DE4003379A1 - Verfahren zum befestigen eines schlauches an einem nippel und eine schlauchverbindung, hergestellt nach diesem verfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Hochdruck-Schlauchverbindung ge­ mäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1, auf eine Ver­ bindung eines Schlauches mit einem Nippel, auf eine Hochdruck-Schlauchverbindung gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 19, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Nippels gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 30.

Spezifisch bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren für das sichere Befestigen eines Schlauches auf einem Nippel und auf eine Schlauchverbindung mit dem Nippel, welche bei der Verwendung eines derartigen Verfahrens erhalten wird und die zuverlässig extremen hohen Drücken widersteht.

Schlauchverbindungen, im speziellen Hochdruck-Schlauch­ verbindungen für den Gebrauch mit Hochleistungsanlagen, wie beispielsweise Straßenbau-Maschinen, die in der Lage sein müssen, relativ hohen Drücken zu widerstehen, die einfach in der Herstellung und leicht zu installieren sind, wurde bereits früher wiederholte Aufmerksankeit geschenkt. Allerdings ist bis heute keine einfache Lösung erhältlich, die in der Lage ist, zuverlässig relativ hohen Drücken zu widerstehen.

Das frühere US-Patent 38 70 349 offeriert die Möglich­ keit des Herstellens sehr guter Schlauchverbindungen mit Hochdruckschläuchen, die im Vergleich zu anderen Schlauchverbindungen auf dem Markt überlegen sind. Eine Schlauchverbindung gemäß dem vorab erwähnten Patent, die an beiden Seiten von Schläuchen angeordnet ist, erlaubte das Erreichen von hohen Drücken, bei welchen die Schläuche barsten. Allerdings neben der Tatsache, daß die Schlauchverbindungen gemäß des vorab erwähnten früheren Patentes relativ teuer sind, war es nicht möglich, durch ihre Verwendung an beiden Enden eines Schlauches Schlauchverbindungen zu erhalten, die das Bersten von allen erhältlichen Schläuchen zuverlässig sicher­ stellten und absolute Dichte bis zum Berstdruck von einem gegebenen Schlauch aufrecht zu erhalten.

Im weiteren verwendeten die Hochdruck-Schlauchverbindungen, die auf dem Markt erhältlich sind und die bekannt sind, Rillen am Nippel und/oder dem äußeren manschettenartigen Teil die scharfe Kanten aufweisen, angeblich vorgesehen, um ausreichende Rückhaltekraft zu erzeugen, wobei eben diese vorgesehenen scharfen Kanten ungeeignet sind, um Dichte bis zum Berstdruck des Schlauches aufrecht zu erhalten. Indessen ergeben derart scharfe Kanten den wichtigen Nachteil, daß ein Teil des Schlauch­ materials bereits während der Installation der Schlauch­ verbindung durch Schneiden oder andere Verletzung des Schlauchmaterials beschädigt werden kann.

Es wurde festgestellt, daß die Nachteile im Zusammen­ hang mit den bekannten Schlauchverbindungen in einer überraschend einfachen Art durch das Verwenden eines Nippels, überwunden werden können, der mit sich nach außen erstreckenden Rillen oder Wülsten versehen ist, der nach dem Anordnen des Schlauches über dem Nippel expandiert wird und dabei in radialer Auswärtsrichtung durch ein manschettenartiges Teil eingeengt wird, wo­ rauf das manschettenartige Teil in seiner Durchmesser­ dimension reduziert wird, z.B. durch Kompression oder Einwalzen des manschettenartigen Teils.

Verschiedene Vorschläge wurden im bekannten Stand der Technik, in bezug auf interne Ausdehnung eines Nippels und/oder externe Kompression eines hüllenartigen Teils angeführt. Allerdings weisen alle diese bekannten Vor­ schläge gewisse Nachteile auf, die der Herstellung einer sehr einfachen Hochdruck-Schlauchverbindung entgegenstehen, die in Betrieb sehr zuverlässig ist und die ebenso im Freien, beispielsweise auf Bau­ stellen, hergestellt werden kann, beispielsweise bei Reparaturen, wenn Hochdruckleitungen von Straßenbau­ geräten platzen oder Leck werden.

Im weiteren schlägt kein Stand der Technik, soweit be­ kannt, das spezielle Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vor, das in der zunächst internen Expandierung des Nippels und erst dann der daran anschließenden Kompression des Manschettenteils besteht. Wie später offensichtlich wird, ist diese Reihenfolge aus ver­ schiedenen Gründen sehr wichtig.

Ein oft festgestellter Nachteil bei vielen der bekannten Vorschläge besteht in der Verwendung von Gewinden oder Rippen mit scharfen Zacken. Jedoch ist es bei der Ver­ wendung derartiger Gewinde oder Rillen sehr wahrscheinlich, daß der Schlauch durch die daran vorgesehenen scharfen Kanten verletzt wird, was bei sehr hohen Drücken, auf welche sich diese Erfindung bezieht, zu Ausfällen der Schlauchverbindung führen kann.

So verwendet das US-Patent 28 65 094 ein Einstecksockel, der eine gewisse Wandstärke aufweisen muß, um das Er­ zeugen von internen Spiralgewinden in demselben zu er­ möglichen. Allerdings beinhaltet ein Spiralgewinde immer große Probleme in bezug auf Leckagen. Im weiteren werden scharfkantige Rillen auf dem Nippel verwendet, der seiner­ seits mit einem externen Gewinde für die Verbindung mit dem Einstecksockel versehen sein muß. Da diese Verbindung primär für Teflonschläuche mit Stahldraht­ geflechtüberdeckung gedacht war, beschreibt das Patent zunächst die Krimpfung des Sockels von der Außenseite bis zu einem Grad, bis eine feststellbare bleibende Re­ duzierung im inneren Durchmesser des Nippels entsteht. Dies benötigt zusätzliche interne Expansion und damit das Anwenden zusätzlicher Kräfte, falls der Nippel bis zum inneren Durchmesser des Schlauches aufgeweitet werden muß, um Durchflußverluste zu verhindern.

Das US-Patent 23 99 790 befaßt sich mit verstärkten Schläuchen, wo ein Metallgeflecht verwendet wird, das während dem Zusammensetzen der Verbindung beschädigt werden kann. Aus diesem Grund schlägt dieses Patent das Expandieren des Verbindungseinsatzes und das Kontraktieren der äußeren Hülle im wesentlichen zu gleichen Teilen im gleichen Zeitpunkt vor, um dadurch den ursprünglichen Durchmesser des Schlauches nicht zu beeinflussen. Im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung sieht dieses Patent eine glatte äußere Oberfläche des Nippeleinsatzes und eine äußere Hülle vor, die mit einem inneren rippen­ artigen Schraubengewinde versehen ist. Das Gerät, das notwendig ist, um gleichzeitig Expansion und Kompression zu ermöglichen, ergibt zusätzlich zur Herstellung Kosten für die verschiedenen Teile.

Das US-Patent 22 16 839 verwendet einen Schaft, versehen mit scharfen Zacken, vorgesehen um in den Schlauch ein­ zuschneiden. Scharfe Zacken können gemäß diesem Patent auch auf der Innenseite von einer Hülle vorgesehen sein. Allerdings ist in diesem Patent keine Kompression auf die Hülle vorgesehen.

Das US-Patent 18 25 005 entspricht dem US-Patent 17 86 489 und schlägt das Einwalzen eines Hüllenteils vor, jedoch ohne interne Expansion.

Im US-Patent 29 95 900 sind scharfe Rillen an einem Hauptrohrteil vorgesehen, während kein externer Kompressionsschritt vorgeschlagen wird. Zusätzlich muß die Expansion der Schulter gegen das relativ dicke Material des Hauptrohrteils der Nute selbst durchgeführt werden.

Das US-Patent 23 77 010 verwendet eine rohrförmige Manschette mit externen Rillen die dazu vorgesehen sind, in das Schlauchmaterial einzugreifen. Allerdings ist die äußere Hülle in diesem Patent nicht dazu vorgesehen oder ausgelegt, komprimiert zu werden.

