DE69224029T2

DE69224029T2 - Verbindung zum dichten Anschluss von glatten Rohren an Schraubverbindungsteile

Info

Publication number: DE69224029T2
Application number: DE69224029T
Authority: DE
Inventors: Renza Bosco
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2012-10-07
Also published as: ATE162285T1; EP0536844A1; ES2113405T3; DE69224029D1; EP0536844B1; GR3026476T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder für die axiale und fluiddichte Verbindung von glatten Rohren zu den mit Gewinde versehenen Enden von Koppelelementen, die an Rohren hydraulischer, pneumatischer oder ähnlicher Einrichtungen vorgesehen sind.
Es gibt bekanntlich viele Verbindertypen mit Schraubringen, die für die axiale und fluiddichte Verbindung von glatten Rohren mit mit Gewinde versehenen, aus hydraulischen oder pneumatischen Einrichtungen herausragenden Rohren verwendet werden und die den Zweck haben, zusätzlich zum fluiddichten und luftdichten Abschluß einen mechanischen Eingriff zu gewährleisten, der ausreicht, das Loslösen des glatten Rohres vom Koppelelement zu verhindern.
Eine Art von Verbindern von besonders einfacher Konstruktion besteht aus einer Mutter oder einem Schraubring, einschließlich Ringen oder geformten Teilen einer Muffe aus elastisch-nachgebendem Material, die außen auf einem zu verbindenden glatten Rohr befestigt und dann auf das Gewinde des aus der Einrichtung hervorragenden Rohrs geschraubt werden können.
Das Festziehen der Mutter drückt die Ringe auf dem glatten zu verbindenden Rohr in einer radialen Richtung mit bezug auf das Rohr zusammen, wodurch eine fluiddichte und mechanische Absperrung gewährleistet wird.
Diese Verbinder, die im allgemeinen Ringe mit einer inneren Oberfläche, die in einer bestimmten Richtung gezahnt ist, oder ringförmige Nuten verschiedener Querschnitte aufweisen, haben in der Praxis verschiedene Nachteile, die daraus resultieren, daß die Ringe in der richtigen Weise eingeführt werden müssen, um den Druck ihrer Zähne in der bestimmten Richtung zu erhalten und so das Entkoppeln des verbundenen Rohrs zu verhindern, daß die Abdichtringe leicht während der Befestigung des Verbinders beschädigt werden können, einschließlich z. B. daß eine Torsionskraft auf die Ringe ausgeübt wird, daß für die Vorbereitung des Verbinders Zeitverluste eintreten und vor allem daß es unmöglich ist, die elastischen Ringe nach dem Abnehmen des Verbinders wiederzuverwenden.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden verschiedene Typen von Verbindern einschließlich wiederverwendbaren vorgeschlagen, die aus einem Gebilde von mehreren lösbaren Komponenten bestehen, das eine fluid- und luftdichte Absperrung zusammen mit zufriedenstellendem mechanischem Eingriff für axial verbundene Rohre gewährleistet.
Da diese Verbinder des lösbaren und wiederverwendbaren Typs aus einer Anzahl getrennter Komponenten bestehen, die mit einem Schraubring verbunden werden müssen, erfordern sie ziemlich komplizierte Befestigungs- und Demontagetätigkeiten.
Die wiederverwendbaren Verbinder bestehen üblicherweise in der Tat aus einem Ring, der über nur einen Teil seiner Länge mit Gewinde versehen ist, während ein Gummi oder eine ähnliche Muffe, die gegebenenfalls axial verstärkt ist und an ihrer oberen Kante mit einer geneigten Fläche versehen ist, in gewissen Fällen zwischen das besagte Gewinde und einen an seinem gegenüberliegenden Ende vorgesehenen abnehmbaren Kragen eingesetzt wird, wobei diese Muffe zwischen dem Kragen und dem Ende des zu verbindenden glatten Rohrs während des Festziehens des Rings zusammengepreßt wird, so daß sich die Muffe radial erweitert und dadurch sowohl eine fluiddichte als auch eine mechanische Absperrung gewährleistet.
