (54) gebildet, daß im montierten, gegen die Gegendichtfläche (42) verpreßten Zustand feine, kapillarartige Ringkammern (56) gebildet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidringver­ schraubung zum Anschluß einer Druckmittel-Rohrleitung, ins­ besondere nach DIN 2353 bzw. ISO 8434-1, bestehend aus einem Anschlußstutzen, einer mit dem Anschlußstutzen ver­ schraubbaren Überwurfmutter und einem zwischen dem An­ schlußstutzen und der Überwurfmutter angeordneten, metalli­ schen Schneidring zum Einschneiden mit mindestens einer Schneidkante in die Rohrleitung, wobei der Schneidring mindestens eine umfangsgemäße Dichtfläche zur direkten, metallisch dichtenden Anlage an einer Gegendichtfläche aufweist.

Eine derartige lösbare Schneidringverschraubung ist zu­ nächst Gegenstand der Normen DIN 2353 und ISO 8434-1. Sie wird unter Verwendung eines Schneidringes mit ein oder zwei Schneidkanten zum Anschluß von Druckmedien führenden Rohr­ leitungen in vielen Bereichen eingesetzt. Dabei wird der die Schneidkante(n) aufweisende Abschnitt des Schneidringes in einen Innenkonus des Anschlußstutzens eingepreßt, wo­ durch eine radiale Verformung nach innen zum Einschneiden der Schneidkante(n) in die Rohrleitung erfolgt. Dabei bil­ det der Schneidring eine äußere Dichtfläche zur direkten, metallisch dichtenden Anlage in dem eine Gegendichtfläche bildenden Innenkonus des Anschlußstutzens. Eine weitere metallische Dichtung kann in einem Konusbereich zwischen dem Schneidring und der Überwurfmutter vorgesehen sein. Schließlich handelt es sich auch bei der Verbindung zwi­ schen dem Schneidring und der Rohrleitung um eine metalli­ sche Abdichtung.

Durch ständig steigende Belastungen in Hydraulikanlagen sowie auch im Hinblick auf bestimmte Umweltauflagen stößt eine normale, normgemäße Schneidringverschraubung bezüglich der Dichtigkeit oftmals an ihre Grenzen. Es sind deshalb bereits zahlreiche Vorschläge zum Erreichen einer besseren und dauerhafteren Dichtigkeit bekannt.

So beschreibt beispielsweise die DE 43 22 425 A1 eine solche Rohrverschraubung, bei der der Schneidring in seinem mit dem Innenkonus des Anschlußstutzens zusammenwirkenden Bereich einen zusätzlichen, elastischen Dichtring aufweist, der insbesondere aufgeclipst ist.

Aus der DE 195 19 016 A1 ist es bekannt, als zusätzliche Umfangsdichtung eine elastische Dichtmasse so einzubringen, daß sie den Ringspalt im Bereich vor und hinter einem ein­ schneidbedingten Schneidaufwurf der Rohrleitung ausfüllt. Dies wird durch Verpressen der Dichtmasse beim Anziehen erreicht.

Die DE 195 12 464 A1 beschreibt eine Rohrverschraubung, bei der axial zwischen der Rohrleitung und einer Anlagefläche im Anschlußstutzen eine Axialdichtung angeordnet wird. Diese spezielle Dichtung besteht aus einem formstabilen Abstandhalter und einem elastischen Dichtring.

Schließlich ist es aus der DE 197 09 464 A1 bekannt, einen speziellen Schneidring zu verwenden, der am Übergang zwischen seinem Außenkonus und einer zur Anzugsbegrenzung vorgesehenen Anschlagfläche eine elastomere Dichtung inner­ halb einer Ringnut aufweist.

Durch zusätzliche elastische Dichtungen kann zwar bei vie­ len Anwendungen eine Dichtungsverbesserung erreicht werden, allerdings führt dies zu einem höheren Aufwand bezüglich Herstellung und Montage. Zudem können elastische Dichtungs­ materialien - je nach Anordnung - beim für den Einschneid­ vorgang notwendigen Verpressen zu einem Wegfließen neigen, so daß sie vielfach doch keine echte Dichtungsverbesserung bewirken können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Schneidringverschraubung die Dauerdichtig­ keit auch für extreme Einsatzsituationen sowie auch mit besonders einfachen und kostengünstigen Mitteln zu verbes­ sern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Bereich der metallischen Dichtfläche eine Rillung aus mehreren um­ laufenden, nutartigen, derart feinen (sozusagen "mikrofei­ nen") Rillen gebildet ist, daß im montierten, gegen die Gegendichtfläche verpreßten Zustand feine, kapillarartige Ringkammern zwischen der Dicht- und der Gegendichtfläche gebildet werden.

