DE2046962A1 - Die-forged pipe coupling - Google Patents
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Description
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Rohrleitungen und Rohrkupplungen zur Herstellung von Rohrverbindungen. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf Metallrohrkupplungen, bei denen der dichtende Griff an dem enthaltenen Rohr durch eine einheitlich verengende Verformung der Kupplung an dem Rohrabschnitt erzielt wird. The present invention relates to that Field of pipelines and pipe couplings for manufacture of pipe connections. More precisely, the invention relates to metal pipe couplings, in which the sealing Grip on the contained pipe is achieved by a uniform narrowing deformation of the coupling on the pipe section.
Die Verwendung von Kupplungen und dergleichen zur Bildung von Rohrverbindungen ist bekannt· Mittels in der Technik bekannter Vorrichtungen ist ·■ bekannt gewesen, eine druokdiohte Abdichtung zwisohen miteinander verbundenenThe use of couplings and the like to form pipe connections is known by means of in the technology of known devices has been · ■ known, a pressure-tight seal between the interconnected
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Rohrabschnitten durch Kupplungen zu bilden, bei denen für gewöhnlich Bolzenverbindungen, Gewindeverbindungen oder mechanisches Andrücken verwendet wird; für das letztere geben die U.S.A.Patentschriften 3 068 563, 3 149 861 und 3 244 441 Beispiele.To form pipe sections by couplings, in which usually bolt connections, threaded connections or mechanical pressing is used; for the latter, U.S. Patents 3,068,563 give 3,149,861 and 3,244,441 examples.
Bolzenkupplungen werden für gewöhnlich für Rohrgrößen von 100 Millimetern und mehr verwendet, während für Rohrgrößen von 50 Millimeter und weniger die Gewinde-Pin couplings are commonly used for pipe sizes of 100 millimeters and more, while for pipe sizes of 50 millimeters and less the thread
fc kupplungen am gebräuchlichsten sind. Außer dem mit Doppelgewinde versehenen Nippel, der für gewöhnlich nicht als eine Kupplung angesehen wird, besteht jedoch die Gewindekupplung aus einer Anordnung von getrennten mit Gewinde ausgebildeten Teilen. Bei der Installation ist es erforderlich, daß jeder Teil einzeln auf einem der einander gegenüberliegenden Rohrabschnitte angebracht wird, woraufhin die Kupplungsteile dann aneinandergesohraubt werden. Es ist ersichtlich, daß die Zuverlässigkeit der Rohrverbindung weitgehend von der Erfahrung und dem Geschick der Person abhängt, die die Installation vornimmt. Andererseits sind bekannte Kupplungsverbindungen, die durch Andrücken oder dergleichen gebildet wurden, wie es durch die obenfc couplings are the most common. Except for the double-threaded nipple, which is usually not called a a coupling is considered, however, the threaded coupling consists of an array of separate threaded ones trained parts. When installing it is required that each part is individually on one of the each other opposite pipe sections is attached, whereupon the coupling parts are then screwed together. It can be seen that the reliability of the pipe connection largely depends on the experience and skill of the Depends on the person doing the installation. On the other hand, are known coupling connections by pressing or the like as it was formed by the above
" genannten Patentschriften gelehrt wird, von dem Andrücken"said patents is taught from the pressing oder dem wahlweisen Gesenkschmieden nicht nur des Kupplungsteils sondern auch des aufgenommenen Rohrleitungeteils abhängig. Daher wurde diese bekannte Andrücktechnik als unangemessen angesehen, wenn bei der Bildung der abgedichteten Verbindung kein Ineinandergreifen zwischen der Kupplung und dem Rohr vorlag. Es ist ersichtlich, daß die letztgenannte Teohnik in ihrer Anwendung auf Stoffe und einen Gebrauch begenzt ist, bei dem eine Zusammenziehung oder Einschnürung der Rohrwand als solcher zulässig ist. Gleichgültig, ob durch eine derartige Einschnürung die Dioke der Rohrwand verdichtet worden ist und/oder der innere Strömungsquerschnitt an dem sperrenden Eingriff zwisohen Kupplung und Rohr ver-or the optional drop forging not only of the coupling part but also of the received pipeline part. Therefore, this known pressing technique has been deemed inadequate when used in forming the sealed Connection there was no interlocking between the coupling and the pipe. It can be seen that the latter Teohnik is limited in its application to substances and a use in which a contraction or constriction the pipe wall is permissible as such. It does not matter whether the dioke of the pipe wall is caused by such a constriction has been compressed and / or the inner flow cross-section at the locking engagement between the coupling and the pipe
