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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschließen von Rohren oder Schläuchen an
ein Anschlussstück
und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Vorrichtungen zum Anschließen von
Rohren oder Schläuchen
an ein Anschlussstück
werden im Allgemeinen bei der Montage von Schläuchen zur Durchleitung aller
Arten von Flüssigkeiten
für Verbrennungsmotoren
in Kraftfahrzeugen oder bei anderen Anwendungen, die eine Verbindung
von Rohren oder Schläuchen
erfordern, eingesetzt. Daher ist es besonders wichtig, bei diesem
Anschluss jeglicher Gefahr von Undichtigkeiten vorzubeugen.
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WO-A-0077440
offenbart ein Verfahren zum Anschließen von Rohren oder Schläuchen (a)
an ein Anschlussstück
(b), bei dem das Formen eines Kunststoffes (c) zumindest in den
Bereichen, in denen die Schläuche
mit dem Anschlussstück
zusammenwirken, vorgeschlagen wird. Der geformte Kunststoff (c)
dient beim Formen dazu, den Schlauch (a) beim Schrumpfen auf dem
Anschlussstück
(b) zu fixieren, indem er eine Druckkraft auf den Schlauch (a) ausübt. Dieser
Kunststoff (c) ist sowohl mit dem Anschlussstück (b) als auch mit dem Schlauch
(a) in Kontakt, wie in 1 zu sehen ist.
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Daraus
ergibt sich, dass sich die Werkstoffe bei Temperatur- und Druckänderungen
und aufgrund der Tatsache, dass die Werkstoffe des Schlauchs a und
des Anschlussstücks
b verschieden sind, unterschiedlich stark verformen, was die Gefahr
der Entstehung von Undichtigkeiten nach sich zieht.
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Darüber hinaus
erhöht
das Anformen des Anschlussstücks
die Taktzeit beim Spritzgießen
und die eingespritzte Kunststoffmenge unnötig.
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Im Übrigen haben
mehrere Dokumente zum Stand der Technik gezeigt, dass zum Erhalten
einer vollkommen dichten Verbindung zwischen einem Anschlussstück mit ringförmiger Erhöhung bzw.
ringförmigen
Erhöhungen
und einem elastisch verformbaren, auf das Anschlussstück aufgesteckten
Schlauch der Schlauch verformt werden musste, um bestimmte seiner
Teile in Berührung
mit dem Anschlussstück zu
bringen.
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So
schlägt
das Patent FR-A-2.755.494, um eine mindestens elastische Verformung
eines ringförmigen
Abschnitts des Schlauchs zu bewirken, um ihn dazu zu bringen, in
mindestens einen ringförmigen Hohlraum
des Anschlussstücks
einzudringen, vor, ein flüssiges
und aushärtbares
Material unter Druck um den Schlauchabschnitt herum aufzubringen.
Diese Spritzgießmasse
bewirkt somit die Verformung des Schlauchs, wie die Zeichnungen
des Dokuments bestätigen,
in denen 1 zeigt, dass der Schlauch in
der geschlossenen Stellung der Form, vor dem Spritzgießen, nicht
verformt ist. Diese Lösung
ist kompliziert in der Umsetzung, da sie auf eine Vielzahl von Parametern
(Temperatur, Festigkeit der Werkstoffe) empfindlich reagiert und
da sie zum einen hohe Einspritzdrücke und zum anderen große Mengen
Spritzgießmasse
erfordert. Diese Lösung
ist in jedem Fall dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch während des
Einspritzens von Kunststoff und nicht vor dem Einspritzen von Kunststoff
verformt wird, so dass die Verformung schwer kontrollierbar ist.
