DE19932956B4

DE19932956B4 - Schlauchverbindung

Info

Publication number: DE19932956B4
Application number: DE19932956A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ichinomiya Mitsui; Naomi Iwakura Nakashima; Norio Bisai Watanabe; Koji Nagoya Ito
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: DE19932956A1; US6308992B1

Abstract

Schlauchverbindung, mit:
einem Schlauch (30), der einen Innendurchmesser d1 hat, wenn auf ihn kein Innendruck aufgebracht ist; und
einem in den Schlauch (30) hineingedrückten Schlauchstutzen (13), um dessen äußere Umfangsfläche mindestens ein ringförmiger Vorsprung (21, 22, 23) ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser D1 größer als der Innendurchmesser d1 des Schlauchs ist, und dessen freies Ende von einem hohlen zylindrischen Ende (18) gebildet wird, dessen Außendurchmesser D2 kleiner als der Außendurchmesser D1 des Vorsprungs, aber größer als der Innendurchmesser d1 des Schlauchs ist, sodass er sich in engem Kontakt mit der Innenwand des Schlauchs befindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge des hohlen zylindrischen Endes (18) entlang der Achse des Schlauchstutzens (13) mindestens 3 mm beträgt,
der Vorsprung (21, 22, 23) den Schlauch (30) um mindestens T = 25% aufweitet, wobei T = (D1 – d1) × 100/d1 gilt, und
der Schlauch (30) so gestaltet ist, dass...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchverbindung, bei der ein Schlauchstutzen in einen Schlauch gedrückt ist, um eine Verbindung mit dem Schlauch zu gewährleisten.
Es gibt bekannte Schlauchverbindungen, wie beispielsweise jene, die in der DE 196 33 140 A1 , US 3 210 100 und JP 9-159077 A offenbart sind. 22 zeigt eine teilweise gebrochene Vorderansicht, die eine Schlauchverbindung nach dem Stand der Technik einschließlich einer Abzweigungsleitung 100 darstellt. In 26 umfasst die Schlauchverbindung die Abzweigungsleitung 100 mit drei Abzweigungsabschnitten 101, 102 und 103 und Schläuche 111, 112 und 113, in die die Abzweigungsabschnitte 101, 102 und 103 jeweils hineingedrückt sind. Ein Paar ringförmiger Vorsprünge 104 und 105 ist um die Umfangsseite von jedem Abzweigungsabschnitt 101, 102 und 103 ausgebildet. Die ringförmigen Vorsprünge 104 und 105 haben einen dreieckigen Querschnitt und sind mit einem bestimmten Abstand angeordnet. 27 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die den Abzweigungsabschnitt 101 darstellt. Wie in 27 gezeigt ist, haben die ringförmigen Vorsprünge 104 und 105 jeweils Kegelstumpfseiten 104a und 105a, die Außendurchmesser haben, die konisch sind zu dem freien Ende k des Abzweigungsabschnitts 101 hin, und spitzwinkelige Seiten 104b und 105b, die sich erstrecken zwischen äußeren Kanten der Kegelstumpfseiten 104a und 105a und dem Grundumfang des Abzweigungsabschnitts 101, und die jeweils einen spitzen Winkel haben mit den Kegelstumpfseiten 104a und 105a. Der Schlauch 111 umfasst eine innere Lage 111a, die aus einem EPDM-Gummi hergestellt ist, eine fadenverstärkte Lage 111b, die aus geflochtenen oder spiralnetzförmigen verstärkenden Fäden hergestellt ist, und eine äußere Lage 111c, die aus einem EPDM-Gummi hergestellt ist.
Wenn bei der Schlauchverbindung nach dem Stand der Technik der Abzweigungsabschnitt 101 in den Schlauch 111 hineingedrückt wird, bringen die ringförmigen Vorsprünge 104 und 105 eine Kraft auf, die den inneren Durchmesser des Schlauchs 111 erweitert. Diese Kraft verursacht eine große Reaktionskraft der fadenverstärkten Lage 111b, um die Erweiterung zu begrenzen. Der Schlauch 111 klemmt somit sicher den Abzweigungsabschnitt 101. Da der Schlauch 111 an dem Abzweigungsabschnitt 101 mit einer großen Kraft befestigt ist, gewährleistet diese Anordnung eine sichere Verbindung des Schlauchs 111 mit dem Abzweigungsabschnitt 101 ohne Verwendung jeglicher Klemmen und durch einfaches Eindrücken des Abzweigungsabschnitts 101 in den Schlauch 111 hinein.
Da bei der Schlauchverbindung nach dem Stand der Technik der Schlauch 111 an den Abzweigungsabschnitt 101 ohne Verwendung jeglicher Klemmbefestigungen, wie beispielsweise Klemmen, und durch einfaches Eindrücken des Abzweigungsabschnitts 101 in den Schlauch 111 hinein angeschlossen ist, ist eine gute Abdichtung sowie eine große Befestigungskraft erforderlich. Es ist erforderlich, dass die Schlauchverbindung eine gute Abdichtung gewährleistet, selbst an Stellen, an denen der Schlauch 111 einer Vibration gegenüber dem Abzweigungsabschnitt 101 ausgesetzt ist, beispielsweise in einem Motorraum eines Automobils, und an Stellen, an denen eine Drehkraft auf den Schlauch 111 aufgebracht wird.
Darüber hinaus wird auf die US 3 966 238 verwiesen, die eine Schlauchverbindung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Schlauchverbindung, die eine einfache Verbindung mit einem Schlauch ermöglicht und eine gute Abdichtung gewährleistet, selbst an Stellen, die Vibrationen ausgesetzt sind.
Zumindest ein Teil der vorstehenden und anderer zugehöriger Aufgaben wird verwirklicht durch eine Schlauchverbindung gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Schlauchverbindung hat der Schlauchstutzen den ringförmigen Vorsprung und der Schlauch gleitet über den ringförmigen Vorsprung, wenn der Schlauchstutzen in den Schlauch hineingedrückt wird. Der äußere Durchmesser D1 des ringförmigen Vorsprungs ist größer eingerichtet als der innere Durchmesser d1 des Schlauchs. Wenn der Schlauchstutzen in den Schlauch eingesetzt wird, erweitert der ringförmige Vorsprung somit teilweise die innere Wandfläche des Schlauchs. Der Schlauch ist so gestaltet, dass er eine Innendurchmesseränderungsrate Dc hat, die durch die anschließend angegebene Gleichung (1) definiert ist, die geringer oder gleich als 23% ist und eine große Reaktionskraft gegen die Durchmessererweiterungskraft verursacht, wobei d1 den Innendurchmesser des Schlauchs bezeichnet, wenn kein Druck aufgebracht wird, und d2 den Innendurchmesser des Schlauchs bezeichnet, wenn ein Innendruck von 0,49 MPa (5 kg/cm²) auf den Schlauch aufgebracht wird. Dc = (d2 – d1) × 100/d1 (1)
Der ringförmige Vorsprung ist so gestaltet, dass er eine Durchmessererweiterungsrate T von zumindest 25% hat, die durch die nachfolgend angegebene Gleichung (2) definiert ist. Die Durchmessererweiterungsrate T repräsentiert hier eine Rate der Erweiterung des Schlauchs mit dem Innendurchmesser d1 gegenüber dem Außendurchmesser D1 des ringförmigen Vorsprungs. T = (D1 – d1) × 100/d1 (2)
Bei der erfindungsgemäßen Schlauchverbindung hat der Schlauch eine große Kraft, um die Erweiterung beim Aufbringen eines Fluiddrucks zu begrenzen. Wenn der Schlauch über den ringförmigen Vorsprung des Schlauchstutzens gleitet und seinen Durchmesser erweitert, erzeugt der Schlauch eine große Klemmkraft gegen den Schlauchstutzen als Reaktionskraft. Der Schlauch mit einer derartig großen Klemmkraft löst sich nicht leicht von dem Schlauchstutzen und gewährleistet eine ausreichend gute Abdichtung. Der Schlauch ist somit sicher an dem Schlauchstutzen angeschlossen ohne Verwendung besonderer Klemmmechanismen, wie beispielsweise Clips.
