DE19650049A1 - Halteelement für einen Schlauch auf einem Schlauchstutzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Halteelement für einen Schlauch auf einem Schlauchstutzen, welches den Schlauch zumindest im Falle einer ungewoll­ ten Abrutschbewegung vom Stutzen gegen denselben preßt, um dieses un­ gewollte Abrutschen zu verhindern.

Zum bekannten Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 39 07 012 A1, insbesondere jedoch auch auf die DE 37 08 768 C2 verwiesen.

Üblicherweise wird ein Schlauch auf einem Schlauchstutzen durch eine Schlauchschelle oder dgl. gegen Abrutschen gesichert, wobei der Schlauchstutzen geeignete Sicken aufweisen und/oder in Form eines Tul­ pennippels ausgebildet sein kann, um den Schlauch verbessert auf dem Stutzen zu halten. Mit einer Schlauchschelle als Halteelement läßt sich somit ein Schlauch sicher auf einem Schlauchstutzen fixieren, zumindest dann, wenn die Schlauchschelle eine ausreichende Anpreßkraft aufbringt, wobei diese Anpreßkraft beispielsweise durch Anziehen einer Spannschrau­ be bis zu einem gewissen Drehmoment einstellbar ist. Insbesondere bei Fäl­ ligwerden von Reparaturen, wenn der Schlauch vom Schlauchstutzen ent­ fernt und anschließend wieder aufgebracht werden muß, werden jedoch die­ se einstellbaren Schlauchschellen oftmals zu fest angezogen, und zwar weil sicherheitshalber eher zu fest gespannt wird, um eine feste Verbindung zwi­ schen Schlauch und Stutzen zu gewährleisten. Als Folge hiervon wird die Anpreßkraft der Schlauchschelle auf den Schlauch und somit auch die An­ preßkraft zwischen Schlauch und Schlauchstutzen unzulässig hoch, so daß der Schlauch Schaden nehmen kann. Hierbei können feine Risse entstehen, die sich im Laufe der Zeit ausbreiten und letztlich zu einer wenn auch nur geringfügigen Undichtigkeit des Schlauches führen können, was beispiels­ weise im Anwendungsfall von Kraftstoffschläuchen für Kraftfahrzeuge uner­ wünscht ist.

Ein im Hinblick hierauf verbessertes Halteelement für einen Schlauch auf einem Schlauchstutzen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Halteele­ ment als auf der Außenseite des Schlauches eng anliegende schlauchförmi­ ge Gewebestruktur ausgebildet ist, deren Webfäden gegenüber der Achse des Stutzens geneigt sind (Steigungswinkel ϕ), wobei die schlauchförmige Gewebestruktur mit ihrem über den Schlauch hinausragenden Ende am Stutzen gehalten ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind im anhängigen An­ spruch aufgelistet.

Erfindungsgemäß dient als Halteelement eine den Schlauch zumindest im Bereich des Schlauchstutzens umgebende bzw. einhüllende schlauchförmi­ ge Gewebestruktur, die - wie im Oberbegriff des Hauptanspruches angege­ ben - den Schlauch zumindest im Falle einer ungewollten Abrutschbewe­ gung vom Stutzen gegen denselben preßt, um dieses ungewollte Abrut­ schen zu verhindern. Wie später noch näher erläutert wird, handelt es sich hierbei um eine selbsthemmende Abrutsch- bzw. Abzugssicherung für Schlauchverbindungen. Eine auf diesem Prinzip der Selbsthemmung basie­ rende Rohrverbindung ist im übrigen aus der eingangs bereits erwähnten DE 37 08 768 C2 bekannt, jedoch wird dort hierfür ein komplex gestalteter Dichtring benötigt. Bei der vorliegenden Erfindung hingegen kommt ein ein­ facher üblicher, insbesondere zweilagiger Gewebeschlauch, hier Gewebe­ struktur genannt, zum Einsatz, wobei die einzelnen Webfäden dieser Ge­ webestruktur lediglich innerhalb eines gewissen Winkelbereiches gegenüber der Achse des Stutzens bzw. Schlauches geneigt sein müssen, um das Prinzip der Selbsthemmung nutzen zu können.