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Das
Patent US-A-5.411.300 wiederum beschreibt eine Lösung, bei der die Verbesserung
der Dichtigkeit auf zwei Parametern beruht, d. h. zum einen auf
der Elastizität
des Schlauches, der das Anschlussstück überdeckt, und zum anderen auf
dem Schrumpfungsbeiwert der angeformten Abdeckung oder des angeformten
Rings. Der Schlauch wird in der Tat so gewählt, dass er beim Aufstecken
auf das Anschlussstück
eine Erhöhung
seines Durchmessers um 20 bis 30% ermöglicht, was zur Folge hat, dass
anschließend
eine gute Dichtigkeit zwischen Anschlussstück und Schlauch gewährleistet
ist. Umgekehrt ist es bisweilen schwierig, einen solchen Schlauch
auf das Anschlussstück
aufzustecken. Gleichzeitig begünstigt
die Schrumpfung des angeformten Teils, die so gewählt wird,
dass das Auftreten von Spannungsrissen vermieden wird, eine Erhöhung des
Kontaktdrucks von Schlauch, Ring und Anschlussstück. Infolgedessen wird die
Dichtigkeit im Wesentlichen durch die Schrumpfung des angeformten
Kunststoffs erhalten. Die Tatsache, dass der Schlauch nicht in die
Vertiefungen zwischen zwei ringförmigen
Erhöhungen
des Anschlussstücks
eindringen kann, wird nicht angesprochen oder erscheint als a priori
durch die Elastizität
des Schlauchs geregelt.
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In
einer besonderen Ausführungsform
wird jedoch eine Lösung
beschrieben, bei der Schlauchabschnitte vor dem Spritzgießen von
Kunststoff gestaucht werden und der angeformte Ring anschließend dadurch,
dass sich der durch zur Form gehörende
Dichtringe komprimierte Kunststoff ausdehnt und Wülste beidseitig
des Ringes bildet, axial blockiert wird, wie 11 zeigt.
Diese Ausführung dient
somit dazu, die axiale Blockierung des Rings auf dem Schlauch zu
verstärken
und nicht dazu, eine bessere Haftung des Schlauchs auf der Oberfläche des
Anschlussstücks
zu ermöglichen.
Diese Lösung beruht
somit auf dem Stauchen des Werkstoffs, aus dem der Schlauch besteht,
um es diesem Material nach dem Anformen zu ermöglichen, sich zu beiden Seiten
des Ringes auszudehnen und so Axiallager zu bilden. Die beschriebene
Lösung
erfordert somit eine Verformung des Schlauchs, ein Anformen und
anschließend
eine Ausdehnung des Schlauchs zu beiden Seiten des angeformten Teils.
Das Problem des Ausfüllens
der leeren Räume
zwischen der inneren Oberfläche
des Schlauchs und der äußeren Oberfläche des
Anschlussstücks
wird nicht angesprochen. Die Form wird demnach so ausgeführt, dass
die in 50 dargestellten Formteile, die eine Verformung des Schlauchs
bewirken sollen, voneinander in jedem Fall weiter entfernt sind
als zwei ringförmige
Erhöhungen
des Anschlussstücks
(siehe 5, 10 und 11). Diese Formteile sind daher nicht in
der Lage, das Beseitigen der leeren Räume in der Umgebung der ringförmigen Erhöhungen des
Anschlussstücks
zu ermöglichen.
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Eine
Aufgabe dieser Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Anschließen
bereitzustellen, deren Ausgestaltung es ermöglicht, die Gefahr von Leckagen
der Flüssigkeiten, die
in diesen Schläuchen
fließen,
zu beseitigen, insbesondere dann, wenn diese Flüssigkeit unter Druck steht,
wobei die Verbesserung der Dichtigkeit durch Erhöhung des Kontaktdrucks zwischen
Schlauch und Anschlussstück
mit Hilfe von mechanischen Einrichtungen erreicht wird, ohne dass
die Besonderheiten des Verfahrens zum Einspritzen des angeformten Kunststoffs
oder des eingespritzten Kunststoffs bekannt sein müssen.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Anschließen
bereitzustellen, deren Ausgestaltung es ermöglicht, die freien Räume zwischen
der inneren Oberfläche
des Schlauchs und der äußeren Oberfläche des
Anschlussstücks
mindestens teilweise auszufüllen,
wenn das Anschlussstück
ringförmige
Erhöhungen
besitzt, und den Kontaktdruck zwischen Anschlussstück und Schlauch
an der Spitze dieser Erhöhungen
zu verstärken,
so dass vollkommen sichere Dichtelemente gebildet werden.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Vorrichtung zum Anschließen
von Rohren oder Schläuchen
an ein Anschlussstück
nach Anspruch 1.
