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Die
Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung zwischen einem Anschlusselement
einer Kraftstoffleitung und einem Aufnahmeelement für dieses
Anschlusselement, wobei das Anschlusselement einen zentralen axialen
Durchlasskanal, an seinem freien ersten Endbereich an seinem Außenumfang
eine in einem axialen Querschnitt ballige oder kegelstumpfförmige Dichtfläche und
an seinem anderen, zweiten Endbereich eine Außenschulter als Widerlager
für eine
Innenschulter einer Überwurfmutter
aufweist, welche ein Innengewinde zum Aufschrauben auf ein Außengewinde
des Aufnahmeelements hat, wobei ferner auch das Aufnahmeelement
einen axialen Durchlasskanal aufweist, welcher an seinem dem Anschlusselement
zuzuwendenden Endbereich für die
Aufnahme des freien Endbereichs des Anschlusselements eine ungefähr trichterartig
ausgebildete Dichtfläche
aufweist, und wobei zwischen den Dichtflächen des Anschlusselements
und des Aufnahmeelements eine im Wesentlichen konische oder kegelstumpfförmige Dichtelementhülse aus
einem duktilen Werkstoff mit Dichtungsmaterialeigenschaften anordenbar
ist.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine vorstehend beschriebene Dichtelementhülse zum
Abdichten zwischen einer Kraftstoffleitung und einem Aufnahmeelement
für einen
freien Endbereich der Kraftstoffleitung, wobei die kegelstumpfförmige oder ballige
(insbesondere einem Kugelabschnitt ähnliche) Dichtfläche an einen
freien Endbereich der Kraftstoffleitung angeformt oder mit diesem
Endbereich fest verbunden ist.
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Bei
einer bekannten Ausführungsform
einer Abdichtvorrichtung der eingangs erwähnten Art ist an dem anzuschließenden Endbereich
der Kraftstoffleitung am Außenumfang
ein flanschartiger Bund vorgesehen, auf dem im montierten Zustand
die Innenschulter der Überwurfmutter
aufliegt; an diesen Bund schließt
sich ein vom axialen Durchlasskanal der Kraftstoffleitung durchsetztes
sogenanntes Kugelelement an, dessen Form – sieht man vom axialen Durchlasskanal
ab – ungefähr der Form
einer Halbkugel entspricht, die mit ihrer Außenumfangsfläche eine
Dichtfläche
bildet. Bei der Montage wird eine Dichtelementhülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
auf das Kugelelement aufgelegt, worauf Dichtelementhülse samt
Kugelelement in den Trichter des Aufnahmeelements eingesteckt und
mit Hilfe der Überwurfmutter
gegen die von diesem Trichter gebildete Dichtfläche angepresst wird – zu diesem Zweck
hat die Überwurfmutter
ein Innengewinde, welches auf ein Außengewinde des Aufnahmeelements
aufgeschraubt werden kann. Die bekannte Dichtelementhülse hat
eine konusförmige
bzw. kegelstumpfförmige
Umfangswand, an welche sich am einen, ersten axialen Ende der Dichtelementhülse ein
flanschartiger Bund anschließt,
der die Umfangswand radial nach außen überragt, und an das andere axiale
Ende der Umfangswand schließt
sich eine Art Boden der Dichtelementhülse an, in dem sich eine zentrale Öffnung für den Kraftstoffdurchtritt
befindet. Im montierten Zustand liegt der Bund der Dichtelementhülse zwischen
dem an der Kraftstoffleitung vorgesehenen Bund und einer diesem
zugewandten axialen Stirnfläche
des Aufnahmeelements, während die
kegelstumpfförmige
Umfangswand der Dichtelementhülse
eingespannt ist zwischen der Umfangswand des Kugelelements und der
vom Aufnahmeelement gebildeten trichterartigen Dichtfläche.
