DE3631812A1 - Rohr- oder schlauchverbindungselement - Google Patents

Rohr- oder schlauchverbindungselement

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Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Rohr- oder Schlauchverbindungselement und insbesondere auf ein neuartiges Rohr- oder Schlauchverbindungselement mit einer neuartigen Dichtung, mit der ein Rohr oder ein Schlauch rasch angeschlossen werden kann. Anfangs vor dem Einsetzen des Rohres oder Schlauches in das Schlauchverbindungselement sperrt die Dichtung den Durchtritt durch diese und nach dem Anschließen des Rohres oder Schlauches dichtet diese Dichtung in einer sehr zufriedenstellenden Weise ab.
Vorgeschichte der Erfindung
Schnellverbindungskupplungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Ein einschlägiger Stand der Technik wird in den US-PS 24 41 344, 37 11 125, 38 26 523, 38 47 421, 44 23 892, 45 38 679 und 45 41 658 erläutert. Ebenso sei auf die DE-OS 23 07 154 verwiesen. Ein sämtlichen bekannten Konstruktionen gemeinsamer Nachteil liegt darin, daß bei einem Anschließen des Verbindungselementes an eine Öffnung eines mit einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel einer Getriebeflüssigkeit, gefüllten Gehäuses zuvor ein Stopfen vorgesehen werden muß, falls das Gehäuse vor seinem Verbinden mit einem Rohr oder einem Schlauch verschoben werden soll. Es kommt hinzu, daß die bekannten Konstruktionen verhältnismäßig aufwendig sind, bei Anwendungen bei starken Schwingungen ein schlechtes Betriebsverhalten zeigen oder sich nur schwierig zusammensetzen und wieder auseinandernehmen lassen.
Aufgaben und kurze Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines neuen Rohr- oder Schlauchverbindungselementes mit einer neuartigen Abdichtung, wobei das Verbindungselement sich mit verhältnismäßig geringen Kosten aufbauen läßt und die Nachteile der bekannten Konstruktionen überwinden soll.
Diese Aufgabe wird gelöst und Vorteile ergeben sich erfindungsgemäß mit einem Rohr- oder Schlauchverbindungselement mit einem Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten zueinander konzentrischen Bohrung, die beide verschiedene Durchmesser aufweisen, wobei die erste Bohrung noch eine allgemeine zylinderförmige Nut aufweist. Eine federnde Haltebuchse ist in der allgemein zylinderförmigen Nut angeordnet. Diese Haltebuchse weist mehrere nach innen und in Richtung auf die zweite Bohrung verlaufende Zungen auf. Eine Dichtung liegt in dem Gehäuse zwischen der Haltebuchse und der zweiten Bohrung. Die Dichtung weist noch einen aus einem elastomeren Werkstoff bestehenden O-Ring und eine mit ihr einstückig ausgebildete aufreißbare Membrane auf, die aus dem gleichen Werkstoff wie der O- Ring besteht. Vor dem Einsetzen des Rohres oder des Schlauches unterbindet sie den Durchtritt von Flüssigkeit durch den O- Ring. Das Rohr oder der Schlauch, der an das Verbindungselement angesetzt wird, weist noch einen Flansch auf. Dieser wird von den freien Enden der federnden Zungen erfaßt und damit werden das Rohr oder der Schlauch in dem Gehäuse des Verbindungselementes gehalten.
Das obige ergibt sich im einzelnen aus einer Betrachtung der folgenden Einzelbeschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung ist:
Fig. 1 ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Rohr- oder Schlauchverbindungselement vor dem Einführen eines Rohres oder Schlauches und damit noch geschlossener Membrane,
Fig. 2 ein Schnitt durch das gleiche Rohr- oder Schlauchverbindungselement nach dem Einführen eines Rohres oder Schlauches und damit nach dem Durchstoßen der Membrane,
Fig. 3 eine Ansicht von unten auf das in Fig. 1 gezeigte Rohr- oder Schlauchverbindungselement,
Fig. 4 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Haltebuchse,
Fig. 7 eine Aufsicht auf ein zum Herausnehmen des Rohres oder des Schlauches aus dem Verbindungselement verwendbares Werkzeug und
Fig. 8 eine Seitenansicht dieses Werkzeuges.
