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Rohrverbindung oder Rohranschlüß Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung
oder einen Rohranschluß unter Verwendung von nach dem Keilprinzip gegeneinanderwirkenden
Dichtungsflächen, gegebenenfalls unter Zwischenfügung von besonderen Dichtungsringen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Dichtungsflächen einen Winkel miteinander
bilden, dessen Scheitelpunkt in-oder knapp oberhalb der Oberfläche des zu dichtenden
-Rohres liegt. Es ist sehr vorteilhaft, den von den beiden Diehtungsflächen eingeschlossenen
Winkel relativ groß zu wählen, und zwar vornehmlich zwischen-a5 und 45'.
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Das bei der Herstellung der Dichtung axial zu verschiebende oder sich
gleichzeitig hierbei drehende Dichtungselement füllt im Bereich des Scheitelpunktes
unter der Anziehdruckwirkung ` durch Fließen des Materials den Luftspalt zwischen
dem Rohr und der Ummantelung aus. Auf diese Weise wird- eine äußerst sicher wirkende-Dichtung
erzielt, ohne daß eine Einschnürung oder sonstige Verformung des zu dichtenden Rohres
erforderlich ist. Hierbei ist es aber vorteilhaft, die Konstruktion so zu wählen,
daß wenigstens eine der der Dichtung dienenden Keilflächen einen Anschlag, beispielsweise
in Form -einer Ringstufe, besitzt, :der ein weiteres Fließen unterbindet -sowie
eine Rohrverformung verhindert und der bewirkt, :d@aß: die bei-erwünschter oder
auch ungewollter weiterer Anziehung der miteinander zu verbindenden Teile auftretenden
Druckkräfte -von den Anschlagflächen im Sinne der Erh6hung des zwischen diesen gebildeten
Flächendruckes bei gleichzeitiger Verbesserung der Dichtungswirkung aufgenommen
werden.
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Bei Anwendung eines besonderen Dichtungsringes ist dieser zweckmäßig
beiderseits gleichartig auszubilden, so daß beim Anpressen der Dichtungsflächen
zwei
Keilpartien ins Fließen kommen. Der Dichtungsringkann mit einem der Gegenstücke,
sei es dem Rohrverb.indermittelstück bzw. Geräteanschlußstück oder der Ü.berwurfmutter,
zu einem gemeinsamen Ganzen vereinigt werden. Es kann auch das Rohrverbindungsm@ittelstück
mit dem Geräte- oder Apparateanschluß zu einem gemeinsamen Teil vereinigt sein.
Das Rohrver!bindermittelstück bzw. der App.ar.ateanschlußteil kann hierbei Innengewinde
und die zugehörige -Mutter Außengewinde besitzen. Der Rohrverbinder kann auch an
Stelle des zweiten Rohranschlusses direkt mit dem Apparateteil verschraubt oder
verbunden sein.
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Die Erfindung vermeidet das bei den bekannten Rohrverbindungen und
Leitungsanschlüssen eintretende starke Einschnüren bzw. das kerbartige . Einschneiden
bei Rohren aller Art, insbesondere bei dünnwandigen Rohren, mit allen ihren bekannten
Nachteilen,. Die erfindungsgemäßen Röhrverbnndungen undI-eitüngsanschlwsseermöglichen
zufolge ihrer geringeren Ausmaße erhebliche Material- und Lohnersparnisse, wodurch
die Herstellungskosten gesenkt werden können. Ferner sind diese Verbindungen, und
Anschlüsse wegen der geringeren Baumaße im Apparatebau konstruktiv leichter anwendbar.
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Die Erfindung erreicht eine vollkommene Dichtung dadurch, daß die
Dichtungselemente, vornehmlich ein Dichtungsring, der zweckmäßigerweise doppelseitig
gleichartig ausgebildet ist, durch Schubkräfte, :die infolge der beim Anziehen der
Verschraubung wirksam werden, sowohl in axialer als auchin radialer Richtung bzw.
durch die entsprechenden Kraftkomponentengeringfügig verformt werden. Diese Schubkräfte
werden durch die Art,des Rohrverbinders so gelenkt, daß zunächst eine elastische
Verformung an der Berührung zwischen Rohr, Dichtungsring und Rohrverbindungsmittelstück
eintritt und daß bei weiterem Einwirken der Schubkräfte die elastische Verformung
in eire Fließen des Materials übergeht, so daß der Luftspalt zwischen Rohr, Dichtungsring
und Rohrverbindungamittelstück durch das räumlich verdrängte Material abgedichtet
wird. Durch das Fließen des Materials werden die Materialporen und -rillen so vollkommen
*ausgefüllt, daß die Rohre auch .gegen hohe Drücke dicht bleiben.
