DE10147966A1 - Höchstdruckfeste Rohrverschraubung - Google Patents

Abstract

Ein Verbindungssystem mit einer höchstdruckfesten Rohrverschraubung mit einem einen Verschraubungskonus aufweisenden Aufnahmekörper für das damit zu verbindende Ende eines Rohres sowie mit einer auf den Verschraubungskonus aufschraubbaren Überwurfmutter, wobei in dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum wenigstens ein Dichtelement angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich im Endmontagezustand der Rohrverschraubung das Rohr (14) mit seinem umgeformten Rohrende (15) oder mit dem metallischen Anschlußstück unmittelbar auf der Stirnfläche (13) des Verschraubungskonus (11) abstützt und daß das Dichtelement wenigstens eine im von der Stirnfläche des umgeformten Rohrendes (15) oder des metallischen Anschlußstücks und der daran anstoßenden Innenkegelfläche (12) des Verschraubungskonus (11) umgrenzten Eckbereich (30) angeordnete Dichtung (19, 24) aus einem elastischen Material aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem mit einer höchstdruckfesten Rohrverschraubung mit einem einen Verschraubungskonus aufweisenden Aufnahmekörper und einem an seinem dem Aufnahmekörper zugewandten Rohrende eine Umformung oder ein metallisches Anschlußstück aufweisendes Rohr sowie mit einer zur Herstellung einer druckfesten Verbindung auf den Verschraubungskonus des Aufnahmekörpers aufschraubbaren Überwurfmutter, wobei in dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum wenigstens ein gegen das Rohrende und gegen die Innenkegelfläche des Verschraubungskonus dichtendes Dichtelement angeordnet ist.
• Ein Verbindungssystem mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 40 34 803 C2 beschrieben. Bei dem bekannten Verbindungssystem ist als Träger der gegen die Stirnfläche des umgeformten Rohrendes bzw. eines metallischen Anschlußstücks (Anschlußzapfen) einerseits und gegen die Innenkegelfläche des Verschraubungskonus andererseits dichtenden Dichtungen ein metallischer Adapterring in den Verschraubungskonus eingesetzt, der mit einem radialen Flansch die Stirnseite des Verschraubungskonus übergreift und dadurch ein flächiges Widerlager für die stirnseitige Anlage des umgeformten Rohrendes bzw. des metallischen Anschlußstücks bildet, so daß der Adapterring im Endmontagezustand der Rohrverschraubung die Verschraubungskräfte aufnimmt bzw. überträgt. In gesonderten einerseits in der zum Rohrende gerichteten Stirnfläche des Adapterrings und andererseits in dessen an der Innenkegelfläche des Verschraubungskonus anliegenden Außenkegelfläche angeordneten Ausnehmungen sind jeweils Dichtungsringe eingesetzt, die bei montierter Rohrverschraubung die Dichtaufgaben übernehmen.
• Mit dem bekannten Verbindungssystem ist der Nachteil verbunden, daß der Adapterring wegen seiner Lastaufnahme aus einem hochwertigen Werkstoff bestehen muß und daß bei der Montage des Adapterringes zwei Dichtungen getrennt mit zu montieren sind.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem der gattungsgemäßen Art hinsichtlich Ausbildung und Montage zu vereinfachen.
• Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
• Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß sich im Endmontagezustand der Rohrverschraubung das Rohr mit seinem umgeformten Rohrende oder mit dem metallischen Anschlußstück unmittelbar auf der Stirnfläche des Verschraubungskonus abstützt und daß das Dichtelement wenigstens eine im von der Stirnfläche des umgeformten Rohrendes oder des metallischen Anschlußstücks und der daran anstoßenden Innenkegelfläche des Verschraubungskonus umgrenzten Eckbereich angeordnete Dichtung aus einem elastischen Material aufweist. Dabei geht die Erfindung von dem Prinzip aus, daß im Endmontagezustand die Kraftübertragung unmittelbar über die Abstützung des umgeformten Rohrendes bzw. des metallischen Anschlußstücks an der Stirnfläche des Verschraubungskonus erfolgt, so daß der im Stand der Technik erforderliche Adapterring entfallen kann; damit ist gleichzeitig die Möglichkeit gegeben, den von dem Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum für die Anordnung eines einfacher ausgestalteten Dichtelementes zu nutzen. Da das Dichtelement nur noch innerhalb des Verschraubungskonus angeordnet ist, ist die Dichtung in dem von dem Rohrende und dem Verschraubungskonus eingeschlossenen Eckbereich angeordnet. Damit sind Herstellung der für das Verbindungssystem erforderlichen Einzelteile und deren Montage in vorteilhafter Weise vereinfacht und kann zu geringeren Kosten erfolgen.
• Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtung eine dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum formentsprechende Gestalt mit einer vor dem Erreichen des Endmontagezustands der Rohrverschraubung größeren axialen Länge als die axiale Erstreckung des Verschraubungskonus aufweist. Hierbei ist demnach der gesamte, von dem Verschraubungskonus umschlossene Hohlraum mit der elastischen Dichtung ausgefüllt, die somit sowohl axial gegen die Stirnfläche des Rohrendes als auch radial gegen die Innenkegelfläche des Verschraubungskonus dichtet.
• In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Dichtelement aus einem Aufnahmestück mit einer dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum formentsprechenden Gestalt und der daran angeordneten Dichtung besteht und die Dichtung in einer im äußeren Eckbereich zwischen der gegen das umgeformte Rohrende oder das metallische Anschlußstück anliegenden Stirnfläche und der daran anstoßenden Außenkegelfläche des Aufnahmestücks ausgebildeten Ausnehmung angeordnet ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Dichtung gegenüber der Außenkontur des Aufnahmeteils sowohl in axialer als auch in radialer Richtung jeweils ein Übermaß aufweist.
• Soweit im Rahmen der Dichtungsfunktion die Dichtung durch Aufnahme von Flüssigkeit ihr Volumen vergrößert, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß das Aufnahmestück aus einem nachgiebigen Material besteht, so daß die Dichtung entsprechend arbeiten kann. Alternativ kann vorgesehen sein, daß zum Ausgleich der bei der Dichtung im Dichtungsfall eintretenden Volumenvergrößerung die Ausnehmung zur Aufnahme der Dichtung eine Erweiterung aufweist, wenn das Aufnahmestück aus einem entsprechend harten Material, beispielsweise einem Metall besteht. Um die Dichtfunktion der im Eckbereich des Aufnahmestücks angeordneten Dichtung sicherzustellen, ist vorgesehen, daß die Erweiterung in dem dem äußeren Eckbereich diametral gegenüberliegenden inneren Eckbereich der Ausnehmung angeordnet ist.
• Anstelle der sowohl axial wie auch radial dichtenden Dichtung kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß das Dichtelement aus einem Aufnahmestück mit einer dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum formentsprechenden Gestalt und daran angeordneten Dichtungen besteht, wobei eine erste axial dichtende Dichtung in einer im äußeren Eckbereich zwischen der gegen das umgeformte Rohrende oder das metallische Anschlußstück anliegenden Stirnfläche und der daran anstoßenden Außenkegelfläche des Aufnahmestücks ausgebildeten Ausnehmung vorgesehen und in einer in der Außenkegelfläche des Aufnahmestücks angeordneten Ausnehmung eine gegen die Innenfläche des Verschraubungskonus anliegende zweite Dichtung angeordnet und mit der ersten Dichtung zu einer einstückigen Dichtung verbunden ist. Die Dichtungen können dabei so angeordnet sein, daß bei der Montage die im Eckbereich angeordnete erste Dichtung axial und die zweite Dichtung radial verpreßt wird und daß die Ausnehmungen im Aufnahmestück jeweils eine Erweiterung zum Ausgleich der bei den Dichtungen im Dichtungsfall auftretenden Volumenvergrößerungen aufweisen. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Aufnahmeteil aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem formstabilen Kunststoff bestehen.
• Die Dichtung bzw. die Dichtungen können dabei fest mit dem Aufnahmestück verbunden sein, was jedoch einen zusätzlichen Montageschritt für die Montage der Dichtung an dem Aufnahmestück bedeutet. Zweckmäßiger ist es, wenn Aufnahmestück und Dichtung einstückig als Verbundteil ausgebildet sind; derartige aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, und Kunststoff bestehenden Verbundteile sind an sich bekannt und können in einem Arbeitsgang durch Spritzgießen hergestellt werden.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
• Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch das Verbindungssystem,
• Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform,
• Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 bzw. 2 in einer weiteren Ausführungsform.
• Das jeweils in den Figuren dargestellte Verbindungssystem besteht aus einem Aufnahmekörper 10, der einen Verschraubungskonus 11 mit einem genormten 24°-Innenkegel und mit einer dadurch gebildeten Innenkegelfläche 12 aufweist. Ein Rohr 14 wird bei der Montage der Rohrverbindung mit einem an seinem Rohrende 15 durch Umformung gebildeten Bördelflansch 16 in Anlage an der Stirnfläche 13 des Verschraubungskonus 11 gebracht. Hierzu ist eine Überwurfmutter 18 mit Innengewinde auf ein Außengewinde des Verschraubungskonus 11 aufgeschraubt und faßt dabei eine zwischen der Überwurfmutter 18 und dem Außenumfang des Rohres 14 angeordnete Stützhülse 17. Somit wird beim Anziehen der Überwurfmutter 18 das Rohr 14 gegen die Stirnfläche 13 des Verschraubungskonus 11 des Aufnahmekörpers 10 gepreßt; dabei stützt sich der Bördelflansch 16 des Rohres 14 unmittelbar an dem Verschraubungskonus 11 ab, so daß eine unmittelbare Kraftübertragung gegeben ist.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem vom Verschraubungskonus 11 umschlossenen Hohlraum eine Dichtung 19 mit einer dem Hohlraum formentsprechenden Gestalt angeordnet, wobei die Dichtung 19 eine vor dem Erreichen des Endmontagezustands der Rohrverschraubung größere axiale Länge als die axiale Erstreckung des Verschraubungskonus aufweist. Damit wird nach Einstecken der Dichtung 19 in den Verschraubungskonus 11 und dem Ansetzen des Rohrendes 15 mit dem Aufschrauben der Überwurfmutter 18 die Dichtung 19 verpreßt, wobei aufgrund der Auslegung der axialen Länge der Dichtung 19 die Verpressung der Dichtung 19 genau definiert werden kann, da der metallische Kontakt zwischen Bördelflansch 16 und Stirnseite 13 des Verschraubungskonus 11 eine weitere und übermäßige Verpressung der Dichtung 19 verhindert. Dabei dichtet die Dichtung 19 insbesondere auch den vom Bördelflansch 16 des Rohrendes 15 und der daran anschließenden Innenkegelfläche 12 des Verschraubungskonus 11 umgrenzten Eckbereich 30 ab.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht das Dichtelement aus einem im wesentlichen formstabilen Aufnahmestück 20, welches eine dem vom Verschraubungskonus 11 umschlossenen Hohlraum formentsprechende Gestalt aufweist. In dem äußeren Eckbereich zwischen der gegen den Bördelflansch 16 anliegenden Stirnfläche 21 und der daran anstoßenden Außenkegelfläche 22 des Aufnahmestücks 20 ist eine Ausnehmung 23 angeordnet, in welcher eine Dichtung 24 eingelegt ist, die gegenüber der Außenkontur des Aufnahmeteils 20 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung jeweils ein Übermaß aufweist. Nach der Montage des Aufnahmestücks 20 mit Dichtung 24 in dem Verschraubungskonus 11 wird beim Anziehen der Überwurfmutter 18 die Dichtung 24 sowohl axial als auch radial verpreßt. Damit die im Rahmen der Dichtfunktion der Dichtung 24 eintretende Volumenvergrößerung ausgeglichen werden kann, besteht das Aufnahmestück aus einem entsprechend nachgiebigen Material, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff. Soweit ein unnachgiebiges Material für das Aufnahmestück 20 Verwendung findet, kann, wie nicht weiter dargestellt, vorgesehen sein, daß die Ausnehmung 23 eine entsprechend angeordnete Erweiterung aufweist, wobei diese Erweiterung zweckmäßigerweise dem äußeren Eckbereich 30 diametral gegenüberliegt, so daß die Dichtung 24 sowohl an den axial verlaufenden als auch an den radial verlaufenden Begrenzungsflächen der Ausnehmung 23 jeweils anliegt und sich zur Erfüllung der Dichtfunktion ausreichend daran abstützt.
• Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet von dem zuvor zu Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Dichtung 24 lediglich axial verpreßt wird, und daß zur radialen Abdichtung in der Außenkegelfläche 22 des Aufnahmestücks 20 eine zusätzliche Ausnehmung 26 zur Aufnahme einer zweiten Dichtung 25 ausgebildet ist. Die beiden an dem Aufnahmestück 20 ausgebildeten Dichtungen 24, 25 sind durch einen entsprechenden Materialfilm oder durch Materialstege derart miteinander verbunden, daß sie eine einheitliche, einstückige Dichtung bilden, die an dem Aufnahmestück 20 montierbar ist.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (13)