Einzelbeschreibung
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung ist das Rohr- oder Schlauchverbindungselement allgemein mit 10 bezeichnet. Es enthält drei wesentliche Bestandteile. Dies sind das Gehäuse 12, die federnde Haltebüchse 14 und die neuartige Dichtung 16. Das Gehäuse 12, wie es in Fig. 1 gezeigt wird aus einem sechseckigen Rohling herausgearbeitet. An einem Ende weist es ein Gewinde 18 auf. Damit kann man das Gehäuse 12, wenn man es an seiner Sechskantfläche erfaßt, in die Gewindebohrung 20 eines weiteren Gehäuses 22 oder dergleichen einschrauben. Das Gehäuse 12 wird als ein in sich abgeschlossenes Armaturenteil gezeigt, das in eine Gewindebohrung in ein weiteres Gehäuse eingeschraubt werden kann. Es liegt jedoch auf der Hand, daß die im nachstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale des Rohr- oder Schlauchverbindungselementes auch unmittelbar in einem Gehäuse oder dergleichen verwirklicht werden könnten. Zusätzlich kann das Gehäuse auch mit anderen geeigneten Armaturenbauteilen, wie zum Beispiel einem Rückschlagventil, einer Strömungsdrossel usw. versehen werden. Auf jeden Fall eignet sich das Gehäuse 12 zur flüssigkeitsfesten Aufnahme des Endabschnittes eines Rohres 24 bzw. eines Schlauches. Dabei wird der in dem Gehäuse aufgenommene Endabschnitt von diesem abgestützt. Der Endabschnitt des Rohres besteht vorzugsweise aus einem verhältnismäßig steifen Werkstoff, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium. Das Rohr 24 weist noch einen Ringflansch 26 auf. Dieser kann ein auf den Endabschnitt des Rohres 24 aufgeschobenes und mit ihm starr verbundenes besonderes Teil sein. Ebenso könnte das Rohr 24 zum Ausbilden des Schlauches gestaucht werden. Der Flansch weist eine erste Fläche 28 und eine zweite Fläche 30 auf, die axial auseinanderliegen. Bei zusammengesetztem Verbindungselement liegt die erste Fläche näher an der Außenfläche 32 des Gehäuses 12, während die zweite Fläche 30 näher am Anschlußende 34 des Rohres 24 liegt.
Das Gehäuse 12 weist noch eine erste und eine zweite axiale Bohrung 36 bzw. 38 auf. Diese treten durch die gesamte Länge des Gehäuses durch. Zwischen den beiden Bohrungen liegt eine radial nach innen verlaufende Fläche 40. Damit verläuft die erste Bohrung 36 von der Außenfläche 32 bis zu der Fläche 40 und die zweite Bohrung 38 verläuft von der Fläche 40 bis zu einer Innenfläche 42. Die erste Bohrung weist noch eine allgemein zylinderförmige Nut 44 auf, die in einem Abstand von den Flächen 32 und 40 liegt. Zusätzlich kann die erste Bohrung neben der Außenfläche 32 auch noch eine Schrägfläche 46 aufweisen. An der Fläche 40 weist die zweite Bohrung 38 noch einen Entlastungsabschnitt bzw. einen einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 48 auf. Zusätzlich ist neben der Innenfläche 42 noch eine Schrägfläche 50 vorgesehen. Das Gehäuse 12 ist weiter so konstruiert, daß es sich ohne weiteres auf einem Drehautomaten herstellen läßt. Ebenso läßt es sich auch aus einem geeigneten Material im Spritzguß herstellen.