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ringert worden ist, werden derartige Rohrverbindungen bei dem meisten Anwendungsfällen nicht als zufriedenstellend angesehen, bei denen es erwünscht ist, die physischen Eigenschaften des Rohres weitestgehend beizubehalten. Beispielsweise sind längere Verteilungsrohre für Gas, Wasser oder dergleichen von der Rohrwanddicke aus Sicherheltsgründen und für den größtmöglichen Strömungsquerschnitt zur Verringerung von Verteilungsverlusten abhängig. Obwohl es bekannt ist, Rohrabschnitte durch eine Form eines gesenkgeschmiedeten Kupplungsteils miteinander zu verbinden, ist dieser bekannte Gebrauch auf besondere Umstände beschränkt, durch die die Verwendbarkeit weitgehend begrenzt ist. Trotz der Kenntnis dieser Beschränkungen gemäß dem STand der Technik war es bisher nicht bekannt, wie eine gesenkgeschmiedete Kupplungsverbindung ausgebildet sein muß, ohne die Rohrwand oder den Strömungsquerschnitt in dem Gesenkschmiedebereich zu beeinträchtigen, um die Verwendbarkeit des Kupplungsteils für vielseitigere Anwendungsmöglichkeiten zu erhöhen.has been reduced, such pipe connections are not considered satisfactory in most applications where it is desirable to maintain the pipe's physical properties as much as possible. For example, longer distribution pipes for gas, water or the like are dependent on the pipe wall thickness for safety reasons and for the largest possible flow cross-section in order to reduce distribution losses. Although it is known to connect pipe sections together by some form of drop forged coupling part, this known use is restricted to particular circumstances which largely limit its usability. Despite the knowledge of these limitations according to the prior art, it was not previously known how a drop forged coupling connection must be formed without affecting the pipe wall or the flow area in the drop forging area in order to increase the usability of the coupling part for more versatile applications.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Metallkupplung für die leckdichte Verbindung von Rohrabschnitten. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein zylindrisches rohrförmiges einheitliches Kupplungsteil, das so ausgebildet ist, daß es einen ringförmigen elastischen Dichtungsring enthält und auf gleichmässig von außen ausgeübte, radial nach innen gerichtete Kraft anspricht, so daß es nach innen an dem aufgenommenen Rohr angeschmiedet wird. Durch das Gesenkschmieden der Kupplung wird der Dichtungsring in eine leckdichte Verbindung mit dem enthaltenen Rohr zusammengezogen, ohne daß es notwendig wäre, das Rohr an der Verbindungsstelle anzudrücken, einzuschnüren oder in sonstiger Weise die physischen Eigenschaf 1bi des Rohres zu beeinträchtigen.The present invention relates to a new metal coupling for the leak-tight connection of pipe sections. More precisely, the invention relates to a cylindrical tubular unitary coupling part which is designed so that it contains an annular elastic sealing ring and responds to uniformly exerted radially inwardly exerted force so that it is forged inwardly onto the received pipe . The swaging of the coupling draws the sealing ring together into a leak-tight connection with the contained pipe without the need to press, constrict or otherwise affect the physical properties of the pipe at the joint.
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Durch die vorliegende Erfindung werden die oben erörterten Nachteile Überwunden, die nit den bekannten gesenkgeschmiedeten Kupplungen verbunden waren, so daß ihre Verwendbarkeit erweitert wird. Es ist entdeckt worden, daß durch die Verwendung von genau gesteuerten geometrischen Parametern an dem Kupplungβende, in dem der Dichtungsring enthalten ist, dieses Ende auf von außen ausgeübte radial nach innen gerichtete Kraft anspricht, um den Dichtungsring gleichmässig nach innen in eine leckdichte Verbindung mit dem enthaltenen Rohr zusammenzuziehen, ohne daß das Kupplungsteil selbst an der Rohrwand angreift oder in nennenswertem Maße angreift und ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Rohreigenschaften.Through the present invention, the above discussed disadvantages Overcome those nit the known drop forged couplings were connected, so that their usefulness is expanded. It has been discovered that through the use of precisely controlled geometric parameters at the coupling end in which the sealing ring is included, this end is responsive to externally applied radially inward force to the sealing ring pull together evenly inwards into a leak-tight connection with the contained pipe, without the coupling part attacks even on the pipe wall or attacks to a significant extent and without any significant impairment of the Pipe properties.
Daher besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung eines neuartigen Kupplungsteils, mit dem Rohrabschnitte in leckdichte Verbindung miteinander gebracht werden können.Therefore, the underlying object of the present invention is to provide a novel Coupling part with which pipe sections can be brought into leak-tight connection with one another.