Diese selbsthemmende Wirkung besteht kurz gesagt darin, daß bereits bei einer geringfügigen Abrutschbewegung des Schlauches vom Stutzen dieser Schlauch die Gewebestruktur/den Gewebeschlauch mitnimmt. Da jedoch die Gewebestruktur mit ihrem über den Schlauch hinausragenden Ende am Stutzen befestigt ist, wird die Gewebestruktur hierdurch gespannt, was mit einer Verringerung ihres Durchmessers einhergeht, wodurch sich ihre An­ preßkraft auf den Schlauch und somit auch die Kraft, mit welcher der Schlauch gegen den Stutzen gepreßt wird, erhöht.

Die entsprechenden physikalischen Zusammen­ hänge werden anhand der beigefügten Fig. 2 noch näher erläutert, zunächst wird jedoch Fig. 1 näher beschrieben, in wel­ cher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipiell darge­ stellt ist.

Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Schlauch, beispielsweise Kraftstoffschlauch eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, der auf einem Schlauch-Stutzen 2 aufge­ steckt ist. Um ein Abrutschen des Schlauches 1 vom Stutzen 2 zu verhin­ dern, ist ein in seiner Gesamtheit mit 3 bezeichnetes Halteelement vorgese­ hen, welches im wesentlichen aus einer auf der Außenseite des Schlauches 1 eng anliegenden, ihrerseits schlauchförmigen Gewebestruktur 3a besteht. Diese Gewebestruktur 3a ist mit ihrem (hier linksseitigen) über den Schlauch 1 hinausragenden und dem Stutzen 2 zugewandten Ende am Stutzen 2 ge­ halten, und zwar über einen Halter 3b, der sich in Richtung des Pfeiles 4 - bei dieser Pfeilrichtung 4 handelt es sich um diejenige Richtung, in welcher der Schlauch 1 vom Stutzen 2 abgezogen werden bzw. abrutschen kann - an einer umlaufenden Schulter 2a des Stutzens 2 abstützt.

Im übrigen weist der Stutzen 2 im Verbindungsbereich mit dem Schlauch 1 noch zwei umlaufende Sicken 2b auf und ist ferner mit seinem freien Ende in Form eines Tulpennippels 2c ausgebildet, um mit diesen Maßnahmen den Schlauch 1 verbessert zu halten.

In Fig. 1 erkennt man die beiden Lagen der sich kreuzenden Webfäden 5 der Gewebestruktur 3a. In Fig. 2, die eine Ausschnitt-Aufsicht auf die Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt (und zwar lediglich den Schlauch 1 sowie Teile der Gewebestruktur 3a) sind mehrere derartige Webfäden 5 strichliert dargestellt, während ein einzelner Webfaden 5, zur Erläuterung der physikalischen Zusammenhänge vergrößert gezeigt ist. In dieser Dar­ stellung erkennt man, daß die einzelnen Webfäden 5 unter einem spitzen Winkel gegenüber der Achse 6 des Stutzens 2 bzw. des Schlauches 1 im Bereich dieses Stutzens 2 geneigt sind. Dabei läuft jeder einzelne Webfaden 5 in einer Schraubenlinie innerhalb der Gewebstruktur 3a um den Schlauch 1, wobei der Steigungswinkel dieser Schraubenlinie durch den hier mit ϕ bezeichneten Winkel beschrieben ist.

Wird nun der Schlauch 1 geringfügig gemäß Pfeilrichtung 4 verschoben, d. h. setzt eine ungewollte Abrutschbewegung des Schlauches 1 vom Stutzen 2 ein, so wirkt an einem einzelnen Webfaden 5 die Reibkraft R, nachdem die Gewebestruktur 3a bzw. der jeweils innenliegende Webfaden 5 an der Au­ ßenseite des Schlauches 1 eng anliegt. Mit den in Fig. 2 dargestellten Ab­ standsmaßen a und r (r ist der halbe Außendurchmesser des Schlauches 1) gilt nun bezüglich des Punktes A das folgende Momentengleichgewicht:

r . R = a . N,

wobei N die Normal kraft darstellt und und zwischen N und R der folgende Zusammenhang über den Reibkoeffizienten µ gilt:

R = N . µ.

Unter Verwendung des Webfaden-Steigungswinkels ϕ gilt nun bezüglich des Abstandsmaßes a der folgende Zusammenhang:

a = r.(π/2) . tan(ϕ).

