DE69300525T2

DE69300525T2 - Verbesserungen in bezug auf Gewindeteile.

Info

Publication number: DE69300525T2
Application number: DE69300525T
Authority: DE
Inventors: John Derek Guest
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2013-01-30
Also published as: EP0554111B1; DE69300525D1; EP0554111A1; ES2077469T3; US5375893A; JPH06123387A

Description

Diese Erfindung betrifft Gewindeelemente und insbesondere das Abdichten von Gewindeelementen. Die Erfindung ist besonders auf Gewindeelemente an Rohrkupplungskörpern anwendbar, um eine abgedichtete Verbindung der Körper mit weiteren Gewindeelementen zu schaffen.
Die EP-A-0459957 offenbart ein rohrförmiges Verbindungsstück mit einem mit Gewinde versehenen zylindrischen Schraubenschaft zum Eingriff in eine entsprechend mit Gewinde versehene Bohrung in einem Körper. In einem Zwischenbereich der Länge des Gewindeschafts ist eine Ringnut ausgebildet, in der eine Ringdichtung angeordnet ist, die zwischen dem Gewindeschaft und der Gewindebohrung in dem Körper wirksam ist. Ähnliche Anordnungen sind in der US-A-2 086 133 und der FR-A-1 571 744 offenbart.
Die Erfindung sieht ein Gewindeelement mit einer Ringnut von größerer Tiefe als der Kern des benachbarten Gewindes und einem elastischen Ring vor, der in der Nut gelagert ist und einen oberhalb des Kerns des Gewindes angeordneten Außenumfang aufweist, der durch den Eingriff des Gewindeelements in ein entsprechendes Gewindeelement verformt werden soll, um eine Dichtung zwischen den jeweiligen Gewinden der in Eingriff befindlichen Elemente zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring eine Anzahl von Vorsprüngen aufweist, die in Abständen um seinen Außenumfang angeordnet sind und Rippen aufweisen, die einstückig mit dem elastischen Ring ausgebildet sind und parallel zur Achse des Rings quer über seine äußere Umfangsfläche verlaufen, wobei sowohl die Breite als auch die Höhe der Rippen an einem Punkt in Richtung auf das Eingangsende des Gewindeelements abnimmt.
Vorzugsweise ist die Ringnut in einem Zwischenbereich der Länge des Gewindeelements ausgebildet, und das Gewinde erstreckt sich beiderseits der Nut.
Es ist weiterhin bevorzugt, daß der Außenumfang des elastischen Rings geringfügig unter dem Außenprofil des Gewindes liegt und die Vorsprünge an seinem Außenumfang sich bis oberhalb des Gewindeprofils erstrecken.
In einer der obigen Anordnungen können die Rippen infolge der Achse des Rings im Querschnitt dreieckig sein.
Die Basis der den elastischen Ring aufnehmenden Ringnut kann gerändelt sein, um in die Innenfläche des Rings einzugreifen.
Außerdem kann das Gewindeelement in einer der obigen Anordnungen eine parallele oder konische Form aufweisen. Ferner kann das Gewindeelement ein Schraubenelement mit einem Außengewinde und einer äußeren Ringnut sein, in der die Dichtung angeordnet ist, um in eine Mutter mit entsprechendem Innengewinde einzugreifen oder kann eine Mutter mit einem Innengewinde und einer inneren Ringnut sein, in welcher die elastische Dichtung zur Aufnahme eines Schraubenelements mit Außengewinde angeordnet ist.
Der elastische Ring kann aus einem elastomeren Material gebildet sein und kann, falls die Erfindung auf ein Schraubenelement mit Außengewinde angewandt ist, in der Ringnut des Gewindeelements derart installiert sein, daß er über das Eingangsende des Gewindeelements gedehnt wird und in die Nut einschnappt.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Basis der Nut an einer Ecke oder an beiden Ecken der Nut zur Bildung einer ringförmigen Ausnehmung oder Ausnehmungen hinterschnitten sein, um die Verformung des elastischen Dichtungsrings beim gegenseitigen Eingriff der Gewindeelemente aufzunehmen.
Insbesondere weist die Basis der Nut zwischen ihren hinterschnittenen Ecken axial verlaufende Rippen auf, und der Innenumfang des elastischen Rings ist entsprechend gerippt, um einer Drehung des Rings gegenüber dem Gewindeelement bei seinem Eingriff mit dem anderen Gewindeelement zu widerstehen. Die Rippen können einen trapezförmigen Querschnitt haben.
