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Patent Searching and Data


Title:
HIGH PRESSURE-RESISTANT SCREW CONNECTION FOR PIPELINES OR HOSE LINES HAVING A TAPERED THREAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/131049
Kind Code:
A1
Abstract:
A connecting device for pipelines or hose lines with a threaded body and with a pipe-like end piece which can be inserted into a receptacle formed on the threaded body and which can be fitted therein by means of a swivel nut screwed onto the threaded body, wherein the receptacle of the threaded body has the shape of a widening cone and the circumferential surface of the end piece that engages in the receptacle has a conical design, is characterized in that the circumferential surface (12) of the threaded body (10) that bears the external thread (30) has, in the direction of the front end of said surface, an inclined profile directed opposite to the cone of the receptacle (11), and the swivel nut (17) has, with its surface (18) bearing the internal thread (31), a profile complementary thereto, and the external thread (30) and internal thread (31) are designed as tapered threads in such a way that a radial force emanating from the tapered thread with the swivel nut (17) screwed on is directed opposite to the radial force exerted, with the connecting device mounted, by the conical end piece (13) onto the receiving cone (11) formed in the threaded body (10).

Inventors:
SCHIPPERS CARSTEN (DE)
MUELLER THOMAS (DE)
NEISKE OLIVER (DE)
UDHOEFER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/055817
Publication Date:
October 04, 2012
Filing Date:
March 30, 2012
Export Citation:
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Assignee:
PARKER HANNIFIN MFG GERMANY GMBH & CO KG (DE)
SCHIPPERS CARSTEN (DE)
MUELLER THOMAS (DE)
NEISKE OLIVER (DE)
UDHOEFER ANDREAS (DE)
International Classes:
F16L19/028; F16L19/06; F16L19/065
Domestic Patent References:
WO2008057983A12008-05-15
Foreign References:
DE102005054402A12007-05-24
EP2184525A12010-05-12
DK112060B1968-11-04
DD204059A11983-11-16
DE4038539C11992-04-30
Attorney, Agent or Firm:
MÜLLER, Karl-Ernst et al. (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verbindungsvorrichtung für Rohr- oder Schlauchleitungen mit einem eine Bohrung zur Durchleitung eines die Rohr- oder Schlauchleitung durchströmenden Mediums aufweisenden Verschraubungskörper und mit einem in eine am vorderen Ende des Verschraubungskörpers ausgebildete Aufnahme einsteckbaren und darin mittels einer ein auf ein auf dem Außenumfang des Verschraubungskörpers angebrachtes Außengewinde aufschraubbares Innengewinde aufweisenden und zwischen einer Lösestellung und einer Montagestellung verdrehbar angeordneten Überwurfmutter festlegbaren rohrähnlichen Endstück, wobei die Aufnahme des Verschraubungskörpers in Form eines sich erweiternden Konus ausgebildet ist und die in die Aufnahme eingreifende Umfangs- fläche des Endstücks eine dem am Verschraubungskörper ausgebildeten Aufnahmekonus entsprechende, sich zum Ende des Endstücks verengende konische Gestaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die das Außengewinde (30) tragende Umfangsfläche ( 12) des Verschraubungskörpers ( 10) in Richtung ihres vorderen Endes einen zum Konus der Aufnahme ( 1 1 ) entgegengesetzten geneigten Verlauf und die Überwurfmutter ( 17) mit ihrer das Innengewinde (3 1 ) tragenden Fläche ( 18) einen dazu komplementären Verlauf aufweisen und Außengewinde (30) und Innengewinde (3 1 ) als Kegelgewinde ausgebildet sind derart, dass der bei montierter Verbindungsvorrichtung von dem konischen Endstück (13) auf den im Verschraubungskörper ( 1 0) ausgebildeten Aufnahmekonus ( 1 1 ) ausgeübten Radialkraft eine bei aufgeschraubter Überwurfmutter (17) vom Kegelgewinde ausgehende Radialkraft entgegengerichtet ist.

Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelgewinde als Kegelspitzgewinde ausgebildet ist.

Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelgewinde als ein ein Trapezprofil seiner Gewindegänge aufweisendes Gewinde ausgebildet ist.

Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Zahnflanken (25, 26) des Kegelgewindes derart ausgelegt ist, dass bei Erreichen einer durch ein vorgegebenes Anzugsdrehmoment definierten Montagestellung der Überwurfmutter ( 17) auf dem Verschraubungskörper (10) bei der Erstmontage zwischen den in Aufschraubrichtung gelegenen Zahnflanken (25b, 26b) von Außengewinde (30) und Innengewinde (3 1 ) sowie in dem jeweiligen Gewindeganggrund (27) jeweils ein Spalt (28) als Nachziehreserve des Kegelgewindes verbleibt.

Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Zahnflanken (25 , 26) des Kegelgewindes derart ausgelegt ist, dass vor dem Erreichen der durch ein vorgegebenes Anzugsdrehmoment definierten Montagestellung der Überwurfmutter ( 17) auf dem Verschraubungskörper ( 10) die jeweils zusammenwirkenden Zahnflanken (25a, 26a; 25b, 26b) von Außengewinde (30) und Innengewinde (31 ) aneinander anliegen und in dem jeweiligen Gewindeganggrund (27) ein Spalt (28) verbleibt.

6. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das am Verschraubungskörper (10) ausgebildete Außengewinde (30) und das in der Überwurfmutter ( 17) ausgebildete Innengewinde (3 1) jeweils eine voneinander abweichende Gewindesteigung aufweisen.

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung des am Verschraubungskörper ( 10) ausgebildeten Außengewindes (30) größer ausgelegt ist als die Gewindesteigung des in der Überwurfmutter ( 17) ausgebildeten Innengewindes (3 1 ) .

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge des am Verschraubungskörper (10) angebrachten Außengewindes (30) und des in der Überwurfmutter (1 7) ausgebildeten Innengewindes (3 1 ) einen unterschiedlichen Öffnungswinkel ihrer Zahnflanken (25, 26) aufweisen.

9. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (26) der Gewindegänge des in der Überwurfmutter ( 17) ausgebildeten Innengewindes (21) einen größeren Öffnungswinkel aufweisen als die Zahnflanken (25) der Gewindegänge des am Verschraubungskörper ( 10) ausgebildeten Außengewindes (30).

10. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Endmontagezustand der Verbindungsvorrichtung definierte Anzugsdrehmoment derart eingestellt ist, dass der zwischen dem inneren Aufnahmekonus ( 1 1 ) und der äußeren das Außengewinde (30) tragenden Fläche (12) liegende Endabschnitt des Ver- schraubungskörpers ( 10) elastisch nach innen in Richtung auf das in den Aufnahmekonus ( 1 1) eingeschobene Endstück (13) vorgespannt ist.

1 1 . Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das am Verschraubungskörper (10) angebrachte Außengewinde (30) eine größere axiale Länge aufweist als das in der Überwurfmutter (17) ausgebildete Innengewinde (3 1 ).

12. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der den konischen Bereich des Endstücks ( 13) aufnehmenden Innenfläche des Aufnahmekonus ( 1 1 ) des Verschrau- bungskörpers (10) eine Nut (20) mit einer darin angeordneten Dichtung (21 ) ausgebildet ist.

Description:
Hochdruckfeste Verschraubung für Rohr- oder Schlauchleitungen

mit einem Kegelgewinde

B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für Rohr- oder Schlauchleitungen mit einem eine Bohrung zur Durchleitung eines die Rohr- oder Schlauchleitung durchströmenden Mediums aufweisenden Verschraubungs- körper und mit einem in eine am vorderen Ende des Verschraubungskörpers ausgebildete Aufnahme einsteckbaren und darin mittels einer ein auf ein auf dem Außenumfang des Verschraubungskörpers angebrachtes Außengewinde aufschraubbares Innengewinde aufweisenden und zwischen einer Lösestellung und einer Montagestellung verdrehbar angeordneten Überwurfmutter festlegbaren rohrähnlichen Endstück, wobei die Aufnahme des Verschraubungskörpers in Form eines sich erweiternden Konus ausgebildet ist und die in die Aufnahme eingreifende Umfangsfläche des Endstücks eine dem am Verschraubungskörper ausgebildeten Aufnahmekonus entsprechende, sich zum Ende des Endstücks verengende konische Gestalt aufweist. Eine gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist aus der DD 204 059 A I bekannt. Hierbei sind das an dem Verschraubungskörper ausgebildete