Der Schlauchstutzen hat ein hohles zylindrisches Ende, das zwischen einem freien Ende des Schlauchstutzens und dem ringförmigen Vorsprung ausgebildet ist. Das hohle zylindrische Ende befindet sich in engem Kontakt mit dem Schlauch, bevor der Durchmesser des Schlauchs erweitert wird durch den ringförmigen Vorsprung. Der Schlauch befindet sich somit kontinuierlich in engem Kontakt mit dem hohlen zylindrischen Ende zwischen dem freien Ende des Schlauchstutzens und dem ringförmigen Vorsprung, der den Durchmesser des Schlauchs erweitert. Das hohle zylindrische Ende verursacht, dass der Schlauch sich in engem Kontakt befindet mit dessen glatter Oberfläche zwischen dem freien Ende des Schlauchstutzens und dem ringförmigen Vorsprung, selbst wenn der Schlauch Vibrationen ausgesetzt ist. Der Schlauch hält demgemäß die gute Abdichtung aufrecht gegenüber dem Schlauchstutzen selbst in einem Niedrigtemperaturzustand und bei wiederholter Aufbringung von Vibrationen auf den Schlauch.
Das hohle zylindrische Ende hat eine Länge von mindestens 3 mm und vorzugsweise von höchstens 7 mm in der axialen Richtung. Eine Länge von weniger als ungefähr 3 mm gewährleistet keine ausreichende Verbesserung der Dichtungseigenschaft der Dichtung, wenn eine Vibration aufgebracht wird. Eine größere Länge als ungefähr 7 mm erhöht andererseits auf unvorteilhafte Weise eine Reibungskraft beim Einsetzen des Schlauchstutzens in den Schlauch hinein und führt somit zu einer schlechten Handhabbarkeit beim Einsetzen.
Um die Innendurchmesseränderungsrate Dc des Schlauchs nicht größer als 23% herzustellen, kann der Schlauch eine fadenverstärkte Lage haben, die in einer rohrartigen Lage aus Gummimaterial eingebettet ist. Die fadenverstärkte Lage kann aus geflochtenen verstärkenden Fäden hergestellt sein, spiralig gewickelten verstärkenden Fäden, gewirkten verstärkenden Fäden oder Stoff.
Vorzugsweise ist zumindest eine äußere Oberflächenlage des Schlauchs aus EPDM-Gummi hergestellt. Der EPDM-Gummi hat eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Ozon und bricht nicht selbst bei einer Langzeitverwendung im Durchmessererweiterungszustand.
Der ringförmige Vorsprung kann jede Form haben, die den Durchmesser des Schlauchs erweitert und die Abdichtung verbessert. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der ringförmige Vorsprung eine Kegelstumpfseite und eine spitzwinkelige Seite. Die Kegelstumpfseite hat einen äußeren Durchmesser, der zu einem freien Ende des Schlauchstutzens hin konisch ist. Die spitzwinkelige Seite erstreckt sich von dem maximalen äußeren Durchmesser der Kegelstumpfseite zu dem Grundumfang des Schlauchstutzens und kreuzt die Kegelstumpfseite mit einem spitzen Winkel. Die Kegelstumpfseite und die spitzwinkelige Seite des ringförmigen Vorsprungs bilden eine Ecke mit einem spitzen Winkel. Wenn eine Zugbelastung auf den Schlauch aufgebracht wird, erzeugt die spitzwinkelige Ecke, die durch die Kegelstumpfseite und die spitzwinkelige Seite des ringförmigen Vorsprungs definiert ist, einen großen Abziehwiderstand.
Der Schlauchstutzen ist in den Schlauch hineingedrückt mit vorzugsweise einem Druckpassfaktor Lh/Lp in einem Bereich von 1,05 bis 1,4, wobei Lp die Länge des den Schlauchstutzen überdeckenden Teils des Schlauchs bezeichnet und Lh die Länge des in den Schlauch hineingedrückten Teils des Schlauchstutzens bezeichnet.
Wenn der Schlauchstutzen in den Schlauch eingedrückt wird mit dem Druckpassfaktor Lh/Lp in dem vorstehenden Bereich, hat der durch den ringförmigen Vorsprung erweiterte Schlauch eine hohe Haftung an der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens und gewährleistet dadurch die gute Abdichtung.
Außerdem ist ein Verhältnis S1/S0 vorzugsweise so eingerichtet, dass es nicht größer als 0,95 ist, wobei S0 die Querschnittsfläche eines Spalts Sp bezeichnet, der definiert ist durch eine innere Wand des Schlauchs und des Schlauchstutzens, wenn der Schlauch nicht zusammengedrückt wäre und ein Druckpassfaktor von 1 zuträfe, und S1 die Querschnittsfläche des Spalts Sp bezeichnet, wenn der Schlauchstutzen mit dem obigen Druckpassfaktor S1/S0 in den Schlauch eingedrückt ist.
Wenn das Verhältnis S1/S0 größer als 0,95 ist, kann der Schlauch durch den ringförmigen Vorsprung erweitert werden, um eine hohe Haftung an der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens zu haben; dadurch wird die gute Abdichtung gewährleistet.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit den beigefügten Zeichnungen.
