DE4034440A1 - Schlauchsicherungselement und verfahren zu dessen automatischer montage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauchsicherungselement mit einem auf einen Schlauch aufbringbaren Grundkörper, der aus zwei Teilen besteht, und der zur Sicherung des Schlauches auf einem hohlzy­ linderförmigen Körper wie einem Rohrstutzen oder dgl. eine durch radiale Vorspannung des Schlauchsiche­ rungselementes verursachte Kraft auf den Schlauch aus­ übt, und auf ein Verfahren zur Montage dieser Schlauchsicherungselemente.

Derartige Schlauchsicherungselemente werden zur Siche­ rung der Schlauchverbindungen beispielsweise in Kühlsy­ stemen aus dem Automobilbereich oder in Wasch-, Geschirrspül- oder Kaffeemaschinen aus dem Haushaltsbe­ reich verwendet, wobei die Montage der Schlauchsiche­ rungselemente manuell durchgeführt wird.

Die Montage von Schläuchen und Schlauchsicherungsele­ menten wird in der industriellen Anwendung bisher rein manuell durchgeführt. Die Schläuche werden aufgrund von Erfahrungswerten mit gelernten, prozeßabhängigen Bewegungsabläufen von Hand auf den Schlauchstutzen aufgesteckt. Die anschließende manuelle Montage der Schlauchschellen zur Sicherung der Schlauchverbindungen wird durch einfache Werkzeuge, wie Schrauber, Zange etc. unterstützt.

Es sind eine Vielzahl von einteiligen Schlauch­ sicherungselementen bekannt, z. B. in Form von Feder­ klemmschellen oder von Spannringen wie z. B. in DE-OS 27 16 809 beschrieben. Diese bekannten Schlauch­ sicherungselemente können erst nach Anwendung von Auf­ weitungswerkzeugen auf den Schlauch aufgeschoben wer­ den. Wegen dieser einteiligen Ausführung weisen diese Schlauchschellen jedoch elementare Automatisierungs­ hemmnisse auf.

Der einzige bisher bekannte Ansatz zur Konstruktion ei­ nes automatisierungsgerechten Schlauchsicherungs­ elementes ist in DE-OS 37 27 908 beschrieben. Neben dem Nachteil der Einteiligkeit ist für dessen Anwendung eine vormontierte Einheit zwischen Schlauch und Schlauchschelle Voraussetzung.

Aus DE-AS 18 06 247 ist zwar eine aus zwei gleichen Teilen zusammengesetzte Schlauchklemme mit ohrenförmi­ gen Ausbiegungen bekannt. Hierbei werden aber die glei­ chen Teile durch Nieten oder Schweißen verbunden, so daß es sich um eine nicht zerstörungsfrei lösbare Ver­ bindung zwischen den Teilstücken handelt. Auch eine derartige Ausbildung ist nicht automatisierungsgerecht.

Ferner ist aus DE-PS 30 10 424 eine Schlauchschelle aus zwei verschiedenen Teilen bekannt, welche an ihren En­ den durch einen Spannverschluß und gegenüberliegend durch ein Federgelenk verbunden sind. Solch eine Schlauchschelle ist nur mit sehr großem Aufwand automa­ tisch handhabbar.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Schlauchsicherungselement zur Sicherung eines Schlauches auf einem hohlzylindrischen Körper zu schaf­ fen, welches sowohl eine manuelle Montage wie Demontage bei geringen Offnungs- und Schließkräften und einfacher Handhabung, als auch eine rationelle automatische Mon­ tage z. B. mit einem Industrieroboter ermöglicht, wobei die Montagevorgänge des Schlauches und des Schlauchsicherungselementes zeitlich aufeinander folgen und völlig voneinander entkoppelt sind.

Das Problem wird erfindungsgemäß bezüglich des Schlauchsicherungselementes durch die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens zur Montage entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, daß ein Schlauchsicherungselement, welches für eine rationelle automatische Montage z. B. mit einem Industrieroboter geeignet ist, aus zwei Teilen aufge­ baut sein muß. Hierdurch ist es zum einen möglich, die Montagevorgänge des Schlauchsicherungselementes von der Montage des Schlauches auf den Anschlußstutzen zu ent­ koppeln, um nicht vor dem Schlauchmontagevorgang bei­ spielsweise eine Schlauchschelle auf den Schlauch auf­ schieben zu müssen. Zum anderen werden durch die Ver­ wendung von nur zwei Teilen, die völlig gleich ausge­ bildet sind, der Montagevorgang verkürzt sowie die Ma­ gazinverwaltung und die Vorratshaltung wesentlich vereinfacht, so daß eine kostengünstigere Montage er­ zielt wird.