Außengewinde und das zugehörige, in der Überwurfmutter ausgebildete Innengewinde jeweils als zylindrische Gewinde ausgebildet, so dass die das Außengewinde tragende Umfangsfläche des Verschraubungskörpers einen zur Längsachse der Verbindungsvorrichtung parallelen Verlauf aufweist. Die das Endstück aufnehmende Aufnahme des Verschraubungskörpers weist die Form eines sich nach außen zum einzusteckenden Endstück hin erweiternden Konus auf, vorzugsweise in der Form eines sogenannten genormten 24°-Konus. Zur Herstellung entsprechender Anlageflächen zwischen Verschraubungskörper und Endstück ist das Endstück in seinem vorderen, in den Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers einzuschiebenden Bereich mit einer dem Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers entsprechenden Konizität ausgebildet.

Mit der bekannten Verbindungsvorrichtung ist der Nachteil verbunden, dass bei der Montage aufgrund des zylindrischen Gewindes die Überwurfmutter zunächst einmal in mehreren Umdrehungen auf den Verschraubungskörper aufgeschraubt werden muss, bevor sie mit einem geeigneten Werkzeug bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments in der Endmontagestellung festgezogen wird. Eine derartige Montage ist umständlich und insbesondere bei in schwer zugänglichen Bereichen anzuordnenden Verbindungsvorrichtungen schwierig durchzuführen. Ein weiterer Nachteil kann darin gesehen werden, dass bei einem zu starken Anziehen der Überwurfmutter das mit einer entsprechenden axialen Kraft in den Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers hineingedrückte Endstück den Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers gegen die zylindrische Anlagefläche der mit einem zylindrischen Innengewinde auf das am Verschraubungskörper ausgebildete zylindrische Außengewinde aufgeschraubten Überwurfmutter aufzuweiten trachtet, so dass es zu entsprechenden Beschädigungen des Verschraubungskörpers bzw. der Überwurfmutter und damit verbundenen Undichtigkeiten der Rohrverbindung kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Verbindungsvorrichtung deren Montage zu vereinfachen und dabei auch die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die das Außengewinde tragende Umfangsfläche des Verschraubungskörpers in Richtung ihres vorderen Endes einen zum Konus der Aufnahme entgegengesetzten geneigten Verlauf und die Überwurfmutter mit ihrer das Innengewinde tragenden Fläche einen dazu komplementären Verlauf aufweisen und Außengewinde und Innengewinde als Kegelgewinde ausgebildet sind derart, dass der bei montierter Verbindungsvorrichtung von dem konischen Endstück auf den im Ver- schraubungskörper ausgebildeten Aufnahmekonus ausgeübten Radialkraft eine bei aufgeschraubter Überwurfmutter vom Kegelgewinde ausgehende Radialkraft entgegengerichtet ist.

Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil einer einfachen Montage insoweit verbunden, als die Überwurfmutter aufgrund des erfindungsgemäß eingesetzten Kegelgewindes zunächst ohne eine Drehbewegung über die ersten Gewindegänge des an dem Verschraubungskörper ausgebildeten Außengewinde geschoben werden kann, wobei die Kegelgeometrie des Gewindes als Zentrierhilfe wirkt. Im Anschluss daran bedarf es nur etwa maximal zwei Umdre hungen, bevor ein Festziehen der Gewindeverbindung erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund des mit dem Einsatz des Kegelgewindes verbundenen Verlaufs der die Gewindegänge tragenden Flächen von Verschraubungskörper und Überwurfmutter in Form eines zum einzuschiebenden Endstück hin sich verengenden Konus die bei der Endmontage der Verbindungsvorrichtung von dem in den Aufnahmekonus des Verschraubungskör- pers eingeschobenen Endstück radial auswärts ausgeübten Kräften entsprechend von der Kegelverschraubung ausgehende radial nach innen gerichtete Reaktionskräfte gegenüberstehen, die zudem mit einer anwachsenden Verbindungskraft des Endstücks im Verschraubungskörper ebenfalls ansteigen. Damit kann eine Aufweitung des Aufnahmekonus am Verschraubungskörper nicht eintreten, so dass die Sicherheit und auch die Dichtigkeit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung verbessert sind.

