DE19742041A1 - Rastende Rohrverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rastende Rohrverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Rohrverbindungen werden verwendet, um zwei starre Rohre miteinander dichtend zu verbinden, wobei die Rohrverbindung vorzugsweise für einen Druck zwischen 0 bis maximal 10 Bar ausgelegt sein soll.

Bei solchen rastenden Rohrverbindungen besteht in der Regel der Nachteil, daß eine Vielzahl von Teilen verwendet werden muß, um eine derartige Rohrverbindung zu verwirklichen. Es soll hierbei eine rastende Verbindung zwischen einem starren Rohrstutzen und einem ebenfalls starr mit diesem dichtend verbindbaren Rohr hergestellt werden, wobei angestrebt wird, möglichst wenig Teile zu verwenden.

Zwar sind rastende Rohrverbindungen aus der DE 35 31 926 A1 und der DE 37 29 570 A1 bekannt, diese Verbindungen sind jedoch als Rohr- Schlauchverbindungen konstruiert. Dadurch ergibt sich, bedingt durch die Flexibilität des Schlauches, eine deutlich geringere Kraftübertagung auf die Verbindungsstelle als bei einer Verbindung zwischen zwei starren Rohren. An die mechanische Festigkeit einer dichtenden Verbindung zwischen zwei starren Rohren wird jedoch ein höheres Anforderungsprofil gestellt, als in den beiden erwähnten Druckschriften.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine rastende Rohrverbindung der eingangs genannten Art für die dichtende Verbindung von starren Rohren so weiterzubilden, daß eine schnelle und einfache Montage ohne Verwendung von Zwischenbauteilen gegeben ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verbindung zwischen dem Innen- und dem Außenrohr dadurch, daß das Innenrohr axial in das Außenrohr eingesteckt wird, wobei am Innenrohr mindestens ein radial nach außen weisender Flansch angeordnet ist, und daß am Flansch ein Rastmittel angreift, das im wesentlichen aus einer Rastfeder besteht, deren beide etwa parallel zueinander liegende Rastschenkel in eine erste Raststellung (Schließstellung) bringbar sind, wodurch sich diese Rastfeder an dem Flansch des Innenrohres anlegt, und welche Rastschenkel in eine zweite Raststellung (Offenstellung) bringbar sind, wodurch die Rastfeder außer Eingriff mit dem Flansch des Innenrohres kommt.

In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der Flansch werkstoffeinstückig an dem Innenrohr angeformt ist, d. h. das Innenrohr selbst bildet einen radialen Flansch aus, der als Anlagefläche für die Rastfeder dient.

In einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß dieser Flansch im wesentlichen durch ein separates Flanschteil gebildet wird, d. h. der Flansch wird durch ein drittes Teil gebildet (neben dem Innenrohr und dem Außenrohr) und verbindet das Innenrohr mit dem Außenrohr wobei dieses Flanschteil die Anlagefläche für die Rastfeder bildet.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich also bei beiden Ausführungsformen der Vorteil, daß insgesamt nur maximal 3 Teile für die Herstellung der Rastverbindung vorhanden sind, wenn man von einem Dichtungsmittel (Dichtungsring) absieht, das zur vollständigen Abdichtung der Verbindung vorgesehen ist.

Durch die werkstoffeinstückige oder zweistückige Ausbildung des Flansches am Innenrohr wird erreicht, daß der Flansch gleichzeitig als Anlagefläche für die Rastfeder dient und darüber hinaus noch an seiner (axial der Rastfeder gegenüberliegenden Seite) als Anlagefläche für den Dichtungsring wirkt, welcher im Zwischenraum zwischen dem besagten Flansch des Innenrohres und einer zugeordneten Anlagefläche am Außenrohr aufgenommen wird und dort abdichtet.

Mit dieser Verbindungsart ergibt sich nun der Vorteil, daß man eine sehr einfache, kostengünstige und hochbelastbare Rastverbindung zwischen zwei starren Rohrenden erreicht.