In Fig. 6 wird die Haltebuchse 14 in ihrem entspannten Zustand gezeigt. Sie besteht aus einem geeigneten federnden Material, wie zum Beispiel einem einzigen Stück aus 1050-Stahl. Dieser wird nach seiner Verformung gehärtet und platiert. Ebenso könnte sie auch aus rostfreiem Stahl, wie zum Beispiel dem Stahl 17-7, hergestellt werden. Auf jeden Fall weist die Büchse nach ihrer Formgebung einen Radius auf, der etwas über dem der zylinderförmigen Nut 44 liegt. Da die Haltebuchse C-Form aufweist, läßt sie sich radial zusammendrücken, in das Gehäuse 12 einsetzen und schnappt dann in ihre Lage in der zylinderförmigen Nut 44 ein. Die Haltebuchse weist drei jeweils um 120° auseinanderliegende Zungen 52 auf. Bei zusammengebautem Verbindungselement verlaufen diese von der Außenfläche des Gehäuses aus radial nach innen und von diesem weg. Oberhalb der Zungen 52 befindet sich ein C-förmiger Abschnitt 54. Randabschnitte 56 sind zwischen den Zungen angeordnet. Das obere Ende der Randabschnitte ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, integral mit dem C-förmigen Abschnitt 24 verbunden. Die Haltebuchse läßt sich auf einer 4-Schieber-Maschine herstellen. Bei in das Gehäuse 12 eingesetztem Rohr 24 liegen die freien Enden 58 der Zungen dicht an oder in Berührung mit der ersten Oberfläche 28 des Flansches 26. In Fig. 2 ist dies deutlich dargestellt.
Die Dichtung, die in den Fig. 3 bis 5 deutlich dargestellt ist, besteht aus einem einzigen Stück eines für die Herstellung eines O-Ringes geeigneten Werkstoffes. Ein solcher geeigneter Werkstoff ist Viton, der Handelsname von Dupont für Fluorcarbon, Neopren, Silikonkautschuk usw. Die Dichtung besteht aus drei wesentlichen Elementen. Dies sind ein O-Ring 60, ein auf dessen einer Seite befindlicher Kragen 62 und eine aufreißbare Membrane 64. Diese erstreckt sich über die gesamte Fläche der Dichtung. Vor ihrem Aufreißen verhindert sie den Durchtritt von Flüssigkeit durch den O-Ring. Die Membrane 64 weist mehrere radial verlaufende geschwächte Abschnitte oder Linien 66 auf. Von einem zentralen geschwächten Abschnitt 68 verlaufen sie radial nach außen. Die Gesamtlänge der geschwächten Linien ist etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohres 24. Zwischen dem Kragen 62 und der Membrane 64 sind abgerundete Ecken 70 vorgesehen.
Durch Einlegen der Dichtung 16 in die erste Bohrung 36, wobei der Hals 62 mit seinem Boden auf der Fläche 40 aufsteht, wird der Zusammenbau des Verbindungselementes begonnen. Als nächstes wird die Haltebuchse 14 radial zusammengedrückt, in die erste Bohrung 36 eingeschoben und dann freigegeben. Sie rastet dann in ihre Lage in der zylinderförmigen Nut 44 ein. Zu diesem Zweck ist die Gesamtlänge des ersten Abschnittes 54 und der Randabschnitte 56 gleich der Axiallänge der zylinderförmigen Nut 44. Damit wird sichergestellt, daß sich die Haltebuchse 14 nach der Montage axial nicht verschiebt. Die in Fig. 1 gezeigte Unteranordnung kann dann nach diesem Zusammenbau weitergegeben werden. Die Zungen 58 und die Fläche 40 stellen sicher, daß die Dichtung 16 an ihrer Stelle verbleibt. Da der freie Durchmesser des O-Ringes weiter größer als der Innendurchmesser der Bohrung 36 ist, erhält der