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Die
Erfindung betrifft eine Hydraulik-Verbindervorrichtung zur unlösbaren,
drehbar gelagerten Festlegung eines Schlauchanschlussteiles an einer Schraubmutter.
Die Verbindungsbildung erfolgt durch axiales Einführen des
mit einem Hydraulikschlauch versehenen Schlauchanschlussteiles in
die Schraubmutter, wobei in die andere Seite der Schraubmutter ein
weiteres Anschlussteil beispielsweise für einen Hydraulikschlauch eingebracht
und festgelegt werden kann.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Möglichkeiten
für die
Verbindung eines Schlauchanschlussteiles an einer Mutter bekannt. Die
einfachste und preiswerteste Möglichkeit
besteht darin, die Mutter über
den Schlauchnippel bis an einen Anschlag des Schlauchnippels zu
führen,
anschließend
den Hydraulikschlauch auf den Schlauchnippel aufzuschieben und diese
Verbindung durch einen Klemmring zu sichern. Diese, auch als Hinterschub
bezeichnete Variante ist nur dann anwendbar, wenn der Schlauchnippel
im Durchmesser kleiner ist, als das Bodenloch der Mutter. In allen
anderen Anwendungsfällen
wird die Verbindung durch Einführen
des vorderen Endes des Schlauchanschlussteiles in die Mutter hergestellt.
Bekannt ist zum einen eine Verbindungsmöglichkeit, bei der die Festlegung
des Schlauchanschlussteiles durch einen in eine tangentiale Bohrung
der Mutter eingeführten weichen
Draht erzielt wird. Diese Verbindungsmöglichkeit hat mehrere Nachteile.
Zum einen besteht der einzufädelnde
Draht aus einem relativ weichen Material, wodurch es der Verbindung
an der notwendigen Festigkeit fehlt. Des Weiteren ist das Herstellen
der tangentialen Bohrung und das Einfädeln des Drahtes sehr aufwendig.
Die Laufeigenschaften dieser Verbindung sind nicht hervorragend,
da durch die Verformung des relativ weichen Drahtes keine Verbindervorrichtung
mit einer gewünschten
und voraussagbaren exzellenten Präzision hergestellt werden kann.
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Als
weitere Möglichkeit
zum Verbinden der Mutter mit einem Schlauchanschlussteil bietet
sich das Verpressen, oder auch Crimpen genannt, an. Hierbei wird
die Mutter bzw. ein endseitiger Vorsprung der Mutter mechanisch
in eine Nut am Schlauchanschlussteil eingepresst. Nachteilig ist, dass
durch die Verformung der Mutter es zu Materialschwächungen
an der Pressstelle der Mutter kommt. Bei dieser Verbindervorrichtung
sind die Laufeigenschaften nicht hervorragend, da auch hier die
Bestandteile der Verbindung nicht mit voraussagbarer Präzision herstellbar
sind. Wird beispielsweise die Mutter zu fest eingepresst, ist im
schlimmsten Fall ein Schrauben nicht mehr möglich.
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Die
guten Laufeigenschaften bei einer Hydraulik-Verbindervorrichtung
sind notwendig, da an der Mutter ein weiteres Anschlussteil befestigt
wird mit einem in der Regel langen Hydraulikschlauch und es ist
einfacher, die Mutter als das Anschlussteil mit dem langen Schlauch
in Drehbewegung zu versetzen, um eine Verbindung zwischen der Mutter
und dem Anschlussteil herzustellen.
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Des
Weiteren ist aus dem Dokument WO 01/44707 A1 eine Verbindung zweier
beweglicher Rohre durch eine Muffe bekannt geworden. Bei diesen
Rohren kann es sich um Schlauchanschlussteile handeln, die an einem
Ende mit dem Schlauch verbunden sind und auf das andere Ende wird
jeweils ein Gewindeteil aufgeschoben, wobei dieses Gewindeteil in
einer Umfangsnut einen Sprengring enthält, der beim Einführen des
Rohrendes aufgeweitet wird und in einer umfangsseitigen Haltenut
des Rohrendes einfährt
und so eine ortsfeste Verbindung zwischen dem Gewindeteil und dem
Rohrende ermöglicht. Über eine
Muffe mit einem Innengewinde werden dann die so vorbereiteten Rohrenden
miteinander verbunden. Nachteilig bei einer solchen Verbindung ist
zum einen die Anzahl der notwendigen Verbindungsteile und damit
die Vielzahl der benötigten Abdichtungen.
