DE3713172A1 - Schlauchanschlussvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchanschlußvorrichtung und insbesondere eine verbesserte Abdichtung zwischen einer metallischen Kupplung und einem Schlauch aus Po­ lymer.

Metallische Anschlußteile haben typischerweise ein in eine Schlauchbohrung einfügbares positives Schaftteil und ein mit dem positiven Schaftteil konzentrisches Metallhülsenteil. Das postive Schaftteil und das Me­ tallhülsenteil bilden zusammen einen ringförmigen Hohl­ raum zum Aufnehmen eines Schlauchendes. Der Anschluß wird durch Einklemmen eines Teils eines Schlauchendes zwischen dem Metallhülsen- und dem Schaftteil in Posi­ tion gehalten. Die Klemmwirkung wird entweder durch eine radiale Verringerung der Abmessungen der Metall­ hülse oder durch eine radiale Vergrößerung der Abmes­ sungen des positiven Schaftes erzielt. Bei einigen Vor­ richtungen läßt sich die Metallhülse durch ineinander­ greifende Kragenteile am Schaft befestigen.

Bei allen Schlauchverbindungen zur Flüssigkeitsübertra­ gung ist es problematisch, eine flüssigkeitsresistente Dichtung zwischen einem Anschlußteil und einem Schlauch zu schaffen, die den zu erwartenden Bedingungen hin­ sichtlich Temperatur, Druck und Biegen des Schlauches standhält. Normalerweise wird eine Dichtung dadurch erreicht, daß man die Bohrung eines Schlauches gegen einen Schaft drückt, der mehrere Umfangsverzahnungen aufweisen kann. Man verläßt sich auf die elastomeri­ schen Eigenschaften eines Schlauchpolymers, welche, wenn der Schlauch zwischen der Metallhülse und dem Schaft eingeklemmt ist, den Druck zwischen der Schlauch­ bohrung und dem Schaft aufrechterhalten sollen. Während die Nachgiebigkeit des Schlauches und des eingeklemmten Bereiches bei den meisten Einsatzbedingungen ausreichen kann, um den zur Dichtung zwischen dem Schlauch und dem Anschlußteil erforderlichen Druck aufrechtzuerhalten, können manchmal Probleme bei niedrigen Betriebs­ temperaturen auftreten, nachdem der Schlauch an seinem Klemmbereich durch die Druckkraft bleibend deformiert wird. Wenn der Schlauch einmal durch die Druckkraft bleibend deformiert ist, fällt sein Wärmeausdehnungs­ koeffizient größer aus als derjenige des metallischen Anschlußteils, wodurch der Schlauch bei den niedrigen Temperaturen seiner erwarteten Einsatzbedingungen, wie z.B. in einem Temperaturbereich von ca. 135°C bis etwa -40°C, anfällig für "kaltes Lecken" wird.

Erfindungsgemäß ist eine Schlauchanschlußvorrichtung vorgesehen, die im wesentlichen frei von "Kaltlecken" ist, wenn sich die Umgebungstemperatur der Schlauchver­ bindung zumindest im Bereich von etwa 135°C bis etwa -40°C bewegt. Die Erfindung löst das mit der durch die Druckkraft bleibenden Deformierung verbundene Problem des Kaltleckens, welches auftritt, wenn der Schlauch mit einem Anschlußteil verklemmt ist und zu einem Wär­ meausdehnungskoeffizienten tendiert, der größer als derjenige des Anschlußteils ist. Im Anschlußteil ist ein biegsames Haftmittel angeordnet, das den Schlauch und das Anschlußteil aneinander anhaften läßt und zudem eine im wesentlichen lecksichere Dichtung schafft, die bei im genannten Bereich liegenden Umgebungstemperatu­ ren der Schlauchverbindung wirksam ist.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen axialen Querschnitt einer er­ findungsgemäßen Schlauchanschlußvorrichtung; und

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1.

Die Schlauchanschlußvorrichtung weist ein Anschlußteil 12 und einen Schlauch 14 auf. Der Schlauch ist vom Po­ lymer-Typ und kann aus einem Schlauchrohr 16 und einer Hülle 18 bestehen, die mit einer gewundenen Verstär­ kungsvorrichtung 20 eine Sandwichstruktur bilden. Für den Schlauch läßt sich jedes geeignete Polymermaterial verwenden, wie etwa Kunststoff, Polyurethan, Kautschuk, synthetischer Kautschuk oder Mischungen aus diesen Ma­ terialien.