Somit gilt als Bedingung für die Selbsthemmung zwischen den Webfäden 5 und dem Schlauch 1 der folgende Zusammenhang:

µ ≧ π/2 . tan(ϕ)

Ist diese letztgenannte Bedingung erfüllt, so wird bei einer geringfügigen Bewegung des Schlauches 1 gemäß Pfeilrichtung 4 jeder einzelne Webfa­ den 5 vom Schlauch 1 mitgenommen, obwohl die Gewebestruktur 3a gemäß Fig. 1 mit ihrem linksseitigen Ende über den Halter 3b am Schlauch-Stutzen 2 gehalten ist. Dieses Mitnehmen der einzelnen Webfäden 5 hat nun zur Folge, daß sich hierdurch der Innendurchmesser r der Gewebestruktur 3a geringfügig verringert und sich somit die Normalkraft N zwischen jedem ein­ zelnen Webfaden 5 sowie dem Schlauch 1 erhöht, so daß letztlich der Schlauch 1 durch die Gewebestruktur 3a verstärkt gegen den Stutzen 2 ge­ preßt wird. Bereits bei einer geringfügigen Abrutschbewegung gemäß Pfeil­ richtung 4 des Schlauches 1 vom Stutzen 2 wird der Schlauch 1 somit ver­ stärkt gegen den Stutzen 2 gepreßt, so daß insbesondere unter Zuhilfenah­ me der Sicken 2b bzw. des Tulpennippels 2c diese Abrutschbewegung ge­ mäß Pfeilrichtung 4 wieder unterbunden wird.

Es kann jedoch erforderlich sein, den Schlauch 1 gewollt vom Schlauchstut­ zen 2 abziehen zu können. Dies ist durch eine einfache Ziehbewegung am Schlauch gemäß Pfeilrichtung 4 entsprechend den oben geschilderten Zu­ sammenhängen nicht möglich. Allerdings kann hierzu die Gewebestruktur 3a gegen Pfeilrichtung 4 zu ihrem Halter 3b hin zusammengeschoben werden. Als Folge hiervon liegt die Gewebestruktur 3a nicht mehr eng am Schlauch 1 an, sondern es sind die meisten der Webfäden 5 aufgrund der systemimma­ nenten Flexibilität der Gewebestruktur 3a von der Oberfläche des Schlau­ ches 1 beabstandet. Die soeben geschilderten Zusammenhänge zwischen der Normalkraft N und der Reibkraft R gelten dann naturgemäß nicht mehr, so daß nach einem entsprechenden Verschieben der Gewebestruktur 3a gegen Pfeilrichtung 4 sich diese Gewebestruktur 3a quasi auffaltet, und der Schlauch 1 einfach vom Stutzen 2 abgezogen werden kann.

Im übrigen ist bevorzugt vorgesehen, den Halter 3b, mit Hilfe dessen die Gewebestruktur 3a mit ihrem linksseitigen Ende am Stutzen 2 gehalten ist, selbst auf dem Stutzen 2 verschiebbar zu lagern. Während sich dieser wie ersichtlich ringförmige Halter 3b somit in Pfeilrichtung 4 an der Schulter 2a des Stutzens abstützt, kann er gegen Pfeilrichtung 4 vom Schlauch 1 weg verschoben werden und zwar zusammen mit der Gewebestruktur 3a, wenn letztere zumindest im wesentlichen von der Oberfläche bzw. Außenseite des Schlauches 1 beabstandet ist. Für ein gewünschtes Abziehen des Schlau­ ches 1 vom Stutzen 2 wird somit zunächst wie oben erwähnt die Gewebe­ struktur 3a gegen Pfeilrichtung 4 zusammengeschoben bzw. zusammenge­ faltet und anschließend in ihrer Gesamtheit mit dem Halter 3b gegen Pfeil­ richtung 4 so weit nach links verschoben, daß der Schlauch 1 vollständig frei zugänglich ist und somit beispielsweise unter Zuhilfenahme eines geeigne­ ten Werkzeuges gemäß Pfeilrichtung 4 vom Stutzen 2 abgezogen werden kann.

Unter anderem um das soeben erwähnte Verschieben der Gewebestruktur 3a gegen Pfeilrichtung 4 zu erleichtern, weist die Gewebestruktur 3a am dem Halter 3b gegenüberliegenden Ende einen Schutzring 3c auf. Letzterer dient zum vereinfachten Angreifen an der Gewebestruktur 3a, verhindert zugleich jedoch auch ein Aufspleissen der Gewebestruktur 3a in die einzel­ nen Gewebefäden 5. Dabei kann die Gewebestruktur 3a in den Schutzring 3c, welcher bezüglich des Schlauches 1 durchaus freigängig sein kann, ein­ geklebt sein.