Soweit zur Ausführung der Erfindung der vordere Endbereich des Endstücks mit einer dem Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers entsprechenden Konizität auszuführen ist, kann dies durch Bördeln oder Drehen des Endstücks eines Rohres oder durch das Aufschweißen oder Anlöten von entsprechende konische Anlageflächen aufweisenden Endstücken an einem Rohr oder deren Anbringung an einem Schlauch oder die Anordnung von entsprechend konische Anlageflächen aufweisenden, im Grundsatz beispielsweise aus der DE 40 38 539 C l bekannten Schneidringen im Inneren der Verbin- dungsverschraubung geschehen.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kegelgewinde als Kegelspitzgewinde ausgebildet ist.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kegelgewinde als ein ein Trapezprofil mit abgeflachten Gewindeflanken aufweisendes Gewinde ausgebildet ist. Ein derartiges Trapezgewinde hat eine größere Steigung und es sind daher im Vergleich mit einem Kegelspitzgewinde noch weniger Umdrehungen bei der Montage notwendig. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Geometrie der Zahnflanken des Kegelgewindes derart ausgelegt ist, dass bei Erreichen einer durch ein vorgegebenes Anzugsdrehmoment definierten Montagestellung der Überwurfmutter auf dem Verschraubungskörper bei der Erstmontage zwischen den in Aufschraubrichtung gelegenen Zahnflanken von Außengewinde und Innengewinde sowie in dem jeweiligen Gewindeganggrund jeweils ein Spalt als Nachziehreserve des Kegelgewindes verbleibt. Hiermit ist zunächst ein Überlastungsschutz gegen eine Übermontage verbunden. Gleichzeitig bildet der bei der Erstmontage verbleibende Spalt eine Nachziehreserve, die benötigt wird, soweit im Rahmen von Wiederholmontagen der Verbindungsvorrichtung zum Ausgleich von Setzerscheinungen und von Toleranzen bei der Fertigung des Gewindes die Überwurfmutter um ein gewisses Maß weiter auf den Verschraubungskörper aufgeschraubt wird. Damit sich die Überwurfmutter bei montierter Verbindungsvorrichtung nicht unbeabsichtigt löst, darf das Losdrehmoment nicht zu klein sein. Sofern nicht eine zusätzliche Sicherung im Wege der Einrichtung einer Selbsthemmung des Kegelgewindes vorgesehen ist, ist der Flankenwinkel des Kegelgewindes so zu wählen, dass mindestens 60° des Anzugsdrehmomentes erforderlich sind, um die Verbindungsvorrichtung durch Drehung der Überwurfmutter entgegen der Anzugsdrehrichtung wieder zu lösen.

Eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindungsvorrichtung wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreicht, dass die Geometrie der Zahnflanken des Kegelgewindes derart ausgelegt ist, dass vor dem Erreichen der durch ein vorgegebenes Anzugsdrehmoment definierten Montagestellung der Überwurfmutter auf dem Verschraubungskörper die jeweils zusammenwirkenden Zahnflanken von Außengewinde und Innengewinde aneinander anliegen und in dem jeweiligen Gewindeganggrund ein Spalt verbleibt. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Kegelgewindes laufen die Zahnflanken von Außengewinde und Innengewinde bereits vor Er- reichen der Montagestellung aufeinander, ohne dass ein Kontakt im Gewindeganggrund hergestellt ist. Aufgrund des Aufeinanderlaufens der Zahnflanken steigt das Drehmoment an, da die Gewindeprofile von Außengewinde und Innengewinde jeweils wie Keile ineinander geschoben werden. Hierdurch kommt es zu einer Selbsthemmung des am Verschraubungsstutzen und Überwurfmutter ausgebildeten Kegelgewindes, jedoch nicht zu einer punktuellen Blockmontage, bei der sich die Gewindemutter auf dem Verschrau- bungskörper nicht weiter verdrehen ließe. Dagegen wird das notwendige Drehmoment zum Lösen der Verbindungsvorrichtung stark erhöht, womit die Selbsthemmung sichergestellt ist.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zur Einrichtung einer Selbsthemmung kann vorgesehen sein, dass das am Verschraubungskörper ausgebildete Außengewinde und das in der Überwurfmutter ausgebildete Innengewinde jeweils eine voneinander abweichende Gewindesteigung aufweisen. Bei einer Auslegung des Kegelgewindes mit leicht differierenden Gewindesteigungen ist der Grad und der KrafWMomentenverlauf der gewünschten Selbsthemmung von Verschraubungskörper zu Gewindemutter variierbar. Wählt man entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine leicht größere Gewindesteigung am Verschraubungskörper im Vergleich zur Überwurfmutter, tritt eine gewindehemmende Keilwirkung nur über den jeweils ersten und letzten Gewindegang ein. Die Größe der Abweichung in der Gewindesteigung beschreibt dabei die Größe der Kontaktflächen und die dadurch eintretende Wirkung der Selbsthemmung. Zudem kann die im Betriebsfall durch den anstehenden Rohrinnendruck bewirkte, auf die Gewindeflanken des Kegelgewindes einwirkende Zugbelastung auf den im Kegelgewinde größeren, hinteren Gewindedurchmesser verlagert werden. Eine wiederum alternative Ausführungsform einer Selbsthemmung des

