DE69100022T2

DE69100022T2 - Vorrichtung zum verbinden eines schlauchendes mit dem ende eines starren rohres.

Info

Publication number: DE69100022T2
Application number: DE9191400243T
Authority: DE
Inventors: Lionel Calmettes; Pascal Detable
Original assignee: Etablissements Caillau SAS
Current assignee: Caillau SAS
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2011-02-02
Also published as: ATE85111T1; CZ280336B6; HU215999B; CA2073501A1; CS33191A3; BR9105974A; KR0172452B1; GR3007354T3; DK0440564T3; JP2690019B2; HUT62402A; US5314210A; JPH04504751A; DE69100022D1; CA2073501C; KR920704065A; CN1064534A; EP0440564B1; EP0440564A1; CN1024714C

Description

Man kennt bereits, insbesondere aus den Patenten FR-A- 1.558.355, DE-A-3,815.168 und DE-A-3.914.645, eine Vorrichtung zum Anschließen eines Schlauchs an ein starres Rohrstück, wobei eine derartige Vorrichtung im wesentlichen ein starres Rohrsystem aufweist, welches auf dichte Weise am Schlauchende befestigt ist und mit Dichtungsmitteln und mit Verbindungs- und/oder Verriegelungsmitteln versehen ist, die mit komplementären Elementen des starren Rohrstücks zusammenwirken. Genauergesagt umfaßt das am Schlauchende befestigte Rohrsystem zwei starre rohrförmige Elemente, die innerhalb bzw. außerhalb des zur Aufnahme des starren Rohrstücks dienenden Schlauchendes angeordnet sind. Im speziellen Fall der vorgenannten deutschen Patente umspannen diese beiden rohrförmigen Elemente das freie Ende des Schlauchs in Form eines Wulstes und gewährleisten gleichzeitig die Dichtheit und den mechanischen Widerstand der Verbindung dank radialer Verformungen, durch die sowohl am inneren als auch am äußeren rohrförmigen Element Zylinderabschnitte unterschiedlicher Durchmesser entstehen. Weiters ist zur Gewährleistung der Dichtheit des Anschlusses eine O-Ringdichtung, die mit dem äußeren Teil des starren Rohrstücks in Kontakt gelangen kann, in einer an der Innenfläche des inneren rohrförmigen Elements im Abschnitt größeren Durchmessers vorgesehenen Aufnahme angeordnet. Die Aufnahme ist in axialer Richtung nach außen durch eine radiale Ringwand geschlossen, welche am äußeren rohrförmigen Element befestigt ist und deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des inneren rohrförmigen Elements ist. Mindestens eines der rohrförmigen Elemente weist Verbindungs- und/oder Verriegelungsmittel auf, die mit entsprechend am starren Rohrstück vorgesehenen komplementären Einrichtungen zusammenwirken.
Die bekannten Verbindungsvorrichtungen der in Frage stehenden Art haben trotz ihrer Effizienz mehrere Nachteile.
Einerseits umfassen sie relativ schwere und/oder voluminöse und manchmal schwierig zu positionierende Elemente, die in der Praxis ihren Einsatz für gewisse Anwendungen verhindern, insbesondere, wenn die Montage mit Hilfe von Maschinen, wie Robotern, die im allgemeinen nur Verschiebebewegungen ausführen können, ausgeführt werden soll.
Anderseits - und infolge der ersteren Nachteile - sind die bekannten Vorrichtungen relativ aufwendig, sowohl wegen der Beschaffenheit oder der Konstruktion der diese bildenden Teile als auch wegen der zur Positionierung derselben nötigen Zeit.
Schließlich bedingt bei den beiden vorgenannten deutschen Patenten die Anbringung des starren Rohrsystems am Ende des Schlauchs eine bedeutende Verformung desselben, insbesondere um innerhalb des Systems die Aufnahme für die Dichtung mit dem Rohrstück entstehen zu lassen. Diese Verformungen können zu einem Kriechen des Schlauchs führen, was sich sehr nachteilig auf die Formhaltigkeit der Vorrichtung auswirkt.