1. Verbindungssystem mit einer höchstdruckfesten Rohrverschraubung mit einem einen Verschraubungskonus aufweisenden Aufnahmekörper und einem an seinem dem Aufnahmekörper zugewandten Rohrende eine Umformung oder ein metallisches Anschlußstück aufweisenden Rohr sowie mit einer zur Herstellung einer druckfesten Verbindung auf den Verschraubungskonus des Aufnahmekörpers aufschraubbaren Überwurfmutter, wobei in dem vom Verschraubungskonus umschlossenen Hohlraum wenigstens ein gegen das Rohrende und gegen die Innenkegelfläche des Verschraubungskonus dichtendes Dichtelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Endmontagezustand der Rohrverschraubung das Rohr (14) mit seinem umgeformten Rohrende (15) oder mit dem metallischen Anschlußstück unmittelbar auf der Stirnfläche (13) des Verschraubungskonus (11) abstützt und daß das Dichtelement wenigstens eine im von der Stirnfläche des umgeformten Rohrendes (15) oder des metallischen Anschlußstücks und der daran anstoßenden Innenkegelfläche (12) des Verschraubungskonus (11) umgrenzten Eckbereich (30) angeordnete Dichtung (19, 24) aus einem elastischen Material aufweist.

2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (19) eine dem vom Verschraubungskonus (11) umschlossenen Hohlraum formentsprechende Gestalt mit einer vor dem Erreichen des Endmontagezustands der Rohrverschraubung größeren axialen Länge als die axiale Erstreckung des Verschraubungskonus (11) aufweist.

3. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus einem Aufnahmestück (20) mit einer dem vom Verschraubungskonus (11) umschlossenen Hohlraum formentsprechenden Gestalt und der daran angeordneten Dichtung (24) besteht und die gleichzeitig axial und radial dichtende Dichtung (24) in einer im äußeren Eckbereich zwischen der gegen das umgeformte Rohrende (15) oder das metallische Anschlußstück anliegenden Stirnfläche (21) und der daran anstoßenden Außenkegelfläche (22) des Aufnahmestücks (20) ausgebildeten Ausnehmung (23) angeordnet ist.

4. Verbindungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) gegenüber der Außenkontur des Aufnahmeteils (20) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung jeweils ein Übermaß aufweist.

5. Verbindungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmestück (20) zum Ausgleich der bei der Dichtung (24) im Dichtungsfall auftretenden Volumenvergrößerung aus einem nachgiebigen Material besteht.

6. Verbindungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der bei der Dichtung (24) im Dichtungsfall eintretenden Volumenvergrößerung die Ausnehmung (23) zur Aufnahme der Dichtung (24) eine Erweiterung aufweist.

7. Verbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung in dem dem äußeren Eckbereich (30) diametral gegenüberliegenden inneren Eckbereich der Ausnehmung (23) angeordnet ist.

8. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus einem Aufnahmestück (20) mit einer dem vom Verschraubungskonus (11) umschlossenen Hohlraum formentsprechenden Gestalt und daran angeordneten Dichtungen (24, 25) besteht, wobei eine erste axial dichtende Dichtung (24) in einer im äußeren Eckbereich (30) zwischen der gegen das umgeformte Rohrende (15) oder das metallische Anschlußstück anliegenden Stirnfläche (21) und der daran anstoßenden Außenkegelfläche (22) des Aufnahmestücks (20) ausgebildeten Ausnehmung (23) vorgesehen und in einer in der Außenkegelfläche (22) des Aufnahmestücks (20) angeordneten Ausnehmung (26) eine gegen die Innenkegelfläche (12) des Verschraubungskonus (11) anliegende zweite Dichtung (25) angeordnet und mit der ersten Dichtung (24) zu einer einstückigen Dichtung verbunden ist.

9. Verbindungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Montage die im Eckbereich (30) angeordnete erste Dichtung (24) axial und die zweite Dichtung (25) radial verpreßt wird und daß die Ausnehmungen (23, 26) im Aufnahmestück (20) jeweils eine Erweiterung zum Ausgleich der bei den Dichtungen (24, 25) im Dichtungsfall auftretenden Volumenvergrößerungen aufweisen.

10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (20) aus einem metallischen Werkstoff besteht.

11. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (20) aus einem formstabilen Kunststoff besteht.

12, Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (24, 25) fest mit dem Aufnahmestück (20) verbunden sind.

13. Verbindungssystem nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmestück (20) und Dichtung (24, 25) einstückig als Verbundteil ausgebildet sind.