In anderen Fällen ist der obere Teil des abnehmbaren Kragens abgeschrägt, um eine geneigte Fläche zu bilden, die mit einem kleinen Rohr oder einem Dorn eingreift, der axial zu dem zu verbindenden glatten Rohr angeordnet und innen mit kreisförmigen Nuten und axialen Einschnitten versehen ist, die ihn deformierbar machen, so daß wenn der Ring aufgeschraubt wird, der mit ihm verbundene Kragen die Gummimuffe zusammendrückt und bewirkt, daß sie sich radial verbreitert als ein Resultat des Verschiebens des Dorns. Dieses Verschieben des Dorns bewirkt, daß durch das Zusammenwirken der miteinander eingreifenden schrägen Flächen des Kragens des Rings und des radial deformierbaren Dorns das glatte Rohr fest mit dem Verbinder verbunden wird.
Zusätzlich zu der Komplexität ihrer Konstruktion haben diese bekannten abnehmbaren und wiederverwendbaren Verbinder in der Praxis jedoch verschiedene Nachteile, z. B. die Notwendigkeit, den Kragen vom Ende des Rings zu entfernen, um die Gummiabdichtungsmuffe erforderlichenfalls abziehen und wieder einsetzen zu können; die Notwendigkeit, am Ende des deformierbaren Dorns einen Sprengkragen vorzusehen, um den Ring während des Festschraubens dieses Rings außen zu halten; die Schwierigkeit, die Gummiabdichtungsmuffe während der Einführung des zu verbindenden Rohrs in einer genauen koaxialen Position mit dem Ring zu halten, weil zwischen der Muffe und der Innenfläche des Rings ein großer Zwischenraum vorgesehen ist. Der oben beschriebene Stand der Technik ist z.B. in der FR-1 382 489 offenbart.
Das oben bezüglich der zuverlässigeren, derzeit in Gebrauch befindlichen Arten von Verbindern Diskutierte zeigt die Notwendigkeit auf, einen Verbinder für die axiale Verbindung von Rohren mit Koppelelementen zu schaffen, die an anderen Rohren oder hydraulischen oder pneumatischen Einrichtungen angebracht sind, der die Nachteile und Einschränkungen der derzeit bekannten abnehmbaren und wiederverwendbaren Verbinder drastisch reduziert und insbesondere eine hohe mechanische Absperrkraft ermöglicht, die auch unter hohem Druck zusammen mit einer effektiven Fluid-Abdichtung erreichbar ist, wobei eine geringere Anzahl von Komponenten oder in jedem Fall weniger Komponenten als bei den bekannten Verbindern erforderlich sind.
Es besteht auch das Erfordernis, daß die Verbinder in einer einzigen Einheit vormontiert werden sollten, um den Endbenutzer, der vielleicht kein Fachmann ist, von der Notwendigkeit zu befreien, die Demontage- und Montagetätigkeit vorzunehmen, wenn er den Verbinder anbringen will, wodurch die möglichen Irrtümer beim Zusammenbau der verschiedenen Komponenten des Verbinders reduziert werden.
Diese Ergebnisse und Vorteile werden durch einen Verbinder für die fluiddichte Absperrung von glatten Rohren mit Schraubverbindungsteilen gemäß Anspruch 1 erhalten.
Weitere Vorteile des Verbinders gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden näheren Beschreibung eines ihrer praktischen Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit dem zur Veranschaulichung beiliegenden Zeichnungsblatt, in dem zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht des Verbinders von außen und einen Teil-Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Verbinder, dargestellt in der Absperrposition;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Details des Abdichtungsmuffenkörpers;
Fig. 3 den radial zusammendrückbaren oder deformierbaren Dorn.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, besteht der fragliche Verbinder aus einem im wesentlichen zylindrischen Ring 1, mit den üblichen äußeren Flächen 1a für den Eingriff mit einem Schraubenschlüssel, in welchem Ring ein Gewinde 2 über nur einen Teil der Länge des Rings angebracht ist; das Gewinde 2 kann auf das Gewinde 3 eines Verbindungsrohrs 4 einer hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung oder eines Versorgungsrohrs für unter Druck stehende Fluide aufgeschraubt werden.