Man kann hiezu bemerken, daß im speziellen Fall von hydraulischen Kühlkreisen für Fahrzeugmotoren die Schläuche vor Anschließen derselben mit dem Rohrsystem ausgestattet werden müssen, das dazu bestimmt ist, am starren Rohrstück aufgesteckt und fixiert zu werden; letzteres ist im allgemeinen selbst Teil eines Apparats, wie eines zuvor entsprechend angeordneten Wärmetauschers. Der Schritt des Zusammenfügens des Schlauchs und seines Endrohrsystems sowie der Schritt des eigentlichen Verbindens müssen so einfach wie möglich sein und dürfen nur eine möglichst kleine Menge an Teilen erfordern. Insbesondere vermeidet man zweckmäßig ein Hinzufügen oder die Manipulation von Teilen in der Endphase des Verbindens.
Die zahlreichen soeben aufgezeigten technischen und wirtschaftlichen Anforderungen veranlaßten die Anmelderin, eine Vorrichtung zum Anschließen eines Schlauchs an ein starres Rohrstück von der in den vorgenannten Patenten beschriebenen Art zu finden, bei welcher die Nachteile derselben wegfallen und welche verschiedene Vorteile aufweist.
Erfindungsgemäß sind die Zylinderabschnitte größeren Durchmessers des inneren rohrförmigen Elements und des äußeren rohrförmigen Elements (die das sogenannte "Rohrsystem" bilden, das am Ende des Schlauchs befestigt ist), die vorzugsweise aus dünnem Metallblech hergestellt sind, in radialer Richtung gegen den Endwulst des Schlauchs gerichtet, wobei die die Aufnahme der O-Ringdichtung schließende radiale Ringwand ein vom inneren rohrförmigen Element getrennter Teil ist.
Dank dieser Vorkehrungen erfordert die dichte Befestigung des "Rohrsystems" am Schlauch keine bedeutende radiale Kompression desselben, ermöglicht dabei aber die einfache Bildung der Aufnahme für die O-Ringdichtung; diese Schritte werden beim Erzeuger gleichzeitig mit der Herstellung der Verriegelungsmittel ausgeführt, welche zum Zusammenwirken mit den am starren Rohrstück vorgesehenen bestimmt sind. Diese sind vorzugsweise vom Typ, wie er in der europäischen Patentanmeldung der Anmelderin unter dem Titel "Vorrichtung zum Blockieren zweier koaxialer Rohre", veröffentlicht am 28. August 1991 unter der Nr. 443.895, beschrieben ist.
So erfordert der Anschluß des Schlauchs an ein starres Rohrstück weder ein Aufsatzstück noch irgendeine andere Manipulation als das einfache Aufstecken des Schlauchendes auf das starre Rohrstück.
Die Erfindung wird verständlicher, und verschiedene weitere Merkmale sowie ihre Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen hervor, worin:
- Fig. 1a und Fig. 1b Außenansichten einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung vor dem Zusammenfügen, teilweise axial geschnitten, sind;
- Fig. 2 eine analoge Ansicht der Vorrichtung nach dem Zusammenfügen ist;
- Fig. 3 ein Ansicht eines Montagedetails des Rohrsystems am Schlauchende in vergrößertem Maßstab ist;
- Fig. 4 eine zu Fig. 2 analoge Ansicht im Fall einer Ausführungsvariante ist.
Unter anfänglicher Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 sieht man eine Vorrichtung zum Verbinden eines Schlauchs 1, beispielsweise aus Gummi, und eines starren Rohrstücks 2, beispielsweise aus Kunststoff. Im folgenden wird vorausgesetzt, daß das starre Rohrstück an einem Apparat starr angeordnet ist, der zum Zeitpunkt des Verbindens nicht verschoben werden kann.
Das Rohrstück 2 besteht aus einem zylindrischen Stück, dessen freies Ende auf bekannte Weise einen Wulst 2a aufweist, auf den im allgemeinen eine Rille 2b von geringer Tiefe folgt.
Das freie Ende des Schlauchs 1, das auf das Rohrstück 2 aufzustecken ist, ist mit einem "Rohrsystem" ausgestattet, welches im wesentlichen aus zwei starren rohrförmigen Elementen 3 und 4 besteht, die koaxial innerhalb bzw. außerhalb des Schlauchs angeordnet sind. Diese beiden rohrförmigen Elemente sichern unter Bedingungen, die noch beschrieben werden, eine zweckmäßige mechanische Klemmung des Schlauchendes, das dadurch versteift wird, sowie eine ausreichende Dichtheit zwischen der Innenwand des Schlauchs und dem inneren Element 3.