Ferner soll erfindungsgemäß ein neuartiges Metallrohrkupplungsteil geschaffen werden, das auf eine radial ausgeübte Gesenkschmiedekraft anspricht, um eine leckdichte Verbindung mit dem aufgenommenen Rohr zu bilden.Furthermore, according to the invention, a novel metal pipe coupling part is intended be created, which responds to a radially exerted die forging force to a leakproof Form connection with the recorded pipe.
Ferner soll erfindungsgemäß ein neuartiges Kupplungsteil geschaffen werden, das dazu dient, eine durch einen Gesenkechmiedevorgang gebildete Verbindung zu bewirken, die nicht die Eigenschaften des enthaltenen Rohres im Bereich der Verbindung beeinträchtigt.Furthermore, according to the invention, a novel coupling part is intended which serves to effect a joint formed by a die forging process, the does not affect the properties of the pipe contained in the area of the connection.
Ferner soll erfindungsgemäß ein neuartiges Kupplungsteil zur Verbindung von Rohren geschaffen werden, das sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch der Installation außer-Furthermore, a novel coupling part for connecting pipes is to be created according to the invention, which both in terms of manufacture and installation
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ordentlich wirtschaftlich ist und gleichzeitig eine zuverlässige Dichtung schafft, die hohe Drücke auehält.is properly economical and at the same time creates a reliable seal that can withstand high pressures.
In den Zeichnungen, in denen eine AusfUhrungs— form der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist, sindIn the drawings in which an execution form of the invention is illustrated, for example
Fig. 1 eine isometrische Darstellung eines Kupplungsteils gemäß der vorliegenden Erfindung, mit dem eine Rohrverbindung gebildet worden ist,Fig. 1 is an isometric view of a coupling part according to the present invention, with the a pipe connection has been made,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein Kupplungsteil gemäß der Erfindung in einem durch einen Gesenkschmiedegang vorbereiteten Zustand, in dem die zu verbindenden Rohrenden aufgenommen sind,2 shows a sectional view through a coupling part according to the invention in a state prepared by a drop forging, in which the pipe ends to be connected are received,
Fig. 3 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des gesenkschmiedbaren Endteils der Kupplung in dem vorgeschmiedeten Zustand und3 is a partially enlarged sectional view of the drop forge end portion of the coupling in the pre-forged condition and FIG
Fig. h eine der Figur 3 ähnliche, teilweise vergrößerte Schnittansicht des gesenkgeschmiedeten Endteils der Kupplung in seinem nachgeschmiedeten Zustand.Fig. H a similar to Figure 3, partially enlarged sectional view of the swaged end portion of the coupling in its nachgeschmiedeten state.
Es wird zunächst Bezug auf Figur 1 genommen. Das Kupplungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit 10 bezeichnet und besteht aus einem in axialer Richtung länglichen, rohrförmigen und im wesentlichen runden einheitlichen Gebilde, in dem Rohrabschnitte 11 und 12 zu einer Kupplungsverbindung verbunden worden sind. Wie in der Zeichnung gezeigt, wurde jeder Rohrabschnitt an dem Kupplungsteil an einem seiner entgegengesetzten Enden befestigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auch solche Kupplungen umfaßt, bei denen das eine oder das andere Ende duroh Schraub·) Flansch-, Schweißverbindungen oder dergleichen befestigt ist, um den besonderen Situationen und Bedingungen gerecht zu werden.Reference is first made to FIG. The coupling part according to the present invention is with 10 denotes and consists of an elongated, tubular and substantially round unitary structure in the axial direction, in which pipe sections 11 and 12 close have been connected to a coupling connection. As shown in the drawing, each pipe section was attached to the Coupling part attached at one of its opposite ends. It should be noted, however, that the present invention also includes such couplings in which the one or the other end duroh screw ·) flange, welded connections or the like is attached to the to meet special situations and conditions.