Kegelgewindes ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge des am Verschraubungskörper angebrachten Außengewindes und des in der Überwurfmutter ausgebildeten

Innengewindes einen unterschiedlichen Öffnungswinkel ihrer Zahnflanken aufweisen. Wählt man beispielsweise gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Zahnflanken der Gewindegänge an der Überwurfmutter einen größeren Öffnungswinkel als im Bereich des Verschraubungskörpers, so bewirkt dies eine Klemmung des auslaufenden Gewindes an dem vorderen Ende des Verschraubungskörpers in der Überwurfmutter, da hier die unterschiedlichen Öffnungswinkel ineinanderstoßen. Die weiteren Gewindegänge im hinteren Verlauf des Gewindes bleiben ohne Berührung.

Eine Selbsthemmung des Kegelgewindes vor Erreichen eines Blockmontage- zustandes kann nach einem Ausführungsbeispiel dadurch verstärkt werden, dass das dem Endmontagezustand der Verbindungsvorrichtung definierte Anzugsdrehmoment derart eingestellt ist, dass der zwischen dem inneren Aufnahmekonus und der äußeren das Außengewinde tragenden Umfangsfläche liegende Endabschnitt des Verschraubungskörpers elastisch nach innen in Richtung auf das in den Aufnahmekonus eingeschobene Endstück vorgespannt ist. Hierbei wird das empfohlene Drehmoment für das Erreichen der Endmontagestellung der Verbindungsvorrichtung so gewählt, dass bei Ineinanderlaufen der unterschiedlichen Öffnungswinkel der Gewindegänge der offene Endabschnitt des Verschraubungskörpers in seinem Durchmesser leicht reduziert, also elastisch nach innen gedrückt wird. Auf seiner Innenseite erfährt der Endabschnitt dabei eine Abstützung durch das in den Aufnahmekonus eingeschobene, ebenfalls konische Ende des Endstücks. Hierdurch wird eine Selbsthemmung in Form eines umlaufenden Keils zwischen dem Endstück und der Überwurfmutter erzeugt, wodurch das Losdrehmoment der Verbindungsvorrichtung erhöht wird. Eine wiederum alternative Ausbildung einer Selbsthemmung bei einem Kegelgewinde wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreicht, dass das am Verschraubungskörper angebrachte Außengewinde eine größere axiale Länge aufweist als das in der Überwurfmutter ausgebildete Innengewinde. Somit findet bei Erreichen der Endmontagestellung und Einhaltung des vorgegebenen Anzugsdrehmomentes ein partielles Ineinanderlaufen der Bauteile statt. Dies führt zur Verformung und Klemmung/Selbsthemmung der Bauteile. Eine solche Klemmung kann sowohl plastisch als auch elastisch wirken, das heißt die Selbsthemmung des Kegelgewindes kann nur bei der Erstmontage der Verbindungsvorrichtung einsetzen oder aber auch bei Wiederholmontagen wirksam werden und so das Losdrehmoment zusätzlich erhöhen.