1 stellt eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schlauchverbindung dar;
2 stellt eine Schnittansicht der Umgebung eines Schlauchstutzens und eines Schlauchs dar;
3 stellt eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des Schlauchstutzens dar;
4 stellt eine Schnittansicht der Umgebung des ringförmigen Vorsprungs dar;
5 zeigt die Definition der Durchmessererweiterungsrate des Schlauchs;
6 zeigt einen Verlauf des Abdichtdrucks, der über der Durchmessererweiterungsrate aufgetragen ist;
7 stellt eine teilweise gebrochene Seitenansicht des Schlauchs des Ausführungsbeispiels dar;
8 stellt eine teilweise gebrochene Seitenansicht eines Schlauchs einer abgewandelten Struktur dar;
9 stellt eine teilweise gebrochene Seitenansicht eines Schlauchs einer anderen abgewandelten Struktur dar;
10 zeigt einen Zustand, bei dem der Schlauch erweitert ist, bei der Anwendung eines inneren Drucks;
11 zeigt einen Verlauf der Innendurchmesseränderungsrate, die über dem Innendruck des Schlauchs aufgetragen ist;
12 zeigt einen Vibrationstest, der ausgeführt wird, während der Schlauch mit dem Schlauchstutzen verbunden ist;
13 zeigt die Funktionen eines hohlen zylindrischen Endes des Schlauchstutzens;
14 zeigt einen Zustand, bei dem der Schlauch an dem Schlauchstutzen befestigt ist über die Länge des Schlauchstutzens;
15 zeigt einen Prozess des Eindrückens des Schlauchstutzens in den Schlauch hinein;
16 zeigt einen Verlauf des Abdichtdrucks, der über dem Druckpassfaktor aufgetragen ist;
17(A) und 17(B) zeigen Zustände von unterschiedlichen Druckpassfaktoren;
18 zeigt einen Verlauf der Querschnittsfläche des Spalts, die über der Durchmessererweiterungsrate aufgetragen ist;
19 stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer anderen Schlauchverbindung bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar;
20 stellt eine Querschnittsansicht noch einer anderen Schlauchverbindung von noch einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar;
21(A) zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X der 20;
21(B) zeigt eine Querschnittsansicht der Linie Y-Y der 20;
22 zeigt einen Prozess des Eindrückens des Schlauchstutzens in den Schlauch hinein;
23 stellt eine vergrößerte Schnittansicht einer anderen Schlauchverbindung noch eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dar;
24 stellt eine vergrößerte Schnittansicht noch einer anderen Schlauchverbindung von einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar;
25(A), 25(B) und 25(C) stellen vergrößerte Schnittansichten einer anderen Schlauchverbindung noch eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dar;
26 stellt eine teilweise gebrochene Vorderansicht einer Abzweigungsleitung nach dem Stand der Technik dar; und
27 zeigt einen Nachteil der Abzweigungsleitung nach dem Stand der Technik.
1 stellt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schlauchverbindung dar. Die Schlauchverbindung kann in einem Motorraum eines Automobils installiert werden. In 1 umfasst die Schlauchverbindung ein Verbindungsrohr 10, zwei Schläuche 30 und 31, die an beide Enden des Verbindungsrohrs 10 angeschlossen sind, und einen Abzweigungsschlauch 32, der an einen Mittelabschnitt des Verbindungsrohrs 10 angeschlossen ist. Die Schläuche 30 und 31 verbinden einen nicht dargestellten Motor mit einem nicht dargestellten Kühler, wohingegen der Abzweigungsschlauch 32 mit einem Drosselkörper verbunden ist.
2 stellt eine Querschnittsansicht des Verbindungsrohrs 10 und der Schläuche 30 und 31 dar. Das Verbindungsrohr 10 ist ein Kunstharzrohrkörper, der in drei unterschiedliche Richtungen abzweigt und erhalten wird durch Spritzen von glasfaserverstärktem 6-6 Nylon. Das Verbindungsrohr 10 umfasst einen rohrartigen Hauptkörper 11, Schlauchstutzen 13 und 14, die einstückig mit dem rohrartigen Hauptkörper 11 an ihren jeweiligen Enden ausgebildet sind, und ein Abzweigungsrohr 15, das von einem Mittelabschnitt des rohrartigen Hauptkörpers 11 vorsteht. Eine Hauptströmungsbahn 16, die mit den Schläuchen 30 und 31 verbunden ist, ist innerhalb des rohrartigen Hauptkörpers 11 und des Schlauchstutzens 13 und 14 ausgebildet. Eine Abzweigungsströmungsbahn 17, die von der Hauptströmungsbahn 16 abzweigt, ist innerhalb des Abzweigungsrohrs 15 ausgebildet.
Die Schlauchstutzen 13 und 14 sind symmetrisch und haben eine identische Konfiguration. Die folgende Beschreibung betrachtet demgemäß den Schlauchstutzen 13. 3 stellt eine vergrößerte Querschnittansicht des Schlauchstutzens 13 dar, und 5 zeigt dessen Abmessungen. In 3 und 5 umfasst der Schlauchstutzen 13 ein hohles zylindrisches Ende 18, das am freien Ende des Schlauchstutzens 13 mit einer Länge La ausgebildet ist. Das hohle zylindrische Ende 18 hat einen Außendurchmesser D2, der größer ist als ein Innendurchmesser d1 des Schlauchs 30. Der Umfangsteil des freien Endes des hohlen zylindrischen Endes 18 ist abgerundet.
Drei ringförmige Vorsprünge 21, 22 und 23 sind um die Fläche des Schlauchstutzens 13 herum in regelmäßigen Abständen zwischen dem hohlen zylindrischen Ende 18 und dem Mittelabschnitt des rohrartigen Hauptkörpers 11 ausgebildet. Wie in 4 dargestellt ist, haben die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks und umfassen jeweils Kegelstumpfseiten 21a, 22a und 23a, die Außendurchmesser haben, die konisch sind zu dem freien Ende des Schlauchstutzens 13 hin, und spitzwinkelige Seiten 21b, 22b und 23b. Die spitzwinkeligen Seiten 21b, 22b und 23b erstrecken sich zwischen den äußeren Kanten der Kegelstumpfseiten 21a, 22a und 23a und dem Grundumfang des Schlauchstutzens 13 und haben einen spitzen Winkel jeweils mit den Kegelstumpfseiten 21a, 22a und 23a.
Die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 erweitern den Durchmesser des Schlauchs 30, wie in 5 gezeigt ist, wenn der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingesetzt wird. Die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 sind gestaltet, dass sie eine Durchmessererweiterungsrate T von mindestens 25% herstellen, die definiert ist durch die vorstehend angegebene Gleichung (2).
Die Durchmessererweiterungsrate T repräsentiert die Rate der teilweisen Erweiterung des Schlauchs 30 mit dem Innendurchmesser d1 auf einen Außendurchmesser D1 der ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23.
6 zeigt einen Verlauf des Abdichtdrucks, der über der Durchmessererweiterungsrate T aufgetragen ist für eine Innendurchmesseränderungsrate Dc von 22,5%. Die Innendurchmesseränderungsrate Dc, die durch die vorstehend angegebene Gleichung (1) angegeben ist, repräsentiert die Rate der Erweiterung des Schlauchs 30, der drucklos einen Innendurchmesser von d1 hat und der erweitert wird auf einen Innendurchmesser d2 beim Aufbringen eines Innendrucks von 0,49 MPa.
Wie in dem Verlauf von 6 gezeigt ist, ist der Abdichtdruck proportional zu der Durchmessererweiterungsrate T. Der Abdichtdruck erhöht sich nämlich mit einem Anstieg der Durchmessererweiterungsrate T. Bei einem Kühlerschlauch eines Automobils beträgt der Standardarbeitsdruck 0,1 MPa. Vorzugsweise ist die Durchmessererweiterungsrate T jedoch nicht geringer als 25%, um den Sicherheitsfaktor bei der Konstruktion zu berücksichtigen und einen Abdichtungsdruck von nicht geringer als einem Standardkonstruktionswert von 0,49 MPa zu gewährleisten.