O-Ring, der bei der Montage leicht zusammengedrückt wird, eine Neigung, sich selbst an seinem Platz zu halten. Falls das Gehäuse 12 dann in die Gewindebohrung 20 in dem Gehäuse 22 oder dergleichen eingeschraubt werden soll, wird sie einfach in dieses Gewinde hineingedreht. Anschließend ist es lediglich erforderlich, das Endes des Rohres in das Gehäuse einzuschieben. In einem typischen Anwendungsfall weist das Rohr 24 einen (nicht gezeigten) gegenüber dem Gehäuse 22 abgestützten Abschnitt auf. Um damit ein richtiges Einschieben des Rohres in das Gehäuse ohne Verspannen des O-Ringes zu gewährleisten, ist die Länge des Rohres 24 von der zweiten Oberfläche 30 bis zum Anschlußende 34 nicht größer als der Abstand zwischen der Außenfläche 32 des Gehäuses und demjenigen Abschnitt des O-Ringes, der beim Einschieben des Anschlußendabschnittes zusammengedrückt würde. Zusätzlich weist der Anschlußendabschnitt des Rohres zum Erleichtern seines Einschiebens in den O-Ring vorzugsweise abgerundete Ecken 72 auf. Beim Einschieben des Rohres 24 in das Gehäuse 12 berührt das Anschlußende 24 zuerst die Membrane 64, streckt diese und reißt sie schließlich entlang der Schwächungslinien 66 auf. Die aufgerissene Membrane wird in dem Entlastungsabschnitt 48 aufgenommen. Nach dem vollständigen Einschieben des Rohres 24 in das Verbindungselement 10 verhindern die Zungen 52 ein Herausziehen der Leitung aus dem Gehäuse 12. Der O-Ring 60 wird zwischen der Oberfläche des Rohres 24 und der Oberfläche der ersten Bohrung 36 radial zusammengedrückt und führt zu einer adäquaten Abdichtung. Die aufgerissene Membrane 64 bildet weiter noch eine an dem Rohr 24 anliegende Lippendichtung. Der Durchmesser des Flansches 26 liegt gerade etwas unter dem Durchmesser der ersten Bohrung 36 und der Durchmesser des Rohres 24, das in der zweiten Bohrung 38 aufgenommen wird, liegt gerade etwas unter dem Durchmesser dieser zweiten Bohrung 38. Daraus erkennt man, daß das Rohr 24 nach seinem Einsetzen in das Verbindungselement 24 in der ersten und der zweiten Bohrung 36 und 38 gehalten wird.
In den Fig. 7 und 8 wird noch ein Werkzeug gezeigt, mit dem das Rohr 24 aus dem Verbindungselement 10 herausgenommen werden kann. Dieses Werkzeug, das allgemein bei 80 dargestellt ist, besteht aus zwei halbzylinderischen Abschnitten 82, 82′, die mit Gelenken 84 zusammengehalten werden. Die beiden halbzylinderförmigen Abschnitte können unter Bildung eines zylinderförmigen Elementes zusammengeführt und dann durch Riegelelemente 86 im zusammengebauten Zustand gehalten werden. Das Werkzeug 80 läßt sich aus jedem geeigneten Werkstoff herstellen. Ein solcher geeigneter Werkstoff wäre Polypropylen. Das Werkzeug wird um das Rohr 24 gelegt und dann nach unten in den Hohlraum zwischen dem Rohr 24 und den freien Enden 58 der Zungen 52 gedrückt. Dadurch werden die Zungen radial so weit nach außen gedrückt, daß das Rohr und das Werkzeug aus der Haltebüchse 14 herausgenommen werden können.
Im vorstehenden wurde eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt. Es leuchtet jedoch ein, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Verschiedenartige alternative Ausführungsformen ergeben sich für Fachleute ohne weiteres.