Das Anschlußteil kann zweiteilig sein und einen hohlen Schaft 22 mit einem Abschnitt 24 zum Einfügen in die Bohrung 26 des Schlauches und eine Metallhülse 28 mit einem Buchsenteil 30 aufweisen, welcher konzentrisch mit dem Schaft ist. Die Metallhülse 28 läßt sich am Schaft 22 z.B. durch einen als Teil des Schaftes ge­ formten äußeren Kragenteil 32 und einen als Teil der Metallhülse geformten inneren Kragenteil 34 befestigen. Zusammen bilden der Schaft und der Metallhülse Wände 36, 38, einen Bodenteil 40 und eine Öffnung 42 eines ringförmigen Hohlraums, der den Polymerschlauch auf bekannte Weise aufnimmt. Der Teil 44 des Schlauchende- Abschnitts ist zwischen Teilen der Wände 36, 38 einge­ klemmt. Das Einklemmen kann entweder durch Eindrücken der Metallhülse erfolgen, etwa durch Krimpen oder Ein­ schnüren, oder indem man einen Teil des Schaftab­ schnitts radial dehnt. Abbildungsgemäß wird zum Ein­ klemmen ein Teil der Metallhülse eingedrückt.

Beim Eindrücken der Metallhülse verringert sich die Dicke des eingeklemmten Schlauchteils, oder dieser Teil wird derart umgeformt, daß der Schlauch 26 gegen die Wand 36 der Metallhülse gedrückt wird, um zumindest eine teilweise Dichtung zwischen dem Anschlußteil und dem Schlauch zu bewirken. Oftmals läßt sich die Dich­ tung begünstigen, indem auf dem Schaftteil mehrere Um­ fangsverzahnungen 46 ausgebildet sind. Manchmal wird der Schlauch noch sicherer in Position gehalten, wenn auf dem Innenteil der Metallhülsenwand verzahnte Um­ fangsnuten 48 ausgeformt sind. Das Einklemmen des Schlauches in der Weise, daß er gegen das Schaftteil drückt, reicht gewöhnlich zum Aufrechterhalten einer Dichtung gegen Flüssigkeit oder Luft zwischen dem An­ schlußteil und dem Schlauch bei einer nachfolgenden Umgebungstemperatur in einem Bereich von 0°C bis etwa 100°C aus. Während das Einklemmen bei derartigen höhe­ ren Temperaturen eine verläßliche Dichtung schafft, kann durch das Einklemmen bei Temperaturen im Bereich von etwa 0°C bis etwa -40°C keine im wesentlichen lecksichere Dichtung erzielt werden, weil der Wärme­ ausdehnungskoeffizient des polymerischen Schlauches größer ist als derjenige der diesen umfassenden Kupp­ lungswände.

Gemäß Fig. 2 kann der eingeklemmte Schlauchabschnitt eine bleibend komprimierte Form 50 annehmen und sich mit einem größeren Koeffizienten als die ihn umfassen­ den Wände thermisch zusammenziehen, wodurch zwischen dem Schlauch und dem Anschlußteil Freiräume 52, 54 ver­ bleiben, die einen potentiellen Leckweg bilden. Dieser Leckweg kann dort noch nachteiliger ausfallen, wo der Schlauch relativ zum Anschlußteil in die mit 56 be­ zeichnete Positionen gebogen ist, wie die gestrichelte Linie in Fig. 1 zeigt. Um ein Problem wie "Kaltlecken" zu lösen, ist, wie Fig. 2 deutlicher zeigt, ein bieg­ sames Haftmittel 58 in dem ringförmigen Hohlraum ange­ ordnet und bewirkt ein Anhaften des Schlauches 14 am Anschlußteil 12. Wenn das Haftmittel ausgehärtet ist, bildet es zwischen dem Schlauch und dem Anschlußteil eine im wesentlichen lecksichere Dichtung bei einer zumindest im Bereich von etwa 135°C bis etwa -40°C lie­ genden Außentemperatur und beseitigt im wesentlichen das "Kaltlecken". Ein Beispiel für ein geeignetes bieg­ sames Haftmittel ist ein mineralgefülltes Epoxy-Harz, welches von der 3M-Company unter der Produktbezeichnung 2216B/A vertrieben wird.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Metall­ hülse in einem solchen Ausmaß bis zu der mit 60 be­ zeichneten Position radial vergrößert sein, daß sich das Schlauchende im wesentlichen uneingeklemmt im Bo­ denteil 40 befindet, wo das biegsame Haftmittel zur Dichtung angeordnet ist.

