Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Anschluss eines zylindrischen Rohres oder Rohrabschnittes an einen Anschlusskörper, wobei der Anschlusskörper eine von einer Stirnfläche ausgehende erste kegelige Bohrung, eine an die kegelige Bohrung anschließende erste zylindrische Bohrung zur Aufnahme des Rohres und eine an die erste zylindrische Bohrung anschließende und im Durchmesser reduzierte zweite zylindrische Bohrung aufweist, mit einer Überwurfmutter, die eine Bohrung für das Rohr oder den Rohrabschnitt aufweist, mit einem Gewinde, mit dem die Überwurfmutter auf ein Gegengewinde des Anschlusskörpers aufschraubbar ist, und mit einer kegeligen Bohrung, die sich zur kegeligen Bohrung des Anschlusskörpers entgegengesetzt verjüngt, mit einem benachbart zum Ende des Rohres oder Rohrabschnittes vorgesehenen rundum nach Außen ausgebuchteten Bereich des Rohres, welcher ausgebuchtete Bereich eine mit der kegeligen Bohrung der Überwurfmutter zusammenwirkende und zu dieser kegeligen Bohrung gegengleich ausgebildete Spannfläche aufweist.
Mit derartigen Verbindungsanordnungen sollen Rohrverschraubungen möglich werden. Dabei soll eine insbesondere metallische Rohrleitung an einen eine Aufnahmeöffnung für die Rohrleitung aufweisenden Anschlussstutzen angeschlossen werden. Die Rohrleitung hat benachbart zu ihrem Ende einen rundum nach außen ausgebuchteten Bereich. Sie ist hier also umgeformt, im Regelfall gestaucht.
Eine mit dem Anschlussstutzen verschraubbare Überwurfmutter lässt sich beim Anschließen dieses umgeformten Rohrleitungsendes drehen und übt somit eine Axialbewegung auf diesen ausgebuchteten Bereich aus, der sich zwischen der Überwurfmutter und dem Anschlussstutzen befindet. Eine in der Überwurfmutter befindliche kegelförmige Bohrung, die gegengleich zu einer Spannfläche des ausgebuchteten Bereiches ausgebildet ist, sorgt dann dafür, dass der ausgebuchtete Bereich auf den Anschlussstutzen gezogen wird und er in verschraubter Form dort festgehalten wird.
Eine derartige Konzeption ist beispielsweise aus der
Aus der
Problematisch ist, dass entweder starke Eingriffe in den Innendurchmesser des Rohrendes vorgenommen werden müssen oder das Ungenauigkeiten bei der Montage und/oder ungünstige Kraftflüsse bei dem Zusammenfügen der einzelnen Elemente auftreten können.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Verbindungsanordnung zum Anschluss zylindrischer Rohre oder Rohrabschnitte an einen Anschlusskörper vorzuschlagen, die einen günstigeren Kraftfluss während des Montagevorganges ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Verbindungsanordnung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch das Vorsehen eines Zwischenringes mit genau den definierten Eigenschaften wird es möglich, die einzelnen Funktionen voneinander zu trennen, die von der Verbindungsanordnung letztlich gewährleistet werden müssen. Dies betrifft insbesondere die Abdichtungsfunktion, die völlig von dem eigentlichen Verbindungsvorgang getrennt werden kann, in dem die Bauelemente separate Eigenschaften zugewiesen bekommen.
Anders als in der
Der Zwischenring ermöglicht neben einer Trennung der verschiedenen Funktionen der Verbindungsanordnung auch eine Anschlagbegrenzung des Rohres. Im Stand der Technik war nicht genau definiert, bis wohin das untere Ende des Rohres bei dem Anschluss an den Anschlussstutzen vordringen kann. Gegebenenfalls war die innere Stirnfläche des Anschlussstutzens zugleich die Anschlagbegrenzung, was zu Übermontagen führen konnte.
Erfindungsgemäß führt der Zwischenring jedoch dazu, dass bewusst ein klein gehaltenes Spiel zwischen dieser Stirnfläche und dem unteren Ende des Rohres angestrebt werden kann, was auch zum Ausgleich von Fertigungstolleranzen bei der Herstellung des ausgebuchteten Bereiches genutzt werden kann.
Außerdem ist es möglich, in einer bevorzugten Ausführungsform eine Weichdichtung in die Verbindungsanordnung zu integrieren und diese Weichdichtung von dem Zwischenring tragen zu lassen. Diese Weichdichtung kann dabei räumlich von dem ausgebuchteten Bereich ebenfalls getrennt werden.
