DE10257818A1

DE10257818A1 - Stutzen für eine Behälterwand

Info

Publication number: DE10257818A1
Application number: DE10257818A
Authority: DE
Inventors: Olav Borgmeier; Harald Hagen
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2003-06-18
Also published as: DE20120029U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stutzen für eine Behälterwand (1), insbesondere für die Wand eines Druckbehälters, mit einem von der Behälterwand (1) nach außen abstehenden Rohrstück (2). Das Rohrstück (2) ist im Montagezustand unter Zwischenlage einer Dichtung (3) an der Behälterwand (1) stirnseitig befestigt, wobei zum Durchgriff einer Öffnung in der Behälterwand (1) an dem Rohrstück (2) ein Rohransatz (4) vorhanden ist, der im Montagezustand mit der Behälterwand (1) eine zumindest formschlüssige, axial spielfreie Verbindung ausbildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stutzen für eine Behälterwand, insbesondere für die Wand eines Druckbehälters, mit einem von der Behälterwand nach außen abstehenden Rohrstück.
Bei bekannten Stutzen dieser Art bilden insbesondere Stutzen, die stoffschlüssig an der Behälterwand angebracht werden, den Stand der Technik. So ist beispielsweise in der DE 35 20 161 C2 ein "mechanisiertes Verfahren zum Schweißverbinden von dickwandigen Stutzen mit zylindrischen Behälterteilen" beschrieben. Des weiteren sind auch Stutzen bekannt, die ein Rohrgewinde aufweisen und in ein Gewindeloch der Behälterwand eingeschraubt werden, sowie Ventile für schlauchlose Fahrzeugreifen bei denen ein Gummikörper in die Reifenwandung eingesetzt wird.
Bei allen diesen Verbindungsarten muß entweder der Stutzen vor einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer Lackierung, an der Behälterwand angebracht werden, oder die Behälterwand muß von beiden Seiten für eine Montage zugänglich sein, oder es kann keine ausreichende Abdichtung, insbesondere gegenüber einem im Behälter befindlichen, unter Druck stehenden Fluid erreicht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stutzen der eingangs genannten Art zu schaffen, der in der Behälterwandung bei Vorliegen des Endbehandlungszustandes des Behälters befestigbar ist und gleichzeitig die geforderte Dichtwirkung gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird dies durch einen Stutzen der eingangs genannten Art erreicht, bei dem das Rohrstück im Montagezustand unter Zwischenlage einer Dichtung an der Behälterwand stirnseitig dichtend befestigt ist, wobei zum Durchgriff einer Öffnung in der Behälterwand an dem Rohrstück ein Rohransatz vorhanden ist, der im Montagezustand mit der Behälterwand eine zumindest formschlüssige, axial spielfreie Verbindung ausbildet.
Gemäß der Erfindung kann vorteilhafterweise ein Fügen des Stutzens erst nach der Fertigung und Oberflächenbehandlung des Behälters erfolgen. Zu diesem Zweck muß eine beispielsweise etwa 3,5 mm dicke Behälterwandung lediglich ein einfaches Durchgangsloch aufweisen, dessen Randbereich eine Fläche aufweist, auf der die Dichtung, beispielsweise ein O- oder Profilring, abdichten kann. Ein solches Loch kann beispielsweise in fertigungstechnisch einfacher Weise bei der Behälterherstellung noch vor dem Lackiervorgang eingestanzt werden. Aber auch erst nach der Lackierung kann ein solches Loch gebohrt werden. Damit die Dichtung auf der Behälterwandung dichten kann, sollte die Wandung eben sein bzw. sollte einen minimalen Radius nicht unterschreiten. Ist Letzteres jedoch nicht der Fall, kann eine Plansenkung an der Bohrung angebracht werden, was in einem Arbeitsgang mit dem Bohren des Durchgangsloches mittels eines Formbohrers erfolgen kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nun genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung, einen Längsschnitt durch eine erste Ausführung eines fertig montierten erfindungsgemäßen Stutzens einschließlich eines Anschlußstückes,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende, jedoch vergrößerte Darstellung der ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens in einem Zwischenzustand der Montage,
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung der ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens im Endzustand der Montage,
Fig. 4 in perspektivischer Explosionsdarstellung, eine Ansicht einer zweiten Ausführung eines fertig montierten erfindungsgemäßen Stutzens einschließlich eines Anschlußstückes,
Fig. 5 eine Fig. 3 entsprechende Schnittdarstellung der zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens im Endzustand der Montage,
Fig. 6 in perspektivischer Explosionsdarstellung, eine Ansicht einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens einschließlich eines Anschlußstückes in einem Zwischenzustand der Montage,
Fig. 7 eine Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung der dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens im Zwischenzustand der Montage,
Fig. 8 eine Fig. 3 und 5 entsprechende Schnittdarstellung der dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stutzens im Endzustand der Montage.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche und einander entsprechende Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben.
Wie sich zunächst aus Fig. 1 bis 3 ergibt, die eine erste Ausführung der Erfindung zeigen, weist ein erfindungsgemäßer Stutzen für eine Behälterwand 1, insbesondere für die Wand eines Druckbehälters, ein von der Behälterwand 1 nach außen abstehendes Rohrstück 2 auf.
Das Rohrstück 2 ist im Montagezustand unter Zwischenlage einer Dichtung 3 an der Behälterwand 1 stirnseitig dichtend befestigt. Zum Durchgriff einer (nicht näher bezeichneten Öffnung) in der Behälterwand 1 ist an dem Rohrstück ein Rohransatz 4 vorhanden, der im Montagezustand mit der Behälterwand 1, da er an die Größe der Durchgangsöffnung in der Behälterwand 1 angepaßt ist, eine zumindest formschlüssige, axial spielfreie Verbindung ausbildet. Dies trifft für alle drei Ausführungsformen der Erfindung zu.
