Verwendete
Anschluss- und Leitungsverbindungen in Hydraulikkreisläufen
Die Anschlüsse
in Hydraulikkreisläufen können in zwei Kategorien aufgeteilt werden:
- Anschlüsse
wo das Schraubengewinde sowohl die mechanische Verbindung als auch die Hydraulikdichtung
darstellt.
- Das Gewinde stellt
die mechanische Verbindung her und es gibt eine separate Dichtung.
Die bekannteste und
am meisten verbreitete Verbindung in der ersten Kategorie ist das Amerikanische
Gewinde NPT, welches manchmal nur als IPT oder EPT (I für Intern, E für
Extern) bezeichnet wird. Das Gewinde basiert auf dem alten Briggs-Design und
hat einen Winkel von 60° (Abbildung 1) und der Durchmesser verjüngt
sich um 3/4" pro Fuß (1 in 16). Das Gewinde ist gewöhnlich in
inch Abmessungen designed. Diese Abmessung bezieht sich auf den nominellen Durchmesser
des Rohrs oder der Leitung und der tatsächliche Aussendurchmesser des Gewindes
ist ungefähr 5/16" bis 3/8". Die Gewinde pro inch sind 11 1/2
und über 2 inches 8 Gewinde pro inch.
Abbildung 1
Abbildung 2
Amerikanische
NPT und Rohrgewinde
| Nominelle Größe
(inch) |
Gewindeanzahl
pro inch |
Aussendurchmesser
des Rohrs (inch) |
| 1/8 |
27 |
.405 |
| 1/4 |
18 |
.540 |
| 3/8 |
18 |
.675 |
| 1/2 |
14 |
.840 |
| 3/4 |
14 |
1.050 |
| 1 |
11½ |
1.315 |
| 1¼ |
11½ |
1.660 |
| 1½ |
11½ |
1.900 |
| 2 |
11½ |
2.375 |
Obwohl dieses Gewinde
immer noch sehr populär ist, hat es einige praktische Nachteile.
Erstens, wenn zwei Teile zusammengeschraubt werden, ist immer noch eine Leckage
zwischen dem Scheitelpunkt des einen Gewindes und dem Gewindegrund des anderen,
so dass die Verbindung eine Form der Dichtung benötigt, um diese Lücke
zu füllen und Leckage am Gewinde vorzubeugen. Im letzten Jahrzehnt ist
es modern geworden, dieses Gewinde mit einem PTFE-Band als Dichtung zu verwenden.
PTFE hat einen geringen Reibungswiderstand mit dem Ergebnis, dass die 2 Teile
leicht zusammengeschraubt werden können. Das verjüngte Gewinde verhält
sich wie ein äußerst effektiver mechanischer Stecker. Wenn das innere
Anschlussgewinde in einem Gehäuse ist, kann das Gehäuse oftmals leicht
brechen.
Eine Vielzahl an Variationen des NPT-Gewindes wurden vorgestellt, um das Problem
der Leckage zu lösen und Sie sind allgemein bekannt als Dryseal-Gewinde
(abgedeckt durch SAE Standard J476). Das bekannteste ist das NPTF (F steht für
Fuel). Bei diesem Gewinde wurde der Gewindegrunddurchmesser vergrößert,
so dass wenn das innere und äußere Gewinde zusammengeschraubt wird
ein passendes Übermaß zwischen dem Scheitelpunkt des einen Gewindes
und dem Gewindegrund des anderen ist, so dass die Leckage abgedichtet ist (Abbildung
3).
Abbildung 3
Eine weitere Variante
der Dryseal-Gewinde ist das NPSF (National pipe straight fuel). Es wird für
innere Gewinde verwendet und kann an ein äußeres NPTF-Gewinde geschraubt
werden, um sowohl eine mechanische Verbindung als auch eine Dichtung darzustellen.
Die Kombination eines parallelen und verjüngten Gewindes ist nicht als ideal
anzusehen, ist aber dennoch weitverbreitet. Viele Schnellkupplungen z.B. haben
das NPSF-Gewinde und werden vom Hersteller mit der Verwendung eines NPT(!) und
NPTF empfohlen.
Es gibt eine Vielzahl von Variationen für spezielle Erfordernisse. Das PTF
ist identisch zum NPTF-Gewinde außer dass ein Gewindegang am schmalen Ende
des äußeren Gewindes entfernt wurde. Es kann mit dem inneren NPTF-Gewinde
und dem inneren NPSI-Gewinde verwendet werden.