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Wie in Figur 2 gezeigt, ist das Kupplungsteil 10 gemäß der Erfindung in seiner bevorzugten AusfUhrungsform ftir die an beidenEnden durch einen Gresenkscbmiede-Vorgang bewirkte Verbindung gezeigt. Das Kupplungsteil besteht aus einem Stahlmetallteil, wie z.B. einem geschweißten Stahlrohr, das wärmebehandelt und kaltgewalzt worden ist, um überall eine gleichmässige Yanddicke zu erhalten. Wie es aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, bewegt sich die Wanddicke im allgemeinen zwischen etwa 2,38 mm und 12,7 mm als eine Funktion des Materials, der Kupplungsgröße und dergleichen, und beträgt für gewöhnlich für eine Rohrgröße von 50,8 mm etwa % mat. Wie es aus der Zeichnung ersichtlich 1st, besteht das Kupplungsteil aus einem einheitlichen Körper, der einen in axialer Richtung mittleren, sich nicht verformenden Körperteil 14 zwischen in radialer Richtung-erweiterten, verformbaren Endteilen 16 und 17 umfaßt, die jeweils eine innere ringförmige Aussparung 19 aufweisen. Die Endabschnitte 17 und 19 werden durch eine axiale Abmessung "A" begrenzt, und in der Aussparung 19 jedes Endteils ist ein ringförmiger zusammendrUckbarer Dichtungsring 18 aus Gummi oder einem anderen geeigneten elastischen Dichtungsatoff enthalten. Der Dichtungsring kann beispielsweise von der Art sein, wie sie in einem weiteren Vorschlag der Anmelderin (U.S.A. Patentanmeldung 6 34 714 vom 28.April 1967) offenbart ist. Die axiale Abmessung jedes KörperendteiIs 17 bzw. 19 umfaft, in Querschnittsansioht, einen radial erweiterten Mittelteil 20, der in eine naoh vorn geneigte Wand 23 und in eine nach hinten geneigte Wand 21 übergeht. Jede der letztgenannten Wände ist naoh innen geneigt oder gekrümmt, wobei die Wand 21 mit dem Mittelteil 14 an einer ringförmigen Vertiefung oder Aussparung 22 verbunden ist. Die Wand 23 endet bei 25, und ihre in radialer Richtung innerste Flüche 27 bildet eineAs shown in Figure 2, the coupling part 10 according to the invention is shown in its preferred embodiment for the connection brought about at both ends by a forging process. The coupling part consists of a steel metal part, such as a welded steel pipe, that is heat treated and cold rolled has been in order to have a uniform yand thickness everywhere obtain. As can be seen from the description below, the wall thickness is generally between about 2.38mm and 12.7mm as a function of material, coupling size, and the like, and is usually about% mat for a 50.8mm pipe size. As it can be seen from the drawing, the coupling part consists of a unitary body, the one in axial Towards the middle, non-deforming body part 14 between in the radial direction-widened, deformable End parts 16 and 17, each having an inner annular recess 19. The end sections 17 and 19 are bounded by an axial dimension "A" and in the recess 19 of each end portion is an annular one compressible sealing ring 18 made of rubber or a contain other suitable elastic sealant. The sealing ring can, for example, be of the type as disclosed in another proposal by the applicant (U.S.A. patent application 6 34 714 filed April 28, 1967). The axial dimension of each body end part 17 or 19 includes in cross-sectional view, a radially widened middle part 20, which merges into a wall 23 which is inclined near the front and a wall 21 which is inclined to the rear. Any of the latter Walls is inclined or curved near the inside, the wall 21 with the central part 14 at an annular recess or recess 22 is connected. The wall 23 ends at 25, and its innermost surface 27 in the radial direction forms one
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Mittelbohrung 24, in der die Rohrabschnitte vor der Herstellung der Verbindung freie Aufnahme finden.Central bore 24 in which the pipe sections before manufacture find the connection free admission.
Die Wanddicke des axialen Abschnittes A ist im wesentlichen überall gleichmässig, wobei die Aussparung eine größere axiale als radiale Abmessung hat. Der Dichtungsring 18 ist in der Aussparung enthalten, und an seiner Außenseite im wesentlichen komplementär zu der geometrischen Form der Aussparung 19 ausgebildet, an der er anliegt. Dadurch hat der Dichtungsring eine im wesentlichen trapezförmige Querschnittsform und weist eine in axialer Richtung verlaufende radiale innere Fläche 26 auf. Um ohne weiteres den Rohrabschnitt 11 oder 12 aufzunehmen, sind der innere Eupplungsdurchmesser bei 27 und die Innenfläche 26 des Dichtungsringes genügend größer als der Außendruchmesser des Rohres, um einen angemessenen Spielraum für die Installation zu bewirken. Es sei jedoch bemerkt, daß der Innendurchmesser der Innenfläche 26 zumindest etwas geringer ist, als der Innendurchmesser des Kupplungsteils an der Aussparung 22. Fern-er sei bemerkt, daß es von entscheidender Bedeutung für die'vorliegende Erfindung ist, daß das Verhältnis zwischen der axialen länge "1* (Figur 3) des Dichtungs-ringes zu der radialen Tiefe "t" mindestens 1 l/2:i und vorzugsweise 2:1 beträgt. Dadurch wird eine optimale Kombination praktischer Dichtungslänge und wirkungsvollen Gebrauchs eines minimalen Gummivolumens gewährleistet.The wall thickness of the axial section A is essentially uniform everywhere, the recess has a larger axial than radial dimension. The sealing ring 18 is contained in the recess, and on his The outside is essentially complementary to the geometric shape of the recess 19 on which it rests. As a result, the sealing ring has a substantially trapezoidal cross-sectional shape and has one in the axial direction extending radial inner surface 26. In order to easily accommodate the pipe section 11 or 12, the inner Coupling diameter at 27 and the inner surface 26 of the sealing ring sufficiently larger than the outer diameter of the pipe to allow adequate clearance for installation. It should be noted, however, that the The inner diameter of the inner surface 26 is at least slightly smaller than the inner diameter of the coupling part on the Recess 22. Fern- he noted that it was crucial Significance for the present invention is that the ratio between the axial length "1 * (Figure 3) of the Sealing ring to the radial depth "t" at least 1 l / 2: i and is preferably 2: 1. This creates an optimal combination of practical gasket length and effective Guaranteed use of a minimum volume of rubber.