Erfindungsgemäß handelt es sich somit im Bereich der metal­ lischen Dichtfläche sozusagen um eine "Kapillar-Rillung", wobei sich die sehr feinen, kapillarartigen Ringkammern bei Druckbeaufschlagung gegebenenfalls mit Druckmittel füllen und hierdurch druckausgleichend wirken können. Die mikro­ feine Kapillar-Rillung bildet praktisch eine Art Labyrinth­ dichtung. Zudem wird durch die Rillen auch die eigentliche wirksame metallische Dichtfläche reduziert, so daß - bei einer bestimmten Anzugskraft - die Flächenpressung erhöht wird. Insgesamt wird hierdurch eine deutlich bessere Dicht­ wirkung erreicht. Im Vergleich zu zusätzlichen elastischen Dichtungen ist die erfindungsgemäße Lösung sehr kosten­ günstig, und es werden die bei elastischen Dichtungsmate­ rialien auftretenden Fließprobleme vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschrei­ bung enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbei­ spielen genauer erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Halb-Axialschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Schneidringverschraubung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen vergrößerten Halb-Axialschnitt des Schneid­ rings der Ausführung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine stark vergrößerte Detailansicht des Bereichs X in Fig. 2,

Fig. 4 einen Teil-Axialschnitt durch die Verschraubung nach Fig. 1 in einem Zustand während der Montage vor dem Kraftanzug der Überwurfmutter,

Fig. 5 eine Darstellung analog zu Fig. 4 im montierten Zustand nach dem Kraftanzug,

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5 einer zweiten Ausführungform der erfindungsgemäßen Schneidring­ verschraubung und

Fig. 7 eine stark vergrößerte Ansicht des Schneidrings im Bereich X gemäß Fig. 6.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und brauchen daher auch jeweils nur einmal beschrieben zu werden.

Eine erfindungsgemäße Schneidringverschraubung 1 besteht aus einem Grundkörper 2 mit mindestens einem ein Außen­ gewinde aufweisenden Anschlußstutzen 4 sowie aus einer auf den Anschlußstutzen 4 aufgeschraubten bzw. aufschraubbaren Überwurfmutter 6. Bei dem Grundkörper 2 kann es sich - wie in Fig. 1 dargestellt - beispielsweise um eine Art Adapter handeln, der auf seiner dem Anschlußstutzen 4 gegenüber­ liegenden Seite einen Gewindeanschluß 8 zum Einschrauben in ein beliebiges Aggregat aufweist. Allerdings kann der An­ schlußstutzen 4 auch unmittelbar an einem Aggregat ausge­ bildet sein. Der Anschlußstutzen 4 besitzt eine Aufnahme­ öffnung 10 für ein Ende einer - insbesondere aus Stahl oder einem anderen Metall bestehenden - Rohrleitung 12. Die Auf­ nahmeöffnung 10 ist zweckmäßig durch eine Bohrung gebildet, die über eine radiale Ringstufe 14 in einen im Durchmesser reduzierten, sich weiter in den Grundkörper 2 erstreckenden und vorzugsweise mit dem Innendurchmesser der Rohrleitung 12 etwa fluchtenden Kanal 16 übergeht. Dabei bildet die Ringstufe 14 einen Anschlag für das Ende der Rohrleitung 12. Hierdurch wird die Rohrleitung 12 bei der Schneidring­ montage axial abgestützt.

Zwischen dem Anschlußstutzen 4 und einem radial nach innen weisenden Ringbund 18 der Überwurfmutter 6 ist ein die Rohrleitung 12 umschließender, metallischer Schneidring 20 angeordnet. Der Ringbund 18 besitzt bzw. umschließt eine Durchführöffnung 22 für die Rohrleitung 12. Der Schneidring 20 besteht aus einem im Zwischenraum zwischen dem Anschluß­ stutzen 4 und der Überwurfmutter 6 bzw. dem Ringbund 18 an­ geordneten Basisringteil 24 und einem sich von diesem in Richtung des Anschlußstutzens 4 erstreckenden, in der Ring­ stärke reduzierten, rohrstückartigen Schneidkantenabschnitt 26. Hierzu wird insbesondere auf Fig. 2 verwiesen. Die Auf­ nahmeöffnung 10 des Anschlußstutzens 4 erweitert sich in ihrem der Überwurfmutter 6 zugekehrten Endbereich über einen Innenkonus 28 (s. auch Fig. 4 bis 6). In diesen In­ nenkonus 28 greift der Schneidring 20 mit dem Schneidkan­ tenabschnitt 26 ein und wirkt hierbei mit dem Innenkonus 28 derart zusammen, daß durch axiales Verspannen beim Anziehen der Überwurfmutter 6 der Schneidring 20 im Bereich des Schneidkantenabschnittes 26 radial nach innen verformt (gestaucht) wird und dadurch mit vorzugsweise zwei axial beabstandeten, radial nach innen weisenden, ringförmigen Schneidkanten 30 unter Kerbwirkung insbesondere formschlüs­ sig in das Material der Rohrleitung 12 eindringt. Dieser montierte, eingeschnittene Zustand ist jeweils in Fig. 1, 5 und 6 dargestellt.