Jedes der beiden Elemente 3 und 4 umfaßt zwei Zylinderabschnitte 3a, 3b und 4a, 4b mit unterschiedlichen Durchmessern, wobei der Abschnitt größeren Durchmessers 3b, 4b gegen das freie Ende 1a des Schlauchs gerichtet ist. Die Abschnitte 3a, 4a kleineren Durchmessers hingegen gewährleisten die radiale Klemmung der Schlauchwand, und ihre Durchmesser sind mindestens gleich dem Innendurchmesser des Schlauchs und höchstens gleich dem Außendurchmesser desselben. Außerdem ist der Innendurchmesser des Abschnitts 3a im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Wulstes 2a des Rohrstücks.
Der Abschnitt 3b größeren Durchmessers des inneren rohrförmigen Elements 3 bildet nach innen zu eine Aufnahme 5 für eine O-Ringdichtung 6 aus einem geeigneten nachgiebigen Material, z.B. einem Elastomer, deren Innendurchmesser im freien Zustand etwas kleiner als der Außendurchmesser des Rohrstücks 2 ist. Dieser Abschnitt 3b ist vorzugsweise mit einer radialen Wand 3c verbunden, die sich im wesentlichen bis zur Innenseite des Abschnitts größeren Durchmessers 4b des rohrförmigen Elements 4 erstreckt.
Weiters schließen die beiden Abschnitte 3b, 4b größeren Durchmessers des inneren und des äußeren rohrförmigen Elements mit der radialen Wand 3c einen Hohlraum 7 ein, der zur linken Seite der Figuren hin offen ist und das freie Ende 1a des Schlauchs festhält, welches dann einen Wulst bildet, dessen Durchmesser etwas größer als jener des Schlauchs ist. Diesbezüglich sei hier erwähnt, daß die Minimalbreite 1 des Durchgangs zwischen dem Hohlraum 7 und der von den beiden Zylinderabschnitten 3a und 4a festgelegten Ringzone etwas kleiner als die Dicke dieser Ringzone ist.
Die Aufnahme 5 der Dichtung 6 ist in axialer Richtung nach außen hin durch eine Ringwand 8 geschlossen, deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich jenem des Zylinderabschnitts 3a ist. Vorzugsweise ist die radiale Wand 8, wie aus den Figuren gut erkennbar ist, in zum Schlauch entgegengesetzter Richtung an einer Muffe 9 angebracht, deren Innendurchmesser seinerseits im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Rohrstücks 2 ist.
Schließlich sei bemerkt, daß das innere rohrförmige Element 3 an seinem inneren Ende eine Schulter 3d aufweist, die nach innen gerichtet ist und einen axialen Anschlag für das Rohrstück unter Bedingungen, auf die noch bezug genommen wird, bilden kann. Weiters ist im Abschnitt 4b des äußeren rohrförmigen Elements 4 mindestens ein Loch 10 vorgesehen, das in den Hohlraum 7 mündet.
Das soeben ganz allgemein beschriebene Rohrsystem des Schlauchendes kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein. Wie aus den Figuren, insbesondere aus Fig. 3, gut ersichtlich ist, ist es jedoch vorteilhaft, dieses aus dünnem Metallblech auszuführen, wodurch die Erzeugung und Montage einfacher und die Kosten begrenzt sind. Außerdem bleibt der aus der Verbindung resultierende Platzbedarf, wie man sich leicht überzeugen kann, sehr gering und entspricht nur dem Außendurchmesser des Abschnitts 4b.
Nachdem der Schlauch 1 in das äußere rohrförmige Element 4 eingeführt worden ist, bis seine Endfläche im Abschnitt 4b größeren Durchmessers liegt, steckt man das innere rohrförmige Element 3 unter bekannten Bedingungen, wie sie z.B. im französischen Patent A-1.434.683 beschrieben sind, ein. Vorzugsweise wurde, wie aus Fig. 3 gut ersichtlich ist, die radiale Wand 8 zusammen mit ihrer Muffe 9 zuerst am Außenumfang der radialen Wand 3c des inneren rohrförmigen Elements 3 umgebördelt.
Der Endwulst 1a des Schlauchs ist dann im Hohlraum 7 festgehalten, und das Rohrsystem des Schlauchendes ist mit dem Umbiegen des freien Randes des Abschnitts 4b über den Außenumfang der radialen Wand 8 fertiggestellt. Das Loch 10 ermöglicht die visuelle Überprüfung, ob sich der Wulst 1a im Hohlraum 7 befindet.