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Die
dabei ausgeführte
Aufdehnung verbessert den Kontaktdruck zwischen Schlauch und Anschlussstück und somit
die Dichtigkeit. Sie verstärkt gleichzeitig
das Halten des Schlauchs auf dem Anschlussstück. Darüber hinaus ermöglicht es
ein solches Verfahren, die Abmessungen des Rings und insbesondere
dessen Dicke zu begrenzen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens besteht die Form aus zwei Halbschalen, welche jeweils
mindestens ein Paar Vorsprünge
aufweisen, um die Anlageteile zu bilden, wenn die Form geschlossen
ist, wobei die genannten Vorsprünge
in der geschlossenen Stellung der Form beidseitig der ringförmigen Erhöhung und
bevorzugt benachbart zu angrenzenden ringförmigen Erhöhungen, die als Nebenerhöhungen bezeichnet
werden, erstrecken, wobei diese Vorsprünge untereinander rechtwinklig
zu der ringförmigen
Erhöhung
einen ringförmigen
Gießhohlraum
definieren, in den der anzuformende Kunststoff eingebracht wird.
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Die
Form kann so viele Teile umfassen, wie in Abhängigkeit von der Anzahl der
Wege des Anschlussstücks
erforderlich sind.
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Wenn
die Form geschlossen ist, üben
die Vorsprünge
so zwei Anlagekräfte
aus, die zum einen eine Aufdehnung des Rohrs oder Schlauchs beidseitig
des oberen Anlagepunktes des Anschlussstücks und zum anderen ein Anpressen
dieses Rohrs oder Schlauches an das Anschlussstück bewirken. Nach dem Formen
wird der Schlauch in den Bereichen, die beim Formen gepresst wurden,
am Anschlussstück angepresst
gehalten, so dass die Dichtigkeit der Einheit verstärkt wird.
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Festzustellen
ist, dass das Vorhandensein von ringförmigen Nebenerhöhungen in
der Umgebung der ringförmigen
Haupterhöhung,
an die der Ring rechtwinkelig angeformt wird, es ermöglicht, weitere
Dichtelemente in der ummittelbaren Umgebung der Teile zu bilden,
wo der Schlauch auf der äußeren Oberfläche des
Anschlussstücks
anliegend gehalten wurde. Daraus ergibt sich eine weitere Verbesserung
der Dichtigkeit der Einheit.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Anschließen von
Rohren oder Schläuchen an
ein Anschlussstück
nach Anspruch 3.
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Dabei
wird der Ring vorteilhafterweise nur an die ringförmige Haupterhöhung des
Anschlussstücks rechtwinkelig
angeformt, so dass er nur mit dem Rohr oder Schlauch in Berührung ist
und nicht mehr auch mit dem Anschlussstück, wie dies zuvor der Fall
war. Die Schrumpfung des so angeformten Rings ist insgesamt gleichförmig und
begünstigt
somit das Anpressen des Rohrs oder Schlauchs an das Anschlussstück.
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Das
Rohr oder der Schlauch wird beidseitig der so genannten ringförmigen Haupterhöhung des Anschlussstücks aufgedehnt,
so dass es bzw. er vor dem Anformen des Rings beidseitig der genannten Erhöhung auf
dem Anschlussstück
zur Anlage kommt und die freien Räume, die in der Umgebung der
Flanken der ringförmigen
Haupterhöhung
zwischen der inneren Oberfläche
des Rohrs und der äußeren Oberfläche, auch
Vertiefung genannt, des Anschlussstücks gebildet werden, mindestens
teilweise ausfüllt.
Die Tatsache, dass die Anlagekräfte
der Form genutzt werden, um diese Räume mindestens teilweise auszufüllen, ermöglicht es,
dieses Ausfüllen sicher
zu stellen.
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Vorteilhafterweise
sind die Werte des Zurückhaltens
beim Abziehen einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung höher als
bei Vorrichtungen, die eine Anformung nach dem Stand der Technik
aufweisen.
