DE3425494C2

DE3425494C2 -

Info

Publication number: DE3425494C2
Application number: DE3425494A
Authority: DE
Inventors: Mitsutoshi Sano Tochigi Jp Sugano
Original assignee: NIHON RADIATOR CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: NIHON RADIATOR CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1983-06-15
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1993-08-05
Also published as: FR2549195A1; FR2549195B1; US4575134A; DE3425494A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, bei spielsweise zur Verwendung in einer Kühlmittelleitung in einer Fahrzeugklimaanlage.

Es ist bekannt, daß die Klimaanlage von Fahrzeugen bei spielsweise mit einer Kühlmittelleitung, die ein Kühlkreis system bildet, und mit einer Heißwasserleitung versehen ist, die ein Heizkreissystem bildet, und eingesetzt wird, um den Raum von Fahrzeugen zu kühlen oder zu erwärmen, indem ein Kühlmittel oder heißes Wasser, wie das Motorkühlwasser, zu einem Wärmeaustauscher geleitet wird, wo Wärme abgegeben oder aufgenommen wird und die Luft gekühlt oder erwärmt wird.

Um das beschriebene Kühlkreissystem und das Heizkreissystem durch die Verwendung von Rohren zu vervollständigen, werden alle aneinander stoßenden Rohre durch Verbinder zusammenge fügt. Verschiedene Verbindungen wurden für das Aneinander fügen solcher Rohre vorgeschlagen. In der in den Fig. 1 und 2 beispielhaft dargestellten Verbindung weist eine Rohrverbindung 1 eine Überwurfmutter 3, die gegen die rückseitige Fläche 2a eines am vorderen Ende eines ersten Rohres P₁ ausgebildeten Wulstes 2 anstößt, und eine Verbindungsschraube 7 auf, welche eine Innenendfläche 6 besitzt, die gegen ein am vorderen Ende eines zweiten Rohres P₂ ausgebildetes, radial aufgeweitetes Teil 5 anstößt, um einen an den endseitigen Fuß des zuvor erwähnten Wulstes 2 angepaßten O-Ring 4 zu umfassen, so daß die Rohrverbindung 1 das erste Rohr P₁ und das zweite Rohr P₂ verbindet, während die benachbarten Rohrenden durch das Zusammenpressen des O-Rings 4 zwischen den gegenüberliegenden Rohrumfangsflächen abgedichtet werden.

Diese Verbindungskonstruktion jedoch bietet die Möglichkeit, daß der zuvor erwähnte Wulst 2 es aushalten wird, wenn die Mutter 3 übermäßig gegen die Verbindungsschraube 7 angezogen wird oder wenn das Anziehen mehrfach wiederholt wird. Beim Verschrauben oder Trennen einer derartigen Rohrverbindung werden zwei besonders ausgeführte Schraubenschlüssel verwen det, wobei einer zum Festhalten der Verbindungsschraube 7 und der andere zum Drehen der Überwurfmutter 3, bis die Rohrenden verbunden sind, benutzt wird. Während des derar tigen Anziehens kann das erzeugte Drehmoment nicht auf einfache Weise kontrolliert werden. Wenn das Anziehen zu stark erfolgt, kann das vordere Ende 8 der Innenendfläche 6 der Verbindungsschraube den Endabschnitt 5a des radial aufgeweiteten Teiles 5 des zweiten Rohres P₂ verformen, indem es möglicherweise den Endabschnitt 5a plattdrückt und den Überschuß der Wanddicke nach oben in die dargestellte Position drückt. Wenn erst einmal diese Verformung auftritt, kann ein Versuch, die Überwurfmutter 3 zum Trennen der Rohrverbindung 1 nach rechts in die dargestellte Position zu bewegen, fehlschlagen, weil die Spitze des Endabschnitts 5a des zuvor erwähnten, radial aufgeweiteten Teiles 5 bis zu einer Höhe h oberhalb des Niveaus des vorderen Endes 9 des weiblichen Gewindes der Überwurfmutter 3 angestiegen ist. Eine Verringerung der Höhe des Endabschnitts 5a des radial aufgeweiteten Teiles 5 kann eine wirkungsvolle Lösung dieses Problems darstellen. Die Verminderung dieser Höhe ist jedoch wegen der Bearbeitungstoleranz sehr schwierig.

Außerdem darf der radial erweiterte Teil 5 sich niemals einwärts verformen, weil der Abstand l zwischen der Innenendfläche dieses radial aufgeweiteten Teiles 5 und der Außenwandfläche 10a des vorderen Endes 10 des ersten Rohres P₁fest eingestellt ist, um eine Kontraktion des O-Ringes 4 (normalerweise um 25 % des O-Ring-Durchmessers) zu gewährleisten. In dieser Hinsicht bedarf das Anziehen der zuvor erwähnten Überwurfmutter 3 und der Verbindungsschraube 7 großer Vorsicht. Insbesondere in einem engen Raum, wie im Motorraum, hat diese Arbeit ungewöhnliche Schwierigkeiten zur Folge.