Hierbei kann es vorgesehen sein, daß das Außenrohr nicht unmittelbar mit einem zugeordneten Anschlußteil verbunden ist, sondern das Außenrohr kann separat zum Anschlußteil ausgebildet und mit diesem verbunden sein. Eine diesbezügliche Verbindung kann z. B. eine Klebe-, Schweiß- oder Press-Sitzverbindung zwischen dem Anschlußteil und dem Außenrohr vorsehen. Ein derartiges Anschlußteil kann z. B. ein Anschlußstutzen eines Wärmetauschers in einem Kraftfahrzeug, ein Anschlußstutzen eines Turboladers oder ein anderes Teil sein, in dessen Ausnehmung das Außenrohr dichtend eingesetzt ist, welches seinerseits dann über die erfindungsgemäße Rastverbindung mit dem Innenrohr abdichtend verrastbar ist.

Selbstverständlich ist es möglich, daß das Außenrohr werkstoffeinstückig mit dem Anschlußteil, z. B. dem Wärmetauscherkasten ausgebildet ist; die Erfindung ist hierauf nicht weiter gerichtet. Es können werkstoffeinstückige als auch zweistückige Verbindungen zwischen dem Anschlußteil und dem Außenrohr vorgesehen sein.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch die Rohrverbindung nach der Erfindung in Richtung der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 die Stirnansicht der Rohrverbindung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II,

Fig. 3 perspektivische Seitenansicht der Rohrverbindung nach den Fig. 1 und 2 in zerlegtem Zustand,

Fig. 4 ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Rohrverbindung entlang der Linie IV-IV in Fig. 5,

Fig. 5 Stirnansicht der Anordnung nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, besteht die Rohrverbindung 1 zwischen zwei starren Rohren, nämlich einem Innenrohr 2 und einem Außenrohr 10, im wesentlichen darin, daß am Innenrohr 2 ein radial nach außen weisender Flansch 3 angeformt ist, der in seiner axialen Verlängerung, in Richtung Außenrohr 10, in eine schräg radial einwärts weisende Schulter 4 übergeht, die ihrerseits in eine radial gerichtete Anlagefläche 5 übergeht, an der sich ein axialer Stutzen 6 anschließt. Mit diesem Stutzen 6 greift das Innenrohr 2 in einen zugeordneten Innenumfang des Außenrohres 10 ein.

Das Außenrohr 10 sitzt mit einem axialen Stutzen 11 durch eine Dichtverbindung 25 abgedichtet in einer zentralen Ausnehmung 9 eines Anschlußteils 7, wobei das Anschlußteil 7 einen axialen Ringflansch 8 aufweist, der sich an den Stutzen 11 anlegt. Der axiale Stutzen 11 des Außenrohres 10 und der Ringflansch 8 des Anschlußteils 7 sind mittels der Dichtverbindung 25 miteinander verbunden, die z. B. aus einer Schweiß-, Klebe- Löt- oder Press-Sitzverbindung besteht.

Das Außenrohr 10 geht ausgehend vom Stutzen 11 in eine radial nach außen weisende Schulter 12 über, die in einen axialen Rohrabschnitt 13 übergeht, der seinerseits eine schräg nach außen gerichtete Schulter 14 ausbildet, die ihrerseits in einen weiteren axialen Rohrabschnitt 15 übergeht.

Im Bereich des axialen Rohrabschnitts 15 des Außenrohres 10 ist ein Rastschlitz 16 angeordnet, in den eine Rastfeder 18 mit ihren beiden Federschenkeln 20 eingreift. Im Anschluß an diesen Rastschlitz 16 endet der Rohrabschnitt 15 in einen Bund 17.

Die Rastfeder 18 ist etwa U-förmig ausgebildet und weist zueinander parallele Federschenkel 20 auf, die in ihrem oberen Bereich durch ein Verbindungsteil 21 miteinander werkstoffeinstückig verbunden sind und an deren freien Enden jeweils ein Federende 19 angeformt ist.

In eingerastetem Zustand der Rastfeder 18 gemäß Fig. 1, greifen die Federschenkel 20 hierbei hinter stirnseitige Anlageflächen des Flansches 3 und sichern somit das Innenrohr 2 gegen axiales Herausziehen aus dem Außenrohr 10. Eine Sicherung gegen Herausziehen erfolgt deshalb, weil der Rastschlitz 16 im Außenrohr 10 angeordnet ist, und die Rastfeder 18 sich beim Eingreifen in diesen Rastschlitz 16 an der stirnseitigen Flanke des Flansches 3 am Innenrohr 2 anlegt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind am Bund 17 des Außenrohres 10 Rastausnehmungen 22 vorhanden, welche die Rastfeder 18 in ihrer Schließstellung halten, indem die Federenden 19 in diese Rastausnehmung 22 federbelastet eingreifen und sich dort anlegen.

