Reichelt Chemietechnik Magazin
Klemmring- und Schneidringverschraubungen sind lösbare Verbindungen und spielen in der Verbindungstechnik von Schläuchen und Rohren eine wichtige Rolle, um leckagefreie Rohrverschraubungen herzustellen. Was die Bauarten unterscheidet, wodurch sie sich auszeichnen und was bei der Montage der Verschraubungen zu beachten ist, erläutert dieser Artikel.
Wie funktioniert eine Schneidringverschraubung?
Umgangssprachlich werden Schneidringverschraubungen auch Ermeto-Verschraubung genannt, nach dem Unternehmen Ermeto, das diese Art der Rohrverbindung in den 1920er Jahren entwickelte und 1934 ein Patent dafür erhielt.
Eine Schneidringverschraubung besteht aus einem Verschraubungskörper wie zum Beispiel einer Armatur mit Außengewinde und 24°-Konus, einer Überwurfmutter und einem Schneidring, der auch als Ferrule bezeichnet wird. Der Schneidring ist ein 24°-Konus mit einer oder zwei scharfen Schneidkanten und wird aus einem härteren Material gefertigt als das zu verbindende Rohr- oder Schlauchmaterial. Mit Schneidringverschraubungen können beispielsweise Glasrohre, Edelstahl und andere Metall-Rohre sowie Schläuche aus harten Kunststoffen adaptiert werden.
Vor der Montage werden Rohrleitung oder Schläuche auf die gewünschte Länge gekürzt. Dabei ist es wichtig, dass Rohr oder Schlauch rechtwinklig gekürzt werden, um Leckagen zu vermeiden. Rohre werden anschließend entgratet, um eine saubere Schnittkante zu erhalten. Um ein Quetschen von Schläuchen und dünnwandigen oder weichen Metallrohren wie Kupferrohre zu vermeiden, kann zusätzlich eine Stützhülse in den Schlauch beziehungsweise in das Rohr geschoben werden.
Zur Montage wird der Schneidring mit der Konusseite in den Dichtkonus der Rohrverschraubung eingeführt, die Überwurfmutter handfest aufgeschraubt und ein Rohr bis zum Rohranschlag in die Verschraubung eingesteckt. Beim Anziehen der Überwurfmutter wird der Schneidring in den Konus des Stutzens geschoben, wodurch die scharfe Kante in die Oberfläche der Rohrleitung einschneidet. Vor der Schneidkante bildet sich ein ringförmiger Wulst, der für eine sehr gute Abdichtung und Halt für die Überwurfmutter sorgt. Die Verbindung der Schneidringverschraubung kann gelöst und wieder montiert werden.
Je nach Betriebsdruck und Rohraußendurchmesser wird zwischen Schneidringverschraubungen in den Bauformen sehr leicht (LL), leicht (L) und schwer (S) unterschieden. Zur Gruppe LL zählen Verschraubungen, die bei einem Druck bis ca. 100 bar und Rohre mit einem Außendurchmesser von 4 bis 8 mm verwendet werden. Schneidringverschraubungen für einen Betriebsdruck bis zu ca. 350 bar und Rohre mit einem Außendurchmesser zwischen 6 und 42 mm sind der Baureihe L zugeordnet. Baureihe S umfasst Rohrverschraubungen für einen Druck bis zu ca. 630 bar und Rohre mit einem Außendurchmesser zwischen 6 und 38 mm.
Wie funktioniert eine Klemmringverschraubung?
Eine Klemmringverschraubung besteht aus einem Grundkörper wie zum Beispiel einem Verschraubungskörper mit Außengewinde und integrierter Stützhülse, einer Überwurfmutter und einem Klemmring. Wie bei Schneidringverschraubungen werden Rohre oder Schläuche entsprechend vorbereitet und Überwurfmutter und Klemmring auf diese geschoben. Rohr oder Schlauch werden bis zum Anschlag in den Grundkörper gesteckt, und die Überwurfmutter wird zunächst handfest angezogen.
Klemmringverschraubungen mit einem Klemmring werden üblicherweise für Niederdruckanwendungen eingesetzt. Eine Klemmringverschraubung kann auch zwei Klemmringe enthalten, die auch als Doppelklemmringverschraubung bezeichnet wird. Der vordere Klemmring ist kleiner und weicher als der hintere. Beim Verschrauben greift der hintere Ring fest in den vorderen, schiebt ihn in axialer Richtung vor und wird gleichzeitig gegen die Rohrleitung gepresst. Das „Zwei-Klemmring-Design“ gleicht Toleranzen des Rohraußendurchmessers, der Wandstärken und der Materialhärte aus und verteilt den Druck gleichmäßiger. Es bewirkt eine bessere Abdichtung und Halt.
Ein besonderer Klemmring ist der Wellenklemmring, der zur axialen Fixierung von Komponenten auf Wellen oder als axialer Anschlag dient. Dabei handelt es sich um einen Ring, der mithilfe eines Gewindestifts auf einer Welle verklemmt wird. Alternativ kann der Wellenklemmring einfach oder doppelt geschlitzt sein. Mit einer oder zwei Schrauben wird der Klemmring über die gesamte Kontaktfläche auf der Welle verklemmt.