Von besonderem Vorteil ist es außerdem, dass die Verbindungsanordnung so ausgestaltet ist, dass der rundum nach außen ausgebuchtete Bereich des Rohres auf seiner der kegeligen Bohrung der Überwurfmutter abgewandten Seite eine Auflagefläche aufweist, dass der Zwischenring eine Aufstützfläche für diese Auflagefläche aufweist, und dass die Auflagefläche und die Aufstützfläche gegengleich ausgebildet sind.
Dabei ist die Auflagefläche so ausgebildet, dass ihre Steigung zwischen 10° und 15°, insbesondere 11° relativ zur Senkrechten zur achsparallelen Wandung des Rohres beträgt, wobei diese Steigung in Richtung zur Rohrachse nach oben gerichtet ist, also ein Hinterschnitt hinter dem ausgebuchteten Bereich des Rohres entsteht.
Auf diese Weise wird es möglich, eine verbesserte Verteilung und Wirkrichtung der auftretenden Kräfte zu erzielen.
Idealerweise würde die Kraft, die auf das Rohr wirkt, senkrecht auf der Spannfläche der Überwurfmutter stehen. Bei herkömmlichen Verschraubungen steht jedoch die Kraft üblicherweise in einem 45° Winkel auf diese Fläche. Es ist jedoch eine Reduzierung dieses Winkels auf 30 bis 35° möglich, wodurch die radiale Komponente der Kraft reduziert wird.
Der Winkel in einer Größenordnung von 10 bis 15° ist deshalb gewählt, weil sich noch größere Winkel nur mit erheblichem mechanischen Aufwand realisieren lassen und der nun bevorzugte Winkel einen besonders geschickten Kompromiss zwischen den technisch angestrebten und den machbaren Winkeln darstellt.
Die Winkel ermöglichen einen relativ homogenen Kraftfluss.
Eine Übermontage des Systems wird durch die bevorzugte Anordnung des Zwischenrings zuverlässig vermieden. Dem Bediener wird darüber hinaus ein eindeutiges Signal vermittelt, wenn sich das zu verbindende Rohr über den Zwischenring auf den Anschlussstutzen gesetzt hat und damit eine optimale Verbindung erzielt ist.
Die Veränderung der Innenkontur des Rohres in dem ausgebuchteten Bereich ist minimal. Dadurch wird die Strömung geringstmöglich behindert. Dadurch wird einer Geräuschentwicklung besonders aussichtsreich entgegengetreten.
Die benötigte Kraft für die Rohrumformung ist ebenfalls reduziert, da sich die beschriebene Gestaltung des ausgebuchteten Bereichs mit verhältnismäßig wenig Kraft erzielen lässt.
Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Eine Rohrverschraubung eines Rohres 10 mit einem Anschlusskörper 20 wird in
Dieses Rohr 10 wird in einen Anschlusskörper 20 eingesteckt. Der Anschlusskörper 20 besitzt zu diesem Zweck eine erste zylindrische Bohrung 21, die exakt so bemessen ist, dass das Rohr 10 dort hineingesteckt werden kann. Eine zweite Bohrung 22 ist mit einem kleineren Durchmesser ausgestattet. Diese zweite Bohrung 22 setzt die erste Bohrung in Richtung des inneren des Anschlusskörpers 20 fort. Im inneren des Rohres 10 befindliches Medium kann so in die zweite Bohrung 22 gelangen, um dort weiter gefördert zu werden.
Ferner ist eine Stirnfläche 25 vorgesehen, die die erste Bohrung 21 und die zweite Bohrung 22 voneinander trennt.
Eine weitere Stirnfläche 24 ist als äußere Fläche des Anschlusskörpers 20 vorgesehen; dabei geht die erste, äußere zylindrische Bohrung 21 in eine kegelige Bohrung 23 über, die sich in Richtung der Stirnfläche 24 öffnet.
Außen besitzt der Anschlusskörper 20 noch ein Gewinde 28, das zum Verschrauben mit einem Gegengewinde 38 ausgerüstet ist, das noch im Folgenden beschrieben wird.
Auf das Gewinde 28 des Anschlusskörpers 20 kann nämlich eine Überwurfmutter 30 mit diesem Gegengewinde 38 aufgeschraubt werden. Die Überwurfmutter 30 besitzt eine Bohrung 31, durch die das Rohr 10 geführt werden kann. Zwischen der Bohrung 31 und dem Gewinde 38 ist noch ein Abschnitt vorgesehen, bei dem sich die Bohrung durch die Überwurfmutter 30 als kegelige Bohrung 33 in Richtung auf den Anschlusskörper 20 zu erweitert.