In bevorzugter Ausgestaltung besitzt der Basisringteil 24 des Schneidrings 20 auf seiner dem Schneidkantenabschnitt 26 axial abgekehrten Seite einen sich endseitig konisch verjüngenden Außenkonus 32, der an einem entsprechenden Innenkonus 34 des Ringbundes 18 der Überwurfmutter 6 an­ liegt. Hierdurch wird auch in diesem Bereich eine Keilwir­ kung zum radialen Verpressen des Schneidrings 20 gegen den Außenumfang 36 der Rohrleitung 12 sowie auch eine Selbst­ zentrierung erreicht.

Der Schneidring 20 bewirkt eine metallische Abdichtung durch unmittelbares Zusammenwirken mit dem Anschlußstutzen 4 und der Rohrleitung 12, wozu einerseits die Schneidkan­ te(n) 30 unmittelbar in die Rohrleitung 12 einschneidet. Andererseits bildet der Schneidkantenabschnitt 26 außen­ seitig eine Dichtfläche 40 zur direkten, metallischen Anlage in dem als Gegendichtfläche 42 fungierenden Innen­ konus 28 des Anschlußstutzens 4 (bei allen Ausführungen nach Fig. 1 bis 7). Weiterhin kann auch die radial innere Umfangsfläche des Schneidrings 20 als metallische Dicht­ fläche 44 ausgebildet sein, die dann mit dem eine Gegen­ dichtfläche 46 bildenden Außenumfang 36 der Rohrleitung 12 zusammenwirkt (Fig. 6 und 7). Darüber hinaus bildet grundsätzlich auch der rückwärtige Außenkonus 32 des Schneidrings 20 eine metallische Dichtfläche 48 (Fig. 2), die mit dem als Gegendichtfläche 50 (Fig. 5) wirkenden Innenkonus 34 metallisch dichtend zusammenwirkt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß im Bereich mindestens einer der Dichtflächen, und zwar insbesondere zumindest der Dichtfläche 40 des Schneidkantenabschnittes 26, eine Ril­ lung 52 aus mehreren umlaufenden, nutartigen, derart feinen Rillen 54 gebildet ist, daß im montierten, gegen die zuge­ hörige Gegendichtfläche, insbesondere die durch den Innen­ konus 28 gebildete Gegendichtfläche 42, verpreßten Zustand feine, kapillarartige Ringkammern 56 gebildet werden (s. insbesondere Fig. 3).

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 ist zusätzlich auch im Bereich der Dichtfläche 44 eine entsprechende Ril­ lung 52 gebildet, so daß im Zusammenwirken mit der Gegen­ dichtfläche 46 wiederum entsprechende Ringkammern 56 gebil­ det werden (Fig. 7).

Darüber hinaus könnte eine entsprechende Rillung auch im Bereich der rückwärtigen Dichtfläche 48 (Außenkonus 32) im Zusammenwirken mit der Gegendichtfläche 50 (Innenkonus 34) gebildet sein. Dies ist jedoch in der Zeichnung nicht dar­ gestellt.

Es sei noch erwähnt, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 5 im inneren Ringspaltbereich zwischen dem Schneid­ ring 20 und der Rohrleitung 12 - anstatt einer erfindungs­ gemäßen Rillung - ein elastischer Dichtring 58 angeordnet ist, und zwar vorzugsweise in einer inneren Ringnut des Schneidrings 20 im Bereich seines Basisringteils 24.

Es sei noch erwähnt, daß die Rillen 54 der bzw. jeder Ril­ lung 52 in Umfangsrichtung und damit im wesentlichen kreis­ förmig verlaufen und axial derart voneinander beabstandet sind, daß jeweils zwischen den Rillen 52 spitzenlose, d. h. praktisch "abgeflachte", zylindrische oder konusförmige Dichtflächenabschnitte 62 verbleiben (s. insbesondere Fig. 3 und 7). Dies bedeutet, daß zahnartige Spitzen vermieden werden, so daß bewußt keine Kerbwirkung im Bereich der zu­ gehörigen Gegendichtfläche 42 bzw. 46 auftritt. Allerdings reduziert sich hierdurch die verbleibende, wirksame Dicht­ fläche 40 bzw. 44, so daß eine Erhöhung der Flächenpressung und damit eine Verbesserung der Dichtwirkung erreicht wird.

