Резьбовое соединение

Изобретение относится к резьбовому соединению высокого давления для передачи газообразных,жидких и/или твердых сред, в частности, для заправки автомобилей, включающее в себя трубчатый элемент (9), по меньшей мере, частично окруженный уплотнительной втулкой (4), корпус (2) с резьбой, проходом для текучей среды и уплотнительным конусом (2 а), и ответный резьбовой элемент, отличающемуся тем, что уплотнительная втулка (4) соединена неразъемным образом с трубчатым элементом (9) с получением герметичного соединения для давлений более 700 бар,причем за счет неразъемного соединения трубчатый элемент разгружается, так что не возникает осевых нагрузок; при этом уплотнительная втулка (4) окружена кольцеобразной камерой (8),имеющей воздухоотводное отверстие (8 а). Изобретение относится к резьбовому соединению, в частности, к резьбовому соединению высокого давления для передачи газообразных, жидких и/или твердых сред. С помощью таких резьбовых соединений, которые также пригодны для более низких областей давления, должна осуществляться надежная передача среды от источника давления или аккумулятора высокого давления, например от гидравлического насоса или заправочных установок. Важным при этом является его выполнение, исключающее утечки, во избежание выхода среды в окружающую среду. Резьбовое соединение высокого давления такого типа описано, например, в ЕР-А-0753698 для трубопроводов для сред высокого давления или в WO 02/01105 для свинчивания труб. Подобные резьбовые соединения высокого давления со стяжными кольцами являются также предметом патентов США 3103900 или 3103373, причем, в частности, упор делается на выполнение стяжных колец (врезных колец), чтобы обеспечить надежную фиксацию подсоединенных труб и их герметичное уплотнение. При повышающихся значениях давлений более 700 бар эти соединения труб все же становятся все более чувствительными к утечкам, так что, в общем, следует ожидать выхода среды, например масла для гидравлики или предварительно охлажденного водородного газа. Это могло бы привести к несчастным случаям, в частности, из-за утечки в находящихся под давлением трубопроводах могли бы возникнуть значительные повреждения. К тому же проникающие в наружную поверхность труб врезные кольца подвергают значительным напряжениям трубу, так что при переменных нагрузках (например, уже при легких колебаниях трубы) это может привести к трещине или даже к разрушению. В основе изобретения лежит задача, состоящая в создании резьбового соединения, в частности,резьбового соединения высокого давления, которое исключает недостатки уровня техники. В частности,должно быть создано резьбовое соединение высокого давления, которое при простой конструкции было усовершенствовано в отношении техники безопасности так, чтобы исключались опасности или повреждения. Эта задача решается в резьбовом соединении, в частности резьбовом соединении высокого давления, которое включает в себя по меньшей мере один полый элемент, в частности трубчатый элемент, по меньшей мере, частично окруженный уплотнительной втулкой, корпус с резьбой, проходом для текучей среды и уплотнительным конусом и ответный резьбовой элемент, за счет того, что уплотнительная втулка соединена неразъемным образом с трубчатым элементом с получением герметичного соединения для давлений более 700 бар, причем за счет неразъемного соединения трубчатый элемент разгружается, так что не возникает осевых нагрузок; при этом уплотнительная втулка окружена кольцеобразной камерой,имеющей воздухоотводное отверстие. Предпочтительные дальнейшие варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. В особом варианте выполнения изобретения создано резьбовое соединение высокого давления для передачи газообразных и/или жидких текучих сред, в частности, для заправки автомобилей, включающее в себя корпус с проходом для текучей среды и уплотнительный конус, а также вставленную в него трубу,конец которой, по меньшей мере, частично окружен конической уплотнительной втулкой, которая нагружена по оси резьбовой гайкой, причем уплотнительная втулка полностью надвинута на трубу и зафиксирована на конце трубы, в частности, приварена рядом с концом трубы