DE3706119C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stutzenkupplung der im Patentanspruch 1 genannten Art.

Unter einer "Stutzenkupplung" wird dabei vorliegend eine Kupplung, ein Verbindungsstück oder eine insbesondere beidseitig offene Muffe oder Muffenhülse verstanden, die der dichten muffenartigen Verbindung von zwei zueinander koaxialen Rohrstutzen, Rohrenden oder Schlauchenden, ins­ besondere Rohrstutzen von fluidführenden Baugruppen oder Aggregaten dient.

Von solchen Stutzenkupplungen wird in zahlreichen Anwen­ dungsbereichen, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, voraus­ setzend erwartet, daß sie zwischen den Anschlußstutzen für die anzuschließenden Rohrenden oder Schlauchenden akustisch entkoppelt, zumindest jedoch akustisch gut gedämpft sind. Als Werkstoff der Wahl kommt zur Lösung dieser Aufgabe in der Praxis ausschließlich ein Elastomer in Frage. Bei Verwendung von Elastomeren zur akustischen Entkopplung der Anschlußstutzen einer Stutzenkupplung der hier in Rede stehenden Art stellen sich jedoch nicht selten Probleme im Hinblick auf die Zugfestigkeit nicht so sehr der Verbindung zwischen den anzuschließenden Rohrenden und den Anschlußstutzen der Stutzenkupplung als vielmehr der Stutzenkupplung in sich selbst. Diese Probleme treten dann verstärkt auf, wenn die Stutzen­ kupplung in Gegenwart von oder untergetaucht in Lösungs­ mitteln, Quellmitteln oder Kraftstoffen verwendet werden soll. Auch von Haus aus ausreichend gute technische Kenndaten aufweisende Elastomere verlieren unter solchen Bedingungen den größten Teil ihrer mechanischen Festig­ keit, vor allem und insbesondere ihrer Zugfestigkeit, so daß also eine in akustischer Hinsicht durchaus aus­ reichende Stutzenkupplung in Form eines Gummischlauch­ abschnittes solchen Anforderungen nicht mehr gerecht würde.

In dieser Situation mag es durchaus naheliegend sein, im Prinzip einen solchen Schlauchkäfig durch eine Außenbe­ wehrung oder einen Außenkäfig aus Metall zu stabilisieren. Wenn ein solcher Käfig beispielsweise an seinen beiden axialen Stirnseiten nach radial innen vorspringende Ringflansche trägt und über das Elastomer akustisch gegeneinander entkoppelte Rohrstutzen die Innenflansch­ ringe des Käfigs axial hintergreifende Außenflanschringe aufweisen, läßt sich durch eine solche Käfigstruktur in durchaus wirksamer Weise die Zugfestigkeit eines solcher­ art durch Quellung in Lösungsmitteln, Quellmitteln oder Kraftstoffen geschwächten Elastomers praktisch wieder herstellen. Verloren gegangen ist dabei jedoch die aku­ stische Dämpfung, gar Entkopplung zwischen den beiden Anschlußstutzen der Stutzenkupplung, da ein solcherart eingespannter Elastomerkörper erfahrungsgemäß ein aus­ gezeichneter Körperschalleiter ist.

Aus der DE-OS 26 38 892 ist eine Durchflußarmatur bekannt, die zur Verwendung in Sanitärinstallationen vorgesehen ist. Diese Durchflußarmatur, die zum Anschluß beispielsweise eines Wasserhahnes an ein Wasserrohrleitungssystem dient, besteht im wesentlichen aus zwei einander gegenüberliegenden Anschlußstutzen, die über einen im wesentlichen zylindrischen Elastomerkörper miteinander verbunden sind, wobei der Elastomerkörper radial außen von einer Metallhülse umschlossen ist. Die Anschlußstutzen weisen an ihren zueinander weisenden Enden einen umlaufenden Außenflansch auf, der im Elastomer eingebettet ist. Die Metallhülse ist an ihren beiden axialen Enden nach radial innen umgebördelt, wobei diese nach Art eines Innenflansches umgebördelten Bereiche die radialen Außenflansche der Anschlußstutzen hintergreifen. Die radiale Außenfläche des Elastomerkörpers weist Ausnehmungen auf, wodurch zwischen der Hülse und dem Elastomerkörper Hohlräume gebildet werden, die die Schallisolation weiter verbessern sollen.

