DE7032555U - Rohr mit verbindungsvorrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung für glatte Rohre, vorzugsweise Metallrohre, bei der das anzuschließende Rohrende einen bundförmig verdickten Ansatz aufweist, mit dem es mittels einer überwurfmutter oder eines Flansches und Schrauben oder ähnlichen Mitteln mit einem passenden Gegenstück, oft unter Zwischenfügen eines zusätzlichen Dichtringes, verbunden wird.

Derartige Rohrverbindungen können vorteilhaft für Metallrohrleitungen bis etwa 50 mm Nennweite als sogenannte Rohrverschraubungen mit Überwurfmuttern und für Metallrohrleitungen ab etwa 10 mm Nennweite und größer als Flanschverbindungen ausgeführt werden. Ein Einsatz derartiger Rohrverbindungen mit Kunststoffrohrleitungen ist denkbar.

Zur Erzeugung des bundförmig verdickteD Ansatzes an den anzuschließenden Rohrenden ist es nach der deutschen Patentschrift 463 201 bekannt, das Rohrende durch einen separaten Aufweit- und Stauchvorgang in gewünschtem Maße umzuformen. Die Umformung muß dabei allerdings mit entsprechend teuren Spezialmaschinen und Werkzeugen vorgenommen werden. Da derartige Spezial-Umfoncmaschinen nur bei einer Massenfertigung wirtschaftlich eingesetzt werden können und bei Rohrleitungsmontagen in Werkstätten und auf Baustellen oft Rohrverbindungen unterschiedlicher Größe und Menge benötigt werden, haben sich Rohrverbindungen nach der

Rohrverbindung 22.8.70 Blatt 2

Patentschrift 463 201 bisher nicht durchsetzen können.

Eine andere bekannte Rohrverbindung, welche vorzugsweise als SsSirTsrschrsubung susgsfiihrt wird und bei welcher der buTidf??riQ.ig verdickte Ansatz an dem anzuschließenden Rohrende beispielsweise ähnlich wie in der deutschen Patentschrift 605 414 beschrieben durch einen sogenannten Schneidring erzeugt wird, erfordert zwar keine aufwendigen und komplizierten Maschinen und Werkzeuge bei der Wontage, zeigt aber den Nachteil, daß das Rohrende an seinem äußeren Umfang durch den Schneidring eingekerbt und damit geschwächt wird. Bei nicht sorgfältiger Montage und besonders bei Druckstößen in den Rohrleitungen neigen derartige Rohrverbindungea. auBerdem zu Undichtigkeiten-

Bei einer weiteren bekannten Rohrverbindung, welche als Flanschverbindung beispielsweise ähnlich DIN 2655 oder DIN 2798 gebräuchlich ist, wird der bundförmig verdickte Ansatz durch Anschweißen eines separaten ringförmigen Bundes auf das Rohrende erzeugt, während bei derartigen Rohrverbindungen für höhere Betriebsdrücke ein massiver rohrförmiger Vorschweißstutzen mit angedrehtem Bund an das Rohrende angeschweißt wird. Derartige Rohrverbindungen sind teuer und erfordern zumindestens bei Hochdurck-Rohrverbindungen ähnlich DIN 2798 ein sorgfältiges Säubern der Schweißverbindung in der Rohrleitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und betriebssichere Rohrverbindung der vorbesagten Art zu schaffen, die sowohl ohne komplizierte Vorrichtungen oder Maschinen und ohne Schweißvorgang zu montieren ist und mit der außerdem die Nachteile der bekannten Schneidring-Rohrverbindung vermieden werden.

J	Rohrverbindung 22.8.70	Blatt 3	daß	A
	Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch	gelöst,	der	η-
anzuschließende Rohrende in einem Arbeitsgang	innerhalb
		das

zusammengeschraubten, aus einer an sich bekannten überwurfmutter un einem passenden Gegenstück bestehenden Rohrverschraubung oder innerhalb eines an sich bekannten Flansches so aufgeweitet wird, daß dadurch der erforderliche in der Rohraußenkontur bundförmig verdickte Ansatz an dem besagten Rohrende entsteht. Das Aufweiten des anzuschließenden Rohrendes wird dabei bevorzugt mit hydraulischen Mitteln durchgeführt.