Der erfindungsgemäße Rastmechanismus, bestehend aus Rastelement und Rastfeder, ist so ausgebildet, daß bei entsprechender Wahl der Nenndurchmesser von Schlauchsicherungselement und Schlauch, das Schlauchsi­ cherungselement im montierten Zustand einer Vorspann­ kraft ausgesetzt ist, so daß die Anpreßkraft auf den Schlauch erhalten bleibt, auch wenn das elastische Schlauchmaterial aufgrund werkstofftypischer Kriech­ vorgänge zu kriechen beginnt und der Außendurchmesser des gesamten Preßverbandes abnimmt.

Die federnde Wirkung der Rastfeder gewährleistet eine selbsttätige Nachstellung des Schlauchsicherungselemen­ tes bei werkstofftypischen Kriechvorgängen des Schlauchmaterials. Da pro Schlauchsicherungselement zwei gegenüberliegende Rastfedern vorgesehen sind, wird das Nachstellvermögen vergrößert, so daß auch die Abdichtung von Schlauchverbindungen mit größerem Durch­ messer sicher erreicht werden kann, bei denen eine Rastfeder nicht mehr ausreichen würde.

Ferner ist der Rastmechanismus derart ausgebildet, daß eine einfache manuelle Montage und Demontage des Schlauchsicherungselementes mit geringen Betäti­ gungskräften durchgeführt werden kann. Weiterhin ist der Rastmechnismus für eine rationelle automatische Montage z. B. mit einem Industrieroboter geeignet, bei der nach erfolgter Schlauchmontage die in die Grei­ ferbacken aufgenommenen Schlauchsicherungselementteile, nach Positionierung der Greiferbacken, in Richtung Schlauchmittelpunkt bewegt werden bis die Bewegung beendet ist, d. h. die Rastmechanismen eingerastet sind und eine gesicherte Verbindung zwischen Schlauch und Rohrstutzen hergestellt ist.

Das erfindungsgemäße Schlauchsicherungselement sowie das Verfahren zu dessen automatischer Montage hat damit eine Reihe von Vorteilen:
Das automatisierungsgerechte Schlauchsicherungselement besteht aus nur zwei Einzelteilen, die völlig identisch sind. Hieraus ergeben sich eine kostengünstige Her­ stellung der Einzelteile, ein geringer Teilebereitstel­ lungsaufwand und ein verkürzter, einfacher Montage­ vorgang. Die beiden letztgenannten Vorteile machen sich insbesondere bei der automatischen Montage des Schlauchsicherungselementes bemerkbar.

Der erfindungsgemäße Rastmechanismus bewirkt eine Vorspannung des Schlauchsicherungselementes sowie eine selbsttätige Nachstellung zur Aufrechterhaltung einer Anpreßkraft auf den Schlauch.

Das automatisierungsgerechte Schlauchsicherungselement kann wahlweise manuell mit sehr geringem Aufwand mon­ tiert und demontiert werden oder automatisch montiert werden. Das erfindungsgemäße automatische Monatagever­ fahren erlaubt eine zeitliche und funktionelle Trennung von Schlauchmontage und Schlauchsicherungselement-Mon­ tage. Letzteres Verfahren ermöglicht eine flexible automatische Komplettmontage von Schlauchsicherungs­ elementen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die den Schlauch um­ schließenden Teile des Schlauchsicherungselementes, Grundkörper und teilweise Rastelement und Rastfeder in derselben Umfangebene liegen, damit eine gleichmäßige Anpreßkraft des Schlauches auf den Rohrstutzen in axi­ aler und in Umfangsrichtung erzielt wird (Anspruch 2).

Für das Rastelement sind für eine einfache Fertigung verschiedene Ausführungsformen im Anspuch 3 angegeben. Die Nase des Rastelementes kann beispielsweise durch Stauchung oder durch Zurückbiegen des Endabschnittes eines Schlauchsicherungselementteils auf sich selbst hergestellt werden, wobei das Zurückbiegen in eine halbkreisförmige Nase münden oder bis auf den Grundkör­ per durchgeführt werden kann. Eine weitere fertigungs­ mäßig sehr vorteilhafte Ausführungsform einer keilförmigen Nase des Rastelementes wird durch Aus­ stanzen eines Stützlappens erhalten. Um ein Schlauchsicherungselement für verschiedene Durchmesser­ bereiche von Schläuchen verwenden zu können, werden mehrere Stützlappen hintereinander ausgestanzt, und für einen bestimmten Durchmesserbereich der entsprechende Stützlappen bei der Montage im Eingriff gebracht, so daß der Rastmechanismus verschiedene Raststellungen er­ laubt.

Im Anspruch 4 ist eine Ausgestaltung der Rastfeder angegeben, welche eine leichte Montage und Demontage des Schlauchsicherungselementes sowie eine einfache Herstellung des Einzelteils ermöglicht.