Wie es deutlicher in Figur 3 gezeigt ist, hat jede Erweiterung 20 einen Außendurchmesser, der um den doppelten Betrag der mit "R" bezeichneten Abmessung größer ist, als der Außendurchmesser des mittleren Abschnittes Der ursprüngliche (ungeschmiedete) ringjßrmige Zwischenraum in radialer Richtung zwisohen der inneren Dichtungsringfläche 26 und der Außenseite der Rohre Ii oder 12 ist durch dieAs shown more clearly in Figure 3, each extension 20 has an outside diameter that is around twice the amount of the dimension labeled "R" is greater than the outer diameter of the central portion The original (unforged) annular space in the radial direction between the inner sealing ring surface 26 and the outside of the tubes Ii or 12 is through the
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Abmessung wc" dargestellt. Die Winkelabweichung der hinteren und vorderen Wandteile 2i und 23 gegenüber der radialen Richtung ist durch den Winkel fl> dargestellt.Dimension w c "shown. The angular deviation of the rear and front wall parts 2i and 23 relative to the radial direction is shown by the angle fl> .
Wie zuvor angedeutet ist die geometrische Form der verformbaren Körperendteile i6 und 17 des Kupplungsteils von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung zur Gewährleistung der gewünschten einheitlichen radial nach innen gerichteten Zusammenziehung bei einer von außen ausgeübten ausreichenden Gesenkschmiedekraft. Nicht nur das oben erwähnte Verhältnis der Abmessungen des Dichtungsringes wird für wesentlich erachtet, sondern auch der Winkel ft , der mindestens 15° betragen muß und im wesentlichen nicht mehr als 75° betragen darf ist von entscheidender Bedeutung, um ein zweokmässiges Verhältnis gegenüber der Außenseite des enthaltenen Rohres zu gewährleisten.As indicated above, the geometric shape of the deformable body end parts i6 and 17 of the coupling part is of essential importance for the invention Ensuring the desired uniform, radially inward contraction in the event of an exterior Sufficient drop forging force exercised. Not only the above-mentioned ratio of the dimensions of the sealing ring is considered essential, but also the Angle ft, which must be at least 15 ° and essentially not exceed 75 °, is more decisive Significance to a two-way relationship with respect to the Ensure outside of the included tube.
Das Gesenkschmieden der Kupplungsenden zur Bildung der gekuppelten Verbindung wird durc-h ein hydraulisch betätigtes Werkzeug bewirkt, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und beispielsweise von der in der U.S.A.Patentschrift i 889 795 offenbarten Art sein kann. Das Werkzeug umfaßt eine Vielzahl von gekrümmten, einander berührenden Backen, von denen zwei in gestrichelten Linien dargestellt und mit 28 bezeichnet sind. Für die Anbringung der Backen zum Zwecke des Gesenkschmiedens wird das eine oder andere Ende 16 oder 17 umschlossen und das Werkzeug durch einen Flansch ausgerichtet, der in der Aussparung 22 aufgenommen wird. Wenn ein genügender hydraulischer Druck ausgeübt wird, werden die Backen veranlaßt, sich radial nach innen zusammenzuziehen und auf das Kupplungsteil gfeiohmässig eine konzentrisch, radial nach innen gerichtete Kraft auszuüben, die durch Pfeile 19 angedeutet ist.The die forging of the coupling ends for Formation of the coupled connection is effected by a hydraulically operated tool that is not part of the present invention and, for example, of the type disclosed in U.S. Patent 1,889,795 can. The tool includes a plurality of curved, contacting jaws, two of which are shown in phantom Lines are shown and denoted by 28. For the attachment of the jaws for the purpose of drop forging one or the other end 16 or 17 enclosed and the tool aligned by a flange which is in the recess 22 is recorded. If sufficient hydraulic pressure is applied, the jaws will be caused to to contract radially inward and on the coupling part gfeiohmäß a concentric, radially inwardly directed To exert force, which is indicated by arrows 19.