7 zeigt eine teilweise gebrochene Seitenansicht des Schlauchs 30. Der Schlauch 30 hat eine dreilagige Struktur einschließlich einer fadenverstärkten Lage in einem Gummirohrkörper. Der Schlauch 30 umfasst nämlich eine Innenlage 31a, die aus einem EPDM-Gummi hergestellt ist, eine fadenverstärkte Lage 31b, die aus verstärkenden Faden hergestellt ist, die spiralnetzartig sind, und eine äußere Lage 31c, die aus einem EPDM-Gummi hergestellt ist. So lange wie die folgenden Bedingungen erfüllt sind, kann der Schlauch 30 mit den spiralnetzartigen verstärkenden Fäden ersetzt werden durch einen Schlauch 30B mit geflochtenen verstärkenden Fäden, wie in 8 gezeigt ist, oder durch einen Schlauch 30C mit gewirkten verstärkenden Fäden, wie in 9 gezeigt ist.
Der Schlauch 30 ist so gestaltet, dass die Innendurchmesseränderungsrate Dc, die durch die vorstehend angegebene Gleichung (1) definiert ist, nicht größer als 23% ist. 10 zeigt den Schlauch 30, der bei der Anwendung eines Innendrucks erweitert ist. Der Innendurchmesser d2 und der Druck ist nicht messbar, kann aber hergeleitet werden aus dem beobachteten Außendurchmesser des Schlauchs 30, da die Wanddicke des Schlauchs 30 sich unter Druck kaum ändert.
Der Grund, warum die Innendurchmesseränderungsrate Dc auf nicht größer als 23% eingerichtet ist, ist folgendermaßen: 11 zeigt einige Beispiele der Beziehung zwischen der Innendurchmesseränderungsrate Dc und dem Innendruck eines Schlauchs. Der auf den Schlauch 30 aufgebrachte Innendruck und die Innendurchmesseränderungsrate Dc haben im Wesentlichen eine proportionale Beziehung, wie durch die gestrichelten Linien in dem Verlauf von 11 gezeigt ist. Wenn die Innendurchmesseränderungsrate Dc 23% überschreitet bei dem Innendruck von 0,49 MPa (das heißt der Bereich über der durchgezogenen Linie in 11), wird keine Reaktionskraft erzeugt, die ausreichend ist zum Begrenzen der Erweiterung gegen einen Fluiddruck. Demgemäß ist die Innendurchmesseränderungsrate Dc nicht größer als 23%, wenn ein Standardwert eines Innendrucks, der auf den Schlauch 30 aufgebracht wird, gleich 0,49 MPa ist. Der Schlauch 30 mit der kleineren Innendurchmesseränderungsrate Dc gegen den Innendruck hat einen höheren Erweiterungswiderstand gegen den Innendruck. Diese Eigenschaft wird erhalten durch Vorsehen der fadenverstärkten Lage 31b innerhalb des Schlauchs 30.
Vorzugsweise ist zumindest die äußere Lage 31c des Schlauchs 30 aus EPDM-Gummi hergestellt. Der EPDM-Gummi hat eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Ozon und bricht im Durchmessererweiterungszustand selbst bei einer Langzeitverwendung nicht.
Bei der vorstehend beschriebenen Schlauchverbindung, wenn der Schlauchstutzen 13 des Verbindungsrohrs 10 in den Schlauch 30 auf eine derartige Weise eingedrückt wird, dass der Schlauch 30 über die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 gleitet, erweitern die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23, die den größeren Außendurchmesser D1 als den Innendurchmesser d1 des Schlauchs 30 haben, teilweise die Innenwand des Schlauchs 30. Da der Schlauch 30 so gestaltet ist, dass er eine Innendurchmesseränderungsrate Dc von nicht mehr als 23% hat, wird eine große Reaktionskraft gegen die Erweiterungskraft erzeugt.
Da der Schlauch 30 eine große Kraft ausübt, die die Erweiterung beim Aufbringen des Innendrucks begrenzt, wenn die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 den Durchmesser des Schlauchs erweitern, wird eine große Klemmkraft als die Reaktionskraft gegen den Schlauchstutzen 13 erzeugt. Der Schlauch 30 mit einer derartig großen Klemmkraft gleitet nicht leicht von dem Schlauchstutzen 13 ab und gewährleistet eine ausreichend große Abdichtungseigenschaft. Der Schlauch 30 ist nämlich sicher an dem Schlauchstutzen 13 angeschlossen ohne besondere Klemmmechanismen, wie beispielsweise Clips.
Da die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 rechtwinklige Ecken haben, die durch die Kegelstumpfseiten 21a, 22a und 23a und die rechtwinkligen Seiten 21b, 22b und 23b definiert sind, gibt es einen großen Abziehwiderstand, wenn eine Zugkraft auf den Schlauch 30 aufgebracht wird.
Der Schlauchstutzen 13 hat das hohle zylindrische Ende 18, das sich von dem freien Ende des Schlauchstutzens 13 zu den ringförmigen Vorsprüngen 21, 22 und 23 hin erstreckt. Das hohle zylindrische Ende 18 hat den Außendurchmesser D2, der etwas größer ist als der Innendurchmesser d1 des Schlauchs 30 und sich in engem Kontakt befindet mit dem Schlauch 30, bevor der Durchmesser des Schlauchs 30 durch die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 erweitert wird. Der Schlauch 30 befindet sich somit kontinuierlich in einem engen Kontakt mit dem zylindrischen hohlen Ende 18 zwischen dem freien Ende des Schlauchstutzens 30 und den ringförmigen Vorsprüngen 21, 22 und 23, die den Durchmesser des Schlauchs 30 erweitern. Das hohle zylindrische Ende 18 verursacht, dass sich der Schlauch 30 in engem Kontakt befindet mit seiner glatten Fläche zwischen dem freien Ende des Schlauchstutzens 13 und den ringförmigen Vorsprüngen 21, 22 und 23, selbst wenn der Schlauch 30 Vibrationen ausgesetzt ist. Der Schlauch 30 kann demgemäß eine gute Abdichtung gegenüber dem Schlauchstutzen 13 halten, selbst bei der Verwendung bei niedriger Temperatur und wenn Vibrationen wiederholt auf dem Schlauch 30 aufgebracht werden.