Des Weiteren wird selbsttätig
keine Formschlussverbindung zwischen der Muffe und den Rohrenden
erzielt. Die Rohrenden sind in Längsrichtung
beweglich. Diese Beweglichkeit kann nur ausgeschlossen werden, wenn
zwischen einem Anschlagflansch und dem Gewindeteil ein entsprechend
dimensionierter Sicherungsring vorgesehen wird. Ohne den Sicherungsring
und insbesondere ohne den Anschlagflansch ist es beim Anziehen der Muffe
möglich,
dass der Sprengring der zwischen dem Gewindeteil und dem Rohrende
angeordnet ist, aus der Nut am Rohrende herausgetrieben wird und damit
die Verbindung zwischen dem Rohrende und dem Gewindeteil gelöst wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine unlösbare sichere Festlegung eines
Schlauchanschlussteiles an einer Schraubmutter zu gewährleisten,
wobei diese Verbindung hervorragende Laufeigenschaften aufweist
und auf einfache und kostengünstige
Weise herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Für die
Verbindervorrichtung wird eine Schraubmutter mit einer innenseitigen
radialen Kammer benötigt.
In dieser radialen Kammer wird vor der Verbindungsbildung ein Sprengring
angeordnet. Das zweite Verbindungselement, das Schlauchanschlussteil,
ist mit seinem hinteren Ende in einem Hydraulikschlauch eingeschoben.
Die Verbindung zwischen Schlauchanschlussteil und Schlauch kann
durch eine Presshülse
gesichert sein. Das vordere Ende des Schlauchanschlussteiles dient
zum Einführen
in die Schraubmutter. Das Schlauchanschlussteil weist eine umfangsseitige
Haltenut auf, die sich in dem Bereich befindet, der in die Schraubmutter
eingeführt
wird.
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Die
Verbindung zwischen dem Schlauchanschlussteil und der Schraubmutter
wird durch axiales Einführen
des vorderen Endes des Schlauchanschlussteils in die Schraubmutter
vorgenommen. Bei diesem Einführen
wird der Sprengring durch das vordere Ende des Schlauchanschlussteiles
aufgeweitet. Der Sprengring kann beim Aufweiten in die radiale Kammer
ausweichen. Dazu weist die radiale Kammer umfangsseitig eine maximale
Tiefe auf, die es erlaubt, den aufgeweiteten Sprengring vollständig aufzunehmen.
Dadurch wird es wiederum möglich,
das Schlauchanschlussteil weiter in Einführrichtung in die Schraubmutter
einzuschieben. In dem Moment, wo die umfangsseitige Haltenut am
Schlauchanschlussteil dem in der radialen Kammer befindlichen Sprengring
gegenüberliegt,
kann sich der Sprengring wieder entspannen, indem er in die Haltenut
eingreift. In dieser Haltenut wird er formschlüssig gehalten. Die Tiefe der
Haltenut ist jedoch nicht so groß, dass der entspannte Sprengring
darin seine vollständige
Aufnahme findet. Es wird immer ein wesentlicher Teil des Sprengrings
aus der Haltenut und damit über
den lichten Durchmesser des Schlauchanschlussteiles hinausragen.
Dieser hinausragende Teil des Sprengrings findet seinen Platz und
seine Aufnahme in der radialen Kammer der Schraubmutter.
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Diese
radiale Kammer der Schraubmutter besitzt Bereiche unterschiedlicher
Tiefe, zum einen der vorgenannte Bereich der maximalen Tiefe, wo der
Sprengring vollständig
aufgenommen werden kann. Ausgehend von diesem hinteren Aufnahmebereich
der radialen Kammer verringert sich die Tiefe der radialen Kammer
hin zum vorderen Sperrbereich.
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Sobald
der Sprengring von der Haltenut am Schlauchanschlussteil hintergriffen
wird, ist bereits eine ortsfeste Lage zwischen der Schlauchmutter und
dem Schlauchanschlussteil erzielt. Beide Teile sind lose miteinander
verbunden. Wird durch eine Rückwärtsbewegung
versucht, das Schlauchanschlussteil aus der Schraubmutter herauszulösen, so ist
dies nicht möglich.