Das Rohrstück 2 weist zur stirnseitigen Anlage an der Behälterwand 1 ein Flanschteil 5 auf. Das Flanschteil 5 weist stirnseitig eine Nut 6, insbesondere eine Ringnut, zur Aufnahme der Dichtung 3 auf. Die Dichtung 3 ist vorzugsweise aus einem O-Ring gebildet.
Das Rohrstück 2, das Flanschteil 5 und der Rohransatz 4 bestehen einstückig aus Metall, wobei der Rohransatz 4 zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand 1 aus einem unter Krafteinwirkung plastisch verformbaren Material, insbesondere aus einem dünnwandigen Blech, besonders bevorzugt aus bördelfähigem Messing, besteht. Der Bereich der Kraft, bei der die plastische Verformung eintritt, ist dabei charakterisiert durch typische Kräfte, wie sie bei technischen Umformvorgängen, wie beispielsweise beim Blechbiegen oder Nieten, auftreten.
Der Rohransatz 4 weist an seinem behälterseitigen Ende Mittel, insbesondere einen Gewindeabschnitt 7, zur Befestigung eines (nicht dargestellten) Zugankers auf. Mittels eines solchen, mit dem Innengewinde des Gewindeabschnitts 7 verschraubten Zugankers kann der Rohransatz 4, nachdem er durch die Öffnung in der Behälterwand 1 geführt wurde (Fig. 2) durch Aufbringung einer Zugkraft derart verformt, insbesondere gestaucht, werden, daß die axial spielfreie und dichte Verbindung entsteht (Fig. 3). Die Verbindung mit der Behälterwand 1 ist dabei eine form- und kraftschlüssige, indem ein verformter Abschnitt 8 des Rohransatzes 4 die Öffnung in der Behälterwand 1 randseitig übergreift, wobei das Flanschteil 5 des Rohransatzes 2 mit der Dichtung 3 dadurch fest auf die Behälterwand 1 gepreßt wird.
Die in Fig. 4 und 5 dargestellte zweite Ausführung der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführung durch die Art und Weise, wie die zumindest formschlüssige, axial spielfreie Verbindung zwischen Behälterwand 1 und Rohransatz 4 ausgebildet wird. Auch hier handelt es sich um eine form- und kraftschlüssige Verbindung, die jedoch dadurch erreicht wird, daß der Rohransatz 4 zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand 1 ein spezielles Außengewinde 9 aufweist. Derartige Gewinde sind an sich bekannt, wobei diese beispielsweise bei Blechschrauben zu finden sind, die in den DIN 7971, 7982 und 7976 beschrieben sind. Durch die Verschraubung wird auch hier gesichert, daß das Flanschteil 5 des Rohransatzes 2 mit der Dichtung 3 fest auf die Behälterwand 1 gepreßt wird.
Fig. 6 bis 8 veranschaulichen eine dritte Ausführung der Erfindung. Für diese ist charakteristisch, daß der Rohransatz 4 zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand 1 radialelastisch verformbar ist und endseitige Rastmittel 10, insbesondere radial nach außen gerichtete, im Montagezustand den Rand der Öffnung in der Behälterwand 1 hintergreifende Rastnasen, aufweist, die mit der Innenseite der Behälterwand 1 zusammenwirken. Zur Erzielung der radialelastischen Verformbarkeit weist der Rohransatz 4 dabei eine axiale Mehrfachschlitzung 11 auf, wie dies insbesondere Fig. 7 verdeutlicht.
Mittels eines in den Rohransatz 4 einsetzbaren und mit dem Rohransatz 4 verrastbaren hohlen Spreizkörpers 12 kann der Rohransatz 4, nachdem er unter radialer Deformation seines geschlitzten Bereiches nach innen durch die Öffnung in der Behälterwand 1 geführt wurde (Fig. 7) durch Einsetzen und Verrasten des Spreizkörpers 12 derart fixiert werden, daß eine axial spielfreie und dichte Verbindung entsteht (Fig. 8). Dabei wird durch eine auf dem Grund der Nut 6 angeordnete, insbesondere ausgeformte, Kompressionswulst 17 der O-Ring derart verpreßt, daß der Rohransatz 4 vorgespannt wird.
Zur Bildung der Rastverbindung zwischen dem Spreizkörper 12 und dem Rohransatz 4 weisen die beiden Teile dabei entsprechende miteinander zusammenwirkende Rastmittel 13, 14, wie einen inneren Absatz 13 im Rohransatz 4 und eine äußere Randwulst 14 am Spreizkörper 12, auf, wie dies insbesondere Fig. 8 veranschaulicht.
Eine dem Formschluß überlagerte Kraftschlüssigkeit der Verbindung von Stutzen und Behälterwand 1 (wodurch das Flanschteil 5 des Rohransatzes 2 mit der Dichtung 3 fest auf die Behälterwand 1 gepreßt wird) kann bei der dritten Ausführung der Erfindung insbesondere durch eine geeignete Gestaltung der Rastmittel 10, 13 des Rohransatzes 4 zur Verrastung mit der Behälterwand 1 sowie mit dem Spreizkörper 12 und der Rastmittel 14 des Spreizkörpers 12 zur Verrastung mit dem Rohransatz 4 erreicht werden, indem die Rastmittel 10, 13, 14 jeweils Schrägflächen aufweisen, die bewirken, daß in den Rastverbindungen sowohl radial als auch axial wirkende Kräfte unterschiedlicher Größe vorliegen können.
Gemäß der Erfindung muß vorteilhafterweise weder der Stutzen vor einer Oberflächenbehandlung, wie einer Lackierung, an der Behälterwand 1 montiert werden, noch ist es notwendig, daß die Behälterwand 1 von beiden Seiten für die Montage zugänglich sein muß. Die Erfindung ist dabei nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So können beispielsweise verschiedenartige Dichtungen zum Einsatz kommen.
Bei allen Ausführungen kann mit dem Stutzen in an sich bekannter Weise ein Anschlußstück 15, wie beispielsweise die dargestellte Armatur zum Anschluß einer Leitung, verbunden werden. Dazu kann der Stutzen, wie dargestellt, z. B. ein entsprechendes Innengewinde 16 aufweisen oder auch Rastmittel zur Ausbildung einer Schnellverbindung.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Merkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen. Bezugszeichen 1 Behälterwand
2 Rohrstück
3 Dichtung
4 Rohransatz an 2
5 Flanschteil von 2
6 Nut in 5
7 Gewindeabschnitt in 4
8 verformter Abschnitt von 4
9 Außengewinde auf 4
10 Rastmittel an 4 für 1
11 Mehrfachschlitzung in 4
12 Spreizkörper für 4
13 innerer Absatz in 4
14 äußere Randwulst von 12
15 Anschlußstück
16 Innengewinde für 15
17 Kompressionswulst in 6 für 3