Aus der DE-GM 17 34 015 ist ein Rohr-Fitting bekannt, bei dem ebenfalls zwei Rohrstutzen, die an ihren zueinander weisenden Enden radiale Außenflansche aufweisen, über einen Elastomerkörper miteinander verbunden sind, wobei eine Hülse den Elastomerkörper außen über- und die Außenflansche der Rohrstutzen axial hintergreift. Bei diesem bekannten Rohr-Fitting sind in den radialen Außenflächen des Elastomerkörpers ebenfalls Ausschnitte vorgesehen, die als Ausweichräume beim Verpressen des Elastomerkörpers dienen.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stutzenkupplung der vorstehend beschriebenen Art so auszugestalten, daß bei Verwendung von Elastomer zum akustischen Entkoppeln die akustische Entkopplung zwischen den Anschlußstutzen der Stutzen­ kupplung auch dann erhalten bleibt, wenn die Zugverfesti­ gung bzw. Zugsicherung des durch Quellen mechanisch ge­ schwächten Elastomers durch einen von außen übergreifen­ den Käfig oder eine von außen übergreifende Hülse er­ folgt.

Diese Aufgabe wird durch eine Stutzenkupplung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt also der wesentliche Gedanke zugrunde, die Elastomerauskleidung einer solchen Kupplungshülse nicht in an sich gebräuchlicher Art als Gummi-Metall- Verbindung durch Einspritzen und Anvulkanisieren des Elastomers in der Kupplungshülse herzustellen, sondern die Elastomerauskleidung der Hülse in Form eines separat vorgefertigten zylinderringförmigen und zwischen die beiden Innenflansche der Hülse einsetzbaren Elastomer­ formkörper auszubilden. Dies ermöglicht, den solcherart separat hergestellten und herzustellenden Elastomer­ körper auf dessen Oberfläche mit Noppen und/oder Rippen und/oder Stegen oder Ringstegen auszubilden, über die der in die Hülse eingesetzte Elastomerkörper nur mit der geringst nötigen Berührungsfläche an der Innenwand der außen verfestigend umschließenden Kupplungshülse an­ liegt. Dadurch wird der Übergang eines Körperschalls aus einem einleitenden Anschlußstutzen durch das Elastomer hindurch auf die als ideale Körperschallbrücke wirkende Hülse und von dieser durch das Elastomer zurück auf den jeweils anderen Anschlußstutzen auf ein Minimum reduziert. Mit anderen Worten, trotz einer mechanischen Käfigstabili­ sierung des akustisch entkoppelnden und dämpfenden Elasto­ mers kann bei dieser Ausgestaltung der Einfluß der Stabi­ lisierungshülse auf die Körperschallübertragung zwischen den Anschlußstutzen der Stutzenkupplung auf ein Minimum herabgedrückt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Elastomerkörper vorzugsweise ohne Verwendung eines Haft­ vermittlers in der Hülse gehaltert oder eingespannt, wo­ durch nicht nur eine verbesserte chemische Beständigkeit der Stutzenkupplungsstruktur gegenüber dem Angriff orga­ nischer Lösungsmittel und Treibstoffe erzielt wird, son­ dern zusätzlich auch eine verbesserte akustische Iso­ lierung in den wenigen verbliebenen Berührungsflächen zwischen dem Elastomerkörper und der Kupplungshülse als Körperschallbrücke.

Eine weitere Verbesserung der Entkopplungseigenschaften der so aufgebauten Stutzenkupplung kann nach einer Ausge­ staltung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß der Elastomerkörper der Stutzenkupplung mit Hohlräumen und/oder Kanälen durchzogen ist. Solche Hohlräume und Kanäle im Elastomerkörper sollen prinzipiell so groß wie möglich sein, um eine möglichst gute akustische Dämpfung durch Streuung und Dissipation an den inneren Hohlraumober­ flächen zu erzielen, müssen aber selbstverständlich so klein wie nötig ausgelegt werden, um dem Elastomerkörper die bestimmungsgemäß erforderliche mechanische Festig­ keit zu belassen.

Eine weitere Verbesserung der akustischen Dämpfung der beiden meist aus Metall hergestellten Anschlußstutzen, die in den Elastomerkörper der Hülsenauskleidung form­ schlüssig eingreifen, kann dadurch erzielt werden, daß diese Anschlußstutzen noch einmal separat mit einem Elastomer zumindest teilweise, vorzugsweise insgesamt, akustisch dämpfend überzogen werden.