Das offengelegte japanische Gebrauchsmuster Nr. SHO 55- (1980) -29 750 offenbart eine Metallrohrverbindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine halbe Verbindungs schraube und eine nach außen erweiterte Mutter auf der Rohrverbindung so konstruiert sind, daß ihre gegenüberlie genden Stirnwände in einen innigen gegenseitigen Kontakt kommen, wenn der Endabschnitt eines der zu verbindenden Metallrohre auswärts gegen das Ende abgeschrägt ist und das andere Metallrohr einen im wesentlichen senkrecht abstehen den Flansch, der in dem Bereich in der Nähe des Rohrendes angeordnet ist, und ein rohrförmiges Teil aufweist, das im vordersten Bereich des Rohres angeordnet und zum Einführen in das gegenüberliegende Metallrohr geeignet ist, wobei ein elastisches Dichtmaterial in den ringförmigen, einen drei eckigen Querschnitt aufweisenden Raum eingesetzt ist, der durch das zuvor erwähnte abgeschrägte Ende, den Flansch und das rohrförmige Teil gebildet wird, und wobei mit der halben Verbindungsschraube und der nach außen erweiterten Mutter, die um die zwei Metallrohre anliegen, das zuvor erwähnte abgeschrägte Ende mit dem Flansch in Kontakt gebracht wird und weiterhin so dagegen gepreßt wird, daß es geringfügig verformt wird. Diese Verbindungskonstruktion ist im wesent lichen gleich der Konstruktion der Fig. 1 und 2, außer daß das Metallrohr, welches mit dem abgeschrägten Ende versehen ist, kein radial aufgeweitetes Teil an seinem Endbereich besitzt. Somit hat diese Verbindung das gleiche Problem.

Die US-PS 19 43 717 beschreibt eine Rohrverbindung, bei welcher ein Rohrende konisch ausgebildet ist und das andere Ende so auf das konische Ende aufgeschraubt wird, daß es nach außen verformt wird. Die Verbindung der beiden Rohre erfolgt mittels eines Gewindestückes und einer Überwurf mutter. Es erweist sich hierbei als nachteilig, daß kein Dichtungselement zwischengelegt werden kann, so daß bei geringfügigen Lockerungen sofort eine Undichtigkeit auf tritt.

Das DE-PS 6 67 485 offenbart eine Rohrverbindung, bei welcher ein Ende des Rohres jeweils auf ein doppelseitig konisch ausgestaltetes Zwischenelement aufgeschoben und hierdurch verformt wird. Auch hierbei kann keine Dichtung zwischenge legt werden, so daß bei geringfügigen Lockerungen der Über wurfmutter sofort eine Undichtigkeit auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbin dung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei ein fachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit ein hohes Maß an Dichtigkeit aufweist und ein Lockern der Überwurfmutter verhindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina tion des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Rohrverbindung zum Verbinden von zwei Rohren besteht somit aus einem Wulst an der Außenseite in der Nähe des Endes des ersten zu Verbindenden Rohres, einem Dichtelement, das am Fuße dieses Wulstes anliegt, einem radial aufgeweiteten Teil nahe des Endes des zweiten Rohres zum Umfassen dieses Dichtelementes, einer Verbindungsschraube, deren Innenendfläche an diesem radial erweiterten Teil anliegt, und einer Überwurfmutter, deren Innenendfläche an diesem Wulst anliegt, so daß beim Anziehen der Verbindungsschraube und der Überwurfmutter gegeneinander das vordere Ende dieses radial aufgeweiteten Teils an diesen Wulst angepreßt wird, wobei das vordere Ende dieser Verbindungsschraube entlang des inneren Umfangsrandes einen abgeschrägten Bereich aufweist, so daß das vordere Ende dieses radial aufgeweiteten Teils entlang der äußeren Umfangsfläche dieses Wulstes verformbar ist.