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Darüber hinaus
kann der angeformte Ring den etwaigen Bewegungen des Schlauchs einfach folgen,
was bei einer Anformung an ein Anschlussstück nach dem Stand der Technik
nicht der Fall sein konnte. Im Übrigen
ermöglicht
das Fehlen einer Verbindung zwischen Ring und Anschlussstück eine Verringerung
der Beanspruchungen, denen der Ring bei relativen Bewegungen von
Schlauch und Ring ausgesetzt ist. Gleichzeitig ermöglicht die
erhaltene Streckung es, die relativen Bewegungen von Schlauch und
Anschlussstück
mechanisch zu begrenzen.
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Die
ringförmigen
Nebenerhöhungen
sind am Anschlussstück
beidseitig der ringförmigen
Haupterhöhung
ausbildet, an welche der Ring rechtwinkelig angeformt wird. Diese
ringförmigen
Nebenerhöhungen
weisen jeweils eine Höhe
auf, die geringer als die der ringförmigen Haupterhöhung ist.
Diese ringförmigen,
vorzugsweise gleich hohen Nebenerhöhungen definieren untereinander
eine Anlagefläche
für das Rohr
oder den Schlauch im aufgesteckten Zustand auf das Anschlussstück. Der
auszufüllende
Raum wird jedes Mal in dem Zwischenraum zwischen der ringförmigen Haupterhöhung und
der ringförmigen Nebenerhöhung gebildet.
Ein optimales Anlageteil der Form wird jedes Mal in diesem Zwischenraum
positioniert, vorzugsweise in der Umgebung der ringförmigen Nebenerhöhung, wenn
der auszufüllende Raum
sich über
die gesamte Länge
des Zwischenraums erstreckt, um ein zusätzliches Dichtelement zu bilden.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
hält das Rückhalteteil
das aufgedehnte Rohr oder den aufgedehnten Schlauch beidseitig der
ringförmigen
Haupterhöhung,
wobei das Rohr oder der Schlauch ebenfalls zwischen den ringförmigen Nebenerhöhungen und
der ringförmigen
Haupterhöhung
gegen das Anschlussstück
anliegend gehalten wird. Die Dichtigkeit der hergestellten Verbindung
wird dadurch weiter begünstigt.
Die ringförmige
Haupterhöhung,
an welche der Ring rechtwinkelig angeformt wird, wird vorzugsweise
in Form einer tannenförmigen
Rippe ausgeführt,
die jeweils gleich weit von jeder ringförmigen Nebenerhöhung entfernt
ist. Die beiden ringförmigen Nebenerhöhungen können aus
einer tannenförmigen Rippe
oder aus einer tannenförmigen
Rippe und einer Olive bestehen, wobei die Olive die Funktion des Zurückhaltens
des Schlauchs am Anschlussstück ausführt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ausführlich
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Vorrichtung zum Anschließen nach dem Stand der Technik
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2 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anschließen;
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3 eine
Schnittansicht einer Vorrichtung zum Anschließen in einer geöffneten
Form; und
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4 eine
Schnittansicht einer Vorrichtung zum Anschließen in einer geschlossenen
Form.
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Die
in 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anschließen umfasst
ein Anschlussstück 1 mit
drei Wegen, auf das Schläuche 2 aufgesteckt
sind, wobei an jeden Schlauch 2 ein Ring 3 angeformt
ist.
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Das
Anschlussstück 1 umfasst
an jedem seiner Wege eine ringförmige
Haupterhöhung 4,
die von dem auf das Anschlussstück 1 gesteckten
Schlauch überdeckt
wird und an die der Ring 3 rechtwinkelig angeformt wird.
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Ringförmige Nebenerhöhungen 5, 6 sind
am Anschlussstück 1 beidseitig
der ringförmigen
Haupterhöhung 4 ausgebildet.
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Diese
ringförmigen
Nebenerhöhungen 5, 6 sind
vorzugsweise gleich hoch, aber weniger hoch als die ringförmige Haupterhöhung 4 und
definieren untereinander eine Anlagefläche für den Schlauch 2 in
dem auf das Anschlussstück 1 aufgesteckten
Zustand.
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Die
ringförmige
Haupterhöhung 4 ist
vorzugsweise in Form einer tannenförmigen Rippe ausgeführt und
von jeder ringförmigen
Nebenerhöhung 5, 6 gleich
weit entfernt.
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Eine
der ringförmigen
Nebenerhöhungen
besteht aus einer tannenförmigen
Rippe 5 und die andere aus einer Olive 6, die
das Abziehen verhindert.