Im Hinblick auf eine Verbesserung der Abdichtung zwischen Endstück und Verschraubungskörper ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass in der den konischen Bereich des Endstücks aufnehmenden Innenfläche des Aufnahmekonus des Verschraubungskörpers eine Nut mit einer darin angeordneten Dichtung ausgebildet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Verbindungsvorrichtung mit einem Verbindungskörper und einem darin eingesteckten Endstück sowie einer an dem Verbindungskörper mittels eines als Kegelspitzgewinde ausgebildeten Kegelgewindes festgelegten Überwurfmutter im Zustand der Endmontage in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 die Verbindungsvorrichtung gemäß Figur 1 in einer anderen Ausführungsform, Fig. 3 eine alternative Ausführungsform des zur Verbindung von Ver- schraubungskörper und Überwurfmutter herangezogenen Kegelgewindes als sogenanntes Trapezgewinde in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 4 das als Kegelspitzgewinde ausgebildete Gewindeprofil von am

Verschraubungskörper angebrachten Außengewinde und in der Überwurfmutter befindlichen Innengewinde bei Eingriff in der Endmontagestellung gemäß Figuren 1 und 2 in einer vergrößerten Seitenansicht,

Fig. 5 das Trapezgewinde gemäß Figur 3 in einer Darstellung gemäß

Figur 4,

Fig. 6 das für eine Selbsthemmung mittels aneinander anliegender

Zahnflanken eingerichtete Trapezgewinde von Verschraubungskörper und Überwurfmutter vor Erreichen der Montagestellung,

Fig. 7 das Trapezgewinde gemäß Figur 6 in der Montagestellung von

Verschraubungskörper und Überwurfmutter,

Fig. 8 das für eine Selbsthemmung mittels unterschiedlicher Gewindesteigung von an Verschraubungskörper und Überwurfmutter angebrachtem Trapezgewinde vor Erreichen der Montagestellung,

Fig. 9 das Trapezgewinde gemäß Figur 8 in der Montagestellung,

Fig. 10 das für eine Selbsthemmung mittels unterschiedlicher Öffnungswinkel der Zahnflanken von an Verschraubungskörper und Überwurfmutter eingerichtetem Trapezgewinde in der Montagestellung der Verbindungsvorrichtung,

Fig. 1 1 das für eine Selbsthemmung mittels unterschiedlicher Längen des an Verschraubungskörper und Überwurfmutter ausgebildeten Trapezgewindes eingerichtete Kegelgewinde vor Erreichen der Montagestellung,

Fig. 12 das Trapezgewinde gemäß Figur 1 1 in der Montagestellung der

Verbindungsvorrichtung.

Die zunächst aus Figur 1 ersichtliche Verbindungsvorrichtung besteht aus einem Verschraubungskörper 10, der an seinem vorderen (rechten) Ende einen Aufnahmekonus 1 1 zur Aufnahme eines darin eingesteckten Endstücks 13 aufweist, wobei der Aufnahmekonus 1 1 die Form eines sich erweiternden Konus aufweist. Die im Bereich des Aufnahmekonus 1 1 liegende äußere Um- fangsfläche 12 des Verschraubungskörpers weist eine in Richtung ihres vorderen Endes zum Konus des Aufnahmekonus 1 1 entgegengesetzten geneigten Verlauf auf, wobei an dieser Umfangsfläche 12 ein Außengewinde 30 ausgebildet ist.

Das in den Aufnahmekonus 1 1 des Verschraubungskörpers 10 eingesteckte Endstück 13 ist einstückiger Bestandteil eines Rohres 14, wobei mittels einer entsprechenden Umformung am Endstück 13 bzw. Rohr 14 eine Wulst 1 5 hergestellt ist. Die Wulst 15 bildet einerseits an ihrem dem Verschraubungskörper 10 abgewandten Ende eine Abstützfläche 16 für eine über das Rohr 14 geschobene Überwurfmutter 17 aus, und gleichzeitig ist die vordere Umfangsfläche des Endstücks 13 als konische Fläche 19 ausgebildet, die eine der Konizität des Aufnahmekonus 1 1 am Verschraubungskörper 10 entsprechende Konizität aufweist. Die über das Rohr 14 geschobene und sich an der Abstützfläche 16 der Rohrwulst 15 abstützende Überwurfmutter weist in ihrem Inneren eine sich konisch erweiternde Innenfläche 1 8 auf, an welcher ein Innengewinde 3 1 ausgebildet ist. Außengewinde 30 des Verschraubungskörpers 10 und Innengewinde 3 1 der Überwurfmutter 17 bilden aufgrund der übereinstimmend eingerichteten Konizität von Umfangsfläche 12 bzw. Innenfläche 18 gemeinsam ein Kegelgewinde mit einer entsprechenden Gewindesteigung aus. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kegelgewinde als Kegelspitzgewinde ausgebildet.