Die Kupplungshülse besteht vorzugsweise aus einem Metall­ blech, insbesondere Edelstahlblech, oder einem vor allem thermoplastischen Kunststoff. Sie kann als zylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet sein, dessen axiale Länge grö­ ßer als die axiale Länge des als Innenauskleidung die­ nenden Elastomerkörpers ist. Nach dem zentralen Ein­ schieben des mit den Anschlußstutzen verbundenen Elasto­ merauskleidungskörpers in die zylindrische Kupplungs­ hülse und nach axial zentraler Ausrichtung können dann die überstehenden Ränder in an sich bekannter Weise unter Bildung von Innenflanschen nach radial innen umgebördelt werden und den Elastomerkörper so zwischen sich axial fixierend einschließen oder einspannen. Wesentlich weni­ ger arbeitsaufwendig und eleganter ist es jedoch, wenn die Stutzenhülse aus zwei Halbschalen besteht, die vor­ zugsweise entlang einer ihrer axialen Ränder durch ein Scharnier, sei dies nun ein Biegescharnier oder ein Gelenkscharnier, miteinander verbunden sind und entlang des gegenüberliegenden axialen Randes mit zueinander komplementären Rastmitteln, vorzugsweise unlösbaren Rastmitteln, versehen sind. Nach dem Einlegen des mit den Anschlußstutzen bestückten Elastomerkörpers in eine der Hülsenhalbschalen braucht dann lediglich die andere Hülsenhalbschale übergeklappt zu werden, wobei die Rast­ mittel durch Herstellung eines unlösbaren Formschlusses, meist ein Hinterschnitteinklinken, für den dauerhaft festen Verschluß der Hülse sorgen. Insbesondere, wenn die Kupplungshülse aus Kunststoff besteht, können die Rastmittel als hinterschnittener Rastdorn oder hinter­ schnittene Rastzunge und beim Eindrücken dehnbare Auf­ nahmeöse ausgebildet sein.

Stutzenkupplungen der hier beschriebenen Art finden im Kraftfahrzeugbau Verwendung, und zwar dort insbesondere zum Anschließen einer im Kraftstoff­ tank eines Kraftfahrzeuges angeordneten Kraftstoff­ pumpe an die zugehörige Kraftstoffleitung.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitensicht und zum Teil im Axial­ schnitt ein Ausführungsbeispiel der Stutzenkupplung; und

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Stutzenkupplung in axialer Draufsicht.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Stutzenkupplung be­ steht aus einer Kupplungshülse 1, die in Form zweier Halb­ schalen 1′, 1′′ ausgebildet ist, die entlang ihrer in den Figuren nicht dargestellten (rückwärtigen) axialen Tren­ nungslinie durch ein Biegescharnier miteinander verbunden sind und entlang ihrer gegenüberliegenden Trennungslinie durch unlösbare Rastmittel 2 gegenseitig verriegelnd ver­ schließbar sind.

Die Kupplungshülse 1 weist einen oberen und einen unteren nach radial einwärts vorspringenden ringförmigen Innen­ flansch 3, 4 auf, die zwischen sich axial einen zylinder­ ringförmigen Elastomerkörper 5 einschließen. Durch die Öffnungen 6, 7 in den Innenflanschen 3, 4 greifen, ohne diese zu berühren, je ein separat gefertigter Anschluß­ stutzen 8, 9 hindurch, die nach radial auswärts vor­ springende ringförmige Außenflansche 10, 11 tragen. Der Außendurchmesser der Außenflansche 10, 11 ist größer als der lichte Innendurchmesser der Innenflansche 3, 4, so daß aufgrund des axialen Hintergreifens der Flansche 3, 10 bzw. 4, 11 auch bei höchster Zugbelastung die Anschlußstutzen 8, 9 nicht aus der Kupplungshülse 1 herausgelangen können.

Der lichte Innendurchmesser der zylinderringförmigen Elastomerauskleidung 5 ist zumindest im wesentlichen etwa gleich, vorzugsweise geringfügig größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der An­ schlußstutzen 8, 9. Dabei sind die Außenflansche 10, 11 in der Elastomerauskleidung 5 ringsum aufgenommen und verankert.

In der in den Figuren nicht dargestellten Weise werden die Anschlußstutzen der fluidführenden Aggregate, die mit der Stutzenkupplung der in der Fig. 1 gezeigten Art verbunden werden, entweder nach Art der Bildung einer Steckmuffenverbindung oder unter Zuhilfenahme von Klemmschellen in an sich gebräuchlicher und bekann­ ter Weise mit den Anschlußstutzen 8, 9 verbunden. Wenn zwischen diesen beiden Anschlußstutzen eine Zugkraft auftritt, beispielsweise durch das freihängende An­ schließen eines der beiden Aggregate, wird in vorteil­ hafter Weise das nicht nur akustisch wirksame, sondern auch mechanisch federnde Elastomer der Elastomeraus­ kleidung 5 in günstiger Weise nicht auf Zug, sondern zwischen den Innenflanschen 3, 4 und den Außenflanschen 10, 11 ausschließlich auf Druck beansprucht. Dies ge­ währleistet eine lange Standzeit der Stutzenkupplung.