Das NPSI ist sehr ähnlich zum NPSF, wurde aber für den Einsatz in weniger
nachgiebigen Materialien konzipiert. Das “I” am Ende steht für
intermediate. Es gibt auch ein NPSM (National Pipe Straight Mechanical)-Gewinde.
Diese Gewindespezifikation kommt aber nicht in diese Kategorie, da eine separate
Dichtung beim Einsatz erforderlich ist.
Manchmal findet man eine Referenz zu einem Gewinde der API-Baureihe. In diesem
Fall steht API für American Petroleum Institute und kann für alle praktischen
Zwecke wie das Dryseal NPTF-Gewinde verwendet werden.
Ein anderes verjüngtes Gewinde ist das British Standard Pipe taper (BSP),
abgedeckt durch den Britischen Standard 21. Dieses verwendet das Whitworth-Gewinde
mit einem Winkel von 55° und einer Verjüngung von 1 in 16. Es ist nicht
austauschbar mit dem Amerikanischen NPT-Gewinde obwohl bei sie der 1/2" und
3/4 " Größe die gleichen Gewindegänge pro inch haben –
14. Das kegelförmige BSP-Gewinde ist immer noch weit verbreitet für
das Messen niedriger Drücke in Rohrleitungen, aber nicht mehr für Hydraulikkreisläufe
mit mittleren und hohen Drücken.
In der zweiten Kategorie, wo das Gewinde eine mechanische Verbindung herstellt
und eine separate Dichtung erforderlich ist, ist das am weitesten verbreitete
Verbindungsgewinde außerhalb Amerikas das British Standard Pipe Parallel
Thread (abgedeckt durch den Britischen Standard 2779) manchmal bekannt als BSPP
oder BSPF. Dieses Gewinde wurde in ein metrisches Standardgewinde konvertiert
und ist allgemein bekannt unter den Bezeichnungen G oder R (G steht für Gas,
da das Gewinde ursprünglich für Gasleitungen konzipiert wurde und R
ist eine Abkürzung für Rohr). 1/2 G (or manchmal G 1/2) ist das selbe
wie 1/2" BSPP oder 1/2" BSPF. Die Japanischen Rohrverbindungen sind
meistens identisch mit dem metrischen Äquivalent des BSP-Parallelgewindes.
Beim BSP wird die Dichtung für gewöhnlich am inneren Gewinde durch den
Einsatz einer passenden Dichtung erzielt. Dies kann ein Kupfer- oder Aluminiumring
sein oder eine Dichtung wie eine Dowty-Dichtung, welche für gewöhnlich
aus einem Gummi, umgeben von Stahl, besteht. Es gibt aber auch andere Designs
von anderen Herstellern mit anderen Metallkonstruktionen. Die Illustration in
Abbildung 4 zeigt den Ausschnitt eines Anschlussgewindes mit einem dieser Dichtungen.
Eine Variation dieses Verbindungstyps ist, wo das BSPF-Gewinde durch ein passendes
metrisches Modulgewinde ersetzt wird, was jedoch nicht sonderlich populär
ist.
Abbildung 4
Eine andere Methode
zum abdichten in dieser Kategorie ist der SAE O-Ring, Boss. Diese Rohrverbindung
wurde ursprünglich für die Luftfahrtindustrie entwickelt und verwendet
ein UNF-Bolzengewinde für die mechanische Verbindung mit einem O-Ring als
Dichtung. Eine Illustrierung stellt Abbildung 5 dar.
Abbildung 5
Die Bezeichnung für
Anschlüsse mit Verwendung des SAE O-Ring Boss kann manchmal etwas verwirrend
sein. Beispiel: Die Zahl mit dem Schrägstrich verweist auf die Größe
des Rohres, welches für die Größe des Anschlusses empfohlen
wird. Die Nummer kann in inches umgewandelt werden, indem man durch 16 dividiert;
z.B. 8 ist 8/16 – 1/2 inch, 24 ist 24/16 – 1 1/2inch. Im Falle eines
Rohres mit einer dünnen Stahlwand, verweist sie auf den Aussendurchmesser
des Rohres mit Hydraulikschlauch zur Öffnung. Die –8 Größe
verwendet ein 3/4" – 16 UNF Gewinde, die –24 ein 1.7/8 –
12 UNF Gewinde. Die nachstehende Tabelle zeigt unterschiedliche Größen
| Gewinde,
Rohr und Schlauch - Größe |
Gewindegröße
Amerikanische UNF |
| -4 |
7/16
-20 |
| -5 |
1/2
-20 |
| -6 |
9/16
-18 |
| -8 |
3/4
-16 |
| -10 |
7/8
-14 |
| -12 |
1.1/16
-12 |
| -16 |
1.5/16
-12 |
| -20 |
1.5/8
-12 |
| -24 |
1.7/8
-12 |
Die Verwendung eines
Bolzengewindes ermöglicht sehr gute mechanische Verbindungen und der O-Ring
eine exzellente Dichtung. Teile von Hand fest zusammengeschraubt werden bei
hohen Druck keine Leckagen haben. Dieses ist jedoch nicht die gängige Praxis,
da wenn nur einfach von Hand festgeschraubt, leichte Vibrationen können
die Verbindung lösen und sogar mit nur einer kleinen Lücke wird der
Druck den O-Ring extrudieren, zusammen mit einer großen Menge an Öl.