Ebenso eingeklebt sein kann die Gewebestruktur 3a in den Halter 3b, es können hierfür jedoch auch andere Verbindungstechniken gewählt werden. Beispielsweise kann bei geeigneter Gestaltung des Halters 3b oder des Schutzringes 3c die Gewebestruktur 3a in den Halter 3b bzw. den Schutz­ ring 3c auch eingeklemmt sein oder in diesen eingeformt sein, beispielswei­ se im Rahmen eines Spritzgießprozesses.

Daneben ist selbstverständlich noch eine Vielzahl weiterer Abwandlungen insbesondere konstruktiver Art vom gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Halteelementes ist somit darin zu sehen, daß im üblichen Fall, wenn der Schlauch 1 sicher auf den Stutzen 2 aufgesteckt ist, lediglich eine geringe Anpreßkraft (Normalkraft N) auf den Schlauch 1 aufgebracht wird, so daß eine mechanische Schädigung des Schlauches 1 sicher ausgeschlossen ist. Lediglich in Fällen, in denen eine ungewollte Abrutschbewegung des Schlauches 1 vom Stutzen 2 einsetzt, wird diese Anpreßkraft selbsttätig erhöht, wobei aber gleichzeitig diese An­ preßkraft derart großflächig, und zwar im wesentlichen über der gesamten Länge des Überschneidungsbereiches zwischen dem Schlauch 1 sowie dem Stutzen 2 verteilt ist, daß auch hier keine Schädigung des Schlauches 1 zu befürchten ist. Ein besonderer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß dieses Halteelement 3 in Form der Gewebestruktur 3a sowie des Halters 3b prak­ tisch stets am Stutzen 2 verbleiben kann. Ist es beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten erforderlich, den Schlauch 1 vom Stutzen 2 abzuzie­ hen, so kann das wie oben geschildert erfolgen, wobei das Halteelement 3 gegen Pfeilrichtung 4 auf dem Stutzen 2 zurückgeschoben wird. Hier ist die­ ses Halteelement 3 unverlierbar untergebracht. Bei neuerlicher Montage des Schlauches 1 muß dieser zunächst lediglich auf den Stutzen 2 aufgesteckt werden, wonach das Halteelement 3 gemäß Pfeilrichtung 4 aufgeschoben wird. Weitere Montagearbeiten sind vorteilhafterweise nicht erforderlich, wo­ durch Fehlmontagen und irgendwelche Beschädigungen des Schlauches 1 praktisch ausgeschlossen sind. Dabei kann ein erfindungsgemäßes Haltee­ lement für eine Vielzahl von Schlauchverbindungen, d. h. Schlauchformen und auch Stutzenformen zum Einsatz kommen.

Claims (2)

1. Halteelement für einen Schlauch (1) auf einem Schlauchstutzen (2), welches den Schlauch (1) zumindest im Falle einer ungewollten Ab­ rutschbewegung vom Stutzen (2) gegen denselben preßt, um dieses ungewollte Abrutschen zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (3) als auf der Au­ ßenseite des Schlauches (1) eng anliegende schlauchförmige Gewe­ bestruktur (3a) ausgebildet ist, deren Webfäden (5) gegenüber der Achse (6) des Stutzens (2) geneigt sind (Steigungswinkel ϕ), wobei die schlauchförmige Gewebestruktur (3a) mit ihrem über den Schlauch (1) hinausragenden Ende am Stutzen (2) gehalten ist.

2. Halteelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest ei­ nes der folgenden Merkmale:

• - der Steigungs-Winkel (ϕ) der Webfäden (5) ist unter Berücksichti­ gung des Reibkoeffizienten (µ) zwischen dem Schlauch (1) und den Webfäden (5) auf Selbsthemmung hin ausgelegt
• - die Gewebestruktur (3a) ist mittels eines auf dem Stutzen (2) in axialer Richtung vom Schlauch (1) weg verschiebbaren ringförmi­ gen Halters (3b) gehalten
• - am dem Halter (3b) gegenüberliegenden Ende weist die Gewebe­ struktur (3a) einen Schutzring (3c) auf
• - die Gewebestruktur (3a) ist mit dem Halter (3b) und/oder Schutzring (3c) durch Kleben oder Klemmen verbunden oder in diesen einge­ formt
• - die Gewebestruktur (3a) ist aus zwei Lagen sich kreuzender Webfä­ den (5) aufgebaut
• - der Schlauch-Stutzen (2) weist Sicken (2b) auf und/oder ist in Form eines Tulpennippels (2c) ausgebildet.