Ein in 12 gezeigter Test wurde an der Abdichtung durchgeführt, um die Wirkung des hohlen zylindrischen Endes 18 zu messen, das an dem Verbindungsrohr 10 vorgesehen ist. 12 zeigt einen ausgeführten Vibrationstest, während der Schlauch 30 an dem Verbindungsrohr 10 angeschlossen war. Bei dem Test von 12 wurde die Messung ausgeführt bei dem Zustand, dass der Schlauch 30 mit dem Verbindungsrohr 10 verbunden war und im Wesentlichen rechtwinklig gebogen wurde um eine Länge Lh = 100 mm. Der Schlauch 30 wurde auf diese Weise unter Berücksichtigung der Schlauchverlegungsbedingungen, beispielsweise in einem Motorraum gebogen. Der Schlauch 30 hatte folgende Abmessungen: Innendurchmesser d1 = 16 mm, Wanddicke t1 = 4 mm, Dicke der inneren Lage 31a = 2 mm und Dicke der äußeren Lage 31c = 2 mm. Der Schlauchstutzen 13 hatte folgende in 5 gezeigten Abmessungen: Länge La = 4 mm, Länge Lb = 3 mm, Länge Lc = 4 mm, Außendurchmesser D1 = 21,6 mm, Außendurchmesser D2 = 19,6 mm und Höhe ha = 1 mm. In 12 war ein Ende des Schlauchs 30 an einem Ende des Verbindungsrohrs 10 angeschlossen, das befestigt war an einem Stativ, wohingegen das andere Ende des Schlauchs 30 an einer Vibrationsplatte 41 befestigt war. Während die Vibrationsplatte 41 mit einer Frequenz von 13,3 Hz und einer Amplitude von 7,5 cm bei einer Atmosphärentemperatur von –30°C zum Vibrieren gebracht wurde, wurde der Druck des durch den Schlauch 30 fließenden Fluids graduell erhöht. Der Druck wurde gemessen, als das Fluid aus dem Anschluss des Verbindungsrohrs 10 mit dem Schlauch 30 leckte. Ein Verbindungsrohr nach dem Stand der Technik ohne das hohle zylindrische Ende 18 wurde auch auf dieselbe Weise geprüft als ein Vergleichsbeispiel.
Die Abzweigungsleitung nach dem Stand der Technik hatte ein Leck des Fluids bei einem Innendruck von geringer oder gleich als 0,1 MPa, wohingegen es kein Leck des Fluids gab bis zu einem Innendruck von 0,35 MPa bei der Struktur dieses Ausführungsbeispiels. Der vorstehende Versuch wurde auch ausgeführt bei einer Änderung der Länge des hohlen zylindrischen Endes 18 auf 5 mm und 7 mm. Es wurden im Wesentlichen ähnliche Druckbeständigkeitsergebnisse erhalten.
Wie in 13 dargestellt ist, zeigen die Ergebnisse des Versuchs, dass sich das hohle zylindrische Ende 18, das an dem freien Ende des Schlauchstutzens 13 ausgebildet ist, in einem engen Kontakt mit dem Schlauch 30 befindet, um eine hervorragende Dichtungseigenschaft zu gewährleisten, während die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 einen Teil des Schlauchs 30 erweitern. Die Erhöhung der Länge des hohlen zylindrischen Endes 18 verbessert die Abdichtungswirkung. Eine größere Länge als ungefähr 7 mm erhöht jedoch auf nicht wünschenswerte Weise die Reibungskraft beim Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein und führt somit zu einer schlechten Handhabbarkeit. Demgemäß hat das hohle zylindrische Ende 18 vorzugsweise eine Länge von nicht größer als ungefähr 7 mm.
14 bis 18 zeigen die Wirkung der Änderung der Länge des Schlauchs, in den der Schlauchstutzen 13 eingedrückt wird.
14 zeigt den Zustand, bei dem der Schlauch 30 an dem Schlauchstutzen 13 angeschlossen ist über die Länge des Schlauchstutzens 13. Der Schlauch 30 ist an dem Schlauchstutzen 13 befestigt mit einem Druckpassfaktor Lh/Lp in dem Bereich von 1,05 bis 1,4, wobei Lp die Länge des Schlauchstutzens 13 bezeichnet und Lh die Länge des Schlauchs 30 bezeichnet, in den der Schlauchstutzen 13 eingedrückt wird.
Die Anordnung der Befestigung des Schlauchs 30 an dem Schlauchstutzen 13 über die Länge des Schlauchstutzens 13 verbessert die Abdichtungseigenschaft. Diese Wirkung kann durch einen nachfolgend diskutierten Versuch gemessen werden. Der Schlauchstutzen 13 in 15 wurde an einem Ende an einem ersten Block B1 fixiert und stand um eine Länge Lp von dem ersten Block B1 vor. Der Schlauch 30 war andererseits an einem zweiten Block B2 bei einer Position Lh (= Lha + Lhb) von seinem freien Ende fixiert und stand um eine Druckpasslänge Lhb von einer Endseite des zweiten Blocks B2 vor. Der erste Block B1 wurde gegenüber dem zweiten Block B2 bewegt, um in Kontakt zu treten mit dem zweiten Block B2, so dass der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingedrückt wurde. Die Druckpasslänge Lhb des Schlauchs 30 wurde geändert durch Ändern der Position der Fixierung des Schlauchs 30 an dem zweiten Block B2. Bei einer Vielzahl von Fällen wurde der Abdichtungsdruck gemessen, nachdem er einer Atmosphäre von 120°C für 250 Stunden ausgesetzt wurde. 16 zeigt einen Verlauf des Abdichtungsdrucks, der über dem Druckpassfaktor Lh/Lp aufgetragen ist. Wie aus dem Verlauf von 16 deutlich verständlich ist, erhöht sich der Abdichtungsdruck auf eine im Wesentlichen proportionale Weise, wenn der Druckpassfaktor Lh/Lp sich in dem Bereich von 1,05 bis 1,4 befindet.
Die Erhöhung des Abdichtungsdrucks kann von den nachfolgend diskutierten Gründen abgeleitet werden. 17A und 17B zeigen Fälle mit unterschiedlichen Druckpassfaktoren Lh/Lp. 17A zeigt den Fall eines kleinen Druckpassfaktors Lh/Lp und 17B zeigt den Fall eines großen Druckpassfaktors Lh/Lp. Bei einem kleinen Druckpassfaktor Lh/Lp gibt es einen großen Spalt Sp zwischen dem Schlauchstutzen 13 und der inneren Umfangsfläche des Schlauchs 30, wie in 17A gezeigt ist. Das führt zu einer verminderten Kontaktfläche des Schlauchs 30 mit dem Schlauchstutzen 13. Die Kontaktfläche des Schlauchs 30 mit dem Schlauchstutzen 13 wird erhöht mit einer Erhöhung des Druckpassfaktors Lh/Lp, wie in 17B gezeigt ist. Die Erhöhung des Kontaktbereichs des Schlauchs 30 mit dem Schlauchstutzen 13 verbessert die Abdichtung.
Der folgende Mechanismus kann alternativ angewandt werden zur Erhöhung der Kontaktfläche des Schlauchs 30 mit dem Schlauchstutzen 13 und zur Verbesserung der Abdichtung. Wenn der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingesetzt wird, erweitern die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 den Durchmesser des Schlauchs 30. Der Spalt Sp zwischen dem Schlauch 30 und dem Schlauchstutzen 13 wird gemessen gegenüber dem Grad der Durchmessererweiterung. Wenn der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingesetzt wird, wird der Schlauch 30 mit der Durchmessererweiterungsrate T erweitert, die durch die vorher angegebene Gleichung (2) definiert ist. Die Durchmessererweiterungsrate T repräsentiert die Rate der teilweisen Erweiterung des Schlauchs 30 mit dem Innendurchmesser d1 auf den Außendurchmesser D1 der ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23.