Das US-Patent 20 25 427 ist für einen Schlauch vorge­ sehen, der mit einer spiralförmigen, gewundenen, inneren flexiblen Metallhülle versehen ist. Die Manschette wird anfänglich deformiert um den Schlauch an das Kupplungs­ stück zu befestigen. Um irgendwelches Anschwellen des nichtmetallischen Teiles des Schlauches zu verhindern, schlägt dieses Patent einen relativ kurzen Nippel vor, der expandiert wird, um eine dichte Metall zu Metall- Verbindung zwischen dem Nippel und der inneren Metall­ hülle zu erzeugen. Allerdings wird behauptet, daß der Schlauch nur aufgrund der Deformation der Manschette zusammenwirkend mit der Spiralhülle gehalten wird.

Das britische Patent 14 51 588 beruht ausschließlich auf dem Einschnüren der Hülle auf einen rohrförmigen Einsatz mit peripheren Widerhaken mit scharfen Kanten.

In der deutschen Offenlegungsschrift 25 32 624 wird die Manschette vorab mit ringförmigen Vorsprüngen versehen, wobei die Rückhalte-Wirkung ausschließlich auf die interne Expansion zurückzuführen ist, verbunden mit vorgesehenen kreisförmigen ausgebildeten Rillen.

Das französische Patent 10 89 603 beschreibt eine An­ ordnung, in welcher die Manschette über einen flexiblen Schlauch, unter Verwendung von internen Gewinden aufge­ schraubt wird, was wiederum zu Erhöhung der Kosten bei der Herstellung führt. Im weiteren wird keine externe Kompression der Manschette vorgeschlagen.

Das französische Patent 15 33 335 beschreibt eine An­ ordnung mit einer externen Kompression, jedoch ohne einer internen Expansion.

Das britische Patent 5 75 057 bezieht sich auf eine Rohr­ verbindung, in welcher das manschettenartige Teil des Körpers mit einer gewindeartigen konischen Bohrung ver­ sehen ist, die über ein metallisches Rohrende aufge­ schraubt wird, so daß letzteres zunehmend komprimiert wird, wenn es in die konische Bohrung eintritt. Eine Expansion des zentralen Halteteils wird durchgeführt nachdem das Rohr eingeschraubt und befestigt ist.

Der Stand der Technik schlägt weiter eine Zahl von Lösungs­ vorschlägen bei Schlauchverbindungen vor. Allerdings eine einfache Lösung, leicht herzustellen und zu instal­ lieren, die gleichzeitig außerordentlich hohe Drücke aushält, kann nur gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, was nun nachfolgend im Detail beschrieben wird.

Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich grundsätzlich durch ein Verfahren gemäß dem Wort­ laut nach Anspruch 1 und eine Hochdruck-Schlauchverbindung gemäß dem Wortlaut nach Anspruch 19 aus.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für das Sichern eines Schlauches auf einem Nippel oder Rohr­ stutzen, versehen mit einem extern gerippten oder ge­ rillten Nippelabschnitt, umfaßt die Schritte des Expandierens des inneren Durchmessers des extern ge­ rippten Nippelabschnittes, während gleichzeitig der Schlauch gegen radiale Auswärtsbewegung durch ein rohr­ förmiges manschettenartiges Teil eingeengt wird, das vorab über dem Nippelabschnitt angeordnet worden ist. Das manschettenartige Teil ist ein einfaches zylindri­ sches Teil, das eine glatte innere Oberfläche mit einem Durchmesser aufweist, der komplementär oder leicht größer ist als der äußere Durchmesser des Schlauches, um dessen Anordnen über dem Schlauch zu vereinfachen. Um eine Verbindung sicherzustellen die Drücken bis zum Berst­ druck des Schlauches widersteht, wird die Durchmesser­ dimension des manschettenartigen Teils anschließend reduziert. Dies kann erreicht werden durch Kompression des manschettenartigen Teils unter Verwendung von einem geeigneten Werkzeug oder durch Einwärtswalzen von radial nach innen vorstehenden ringförmigen Einbauchungen in das manschettenartige Teil, vorzugsweise derart in bezug auf die ringförmigen Rippen oder Wülste des Nippelab­ schnittes angeordnet, daß die tiefsten Punkte der ring­ förmigen Einbauchung wenigstens nahezu innerhalb des Raumes von Spitzen resp. Scheitelpunkten von benach­ barten Rippen oder Wülsten zu liegen kommen. Das manschetten­ artige Teil kann dabei an den Nippel durch Anflanschen, resp. Überbördelung, Kröpfung oder Stauchung oder durch Walzen des manschettenartigen Teiles in eine ringförmige Ausbuchtung, die im Nippel vorgesehen ist, befestigt werden, was zur Vereinfachung der Herstellung gleich­ zeitig mit dem Einwalzen der ringförmigen Einbauchungen in das manschettenartige Teil erfolgen kann, um das Rückhaltevermögen der Verbindung weiter zu steigern.

Die Schlauchverbindung gemäß dieser Erfindung umfaßt im Grunde nur zwei Elemente; nämlich, einen Nippel oder Rohrstutzen mit einem Nippelabschnitt, versehen mit axial beabstandeten, sich nach außen erstreckenden Wülsten oder Rippen mit abgerundeten äußeren Ober­ flächen, und ein rohrförmiges manschettenartiges Teil mit einer glatten inneren Oberfläche und am Nippel be­ festigt, wobei der Schlauch dadurch im Zwischenraum gehalten wird, in dem zunächst der innere Durchmesser des Nippelabschnittes expandiert wird und daran an­ schließend das manschettenartige Teil innerhalb des Bereiches des expandierten Nippels zusammengepreßt wird. Falls die Kompression dadurch erreicht wird, indem das manschettenartige Teil mit radial sich nach innen erstreckenden ringförmigen Einbauchungen versehen wird, so sind letztere vorzugsweise zwischen benachbarten Rippen oder Wülsten angeordnet.

Das Verfahren zum Befestigen des Schlauches auf einem Nippel und der Schlauchverbindung mit dem Nippel gemäß der vorliegenden Erfindung ist relativ einfach und billig für die Herstellung und für den Zusammenbau und er­ möglicht absolute Dichte bei unerwartet hohen Drücken in einer zuverlässigen Art und Weise, sogar mit ver­ stärkten Schläuchen. Im weiteren können gemäß der vor­ liegenden Erfindung Durchflußverluste zu einem großen Teil reduziert werden, indem irgendwelche Unterschiede zwischen dem gewöhnlichen inneren Durchmesser des Schlauches und der Durchmesserdimension des Nippels, über dem der Schlauch befestigt ist, eliminiert werden. Im weiteren können Geräusche, die bis heute bei der Verwendung von Schlauchverbindungen mit deutlichen Unterschieden der Durchmesserdimensionen in den Durchflußbahnen fest­ gestellt wurden und die höchstwahrscheinlich durch Oszillationen in Folge von Reflektionen erzeugt werden, mit dieser Erfindung in Folge des im wesentlichen konstanten inneren Durchmessers reduziert werden. Dies kann eben­ falls der Verzicht auf metallische Spiralen erlauben, wie sie heute bei derartigen Schlauchverbindungen be­ nötigt werden, wie z.B. in hydraulischen Leitungen, für Servolenkungssysteme.

Diese und andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung offensichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Figuren gelesen werden, wobei diese beispielsweise und zum Zwecke der Illustration nur zwei Ausführungsvarianten in Übereinstimmung mit der vor­ liegenden Erfindung darstellen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine im wesentlichen, schematische Querschnitts­ darstellung einer Ausführungsvariante in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung vor der Ausdehnung des inneren Durchmessers des Nippel­ abschnittes;

Fig. 2 in Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 die ver­ schiedenen Teile der Ausführungsvariante nach Erweiterung des inneren Durchmessers des Nippel­ abschnittes;

Fig. 3 eine modifizierte Ausführung einer Schlauchver­ bindung und eines Verfahrens zur Herstellung derselben in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 im Querschnitt, ähnlich wie Fig. 2, eine weitere modifizierte Ausführung einer Schlauchverbindung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für einen metallverstärkten Schlauch;

Fig. 5 die Standard-Normteile, welche in einem Herstell­ verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ver­ wendet werden, um auf die Notwendigkeit für die maschinelle Bearbeitung irgendwelcher Teile verzichten zu können;

Fig. 6 im Querschnitt den Nippel, zusammengesetzt aus zwei Standardteilen der Fig. 5 mit dem Nippelab­ schnitt, geschrumpft in seiner Durchmesserdimension und versehen mit externen Wülsten;

Fig. 7 im Querschnitt die Position der Teile einer Schlauch­ verbindung, nachdem der Schlauch über dem Nippel angeordnet ist und das manschettenartige Teil über der Unterlagsscheibe angeordnet ist;

Fig. 8 im Querschnitt die komplette Schlauchverbindung nach dem inneren Ausdehnen des Nippelabschnittes und der Kaltdeformation des manschettenartigen Teils;

Fig. 9 schematisch, wie ein rohrförmiges Teil, das für den Nippel verwendet wird, im Laufe des Kalt­ deformationsvorganges geschrumpft werden kann; und

Fig. 10 im Querschnitt die vormontierten Teile einer Schlauchverbindung, hergestellt durch ein Verfahren leicht unterschiedlich von demjenigen der Fig. 5 bis 8.