Claims

1. Stutzen für eine Behälterwand (1), insbesondere für die Wand eines Druckbehälters, mit einem von der Behälterwand (1) nach außen abstehenden Rohrstück (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) im Montagezustand unter Zwischenlage einer Dichtung (3) an der Behälterwand (1) stirnseitig dichtend befestigt ist, wobei zum Durchgriff einer Öffnung in der Behälterwand (1) an dem Rohrstück (2) ein Rohransatz (4) vorhanden ist, der im Montagezustand mit der Behälterwand (1) eine zumindest formschlüssige, axial spielfreie Verbindung ausbildet.

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschlußverbindung des Rohransatzes (4) mit der Behälterwand (1) ein Kraftschluß überlagert ist.

3. Stutzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) zur stirnseitigen Anlage an der Behälterwand (1) ein Flanschteil (5) aufweist.

4. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2), gegebenenfalls das Flanschteil (5) und der Rohransatz (4) einstückig aus Metall bestehen.

5. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2), insbesondere das Flanschteil (5), stirnseitig eine Nut (6), insbesondere eine Ringnut, zur Aufnahme der Dichtung (3) aufweist.

6. Stutzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nut (6) eine Kompressionswulst (17) für die Dichtung (3) angeordnet ist.

7. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) aus einem O-Ring gebildet ist.

8. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (4) zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand (1) ein Außengewinde (9) nach der Art einer Blechschraube aufweist.

9. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (4) zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand (1) aus einem unter Krafteinwirkung plastisch verformbaren Material, vorzugsweise aus bördelfähigem Messing, besteht.

10. Stutzen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (4) an seinem behälterseitigen Ende Mittel, wie einen Gewindeabschnitt (7), zur Befestigung eines Zugankers aufweist.

11. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (4) zur Bildung der Verbindung mit der Behälterwand (1) radialelastisch verformbar ist und endseitige Rastmittel (10) zum Zusammenwirken mit der Innenseite der Behälterwand (1) aufweist.

12. Stutzen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (4) zur Ausbildung der radialelastischen Verformbarkeit eine axiale Mehrfachschlitzung (11) aufweist.

13. Stutzen nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen in den Rohransatz (4) einsetzbaren und mit dem Rohransatz (4) verrastbaren hohlen Spreizkörper (12).