Um eine, wenn auch nur in begrenztem Maße winkeleinstellbare Rohrverschraubung zu erzielen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung das anzuschließende Röhrende kugelförmig aufgeweitet-, während die Überwurfmutter und das Gegenstück bevorzugt konische Aufnahmebohrungen aufweisen.

In den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung in einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt sowie mögliche Varianten angedeutet.
Es zeigen jeweils im Längsschnitt:

Fig. 1 eine fertig zusammengebaute als Rohrverschraubung ausgebildete Rohrverbindung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit kegeligen Dichtflächen;

Fig. 2 die Rohrverschraubung nach dem ersten Ausführungsbeispiel nach dem hydraulischen Aufweiten des Rohrendes; Fig. 5 die Rohrverschraubung nach dem ersten Ausführungsbeispiel vorbereitet zum Aufweiten des Rohrendes;

Fig. 4- ein hydraulisch aufgeweitetes Rohrende einer Rohrverbindung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Aufweitvorrichtung;

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Rohrverbindung 22.8.70 Blatt 4-

Fig. 5 eine fertig zusammengebaute, als Rohrverschraubung ausgebildete Rohrverbindung nach dem zweiten Ausführungs-"beispiel mit kugelförmig aufgeweitetem Rohrende;

Fig. 6 eine Variante der Rohrverschraubung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig.7-9 drei Varianten der als Flanschverbindung ausgebildeten Rohrverbindung.

Die Rohrverschraubung nach Fig. 1 besteht aus dem mit hydraulischen Mitteln aufgeweitetem Rohrende 1, einer Überwurfmutter

und einem V^rschraubungsnippel 3> eier beispielsweise unter Zwischenfügen eines Kupfer-Dicht ringes 4- in eine passende, mit Gewinde versehene Anschlußbohrung 5 eines hier nicht näher erläuterten Bauelementes 6 eingeschraubt ist. Das durch die Rohrleitung und die besagte Rohrverschraubung in

'' das Bauelement 6 geleitete Betriebsmedium kann, wie der Schnitt nach Fig. 1 zeigt, drosselungsfrei in Richtung der Pfeile 7 fließen. Der Austritt des Betriebsmediums nach außen wird durch Anpressen des konischen Teiles 8 des Rohrendes 1 in den entsprechend geformten Teil des Verschraubungsnippels 3 verhindert.

^ Der für das einwandfreie Dichten erforderliche Anpreßdruek wird durch entsprechendes Anziehen der überwurfmutter 2 erzeugt. Las zuvor erwähnte Betriebsmedium kann eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Eydrauliköl oder Wasser oder aber auch ein Gas sein. Damit das Rohrende 1, so wie in Fig. 1 gezeigt, mit hydrauli-

sehen Mitteln aufgeweitet werden kann, wie es Fig. 3 zeigt in noch nicht verformten Zustand durch die Bohrung 9 in der r dem Verschraubungsnippel 3 zusammengeschraub-tao. Überwurfmutter 2 geschoben bis es gegen die Stirnfläche 10 in der Bohrung 11 des

Rohrverbindung 22.8.1972 Blatt 5

Verscliraubungsnippels 3 anstößt. Danach wird durch die Bohrung 12 von der anderen Seite des Versohraubungsnippels 3 eine hier nicht vollständig gezeigte Injeki-orns'el 13 in das Rohrende 1 eingeführt. In der Injektornadel 13 sind Bohrungen 14- und "5 vorgesehen, durch die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in den zwischen der Röhrenden-Innenwand und der Spitze der Injektornadel 13 gebildeten Ringspalt 16 gelangen kann. Der fiingspalt 16 wird an seinen beiden Enden durch sogenannte O-Ringe 17 abgedichtet. Anstelle der beispielsweise aus geeignetem Gummi bestehenden O-Ringe 17 können natürlich auch andere bekannte Abdichtungsmittel eingesetzt werden.