Nicht dargestellte komplementäre Mittel sind schließlich einerseits am Rohrstück und anderseits am Rohrsystem, vorzugsweise an der Muffe 9, vorgesehen, um die mechanische Verbindung der beiden Organe in axialer Richtung zu sichern. Vorzugsweise sind diese Mittel vom Typ, wie er in der am selben Tag von der Anmelderin unter dem Titel "Vorrichtung zum Blockieren zweier koaxialer Rohre" hinterlegten Patentanmeldung beschrieben und dargestellt ist.
Selbstverständlich ist dem Fachmann mittlerweile klar geworden, daß die Verbindung des Schlauchs mit dem Rohrstück einfach durch Verschieben des Rohrsystems 3, 4 und seines Schlauchs 1 zum Rohrstück 2 in Richtung des Pfeils F der Fig. 1 erfolgt.
Während dieses Vorgangs erleichtert die Muffe 9 die Führung, und die Verschiebebewegung gemäß dem Pfeil F wird fortgesetzt, bis das Ende des Wulstes 2a an der Schulter 3d des inneren rohrförmigen Elements 3 in Anschlag kommt. Nach dem Überwinden des Wulstes 2a durch die O-Ringdichtung 6 verringert sich die zur Verschiebung gemäß dem Pfeil F notwendige Kraft aufgrund der vorhandenen Rille 2b abrupt. Unabhängig von der zum Bewegen des Schlauchs verwendeten, händischen oder mit Motor betriebenen Einrichtung tritt dann eine Trägheit auf, die die Plazierung bis zur Berührung des Anschlags 3d am Wulst 2a und in der Folge das im allgemeinen automatische Zusammenwirken der nicht dargestellten Verriegelungsmittel des Rohrsystems und des Rohrstücks erleichtert. Auf jeden Fall ist die Dichtheit der Verbindung durch den Kontakt der Dichtung 6 und der Außenfläche des Rohrstücks 2 jenseits der Rille 2b (Fig. 2) gewährleistet.
Eine derartige Verbindungseinrichtung ist insbesondere für die Montage mittels Roboter geeignet; sie kann jedoch auch leicht händisch plaziert werden, beispielsweise, wenn es sich um einen Ersatzteil handelt. In diesem Fall ist es darüberhinaus aufgrund der wohlbekannten Form des Rohrstücks 2 und insbesondere des vorhandenen Wulstes 2a und der Rille 2b möglich, einen Schlauch direkt auf das Rohrstück aufzustecken und ihn dort mittels einer bekannten Schlauchklemme festzuhalten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist nunmehr eine Ausführungsvariante zu sehen, bei der die bereits beschriebenen Elemente die gleichen Bezugszeichen, erhöht um 10, tragen. Das Rohrsystem am Ende des Schlauchs 11, das bei der vorherigen Ausführungsform drei Teile 3, 4 und 8 umfaßte, hat hier nur mehr zwei Teile, die mit den Bezugszeichen 13 und 14 versehen sind.
Die radiale Ringwand 18, die die Aufnahme 15 der Dichtung 16 abschließt, ist nämlich einstückig mit dem äußeren rohrförmigen Element 14 ausgebildet und direkt mit dem Abschnitt 14b größeren Durchmessers verbunden.
Die Montage des Rohrsystems 13-14 unterscheidet sich etwas von der zuvor beschriebenen.
Das innere rohrförmige Element 13, das zweckmäßig mit seiner Schulter 13d und seiner Seitenwand 13c ausgebildet ist, wird zuerst in das freie Ende des Schlauchs 11 gesteckt.
Das rohrförmige Element 14, das zuvor zur Ausbildung der radialen Wand 18 und gegebenenfalls der Muffe 19 vorgeformt worden ist, weist eine zylindrische Verlängerung 14c (strichpunktiert dargestellt) dort, wo dann sein Abschnitt größeren Durchmessers 14b folgt, auf.
Die zylindrische Hülse 14b-14c wird über das rechte Ende des Schlauchs 11 geschoben und kommt in Überlappung des Wulstes 1la, bis sich die radiale Wand 18 in Anlage am inneren rohrförmigen Element 13 befindet.
Ein Einschnürvorgang verkleinert dann den Durchmesser des Abschnitts 14c der Hülse und läßt den Abschnitt 14a des äußeren rohrförmigen Elements zur selben Zeit in Erscheinung treten, zu der der Wulst 11a des Schlauchs im Hohlraum 17 unter zu den zuvor beschriebenen Bedingungen vollkommen analogen Bedingungen festgehalten wird.
Selbstverständlich erfolgt der Schritt des Anschließens des Schlauchs 11 am Rohrstück 12 auf die gleiche Weise, wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und weist auch dieselben Vorteile auf.