Claims (23)

1. Rohr- oder Schlauchverbindungselement mit einem Gehäuse mit einer durchgehenden, Abschnitte verschiedenen Durchmessers aufweisenden Bohrung zum Aufnehmen eines Rohres oder Schlauches mit einem angeformten oder aufgesetzten Wulst oder Ring, mit einer in dem Abschnitt großen Durchmessers angeordneten axial geschlitzten, radial zusammendrückbaren und radial nach innen verlaufende Zungen aufweisenden Haltebuchse, und mit einem in einem Abschnitt kleineren Durchmessers angeordneten Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (60) eine integral an ihn angeformte und den Querschnitt der Bohrung abdeckende zerreißbare Membrane (64) aufweist.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (60) und die Membrane (64) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
3. Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abschnitt (36) großen Durchmessers eine zylinderförmige Nut (44) vorgesehen ist, die Haltebuchse (14) einen C-förmigen Abschnitt (54) aufweist und dieser in der zylinderförmigen Nut (44) aufgenommen ist.
4. Element nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (64) Schwächungslinien (66) aufweist.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungslinien (66) von einem zentralen geschwächten Abschnitt (68) radial nach außen verlaufen.
6. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungslinien (66) auf der von der Haltebuchse (14) abgelegenen Seite der Membrane (64) angeordnet sind.
7. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungslinien (66) diametral zueinander verlaufen und ihre Länge etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohres oder Schlauches (24) ist.
8. Element nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (60) ein O-Ring ist.
9. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (64) auf einer Seite des O-Ringes angeordnet ist.
10. Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (60) einen auf seiner einen Seite axial verlaufenden Halz (62) aufweist und die Membrane (64) von diesem abgestützt wird.
11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (60) zwischen dem Hals (62) und der Membrane (64) abgerundete Ecken (70) aufweist.
12. Element nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (64) auf einer Seite des Dichtringes (60) neben der Fläche (40) zwischen den Abschnitten (36, 48) der Bohrung angeordnet ist.
13. Element nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehäuse (12) im Spritzguß hergestellt und der erste Abschnitt der Haltebüchse (14) in dem Gehäuse (12) geformt ist.
14. Element nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (36) der Bohrung eine allgemein kreisförmige Nut (44) aufweist und der erste Abschnitt der Haltebüchse (14) in dieser angeordnet ist.
15. Element nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (36) neben der Fläche (40) einen Abschnitt größeren Durchmessers zur Aufnahme der Membrane (64) nach deren Aufreißen aufweist.
16. Element nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Nute (44) ein aufrechter Zylinder ist.
17. Element nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebüchse (14) weiter noch Randabschnitte (56) zwischen den Zungen (52) aufweist, ein Ende der Randabschnitte (56) integral mit dem ersten Abschnitt der Haltebüchse (14) ausgebildet ist und die Randabschnitte (56) die gleiche Länge wie die Zungen (52) aufweisen.
18. Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Länge der Randabschnitte (56) und des ersten Abschnittes im wesentlichen gleich der Axiallänge der Nut (44) in dem Gehäuse (12) ist.
19. Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt und die Randabschnitte (56) sämtlich Segmente eines Zylinders sind, die Oberfläche der zylinderförmigen Segmente einen Radius aufweist, der im unmontierten Zustand etwas über dem Radius der allgemein zylinderförmigen Nut (44) liegt, und der erste Abschnitt nach seinem Einbau in das Gehäuse (12) einen Radius aufweist, der gleich dem Radius der allgemein zylinderförmigen Nut (44) ist.
20. Element nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohres (24) von der zweiten Oberfläche des Flansches (26) bis zum Anschlußende (34) nicht größer als der Abstand zwischen der Außenfläche des Gehäuses (12) und dem O-Ring (60) ist.
21. Element nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende (34) des Rohres (24) zum Erleichtern des Einschiebens in den O-Ring (60) eine abgerundete Oberfläche aufweist.
22. Element nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bohrung neben der nach radial nach innen verlaufenden Fläche (40) einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser aufweist.
23. Element nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die augerissenen Membrane (64) unter Bildung einer Lippendichtung in dem Abschnitt der zweiten Bohrung mit vergrößertem Durchmesser angeordnet ist.
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