Wie sich weiterhin vor allem aus Fig. 3 und 7 ergibt, weisen die Rillen 54 - im Axialschnitt des Schneidrings 20 gesehen - jeweils einen gerundeten Rillengrund 64 auf. Aus­ gehend von diesem Rillengrund 64 haben die Rillen 54 einen sich über V-förmige Flanken 66 erweiternden Öffnungsquer­ schnitt.

Erfindungsgemäß ist die Rillung 52 sehr fein, d. h. prak­ tisch "mikrofein" ausgebildet. Um dies zu verdeutlichen, werden im folgenden noch einige bevorzugte Größen angegeben (vgl. hierzu Fig. 3 und 7), die aber je nach Verschrau­ bungstyp und -größe (Nennweite) variieren können.
Rillen-Anzahl der/jeder Rillung: 2 bis 10, insbesondere etwa 3 bis 6
Rillen-Mittenabstand A (axial): 0,1 bis 0,6 mm, insbeson­ dere etwa 0,2 bis 0,4 mm
Rillen-Tiefe T (radial): 0,01 bis 0,2 mm, insbeson­ dere etwa 0, 05 bis 0, 15 mm
Rillen-Breite B (axial): 0,05 bis 0,4 mm, insbeson­ dere etwa 0, 1 bis 0, 25 mm
Axiale Breite C der verbleibenden Dichtflächenabschnitte 62: 0,01 bis 0,3 mm, insbesondere etwa 0,05 bis 0,25 mm
Flankenwinkel α zwischen den Rillenflanken 66: 45° bis 90°, insbesondere etwa 60°
Radius r des Rillengrundes 64: 0,02 bis 0,07 mm, insbesondere 0,03 bis 0,05 mm

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie­ benen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, son­ dern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzel­ merkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungs­ versuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (6)

1. Schneidringverschraubung (1) zum Anschluß einer Druck­ mittel-Rohrleitung (12), insbesondere nach DIN 2353 bzw. ISO 8434-1, bestehend aus einem Anschlußstutzen (4), einer mit dem Anschlußstutzen (4) verschraubbaren Überwurfmutter (6) und einem zwischen dem Anschluß­ stutzen (4) und der Überwurfmutter (6) angeordneten, metallischen Schneidring (20) zum Einschneiden mit mindestens einer Schneidkante (30) in die Rohrleitung (12), wobei der Schneidring (20) mindestens eine um­ fangsgemäße Dichtfläche (40, 44) zur direkten, metal­ lisch dichtenden Anlage an einer Gegendichtfläche (42, 46) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Dichtfläche (40; 44) eine Rillung aus mehreren umlaufenden, nutartigen, derart feinen Rillen (54) gebildet ist, daß im montierten, gegen die Gegen­ dichtfläche (42; 46) verpreßten Zustand feine, kapil­ larartige Ringkammern (56) gebildet werden.

2. Schneidringverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rillung (52) aufweisende Dichtfläche (40) derart auf der Außenfläche des Schneidringes (20) in dessen Schneidkantenabschnitt (26) gebildet ist, daß sie innerhalb eines die Gegendichtfläche (42) bildenden Innenkonus (28) des Anschlußstutzens (4) zur Anlage gelangt.

3. Schneidringverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rillung (52) aufweisende Dichtfläche (44) derart auf der Innenfläche des Schneidringes (20) gebildet ist, daß sie auf dem die Gegendichtfläche (46) bilden­ den Außenumfang (36) der Rohrleitung (12) zur Anlage gelangt.

4. Schneidringverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ringspalt zwischen dem Schneidring (20) und ins­ besondere der Rohrleitung (12) ein elastischer Dicht­ ring (58) angeordnet ist.

5. Schneidringverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (54) der bzw. jeder Rillung (52) im wesent­ lichen kreisförmig verlaufen und axial derart vonein­ ander beabstandet sind, daß jeweils zwischen den Rillen (52) spitzenlose Dichtflächenabschnitte (62) verbleiben.

6. Schneidringverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (54) jeweils einen - im Axialschnitt des Schneidrings (20) gesehen - gerundeten Rillengrund (64) sowie vorzugsweise sich etwa V-förmig erweiternde Rillen-Flanken (66) aufweisen.