18 zeigt einen Verlauf der Querschnittsfläche des Spalts Sp, die über der Durchmessererweiterungsrate T aufgetragen ist. Die Querschnittsfläche des Spalts Sp wurde gemessen in Fällen einer Durchmessererweiterungsrate T von jeweils gleich 20%, 35% und 45%. Die Änderung des Querschnitts wurde ermittelt durch Photographieren eines Stirnschnitts in der axialen Richtung und Veranlassen, dass die photographierte Seite einer Bildverarbeitung unterzogen wird. Die Ergebnisse der Messung zeigen, dass der Querschnitt mit einer Erhöhung der Durchmessererweiterungsrate T abnimmt. Die Durchmessererweiterungsrate ist proportional dem Abdichtungsdruck, wie vorher in 6 diskutiert ist. Eine Erhöhung der Durchmessererweiterungsrate T vermindert nämlich die Querschnittsfläche des Spalts Sp und erhöht den Kontaktbereich; dadurch wird der Abdichtungsdruck verbessert.
Vorzugsweise ist das Verhältnis S1/S0 geringer oder gleich als 0,95, wobei S0 eine Querschnittsfläche eines Spalts Sp bezeichnet, der durch eine innere Wand des Schlauchs und den Schlauchstutzen 13 bei einem Druckpassfaktor von 1 definiert ist, und S1 bezeichnet eine Querschnittsfläche des Spalts Sp, wenn der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingedrückt ist. Der Druckpassfaktor von 1 ist definiert als Lh/Lp, wobei Lp eine Länge des Schlauchstutzens 13 bezeichnet und Lh eine Länge des Schlauchs 30 bezeichnet, in den der Schlauchstutzen 13 eingedrückt wird. Die Anordnung ermöglicht auch, dass der Schlauch erweitert wird durch den ringförmigen Vorsprung, um eng an der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 zu haften und die gute Abdichtung zu gewährleisten.
Die Querschnittsfläche des Spalts Sp vermindert sich mit einer Verminderung einer Innendurchmesseränderungsrate Dc des Schlauchs 30, die durch die vorher angegebene Gleichung (1) definiert ist. Die Innendurchmesseränderungsrate Dc repräsentiert die Rate der Erweiterung des Schlauchs 30 mit dem Innendurchmesser d1 auf den Innendurchmesser d2 beim Aufbringen eines Innendrucks von 0,49 MPa.
Der auf den Schlauch 30 aufgebrachte Innendruck ist proportional zur Innendurchmesseränderungsrate Dc, wie durch die gestrichelten Linien in dem Verlauf von 11 gezeigt ist. Wenn die Innendurchmesseränderungsrate Dc 23% überschreitet bei einem Innendruck von 0,49 MPa (das heißt der Bereich über der durchgezogenen Linie in 11), dann gibt es nur eine kleine Kraft, die die Erweiterung beim Aufbringen eines Fluiddrucks begrenzt, und es gibt keine ausreichende Reaktionskraft im Durchmessererweiterungszustand. Demgemäß ist die Innendurchmesseränderungsrate Dc nicht größer als 23%, wenn ein Standardwert eines auf den Schlauch 30 aufgebrachten Innendrucks gleich 0,49 MPa ist. Der Schlauch 30 mit der kleineren Innendurchmesseränderungsrate Dc gegen den Innendruck hat eine höhere Erweiterungswiderstandsfähigkeit gegen den Innendruck und eine kleinere Querschnittsfläche des Spalts Sp. Diese Eigenschaft wird erhalten durch Vorsehen der fadenverstärkten Lage 31b innerhalb des Schlauchs 30.
19 stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer anderen Schlauchverbindung bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar. Die Eckspalte der ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23, die von der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 vorstehen, sind mit Elastomerfüllungen 40 gefüllt, die Klebeeigenschaften sowohl gegenüber dem Schlauch 30 als auch dem Schlauchstutzen 13 haben. Die Füllungen 40 können beispielsweise ein Silikondichtmittel sein. Wenn der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingesetzt wird, kommen die Füllungen 40 in Kontakt mit der inneren Wand des Schlauchs 30. Die Füllungen 40 befinden sich in engem Kontakt mit der inneren Wand des Schlauchs 30 ohne die hohe Druckpasskraft des Schlauchs 30 und verbessern dadurch die Abdichtungseigenschaft. Die Füllungen 40 sind aus einem Material hergestellt, das die Klebeeigenschaften sowohl gegenüber dem Schlauch 30 als auch dem Schlauchstutzen 13 zeigt. Das verhindert das Ablösen der Füllungen 40 und verbessert des Weiteren die Abdichtungseigenschaft. Die Füllungen 40 können als separate Elemente gebaut sein oder einstückig mit dem Schlauchstutzen 13 ausgebildet sein.
20 stellt eine Querschnittsansicht einer anderen Schlauchverbindung noch eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dar. 21 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X von 20. In 20 und 21 hat ein Schlauchstutzen 13A eines Verbindungsrohrs 10A ringförmige Vorsprünge 21A, 22A, und 23A. Eine Vielzahl von Arretierungen 42 ist an dem ringförmigen Vorsprung 23A ausgebildet, wie in 21A gezeigt ist, während die anderen beiden Vorsprünge 21A und 22A keine derartigen Arretierungen haben, wie in 21B gezeigt ist. Die Arretierungen 42 stehen von dem äußeren Umfangsgrund des Schlauchstutzens 13A vor und sind entlang dessen Umfang in einem Abstand von 60° angeordnet, um eine zahnartige Form zu bilden. Wenn der Schlauchstutzen 13A in den Schlauch 30 eingedrückt wird, werden die Arretierungen 42 gegen die innere Wand des Schlauchs 30 gedrückt und verhindern eine Drehung des Schlauchs 30 in der Umfangsrichtung gegenüber dem Schlauchstutzen 13A. Selbst wenn der Schlauch 30 Vibrationen ausgesetzt wird, verhindert diese Anordnung auf wirksame Weise ein Drehen des Schlauchs 30 gegenüber dem Schlauchstutzen 13A und hält somit eine ausreichende Haftung und eine ausreichende Abdichtung aufrecht. Der ringförmige Vorsprung 23A ist in der dritten Reihe unter den drei ringförmigen Vorsprüngen 21A, 22A und 23A ausgebildet. Da der ringförmige Vorsprung 21A ohne die Arretierungen bei der ersten Reihe die gute Abdichtung gewährleistet, verschlechtert die Bildung der Arretierungen 42 an dem Vorsprung 23A die Wirksamkeit der Abdichtung nicht.
Im Folgenden wird ein Prozess beschrieben, der das Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 erleichtert. 22 zeigt den Zustand vor dem Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30, und 23 stellt eine Schnittansicht des Zustands dar, bei dem der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingedrückt wird. In 22 wird eine automatische Schlaucheinsetzmaschine 50 verwendet zum Eindrücken des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein. Eine Fixiereinheit 51 der automatischen Schlaucheinsetzmaschine 50 fixiert einen zentralen Abschnitt des Verbindungsrohrs 10, wohingegen ein Futter 52 ein Ende des Schlauchs 30 fixiert. Ein Klebstoff 61 wird auf eine äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 in einer vorgegebenen Länge La von dem Ende des Schlauchstutzens 13 aufgetragen, und eine Einsetzhilfe 62 wird auf eine innere Wandfläche des Schlauchs 30 in einer vorgegebenen Länge Lb von dem Ende des Schlauchs 30 aufgetragen. Das Futter 52 wird dann zu der Fixiereinheit 51 verschoben, so dass der Schlauchstutzen 13 in den Schlauch 30 eingedrückt wird. Die Einsetzhilfe 62 an der inneren Wandfläche des Schlauchs 30 und der Klebestoff 61 an der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 dienen der Reduktion des Reibungskoeffizienten an der Schnittstelle und ermöglichen das sanfte Einführen.