Am Ende des Rings, das dem Ende mit dem Gewinde gegenüberliegt, ist eine Verkleinerung des Durchmessers vorgesehen, die einen Kragen 5 mit einer frustrokonischen Innenkante bildet.
Das glatte Rohr 6, das durch den Ring 1 mit dem mit einem Gewinde versehenen Koppelelement 4 verbunden werden soll, wird durch den Kragen 5 eingeführt, und ein Dorn 7 wird koaxial zwischen dem Rohr 6 und der inneren konischen Oberfläche des Kragens 5 eingeführt. Dieser Dorn besteht aus einem rohrförmigen Abschnitt 7a, der innen mit kreisförmigen Nuten 7b (Fig. 3) und mit einem Längseinschnitt 7e versehen ist, und hat eine glockenförmige Erweiterung mit einer frustrokonischen äußeren Oberfläche 7c mit einem Öffnungswinkel in bezug auf die Längsachse X-X des Rings, der ziemlich klein ist und vorzugsweise etwa 30º - 35º beträgt (Fig. 1 bis 3). Zusätzlich ist die Basis der frustrokonischen Glockenform 7c über einen ringförmigen Bereich ihrer eigenen Basis mit einer innen konischen Oberfläche 7d mit einem Öffnungswinkel von etwa 35º in bezug auf die Achse des Rings (Fig. 1 und 2) ausgebildet. Zwischen der konischen Basis 7d des Dorns 7 und dem Ende 4a des Koppelelements 4 ist ein Abdichtungsmuffenkörper 8 (Fig. 2) aus einem Elastomermaterial wie Gummi oder dergleichen eingeführt, der so geformt ist, daß er aufweist eine ringförmige Erweiterung 8a an einem Punkt in der Nähe einer seiner Enden, einen zylindrischen Bereich 8b, der koaxial zwischen das Rohr 6 und das Rohr 4 (Fig. 1) eingeführt bleiben soll, und zwei frustrokonische Oberflächen 8c und 8d für die Verbindung zwischen der ringförmigen Erweiterung 8a und dem rohrförmigen Körper 8b. Die konische Oberfläche 8d ist so ausgebildet, daß sie gegen die konische Oberfläche 7d der Basis des Dorns 7 stößt, während die gegenüberliegende Fläche 8c gegen das konische Ende 4a des mit Gewinde versehenen Elements 4 stößt.
Die besondere Form des Abdichtmuffenkörpers 8 ermöglicht es dieser Muffe, fest in dem Ring befestigt und in einer axialen Position mit ihm zu bleiben, selbst wenn der Verbinder sich nicht in der Absperrposition befindet, wodurch das Befestigen der den Verbinder bildenden Einheit auf einem zu verbindenden glatten Rohr 6 erleichtert wird.
Wenn folglich der komplette Verbinder bestehend aus dem Ring, dem radial deformierbaren Dorn und dem Abdichtmuffenkörper auf dem Rohr 6 befestigt wird, bis die geneigte Oberfläche 8c der Erweiterung 8a gegen die ebenfalls geneigte Kante 4a des Koppelelements 4 stößt, werden die Rohre 6 und 4 miteinander verbunden, indem der Ring 1 vollends auf das Gewinde 3 des Rohrs 4 geschraubt wird.
Während des Festschraubens des Rings ermöglicht die konische Oberfläche 7c des Dorns 7 mit einem kleinen Öffnungswinkel, selbst mit einem begrenzten Betrag an axialer Kompression des Muffenkörpers 8, einen hohen radialen Druck auf den Dorn, der als Folge des Einschnitts 7e und der ringförmigen Nuten 7b fest an dem Rohr 6 hängt; gleichzeitig wird der Abdichtungskörper 8 einer völlig freien Deformation zwischen dem Ring, dem Dorn und dem Ende des Rohrs 4 unterworfen, was eine fluiddichte und mechanische Absperrung gewährleistet.