Zur Abdichtung des Endstücks 13 gegen den Verschraubungskörper 10 ist an der inneren Umfangsfläche des Aufnahmekonus 1 1 eine Nut 20 mit einem darin eingelegten Dichtring 21 ausgebildet. Ferner ist auf dem äußeren Umfang des Verschraubungskörpers noch ein Anzeigering 22 dargestellt, mittels dessen der Montagezustand der Verbindungsvorrichtung erkennbar gemacht werden kann. Auf Ausbildung und Funktion des Anzeigeringes kommt es aber im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht an.

Soweit in Figur 2 eine leicht abgewandelte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt ist, besteht der Unterschied darin, dass das Endstück 13 mit anschließendem Rohr 14 zylindrisch ausgebildet ist, wobei auf dem äußeren Umfang des in den Aufnahmekonus 1 1 eingesteckten Endstücks 13 ein Schneidring 23 angebracht ist, der auf seinem äußeren Umfang nun die konische Anlagefläche 24 an dem damit korrespondierenden Aufnahmekonus 1 1 des Verschraubungskörpers 10 ausbildet. Die Anordnung eines derartigen Schneidrings ist aus der DE 40 38 539 G l grundsätzlich bekannt.

Aus beiden Ausführungsbeispielen ist ersichtlich, dass es für die Verwirklichung der Erfindung darauf ankommt, dass in dem in den Aufnahmekonus 1 1 des Verschraubungskörpers 10 eingesteckten Bereich des Endstücks 13 eine konische Fläche zur Anlage an dem Aufnahmekonus 1 1 ausgebildet ist. In welcher konstruktiven Form diese konische Fläche im Einzelnen hergestellt oder ausgebildet ist, ist für die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ohne Belang. Soweit in den vorstehend erläuterten Figuren 1 und 2 die Ausbildung eines als Verschraubung eingesetzten Kegelgewindes als Kegelspitzgewinde dargestellt ist, eignet sich in gleicher Weise auch ein als Trapezgewinde ausgebildetes Kegelgewinde, welches in Figur 3 dargestellt ist.

Aus dem vorstehend beschriebenen Aufbau einer Verbindungsvorrichtung mit einem daran ausgebildeten Kegelgewinde ergibt sich schon der wesentliche Vorteil der Erfindung, wonach die Überwurfmutter 17 zunächst ohne eine Drehbewegung über die ersten Gewindegänge des an dem Verschrau- bungskörper 10 ausgebildeten Außengewindes 30 geschoben werden kann, wobei die Kegelgeometrie des Gewindes als Zentrierhilfe wirkt. Im An- schluss daran bedarf es nur weniger, etwa maximal zwei Umdrehungen, bevor ein Festziehen der Gewindeverbindung erfolgt. Weiterhin ist in Figur 3 der weitere Vorteil der Erfindung verdeutlicht, wonach den bei der Endmontage der Verbindungsvorrichtung von dem in den Aufnahmekonus 1 1 des Verschraubungskörpers 10 eingeschobenen Endstück 13 radial auswärts ausgeübten Kräften (Pfeile 40) entsprechend von der Kegelverschraubung ausgehende radial nach Innen gerichtete Reaktionskräfte (Pfeile 41 ) gegenüberstehen, die zudem mit einer anwachsenden Verbindungskraft des Endstücks 13 im Verschraubungskörper 10 ebenfalls ansteigen.

In den Figuren 4 und 5 ist die Ausbildung sowohl eines Kegelspitzgewindes als auch eines Trapezgewindes mit einem Überlastungsschutz bzw. einer Nachziehreserve darstellt. Hierzu sind die jeweiligen Gewindegänge von Innengewinde 3 1 der Überwurfmutter 17 und Außengewinde 30 des Verschraubungskörpers 10 konstruktiv so ausgestaltet, dass im Montagezustand die in Aufschraubrichtung gelegenen Zahnflanken 25a von Außengewinde 30 und Zahnflanken 26a von Innengewinde 3 1 aneinander anliegen, wobei an den gegenüberliegenden Zahnflanken 25b bzw. 26b wie auch im Gewindeganggrund 27 jeweils ein Spalt 28 verbleibt. Insbesondere dieser Spalt 28 bildet eine Nachziehreserve, die benötigt wird, soweit im Rahmen von Wiederholmontagen der Verbindungsvorrichtung die Überwurfmutter 17 um ein gewisses Maß weiter auf den Verschraubungskörper 10 aufgeschraubt wird;