Soll nun die Rastfeder 18 geöffnet und die Verbindung zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 10 gelöst werden, so wird am Verbindungsteil 21 der Rastfeder 18 angesetzt und in Pfeilrichtung 32 nach oben gezogen, wodurch die Federenden 19 an durch die Rastausnehmungen 22 gebildeten Schrägen 33 entlanggleiten, radial auswärts gedrückt werden und schließlich in die radial weiter außenliegenden Rastausnehmungen 23 hineingleiten und dort einrasten. Diese Rastausnehmungen 23 definieren die Offenstellung der Rastfeder 18, so daß damit die Federschenkel 20 außer Eingriff mit dem Flansch 3 des Innenrohres 2 gelangen und das Innenrohr somit aus dem Außenrohr 10 herausgezogen werden kann.

Im Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 10 ist ein Dichtungsring 24 aufgenommen, der an der radialen Anlagefläche 5 des Innenrohres 2 und gleichzeitig auch an dem axialen Stutzen 6 des Innenrohres 2 anliegt. Ferner legt sich der Dichtungsring 24 an den axialen Rohrabschnitt 13 des Außenrohres 10 an und liegt hierbei auch an der Schulter 12 des Außenrohres 10 an, wodurch also eine umlaufende Dichtungsfläche im Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 10 gebildet wird.

Damit die Rohre 2, 10 leicht miteinander verbunden werden können, sind die schräge Schulter 4 am Flansch 3 des Innenrohres 2 und die entsprechende schräge Schulter 14 am Außenrohr 10 vorgesehen, so daß der Flansch 3 beim Einführen in das Außenrohr aneinander entlanggleitende Flächen vorfindet (Einführschräge) und der Dichtungsring 24 leicht eingeführt werden kann.

In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei am Innenrohr 2 ein weniger stark ausgebildeter Flansch 3' vorgesehen ist, der die Form eines Ringbunds aufweist, und der rastend und abdichtend mit einem weiteren Flanschteil 26 verbunden wird. Dieses Flanschteil 26 ist bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet und ist als Profilring ausgeformt, wobei das Flanschteil sich mit einer inneren radialen Ausnehmung 30 kraft- und/oder formschlüssig an dem radial auswärts gerichteten Flansch 3' des Innenrohres 2 anlegt.

Das Flanschteil 26 weist einen in axialer Richtung ausgerichteten Endabschnitt 27 auf, der eine seitliche, radiale Ausnehmung 29 für die Aufnahme der Rastfeder 18 bildet.

Das Flanschteil 26 wird also durch den Flansch 3' auf dem Innenrohr 2 fixiert, indem es auf das Innenrohr 2 aufgeschoben wird und nach dem Aufschieben nachträglich der Flansch 3' ausgeformt wird, der radial auswärts weist und in die Ausnehmung 30 des Flanschteils 26 eingreift und dieses gegen axiale Verschiebung sichert.

Wesentlicher Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber des Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist, daß der Flansch aus zwei Teilen, einem Flansch 3' und einem Flanschteil 26, besteht, wogegen gemäß Fig. 1 und 2 der Flansch einstückig ausgebildet ist.

Sind die beiden Rohre 2 und 10 ineinandergesteckt, dann liegt die Rastfeder 18 innerhalb dieser radialen Ausnehmung 29 an einer Schulter 28 vergrößerten Durchmessers des Flanschteiles 26 an, wobei das Flanschteil 26 gleichzeitig mit seiner Stirnseite 31 eine axiale Anlagefläche für den Dichtungsring 24 bildet.

Der Dichtungsring 24 liegt wiederum im Zwischenraum zwischen Außenrohr 10 und Innenrohr 2, welcher durch die Stirnseite 31 des Flanschteils 26, den Rohrabschnitt 13 und die Schulter 12 des Außenrohrs 10, und den Stutzen 6 des Innenrohrs begrenzt wird.

Vorteil dieser beschriebenen Rastverbindungen ist der geringe Platzbedarf in radialer Richtung und auch in axialer Richtung, weil es nur eines sehr kurzen Innenrohres 2 bedarf, um die Rastverbindung herzustellen, nachdem die Rastverbindung im Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 10 bewerkstelligt wird.

Damit ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Anschluß an einen Wärmetauscher oder dergleichen besonders einfach gelingt, weil in die zentrale Ausnehmung 9 des Anschlußteils 7 eines derartigen Wärmetauschers lediglich ein kurzes Außenrohr 10 eingesetzt und dort abgedichtet werden muß.