Bei Zuführung von unter genügend hohem Druck stehender Hydraulikflüssigkeit in den Ringspalt 16 wird das Rohrende, wie in Fig.2 gezeigt, bauchförmig aufgeweitet bis es sich gegen die konischen Aufnahmebohrungen 18 und 19 in der Überwurfmutter 2 und dem Verschraubung snippel 3 sowie gegen den eingebauten Begrenzungsring 20 anlegt. Der Innendurchmesser des Begrenzungsringes 20 ist so ausgeführt, daß bei Kaltverformung des Rohrendes 1 die Streckgrenze des Rohrwerkstoffes nicht überschritten wird. Nach dem erfolgten hydraulischen Aufweiten des Rohrendes 1 wird die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit entspannt, die Injektornadel 13 herausgezogen und die Überwurfmutter 2 gelöst, so daß der Begrenzungsring 20 ausgebaut werden kann. Die Rohrverschraubung kann danach, so wie in Fig. 1 gezeigt, montiert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Fig. 1 bis 3 wird in Fig. 4- schematisch eine Voarrichtung gezeigt, mit der in einem Rohrende 21 beispielsweise eine kugelförmige Aufweitung

Rohrverbindung 22.8.70 Blatt 6 .

erzeugt werden kann. Die erwähnt« Vorrichtung besteht hier aus einer Überwurfmutter 22, einem zweiteiligen Formring 23, einer Verschraubung 24- mit Injektornadelansatz 25 und den 0-Ringdichtungen 26 sowie einer Druckschraub« 27 : :.t ein^m xylindrischen Ansatz 28. Der Formring 23 ist aus Demor^t/egegründen in Richtung seiner Längsachse geteilt.

Vor der Aufweitung des Rohrendes 21 ist die Druckschraube 27 soweit in Pfeilrichtung 29 nach rechts herausgeschraubt, daß deren

zylinder!scher Ansatz 28 die Bohrung 30 freigibt und somit über Ί0

die Bohrungen 30 und 31 Hydraulikflüssigkeit in die Aufnahmebohrung 3^ eingefüllt werden kann. Beim Einschrauben der Druckschraube 27 entgegen der Pfeilrichtung 29 beginnt der Aufweitvorgang sobald die Bohrung 30 durch den in der Aufnahmebohrung 32

dicht passenden zylindrischen Ansatz 28 abgedeckt ist. Dabei 15

gelangt die Hydraulikflüssigkeit aus der Aufnahmebohrung 32 über die Bohrungen 33 und 34· in das aufzuweitende Rohrende 21 und die Aufweitung erfolgt in ähnlicher Weise wie zuvor unter Fig. 2 und 3 beschrieben. Der Aufweitvorgang ist beendet, sobald sich die

Druckschraube 27 nicht mehr weiterdrehen läßt und somit Gewähr 20

gegeben ist, daß das Rohrende 21 soweit aufgeweitet ist, wie es die kugelförmige Ausdrehung 35 in dem von der Überwurfmutter 22 gehaltenen zweiteiligen Formring 23 und der Verschraubung 24- zuläßt.

Wie in Fig. 5 in einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrverschraubung gezeigt wird, hat die kugelförmige Aufweitung des Rohrendes 21 beim Zusammenbau mit der überwurfmutter 2 und dem Verschraubungsnippel 3 den Vorteil, daß zwischen den konischen Aufnahmebohrungen 18 und 19 dieser Teile

Rohrverbindung 22.8.70 Blatt 7

und dem >mgelig aufgeweiteten Rohrbauch 36 des Rohrendes 21 nunmehr nu·. cn eine schmale ringförmige Beruh rungs szene besteht, die ein. bhere, für eine gute Abdichtung erwünschte Flächenpsssung zwischen dem Rohrbauch 36 und der konischen Aufnahmebohrung 19 gestattet und daß etwaige bei der Rohrleitungsmontage auftretende kleine Winkelabweichungen zwischen Rohrende 21 und Verschraubung snipp el 3 nun keinen störenden Einfluß mehr haben können. Es ist offensichtlich, daß die Aufnahmebohrung 18 und auch 19 erforderlichenfalls kugelförmig ausgeführt werden kann.