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Die Gresenkschniiedekraft, die von dem Werkzeug entwickelt wird, ist ausreichend, um das Kupplungsteil zusammenzuziehen, bis das Kupplungsteil von dem in Figur 3 gezeigten Zustand den in Figur k gezeigten Verformungszustand annimmt. Wie am deutlichsten in Figur k gezeigt, ist der mittlere Endteil 20 von seinem in gestrichelten Linien gezeigten, ursprünglichen Zustand in den in durchgehender Linie gezeigten geschmiedeten Zustand verformt worden, und zwar um einen Durchmesserabstand, der dem doppelten Betrag der gezeigten Abmessung d entspricht. Gleichzeitig ist der Winkel ß' von dem ursprünglichen Winkel ρ um den Betrag des Winkels Q vergrößert werden. Die axiale Abmessung A1 ist gegenüber A durch die Abmessung "en erhöht worden. Wenn das Ende 16 oder 17 radial nach innen verformt wird, wird der Dichtungsring 18 zunehmend an dem Rohr 11 zusammengedrückt, bis er sich in festem Eingriff an der äußeren Rohrwand befindet. Der Gesenkschmiedegang wird solange fortgesetzt, bis der Dichtungsring um einen Betrag nsM herausgedrückt wird, wodurch die physische Trennung zwischen dem Inneren der Kupplung und der Außenseite des Rohrs gewährleistet wird. Daduroh greift nur die Innenfläche des Dichtungsrings an dem Rohr an, während die Kupplung keine direkte Berührung mit dem Rohr hat. Jede unbeabsichtigte Ubermässige Zusammenziehung der Kupplung bewirkt ein weiteres Herausdrücken des Dichtungsrings zwischen der Kupplung und den Rohrwänden, so daß die Kupplung weiterhin daran gehindert wird, direkt an dem Rohr anzugreifen oder in sonstiger Weise das Rohr nachteilig zu beeinflussen.The Gresenkschniiedekraft, which is developed by the tool is sufficient to contract around the coupling part to the coupling part of the example shown in Figure 3 assumes the state k in FIG deformation state shown. As shown most clearly in Figure k , the central end portion 20 has been deformed from its original condition shown in dashed lines to the forged condition shown in solid line by a diameter distance equal to twice the amount of the dimension d shown. At the same time, the angle ß 'can be increased from the original angle ρ by the amount of the angle Q. The axial dimension A 1 has been increased from A by the dimension "e n . As the end 16 or 17 is deformed radially inward, the sealing ring 18 is increasingly compressed on the tube 11 until it is firmly engaged with the outer tube wall The die forging process continues until the sealing ring is pushed out by an amount n s M , which ensures the physical separation between the inside of the coupling and the outside of the pipe. Daduroh only attacks the inside surface of the sealing ring on the pipe while The coupling has no direct contact with the pipe Any unintentional excessive contraction of the coupling causes the sealing ring to be pushed out further between the coupling and the pipe walls, so that the coupling is further prevented from directly attacking the pipe or otherwise adversely affecting the pipe to influence.
Typische und annähernde Abmessungen für die oben genannten Bezugszeichen bei einer Rohrgröße von 50,8 mm sind die folgenden:Typical and approximate dimensions for the above-mentioned reference symbols for a tube size of 50.8 mm are the following:
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ο- Bereich von 0,3048 mm fiir max. beschichtetes Rohr und min. Kupplung bis 1,143 hub für min. blankes Bohr und uz.-Kupplung.o- range of 0.3048 mm for max. coated Tube and min.coupling up to 1.143 stroke for min. bare drill and uz. coupling.
R - 2,3368 WB bis 3,3512 mm d - 1,905 mm bis 4,191 s - 0,794 mi bis 3,175 e - 2,54 wi bis 3,048 mm 1 - 25,4 mm I1- 30,15 er«R - 2.3368 WB to 3.3512 mm d - 1.905 mm to 4.191 s - 0.794 mi to 3.175 e - 2.54 wi to 3.048 mm 1 - 25.4 mm I 1 - 30.15 er «
β - 75° - 30° β·- 83° - 60°β - 75 ° - 30 ° β - 83 ° - 60 °
Diese Abmessungen ändern sich natürlich für verschiedene Rohrgrößen und berücksichtigen erwartete Herstellungstoleranzen, die zur Erzeugung eines Handeleproduktes erforderlich sind.These dimensions will of course change for different pipe sizes and take into account expected ones Manufacturing tolerances that are required to produce a commercial product.