Bezugnehmend nun auf die Figuren, worin gleiche Referenz­ zahlen dazu verwendet werden, um gleiche Teile durch die verschiedenen Ansichten zu bezeichnen, und im speziel­ len auf die Fig. 1, wird der Nippel generell durch die Referenzzahl 10 bezeichnet, der einen Hauptrohrabschnitt 11 umfaßt, dessen äußere Oberfläche derart ausge­ bildet ist, um mit einem Werkzeug wie einem Aufsteck­ schlüssel, zusammenzuwirken. Der Hauptrohrabschnitt 11 ist integral mit einem Anschlußabschnitt 12, der mit einem außen angeordneten Gewinde versehen ist. Ein Nippelabschnitt 14 erstreckt sich vom Hauptrohrteil 11 entgegengesetzt zum Anschlußabschnitt 12, dessen innerer Durchmesser D 2 kleiner ist als der innere Durch­ messer D 1 des Hauptrohrabschnittes 11 und des Anschluß­ abschnittes 12 und zwar un denjenigen Betrag, der durch einen konischen Abschnitt 16 bestimmt wird. Der Nippel­ abschnitt 14 ist zusätzlich mit sich auswärts erstreckenden, ringförmigen Wülsten oder Rippen 15 versehen, die ein abgerundetes Profil aufweisen, um irgendwelche scharfen Kanten zu verhindern, wodurch der Schlauch durch Ein­ schneiden beschädigt werden könnte. Wie aus Fig. 1 er­ sichtlich ist, sind sowohl die Spitzen resp. Scheitel­ punkte wie auch die Mulden der ringförmigen Wülste oder Rippen 15 auf irgendeine geeignete Art und Weise abge­ rundet worden. Der konische Abschnitt 16, der relativ kurz ist, verglichen mit der axialen Länge des Haupt­ rohrabschnittes 11 und des Nippelabschnittes 14, ist axial vom Hauptrohrteil 11 in der Richtung gegen den Nippelabschnitt 14 versetzt angeordnet und weist eine Wandstärke in radialer Richtung auf, die wesentlich kleiner ist als diejenige des Hauptrohrteiles 11 und die ungefähr in der Größenordnung ist der maximalen Wandstärke der ringförmigen Wülste oder Rippen 15. Dies vereinfacht die interne Ausdehnung, da eine derartige Ausdehnung nur gegen beschränkte Materialwandstärke durchgeführt werden muß.

Ein manschettenartiges Teil, generell bezeichnet durch die Referenzzahl 20, wird an den Nippel 10 mittels eines gebogenen Endes 21 befestigt, das in einen Absatz 17 eingreift, der dafür im Nippel 10 vorgesehen ist. Das Befestigen des manschettenartigen Teiles 20 am Nippel 10 kann auf irgendeine bekannte Art und Weise bewerk­ stelligt werden, wie beispielsweise mittels Kröpfung, Stauchung, Umbördelung oder ähnlichem. Der Schlauch, generell bezeichnet durch die Referenzzahl 30, der aus irgendeinem geeigneten Schlauchmaterial hergestellt ist, wird innerhalb des Raumes zwischen dem Nippelab­ schnitt 14 und dem manschettenartigen Teil 20 ange­ ordnet. Der innere Durchmesser des manschettenartigen Teils 20, der glatt ist, und der äußere Durchmesser der ringförmigen Rippen oder Wülste 15 sind dabei derart ausgewählt, daß der Schlauch 30 in den Raum über den Nippelabschnitt 14 geschoben werden kann, oder der Nippel­ abschnitt 14 leicht in den Schlauch 30 eingeführt werden kann, ohne der Gefahr des Verletzens des Schlauches, nachdem das manschettenartige Teil 20 über das Ende des Schlauches 30 soweit aufgeschoben worden ist, daß das gebogene Ende 21 des manschettenartigen Teiles nahe dem Schlauchende zu liegen kommt.

Mit der Referenzzahl 40 wird generell ein Expandierwerk­ zeug bezeichnet, das einen Stab 41 umfaßt, auf welchem das Expandierteil oder die Teile 42 und 43 angeordnet sind, die aus irgendeinem geeigneten gehärteten Material hergestellt sind. Vorzugsweise werden mehrere Expandier­ teile mit ansteigender äußerer Dimension verwendet, so daß die Ausdehnung des Nippelabschnittes 14 in mehreren Schritten realisiert werden kann, wodurch der absolute Expansionswert während jedem Schritt dadurch kleiner ist, wie derjenige, falls nur ein einziges Expansionsteil verwendet würde. Die Expansionsteile 42 und 43 können dabei, wie gezeigt, z.B. sphärische Konfiguration oder konische Konfiguration, aufweisen. Die Anzahl von Expansionsteilen kann variiert werden und hängt von den existierenden Bedingungen ab. Im weiteren können die Expansionsteile alle die gleiche Form haben, sphärisch oder konisch, oder einige davon können sphärisch sein und andere konisch. Für das geeignete Befestigen der Expandierteile 42 und 43 ist der Stab extern mit einem Schraubgewinde versehen, so daß die Expandier­ teile in einer vorgegebenen Position mittels Verwendung von Nuten (nicht gezeigt) gehalten werden können. Aller­ dings können irgendwelche andere Methoden des Befestigens der Expandierteile 42 und 43 auf dem Stab 41 verwendet werden. Im weiteren kann das Expandierteil oder die Teile in einem Stück mit dem Stab hergestellt werden.

Die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wird wie folgt erzeugt. Das manschettenartige Teil 20 wird über den Schlauch 30 vom linken Ende davon, wie in Fig. 1 dargestellt, übergestreift, so daß dieses über dem Schlauch 30 im Bereich vom freien linken Ende davon angeordnet ist. Da die innere Oberfläche des manschetten­ artigen Teils 20 glatt ist, und sein Durchmesser D 3 komplementär oder leicht größer ist als der äußere Durchmesser des Schlauches 30, kann dies ohne größere Schwierigkeiten bewerkstelligt werden.