Der in der Haltenut angeordnete Sprengring wird bei dieser Rückwärtsbewegung aus
dem hinteren Aufnahmebereich der radialen Kammer in den vorderen
Sperrbereich der radialen Kammer bewegt. Wie bereits erwähnt, weist
der vordere Sperrbereich der radialen Kammer eine geringere Tiefe
auf. Der Kammerboden des Aufnahmebereichs geht allmählich entlang
einer Schräge
in den Kammerboden des Sperrbereichs über, wobei der Kammerboden
des Sperrbereichs vorzugsweise abgeflacht ist. Sobald der Sprengring
bei der Rückwärtsbewegung
des Schlauchanschlussteiles die vordere Kammerseite berührt, wird
eine Befestigungslage erzielt, bei der der Sprengring ein Sperrelement
darstellt. Das Herausziehen des Schlauchanschlussteils aus der Schraubmutter
wird durch dieses Sperrelement verhindert.
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Diese
Verbindung besitzt den Vorteil, dass eine hohe Stabilität erreicht
wird. Es werden bei der Herstellung keine Vorgänge durchgeführt, die
zu Festigkeitsverlusten an den Verbindungsteilen führen. Der
Sprengring als Sperrelement kann aus einem sehr festen Material,
beispielsweise Edelstahl gefertigt sein. Des Weiteren weist diese
Verbindung eine höhere
Sicherheit auf, als die bekannten Verbindungsmöglichkeiten. Da der Sprengring
sich in der Verbindungslage nicht in einer Zwangslage befindet, sondern
in seiner natürlichen
entspannten Stellung. Eine Ausdehnung des Sprengrings erfolgt nur
beim Einführen
des Schlauchanschlussteiles, wobei der Sprengring in die größere Kammer
der Mutter ausweicht. Bei der Rückwärtsbewegung
des Schlauchanschlussteiles wird, sobald der Sprengring in die Haltenut
eingreift, eine ortsfeste Lage erzielt und bei weiterem Zurückziehen
des Schlauchanschlussteils die beschriebene Verbindungslage. Im
Gegensatz zur vorbekannten Lösung
wird also eine stabile Lage nicht erst im Endzustand der Rückziehbewegung
erreicht, sondern bereits vorher in einer Situation, wo die beiden
Verbindungsteile noch lose miteinander verbunden sind.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der
speziellen Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 die ortsfeste Lage zwischen
dem Schlauchanschlussteil und der Mutter,
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2 die Befestigungslage des
Schlauchanschlussteils in der Schraubmutter,
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3 die dichte Verbindung
des Schlauchanschlussteiles und eines weiteren Anschlussteiles in
der Schraubmutter,
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4 eine vergrößerte Darstellung
der radialen Kammer.
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Die
Figuren stellen eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Hydraulik-Verbindervorrichtung
dar. Die wesentlichen Einzelteile lassen sich anhand von 1 erläutern. Verbindungselemente der
Hydraulik-Verbindervorrichtung sind zum einen die Schraubmutter 30 und
zum anderen das Schlauchanschlussteil 20. In der 1 ist das Schlauchanschlussteil 20 zusammen
mit dem aufgesteckten Schlauch 10 gezeigt. Der Hydraulikschlauch 10 ist
in diesem Beispiel mehrlagig ausgeführt und weist eine Verstärkungslage 11 auf.
Das Schlauchanschlussteil 20 ist mit seinem hinteren Ende 22 in
den Schlauch 10 eingeführt.
Eine sichere Verbindung zwischen dem Schlauch 10 und dem
Schlauchanschlussteil 20 wird durch die Presshülse 15 realisiert. Dabei
greift insbesondere ein endseitiger Nocken 17 der Presshülse 15 in
eine am Schlauchanschlussteil 20 angeordnete Nut 25.
Gleichzeitig wird eine rückwärtige Schulter 26 des
Schlauchanschlussteiles 20 von dem Nocken 17 und
einem Flansch 18 der Presshülse 15 umfasst. Bei
Verwendung von Presshülsen 15 ohne
den Flansch 18 kann der Schlauch 10 bis an die
rückwärtige Schulter 26 am
Schlauchanschlussteil 20 aufgeschoben werden. Die Presshülse 15 besitzt
auf der Innenseite vorzugsweise eine Strukturierung 16,
beispielsweise in Form von Rippen auf. Dadurch lässt sich der Hydraulikschlauch 10 besser
fassen. In gleicher Weise kann auch am Schlauchanschlussteil 20 ausgehend
vom hinteren Ende 22 bis zur rückwärtigen Schulter 26 eine
strukturierte Außenoberfläche 28 vorgesehen
werden.