Zum Erhalt und zur Verbesserung der akustischen Ent­ kopplung der beiden Anschlußstutzen 8, 9 gegeneinander und zum Ausschalten unerwünschter Überbrückungseffekte durch die Kupplungshülse 1 ist die Elastomerauskleidung 5 außen mit einer Anzahl von Noppen und Stegen 12 versehen, deren äußere reduzierte Oberfläche die einzigen Berüh­ rungspunkte zwischen der Elastomerauskleidung 5 und der Innenwand der Kupplungshülse 1, also auch die ein­ zigen reduzierten Möglichkeiten zum Übergang eines Körperschalls, bilden. Dadurch wird bereits ein sehr hohes Maß an akustischer Entkopplung zwischen den bei­ den Anschlußstutzen 8, 9 erzielt.

Eine weitere Verbesserung der akustischen Entkopplung der beiden Anschlußstutzen voneinander wird dadurch erreicht, daß der Elastomerkörper 5 mit Kanälen 13 und Hohlräumen 14 durchsetzt ist, wodurch gewährleistet ist, daß auch ein durch Quellung kompressionsverformter Elastomerkörper 5 nicht als Körperschalleiter zwischen den beiden An­ schlußstutzen 8, 9 wirken kann.

Um schließlich ein Weiteres zur Verbesserung der akusti­ schen Entkopplung und Dämpfung zu bewirken, können die Anschlußstutzen 8, 9 in der für den Anschlußstutzen 8 gezeigten Weise vollständig, gegebenenfalls auch teil­ weise mit einer Elastomerbeschichtung 15 versehen sein.

Claims (7)

1. Verwendung einer Stutzenkupplung, bestehend aus einer mit einem Elastomer ausgekleideten Kupplungshülse (1) und mindestens zwei akustisch über das Elastomer voneinander entkoppelten oder zumindest stark gegeneinander gedämpften Anschlußstutzen (8, 9), wobei die Hülse (1) nach radial innen und die Anschlußstutzen (8, 9) nach radial außen vorspringende Flansch- oder Anschlagelemente (3, 4; 10, 11) aufweisen, die im Elastomer eingebettet oder dieses übergreifend oder in dieses eingreifend einander hintergreifen, ohne einander direkt zu berühren und wobei die Elastomerauskleidung ein separat vorgefertigter, zylinderringförmiger und zwischen die beiden Innenflansche (3, 4) der Hülse (1) in diese eingesetzter oder eingespannter Elastomerkörper (5) ist, auf dessen Oberfläche Noppen (12) und/oder Rippen ausgebildet sind, mit denen der Elastomerkörper (5) an der Innenwand der Hülse (1) anliegt, zum hängenden Anschließen von Baugruppen in Kraftstoffen, insbesondere zum hängenden Anschließen einer Kraftstoffpumpe an die Hauptkraftstoffleitung im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei der Elastomerkörper (5) ohne Haftvermittler in der Hülse (1) sitzt.

3. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Elastomerkörper (5) mit Hohlräumen (14) und/oder Kanälen (13) durchsetzt ist.

4. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest einer der Anschlußstutzen (8) zumindest innen, insbesondere jedoch innen und außen, elastomerverkleidet ist.

5. Verwendung gemäß Anspruch 4, wobei die Elastomerverkleidung zumindest einer der Anschlußstutzen (8) ein doppelwandiges, zylindermanschettenförmiges separat vorgefertigtes Elastomerteil (15) ist, in das der Anschlußstutzen (8) mit seiner axial äußeren Stirnseite voran ohne Haftvermittler eingesetzt ist.

6. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hülse (1) aus zwei axial aufklappbaren oder vollständig voneinander trennbaren zylinderrinnenförmigen Schalen (1′ ,1′′) besteht, die um den Elastomerkörper (5) herumlegbar und schließbar sind.

7. Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei die Hülse (1) unlösbare Rastmittel (2) aufweist, die komplementär an den Hülsenhalbschalen (1′, 1′′) ausgebildet sind.