с помощью проходящего по периметру сварного шва. Предпочтительно уплотнительная втулка имеет кольцеобразный уступ, в который вставлено уплотнительное кольцо в соответствии с уплотнительным конусом корпуса. Предпочтительно между уплотнительной втулкой и винтом или резьбовой гайкой предусмотрено кольцеобразное средство против самоотвинчивания, состоящее, в частности, из двух шайб. В дальнейшем варианте выполнения находящийся на стороне корпуса конец винта или резьбовой гайки включает в себя уплотнительную втулку и/или средство против самоотвинчивания в осевом направлении. Предпочтительно корпус может быть выполнен прямолинейным, согнутым под углом, сформированным в виде Т-образного элемента или крестообразным. В предпочтительном варианте выполнения коническая наружной форма уплотнительного кольца выполнена из прочной на сжатие пластмассы, в частности, из РЕЕК (полиэфирэфиркетона), может, однако, состоять из нежелезных сплавов, как, например, сплавы алюминия, монель-металл, сплавы меди или цветной металл. Более предпочтительно, если на трубу надвинута уплотнительная втулка с плотной посадкой, в частности, с допуском на диаметр менее 1 мм, предпочтительно 0,1 мм. Все описанные выше мероприятия могут комбинироваться любым образом, не нуждаясь для специалиста в изобретательской деятельности. Благодаря соединению с замыканием материала уплотнительной втулки с трубой в противоположность соединениям согласно уровню техники с врезными кольцами достигается герметичное соединение также при высоких давлениях более 700 бар, в частности более 1000 бар и даже более 4000 бар. Далее,благодаря соединению с замыканием материала выполненное в форме трубы тело разгружается, в частности, не возникают никакие осевые нагрузки. Далее исключается деформация выполненного в форме трубы тела, в частности трубы, и предотвращается вывинчивание из соединения. При соединении с за-1 018903 мыканием формы доля проницаемости, т.е. доля утечек, определяется, в сущности, используемыми основными материалами выполненного в форме трубы тела и уплотнительной втулки. Возможным соединением с замыканием материала между уплотнительной втулкой и выполненным в форме трубы телом являются все возможные соединения с замыканием формы, как, например, соединение пайкой, соединение сваркой, клеевое соединение, соединение путем запрессовки, соединение путем вулканизации или соединение с помощью усадки. Соединения с замыканием материала отличаются тем, что оба компонента соединения поддерживаются вместе с помощью атомных или молекулярных сил, и могут отделиться друг от друга лишь путем разрушения соединительного средства. Совершенно особенно предпочтительно, если соединение с замыканием материала между уплотнительной втулкой и выполненным в форме трубы телом создается с помощью способа сварки, в частности, лазерной сварки. На наружной стороне уплотнительной втулки, которая направлена от выполненного в форме трубы тела, уплотнительная втулка имеет рифление, в частности, бороздки. Эти бороздки служат для того, чтобы удерживать на уплотнительной втулке уплотнение, например, уплотнительное кольцо. Уплотнительное кольцо предпочтительно входит в уплотнительный конус частично включающего в себя уплотнительную втулку корпуса и уплотняет, таким образом, уплотнительную втулку относительно корпуса. С помощью нанесенных на наружную сторону уплотнительной втулки бороздок такое уплотнительное кольцо фиксируется, и гарантируется надежная посадка уплотнительного кольца на уплотнительную втулку. Далее обеспечивается, что уплотнительное кольцо надежно удерживается также при ослаблении резьбового соединения. Введение бороздок в наружную сторону уплотнительной втулки может осуществляться либо способами со снятием стружки, либо деформацией без снятия стружки. Собственно, возможны также другие способы фиксации уплотнительного кольца на наружной стороне уплотнительной втулки. Выполненное в форме трубы тело, которое передает газообразную, жидкую и/или твердую среду,может иметь на противоположной уплотнительной втулке стороне контур фитинга. На контур фиттинга можно натянуть, например, гибкий шланг, например, шланг для гидравлики. В дальнейшем варианте выполнения