Das Rohr 10 besitzt in diesem Bereich benachbart zu seinem Ende einen rundum nach außen ausgebuchteten Bereich 11. Dieser ausgebuchtete Bereich 11 wird durch ein Stauchen des Rohres erzielt. Der Innendurchmesser des Rohres 10 kann im Bereich 11 etwas erweitert sein, wie dies in der Darstellung in
Die Ausbuchtung besitzt auf ihrer oberen, vorn dem Anschlusskörper 20 abgewandten Seite einen zu der kegeligen Bohrung 33 der Überwurfmutter 30 passende und zu dieser gegengleich ausgebildete Spannfläche 12. Auch diese Spannfläche 12 ist demzufolge konisch ausgebildet und erweitert sich nach unten in Richtung des Anschlusskörpers 20.
Von der unteren Seite des Rohres 10 her betrachtet ist der rundum nach außen ausgebuchtete Bereich 11 zunächst mit einer in erster Näherung horizontalen Fläche, nämlich einer Auflagefläche 13, ausgerüstet, die noch weiter unten näher beschrieben wird. Diese Auflagefläche 13 geht dann in eine konische Abstützfläche 14 über.
Zwischen dem rundum nach außen ausgebuchteten Bereich 11 des Rohres 10 oder des Rohrabschnittes und dem Anschlusskörper 20 ist ein Zwischenring 50 angeordnet. Auch dieser Zwischenring 50 besitzt eine Bohrung 51 für das Rohr 10 und umgibt dieses Rohr 10. Der Zwischenring 50 kann auch als Adapterelement oder als Haltering bezeichnet werden.
Dieser Zwischenring 50 besitzt eine umlaufende Stützfläche 52, mit der er auf der Stirnfläche 24 des Anschlusskörpers 20 aufliegt.
Außerdem besitzt der Zwischenring 50 angrenzend an die Bohrung 51 eine kegelförmige Bohrung 53. In dieser kegelförmigen Bohrung 53 sitzt der ausgebuchtete Bereich 11 mit seiner Auflagefläche 13 auf dem Zwischenring 50.
Die kegelige Bohrung 53 grenzt ihrerseits an und geht über in eine weitere kegelige Bohrung 53 des Zwischenrings 50, die der konischen Fläche 14 des ausgebuchteten Bereiches gegengleich gegenüberliegt.
Der Zwischenring 50 trägt außerdem ein Weichdichtungselement 60. Dieses Weichdichtungselement 60 befindet sich zwischen der äußeren Wandung des Rohres 10, der kegeligen Bohrung 23 des Anschlusskörpers 20 und einer entsprechenden Trageinrichtung des Zwischenringes 50. Da der Zwischenring 50 ebenfalls an die äußere Wandung des Rohres 10 angrenzt, ist das um das Rohr 10 ebenfalls umlaufende Weichdichtungselement 60 von dem rundum nach außen ausgebuchteten Bereich 11 dauerhaft mechanisch getrennt.
In der
Deutlich zu erkennen ist der rundum nach außen ausgebuchtete Bereich 11. Dieser Bereich 11 ist nach oben durch eine kegelförmige Spannfläche 12 begrenzt. Die Fläche dieser kegelförmigen Spannfläche 12 schließt mit der vertikalen achsparallelen Wandung des Rohres 10 einen Winkel von ungefähr 45° ein, wie in der
Der rundum nach außen ausgebuchtete Bereich 11 des Rohres 10 ist nochmals vergrößert als Einzelheit B in der
Neben der Spannfläche 12 kann man dabei auch erkennen, dass die Unterseite des rundum nach außen ausgebuchteten Bereiches 11 von einer Auflagefläche 13 eingenommen wird. Diese Auflagefläche 13 verläuft ungefähr, bevorzugt jedoch nicht exakt senkrecht zu der achsparallelen Wandung des Rohres 10. Bei genauer Betrachtung schließt sie mit dieser senkrechten einen Winkel von 10 bis 15°, in der bevorzugten dargestellten Ausführungsform von 11° ein. Dabei ist diese Auflagefläche 13 insgesamt wiederum konisch ausgebildet, wobei die Konizität in der gleichen Orientierung, wie die kegelförmige Spannfläche 12 ausgerichtet ist, jedoch wie erwähnt einen anderen Konuswinkel besitzt.
Dabei ist in allen Fällen jeweils darauf geachtet, dass die Konusflächen in die benachbarten Flächen abgerundet übergehen und keine spitzen Kanten vorgesehen sind.
Zwischen den beiden konusförmigen und die gleiche Orientierung besitzenden Flächen 12 und 13 ist eine ebenfalls rundum laufende und konische Fläche 14 vorgesehen.
Neben dem Winkel A von 11°, den die Auflagefläche 13 mit der Horizontalen einschließt, ist noch ein Winkel B von 30° dargestellt. Der Winkel B gibt den Kraftverlauf wieder, bei dem 30°eine Differenzkomponente darstellt.
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