Claims

1. Verbindungsvorrichtung zwischen einem Schlauch (1), beispielsweise aus Gummi, wie insbesondere einem Element eines Kühlkreises eines Fahrzeugs, und einem in den Schlauch einzusteckenden starren Rohrstück (2), welche Vorrichtung umfaßt:

- einerseits zwei starre und koaxiale rohrförmige Elemente (3, 4), nämlich ein inneres und ein äußeres, die innerhalb bzw. außerhalb des freien Endes des Schlauchs, das zur Aufnahme des starren Rohrstücks dient, angeordnet sind, welche rohrförmigen Elemente dieses Ende umspannen und jeweils zwei Zylinderabschnitte (3a, 3b; 4a, 4b) unterschiedlicher Durchmesser in Kontakt mit dem Schlauch und nahe seinem freien, einen Endwulst (1a) bildenden Ende aufweisen,

- anderseits zur Gewährleistung der Dichtheit der Verbindung eine O-Ringdichtung (6), die mit der Außenfläche des starren Rohrstücks in Kontakt gelangen kann und in einer an der Innenfläche des inneren rohrförmigen Elements (3) im Abschnitt größeren Durchmessers vorgesehenen Aufnahme (5) angeordnet ist, welche Aufnahme in axialer Richtung nach außen durch eine radiale Ringwand (8) geschlossen ist, welche am äußeren rohrförmigen Element (4) befestigt ist, deren Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des inneren rohrförmigen Elements (3) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabschnitte größeren Durchmessers (3b, 4b) der rohrförmigen Elemente in radialer Richtung gegen den Endwulst (1a) des Schlauchs gerichtet sind, und daß die die Aufnahme (5) schließende radiale Wand (8) ein vom inneren rohrförmigen Element (3) getrenntes Stück ist.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Aufnahme (5) der O-Ringdichtung schließende radiale Ringwand (8) an einer Zylindermuffe (9) angebracht ist, deren Innendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des inneren rohrförmigen Elements (3) ist, welche Muffe Verriegelungsmittel aufweist, die mit entsprechend am starren Rohrstück vorgesehenen komplementären Mitteln zusammenwirken.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Ringwand (8) auf entsprechend am Umfang des freien Endes (4b) des äußeren rohrförmigen Elements (4) vorgesehenen Haken od. dgl. geklipst ist.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wand (18) ein zweckmäßig mit dem äußeren rohrförmigen Element (14) geformtes einziges Stück ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere rohrförmige Element (4) in seinem Abschnitt (4b) größeren Durchmessers mindestens ein Loch (10) zur Wahrnehmung des freien Endes des Schlauchs aufweist.

6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der rohrförmigen Elemente (3, 4) aus dünnem Metallblech hergestellt ist.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wand (8, 18) der Aufnahme (5, 15) aus dünnem Metallblech hergestellt ist.

8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des inneren rohrförmigen Elements (3) einen axialen Anschlag (3d) für das starre Rohrstück (2) aufweist.