Der Stab 41 des Expandierwerkzeuges 40 erstreckt sich von rechts, wie in Fig. 1 dargestellt, durch den Nippel 10 und den Nippelabschnitt 14 und wird dann in den Schlauch 30 eingeführt, so daß die Teile in der Position zu liegen kommen, wie in Fig. 1 dargestellt. Die äußeren Dimensionen der ringförmigen Rippen oder Wülste 15 sind dabei derart gewählt, daß das Einführen des Nippelab­ schnittes 10 in den Schlauch 30 leicht realisiert werden kann, ohne die Gefahr der Beschädigung des Schlauches, oder der Erzeugung von Spannungen im Schlauchmaterial. Es ist dabei auch möglich, daß der Nippelabschnitt leicht konisch ausgebildet ist und in Richtung gegen sein freies Ende konvergiert. Das manschettenartige Teil 20 kann an dieser Stelle mit dem Nippel 10, wie in Fig. 1 dargestellt, verbunden werden oder kann an diesem befestigt werden, nachdem der Nippelabschnitt 14 ausgedehnt worden ist, was nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Mittels einem geeigneten Werkzeug wird der Stab 41, wie durch einen Pfeil in Fig. 1 ange­ deutet, nach links gezogen, so daß die Expandierteile 42 und 43 nacheinander den inneren Durchmesser des Nippel­ abschnittes 14 ausdehnen, bis dieser die innere Durch­ messerdimension D′ 2 einnimmt, wie in Fig. 2 dargestellt, die im wesentlichen identisch ist mit dem inneren Durch­ messer des Schlauches 30 und vorzugsweise sich von diesem nur wenig unterscheidet, wenn überhaupt. Durch leichtes Verjüngen des freien Endes des Nippelabschnittes 14 werden Unterschiede zwischen diesen Dimensionen nach der internen Ausdehnung durch einen glatten Übergang (Fig. 2) überbrückt. Wie ebenso aus Fig. 2 ersehen werden kann, ist die ausgedehnte interne Durchmesserdimension D′ 2 leicht kleiner als die interne Durchmesserdimension D 1, so daß ein kleiner sich verjüngender Abschnitt 16′ übrigbleibt, womit die Ausdehnung im wesentlichen nur innerhalb eines Bereiches des Nippelabschnittes 14 stattfindet, dessen maximale Wandstärke durch die Wandstärke innerhalb des Bereiches der Wülste oder Rippen 15 bestimmt wird. Um die Rückhaltefähigkeit der Schlauch­ verbindung zu erhöhen, wird das manschettenartige Teil 20 in seinen Durchmesserdimensionen, wie durch die ge­ strichelten Linien 20′ angegeben, reduziert, z.B. mittels einem konventionellen Werkzeug, mittels welchem das manschettenartige Teil zusammengedrückt wird. Alter­ nativ dazu kann die Reduktion der Durchmesserdimension durch Einwalzen von Einbauchungen 22 erreicht werden, was anschließend unter Bezug auf die Fig. 3 aus­ führlicher beschrieben wird. Wie aus einem Vergleich der Fig. 2 mit der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Unter­ schied zwischen den Durchmesserdimensionen D 1 und D 2 von Fig. 1 größer als der Unterschied zwischen den Durchmesserdimensionen D 1 und D′ 2 von Fig. 2, so daß die Durchflußverluste, die als Resultat des konischen Abschnittes 16 entstehen, in der schlußendlich er­ stellten Schlauchverbindung von Fig. 2 reduziert sind, und die innere Durchmesserdimension D′ 2 des Nippelab­ schnittes 14 entspricht wenigstens nahezu dem inneren Durchmesser des Schlauches 30.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, in welcher das manschetten­ artige Teil 20 auf dem Nippel 10 durch Einwalzen einer ringförmigen Einbauchung 22′ befestigt ist, die in einer ringförmigen Ausbuchtung 17′ eingreift, die dafür im Nippel 10 vorgesehen ist, und in welcher eingewalzte ringförmige Einbauchungen 22 im Teil 20 vorgesehen sind, um die Rückhaltefähigkeit der Schlauchverbindung weiter zu erhöhen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die größten Tiefen der ringförmigen eingewalzten Einbauchungen 22 dabei zwischen den Scheitelpunkten der ringförmigen Wülste oder Rippen 15 im Nippelabschnitt 14 ange­ ordnet, um die Rückhaltefähigkeit der Schlauchver­ bindung zu maximieren. Im weiteren unterscheidet sich Fig. 3 von der Ausführung gemäß Fig. 1 und 2, indem die Ausdehnung durch Drücken des Werkzeuges 40 in den Nippel 10 bewerkstelligt wird, woduch es nötig wird, daß die Position des kleineren Expandierteiles 42 relativ zum größeren Expandierteil 43 umgekehrt ist, ver­ glichen mit derjenigen in Fig. 1. Konventionelle Mittel können dabei in den Fig. 1 und 3 verwendet werden, um die notwendige Kraft am Werkzeug 40 anzuwenden, während­ dem der Nippel 10 an Ort gehalten wird. Für die Ver­ wendung an einer Baustelle kann ein Handwerkzeug ver­ wendet werden mit einem zapfenzieherartigen Mechanismus. Für automatische Massenproduktion können andere kon­ ventionelle Mittel verwendet werden, um die Schlauch­ verbindung zu installieren.

In einem typischen Beispiel wurde ein Schlauch, ver­ stärkt mit einem Nylongewebe verwendet, der durch die Firma Gutes Rubber Comp. of Denver, Colorada herge­ stellt worden ist. Dieser Schlauch weist einen äußeren Durchmesser von ungefähr 27 mm auf, und einen inneren Durchmesser von ungefähr 19 mm. Der Nippel mit einem äußeren Durchmesser von ungefähr 20 mm wurde in diesen Schlauch eingeführt. Der Nippel kann dabei aus einem einzigen Werkstoffstück hergestellt sein. Alternativ dazu kann der Nippelabschnitt 14 aus rohrförmigem, rost­ freiem Stahl oder einem anderen geeigneten dehnbaren Material hergestellt sein, und kann mit dem Hauptrohr­ teil 11 zusanmengefügt sein. Zusätzlich kann es vor­ teilhaft sein, den Nippel 10 aus formbarem Gußmaterial herzustellen.

Ein spezielles Werkzeug 40 (Fig. 2) besteht aus einem Stab 41 und einem zwei oder mehreren sphärischen Teilen 42 und/oder konisch ausgebildeten Teilen 43, wurde dann in den Schlauch 30 eingeführt, worauf der Nippel 10 über dem Stab 41 angeordnet und anschließend in den Schlauch 30 eingeführt worden ist. Die Expandierteile 42 und 43 können auf dem Stab 41, z.B. mittels Nuten (nicht gezeigt) gesichert sein, die auf beiden Seiten von einem entsprechenden Expandierteil angeordnet sind, und mittels auf dem Stab 41 vorgesehenen schraubbar eingreifenden externen Gewindegängen. Allerdings können irgendwelche andere Arten der Sicherung der Expandier­ teile 42 und 43 ebenso verwendet werden, um diese an Ort zu halten. Im weiteren kann das Expandierwerkzeug von einem einzigen Teil eines geeigneten Materials her­ gestellt werden, wie beispielsweise aus irgendeinem bekannten harten Metall, das z.B. für Schneidewerkzeuge verwendet wird. Im beschriebenen Beispiel ist der innere Durchmesser des Nippelabschnittes 14, das ursprünglich einen Wert von 15 mm aufwies, mittels dem Expandierwerk­ zeug 40 auf 18 mm ausgedehnt worden. Anschließend wurde das manschettenartige Teil 20 am Nippel 10 durch Ein­ walzen einer ringförmigen Einbauchung 22′ be­ festigt und die ringförmigen Einbauchungen 22 wurden dann im manschettenartigen Teil 20 mittels bekannten Mitteln ausgebildet, z.B. unter Zuhilfenahme eines Werk­ zeuges das für das Schneiden von Rohren verwendet wird, wobei die Schneiderollen durch Rollen ersetzt worden sind, die abgerundete Kanten aufweisen. Der Schlauch in diesem Beispiel, der mit Schlauchverbindungen gemäß dieser Erfindung und von der Art wie in Fig. 3 darge­ stellt, an beiden Enden davon versehen worden ist, ist bei einem Druck von 850 bar geborsten ohne nachteiligen Einfluß auf die Schlauchverbindungen selbst.

Die Abfolge der Bearbeitungsschritte, die oben beschrieben worden sind, umfaßt zunächst das Ausdehnen des Nippel­ abschnittes und erst daran anschließend das Aussetzen des manschettenartigen Teils an einen Kompressions­ schritt, was aus verschiedenen Gründen wichtig ist. Indem zuerst der Nippelabschnitt ausgedehnt wird, können die äußeren Dimensionen des Nippelabschnittes derart gewählt werden, daß ein einfaches Einführen des Nippel­ abschnittes in den Schlauch möglich ist, ohne größere Spannung oder Beschädigung am Schlauch zu erzeugen. Der Nippel kann dann derart expandiert werden, daß sein innerer Durchmesser mit dem inneren Durchmesser des Schlauches konform wird, um irgendwelche Durch­ flußverluste oder abrupte Kanten zu eliminieren, die zu Geräuschproblemen führen könnten. Durch das nach­ folgende Aussetzen des manschettenartigen Teils an Kompressionskräfte innerhalb des Bereiches des expandierten Nippelabschnittes wird der innere Durchmesser des Nippel­ abschnittes im wesentlichen nicht beeinflußt. Falls im weiteren ein Kompressionswerkzeug verwendet wird, wie beispielsweise ein pneumatisches Krimpf- oder Walzwerkzeug, werden jegliche Dimensionsunterschiede des Schlauches, die von Natur aus infolge von Toleranzen bestehen, automatisch ausgeglichen, da durch das pneu­ matische Werkzeug immer dieselbe Kraft angewendet wird, und dadurch wird das manschettenartige Teil nur soweit zusammengedrückt, resp. komprimiert, wie dies mittels der vorgegebenen Kraft möglich ist. Dadurch wird im weiteren immer dieselbe Ausdehnung des Nippelabschnittes zur gleichen internen Durchmesserdimension für einen optimalen Durchfluß sichergestellt, währenddem gleich­ zeitig ermöglicht wird, den Nippel frei in den Schlauch einzuführen. Da der innere Durchmesser des Nippelab­ schnittes eine wichtige Dimension in der zusammenge­ fügten Schlauchverbindung ist, ist die Abfolge der Bearbeitungsschritte gemäß der vorliegenden Erfindung wichtig, um die Expansion des Nippelabschnittes immer zur derselben internen Durchmesserdimension sicherzu­ stellen. Dadurch wird ebenfalls erreicht, daß Spannungen des Gummischlauches minimiert werden, wenn der Nippel eingeführt wird und der Schlauch einer maximalen internen Spannung ausgesetzt wird, indem die Kraft für die Kompres­ sion des manschettenartigen Teiles genaustens gesteuert wird.