Der Klebstoff 61, der hier vorzugsweise verwendet wird, hat eine starke Klebekraft sowohl gegenüber dem Schlauch 30 als auch dem Schlauchstutzen 13 und härtet bei einer Verarbeitungstemperatur des Schlauchs 30 aus. Bevorzugte Beispiele umfassen Isocyanat-Klebstoffe oder Epoxid-Klebstoffe.
Die hier verwendete Einsetzhilfe 62 hat vorzugsweise die Eigenschaft der Reduktion des Reibungskoeffizienten an der Schnittstelle bei dem Prozess des Eindrückens des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein, sowie die Eigenschaft der Absorption in dem Gummi des Schlauchs 30 mit einem Verstreichen der Zeit, um die Klebewirkung des Klebstoffs 61 nicht zu stören. Ein Esterweichmacher (Ester plasticizer) oder Paraffinöl kann vorzugsweise verwendet werden für die Einsetzhilfe 62. Bevorzugte Beispiele des Esterweichmachers sind Phthalate, wie beispielsweise Dibutylphthalat, Di-2-Ethylhexylphthalat (DOP) und Di-n-Octylphthalat.
Nach dem Einsetzen klebt der Klebstoff 61, der zwischen die innere Wandfläche des Schlauchs 30 und die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 zwischengesetzt ist, mit einem Verstreichen der Zeit und befestigt den Anschluss des Schlauchs 30 an dem Schlauchstutzen 13, wie in 23 gezeigt ist. Selbst wenn der Schlauch 30 einer Umgebung mit hoher Temperatur (ungefähr 120°C) oder einer vibrierenden Umgebung ausgesetzt ist, beispielsweise in einem Motorraum, und wenn die Ermüdung des Gummis des Schlauchs 30 die Druckkraft des Schlauchs 30 an dem Schlauchstutzen 13 senkt, gewährleistet die Klebewirkung des Klebstoffs 61 eine gute Abdichtung. Eine auf die Kegelstumpfseite 21a des Schlauchstutzens 13 aufgetragene Klebstoffschicht 61a wird besonders stark gegen die innere Wandfläche des Schlauchs 30 gedrückt und erzielt dadurch eine hohe Klebewirkung zwischen dem Schlauch 30 und dem Schlauchstutzen 13. Die Klebekraft des Klebstoffs 61 erfordert nicht, dass der Schlauch eine fadenverstärkte Lage hat oder eine große Durchmessererweiterungsrate hat.
Da die Einsetzhilfe 62 einschließlich dem Esterweichmacher mit dem Verstreichen der Zeit in der inneren Wand des Schlauchs 30 absorbiert wird und nicht an der Schnittstelle zwischen der inneren Wandfläche des Schlauchs 30 und der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 verbleibt, stört die Einsetzhilfe 62 die Klebewirkung des Klebstoffs 61 nicht, sondern gewährleistet den sicheren Anschluss des Schlauchs 30 an den Schlauchstutzen 13.
Obwohl der Klebstoff 61 auf einen relativ kleinen Bereich aufgetragen wird auf die vorgegebene Länge La von dem Ende des Schlauchstutzens 13, verteilt das Drücken des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein den Klebstoff homogen über im Wesentlichen die gesamte Schnittstelle zwischen der inneren Wandfläche des Schlauchs 30 und der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13. Das spart die Menge des Klebstoffs 61, die zwecks eines sicheren Anschlusses verwendet wird.
Die Wirkungen der Klebung zwischen dem Schlauch 30 und dem Schlauchstutzen 13 über den Klebstoff 61 wurden geprüft durch den folgenden Versuch. Beim Experiment wurden 0,15 g der Einsetzhilfe 62 (Parafinöl) auf die innere Wandfläche des Schlauchs 30 aufgetragen und 0,2 g des Klebstoffs 61 (Isocyanat) auf die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13, und der Schlauchstutzen 13 wurde in den Schlauch 30 eingedrückt mit einem Druckpassfaktor Lh/Lp von 1,1, um ein Teststück zu vervollständigen. Während ein Luftdruck von 0,196 MPa in den Schlauch 30 des Teststücks eingebracht wurde, wurde ein Ende des Schlauchs 30 einer Million elliptischer Vibrationen ausgesetzt. Eine Verbindung des Schlauchs 30 und des Schlauchstutzens 13 ohne den Klebstoff 61 wurde hergerichtet als ein Kontrollstück und derselben Vibration ausgesetzt. Danach wurde die Abdichtung des Anschlusses geprüft für das Teststück und das Kontrollstück beim Aufbringen des veränderlichen Luftdrucks. Bei dem Kontrollstück ohne dem Klebstoff 61 gab es ein Leck bei einem Luftdruck von 0,5 bis 0,7 MPa. Bei dem Teststück mit dem Klebstoff gab es andererseits kein Leck, selbst bei einem Luftdruck von höher als 0,98 MPa. Das Teststück wurde auch einem schrittweisen Druckanstieg mit Wasser ausgesetzt. Es gab kein Leck bei einem hydraulischen Druck bis zu 1,69 MPa. Das beweist deutlich die erhöhte Haltbarkeit des Anschlusses mittels des Klebstoffs 61. Obwohl das Ausführungsbeispiel, bei dem der Schlauchstutzen in den Schlauch mit einem Druckpassfaktor Lh/Lp in einem Bereich von 1,05 bis 1,4 ohne den Klebstoff 61 eingedrückt wird, den Haltbarkeitsstandart ausreichend erfüllt, hat das Ausführungsbeispiel mit dem Klebstoff 61 die Wirkung, den Standard weit zu übertreffen.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der Klebstoff 61 auf die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 aufgetragen, wohingegen die Einsetzhilfe 62 auf die innere Wandfläche des Schlauchs 30 aufgetragen wird. Solange wie eine ausreichende Klebewirkung und ein sanftes Einführen erzielt werden, können der Klebstoff 61 und die Einsetzhilfe 62 auf jeden Teil oder auf sowohl die innere Wandfläche des Schlauchs 30 als auch die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 aufgetragen werden. Bei einem abgewandelten Beispiel wird die Einsetzhilfe 62 auf die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 aufgetragen, und der Klebstoff 61 wird auf die innere Wandfläche des Schlauchs 30 aufgetragen. Bei einem anderen abgewandelten Beispiel kann der Klebstoff anstatt der Verwendung der Einsetzhilfe 62 sowohl auf die innere Wandfläche des Schlauchs 30 als auch die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 aufgetragen werden.
Dabei reduziert die Viskosität des Klebstoffs den Reibungskoeffizienten an der Schnittstelle im Verlauf der Einführung.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Klebstoff 61 vermischt sein mit der Einsetzhilfe 62, die leicht löslich ist in dem Klebstoff 61, und entweder auf den Schlauch 30 oder den Schlauchstutzen 13 aufgetragen werden. Das reduziert die Menge des verwendeten Klebstoffs 61 und ermöglicht die Einstellung der Viskosität und Reaktivität des Klebstoffs 61 und verbessert die Handhabungseigenschaften.