резьбовое соединение включает в себя корпус, имеющий проходное отверстие для текучей среды, а также уплотнительный конус. В этот корпус вводится уплотнительная втулка с выполненным в форме трубы телом, с которым она соединена с замыканием материала и, по меньшей мере, отчасти заключена в корпус. Предпочтительно корпус имеет уплотнительный конус. Уплотнительный конус и уплотнительная втулка с вставленной трубой плотно соединяются между собой. Предпочтительно это осуществляется с помощью уплотнительного кольца, которое нанесено на уплотнительнуювтулку и в которое входит уплотнительный конус. Альтернативно или дополнительно уплотнительная втулка может иметь узкий конический участок, который с уплотнительным конусом корпуса образует металлическую поверхность уплотнения. Благодаря такому выполнению металлическое уплотнение достигается также тогда, если между уплотнительной втулкой и корпусом не имеется никакого уплотнительного кольца. Введение конического участка в уплотнительную втулку может проводиться либо со снятием стружки, либо без снятия стружки. Описанное выше уплотнительное кольцо, которое может наноситься на уплотнительную втулку и вставляться в уплотнительный конус корпуса, изготовлено предпочтительно из уплотнительного материала, который является основным материалом, т.е. материалом выполненного в виде трубы тела или корпуса. Особенно предпочтительно здесь может использоваться уплотнительное кольцо из РЕЕК (полиэфирэфиркетона), который также при экстремальных минусовых температурах, например 75 С, имеет высокую устойчивость против воздействия среды и плотность. Геометрия уплотнительного кольца, как правило, подогнана к корпусу. С помощью уплотнительного кольца и/или металлического уплотнения достигается герметичность уплотнительной втулки относительно корпуса. Нанесение уплотнительного кольца на уплотнительную втулку может осуществляться с помощью запрессовки, путем соединения с замыканием формы или с замыканием материала, путем напыления,вулканизации, приварки или склеивания. Предпочтительно резьбовое соединение включает в себя натяжной винт, с помощью которого корпус свинчивается с уплотнительной втулкой. Натяжной винт предоставляет в распоряжение соединение с силовым замыканием между натяжным винтом, предохранительным элементом, вставленным между натяжным винтом и уплотнительной втулкой, и уплотнительной втулкой. В качестве материалов для натяжного винта может рассматриваться, в частности, нержавеющая сталь, а также легкие металлы, цветные металлы и пластмассы, как, например, алюминиевые сплавы, латуни, РОМ или PVDF (полиоксиметилен или поливинилиденхлорид). Обработка натяжного винта производится либо способами со снятием стружки, либо путем деформации без снятия стружки. Для того чтобы при неблагоприятных механических нагрузках, в частности при вибрациях, предотвратить ослабление резьбового соединения, включающего в себя в настоящем случае трубу, уплотнительное кольцо, уплотнительную втулку, натяжной винт и предохранительную шайбу, можно предусмотреть стопор, который состоит предпочтительно из двух выполненных подвижными относительно друг друга шайб. Благодаря такой системе предохранения может также повыситься вращающий момент отвинчивания. Во избежание нежелательного увеличения давления в корпусе может быть предусмотрено, что корпус имеет вытяжное вентиляционное отверстие или прорезь, которая выполнена в резьбе части корпуса. С помощью вытяжного вентиляционного отверстия становится, далее, также возможным проводить измерения утечек. Предпочтительными материалами для корпуса являются сплавы легких металлов и все металлические и неметаллические материалы. Впрочем, также возможны все пригодные комбинации материалов. Для того чтобы выполненное в форме трубы тело в уплотнительной втулке, а также в крепежной гайке не подвергалось никаким изгибающим усилиям, предпочтительно, если имеется очень точная подгонка,т.