Nach einem noch weiteren Merkmal der Erfindung können die Vorsprünge am Außenumfang des Rings an beiden Enden verjüngt sein.
Das Folgende ist eine Beschreibung von einigen speziellen Ausführungsbeispielen der Erfindung, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen zeigen:
Fig. 1 eine allgemeine Montageansicht einer Rohrkupplung mit einem mit Außengewinde versehenen Verbindungsstück zum Abdichten;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Dichtung des mit Gewinde versehenen Verbindungsstücks der Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Dichtung;
Fig. 4 und 5 die Anwendung der Erfindung auf die Elemente mit Innengewinde;
Fig. 6 einen Ausschnitt durch einen Teil eines Elements mit Außengewinde, der in Richtung der Achse des Elements verläuft;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines elastischen Rings zur Anordnung auf dem Gewindeelement;
Fig. 9 eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 8; und
Fig. 10 eine Ansicht des Verbindungsstücks der Fig. 1, das in einer Muffe eingeschraubt ist.
Die Fig. 1 der Zeichnungen stellt ein allgemein mit 10 bezeichnetes Verbindungsstück einer Rohrkupplung dar, mit einem aus Messing oder rostfreiem Stahl gedrehten Gehäuse 11, das einen Durchgang 12 aufweist. Das eine Ende 13 des Gehäuses ist mit einer Einsetzbuchse 14 aus Formpreßstoff versehen, die mit einer innenliegenden verjüngten Ansatzfläche 15 ausgebildet ist, die in Richtung des offenen Endes des Gehäuses kleiner wird. In dem Einsatz ist eine ringförmige Hülse 16 untergebracht, die elastische Finger 17 aufweist, die mit der Ansatzfläche in Eingriff stehen, um ein Rohr aufzunehmen, das durch die Hülse im Gehäuse festgelegt werden soll. Der Durchgang ist im Durchmesser verringert an einer ersten Stufe 18, in der eine O-Ringdichtung 19 angeordnet ist, und an einer zweiten Stufe 20, mit der das Ende des Rohrs in Eingriff steht, das im Gehäuse angeordnet werden soll.
Wie oben angegeben ist das eine Ende des Kupplungsgehäuses angepaßt, um eine Hülse zur Verbindung eines Rohrs im Kupplungsgehäuse aufzunehmen. Das andere Ende des mit dem Bezugszeichen 21 angegebenen Kupplungsgehäuses ist ein Element mit Außengewinde, das ein paralleles äußeres Schraubengewinde aufweist, das mit dem Bezugszeichen 22 angegeben ist und das an einer Hinterseite 23 endet. In einem Zwischenbereich der Länge des Schraubengewindes ist das Kupplungsgehäuse mit einer tiefen Ringnut 24 versehen, deren unterster Teil unterhalb der Unterfläche des mit dem Bezugszeichen 25 angegebenen Gewindes liegt. Ein elastischer Dichtungsring 26 ist in der Nut 24 angeordnet, der aus einem elastomeren Material, beispielsweise einem Polyester gebildet ist.
Der Außenumfang 27 des elastischen Rings liegt geringfügig unterhalb des Außenumfangs des Gewindes und ist in Abständen um den Ring ausgebildet mit vier sich axial erstreckenden Rippen 28, die mit dem Ring einstückig sind, wie es am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Die Rippen haben im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt, in einer die Achse des Rings enthaltenden Ebene gesehen, und verjüngen sich sowohl in der Breite als auch in der Höhe von einem Ende 29 des Rings, wo sie über den benachbarten Gewindeumfang vorstehen, bis zu einem Punkt 30 am anderen Ende 31 des Rings. Der Ring ist so in die Ringnut eingesetzt, daß die verjüngten Enden der Rippen dem Eingangsende des Schraubengewindes, das heißt dem Ende, das dem Ende 23 des Kupplungsgehäuses benachbart ist, zugewandt sind.
Wenn das Gewindeende des Kupplungsgehäuses in eine entsprechende Gewindemuffe in einem weiteren Element eingeschraubt wird wie es in der Fig. 10 dargestellt ist, werden zuerst die Rippen des Dichtungsrings durch das Muffengewinde berührt und verformt, welches danach in den Außenumfang des Dichtungsrings selbst einschneidet, um den Ring zu verformen, so daß er die Spalte zwischen dem Innen- und dem Außengewinde ausfüllt. Dadurch wird eine Abdichtung zwischen den Gewinden erzeugt, um Verluste von Flüssigkeit oder Luft zwischen den Gewinden zu verhindern.