Zur Veranschaulichung der Wirksamkeit der Dichtung wird die Montage einer Schlauchanschlußvorrichtung mit einem textilverstärkten Kautschukschlauch und einem passend bemessenen, den Zeichnungen entsprechenden Anschlußteil beschrieben, wobei eine Metallhülse und eine Buchse zu­ sammen Wände, einen Bodenteil und einen ringförmigen Hohlraum bilden. Ein biegsames Haftmittel des beschrie­ benen Typs ist lediglich im Bodenteil angeordnet. Wäh­ rend das Haftmittel noch ungehärtet ist, wird ein Schlauchende durch die Öffnung des ringförmigen Hohl­ raums und in diesen hineingeführt, so daß es in Berüh­ rung mit dem ungehärteten Haftmitttel gelangt. Dann drückt man die Metallhülse auf bekannte Weise ein und läßt das Haftmittel aushärten. Die derart aufgebaute Schlauchvorrichtung wird zyklisch zehnmal Temperaturen von -40°C bis 125°C ausgesetzt und dann bei Zimmertem­ peratur unter Wasser mit 7 bar (100 psi) luftdruckgete­ stet. Bei der Schlauchanschlußvorrichtung trat bei einem derartigen Test kein Lecken auf. Zum Durchführen eines zweiten Testes wird die Schlauchanschlußvorrich­ tung zirkulierendem Kraftstoff, wie etwa Kraftstoff "C", bei 12°C und dann 125°C insgesamt in drei Zyklen ausgesetzt, anschließend für 4 Stunden einer Temperatur von -30°C unterworfen und schließlich bei -30°C druck­ getestet. Während die Schlauchvorrichtung luftdruckge­ testet wird, wird der Schlauch 150 mm vom Anschlußteil entfernt um 25 mm abgebogen, um den durch das Anschluß­ teil eingeklemmten Schlauchabschnitt zu spannen. Die Schlauchanschlußvorrichtung erwies sich auch unter einem Druck von 7 bar als lecksicher.

Claims (5)

1. Schlauchanschlußvorrichtung, mit einem Anschlußteil (12), der ein Schaftteil (22) und ein Metallhülsenteil (28) aufweist, welche zusammen Wände (36, 38), einen Bodenteil (40) und eine Öffnung (42) eines ringförmigen Hohlraums bilden; und einem Schlauch (14) aus Polymer, der mit einem Teil (44) seines Endabschnitts in dem ringförmigen Hohlraum angeordnet ist und zwischen Tei­ len der Wände (36, 38) eingeklemmt ist, wobei der ein­ geklemmte Teil (44) des Schlauches (14) einen Wärmeaus­ dehnungskoeffizienten hat, der größer ist als derjenige der den Schlauch umfassenden Wände, dadurch gekennzeichnet, d a ß ein im Bodenteil des ringförmigen Hohlraums angeordne­ tes biegsames Haftmittel (58) vorgesehen ist, das den Schlauch (14) an den Anschlußteil (12) anbindet und bei einer zumindest im Bereich von etwa 135°C bis etwa -40°C liegenden Umgebungstemperatur der Schlauchverbin­ dung eine im wesentlichen lecksichere Dichtung zwischen dem Schlauch (14) und dem Anschlußteil (12) bildet.

2. Schlauchanschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel (58) ein mineralge­ fülltes Epoxy-Harz ist.

3. Schlauchanschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchabschnitt in dem Be­ reich, in der ein Teil (44) des Schlauches am Anschluß­ teil (12) anhaftet, im wesentlichen uneingeklemmt dem Boden (40) des ringförmigen Hohlraums gegenüber angeord­ net ist.

4. Schlauchanschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Haftmittel (58) lediglich im Bodenbereich des ringförmigen Hohlraums angeordnet ist.

5. Verfahren zum Befestigen eines Anschlußteils an dem Endabschnitt eines Schlauches aus Polymer und zum Dich­ ten der Schlauchverbindung, mit den folgenden Verfah­ rensschritten: Verbinden eines Metallhülsenteils (28) mit einem Schaftteil (22), welche zusammen Wände (36, 38), einen Bodenteil (40) und eine Öffnung (42) eines ringförmigen Hohlraums bilden; und Einfügen eines Schlauchendabschnitts durch die Öffnung (42) und in den ringförmigen Hohlraum; Deformieren mindestens einer der Wände (36, 38) und Einklemmen eines Teils (44) des Schlauchabschnitts zum Befestigen des Anschlußteils (12) an dem Schlauch (14), dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einfügen des Schlauchs (14) in den Hohlraum ein ungehärtetes Haftmittel (58) in den Bodenbereich (40) des ringförmigen Hohlraums eingebracht wird; und daß das Haftmittel (58) bei gleichzeitigem Anbinden des Schlauches (14) an den Anschlußteil (12) zur Schaffung einer im wesentlichen lecksicheren Dichtung, die minde­ stens in dem Teperaturbereich von etwa 135°C bis etwa -40°C wirksam ist, zum Härten gebracht wird.