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Diese
bekannte Abdichtvorrichtung hat die folgenden Nachteile: Die Kraftstoffleitungen
und die Dichtelementhülsen
werden als voneinander getrennte Teile angeliefert, und der Monteur
muss die Dichtelementhülsen
einzeln zwischen die miteinander zu verbindenden Bauteile Kraftstoffleitung
und Aufnahmeelement einlegen; dies führt schon deshalb zu Problemen,
weil es sich bei den Dichtelementhülsen um verhältnismäßig kleine
Teile handelt und bei einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor eine
erhebliche Anzahl von Kraftstoffleitungen angeschlossen werden muss.
Außer
den mit der Handhabung verbundenen Problemen hat die bekannte Abdichtvorrichtung
aber auch noch den Nachteil, dass nach der Montage nicht mehr erkannt
werden kann, ob die Dichtelementhülse tatsächlich eingebaut oder versehentlich
vergessen wurde.
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Zur
Vermeidung dieser Probleme bei der Montage wird nun eine Abdichtvorrichtung
vorgeschlagen, die es erlaubt, schon beim Lieferanten der Kraftstoffleitungen
die Dichtelementhülsen
vorzumontieren, und zwar so, dass sie an den Kraftstoffleitungen
gehalten sind.
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Erfindungsgemäß wird eine
Abdichtvorrichtung der eingangs definierten Art dadurch verbessert, dass
man die Dichtelementhülse
derart ausbildet, dass sie im montierten Zustand mit mindestens
einem radial nach innen wirkenden Halteelement form- und/oder reibungsschlüssig unverlierbar
am Anschlusselement gehalten ist.
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Konstruktiv
lässt sich
das Erfindungsprinzip z. B. dadurch verwirklichen, dass man am Außenumfang
des eine Dichtfläche
bildenden freien ersten Endbereichs des Anschlusselements eine oder
mehrere Vertiefungen und an der Innenumfangsfläche der Dichtelementhülse eine
oder mehrere entsprechende Vorsprünge vorsieht, die beim Aufschieben der
Dichtelementhülse
auf das Anschlusselement in die Vertiefungen einrasten – jeder
Vorsprung bildet dann ein Halteelement im Sinne der vorliegenden
Erfindung. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei denen das
mindestens eine Halteelement an einem axialen Ende der Dichtelementhülse angeordnet
ist.
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Bei
einem ersten Typ der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung weist
das Anschlusselement zwischen seiner Dichtfläche und seiner Außenschulter
eine Umfangsnut für
den Eingriff eines oder mehrerer Halteelemente der Dichtelementhülse auf;
in diesem Fall ist es dann besonders vorteilhaft, wenn die Dichtelementhülse an ihrem
der Außenschulter des
Anschlusselements zuzuwendenden axialen Endbereich vor ihrer Montage
ungefähr
kreiszylindrisch ausgebildet und mindestens ein ein Halteelement
bildender Abschnitt dieses Endbereichs bei der Montage zerstörungsfrei
in die Umfangsnut des Anschlusselements einpressbar ist – dieses
Umformen und Einpressen mindestens eines Abschnitts des einen Endbereichs
der Dichtelementhülse
in die besagte Umfangsnut lässt
sich bei einer Dichtelementhülse
aus einem duktilen Material ohne weiteres durchführen, und zwar auch mittels
einer automatisierten Zuführeinheit,
mit der die Dichtelementhülsen den
Kraftstoffleitungen zugeführt
werden. In diesem Zusammenhang ist noch anzumerken, dass unter einem
Einpressen auch ein Verstemmen des Halteelements bzw. der Halteelemente
in der besagten Umfangsnut zu verstehen ist.
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Bei
dem ersten Typ der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung
wird die Dichtelementhülse
also formschlüssig
an der Kraftstoffleitung bzw. deren Anschlusselement gehalten.
