DE4212397A1 - Vorrichtung zum dichten Anschrauben eines Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dichten Anschrauben eines Rohres, bestehend aus einem Anschlußkörper, der mit einer ein Endstück des Rohres aufnehmenden Bohrung versehen ist. Diese verkleinert sich konisch von einer dem Rohr zugewandten Stirnseite des Anschlußkörpers aus über ein Bohrungsteilstück. Die Vorrichtung besteht weiterhin aus einer auf den Anschlußkörper aufschraubbaren Gewindekappe nach Art einer Überwurfmutter. Diese ist mit einer Bohrung versehen, die sich zu der dem Anschlußkörper abgewandten Stirnseite hin gleichfalls über ein Bohrungsteilstück konisch verkleinert. Die Vorrichtung besteht schließlich aus einem zwischen dem Anschlußkörper und der Gewindekappe einspannbaren Schneidring, der mit mindestens einer in den Mantel des Rohres ringförmig einpreßbaren Schneidkante versehen ist.

Bei einer derartigen aus der DE 33 41 726 A1 bekannten Vorrichtung ist der Schneidring zur Erhöhung seiner axialen und zur Verringerung seiner radialen Steifigkeit mit gleichmäßig über seinen Außenumfang verteilt angeordneten axial ausgerichteten Rippen versehen. Die Rippen enden in einem Abstand von der kegelstumpfförmigen Stirnseite des Schneidringes, die eine gegen die Gewindekappe gerichtete Druckschulter bildet. Deren Außendurchmesser ist zwangsläufig um die zweifache Rippenhöhe reduziert. Dadurch verbleibt ein Schulterbereich mit einer relativ kleinen Druckfläche, die einer entsprechend hohen spezifischen Flächenpressung ausgesetzt ist. Dies kann dazu führen, daß der schwache Schulterbereich nicht in der Lage ist, die von der Gewindekappe gegen Ende des Schraubvorganges auf die Schneidkanten auszuübende hohe Axialkraft mit möglichst geringem Verlust zu übertragen, um ein optimales Einschneiden der Schneidkanten in den Rohrmantel zu garantieren. Auch die über den Außenumfang des Schneidringes verteilt angeordneten Rippen sind insgesamt zu biegeempfindlich, um bei axialer Belastung des Schneidringes dessen Aufbeulen gänzlich auszuschließen. Durch eine derartige Verformung des Schneidringes geht ein entsprechender Anteil der Kraft und des Anzugweges für das Eindringen der Schneidkanten in den Rohrmantel verloren.

Die Druckfläche des Schulterbereichs ungeachtet der Rippen des Schneidringes zu vergrößern, würde jedoch zu dem Nachteil führen, daß der Schneidring seine in diesem Endbereich angestrebte radiale Verformbarkeit einbüßt und das betreffende Bundende des Schneidringes das Rohr nicht bzw. nicht genügend fest einspannt und infolgedessen das Rohr auch nur unzureichend abgestützt wird. In diesem Fall können Schwingungen des Rohres, die aus Biege- und Lastwechselbeanspruchungen herrühren, nicht aufgefangen werden, sondern übertragen sich bis in den Schneidkantenbereich. Die Folge sind Rohrbrüche in diesem Bereich, welche insbesondere bei dünnwandigen Rohren auftreten, da deren radiales Widerstandsmoment im eingeschnittenen Bereich besonders gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, deren Schneidring sich durch eine hohe axiale Steifigkeit, insbesondere gegen ein Ausbeulen auszeichnet und folglich eine voll wirksame Kraftübertragung zum Einschneiden ermöglicht sowie eine solche Radialsteifigkeit aufweist, die eine gezielte Durchmesserreduzierung im Bereich der Druckschulter erlaubt, damit eine sichere Rohrhalterung auch bei dünnwandigen Rohren gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ausgegangen, welche erfindungsgemäß die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Verstärkung des zylindrischen Mittelbereichs des Schneidringes unter Beibehaltung seiner Rotationssymmetrie auch in diesem Bereich wird dort eine plastische Verformung und insbesondere ein Ausbeulen verhindert, so daß die von der Gewindekappe auf die Druckschulter des Schneidringes ausgeübte Axialkraft verlustfrei bis auf die Schneidkanten übertragen werden kann und damit ein gutes Einschneiden gewährleistet ist.

An den verstärkten zylindrischen Mittelbereich des Schneidringes schließt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung beidseitig je ein durch eine Verkleinerung des Außendurchmessers geschwächter zylindrischer Übergangsbereich an.

Durch diese Ausgestaltung ist der Schneidring an seinen beiden konisch ausgebildeten Randbereichen mit einer je nach der gewählten Wandstärke der Übergangsbereiche definierbaren radialen Elastizität ausgestattet, die einerseits ein gutes kraft- und formschlüssiges Einschneiden mit den Schneidkanten in das Rohr und andererseits eine reib- und formschlüssige Einfassung des Rohres sicherstellt, dem insbesondere bei dünnwandigen Rohren erhebliche Bedeutung zukommt.

Die axiale Kraftübertragung wie auch die gegen Ende des Schraubvorganges angestrebte jeweilige radiale Verformung der Randbereiche des Schneidringes läßt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung optimieren, indem der an den die konische Druckschulter bildenden Randbereich anschließende Übergangsbereich einen größeren Außendurchmesser aufweist als der an den die Schneidkanten anschließenden Randbereich angeschlossene Übergangsbereich.

Um die zum Einschneiden erforderliche radiale Verformbarkeit des mit den Schneidkanten versehenen Randbereichs nicht im gleichen Ausmaß auf den sich anschließenden Übergangsbereich zu erstrecken und dessen Formstabilität soweit erforderlich beizubehalten, geht dieser nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit einem konisch vergrößerten Teilstück bogenförmig in eine Stirnseite des Mittelbereichs über.