е. очень узкий допуск в области уплотнительной втулки и крепежной гайки, или натяжного винта. Особенно предпочтительными являются при этом допуски на диаметр менее 1 мм, предпочтительно менее 0,1 мм. Резьбовое соединение согласно изобретению, в частности, резьбовое соединение высокого давления, отличается особенно высокой надежностью и простой конструкцией, так как благодаря предложенной фиксации уплотнительной втулки на конце трубы достигается простое примыкание, так что можно исключить опасности или повреждения. В частности, труба направляется в уплотнительной втулке без перетяжек, так что предотвращаются пики напряжений, и с помощью предложенного резьбового соединения высокого давления надежно и в течение длительного времени можно избежать вытекания газа,жидкости или твердого вещества. Это важно, в частности из соображений защиты от несчастного случая,но также для защиты окружающей среды, так что не может возникать никаких значительных потерь объема среды. Следует указать на то, что предложенное резьбовое соединение пригодно для различных присоединений, вчастности, для систем высокого давления/присоединений высокого давления в автомобилестроении, но также и в промышленных установках или для заправки грузовых автомобилей. Резьбовое соединение, в частности, резьбовое соединение высокого давления может быть при этом вмонтировано компактно в любом месте системы трубопроводов, а также иметь клапаны или фильтры рядом с резьбовым соединением. Далее пример выполнения поясняется и описывается более подробно на основе прилагаемого чертежа. В нем показывают: фиг. 1 - вариант выполнения резьбового соединения высокого давления, в продольном разрезе,фиг. 2 а-с - второй вариант выполнения резьбового соединения высокого давления с фитингом. На фиг. 1 показан пример выполнения резьбового соединения, в частности, резьбового соединения 1 высокого давления с корпусом 2, причем показанная здесь справа торцевая сторона с выделенным штриховыми линиями проходом 3 для текучей среды служит, например, в качестве впуска, а левая торцевая сторона -для дальнейшего направления передаваемой среды через проходящую в ней трубу 9, например, к не показанному рабочему цилиндру или напорному резервуару. На левой торцевой стороне корпуса 2 предусмотрен винт 6, который посредством резьбы ба и средства 7 против самоотвинчивания привинчен к корпусу 2. Средство 7 состоит при этом предпочтительно из двух подвижных относительно друг друга шайб, так что при вибрациях (например, в автомобиле) может быть надежно предотвращено отвинчивание. Внутри корпуса 2 предусмотрена уплотнительная втулка 4, в которую для продолжения прохода 3 для текучей среды вставлена труба 9, которая служит в качестве трубопровода для подачи или отвода передаваемой среды. Корпус 2 при этом в целях приспосабливания к передаваемой среде, в частности, к соответственно желательному углу подачи, поперечному сечению проходного отверстия и т.д., может быть сформирован также изогнутым, согнутым под углом или в виде крестообразного элемента. Резьбовое соединение согласно изобретению, в частности резьбовое соединение 1 высокого давления для передачи газообразных, жидких или твердых сред отличается тем, что уплотнительная втулка 4 зафиксирована на конце 9 а трубы, в частности, посредством соединения с материальным замыканием. В частности, уплотнительная втулка с помощью проходящего по периметру сварного шва 4b приварена на конце 9 а трубы, т.е. вблизи находящегося с торцевой стороны входа в отверстие 3 для прохождения среды. В показанном варианте выполнения уплотнительная втулка надвинута на трубу 9 не только частично, но совершенно полностью. Далее уплотнительная втулка 4 в представленном примере выполнения имеет узкий конический участок 4 с, который с уплотнительным конусом 2 а образует металлическую поверхность уплотнения. Предпочтительно уплотнительная втулка 4 окружена кольцеобразной камерой,которая входит в воздухоотводное отверстие 8 а. Благодаря этому можно избежать нежелательного увеличения давления. В частности, уплотнительная втулка 4 имеет кольцеобразный выступ 4 а, в который вставлено уплотнительное кольцо 5 в дополнение к уплотнительному конусу 2 а корпуса 2. Предпочтительно уплотнительное кольцо 5 с наружной конической поверхностью состоит из РЕЕК (полиэфирэфиркетона), так как этот стойкий материал при экстремальных минусовых температурах обеспечивает высокую устойчивость против воздействия среды и