Der elastische Dichtungsring 26 ist als Spritzgußteil ausgebildet und wird gedehnt und über das Gewindeende des Kupplungsgehäuses gezogen, um in die ringförmige Nut einzuschnappen, während er noch warm vom Formgebungsvorgang ist. Der Außenumfang des Endes 32 des Gewindeelements ist abgeschrägt, wie bei 24 angegeben, um das Aufziehen des Ringes auf das Gewindeelement zu erleichtern. Der Innendurchmesser des elastischen Rings ist derart, daß der Ring um die Basis der Nut greift, und diese Basis kann zur Schaffung einer Oberflächenrauhigkeit gerändelt sein, um in den Ring einzugreifen und dadurch das Drehen des Rings zu verhindern, wenn das Rohrkupplungsgehäuse in das äußere Gewindeelement eingeschraubt wird.
Üblicherweise, wenn eine Dichtung zwischen einem Anpassungsstück mit Gewinde und einem Element, in das es eingeschraubt wird, angebracht werden soll, muß die Bohrung in dem Element vergrößert werden, um die Dichtung aufzunehmen und gewöhnlich hat das eine Vergrößerung des Elements selbst zur Folge. Man erkennt, daß mit der obigen Anordnung, bei der die Dichtung in der Nut des Außenanpassungsstücks untergebracht ist, keine Zunahme der Größe des Elements erforderlich ist, in welches das Anpassungsstück eingesetzt wird.
Es wird jetzt Bezug auf die Fig. 4 der Zeichnungen genommen, die die Anwendung der Erfindung auf ein Mutterelement mit Innengewinde veranschaulicht. Das Mutterelement hat die Form einer Muffe 40, die eine gerade Bohrung 41 mit offenem Ende aufweist, die mit einem parallelen Schraubeninnengewinde 42 versehen ist, um ein mit Gewinde versehenes Element aufzunehmen, das in der Bohrung befestigt werden soll. Eine Ringnut 43 ist um das offene Ende der Bohrung ausgebildet, um eine elastische Dichtung 44 aufzunehmen. Die Dichtung wird in der Nut festgehalten durch eine mit dem Ende der Muffe befestigten ringförmigen Abdeckscheibe 45, die über dem benachbarten Ende der Dichtung liegt.
Die Dichtung ist, wie vorhergehend, aus einem elastomeren Material gebildet und weist um ihren Innenumfang einstükkige nach oben stehende, sich axial erstreckende Rippen 46 auf. Wie vorhergehend haben die Rippen einen dreieckigen Querschnitt, der sich in Richtung zum offenen Bohrungsende verjüngt. Wenn ein Schraubelement mit einem Außengewinde in die Muffe eingesetzt wird, greifen seine Gewindegänge in die Rippen 46 und in den Innenumfang der Dichtung, und die sich daraus ergebende Materialverformung der Dichtung füllt das Gewinde am Schraubelement vollständig aus, um eine Abdichtung mit dem Schraubelement am Ende der Muffe zu erzeugen.
Die Fig. 5 der Zeichnungen veranschaulicht eine ähnliche Anordnung mit der Ausnahme, daß die Nut 43 in einem Zwischenbereich der Länge der Bohrung 41 im Abstand von deren offenem Ende ausgebildet ist. In diesem Fall ist die separate ringförmige Abdeckscheibe 45 natürlich nicht erforderlich.
Es wird jetzt Bezug auf die Fig. 6 bis 9 genommen, die eine Anzahl von weiteren Modifikationen zu den obigen Konstruktionen veranschaulichen. Zuerst ist, wie in der Fig. 6 dargestellt, die Nut 24 an ihren Ecken unterschnitten, um Ausnehmungen 24a zu formen, die die Nut umgeben, um überschüssiges Material des elastischen Rings aufzunehmen, wenn er durch einen Eingriff der Gewindeelemente, wie oben beschrieben, in der Nut verformt wird.
Die Basis der Nut 24 ist mit Rippen 24b ausgebildet, die sich parallel zur Achse des Gewindeelements erstrecken, wobei die Rippen einen abgeschrägten dreieckigen Querschnitt aufweisen, wie es am besten in der Fig. 7 zu sehen ist.
Der elastische Ring 26 weist einen Innenumfang auf, der mit sich axial erstreckenden dreieckförmigen Nuten 50 ausgebildet ist, um in die Rippen einzugreifen und ein Drehen des Ringes gegenüber dem Gewindeelement zu verhindern, wenn das Gewindeelement mit dem entsprechenden anderen Gewindeelement in Eingriff steht.
Wie es in den Fig. 8 und 9 der Zeichnungen dargestellt ist, sind die Rippen 28 auf dem Außenumfang des Rings 26 gerade geschnitten mit abgeschrägten Enden 28a (siehe Fig. 9), um es zu gestatten, den Ring von jedem Ende mit dem anderen Gewindeelement in Eingriff zu bringen.