Tatsächlich verschiebt in der Absperrposition der Kragen 5 des Rings den Dorn, der den Abdichtkörper 8 zusammendrückt, der von seiner Erweiterung 8a in einem Hohlraum 1b (Fig. 1) des Rings gehalten ist; gleichzeitig übt der Abdichtkörper 8, der in dem Hohlraum 1b des Rings zusammengedrückt und gehalten wird, axialen Druck auf den Dorn aus, so daß der zylindrische Teil 7a des Dorns nach außerhalb der Kragenkante 5 des Rings 1 gebracht wird und dort bleibt.
Wenn, umgekehrt, der Verbinder demontiert wird, bewirkt das Abschrauben des Rings 1, daß er einer axialen Verschiebung unterworfen wird und den Abdichtkörper 8 mit sich nimmt, der durch die Verbindung 8a-1b an ihm befestigt ist, und der Abdichtkörper drückt seinerseits den Dorn 7 nach außen, der allmählich von dem Druck des Rings, der die geneigte Fläche 7c hochbewegt, frei wird. Dieses Drücken wird durch die kleine Neigung der entsprechenden Kontaktflächen 7c -8d erleichtert.

Claims

1. Verbinder für die fluid-dichte Absperrung einem glatten Rohr (6) zu einem mit einem Gewinde versehenen Koppelelement (4), das die Möglichkeit einer axialen Befestigung bietet, enthaltend einen im wesentlichen zylindrischen Ring (1), der an einem Ende mit einem Gewinde (2) versehen ist, das in das besagte und mit einem Gewinde versehene Koppelelement (4) eingreifen kann, einem Abdichtkörper (8) in Form einer Buchse, der aus einem elastisch-nachgebenden Material besteht und der koaxial innerhalb dieses Rings angeordnet ist, einen röhrenförmigen Dorn (7), der radial deformierbar und gleitfähig auf dem glatten Rohr (6) ist, wobei das jeweilige Ende des Rings (1), das seinem mit einem Gewinde versehenen Ende gegenüberliegt, eine Durchmesserreduzierung aufweist und einen Kragen (5) bildet, der innen so ausgeformt ist, daß er eine konische Oberfläche bildet, wobei dieser Kragen in axialer Verbindung mit einer entsprechenden konischen Oberfläche (7c) des deformierbaren Dorns (7) steht, der so angeordnet ist, daß er auf der Abdichtmuffe (8) aufliegt, wobei die Abdichtmuffe (8) eine externe radiale Erweiterung (8a) aufweist, die fest in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung (1b) untergebracht ist, die sich in dem Ring befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmuffe (8) an einander gegenüberliegenden Seiten der radialen Erweiterung (8a) zwei einander gegenüberliegende Verbindungen aufweist, die konische Oberflächen (8d, 8c) und verschiedene Öffnungswinkel aufweisen, nämlich einen Winkel von ungefähr 30º für die konische Oberfläche (8d), die so ausgebildet ist, daß sie mit einer ähnlichen Konizität (7d) in der Basis des Dorns im Eingriff bleibt, sowie einen Winkel von ungefähr 45º für die konische Oberfläche (8c), die so ausgelegt ist, daß sie mit dem oberen Ende (4a) des mit einem Gewinde versehenen Koppelelements (4) in Verbindung gebracht werden kann, das mit dem Ring (1) gekoppelt ist.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmuffe (8) einen rohrförmigen Abschnitt (8b) aufweist.

3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Oberfläche (7c) auf dem Dorn (7) an einer frustrokonischen Erweiterung vorgesehen ist, die sich an einem Ende eines Abschnitts eines rohrförmigen Körpers (7a) befindet und denjenigen Teil des Dorns bildet, der geführt und auf dem zu verbindenden Rohr (6) gleitend ist, wobei der Öffnungswinkel oder der Winkel der Konizität der Oberfläche (7c) der frustrokonischen Erweiterung auf ungefähr 35º festgelegt wird, was demjenigen Winkel entspricht, der an der konischen Oberfläche des Kragens (5) vorgesehen ist.