плотность. К тому же преимуществом является то, что в представленном варианте выполнения расположенный на стороне корпуса конец винта 6 включает в себя в осевом направлении уплотнительную втулку 4 и/или средство 7 против самоотвинчивания. Благодаря этому охватывается и стабилизируется конец уплотнительной втулки 4, имеющий больший диаметр. Собственно, если обращенная здесь влево труба 9 подвергнута изгибающим нагрузкам, то сварной шов 4b на конце 9 а трубы вследствие точного проведения в винте 6 и, в частности, из-за плотной посадки (узкие допуски) в уплотнительной втулке 4 не подвергается изгибающим нагрузкам. Поэтому достаточно уже относительно "тонкого" сварного шва 4b для надежной фиксации. На фиг. 2 а-2 с показан альтернативный вариант выполнения изобретения. Одинаковые детали снабжены цифровыми обозначениями, увеличенными на 100. В продольном разрезе А-А согласно фиг. 2 а показана другая форма выполнения резьбового соединения 101, в частности, резьбового соединения высокого давления с корпусом 102, причем корпус имеет проход 103 для текучей среды. Входящий в корпус 102 проход 103 для текучей среды служит, например,в качестве впуска для текучей среды, который направлен дальше в трубу 109. Так же, как и в варианте выполнения согласно фиг. 1 на трубу 109 надвинута уплотнительная втулка 104, которая согласно изобретению связана с концом 109 а трубы с материальным замыканием, например, с помощью сварного шва 104b. Кроме того, уплотнительная втулка имеет конический участок 104 с, который с входящим в корпус уплотнительным конусом 102 а образует металлическую поверхность уплотнения в области 103. Дополнительно для металлического уплотнения в области 103 между входящим в корпус уплотнительным конусом 102 а и коническим участком 104 с уплотнительной втулки уплотнительная втулка имеет область 107, которая, например, может иметь рифление (не показано). В этой области 107 на уплотнительный конус нанесен уплотнительный материал, например, путем запрессовки или усадки. Уплотнительный материал является предпочтительно уплотнительным кольцом 105, которое может быть изготовлено из РЕЕК (полиэфирэфиркетона). Уплотнительное кольцо 105 дополнительно уплотняет уплотнительную втулку относительно корпуса. Как уже и в варианте выполнения согласно фиг. 1 в варианте выполнения согласно фиг. 2 а-2 с предусмотрена резьбовая гайка 106, которая предпочтительно выполнена в виде натяжного винта. Натяжной винт посредством резьбы 111 а, которая в данном случае входит в зацепление с наружной резьбой корпуса 102, в противоположность варианту выполнения согласно фиг. 1, привинчивает средство 111 против самоотвинчивания к корпусу 102. Средство 107 против самоотвинчивания состоит предпочтительно из двух подвижных относительно друг друга шайб, так что при вибрациях надежно может предотвращаться отвинчивание. Применение наружной резьбы, посредством которой резьбовая гайка 106 свинчивается с корпусом, имеет преимущество в том, что может применяться соединение с существующими системами транспортировки среды, как, например, трубы, шланги. Далее можно видеть выполненное в резьбовой гайке 106 воздухоотводное отверстие 108 а, входящее в кольцеобразную камеру 108, которая огибает уплотнительную втулку 104. С помощью воздухоотводного отверстия 108 а можно избежать нежелательного повышения давления при возможно возникающей негерметичности в кольцевой камере. В качестве дальнейшей разницы вариант выполнения согласно фиг. 2 а-2 с, по сравнению с представленным на фиг. 1 вариантом выполнения, на противоположной корпусу стороне трубы 109 имеет фиттинговый контур 120. Фиттинговый контур включает в себя упор 121,а также профилированную часть 130. На профилированную часть может надвигаться трубопровод, например, пластмассовый трубопровод, и спрессовываться с фитингом. Благодаря этому является возможным к резьбовому соединению согласно изобретению подсоединить гибкий трубопровод, например, как описано выше, путем запрессовки. На фиг. 2b показано пространственное изображение соединения согласно фиг. 2 а, и на фиг. 2 с - вид сверху. Одинаковые детали, как в продольном разрезе вдоль линии А-А, так и на фиг. 2 а обозначены одинаковыми цифрами. Четко можно видеть на фиг. 2b-с наружный контур резьбовой гайки 106, которая сконструирована в виде винта с многогранной головкой. Можно также отчетливо видеть входящее в наружную стенку резьбовой гайки воздухоотводное отверстие 108 а. Эта форма делает возможным, таким образом, простой монтаж резьбового соединения 1, в частности, резьбового соединения высокого давления, причем обеспечивается надежное соединение и уплотнение также при очень высоких давлениях до 4000 бар и экстремальных диапазонах температуры в плюсовой и минусовой области от -100 до +150 С, в частности, от 80 до +120 С. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резьбовое соединение высокого давления для передачи газообразных, жидких и/или твердых сред, включающее в себя трубчатый элемент (9), по меньшей мере, частично окруженный уплотнительной втулкой (4), корпус (2) с резьбой, проходом для текучей среды и уплотнительным конусом (2 а) и ответный резьбовой элемент, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) соединена неразъемным образом с трубчатым элементом (9) с получением герметичного соединения для давлений более 700 бар, причем за счет неразъемного соединения трубчатый элемент разгружается, так что не возникает осевых нагрузок; при этом уплотнительная втулка (4) окружена кольцеобразной камерой (8), имеющей воздухоотводное отверстие (8 а). 2. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что неразъемное соединение является одним из следующих соединений: соединение пайкой соединение сваркой соединение склеиванием соединение вулканизацией. 3. Резьбовое соединение по любому из пп.1-2, отличающееся тем, что неразъемное соединение включает в себя сварной шов (4b, 104b). 4. Резьбовое соединение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) на обращенной от трубчатого элемента (9) стороне имеет рифление. 5. Резьбовое соединение по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что трубчатый элемент (9) на противолежащей уплотнительной втулке (4) стороне имеет фиттинговый контур (120). 6. Резьбовое соединение по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) полностью надвинута на трубчатый элемент, в частности трубу (9). 7. Резьбовое соединение по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что трубчатый элемент (9) с уплотнительной втулкой (4) вставлен в корпус (2). 8. Резьбовое соединение по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) имеет кольцеобразный уступ (4 а), в который вставлено уплотнительное кольцо (5) в соответствии с уплотнительным конусом (2 а) корпуса (2). 9. Резьбовое соединение по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что между уплотнительной втулкой (4) и ответным резьбовым элементом предусмотрено средство (7) против самоотвинчивания, состоящее, в частности, из двух шайб. 10. Резьбовое соединение по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что расположенный со стороны корпуса конец ответного резьбового элемента включает в себя в осевом направлении уплотнительную втулку (4) и/или средство (7) против самоотвинчивания. 11. Резьбовое соединение по п.10, отличающееся тем, что ответный резьбовой элемент включает в себя, по меньшей мере, частично в осевом направлении корпус. 12. Резьбовое соединение по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что ответный резьбовой элемент выполнен в виде винта (6) или резьбовой гайки (106). 13. Резьбовое соединение по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что уплотнительное кольцо (5) выполнено из прочной на сжатие пластмассы, в частности из РЕЕК (полиэфирэфиркетона). 14. Резьбовое соединение по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) надвинута на трубу (9) с плотной посадкой, в частности с допуском на диаметр менее 1 мм, предпочтительно менее 0,1 мм. 15. Резьбовое соединение по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно предназначено для заправки автомобилей. 16. Резьбовое соединение по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что уплотнительная втулка (4) соединена неразъемным образом с трубчатым элементом (9) с получением герметичного соединения для давлений более 1000 бар, особенно предпочтительно более 4000 бар.