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Die
tannenförmige
Rippe 5 der ringförmigen Nebenerhöhung ist
vorzugsweise nach dem Stand der Technik ausgeführt, d. h. ihre Neigung begünstigt das
Aufstecken des Schlauchs 2 auf das Anschlussstück 1,
während
die tannenförmige
Rippe, die die ringförmige
Haupterhöhung 4 bildet,
umgekehrt ausgebildet ist, d. h. dass sich die im wesentlichen konisch
verlaufende Rippe zu dem auf das Anschlussstück 1 aufgesteckten
Ende des Schlauchs 2 hin aufweitet, um die Dichtigkeit
noch weiter zu verbessern.
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Um
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Anschließen
herzustellen, wird ein Anschlussstück 1 mit zwei Wegen,
auf das zwei Schläuche 2 mit Überdeckung
der jeweiligen ringförmigen
Haupterhöhungen 4 gesteckt
sind, in eine Form M gegeben, die aus zwei Halbschalen 7 besteht,
welche das Anschlussstück 1 und
die beiden Schläuche 2 in
der geschlossenen Stellung der Form M an dieser ringförmigen Haupterhöhung 4 einspannen.
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Festzustellen
ist, dass das elastisch verformbare Rohr oder der elastisch verformbare
Schlauch 2 in dieser Stellung auf das Anschlussstück 1 gesteckt ist
und in der Umgebung von mindestens einer der Flanken der ringförmigen Haupterhöhung 4 des
Anschlussstücks 1 einen
freien Raum E zwischen der inneren Oberfläche des Rohrs und dem Boden
der Vertiefung des Anschlussstücks 1 begrenzt.
Diese Vertiefung entspricht der äußeren Oberfläche des Anschlussstücks, die
sich zwischen einer ringförmigen
Haupterhöhung 4 und
einer ringförmigen
Nebenerhöhung 5, 6 erstreckt,
wenn diese ringförmige
Nebenerhöhung 5, 6 vorhanden
ist oder der äußeren Oberfläche des
Anschlussstücks 1 entspricht,
die neben der ringförmigen
Haupterhöhung 4 liegt,
von der diese Erhöhung
ausgeht.
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Nach
dem Einführen
der ringförmigen
Haupterhöhung 4 des
Anschlussstücks 1,
die von dem Schlauch 2 überdeckt
ist, in den Gießhohlraum 9 wird das
Rohr oder der Schlauch 2 mit Hilfe von Anlageteilen 8 der
Form verformt, die in der Lage sind, Anlagekräfte F auf das Rohr oder den
Schlauch 2 auszuüben.
Diese Form besteht aus zwei Halbschalen 7, die jeweils
mindestens ein Paar Vorsprünge 8 umfassen,
welche in der geschlossenen Stellung der Form (4)
jeweils eine Anlagekraft F auf den Schlauch 2 beidseitig
der ringförmigen
Haupterhöhung 4 und zwischen
dieser und einer ringförmigen
Nebenerhöhung 5 oder 6 ausüben. Diese
Anlageteile 8 sind so ausgeführt, dass mindestens eines
von ihnen an dem freien Raum E zwischen der inneren Oberfläche des Rohrs 2 und
der Vertiefung des Anschlussstücks
angeordnet ist. Dadurch wird eine Streckung des Rohrs oder Schlauchs 2 beidseitig
der Spitze der ringförmigen
Haupterhöhung 4 bewirkt,
wobei dieses Rohr oder dieser Schlauch 2 beidseitig dieser
ringförmigen Haupterhöhung 4 an
dem Anschlussstück 1 zur
Anlage kommt. Dadurch wird der Raum E mindestens teilweise ausgefüllt und
die Dichtigkeit der Einheit erhöht.
Wenn die Form geschlossen ist und der Schlauch somit auf gedehnt
ist, begrenzen die Vorsprünge 8 untereinander
an der ringförmigen
Haupterhöhung 4 einen
ringförmigen
Hohlraum 9, in den der zur Bildung des Rings 3 anzuformende
Kunststoff eingebracht wird. Der Ring 3 besteht vorzugsweise aus
verstärktem
oder unverstärktem
Polyamid 6.6.