Die in den weiteren nachfolgend beschriebenen Figuren 6 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf die Einrichtung einer Selbsthemmung bei dem eingesetzten Kegelgewinde, deren Verwirklichung anhand eines als Trapezgewinde ausgebildeten Kegelgewindes erläutert wird. Die entsprechend erläuterten konstruktiven Gestaltungen des Trapezgewindes lassen sich jedoch ebenso bei Kegelspitzgewinden ausbilden, ohne dass dies im Einzelnen dargestellt bzw. erläutert ist.

Bei dem in Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Selbsthemmung des dargestellten, an Verschraubungskörper 10 und Überwurfmutter 17 jeweils ausgebildeten Trapezgewindes dadurch verwirklicht, dass die Geometrie der jeweiligen Zahnflanken 25 und 26 der zusammenwirkenden Gewindegänge so ausgelegt ist, dass in der Montagestellung die Zahnflanken 25 und 26 aneinander anliegen und in dem jeweiligen Gewindeganggrund 27 wiederum ein Spalt 28 verbleibt. Aus dem Vergleich von Figuren 6 und 7 ergibt sich, dass in dem in Figur 7 dargestellten Montagezustand die jeweils aneinander anliegenden Zahnflanken 25a und 26a einerseits sowie 25b und 26b andererseits aneinander anliegen, unter Belassung eines Spaltes 28 im Gewindeganggrund 27. Soweit sich bei der Montage Gewindeprofile von Außengewinde 30 und Innengewinde 3 1 jeweils wie Keile ineinander geschoben haben, steigt aufgrund des damit verbundenen Aufeinanderlaufens der Zahnflanken 25 und 26 das Drehmoment an, welches zu der erwünschten Selbsthemmung führt. Bei dem in Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Selbsthemmung des an Verschraubungskörper 10 und Überwurfmutter 17 jeweils ausgebildeten Trapezgewindes dadurch verwirklicht, dass das am Verschraubungskörper 10 ausgebildete Außengewinde 30 und das in der Überwurfmutter 17 ausgebildete Innengewinde 3 1 jeweils eine voneinander abweichende Gewindesteigung aufweisen. Wie sich dazu aus Figur 9 ergibt, tritt bei einer am Verschraubungskörper ausgebildeten leicht größeren Gewindesteigung eine gewindehemmende Keilwirkung nur über den jeweils ersten und letzten Gewindegang ein. Die dazwischen liegenden Zahnflanken von Außengewinde 30 und Innengewinde 3 1 bleiben ohne Berührung.

Eine wiederum alternative Ausbildung der Selbsthemmung des beispielhaft dargestellten Trapezgewindes ergibt sich aus Figur 10. Hierbei weisen Außengewinde 30 und Innengewinde 3 1 jeweils einen unterschiedlich großen Öffnungswinkel ihrer Zahnflanken 25a, 25b bzw. 26a, 26b auf. Wählt man für das an der Überwurfmutter 17 ausgebildete Innengewinde 3 1 einen Öffnungswinkel von beispielsweise 12° und für das am Verschraubungskörper 10 ausgebildete Außengewinde 30 einen Öffnungswinkel von 1 1 °, so bewirkt dies eine Klemmung des jeweils auslaufenden Gewindes nur am in das Innere der Überwurfmutter 17 reichenden vorderen Ende des Verschraubungskör- pers 10, da hier die mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln ausgebildeten Gewindegänge ineinanderstoßen. Die weiteren Gewindegänge im Verlauf der hinteren Verschraubung bleiben ohne Berührung.

Bei dem schließlich in Figuren 1 1 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Selbsthemmung des dargestellten Trapezgewindes dadurch verwirklicht, dass das am Verschraubungskörper 10 angebrachte Außengewinde 30 eine größere axiale Länge aufweist, als das in der Überwurfmutter 17 ausgebildete Innengewinde 3 1 . Somit findet bei Erreichen der Endmontagestellung ein partielles Ineinanderlaufen der Gewindegänge statt, welches zu einer Verformung und Klemmung bzw. Selbsthemmung der Bauteile gegeneinander führt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihrer verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.