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Das
mit dem Schlauch 10 verbundene Schlauchanschlussteil 20 soll
nun mit der Schraubmutter 30 verbunden werden. Dazu wird
das vordere Ende 21 des Schlauchanschlussteiles 20 in
Einführrichtung 36 in
die Schraubmutter 30 eingeschoben. Es ist selbstverständlich auch
möglich,
die Schraubmutter 30 auf das vordere Ende 21 des
Schlauchanschlussteiles 20 aufzustecken. Die Schraubmutter 30 besitzt
innenseitig eine radiale Kammer 34, in der ein Sprengring 19 angeordnet
ist. Dieser Sprengring 19 hat im entspannten Zustand einen
geringeren Innendurchmesser aber einen größeren Außendurchmesser im Vergleich
zum Innendurchmesser der Schraubmutter 30. Wird nun das
vordere Ende 21 des Schlauchanschlussteiles 20 in
Einführrichtung 36 in
die Schraubmutter 30 geschoben, so wird dieser Sprengring 19 durch
das vordere Ende 21 des Schlauchanschlussteiles 20 aufgeweitet.
Dabei wirken die stirnseitigen Konusflächen 27 am vorderen Ende 21 als
Spreizflanken. In dem aufgeweiteten Zustand des Sprengringes 19 findet
dieser seine vollständige
Aufnahme in der radialen Kammer 34. Die dazu im hinteren
Aufnahmebereich 37 eine maximale Tiefe Tmax aufweist,
wobei Tmax mindestens der Dicke des Sprengrings 19 entspricht.
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Wird
nun das Schlauchanschlussteil 20 weiter in Einführrichtung 36 bewegt,
wird der Sprengring 19 solange im Aufnahmebereich 37 der
Kammer 34 in aufgeweitetem Zustand gehalten, bis er sich
in einer am Schlauchanschlussteil 20 befindlichen Haltenut 23 entspannen
kann. Sobald der Sprengring 19 von dieser Haltenut 23 hintergriffen
wird, ist eine ortsfeste Lage zwischen dem Schlauchanschlussteil 20 und
der Schraubmutter 30 erreicht. Diese ortsfeste Lage ist
in der 1 gezeigt. Der
Sprengring 19 füllt im
Wesentlichen die Haltenut 23 in der Breite aus, wird jedoch
von dieser Haltenut 23 in der Tiefe nicht vollständig aufgenommen,
d.h. der Sprengring 19 ragt über den Durchmesser des Schlauchanschlussteiles 20 hinaus
und in die Kammer 34 hinein, wobei er den Kammerboden 34b nicht
berührt.
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Ein
weiteres Bewegen des Schlauchanschlussteiles 20 in Einführrichtung 36 kann
durch ein am Schlauchanschlussteil 20 angeordneten Anschlagflansch 24 begrenzt
werden. Vorzugsweise ist dieser Anschlagflansch 24 am Schlauchanschlussteil 20 so
positioniert, dass das vordere Ende 21 des Schlauchanschlussteiles 20 nur
soweit in die Schraubmutter 30 einführbar ist, bis der Sprengring 19 in
die Haltenut 23 eingreifen kann.
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Zur
Erzielung einer Befestigungslage kann das Schlauchanschlussteil 20 eine
Rückwärtsbewegung
in Richtung 35 ausführen,
wobei der in der Haltenut 23 angeordnete Sprengring 19 mitgenommen wird.
Der Sprengring 19 bewegt sich demzufolge innerhalb der
radialen Kammer 34 vom hinteren Aufnahmebereich 37 mit
maximaler Tiefe Tmax in den vorderen Sperrbereich 38 mit
geringerer Tiefe T. Sobald der Sprengring 19 die Kammerseite 34d berührt, ist die
Befestigungslage erreicht. Dies wird in 2 gezeigt. Bei der Rückwärtsbewegung 35 hat
sich der Sprengring 19 von seiner Ausgangslage gezeigt
in 1, in der er an der
hinteren Kammerseite 34a anliegt, zusammen mit dem Schlauchanschlussteil 20 so
weit in den Bereich 38 der Kammer 34 bewegt, bis er
an der vorderen Kammerseite 34d zur Anlage kommt. In der 4 ist eine vergrößerte Darstellung einer
möglichen
Gestaltung einer Kammer 34 gezeigt, die sich in einen hinteren
Aufnahmebereich 37 und einen vorderen Sperrbereich 38 aufteilt,
wobei der Aufnahmebereich 37 eine maximale Tiefe Tmax aufweist. Diese Tiefe Tmax entspricht
mindestens der Dicke des Sprengrings 19, um diesen beim
Aufweiten vollständig
aufnehmen zu können.