In Fig. 6 wird eine Variante zu der in Fig. 5 dargestellten Rohrverschraubung mit kugelförmig aufgeweitetem Bohrende gezeigt. Anstelle der Überwurfmutter 2 in Fig. 5 ist hier eine Überwurfschraube 37 vorgesehen, die in die passende Aufnahmebohrung 38 eines Bauelementes 39 eingeschraubt ist. Das kugelförmig aufge-

._ weitete Rohrende 40 wird bei dieser Rohrverschraubung in gleicher 15

oder ähnlicher Weise hergestellt wie unter Fig. 4 beschrieben.

Die in Fig. 7 als Flanschverbindung dargestellte Rohrverbindung besteht aus einem nach Fig 4 aufgeweitetem Rohrende 41, einem hinter der Aufbauchung 42 des besagten Rohrendes fassenden losen Flansch 43, den Befestigungsschrauben 44 und einem zwischer dem Rohrende 41 und in einer Zentrierbohrung 45 eines Gegenstückes 46 eingefügten Dichtring 47. Der Flansch 43 wird genau wie die Überwurfmutter 2 in Fig. 5 und die Überwurfschraub-e 37 in Fig.6 vor dem hydraulischen Aufweiten über das Rohrende geschoben, da dieses nach dem Aufweiten nicht mehr möglich ist. Die in Fig. 7 gezeigte Flanschverbindung entspricht in ihrem Aufbau in etwa einer nach DIN 2798 üblichen Flanschverbindung. Sie vermeidet gegenüber letzterer jedoch den separaten Vorschweißstutzen und

Rohrverbindung 22.8.70 Blatt 8

ist dadurch erheblich billiger herzustellen.

Zur Vermeidung eines eventuellen Rohrbruches im Bereich der Aufbauchung bei sehr hohen Betriebsdrücken und bei stoßweiser Beanspruchung kann e^, wie Fig. & zeigt, erforderlich werden, die (. Aufbauchung 4-2 des anzuschließenden Rohrendes 41 dui Λ den Flaust 4-8 vollkommen zu umschließen. Der Flansch 48 kann bei dieser Verbindungsart dann zwar nicht mehr nach hinten vom Rohr 41 abgezogen werden, ist aber auf letzterem drehbar angeordnet. Wird für Montagezwecke bei einer Flanschverbindung für hohe Betriebs-. drücke unbedingt ein abziehbarer Flansch benötigt, βυ kann der Flansch 48 gemäß Fig. 8 mit einer nach dem Rohrende hin offenen Bohrung 49 ausgeführt werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante der ?Ί sld.c^verbindung nach Fig. 7 und 8. Bei dieser Verbindung wird der Flansch 50 fest getgen das Gegenstück 51 geschraubt. Zur Abdichtung ist zwischen dem Gegenstück 51 und dem aufgeweitetem Rohrende 52 ein elastischer Dichtring 55 aus einem Gummigewebe oder Kunststoff eingefügt. Diese Flanschverbindung kann wegen des fehlenden Zentriervorsprunges leichter montiert werden als die Flanschverbindungen nach Fig. 7 und 8.

Rohrverschraubungen und Flanschverbindungen nach dieser Erfindung können in leicht abgewandelter Form natürlich auch zur Verbindung zweier Rohrenden benutzt werden.

Wie für den Fachmann ersichtlich, kann das für die Herstellung der kompletten Rohrverbindung beschriebene Aufweitverfahren erforderlichenfalls auch beim Warmaufweiten benutzt werden, wenn anstelle der O-Ringdichtungen aus gegen höhere Temperaturen empfindlichen Gummi andere geeignete Abdichtmittel verwendet werden,

Rohrverbindung

22.8.70

Blatt 9

Es ist beispielsweise eine Aufweitvorrichtung denkbar, bei der das Rohrende vor der Verformung in der Aufweitvorrichtung selbst mittels einer eingebauten elektrischen Heizeinrichtung erwärmt I und dann hydraulisch aufgeweitet wird. Ein Warmaufweiten des anzuschließenden Rohrendes kann bei großen Nennweiten, bei spröden Werkstoffen und auch bei Kunststoffen erforderlich werden.