^ forderlichen Zuverlässigkeit zu erzielen, ist es unwesentlieh, daß die Kupplung und das Rohr innerhalb bestimmter kritischer Grenzen relativer Knickfestigkeiten ausgewählt werden. Während die Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise zur Verbindung von Metallrohrabschnitten dienen soll, kann die Kupplung auch zur Verbindung von Rohren aus plastischem Kunststoff oder sonstigen synthetischen Stoffen verwendet werden. Das Rohr sollte natürlich eine ausreichende Knickfestigkeit aufweisen, um den entsprechenden Druok des Dichtungsringes auszuhalten, der seinersei<~ts höher sein sollte, als der Leitungsdruok der geplanten Rohrleitung. Das Verhältnis des Druckes des Dichtungsringes zu dem Leitungsdruok sollt· zweokmässigerweise mindestens 2:1 betragen. Ein 50,8 mm-Rohr (Formblatt Nr.40) hält fUr^ To achieve the necessary reliability, it is not essential that the coupling and the tube be within certain critical limits of relative buckling strengths can be selected. While the coupling according to the present invention is preferably used to connect metal pipe sections is to serve, the coupling can also be used to connect pipes made of plastic or other synthetic material Substances are used. The pipe should of course have sufficient resistance to buckling to the corresponding To endure the pressure of the sealing ring, which is on its own should be higher than the line pressure of the planned Pipeline. The ratio of the pressure of the sealing ring to the line pressure should be at least two-fold Be 2: 1. A 50.8 mm pipe (Form No. 40) holds for
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gewöhnlich einen Dichtungsringdruck in der Größenordnung von 140 kg/cm aus. Bei dünneren Bohrwänden sind höhere Knickfestigkeiten erwünscht, oder anstatt lessen kann ein Verstärkungsring oder ein anderes ringförmiges Einsatzstück verwendet werden, um die Knickfestigkeit zu erhöhen. Wenn der Herausziehwiderstand unwichtig ist, kann auf die Verstärkung der Knickfestigkeit verzichtet werden.usually a sealing ring pressure on the order of 140 kg / cm. With thinner drilling walls are higher Kink strengths are desirable, or rather a reinforcing ring or other annular insert may be used instead can be used to increase the kink resistance. If the pull-out resistance is not important, you can click on the reinforcement of the buckling strength can be dispensed with.
Zu diesem Zwecke ist es wünschenswert, daß die fertige Verbindung die Festigkeit von Stahl oder schmiedbarem Eisen hat. Geeignet als Kupplungsmaterial ist Stahl mit einer Knickfestigkeit von etwa 1680 kg/cm ,wenngleich es ohne weiteres durchführbar ist, Stoffe zu verwenden, die Knickfestigkeiten in der Größenordnung von 2310 kg/cm oder mehr haben. Es ist jedoch wichtig, daß der Kupplungsstoff einen hohen Grad der Schmiedbarkeit aufweist, die durch die prozentuale Verlängerung ausgedrückt wird, die während Zerreißversuchen einer Versuchsstange stattfindet. Ein bevorzugter Stoff hat bei einer Messlänge von 50,8 mm während des Zerreißversuches bis zum Bruchpunkt eine Verlängerung von ,30 %. Eine Mindestverlängerung von etwa ±5c/c wie bei schmiedbarem Eisen kann ebenso verwendet werden, wie Verlängerungseigenschaften bis 35 %· Die gewünschte Schmiedbarkeit kann dadurch erzielt werden, daß die Kupplung vollständig entspannt oder enthärtet wird, nachdem sie gebildet worden ist. Bei der 50,8 mm-Rohrgröße werden für den Gesenkschmiedevorgang nur etwa 8-10 % der insgesamt verfügbaren 30 % benötigt.For this purpose it is desirable that the finished joint have the strength of steel or malleable iron. A suitable coupling material is steel with a buckling strength of about 1680 kg / cm, although it is easily feasible to use materials which have buckling strengths of the order of magnitude of 2310 kg / cm or more. It is important, however, that the coupling material have a high degree of forgeability, which is expressed by the percentage elongation that occurs during rupture tests on a test bar. With a measuring length of 50.8 mm, a preferred material has an elongation of .30 % during the tear test to the point of break. A minimum elongation of about ± 5 c / c as with malleable iron can also be used, as well as elongation properties up to 35 %. The desired forgeability can be achieved in that the coupling is completely relaxed or softened after it has been formed. With the 50.8 mm pipe size, only about 8-10% of the total available 30% is required for the drop forging process.