Ausgehend vom Aufnahmebereich 37 zum Sperrbereich 38 verringert sich
die Tiefe T. Dies wird insbesondere durch einen allmählichen
abgeschrägten Übergang
von Kammmerboden 34b zu Kammerboden 34c erzielt.
Durch diese Abschrägung
der wird ein allmähliches
Verpressen des Sprengrings zwischen der Schraubmutter und dem Schlauchanschlussteil
erzielt. Vorzugsweise ist der Kammerboden 34c des Sperrbereichs 38 abgeflacht,
beispielsweise plateau- oder muldenförmig ausgebildet.
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Da
beide Verbindungselemente 20, 30 aus einem weicheren
Material bestehen als der Sprengring 19, der vorzugsweise
aus Edelstahl hergestellt wird, weist diese Befestigungslage eine
hohe Stabilität
auf.
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Der
Vollständigkeit
halber soll erwähnt
werden, dass an die Schraubmutter 30 ein weiteres Anschlussteil 12 anschließbar ist,
welches an der dem Schlauchanschlussteil 20 gegenüberliegenden
Einfahröffnung 32 in
die Schraubmutter 30 eingeführt werden kann. Vorzugsweise
besitzt die Schraubmutter 30 ein entsprechendes Innengewinde 33 und
das Anschlussteil 12 ein entsprechendes Außengewinde 13.
Wie in der 2 gezeigt,
weist das Anschlussteil 12 einen konischen Rücksprung 14 auf.
Dieser konische Rücksprung 14 stellt
eine komplementäre
Fläche
zu der Konusfläche 27 am
Schlauchanschlussteil 20 dar. In der 3 ist die endgültige Verbindung zwischen dem
Schlauchanschlussteil 20 der Schraubmutter 30 und
dem Anschlussteil 12 gezeigt, d.h., ein durchgängiger Medienfluss
möglich.
Die Dichtheit der Verbindung wird durch die Metalldichtung der Konusflächen 14 und 27 erreicht.
Zusätzlich kann
ein Dichtungsring 29 an der Konusfläche 27 vorgesehen
werden.
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Die
vorgenannte Verbindungsmöglichkeit zwischen
einem Schlauchanschlussteil 20 und der Schraubmutter 30 weist
bessere Laufeigenschaften als die Varianten des Standes der Technik
auf. Dies insbesondere deshalb, weil die Einzelteile der Verbindung 20, 30 mit
hoher Präzision
herstellbar sind und während
der Verbindungsherstellung keine, die Verbindung beeinflussenden
Verformungsschritte an den Verbindungsteilen vorgenommen werden,
insbesondere keine Materialschwächungen.
Die Verbindung weist des Weiteren die notwendige Festigkeit auf,
da der als Sperrmittel verwendete Sprengring 19 aus einem
hochfesten Material hergestellt werden kann.
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Es
sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die in den Figuren und der speziellen Beschreibung
dargestellte Ausführungsvariante
lediglich eine spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindervorrichtung
darstellt, die den Schutzbereich in keiner Weise einschränken soll.
Vielmehr sind eine Reihe von weiteren Ausführungsformen denkbar.
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- 10
- Schlauch
- 11
- Verstärkungseinlage
- 12
- Anschlußteil
- 13
- Außengewinde
an 12
- 14
- konischer
Rücksprung
von 12
- 15
- Preßhülse
- 16
- Strukturierung,
Rippen von 15
- 17
- Nocken
an 15
- 18
- Flansch
an 15
- 19
- Sprengring
- 20
- Schlauchanschlußteil
- 21
- vordere
Ende von 20
- 22
- hintere
Ende von 20
- 23
- Haltenut
an 20
- 24
- Anschlagflansch
an 20
- 25
- Nut
- 26
- rückwärtige Schulter
an 20
- 27
- Konusfläche
- 28
- Strukturierung,
Rippen an 20
- 29
- Dichtungsring
- 30
- Schraubmutter
- 31
- Außensechskant
- 32
- Einfahröffnung
- 3
3
- Innengewinde
- 34
- radiale
Kammer
- 34a
- hintere
Kammerseite
- 34b
- Kammerboden
von 37
- 34c
- Kammerboden
von 38
- 34d
- vordere
Kammerseite
- 35
- Rückwärtsbewegung
von 20
- 36
- Einführrichtung
von 20
- 37
- Aufnahmebereich
- 38
- Sperrbereich
- T
- Tiefe
von 34
- Tmax
- maximale
Tiefe von 34