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Bei
einem zweiten Typ der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung weist
die Dichtelementhülse an
ihrem von der Außenschulter
des Anschlusselements abzuwendenden axialen Endbereich als Halteelemente
wenigstens zwei Halte- oder
Klemmelemente auf, welche zum Aufschieben auf den freien Endbereich
des Anschlusselements sowie zum reibungsschlüssigen Halten an diesem freien
Endbereich ausgebildet sind. Bei diesem Typ der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung
wird die Dichtelementhülse
also reibungsschlüssig
am Anschlusselement der Leitung gehalten. Besonders einfach wird diese
Konstruktion dann, wenn der freie Endbereich des Anschlusselements
einen zylindrischen Außenumfang
aufweist, gegen den sich beim Montieren der Dichtelementhülse deren
Klemmelemente reibungsschlüssig
anlegen.
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Wie
bei der vorstehend beschriebenen bekannten Abdichtvorrichtung ist
auch bei bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung
die Dichtfläche
des Aufnahmeelements konusförmig
ausgebildet.
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Wie
sich aus den vorstehenden Ausführungen
ergibt, ist Gegenstand der Erfindung nicht nur eine Abdichtvorrichtung,
sondern auch eine erfindungsgemäß ausgebildete
Dichtelementhülse
im nichtverformten Zustand als solche, außerdem die Kombination aus
erfindungsgemäß gestaltetem
Anschlusselement und Dichtelementhülse.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den beigefügten
Ansprüchen
und/oder aus der beigefügten
zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung
zweier bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung; in der Zeichnung zeigen:
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1 einen
axialen Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung,
wobei jedoch zur besseren Darstellbarkeit die verschiedenen Bauteile
noch nicht miteinander verspannt gezeichnet wurden, obwohl die dargestellte Überwurfmutter
bezüglich
des Aufnahmeelements schon ihre axiale Endposition einnimmt und
ihr Innengewinde eigentlich in ein Außengewinde des Aufnahmeelements
eingreifen sollte;
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2 einen
Schnitt durch eine Dichtelementhülse
(und zwar längs
einer Durchmesserebene der Dichtelementhülse), welche nicht erfindungsgemäß ausgebildet
ist;
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3 einen
der 2 entsprechenden Schnitt durch eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Dichtelementhülse, und
zwar vor deren Montage und Verformung – in 1 ist diese Dichtelementhülse nach
ihrer im Zuge der Montage erfolgten Verformung dargestellt;
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung, wobei nur ein Teil der Kraftstoffleitung samt Anschlusselement
und eine zweite Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Dichtelementhülse im Schnitt
gezeichnet wurden, und zwar die Dichtelementhülse im durch ihre Montage herbeigeführten verformten
Zustand; und
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5 die
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dichtelementhülse vor
ihrer Montage im unverformten Zustand.
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Die 1 zeigt
einen Teil einer Rohrleitung 10, bei der es sich um eine
Kraftstoffleitung handeln soll. An einem freien Endbereich der Rohrleitung 10 ist
ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Anschlusselement vorgesehen,
welches im Falle einer metallischen oder Kunststoff-Rohrleitung 10 schon
bei deren Herstellung an die Rohrleitung angeformt worden sein konnte.
Das Anschlusselement 12 hat einen flanschartigen Bund 14,
welcher oben eine Außenschulter 14a bildet,
die als Widerlagerfläche
für eine Innenschulter 16a einer Überwurfmutter 16 dient.
An einem freien ersten Endbereich, d. h. dem gemäß 1 unteren
Endbereich, des Anschlusselements 12 besitzt dieses ein
sogenanntes Kugelelement 18 mit einem axialen Durchlasskanal 18a und
einer von der Außenumfangsfläche des
Kugelelements 18 gebildeten Dichtfläche 18b, die in dem
in 1 gezeichneten axialen Querschnitt der Umfangsfläche einer
Halbkugel entspricht, aber auch einen anderen balligen Querschnitt
oder einen kegelstumpfförmigen Querschnitt
haben kann. Zwischen dem Kugelelement 18 und dem Bund 14 weist
das Anschlusselement 12 an seinem Außenumfang schließlich noch eine
Umfangsnut 20 auf.