Der an dem die Druckschulter bildende Randbereich anschließende Übergangsbereich ist vorzugsweise unmittelbar rechtwinklig an eine Stirnseite des Mittelbereichs angeschlossen, da dieser Übergangsbereich mit seinem Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Mittelbereichs am nächsten kommt und deshalb keiner zusätzlichen Verstärkung bedarf.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich dem insgesamt von derartigen Vorrichtungen geforderten Verhalten Rechnung tragen, unter Anwendung eines definierten Drehmoments eine kontrollierte Schneidringmontage bis zur Fertigmontage bzw. Endmontage zu bewerkstelligen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgebrochen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung in einem Längsschnitt und

Fig. 2 einen Schneidring in einem gegenüber Fig. 1 größeren Maßstab.

Die Vorrichtung besteht aus einem Anschlußkörper 1, der als ein beidseitig mit Außengewinde versehenes Kupplungsstück ausgebildet ist, einer Gewindekappe 2, die als Überwurfmutter auf einem Endstück des Anschlußkörpers 1 aufschraubbar ist, und einem Schneidring 3, der mit der Gewindekappe 2 auf ein Endstück eines in dem Anschlußkörper 1 eingeschobenen Rohres 4 aufgeschoben und zwischen dem Anschlußstück 1 und der Gewindekappe 2 verspannbar ist.

Wie der in Fig. 2 gegenüber dem in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellte Schneidring 3 verdeutlicht, weist dieser zwei konische Randbereiche 5 und 6 auf.

Der Randbereich 5, dessen Konizität der eines konischen Bohrungsteilstückes 7 in der Gewindekappe 2 entspricht, bildet eine Druckschulter, über welche die axiale Spannkraft von der Gewindekappe 2 aus in den Schneidring 3 eingeleitet wird.

Der Randbereich 6, dessen Konizität sich mit fortschreitender Verpressung des Schneidringes 3 der Konizität des Bohrungsteilstückes 8 in dem Anschlußkörper 1 durch Kontraktion zunehmend anpaßt, ist auf seiner Innenseite mit zwei Schneidkanten 9, 10 versehen, die gegen Ende des Schraubvorganges - wie Fig. 1 zeigt - in das Rohr 4 ringsum eingedrungen sind.

Ein zylindrischer Mittelbereich 11 des Schneidringes 3 ist gegenüber den Randbereichen 5, 6 durch eine Vergrößerung seines Außendurchmessers erheblich verstärkt und widersetzt sich dadurch insbesondere auch einer radialen Verformung, wie sie für die Randbereiche 5, 6 erwünscht ist.

Zwischen dem zylindrischen Mittelstück 11 und den beiden konischen Randbereichen 5, 6 ist jeweils ein Übergangsbereich 13 bzw. 14 vorgesehen.

Der Übergangsbereich 13 zwischen dem konischen Randbereich 5 und dem zylindrischen Mittelbereich 11 ist gleichfalls zylindrisch, jedoch mit einem kleineren Außendurchmesser als der Mittelbereich 11 ausgebildet und schließt an diesen so an, daß der Schneidring 3 dort eine stufenförmige Durchmesserveränderung erhält.

Der Übergangsbereich 14 zwischen dem konischen Randbereich 6 und dem zylindrischen Mittelbereich 11 ist über eine am konischen Randbereich 6 anschließende Teillänge zylindrisch und über eine am Mittelbereich 11 anschließende Teillänge leicht konisch ausgebildet, wobei der Übergangsbereich 14 über einen Bogen 15 an eine Stirnseite des Mittelstücks 11 angeschlossen ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum dichten Anschrauben eines Rohres, bestehend aus

• - einem Anschlußkörper, der mit einer ein Endstück des Rohres aufnehmenden Bohrung versehen ist, die sich von einer dem Rohr zugewandten Stirnseite des Anschlußkörpers aus über ein Bohrungsteilstück konisch verkleinert,
• - einer auf den Anschlußkörper auf schraubbaren Gewindekappe, welche mit einer Bohrung versehen ist, die sich zu der dem Anschlußkörper abgewandten Stirnseite der Gewindekappe hin gleichfalls über ein Bohrungsteilstück konisch verkleinert,
• - und einem zwischen dem Anschlußkörper und der Gewindekappe einspannbaren Schneidring mit konisch ausgebildeten Randbereichen,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß der insgesamt rotationssymmetrisch ausgebildete Schneidring (3) zwischen dem mindestens eine Schneidkante (9, 10) umschließenden, dem Anschlußkörper (1) zugewandten konischen Randbereich (6) und dem eine Druckschulter bildenden, der Gewindekappe (2) zugewandten konischen Randbereich (5) einen durch eine Vergrößerung seines Außendurchmessers erzeugten verstärkten zylindrischen Mittelbereich (11) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring (3) am verstärkten zylindrischen Mittelbereich (11) beidseitig je einen durch eine Verkleinerung des Außendurchmessers geschwächten zylindrischen Übergangsbereich (13 bzw. 14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem die konische Druckschulter bildenden Randbereich (5) anschließenden Übergangsbereich (13) einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Übergangsbereichs (14), der an dem die Schneidkanten (9, 10) einschließenden Randbereich (6) anschließt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem die Schneidkanten (9, 10) einschließende Randbereich (6) anschließende Übergangsbereich (14) mit einem konisch vergrößerten Teilstück bogenförmig in eine Stirnseite des Mittelbereichs (11) übergeht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem die Druckschulter bildenden Randbereich (5) anschließende Übergangsbereich (13) unmittelbar rechtwinklig an eine Stirnseite des Mittelbereichs (11) anschließt.