Eine beispielhafte Ausführungsform wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, halb im Schnitt, einer bekannten Rohrverbindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des wesentlichen Teils der Rohrverbindung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht, halb im Schnitt, der erfin dungsgemäßen Rohrverbindung, und

Fig. 4-6 Schnittansichten, die zeigen, wie der wesentliche Teil der Rohrverbindung der Fig. 3 während des Anziehens verändert wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben. Eine erfindungsgemäße Rohrver bindung 11 ist so konstruiert, daß zwei gegebene Rohre P₁₁, P₁₂ miteinander verbunden werden, indem diese eine Überwurf mutter 13, die an der rückseitigen Fläche 12a eines nahe des Endes des ersten Rohres P₁₁ ausgebildeten Wulstes 12 anliegt und eine Verbindungsschraube 17 aufweist, die mit ihrer Innenendfläche an einem radial aufgeweiteten Teil 15 anliegt, welches nahe des Endes des zweiten Rohres ausgebil det ist und damit ein Dichtelement 14, wie einen an dem endseitigen Fuß des zuvor erwähnten Wulstes anliegenden O-Ring, umfaßt, und indem die Überwurfmutter 13 und die Verbindungsschraube 17 gegeneinander angezogen werden, wobei der zuvor erwähnte O-Ring 14 zusammengepreßt wird. In dieser Rohrverbindung 11 ist die Verbindungsschraube 17 entlang des inneren Umfangsrandes ihres vorderen Endes mit einem abgeschrägten Bereich 21 versehen, und das vordere Ende 15a des radial aufgeweiteten Teiles 15 des zuvor erwähnten zweiten Rohres 12 besitzt ein im wesentlichen aufragendes Teil 15c, das von seinem Fuß 15b absteht, so daß das aufragende Teil 15c und der zuvor erwähnte abgeschrägte Bereich 21 dazwischen einen Hohlraum 22 bilden. Der zuvor erwähnte abgeschrägte Bereich 21 bildet mit dem inneren Umfangsrand der Verbindungsschraube 17 einen Winkel, der im allgemeinen im Bereich von 30° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 44° bis 46° liegt und insbesondere 45° beträgt.

Im folgenden wird das Anziehen der Rohrverbindung 11 beschrieben. Zunächst wird das erste Rohr P₁₁ in die Überwurfmutter 13 und das zweite Rohr P₁₂ in die Verbin dungsschraube 17 eingeführt. Dann werden die Überwurfmutter 13 und die Verbindungsschraube 17 verschraubt und leicht angezogen. Wenn das Anziehen fortgesetzt wird, bewegt sich das vordere Ende 15a des zweiten Rohres P₁₂ weiter gegen den Wulst 12 des ersten Rohres P₁₁, bis sie aneinander anstoßen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Hohlraum 22 zwischen dem abgeschrägten Bereich 21 der Verbindungsschraube 17 und dem vorderen Ende 15a des radial aufgeweiteten Teiles 15 gebildet.

Wird das Anziehen von diesem Punkt aus weiter fortgesetzt, wird das zuvor erwähnte, aufragende Teil 15c durch das vordere Ende 17a der Verbindungsschraube 17 zunehmend gepreßt und schließlich um den Fuß 15b als Drehpunkt umgebogen, um den Zustand anzunehmen, in dem der abgeschräg te Bereich 21, wie in Fig. 5 dargestellt ist, bedeckt wird. An diesem Punkt ist das Drehmoment des Anziehens auf einen ziemlich großen Wert angestiegen, so daß die Bedienungsper son erkennt, daß das Anziehen bis zum vorgeschriebenen Wert fortgeschritten ist. Wenn das Anziehen weiter fortgesetzt wird, wird das aufragende Teil 15c zwischen dem abgeschräg ten Bereich 21 und dem Wulst 12 verdünnt, und der Überschuß der Wand des aufragenden Teiles 15c richtet sich nach oben in der dargestellten Position auf.

Dieser Überschuß der Wand wird durch den abgeschrägten Bereich 21 nach unten gedrückt und wird dadurch, wie in Fig. 6 dargestellt ist, entlang der Außenwandfläche des Wulstes 12 verformt. Im Ergebnis wird das vordere Ende des aufragenden Teiles 15b durch den abgeschrägten Bereich 21 veranlaßt, sich weiter nach unten zu erstrecken. Somit kann er nicht über einen vorgeschriebenen Wert aufragen und wird zunehmend entlang der äußeren Umfangsflä che des Wulstes 12 verformt. Ein mit H bezeichneter Abstand tritt entsprechend zwischen dem vorderen Ende des aufragen den Teils 15c und der Spitze des Gewindes 19 der Überwurf mutter 3 auf. Infolge dieses Abstandes bildet kein Teil des Wandüberschusses des zweiten Rohres P₁₂ irgendein Hindernis, wenn die Überwurfmutter 3 gelöst und von der Rohrverbindung entfernt wird.

Da der abgeschrägte Bereich Druck aufbringt, kann während des Anziehens die Anziehkraft kaum über einen vorgeschriebe nen Wert anwachsen, und das aufragende Teil 15c wird nicht zwischen dem Wulst 12 und dem vorderen Ende der Verbindungs schraube 17 abgequetscht.