Mithilfe von Klemmringverschraubungen können auch weichere Kunststoffschläuche adaptiert werden, beispielsweise Gummischläuche aus PVC (Polyvinylchlorid), Silikonschläuche oder andere Elastomer-Schläuche.
Aus welchen Werkstoffen werden die Verschraubungen hergestellt?
Sowohl Klemm- als auch Schneidringverschraubungen eignen sich als Verbindungsstücke von Metall- und Kunststoffrohren sowie von Schläuchen und sind in verschiedenen Ausführungen wie gerade, Winkel-, T- oder Kreuzverschraubung, zylindrisches oder kegliges Gewinde erhältlich.
Verschraubungen für weiche Schläuche für den Niederdruckbereich werden vor allem aus Kunststoffen wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Perfluoralkoxy (PFA) sowie Polyvinylidenfluorid (PVDF) hergestellt. Sie eigenen sich bestens, um Gummischläuche und Kunststoffschläuche miteinander zu verbinden oder an vorliegende Innen- oder Außengewinde-Anschlüsse aus Kunststoff zu adaptieren. Klemmringverschraubungen werden jedoch auch aus metallischen Legierungen gefertigt, beispielsweise Edelstahl, Messing oder Aluminium.
Bei Schneidringverschraubungen für den Hochdruck- oder Hochtemperaturbereich werden vor allem metallische Legierungen als Ausgangswerkstoff eingesetzt. Verschraubungen aus Edelstahl werden eingesetzt, wenn Korrosions- und Temperaturbeständigkeit gefordert sind sowie in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Werden Schneidringverschraubungen aus Edelstahl verwendet, ist zu beachten, dass diese vormontiert werden müssen. Beim Zudrehen der Überwurfmutter wirken auf die Gewindeflanken hohe Kräfte, die bei Edelstahlflächen dazu führen können, dass sich diese kaltverschweißen. Die Vormontage erfolgt in einem gehärteten Vormontagestutzen. Hersteller von Edelstahl-Schneidringverschraubungen empfehlen, nahtlos gezogene Rohre zu verwenden. Bei einer geschweißten Rohrleitung kann sich im Bereich der Schweißnaht das Materialgefüge ändern und damit auch das Einschneidverhalten des Schneidrings.
Verschraubungen für Rohre und harte Schläuche werden jedoch auch aus hochwertigen Polymeren gefertigt, etwa mit Körper aus PVDF oder PFA, Schneidring aus PEEK und Dichtring aus PTFE. Solche Typen kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn eine extrem hohe chemische Beständigkeit gefordert wird.
Fittings aus Messing werden für Kupferrohre empfohlen, die häufig bei Sanitär- und Heizungsinstallationen verwendet werden.
Wo Klemm- und Schneidringverschraubungen eingesetzt werden
Aufgrund der unterschiedlichen Bauart und Funktionsweise sind die einzelnen Teile der beiden Verschraubungsarten untereinander nicht kompatibel.
Klemmringverschraubungen werden in Systemen eingesetzt, in denen der Druck maximal 150 bar beträgt. Eingesetzt werden sie in der Wasseraufbereitung und in Trinkwassersystemen, in der Heizungstechnik, bei Sanitär-, Gas- und Heizölinstallationen, bei pneumatischen Verschraubungen sowie in Mess-, Steuer- und Regelsystemen. Für Trinkwasser- und Gasinstallationen müssen Klemmringverbindungen das DVGW-Prüfzeichen tragen. DVGW steht für den Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., der neben Produkten auch Unternehmen und Personen auf ihre Eignung prüft.
Schneidringverschraubungen der Baureihe LL, die bis zu einem Druck von 100 bar einsetzbar sind, eignen sich als Schlauchverbinder für Kunststoffleitungen und Rohrleitungen in pneumatischen Systemen, im Labor und Apparatebau. Rohrverschraubungen der Baureihe L bis 350 bar werden in hydraulischen Komponenten wie Hydraulikpumpen, -zylinder und -ventilen, in Bremsleitungen und Kraftstoffsystemen von Fahrzeugen, in der Mess- und Regeltechnik, Papier und Kunststoffindustrie, pharmazeutischen Industrie, Luftfahrt sowie in der Lack- und Farbenindustrie genutzt. Bei Drücken bis 630 bar, die im Schwermaschinenbau, Schiffsbau, Bergbau, in der chemischen Industrie sowie in Hafen- und Schleusenanlagen auftreten, werden Schneidringverschraubungen der Baureihe S verwendet.
Ob Schneidringverschraubung oder Klemmringverschraubung verwendet wird, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Beide Rohrverschraubungen zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise mit geringem Platzbedarf, einfache und schnelle Vorortinstallation sowie Wirtschaftlichkeit durch Langlebigkeit und geringen Wartungsbedarf aus.
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