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Im
Sinne der Erfindungsdefinition ist also der Bund 14 am
zweiten Endbereich des Anschlusselements 12 vorgesehen.
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Die 1 zeigt
ferner ein Aufnahmeelement 22 mit einem Außengewinde 22a und
einem axialen Durchlasskanal 22b, der sich nach oben konisch
erweitert und eine trichterartige Dichtfläche 22c bildet. Auf
das Außengewinde 22a des
Aufnahmeelements 22 lässt
sich ein Innengewinde 16b der Überwurfmutter 16 aufschrauben.
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In 1 ist
schließlich
eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Dichtelementhülse dargestellt,
und zwar eine Dichtelementhülse 30,
welche die 1 nach ihrer Montage in einem gegenüber ihrem
Ausgangszustand verformten Zustand zeigt.
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Ehe
nun die erfindungsgemäße Dichtelementhülse 30 anhand
der 3 in ihrem unverformten Ausgangszustand beschrieben
wird, soll die in 2 gezeigte Dichtelementhülse 30' kurz beschrieben
werden; bei der Dichtelementhülse 30' handelt es
sich nicht um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Die
Dichtelementhülse 30' hat eine kegelstumpfförmige Umfangswand 32', an ihrem einen
axialen Ende einen radial nach außen vorspringenden flanschartigen
Bund 34' und
an ihrem anderen axialen Ende einen Boden 36', in dem eine Durchlassöffnung 38' für den Kraftstoff
oder dergleichen ausgebildet ist.
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Würde die
Dichtelementhülse 30' in 1 an die
Stelle der Dichtelementhülse 30 treten,
würde nach
dem Anziehen der Überwurfmutter 16 ihr
Bund 34' zwischen
dem Bund 14 des Anschlusselements 12 und der oberen
Stirnfläche
des Aufnahmeelements 22 liegen. Infolgedessen könnte die
Dichtelementhülse 30' an einer angelieferten
Rohrleitung 10 nicht unverlierbar gehalten werden.
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Wie
bereits erwähnt,
zeigt die 3 die Dichtelementhülse 30 in
ihrem Ausgangszustand vor der Montage und der damit einhergehenden
Verformung. Auch die Dichtelementhülse 30 hat eine kegelstumpfförmige Umfangswand 32 und
einen Boden 36, im Ausgangszustand schließt sich
jedoch an die Umfangswand 32 nach oben ein kreiszylindrischer axialer
Endbereich 34 an, der bei der Montage an der Rohrleitung 10 durch
ein entsprechendes Werkzeug erfindungsgemäß so umgeformt wird, dass zumindest
Umfangsabschnitte des Endbereichs 34 in die Nut 20 des
Anschlusselements 12 eingreifen. Um den Umformvorgang zu
erleichtern, kann der zunächst
kreiszylindrische axiale Endbereich 34 gemäß 3 von
oben her mit Schlitzen versehen sein, die in Umfangsrichtung der
Dichtelementhülse 30 im
Abstand voneinander angeordnet sind und in 3 nicht
dargestellt wurden; diese Schlitze erstrecken sich natürlich nicht
bis in die Umfangswand 32 hinein.
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Natürlich ist
auch im Boden 36 der erfindungsgemäßen Dichtelementhülse 30 eine
Durchlassöffnung 38 vorgesehen.
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Wie
man anhand der 1 erkennt, wird beim Anziehen
der Überwurfmutter 16 das
Dichtelement 30 mit seiner Umfangswand 32 zwischen
den Dichtflächen 18b und 22c verspannt,
und da die erfindungsgemäßen Dichtelementhülsen aus
einem duktilen, für
Dichtzwecke geeigneten Werkstoff bestehen, wird durch die Umfangswand 32 zwischen den
Dichtflächen 18b und 22c abgedichtet.