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Das Fließen des Materials wird dadurch ermöglicht; daß die Schubkräfte
beim Anziehender Verschraubung auf einer ringförmigen Abidichtschneide eine sehr
hohespezifische Flächenpressung entstehen lassen. Diese höhe spezifische Flächenpressung
wird durch geeignete Formgebung (Winkel zwischen den Dichtungsflächen) .der Dichtungselemente
(vornehmlf ch Dichtungszwisghenring) -und des Rohrverbindermittelstückes erreicht.
Der Abdichtvorgang erfolgt erfindungsgemäß auch dann, wenn der Dichtungsring mit
dem Verbindermittelstück oder mit -der Mutter zu einem gemeinsamen Stück vereinigt
sind.
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Da die erforderliche Abdichtung bereits bei geringem Anziehen der
.Verschraubung erreicht ist, wird erfindungsgemäß bei stärkerem Anziehen die überschüssige
Kraft dadurch vernichtet, daßdiese weiteren Schubkräfte von anderen Flächen der
Dichtungselemente aufgenommen werden. Zu diesem Zweck ist die Ringstufe, vorgesehen.
Hierdurch wird gleichzeitig verhindert, daß bei zu starkem Anpressen eine Verformung
des zu dichtenden Rohres erfolgt. Dies ist besonders bei dünnwandigen Rohren wichtig.
Hierdurch wird weiterhin erreicht, daß sich die Rohre bei Temperaturschwankungen
ausdehnen oder zusammen-ziehen können, ohne daß die Rohre an. der Verbindungsstelle
undicht werden, weil bei der Längsverschiebung-die hohe spezifische Flächenpressung
erhalten bleibt: Das: eliastische Material wird zwar aus denn Poren und Materialvertiefungen
heraus:gedrängt, füllt dann aber die Nachbarunebenheiten im Rohr sofort wieder aus.
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Hierdurch entsteht der weitere Vorteil, daß man starre Rohrzwischenstücke
aus einer Leitung einfach seitlich herausnehmen kann. Man lockert zweckmäßigerweise
etwas die beiden Müttern. jedes der beiden, Rohrverbinder, um die Vorspannung -der
hohen spezifischen Flächenpressung aufzuheben. Durch leichtes seitliches Schlagen
an der vorderen Mutter wird. dann der ganze Rohrverbinder seitlich so weit verschoben,
bis das herauszunehmende Rohrstück frei liegt. Beim: Einsetzen des neuen Zwischenr
ohre@s kann -man die betreffenden Dichtungsringe durch neue ersetzen, um wieder
die volle Vorspannung für die hohe spezifische Flächenpressung, also ohne stärkeres
Anziehen :der Verschraubung, zu erreichen.
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Um die erfindungsgemäßen Rohrverbinder auch bei stark verrosteten
Rohren mit tiefen und .großen Poren verwenden zu können, wird der Dichtring zweckmäßgerwe@ise
doppelseitig gleichartig ausgebildet. Sollte durch die elastische Verformung nebst
Fließen des Materials eine große und. tiefe Pore an der Dichtungsstelle nicht voll
ausgefüllt werten, so wird durch die gleichartig wirkende Abdichtschneide zwischen
Rohr, Dichtungsring und Mutter die Abdichtung ,erreicht.
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Die Zeichnung zeigt einige Beispiele für die Anwendung der Erfindung
bei Rohranschlüssen an Apparate- und Geräteteilen und bei Einschraubung der Rohrverbyinder
im Sinne von Rohranschlüssen direkt in den Apparateteil. In der Zeichnung bedeutet
Abb. r einen Schnitt durch ein vollständiges Rohrverbindungsstück, Abb. 2 einen
Ausschnitt gemäß Abb. r in vergrößerter Darstellung; Abb. 3 einen Schnitt gemäß
Abb: 2 nach erfolgter Zusammenpressung des Dichtungsringes, woraus ersichtlich ist,
welcher Materialanteil :durch die elastische Verformung und das Fließen des Materials
in den Luftspalt zwischen Rohr, Dichtring und Rohrverbi.ndermittelstück eindringt,
Abb. 4 einen Schnitt gemäß Abb: 2 bei Wahl einer anderen Formdes Dichtringes, wäbei
die Überschüssige Schubkraft durch eine konische Fläche aufgenommen wird, Abli.