Eine metrische Version des O-Ring Boss wurde entwickelt und wird durch die ISO
Standard 6149 abgedeckt. Er ist noch nicht weit verbreitet, aber es ist wahrscheinlich
dass er in Europa angenommen wird.
Das vereinheitlichte
Gewinde wird auch mit dem geöffneten Verbindungstyp wo die Hydraulikdichtung
von 2 kegeligen Flächen geformt wird, entweder bei 37° oder 45°,
(Abbildung 6). Die 37° Fläche bezieht sich oftmals auf JIC (Joint Engineering
Council). Die JIC Organisation scheint vor ein paar Jahren verschwunden zu sein,
aber der Standard hat weiterhin bestand. Diese Dichtungsmethode wird gewöhnlich
am Ende eines flexiblen Schlauches eingesetzt, wo eine lose Mutter an einen
passenden Adapter befestigt ist.
Abbildung 6
Die Gewindegröße
folgt den selben Bestimmungen wie für den O-Ring Boss, z.B. die –8
Größe ist ein 3/4" –16 Gewinde. Die 45° Fläche
oder Verjüngung ist eine Alternative zur 37°. Sie wird durch einen
SAE Standard abgedeckt, ist aber für gewöhnlich nicht so populär
wie die 37°
Ein 60° Innenring (inklusive Winkel), Abbildung 7, wird normalerweise mit
dem BSP Parallel-Gewinde und ein hoher Anteil von flexiblen Schläuchen
die gewöhnlich in Europa verwendet werden, haben dieses Anschlussstück
am Ende. Der 37° Öffnungswinkel wird in Europa verwendet, ist aber
populärer in den USA.
Abschnitt 7
Eine andere Verbindung,
welche gewöhnlich für größere Durchflüsse und höhere
Drücke verwendet wird ist der SAE 4-Bolzen Flansch-Typ. Eine Illustrierung
erfolgt nachstehend, siehe Abbildung 8. Hier sind 2 Flansche zusammengeklemmt
durch einen gesplitteten. Die Dichtung erfolgt durch einen O-Ring.
Abbildung 8
Wenn rigide Rohre
für den Hydraulikkreislauf verwendet werden, sind Kompressionsring-Armaturen
in Europa weit verbreitet. In Amerika ist dieser Typ manchmal bekannt als “flareless
fitting”. Abbildung 9 zeigt ein typisches Beispiel, aber es gibt sehr viele
Variationen, welche unterschiedliche Vorteile haben. Von all diesen Typen ist
vermutlich der Ermeto der bekannteste. All diese Kompressionsring-Armaturen
haben das gemeinsame Prinzip eines kegeligen Schneidrings, welcher auf den äusseren
Durchmesser des Rohres gezogen werden, indem eine Mutter den Schneidring in
eine verjüngte Aussparung drückt.
Abbildung 9
Die zahlreich erwähnten
Typen von Rohr-Armaturen und Rohrverbindungen werden weitverbreitet genutzt,
stellen jedoch keine komplette Liste dar. Es gibt nichts, was Hersteller davon
abhält, keine Standardmäßigen Versionen herzustellen und es
steht eine Vielzahl dieser Nicht-Standardmäßigen Armaturen. Es gibt
z.B. keinen Britischen oder Internationalen Standard für einen O-Ring vom
gezeigten Typ in Abbildung 5, für die Verwendung eines BSP-Gewindes.
Nichtsdestotrotz: Es wird hergestellt. Es gibt zahlreiche Variationen für
nahezu jedes Anschlussstück, das hergestellt wurde. Glücklicherweise
entsprechen 90% der Anschlussstücke einem Standard, aber passen Sie auf
die Ausnahmen auf!
Zurück
zur Übersicht