Fig. 4, in welcher gleiche Referenzzahlen für die Be­ zeichnung von gleichen Teilen wie in den Fig. 1 und 2, jedoch addiert durch die Zahl 100, verwendet worden sind, zeigt eine Schlauchverbindung für einen gummiartigen Schlauch, versehen mit einer internen metallischen Ver­ stärkungshülle. In Fig. 4 ist der Nippel generell durch die Referenzzahl 110 gekennzeichnet und umfaßt wieder­ um einen Hauptrohrabschnitt 111, der integral mit einem Anschlußabschnitt 112 ist, der äußerlich mit einem Schraubgewinde versehen ist. Die äußere Oberfläche des Hauptrohrabschnittes 111 ist wiederum derart ausge­ bildet, daß sie mit einem Werkzeug zusammenwirken kann, wie beispielsweise einem Aufsatzsteckschlüssel. Ein Nippelabschnitt 114 erstreckt sich vom Hauptrohrabschnitt 111 auf der Seite gegenüberliegend dem Anschlußabschnitt 112, dessen innerer Durchmesser ursprünglich kleiner ist als der innere Durchmesser des Schlauches, generell bezeichnet durch die Referenzzahl 130. Der innere Durch­ messer des Hauptrohrabschnittes 111 und des Anschluß­ abschnittes 112 kann leicht größer sein als derjenige innere Durchmesser bis zu welchem es vorgesehen ist, den Nippelabschnitt zu expandieren, wodurch ein konischer Bereich 116 entsteht, der den Übergang bildet. Da­ durch wird der freie Durchgang des Expandierwerkzeuges durch den Hauptrohrabschnitt und den Anschlußabschnitt 111 resp. 112 vereinfacht. Der Nippelabschnitt 114 ist wiederum mit sich nach außen erstreckenden Wülsten oder Rippen 115 versehen, die ein abgerundetes Profil aufweisen, um irgendwelche scharfen Kanten zu verhindern, die zu Beschädigungen des Schlauches führen könnten. Im weiteren kann der Nippelabschnitt 114 gegen sein freies Ende hin leicht kegelförmig zusammenlaufend aus­ gebildet sein, und zwar derart, um zusätzlich das Ein­ führen in den Schlauch 130 zu vereinfachen. Die Aus­ dehnung des Nippelabschnittes wird vorzugsweise in der Art und Weise, wie in bezug auf die Fig. 1 und 2 be­ schrieben, ausgeführt.

Das manschettenartige Teil, generell bezeichnet mit der Referenzzahl 120, wird dann am Nippel befestigt, d.h. im speziellen mittels geeigneter Mittel am Haupt­ rohrabschnitt 111 davon, wie beispielsweise durch Einwalzen oder plastische Deformation in eine Aus­ buchtung, wie in Fig. 4 dargestellt und wie schematisch bezeichnet mit der Referenzzahl 121. Das manschetten­ artige Teil 120 wird wiederum in bezug auf dessen äußere Durchmesserdimension innerhalb des Bereiches des expandierten Nippelabschnittes 114 reduziert, angegeben durch die Referenzzahl 120′ in Fig. 4. Dies kann wieder­ um mittels irgendeinem bekannten Werkzeug, wie einem Kröpfungswerkzeug erreicht werden.

Als ein Resultat der anfänglichen internen Expansion des Nippelabschnittes 114 zum im wesentlichen inneren Durchmesser des Schlauches 130, wird der innere Teil 131 des Schlauches auf der Innenseite der Metallver­ stärkungshülle 132 komprimiert, ohne allerdings die Metallhülle 132 in größerem Ausmaße zu beeinflussen. Wenn die Kompressionskräfte anschließend an das manschettenartige Teil 120 angesetzt werden, wird der äußere gummiartige Schlauchabschnitt 132 komprimiert, ohne allerdings die Metallhülle wesentlich zu beein­ flussen, die als Resultat der Expansion und Kompression ein wenig in bezug auf ihren Durchmesser reduziert werden kann, wodurch ihre Lage und längsgerichtete Konfiguration nur zu einem kleinen Teil beeinflußt wird. Dies ist wichtig, da durch die geeignete Wahl der Dimensionen und des Nippelmaterials in bezug auf Verformbarkeit und durch die anschließende Wahl einer geeigneten Kompressions­ kraft es möglich ist, irgendwelche Beschädigungen der Metallumhüllung 132 zu minimieren. In anderen Worten kann die Gefahr der Beschädigung der Metallumhüllung 132, z. B. verursacht durch unangemessene Kompressions- oder Biegekräfte, mittels der vorliegenden Erfindung minimiert werden. In einem Versuch, unter Verwendung eines verstärkten Schlauches, ist der Schlauch bei einem Druck von 1600 bar geborsten ohne irgendwelche negative Auswirkungen auf die beiden Schlauchverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung die an beiden Enden davon angeordnet worden sind.

Die verschiedenen Ausführungen der Schlauchverbindungen, die vorab beschrieben worden sind, stützen sich auf die maschinelle Herstellung eines Nippels mit einem Nippelabschnitt. Allerdings ist diese Herstellung zeit­ raubend und relativ teuer und daher nicht speziell ge­ eignet für Massenproduktion. Ähnliche Überlegungen gelten für die Teile des vorab diskutierten Standes der Technik, die ebenfalls maschinelle Herstellung benötigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Nach­ teile mittels einem Herstellverfahren überwunden, welches auf relativ billigen Standard-Normteilen aufgebaut ist, die exklusiv mittels Kaltdeformation in die Schlauch­ verbindung zusammengesetzt werden. In bezug auf die Fig. 5 bis 10, wo gleiche Referenzzahlen der 200er Serie verwendet werden, und im speziellen auf die Fig. 5, werden für die Schlauchverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung nur drei Standard-Normteile benötigt, nämlich ein Abschnitt einer Röhre oder eines rohrförmigen Teiles, generell bezeichnet mit der Referenzzahl 210 und in einer vorgegebenen Länge geschnitten; ein Normdichtungs­ ring resp. eine Normunterlagsscheibe 211 und eine zweite Röhre oder ein rohrförmiges Teil, generell bezeichnet mit der Referenzzahl 220 und ebenfalls in vorgegebener Länge geschnitten. Der Ring 211 ist mit einem zentralen Loch 211′ versehen, das ein wenig größer ist als der äußere Durchmesser des rohrförmigen Teils 210, während der innere Durchmesser des rohrförmigen Teils 220 ein wenig größer ist als der äußere Durch­ messer des Ringes 211.

Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, werden das rohrförmige Teil 210 und der Ring 211 in den Nippel resp. Rohrstutzen kaltgeformt, während das rohrförmige Teil 220 wiederum als äußeres manschetten­ artiges Teil der Schlauchverbindung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß der vor­ liegenden Erfindung wird der Ring 211 über das rohrförmige Teil 210 in eine vorgegebene Lage gestreift, wo der Ring mittels irgendeinem bekannten Mittel während der nachfolgenden Kaltdeformation gehalten wird. Die scharfen Kanten des Ringes 211, wie in Fig. 5 dargestellt, können dabei mittels irgendeinem bekannten Mittel, wie beispiels­ weise durch Entgraten abgerundet werden, bevor der Ring über das rohrförmige Teil 210 mit diesem zusammenge­ fügt wird. Bei der Durchführung des Kaltdeformations­ schrittes wird das rohrförmige Teil 210 in dem Bereich, der für die Bildung des Nippelabschnittes 214 vorgesehen ist, zu einem reduzierten Durchmesser a geschrumpft. Fig. 9, welche schematisch zeigt, wie ein rohrförmiges Teil 210 von Fig. 5 geschrumpft werden kann, zeigt ebenfalls den resultierenden konischen Übergangsabschnitt 216. Während der Kaltdeformationsoperation werden die Wülste oder Rippen 215 ebenfalls im Bereich des geschrumpften Nippelabschnittes 214 ausgebildet und der Ring 211 wird in seiner Position mittels den sich nach außen er­ streckenden Wülsten 218 und 218′ (Fig. 6) befestigt. Der Nippel, gezeigt in Fig. 6, kann dabei als Folge eines einzigen Schlages oder Stoßes im Kalt­ deformationsprozeß hergestellt werden. Als nächstes wird der Schlauch 230 über den Nippelabschnitt 214 mit reduziertem Durchmesser aufgeschoben, bis der Schlauch nahe am Ring 211 zu liegen kommt oder an diesem an­ stößt. Das manschettenartige Teil 220 wird dann über den Ring 211 und den Schlauch 230 wie in Fig. 7 darge­ stellt, aufgeschoben. Der Nippelabschnitt 214 wird dann von innen wiederum zu seinem ursprünglichen Durchmesser, wie in Fig. 8 dargestellt, ausgedehnt, d.h. zum ur­ sprünglichen internen Durchmesser des rohrförmigen Teiles 210. Schlußendlich wird das manschettenartige Teil 220, wie in Fig. 8 dargestellt, kaltdeformiert, um seinen Durchmesser entweder unter Verwendung von sich nach innen erstreckenden eingewalzten Einbauchungen 222, wie gezeigt in Fig. 8, oder durch Kompression des­ selben, wie gezeigt in Fig. 2, zu reduzieren. In beiden Fällen sollte die Deformation des manschettenartigen Teiles 220 in einer derartigen Art und Weise durchge­ führt werden, daß ein blendenartiges aufgeweitetes Ende 223 zwischen den Punkten b und c resultiert, um den Schlauch gegen Bewegungen zu schützen.

Wie vorab erwähnt, zeigt Fig. 9, wie ein rohrförmiges Teil 210 durch Schrumpfen eines Teiles seiner Länge zum reduzierten Durchmesserabschnitt 214 mit dem redu­ zierten Durchmesser a deformiert werden kann.

Das Verfahren, beschrieben unter Bezug auf die Fig. 5 bis 9 erlaubt ein rationelles und ökonomisches Her­ stellen einer Schlauchverbindung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, was nicht nur alle Vor­ teile, beschrieben in Verbindung mit den Ausführungen von Fig. 1 bis 4 umfaßt, sondern auch die Nachteile überwindet, die sich aus der Notwendigkeit des maschinel­ len Herstellens der Nippelteile ergeben. Wie auch bei den Ausführungen von Fig. 2 bis 4 werden auch bei der Schlauchverbindung, realisiert durch das Verfahren, beschrieben in den Fig. 5 bis 9, automatisch Toleranzen kompensiert indem zuerst der Nippelabschnitt 214 ausge­ dehnt wird, bevor das manschettenartige Teil 220 kalt­ geformt wird und über dem Ring 211 durch die nach innen geformte Kante 221 befestigt wird und entweder mit nach innen gewalzten Einbauchungen 222 oder einem reduzierten Durchmesserabschnitt versehen wird, der mittels eines Krimpf- oder Walzwerkzeug und wie im Detail unter Bezug auf die Fig. 4 beschrieben, hergestellt wird.

Fig. 10 zeigt eine Schlauchverbindung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und hergestellt mittels einer modifizierten Methode. In Abweichung vom Ver­ fahren gemäß den Fig. 5 bis 9 wird das manschettenartige Teil bei 221 kaltdeformiert, um es über dem Ring resp. der Unterlagsscheibe 211 der Nippelanordnung 210, 211 zu befestigen, nachdem letztere in der in bezug auf die Fig. 5 und 6 beschriebenen Art und Weise herge­ stellt worden ist. Die vormontierte Schlauchverbindung von Fig. 10 ist dann bereit für den Gebrauch, z.B. auch auf einer Baustelle, indem der Schlauch 230 in den Raum zwischen das manschettenartige Teil 220 und den Nippel­ abschnitt 214 mit dem immer noch reduzierten Durch­ messer eingeführt wird, worauf der Nippelabschnitt 214 von innen expandiert wird, und schlußendlich das man­ schettenartige Teil kaltdeformiert wird, z.B. unter Verwendung eines Krimpfwerkzeuges, wie in Fig. 4 dargestellt. Allerdings kann auch die Kaltdeformation von Fig. 3 mit dem manschettenartigen Teil 220 von Fig. 10 verwendet werden, falls auf der Baustelle ein ent­ sprechend geeignetes Werkzeug vorhanden ist.

Wie in den vorangehenden Ausführungen werden sowohl der Nippelabschnitt 214 wie auch das manschettenartige Teil 220 von irgendwelchen scharfen Kanten befreit, die in das Schlauchmaterial einschneiden könnten und dadurch eine Schlauchverbindung unter hohem Druck ge­ fährden könnten.

Versuche haben ebenfalls gezeigt, daß die Zeit für eine vorgegebene Menge von Flüssigkeit, wie beispiels­ weise Wasser, in aktuellen Versuchen durch die Ver­ wendung der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu Hoch­ druck-Schlauchverbindungen wesentlich reduziert werden kann, die zur Zeit in der Industrie verwendet werden. Die Zeit für einen Liter Wasser, um durch eine Schlauch­ verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zu fließen, kann mehr als auf die Hälfte reduziert werden im Ver­ gleich zu Schlauchverbindungen wie sie kommerziell ver­ wendet werden, z.B. in der Automobilindustrie.

Das manschettenartige Teil wurde einer leichten Reduktion in bezug auf den Durchmesser als ein Resultat der Kompression ausgesetzt. Die Größenordnung ist abhängig vom spezifischen Material und den ursprünglichen Dimen­ sionen des manschettenartigen Teils. Allerdings war die Größenordnung der Reduktion in der Dicke des manschettenartigen Teils normalerweise kleiner als 10% und im Normalfall in der Größenordnung von ungefähr 6-8%. Die Reduktion des manschettenartigen Teils als Resultat der Kompressionskräfte, die daran in den Beispielen der Fig. 2 und 4 angesetzt wurden, variiert ebenfalls abhängig von den Veränderungen der Toleranzen des Schlauchmaterials, da, wie vorab erwähnt, diese Toleranzen automatisch unter Verwendung einer vorgegebenen Kraft im beispielsweise pneumatisch betriebenen Kröpfungs­ werkzeug kompensiert werden können.

Die verschiedensten Materialien wie Stahl, rostfreier Stahl, Messing, Bronze, Aluminium, Kunststoffmaterialien etc. können als Materialien für die verschiedenen Teile der Schlauchverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Eine Schlauchverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung offeriert damit den wesentlichen Vorteil, daß eher ein Schlauch platzen wird, sogar im Falle eines verstärkten Schlauches bevor der Nippel mit großer Kraft und hoher Geschwindig­ keit durch den hohen Druck im Schlauch ausgetrieben wird. Versuche haben gezeigt, daß Schlauchverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung zuverlässig diese Anforderungen unter allen Bedingungen erfüllen.

Die Erfindung bietet den enormen Vorteil, daß dank der radial nach außen gerichteten Expansion des Nippel­ abschnittes der innere Durchmesser des Nippelabschnittes nicht länger den Mediumdurchgang durch diesen Abschnitt hindurch reduziert, als wie dies im Falle von zahl­ reichen bekannten Verbindungen dieser Art der Fall ist. In anderen Worten, falls eine bestimmte erforderliche Menge eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums durch den Schlauch innerhalb einer gegebenen Zeit­ periode hindurchzutreten hat, um eine bestimmte Arbeits­ leistung zu ermöglichen, so ist es möglich, dieselbe Arbeitsleistung mit einem Schlauch durchzuführen, der einen kleineren Durchmesser aufweist, als der früher verwendete Schlauch, der einen größeren Durchmesser aufwies. Anders gesagt, um dasselbe Arbeitsvolumen aus­ zuführen, ist dies mit Schläuchen mit kleineren Durch­ messern unter Verwendung der vorliegenden Erfindung möglich als wie dies früher mit Schläuchen mit größeren Durchmessern der Fall war. Schläuche mit kleineren Durch­ messern sind billiger und ebenfalls leichter in der Handhabung und zudem flexibler. Zudem ist ein kleiner Nippel für die Schlauchverbindung wesentlich billiger als ein großer Nippel, der für größere Schläuche be­ nötigt wird.