Außerdem ist die Rastverbindung ohne Werkzeug bedienbar, und die Rastfeder ist unverlierbar an der Rastverbindung gehalten, weil die Federenden 19 lediglich zwischen zwei verschiedenen Raststellungen (22, 23) verschoben werden, ohne daß die Feder vollständig aus ihrer Montagelage herausgezogen werden muß.

Bezugszeichenliste

1

Rohrverbindung

2

Innenrohr

3

Flansch

3

'

4

Schulter

5

Anlagefläche

6

Stutzen

7

Anschlußteil

8

Ringflansch

9

Ausnehmung

10

Außenrohr

11

Stutzen

12

Schulter

13

Rohrabschnitt

14

Schulter

15

Rohrabschnitt

16

Rastschlitz

17

Bund

18

Rastfeder

19

Federende

20

Federschenkel

21

Verbindungsteil

22

Rastausnehmung

23

Rastausnehmung

24

Dichtungsring

25

Dichtverbindung

26

Flanschteil

27

Bund

28

Endabschnitt

29

Ausnehmung

30

Ausnehmung

31

Stirnseite

32

Pfeilrichtung

33

Schräge

Claims (8)

1. Rastende Rohrverbindung zum dichten Verbinden zweier starrer Rohre, einem Innenrohr und einem Außenrohr, wobei im Verbindungsbereich das Innenrohr axial in das Außenrohr eingesteckt ist, und am Innenrohr (2) mindestens ein radial nach außen weisender Flansch (3; 3',26) angeordnet ist, und ein Rastmittel (18) vorgesehen ist, das in eine erste Raststellung bringbar ist, wodurch das Rastmittel (18) in Eingriff mit dem Flansch (3; 3',26) des Innenrohres (2) kommt, und das Rastmittel (18) in eine zweite Raststellung bringbar ist, wodurch das Rastmittel (18) außer Eingriff mit dem Flansch (3; 3', 26) des Innenrohres (2) kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel (18) in einem Rastschlitz (16) des Außenrohres (10) mit seinen beiden Federschenkeln (20) eingreift, und im Verriegelungszustand der Steckverbindung direkt am Innenrohr (2) angreift.

2. Rastende Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (10), ausgehend von einem Stutzen (11), in eine radial nach außen weisende Schulter (12) übergeht, die in einen axialen Rohrabschnitt (13) übergeht, der seinerseits eine schräg nach außen gerichtete Schulter (14) ausbildet, die ihrerseits in einen weiteren axialen Rohrabschnitt (15) übergeht.

3. Rastende Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastfeder (18) etwa U-förmig ausgebildet ist und zueinander parallele Federschenkel (20) aufweist, die in ihrem oberen Bereich durch ein Verbindungsteil (21) miteinander werkstoffeinstückig verbunden sind und an deren freien Enden jeweils ein Federende (19) angeformt ist.

4. Rastende Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Raststellung der Rastfeder (18) die Federschenkel (20) hinter stirnseitige Anlageflächen des Flansches (3) greifen.

5. Rastende Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (24) im Zwischenraum zwischen Außenrohr (10) und Innenrohr (2) liegt, wobei der Zwischenraum durch Anlagefläche (5) und den Stutzen (6) des Innenrohrs (2) sowie der Schulter (12) und Rohrabschnitt (13) des Außenrohrs (10) begrenzt wird.

6. Rastende Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenrohr (2) ein Flansch (3') vorgesehen ist, der die Form eines Ringbunds aufweist.

7. Rastende Rohrverbindung nach-einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr einen Bund (17) ausbildet, an welchem Rastausnehmungen (22) vorhanden sind, welche die Rastfeder (18) in ihrer ersten Raststellung, welche der Schließstellung entspricht, halten, indem die Federenden (19) in diese Rastausnehmung (22) federbelastet eingreifen und sich dort anlegen.

8. Rastende Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zugkraft am Verbindungsteil (21) der Rastfeder 18 in Pfeilrichtung (32) nach oben, die Federenden (19) an durch die Rastausnehmungen (22) gebildeten Schrägen (33) entlanggleiten, radial auswärts gedrückt werden und schließlich in eine zweite, durch radial weiter außenliegende Rastausnehmungen (23) definierte, Raststellung, die der Offenstellung entspricht, gelangen und dort einrasten.