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In
den 4 und 5 wurden dieselben Bezugszeichen
wie in den 1 und 3 verwendet,
jedoch unter Erhöhung
um 100, und die in den 4 und 5 dargestellte
zweite Ausführungsform
wird im Folgenden nur insoweit beschrieben, als sie von der ersten
Ausführungsform
gemäß den 1 und 3 abweicht.
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Bei
der in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsform
ist an das Kugelelement 118 unten ein stutzenartiger Hals 118c angeformt,
welcher eine insbesondere kreiszylindrisch gestaltete Außenumfangsfläche aufweist.
Die Dichtelementhülse 130 hat oben
einen flanschartigen Bund 134, und um die Dichtelementhülse 130 am
Anschlusselement 112 vormontieren zu können, ist der Boden 136 der
Dichtelementhülse 130 vom
Rand seiner Durchlassöffnung 138 her
in nicht dargestellter Weise so geschlitzt, dass die zwischen den
Schlitzen liegenden zungen- oder lappenartigen Bereiche des Bodens 136 Klemm-
oder Halteelemente 136a bilden, welche nach dem Aufschieben
der Dichtelementhülse 130 auf
das Kugelelement 118 fest gegen den Hals 118c anliegen
und so die Dichtelementhülse 130 verliersicher
am Anschlusselement 112 halten.
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Alternativ
zu der in 4 dargestellten Ausführungsform
kann der Durchmesser der Durchlassöffnung 138 im Boden 136 der
Dichtelementhülse 130 so
bemessen werden, dass er bei noch nicht montierter Dichtelementhülse 130 geringfügig kleiner als
der Außendurchmesser
des Halses 118c des Kugelelements 118 ist, so
dass beim Aufschieben der Dichtelementhülse 130 auf das Kugelelement 118 der
Rand der Durchlassöffnung 138 klemmend
bzw. reibungsschlüssig
am Hals 118c gehalten wird.
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Alternativ
zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen könnte die
erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung
auch wie folgt gestaltet werden:
Ähnlich der in 1 dargestellten
Ausführungsform könnte die
Dichtelementhülse 30 mit
ihrem kreiszylindrischen axialen Endbereich 34 den Bund 14 des
Anschlusselements 12 übergreifen,
wobei bei der Montage der obere Rand des Endbereichs 34 um
ungefähr
90° radial
nach innen umgebogen wird, so dass er auf der Außenschulter 14a des
Bundes 14 aufliegt und bei der Montage der Abdichtvorrichtung
zwischen dem Bund 14 und der Innenschulter 16a der Überwurfmutter 16 eingespannt
wird. Bei dieser Ausführungsform
sollte der Werkstoff der Dichtelementhülse 30 jedoch eine
hinreichende Druckfestigkeit haben, damit nach dem Anziehen der Überwurfmutter 16 keine
plastische Verformung der Dichtelementhülse 30 zwischen dem
Bund 14 und der Innenschulter 16a stattfinden
kann. An die Stelle des Endbereichs 34 könnten aber
auch nur zwei oder mehr tappen- oder zungenartige Ansätze treten.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform könnten bei
der Montage der Dichtelementhülse 30 auch
nur kleine Umfangsbereiche des axialen Hülsenendbereichs 34 in
die Nut 20 eingedrückt
werden, z. B. durch entsprechende kleine Stempel der Montagevorrichtung.
Die vorstehend erwähnten
Schlitze im Endbereich 34 der Dichtelementhülse 30 würden dann
auf alle Fälle
entfallen.
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Die
in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsform
lässt sich
mit Vorteil so modifizieren, dass an die Stelle des insbesondere
geschlitzten Bodens 136 nur wenigstens zwei zungenartige
Halteelemente 136a treten, die dann gegen den Hals 118c des
Kugelelements 118 reibungsschlüssig anliegen.