Das Symbol L in der Fig. 4 stellt den Abstand zwischen der Innenendfläche des radial aufgeweiteten Teiles 15 des zweiten Rohres P₁₂ und der äußeren Umfangsfläche 20a des vorderen Endes 20 des ersten Rohres P₁₁dar.

In der soweit beschriebenen Ausführungsform ist der Winkel des abgeschrägten Bereiches mit 45° dargestellt. Tatsäch lich kann dieser Winkel unter angemessener Berücksichtigung des verwendeten Materials, der Wanddicke des Rohres und anderer Faktoren geeignet ausgewählt werden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist deutlich, daß diese Erfindung einen abgeschrägten Bereich erfordert, der entlang des inneren Umfangsrandes des vorderen Endes der Verbin dungsschraube ausgebildet ist, damit das vordere Ende des radial aufgeweiteten Teiles entlang des Umfanges des Wulstes verformt werden kann. Dadurch bildet der Wandüberschuß, der während des Anziehens des Rohres erzeugt wird, kein Hindernis für das Entfernen der Umfangsnut von der Rohrverbindung. Wenn das Drehmoment beim Anziehen anwächst, dient das Überschußdrehmoment zum Hinunterdrücken der geneigten Fläche, wird dadurch verteilt und daran gehindert, das Rohr zu zerdrücken.

Darüber hinaus kann die Anziehkraft kaum über einen vorgeschriebenen Wert hinaus anwachsen. Die erfindungsgemäße Rohrverbindung erweist sich deshalb als besonders brauchbar für die Verbindung von Rohrenden in einer Rohrleitung in einer Fahrzeugklimaanlage, die Probleme aufweist, wenn die Überwurfmutter durch einen üblichen Schraubenschlüssel anstatt eines Drehmomentschlüssels übermäßig angezogen wird, oder wenn das Anziehen mehrfach wiederholt wird.

Claims

1. Rohrverbindung zum Verbinden von zwei Rohren (P11, P12),
mit einem ersten Rohr (P11), welches an seiner Außen seite an einem Führungsanschlußteil (20) ein Wulstteil (12) aufweist,
mit einem zweiten Rohr (P12), welches an seinem An schlußteil einen radial aufgeweiteten Teil (15) auf weist,
mit einer Verbindungsschraube (17), welche sich mit ihrer innenliegenden Anschlußfläche (16) in Eingriff mit dem radial aufgeweiteten Teil (15) befindet,
mit einer Überwurfmutter (13), welche sich mit ihrer innenliegenden Anschlußfläche (13a) in Eingriff mit dem Wulstteil (12) befindet, um in einer Position auf die Verbindungsschraube (17) aufgeschraubt zu werden, in welcher sie sich dem Führungsanschlußteil (15a) des radial aufgeweiteten Teils (15) relativ zu der radialen Richtung der Rohre (P11, P12) annähert, wodurch der Führungsanschlußteil (15a) des radial aufgeweiteten Teils (15) in Kontakt mit dem Wulstteil (12) gebracht wird,
gekennzeichnet durch
ein ringartiges Dichtelement (14), welches längs der inneren Anschlußfläche (15d) des radial aufgeweiteten Teils (15) der äußeren Fläche (20a) des Führungsan schlußteils (20) und der vorderen Anschlußfläche (12b) des Wulstteils (12) eingespannt ist, wodurch das Dicht element (14) radial gegen die Rohre (P11, P12) gedrückt wird,
ein aufragendes Teil (15c), welches an dem Führungsan schlußteil (15a) des radial aufgeweiteten Teils (15) ausgebildet ist und welches im wesentlichen aufrecht zu dem Basisteil (15b) des Führungsanschlußteils (15a) an geordnet ist,
und einen abgeschrägten Teil (21), welcher an der innenliegenden Umfangskante des Führungsanschlußteils (17a) der Überwurfmutter (17) so ausgebildet ist, daß das aufragende Teil (15c) längs des Wulstes (12) ver formt wird.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser abgeschrägte Bereich (21) mit dem inneren Umfangsrand des vorderen Endes (17a) dieser Verbin dungsschraube (17) einen Winkel im Bereich von 30° bis 60° bildet.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser abgeschrägte Bereich (21) mit dem inneren Umfangsrand des vorderen Bereichs (17a) dieser Verbin dungsschraube (17) einen Winkel im Bereich von 44° bis 46° bildet.

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der Wulst (12) im wesentli chen senkrecht zur Rohrachse nach außen ragt.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß dieser abgeschrägte Bereich (21) mit dem inneren Umfangsrand des vorderen Bereichs (17a) dieser Verbindungsschraube (17) einen Winkel im Bereich von 45° bildet.