Die Schlauchverbindung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht selbst auf einfachste Art und Weise Schlauchreparaturen auf der Baustelle.

Dies kann sogar manuell durchgeführt werden, falls der Stab 41 des Werkzeuges mit einem feinen Gewinde­ abschnitt versehen ist. Dies ist von großer Wichtig­ keit bei schweren Maschinen, wie beispielsweise Straßen­ baumaschinen, deren Stundenbetriebskosten leicht 1600.- Fr. (1000 Dollar) pro Stunde übersteigen können. Wie auch immer, ergeben die Schlauchverbindung und das Ver­ fahren zur Herstellung derselben nicht nur eine wesent­ liche Vereinfachung auf dem Gebiet von hydraulischen Hochdruckleitungen sondern bieten auch eine große Sicherheit zum Verhindern von Unfällen und Katastrophen, bei welchen sogar Menschenleben gefährdet sein können, wie z.B. im Zusammenhang mit Hochleistungsgeräten, Flug­ zeugen, Schiffen usw.

Im weiteren erlaubt die Zuverlässigkeit von Schlauchver­ bindungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung einem Entwicklungsingenieur das Errechnen eines Druckes, der für eine gegebene Arbeit benötigt wird, und dann das Auswählen der benötigten Schläuche, um diese Drücke auszuhalten. Schläuche die hohen Drücken widerstehen können, nützen allerdings wenig, wenn sie nicht mit einem Nippel verbunden werden können, mit der kompletten Sicherheit, wie es dies gemäß der vor­ liegenden Erfindung der Fall ist.

Während nur zwei Ausführungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, versteht es sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf diese beiden Beispiele beschränkt bleibt, sondern da umfangreiche Änderungen und Modifikationen derselben, wie sie sich aus dem Stand der Technik ergeben, ebenfalls Inhalt dieser Erfindung sind. Z.B. können Wandstärke und Materialarten, verwendet für das manschettenartige Teil 20, derart ausgewählt werden, daß sie Kräfte aus­ halten, denen sie zu widerstehen haben. Es ist daher nicht die Absicht, die Erfindung auf die Details zu limitieren, wie sie vorab beschrieben sind, sondern sie soll alle die Änderungen und Modifikationen um­ fassen, wie sie durch den Umfang der beigefügten An­ sprüche definiert sind.

Claims (35)

1. Verfahren zum Herstellen einer Hochdruck-Schlauch-Verbindung durch Einklemmen eines Schlauches (30, 130, 230) an eine Nippelanordnung (10, 110, 210), versehen mit einem nach außen gerippten Nippelabschnitt (14, 114, 214) gekennzeichnet durch die Schritte:

• - des Aufschiebens eines rohrförmigen, manschettenartigen Teils (20, 120, 220) von zylindrischer Konfiguration über das freie Ende des Schlauches (30, 130, 230);
• - des Anordnens des Schlauches über dem nach außen gerippten Nippelabschnitt (14, 114, 214) mit dem manschettenartigen Teil (20, 120, 220) in einer derartigen Position, daß das Teil im we­ sentlichen die gleiche Ausdehnung mit dem gerippten Nippelab­ schnitt hat,
• - des anschliessenden Ausdehnens des inneren Durchmessers des nach außen gerippten Nippelabschnittes (14, 114, 214) zu einer Dimension, die mindestens nahezu gleich der inneren Abmessung des Schlauches (30, 130, 230) ist, währenddem der Schlauch gegen radiale Auswärtsbewegung durch das rohrförmige manschettenarti­ ge Teil (20, 120, 220) beschränkt ist, das sich über den Nippel­ abschnitt erstreckt und daraufhin
• - des Reduzierens der Durchmesserdimension des manschettenartigen Teils (20,120, 220) innerhalb mindestens einem wesentlichen Abschnitt des überlappenden Bereiches des Nippelabschnittes (14, 114, 214).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesserdimension des manschettenartigen Teils mittels Einwal­ zen von sich radial nach innen erstreckenden, ringförmigen Rillen (22, 222) im manschettenartigen Teil (20, 220) innerhalb des Berei­ ches des Nippelabschnittes (14, 214) reduziert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nippelabschnitt (14, 114, 214) mit beabstandeten ringförmigen Rippen (15, 115, 215) versehen wird, und daß die ra­ dial sich nach innen erstreckenden, ringförmigen Rillen (22, 222), die in das Manschettenteil eingewalzt sind, derart in Bezug auf die ringförmigen Rippen angeordnet werden, daß die tiefsten Punkte der ringförmigen Rippen wenigstens nahezu innerhalb den Räumen zwischen den Spitzen von benachbarten Rippen (15, 115, 215) zu liegen kommen.

4. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser­ dimension des manschettenartigen Teils (20, 120, 220) durch Krimpfen des manschettenartigen Teils innerhalb des Bereiches des expandierten Nippelabschnittes (14, 114, 214) reduziert wird.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeich­ net durch den weiteren Schritt des Befestigens des manschettenar­ tigens Teils (20, 120, 220) an die Nippelanordnung (10, 110, 210).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenartige Teil an der Nippelanordnung vor dem Anordnen des Schlauches über dem Nippelabschnitt befestigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenartige Teil nach dem Einführen des Nippelabschnittes in den Schlauch an der Nippelanordnung befestigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenartige Teil an der Nippelan­ ordnung durch Kaltdeformation, Stauchung, Krimpfung oder Überbor­ delung befestigt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das manschettenartige Teil an die Nippelanord­ nung durch Walzen mindestens einer sich nach innen erstreckenden Rille (22′) in den manschettenartigen Teil im Bereich einer dafür in der Nippelanordnung vorgesehenen Nut (17′) befestigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehre­ re sich nach innen erstreckende Rillen (22) in das manschettenar­ tige Teil innerhalb des Bereiches des nippelartigen Abschnittes während desselben Bearbeitungsvorganges gewalzt werden, bei dem das manschettenartige Teil an der Nippelanordnung durch Einwalzen der mindestens einen sich nach innen erstreckenden Rille (22′) befestigt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das manschettenartige Teil durch Anwenden einer vorgegebenen Kraft reduziert wird, um Toleranzen auszugleichen, ohne dabei im wesentlichen die mindestens ungefähre Gleichheit zwischen der normalen inneren Durchmesserdimension des Schlauches (30, 130, 230) und dem inneren Durchmesser des expandierten Nippelabschnittes (14, 114, 214) zu beeinflussen, um dadurch Durchflußverluste zu minimieren.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nippelabschnitt (14, 114, 214) im wesentlichen gleichmäßig über seine ganze Länge aufgeweitet wird, zur Minimalisierung von Unterschieden zwischen der normalen inneren Durchmesserdimension des Schlauches (30, 130, 230) und dem inneren Durchmesser des aufgeweiteten Nippelabschnittes.

13. Verfahren zum Befestigen eines Schlauches auf einer Nippel­ anordnung mit einem Hauptrohrabschnitt (11, 111, 211), der außen mit einer Oberfläche für den Eingriff eines Werkzeuges versehen ist und der mit einem Nippelabschnitt (14, 114, 214) über einen konischen Abschnitt (16, 116, 216) verbunden ist nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Nippelabschnittes zu einer Durchmesserdimension expandiert wird, die etwas kleiner ist als der innere Durchmesser des Hauptrohrabschnittes, um einen verkürzten konischen Abschnitt zwischen Hauptrohrabschnitt und dem Nippelabschnitt übrig zu lassen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Abschnitt (16, 116, 216) versetzt vom Hauptrohrabschnitt angeordnet ist und eine Wandstärke aufweist, die in der Größen­ ordnung der maximalen Wandstärke des Nippelabschnittes (14, 114, 214) liegt.

15. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelabschnitt (14, 114, 214) aus leicht expandierbarem Material besteht, welches sich vom Material des Hauptrohrabschnittes (11, 111, 211) des Nippels (10, 110, 210) unterscheidet, und vor seiner Verwendung mit dem Schlauch (30, 130, 230) am Hauptrohrabschnitt (11, 111, 211) befestigt wird.

16. Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckverbindung zwischen einer Nippelanordnung (110) und einem verstärkten Schlauch (130) , dessen Verstärkung (132) in einem radialen Abstand von seinem inneren Durchmesser angeordnet ist nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Ausdehnung des inneren Durchmessers des nippelartigen Abschnittes (114) und die anschließende Reduzierung des äußeren Durchmessers des manschettenartigen Teils (120) derart bemessen und gesteuert werden, daß die Verstärkung (132) ohne wesentliche Veränderung in ihrer Lage und Struktur relativ zu ihrer ursprünglichen Lage und Struktur im Schlauch (130) verbleibt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung im Schlauch zwischen einem inneren Schlauchteil (131) und einem äußeren Schlauchteil (133) eingebettet ist, und daß die Dimension und das Material des Nippelabschnittes (114) derart ausgewählt sind, daß die Aufweitung des Nippelabschnittes primär nur das innere Schlauchteil (131) beeinflußt, während Dimension und Material des manschettenartigen Teils (120) der­ art gewählt sind, daß die Kräfte, die am manschettenartigen Teil angesetzt werden, um dessen äußere Dimension zu reduzieren, primär nur das äußere Schlauchteil (133) beeinflussen.

18. Verbindung eines Schlauches mit einem Nippel, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

19. Hochdruckschlauchverbindung für das Verbinden eines Schlauches (30, 130, 230) mit einer Nippelanordnung (10, 110, 210) umfassend einen Hauptrohrabschnitt (11, 111, 211), einen Anschlußabschnitt (12, 112, 212) der am Hauptrohrabschnitt befestigt ist und einen Nippelabschnitt (14, 114, 214), der mit dem Hauptrohrabschnitt über einen konischen Abschnitt (16, 116, 216) verbunden ist und der mindestens zu einem Großteil vom Hauptrohrabschnitt axial beabstandet ist und dessen äußerer Durchmesser gegenüber dem Hauptrohrabschnitt verringert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelabschnitt (14, 114, 214) mit axial beabstandeten, nach außen vorstehenden Rippen (15, 115, 215) versehen ist, dessen äußeren Oberflächen zur Vermeidung scharfer Kanten abgerundet sind, daß ein rohrartiges manschettenartiges Teil (20, 120, 220), hergestellt aus einem im wesentlichen zylindrischen Teil von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke und glatter Oberfläche vorgesehen ist, das mindestens eine radial sich nach innen erstreckende Deformation (22′, 121, 221) aufweist; daß das manschettenartige Teil derart angeordnet ist, daß es im wesent­ lichen gleiche Ausdehnung mit dem Nippelabschnitt hat und mit diesem verbunden ist; und daß das manschettenartige Teil in seiner ursprünglichen, zylindrischen Konfiguration einen derartigen inneren Durchmesser relativ zum normalen äußeren Durchmesser des Schlauches (30, 130, 230) aufweist, daß der Schlauch im Raum zwischen der äußeren Oberfläche des Nippel­ abschnittes und der inneren Oberfläche des manschettenartigen Teils gegen axiale Bewegung unter dem Druck von einem hindurch­ fließenden flüssigen Medium, festgehalten wird, durch das Zusammenwirken der Verankerungskräfte der Rippen (15, 115, 215) auf dem Nippelabschnitt und der sich nach innen erstreckenden Deformation (22′, 121, 221) im manschettenartigen Teil aufgrund einer anfänglichen radialen Ausweitung sowohl des Nippelab­ schnittes und mindestens einem Teil des konischen Abschnittes (16, 116, 216) und der anschließenden Kompression der äußeren Oberfläche des manschettenartigen Teils.

20. Verbindung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Schlauchverbindung im wesentlichen nur aus der Nippelanordnung besteht, beinhaltend den Nippelabschnitt (14, 114, 214) mit den nach außen vorstehenden Rippen (15, 115, 215), dem Hauptrohrabschnitt (11, 111, 211) und dem Anschluß­ abschnitt (12, 112, 212) und aus dem manschettenartigen Teil (20, 120, 220), das einer Kompression ausgesetzt worden ist und das mit dem aufgeweiteten Nippelabschnitt zusammenwirkt, um dazwischen den Schlauch festzuhalten.

21. Verbindung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nippelabschnitt (14, 114, 214) praktisch gleichmäßig entlang seiner ganzen Länge im wesentlichen zum inneren Durchmesser des Schlauches (30, 130, 230) expandiert worden ist, um dadurch Unterschiede zwischen dem normalen inneren Durchmesser des Schlauches und dem inneren Durchmesser des expandierten Nippelabschnittes zu minimieren.

22. Verbindung nach einem der Ansprüche 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen vorstehenden Rippen (15, 115, 215) in axialer Richtung entlang des Nippel­ abschnittes beabstandet sind, und daß das manschettenartige Teil (20, 120, 220) mit mehreren sich nach innen erstreckenden Rillen (22, 222) versehen ist, für das Erzeugen von Druckkräften auf den Schlauch, die derart in bezug auf die Rippen angeordnet sind, daß die tiefsten Punkte der sich nach innen erstreckenden Rillen mindestens nahezu zwischen Scheitelpunkten von entsprechen­ den benachbarten Rippen zu liegen kommen.

23. Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach innen erstreckende Deformation des manschettenartigen Teils eine Stauchdeformation (Krimpfdeformation) im wesentlichen gleicher Ausdehnung mit mindestens dem mit Rippen versehenen Bereich des Nippelabschnittes ist.

24. Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des manschettenartigen Teils innerhalb seines Deformationsbereiches zwischen ungefähr 5% bis ungefähr 10% kleiner ist als dessen Dicke in den nicht­ deformierten Bereichen.

25. Schlauchverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Hauptrohr­ abschnittes (11, 111, 211) ein wenig größer ist als der aufge­ weitete innere Durchmesser des Nippelabschnittes, so daß nur ein dem Nippelabschnitt benachbarter Teil des konischen Abschnittes (16, 116, 216), aufgeweitet ist und eine kurze axiale Länge des konischen Abschnittes übrigbleibt.

26. Schlauchverbindung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des konischen Abschnittes im wesentlichen gleich der maximalen Dicke des Nippelabschnittes ist.

27. Schlauchverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelabschnitt ein separates Teil ist, das aus einem relativ leicht aufweitbaren Material hergestellt ist, das sich vom Material des Hauptrohrabschnittes der Nippelanordnung unterscheidet, und daß der Nippelabschnitt am Hauptrohrabschnitt befestigt ist.

28. Schlauchverbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelabschnitt aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.

29. Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das manschettenartige Teil an der Nippel­ anordnung durch plastische Deformation befestigt ist.

30. Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung eines Nippels für eine Hochdruck-Schlauchverbindung, gekennzeichnet durch die Schritte des Anordnens eines Ringes (211) in vorgegebener Position über einem rohrförmigen Teil (210) mit einer glatten inneren und äußeren Oberfläche, und des Kaltdeformierens des so zusammenge­ setzten rohrförmigen Teils und dem in Stellung gebrachten Ringes durch

• a) Reduzieren des Durchmessers des rohrförmigen Teils (210) innerhalb des Bereiches, der als Nippelabschnitt (214) vorgesehen ist,
• b) Erzeugen von sich nach außen erstreckenden Wülsten (215) von abgerundeter äußerer Form, die über die Länge des Nippelab­ schnittes (214) verteilt sind, und
• c) sicheres Befestigen des Ringes (211) in seiner Lage durch sich nach außen erstreckende Wülste (218, 218′) auf beiden Seiten davon.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) bis c) durch einen einzigen Stoß bei einer Kalt­ deformationsbearbeitung durchgeführt werden.

32. Verfahren für das Herstellen einer Hochdruckschlauch­ verbindung unter Verwendung einer Nippelanordnung, hergestellt in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruch 30, gekenn­ zeichnet durch die Schritte des Befestigens eines Schlauches (230) über dem Nippelabschitt (214) der Nippelanordnung (210); des Anordnens eines manschettenartigen Teils (220) extern über dem Ring (211) und dem Schlauch (230); des Aufweitens des Nippelabschnittes (214) von innen im wesentlichen zu dessen ursprünglichem Durchmesser; und des anschließenden Kaltdefor­ mierens des manschettenartigen Teils (220), zu seiner Befesti­ gung über dem Ring (211) und Verringerung seines Durchmessers mindestens innerhalb eines größeren Teils im Bereich des von innen aufgeweiteten Nippelabschnitts.

33. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach außen erweiterter Endabschnitt (223) während dem Schritt des Kalt­ deformierens am freien Ende des manschettenartigen Teils (220) erzeugt wird.

34. Ein Nippel, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 30.

35. Hochdruck-Schlauchverbindung, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 32 oder 33.