Zur Herstellung der Verbindung wird zunächst das Kupplungsteil auf zwei Rohrabschnitten angebracht, die locker in dem Kupplungsteil Aufnahme finden. Danach wird ein geeignetes Schmiedewerkzeug, wie z.B. das oben beschriebene, um ein Ende angeordnet und der radial nach innenTo establish the connection, the coupling part is first attached to two pipe sections, which Find loosely in the coupling part. Then a suitable forging tool, such as the one described above, is arranged around one end and the radially inward
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gerichtete Druck ausgeübt. Wenn unter der Wand 23 ein ausreichendes Austreten des Dichtungsringes erscheint, wird der Schulededruck beendet, woraufhin das entgegengesetzte Ende des Kupplungsteils in entsprechender Weise bearbeitet wird. Das Herausdrücken des Dichtungsringes unter der Wand 23 ist ein sicheres Anzeichen dafür, daß die erforderliche Verformung stattgefunden hat und daß die Verbindung in angemessener und zuverlässiger Weise hergestellt worden ist. Es ist keine weitere Prüfung erforderlich, und eine doppelendige Verbindung kann an einem 50,8 mm-Rohr in etwa 30 bis 45 Sekunden Schmiedezeit pro Ende gebildet werden. Der erforderliche Schmiededruck, der auf die Kupplungsenden ausgeübt werden muß, ändert sich natürlich mit der Rohrgröße, der Materialauswahl usw., um die Einknickung des Rohrs so zu begrenzen, daß sie nicht mehr als etwa 0,4 mm beträgt. Mit den fctnannten Stoffen erfordert ein 19,05 mm-Rohr auf eine axiale Länge von 25,4 mm im allgemeinen einen Druck von etwa 595 kg/cm , während ein 50,8 mm-Rohr etwa 350 - 455 kg/cm erfordert. Die Pumpen- oder Werkzeugdrücke sind dann entsprechend größer.directional pressure exerted. If sufficient leakage of the sealing ring appears under the wall 23, the school pressure is terminated, whereupon the opposite end of the coupling part in a corresponding manner is processed. The pressing out of the sealing ring under the wall 23 is a sure sign that the required deformation has taken place and that the connection is adequate and reliable has been made. No further testing is required, and a double ended connection can be made a 50.8 mm pipe in about 30 to 45 seconds forging time be formed per end. The required forging pressure that must be applied to the coupling ends changes of course with the pipe size, the choice of material, etc., in order to limit the kinking of the pipe so that it is no more than about 0.4 mm. Using the above materials requires a 19.05 mm tube to be an axial length a 25.4 mm tube generally has a pressure of about 595 kg / cm, while a 50.8 mm tube about 350-455 kg / cm requires. The pump or tool pressures are then correspondingly greater.
Durch die obige Beschreibung ist ein neuartiges Kupplungsteil offenbart worden, das die Herstellung einer Rohrverbindung in bequemerer und wirtschaftlicherer Weise und in wesentlich kürzerer Zeit gestattet, als die Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik. Es ist offenkundig, daß selbst kleinere Einsparungen bei großen Installationen erhebliche Summen ausmachen können. Ferner wird auf den hohen Grad der Sicherheit und Zuverlässigkeit hingewiesen, den die Verbindung bei der Herstellung von Verbindungen aufweist, die in der Lage sind, Dichtungsdrücke in der Größenordnung von 105 kg/cm auszuhalten, die für Leitungen von brennbaren Stoffen wie z.B. gasförmigen Brennstoffen erforderlich sind. „ncpTcnThrough the above description, a novel coupling part has been disclosed, which allows the manufacture of a Pipe connection in a more convenient and economical way and in a much shorter time than the devices according to the prior art. It is evident that even small savings in large installations can add up to significant sums of money. Further Attention is drawn to the high level of security and reliability that the connection offers in the manufacture of Has connections that are able to withstand sealing pressures of the order of 105 kg / cm, which for Lines of flammable substances such as gaseous fuels are required. "NcpTcn
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Da in der obigen Ausbildung viele Änderungen vorgenommen werden könnten, und viele verschiedenartige Ausfiihrungsformen vorgesehen werden könnten, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, sollen alle in den Zeichnungen und in der Beschreibung enthaltenen Merkmale nur als veranschaulichend und nicht in begrenzendem Sinne ausgelegt werden.Since many changes could be made in the above training, and many of various kinds Embodiments could be provided without the To leave the scope of the invention, all features contained in the drawings and in the description are intended should be construed as illustrative and not in a limiting sense.
ORi-G!.'JAL !.'JSF=CTED 17/1277ORi-G!. 'JAL!.' JSF = CTED 17/1277
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