Wie für den Fachmann weiterhin ersichtlich, muß für das Aufweiten des anzuschließenden Röhrendes nicht unbedingt eine Hydraulikflüssigkeit wie beispielsweise Mineralöl, Wasser oder eine synthetische Flüssigkeit benutzt wurden. Anstelle eines Hydraulikmediums geringer Viskosität kann auch ein hochviskoses Fett oder jedes andere unter hohem Druck einigermaßen fließende Mittel als Hydraulikmedium benutzt werden.

Weiterhin muß das Aufweiten des anzuschließenden Rohrendes nicht unbedingt durch hydraulische Mittel erfolgen. Es ist auch eine Aufweitung des Rohrendes, wie in Fig. 1 bis 9 dargestellt, mittels einer mechanischen in das Rohrende eingeführten Expandiervorrichtung denkbar. Eine derartige Expandiervorrichtung kann beispielsweise Keilelemente oder einen elastischen Stopfen aus Kunststoff als Aufweitmittel aufweisen. Neben den vorerwähnten Verfahren erscheint auch eine Explosivaufweitung oder eine Umformung des Rohrendes durch Magnetkräfte möglich.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß zwecks Herstellung einer betriebssicheren und einfachen Rohrverbindung das anzuschließende Rohrende mit einem an sich bekannten Bund versehen wird, der erfindungsgemäß in einem einfachen Arbeitsvorgang durch bauchförmiges Aufweiten des besagten Rohrendes, bevorzugt mit hydraulischen Mitteln, erzeugt wird.

Insgesamt 9

Claims (3)

1. Kohrverbindung für glatce, vorzugsweise nahtlose Rohre mit Verschraubung oder Flansch, bei der das anzuschließende Rohrende mit einem Haltebund versehen ist, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Haltebund als bauchförmige Aufweitung des Rohrendes auf der einen üeite von einem kurzen, rohrförmigen Ansatz begrenzt isc, dessen Innendurcnmesser weitgehend dem Innen= durchmesser des Rohrstückes auf der anderen Seite entspricht und daß die Länge des kurzen, ronrförmigen Ansacze^ nicht wesentlich größer ist, als es für die Abdichtung des zum Auf= blasen der baucnförmigen Arfweitunj (3ö) in das Rohrende (21) einzufünrenden zylinderiscnen Teiles (25) der Aufweitvorrich= tung srforderlica ist.

2. Rohrverbindung nacn Anspruch 1,

dadurcti gekennzeichnet ,

daß die Aufweitun.·; (3&) des Kohrenäes (21) kugelförmig ausge =

bildet ist.

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Sc nu c ζ an st; rue he hi. 2

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,

daß nie "bauchförmige Auf-vaitunr: des Röhrendes ( 1 ) an der Seite des kurzen, rohrförmigen Ansatzes ein konisches Übergangsstück (8 ) aufweist.

4, Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 « d a d u r ch gekennz eichnet ,

daß die Rohrverbindung an der Seite des Kurzen, rohrförmigen Ansatzes an der bauchf or nigen Aufweitung; des Rohrendes abge= dichtet ist.

5o Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 » dadurch gekennzeichnet,

daß die Rohrverbindung an der Stirnseite des kurzen, rohrförmigen Ansatzes abgedichtet ist.

6 ο Rohrverbindung nach Anspruch 5 ,

dadurch gekennzeichnet ,

daß der Flansch ( 48 ) mindestens die eine Hälfte der bauchförmi· gen Aufweitung ( 4-2 ) , die von dem kurzen, rohrförmigen Ansatz des Rohrendes ( 41 ) abgewandt ist, weitgehenst formschlüssig

umgibt.

insgesamt 6 bchutzansprüche