24 stellt eine Schnittansicht einer anderen Schlauchverbindung bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar. In 24 hat das hohle zylindrische Ende 18 des Schlauchstutzens 13 einen gezahnten Teil 18a entlang dem äußeren Umfang des hohlen zylindrischen Endes 18. Bei dem Prozess des Eindrückens des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein wird der Klebstoff 61 in dem gezahnten Teil 18a gesammelt, wodurch der sichere Anschluss des Schlauchstutzens 13 an dem Schlauch 30 gewährleistet wird.
Die 25(A) bis 25(C) stellen Schnittansichten einer noch anderen Schlauchverbindung bei einem noch anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar. In 25(A) sind Vertiefungen 18b, 18c, 18d und 18e an der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13 an Positionen in Übereinstimmung mit den Basisabschnitten der ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 ausgebildet. Vor dem Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein kann ein Klebstoff 61b auf die Vertiefungen 18b bis 18e aufgetragen werden. Alternativ kann der Klebstoff 61b aufgetragen werden, um die Vertiefungen 18b bis 18f im Verlauf des Einsetzens des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein zu füllen. Wie in 25(B) gezeigt ist, ist die innere Wandfläche des Schlauchs 30 von dem Boden der Vertiefung 18b unmittelbar nach dem Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein getrennt. Wie in 25(C) gezeigt ist, wird jedoch die innere Wandfläche des Schlauchs 30 verformt entlang der Schräge des ringförmigen Vorsprungs 21, um nahe dem Boden der Vertiefung 18b zu sein mit einem Verstreichen der Zeit. Der in der Vertiefung 18b gesammelte Klebstoff 61b kommt demgemäß in Kontakt mit der inneren Wandfläche des Schlauchs 30 und verbindet auf sichere Weise die innere Wandfläche des Schlauchs 30 mit der äußeren Umfangsfläche des Schlauchstutzens 13. Der Klebstoff 61b erzielt und erhält die ausreichende Klebewirkung in Übereinstimmung mit der Verformung des Schlauchs 30 nach dem Einsetzen des Schlauchstutzens 13 in den Schlauch 30 hinein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele und ihre Abwandlungen beschränkt, sondern es kann viele andere Abwandlungen, Änderungen und Variationen geben, ohne von dem Umfang oder Kern der Haupteigenschaften der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Einige Beispiele oder mögliche Abwandlungen sind nachfolgend angegeben.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 durch die Kegelstumpfseiten 21a, 22a und 23a und die spitzwinkligen Seiten 21hb, 22b und 23b definiert. Die ringförmigen Vorsprünge 21, 22 und 23 sind jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt, solange wie sie den Durchmesser des Schlauchs 30 erweitern und eine ausreichende Abdichtung gewährleisten. Beispielsweise können die Ecken der ringförmigen Vorsprünge abgerundet sein, um die Einführkraft des Schlauchs 30 zu vermindern. Die Anzahl der ringförmigen Vorsprünge kann beliebig eingerichtet werden unter Berücksichtigung des Abziehwiderstands und der Einführkraft des Schlauchs. Außerdem kann die Vielzahl der ringförmigen Vorsprünge unterschiedliche Abmessungen haben.
Der Schlauch 30 bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen hat die fadenverstärkte Lage, die aus gewobenem oder spiralnetzartigen verstärkenden Fäden hergestellt ist. Solange wie die Struktur den Spalt zwischen dem Schlauch und dem Schlauchstutzen 13 vermindert, kann der Schlauch auch eine stoffverstärkte Lage haben oder aus einem einlagigen Gummimaterial oder aus Elastomer hergestellt sein.
Die Schlauchverbindung der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine gute Abdichtung, selbst wenn der Schlauch 30 gebogen wird und in einem engen Raum ausgelegt wird und wiederholt Vibrationen in einem Zustand mit niedriger Temperatur ausgesetzt ist.

Claims

Schlauchverbindung, mit: einem Schlauch (30), der einen Innendurchmesser d1 hat, wenn auf ihn kein Innendruck aufgebracht ist; und einem in den Schlauch (30) hineingedrückten Schlauchstutzen (13), um dessen äußere Umfangsfläche mindestens ein ringförmiger Vorsprung (21, 22, 23) ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser D1 größer als der Innendurchmesser d1 des Schlauchs ist, und dessen freies Ende von einem hohlen zylindrischen Ende (18) gebildet wird, dessen Außendurchmesser D2 kleiner als der Außendurchmesser D1 des Vorsprungs, aber größer als der Innendurchmesser d1 des Schlauchs ist, sodass er sich in engem Kontakt mit der Innenwand des Schlauchs befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des hohlen zylindrischen Endes (18) entlang der Achse des Schlauchstutzens (13) mindestens 3 mm beträgt, der Vorsprung (21, 22, 23) den Schlauch (30) um mindestens T = 25% aufweitet, wobei T = (D1 – d1) × 100/d1 gilt, und der Schlauch (30) so gestaltet ist, dass sich sein Innendurchmesser d1 um höchstens Dc = 23% aufweitet, wenn auf ihn ein Innendruck von 0,49 MPa aufgebracht wird, wobei Dc = (d2 – d1) × 100/d1 gilt und d2 dem durch den Innendruck aufgeweiteten Innendurchmesser des Schlauchs entspricht.
Schlauchverbindung nach Anspruch 1, bei der der ringförmige Vorsprung eine spitze Kante hat, die gegen die Innenwand des Schlauchs drückt.
Schlauchverbindung nach Anspruch 2, bei der die äußere Umfangsfläche des Schlauchstutzens (13) drei ringförmige Vorsprünge aufweist, die entlang der Achse des Schlauchstutzens in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Schlauchverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Schlauch (30) eine mehrlagige Struktur mit einem Gummirohr und in dem Gummirohr eingebetteten Verstärkungsfäden hat.
Schlauchverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Länge des hohlen zylindrischen Endes (18) entlang der Achse des Schlauchstutzens (13) höchstens 7 mm beträgt.
Schlauchverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der den Schlauchstutzen (13) überdeckende Teil des Schlauchs (30) zusammengedrückt ist und der Faktor Lh/Lp der Länge Lh des den Schlauchstutzen überdeckenden Teils des Schlauchs (30) dividiert durch die Länge Lp des in den Schlauch hineingedrückten Teils des Schlauchstutzens (13) in einem Bereich von 1,05 bis 1,4 liegt.
Schlauchverbindung nach Anspruch 6, bei der das Verhältnis S1/S0 der Querschnittsfläche S1 eines Spalts (Sp) zwischen der Innenwand des zusammengedrückten Schlauchs (30) und dem Schlauchstutzen (13) dividiert durch die Querschnittsfläche S0 des Spalts, die gemessen würde, wenn der Schlauch nicht zusammengedrückt wäre und Lh/Lp = 1 zuträfe, nicht größer als 0,95 ist.
Verwendung der Schlauchverbindung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, um den Schlauch (30) mit einem Automobilmotor zu verbinden.