Claims

1. Gewindeelement mit einer Ringnut (24) von größerer Tiefe als der Kern des benachbarten Gewindes (22) und einem elastischen Ring (26), der in der Nut gelagert ist und einen oberhalb des Kerns des Gewindes angeordneten Außenumfang (27) aufweist, der durch den Eingriff des Gewindeelementes in ein entsprechendes Gewindeelement verformt werden soll, um eine Dichtung zwischen den jeweiligen Gewinden der in Eingriff befindlichen Elemente zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring eine Anzahl von Vorsprüngen (28) aufweist, die in Abständen um seinen Außenumfang (27) angeordnet sind und Rippen aufweisen, die einstückig mit dem elastischen Ring ausgebildet sind und parallel zur Achse des Rings quer über seine äußere Umfangsfläche verlaufen, wobei sowohl die Breite als auch die Höhe der Rippen zu einem Punkt (30) in Richtung auf das Eintrittsende (31) des Gewindeelements abnimmt.

2. Gewindeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (24) in einem Zwischenbereich der Länge des Gewindeelements (21) ausgebildet ist und sich das Gewinde (22) beiderseits der Nut erstreckt.

3. Gewindeelement nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Außenumfang des elastischen Rings (27) geringfügig unter dem Außenprofil des Gewindes (22) liegt und die Vorsprünge (28) an seinem Außenumfang sich bis oberhalb des Gewindeprofils erstrecken.

4. Gewindeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Rippen (28) im Querschnitt durch die Achse des Rings gesehen dreieckig sind.

5. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Basis der den elastischen Ring aufnehmenden Ringnut (26) gerändelt ist, um in die Innenfläche des Rings einzugreifen.

6. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Gewindeelement (21) eine parallele oder konische Form hat.

7. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Element (21) ein Schraubenelement ist mit einem Außengewinde (22) und einer äußeren Ringnut (24), in der der elastische Ring (26) angeordnet ist, um in eine Mutter mit entsprechendem Innengewinde einzugreifen.

8. Gewindeelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gewindeelement (40) eine Mutter mit einem Innengewinde (42) und einer inneren Nut (43) ist, in der der elastische Ring (44) angeordnet ist, zur Aufnahme eines Schraubenelements mit Außengewinde.

9. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der elastische Ring (26,44) aus einem elastomeren Material gebildet ist und, falls das Gewindeelement ein Schraubenelement mit Außengewinde ist, in der Ringnut des Gewindeelements derart installiert ist, daß es über das Eingangsende des Gewindeelements gedehnt wird und in die Nut einschnappt.

10. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Basis der Nut (24) an einer oder beiden Ecken (24a) der Nut hinterschnitten ist, um eine ringförmige Ausnehmung oder Ausnehmungen zu bilden zur Aufnahme der Verformung des elastischen Dichtungsrings beim gegenseitigen Eingriff der Gewindeelemente.

11. Gewindeelement nach Anspruch 10, wobei die Basis der Nut (24) zwischen ihren hinterschnittenen Ecken axial verlaufende Rippen (24b) aufweist und der Innenumfang des elastischen Rings (26) entsprechend gerippt (50) ist, um eine Drehung des Rings relativ zum Gewindeelement bei seinem Eingriff mit dem anderen Gewindeelement zu widerstehen.

12. Gewindeelement nach Anspruch 11, bei dem die Rippen (24b) trapezförmigen Querschnitt haben.

13. Gewindeelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorsprünge (28) am Außenumfang des Rings (26) sich an beiden Enden verjüngen.