5 einen Schnitt gemäß Abb. 2, wobei für die überschüssige Schubkraft eine andere
Form der Auffangfläche vorgesehen ist,
Abb. 6 einen Schnitt gemäß
Abb. i, wobei ein anderer Neigungswinkel- zur Erreichung der hohen spezifischen
Flächenpressung gewählt ist, Abb. 7 und 8 Schnitte durch einen Rohrverbinder, wobei
Dichtring und Verbindermittelstuck zu einem Stück vereinigt sind, Abb. 9 einen Schnitt
entsprechend Abb. 7 oder 8, wobei der Dichrtri.ng und die Mutter eine körperliche
Einheit bilden, Abb. io einen Schnitt gemäß Abb. i, wobei der Rohrverbinder seitlich
verschoben isst, um ein Rohrzwi-schenstück seitlich herausnehmen zu können, Abb.
i i einten Schnitt gemäß Abb. i, wobei aber der Rohrverbinder mit Innengewinde versehen
ist, Abb. i2, 13 und 14 Schnitte durch Rohranschlüsse an Apparate- und Geräteteilen
in verschiedenen Ausführungsformen.
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Gemäß Abb. i und 2 werden zum Abdichten die Muttern ja und, ib auf
dem Mittelstück 3 angezogen, wobei sich die Dichtringe 2a und 2b gegen: (das Mittelstück
3 und die Mutbern ja und. ib legen.
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Entsprechend Abb. 3 werden,durch d=as Anziehen der Mutter ib die beiden
ringförmigen Dichtungsschneiden 4 und 5 mit den Gegenstücken in enge Berührung gebracht,
wobei eine hohe spezifische Flächenpressung entste=ht, d=ie eine zunächst elastische
Verformung und dann ein Fließen des Materials bewirkt. Die schwarz gekennzeichneten
ringförmigen Materialdreiecke 4 und 5 sind in die Luftspalte zwischen Rohr
b, Dichtring 2b und Mittelstück 3 bzw. zwischen Rohr b, Dichtring 2b und
Mutter ib getreten. Bei noch stärkerem Anziehen der Mutter ib wind die hierbei entstehende
überschüssige Schubkraft durch die Kanten 6 und 7 (Ringstufen) aufgenommen, so daß
ein Verquetschen des Dichtringes ab verhindert und damit das bekannte Einschnüren
des Rohres b, auch bei dünnwandigen Rohren, unterbunden wird.
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Vorzugsweise bei größeren Rohrdurchmessern wird die überschüssige
Schubkraft an Stelle der Auffangkanten 6 und 7 (Abt. 3) gemäß Abb. 4 durch Auffangkonen
8 und. 9 aufgenommen. In Abb. 5 sind an Stelle der konischen. Auffangflächen 8 und
9- stirnförmige Auffangflächen io und i i gewählt.
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Die Auffangkanten 6 und 7 haben gegenüber den. anderen Auffangflächen
8 und 9 oder io und i i den Vorteil, daß der Übergang von der elastischen Verformung
und dem nachfolgenden Fließen des Materials bis zu dem Auffangen der überschüssigen
Schubkräfte nicht ruckartig vor sich geht, sonldern allmählich stattfindet.
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Abb. 6 veranschaulicht anders gewählte Berührungswinkel, um die hohe
spezifische Flächenpressung zu erreichen.
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Die Abb. 7 und 8 stellen. die Vereinigung des Dichtungsringes 2,11
mit dem Mittelstück 3 zu einem einzigen Teil dar, die Abb. 9 die Vereinigung des
Dichtungsringes. 2b mitder Mutter ib.
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Das Herausnehmen bzw. Auswechseln. starrer Rohrstücke aus einer Leitung
ist aus Abb. io ersichtlich. Nachdem die Mutter ib ganz abgeschraubt ist, schiebt
man, das Mittelstück 3 durch leichte Schläge gegen die Stirnwand oder gegen den
Sechskant i2 des Mittelstückes 3 so weit nach, links, bis d=as Ende des herauszunehmenden
Rohreis b frei liegt. Diese seitliche Verschiebung kann auch dadurch durchgeführt
werden, daß diebeiden Mutbern ja und ib etwas gelockert und d=ann der komplette
Rohrverbinder durch seitliche Schläge beiseite geschoben wird. Nach dem Einfügendes
neuen Rohrzwischenstückes wird der Rohrverbinder wieder in seine frühere Lage zurückgeschlagen,
und die beiden Muttern ja und ib werden angezogen.
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Abb. i i veranschaulicht einen Rohrverbinder mit Innengewinde am Mittelstück
3, wobei verschiedene Arten, der Abdichtung dargestellt sind.
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Die Abb. 12" 13 und 14 zeugen Rohranschlüsse an Apparate- und Geräteteilen
13, und zwar sowohl mit Außen- als auch mit Innengewinden, wobei diese Apparateteile
13 das Rohrverbindungsmittelstück 3 ersetzen.
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Die Erfindung erstreckt sich naturgemäß .auch auf Rohre, .deren. Enden
verstärkt oder verjüngt sind, beispielsweise durch Muffen., Flansche, Absätze od.
dgl.