Um ein Durchrutschen des Rastelementes durch die Aus­ nehmung der Rastfeder zu verhindern, bzw. um eine Fi­ xierung des Schlauchsicherungselementes im montierten Zustand zu ermöglichen, muß die Nasenhöhe (aN) des Ra­ stelements größer sein als der lichte Abstand (aF) zwi­ schen der äußeren Oberfläche des Schlauchsicherungs­ elementes und dem Endabschnitt der Rastfeder, welche als Rastwiderlager dient (Anspruch 5, siehe auch Fig. 2a). Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 6 weist die Rast­ feder nicht nur eine sondern mehrere Ausnehmungen auf, die vom Rastelement bzw. dessen Rastfingern im Eingriff durchsetzt werden. Für eine praktikable Montage des Schlauchsicherungselementes müssen die die Ausnehmungen durchsetzenden Teile des Rastelements axial schmaler als der Grundkörper ausgebildet sein entsprechend der Breite der Ausnehmungen.

Zur Erhöhung der Sicherheit der Verbindung zwischen Schlauch und Rohrstutzen werden mit Wulststellen ver­ sehene Rohrstutzen derart verwendet, daß zwischen dem Befestigungsort des Schlauchsicherungselementes und dem Stutzenende ein oder mehrere Wulststellen liegen (Anspruch 7). Das in Anspruch 9 beschriebene Verfahren zur flexiblen automatischen Komplettmontage ist für beliebige Schlauchmaterialien und -durchmesser geeignet. Bevor­ zugt werden hierzu Parallel- oder Winkelgreiferbacken an einem Industrieroboter verwendet (Anspruch 9), wobei dieselben Greiferbacken für zwei verschiedene Nenn­ durchmesser-Bereiche von Schlauchsicherungselementen benützbar sind. Bei elliptischer Ausbildung der Grei­ ferbacken können auch mehr Durchmesserbereiche mit den­ selben Greiferbacken abgedeckt werden.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exem­ plarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er­ findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1a ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 1b Schnitt A-A aus Fig. 1a,

Fig. 2a ein Ausführungsbeispiel bei der Montage durch Parallelgreiferbacken eines Industrie­ roboters,

Fig. 2b Grundriß der Schlauchsicherungselementteile aus Fig. 2a (ohne Greiferbacken),

Fig. 3 Verschiedene Ausführungsformen des Rastele­ mentes.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein montiertes Schlauchsicherungselement, das zur Sicherung des Schlauches 1 auf dem Rohrstutzen 2 mit dem Innendurch­ messer d dient. Beide Schlauchsicherungselementteile bestehen aus dem Grundkörper 3 bzw. 3′, die den Schlauch umspannen, sowie aus dem Rastelement 4 bzw 4′, die die Rastfeder 5′ bzw. 5 des jeweils anderen Schlauchsicherungselementteiles durchsetzen und sich im montierten Zustand gegenseitig abstützen.

In Fig. 1b, die den Schnitt A-A der Fig. 1a darstellt, ist das Schlauchsicherungselement direkt neben einer Wulststelle 6 des Rohrstutzens 2 montiert, wodurch die Sicherheit der Verbindung erhöht wird.

Fig. 2a zeigt den Montagevorgang der Schlauchsiche­ rungselementteile 3, 4, 5 bzw. 3′, 4′, 5′ durch die Par­ allelgreiferbacken 7 bzw. 7′ eines Industrieroboters, die die Schlauchsicherungselementteile in Richtung Schlauchmittelpunkt bewegen, bis die Grundkörper 3 bzw. 3′ den Schlauch 1 umfassen und die Rastelemente 4 bzw. 4′ mit den Rastfedern 5′ bzw. 5 eingerastet sind. Die­ sem Arbeitsgang vorausgegangen ist die Montage des Schlauches 1 auf den Rohrstutzen 2, die Aufnahme der Schlauchsicherungselementteile in die Greiferbacken und die Positionierung der Greiferbacken am Befestigungsort des Schlauchsicherungselementes.

In Fig. 2b ist der Grundriß (Draufsicht) der beiden Schlauchsicherungselementteile aus Fig. 2a dargestellt; auf die Darstellung der in Fig. 2a gezeigten Greifer­ backen ist verzichtet. Die Ausnehmung 8 ist in der - in dem dargestellten Beispiel einer nach außen zu­ rückgebogenen - Rastfeder 5 soweit nach oben gezogen, daß bei der Montage ein leichtes Durchschieben des Rastelementes 4′ mit der Nasenhöhe (aN) ermöglicht wird. Die axiale Breite des Grundkörpers 3 des Schlauchsicherungselementes kann gleich der Breite oder schmaler als die Breite der Rastfeder 5 gewählt werden. Letztere Ausführungsform, die den Vorteil der Materialersparnis bietet, ist in Fig. 2b dargestellt.

Fig. 3 zeigt verschiedene Auführungsformen des Rastele­ ments 4 bzw. 4′. Die Rastelemente in Fig. 3b und Fig. 3c werden durch Zurückbiegen der Endabschnitte nach außen auf sich selbst hergestellt, während die Ausfüh­ rungen, die durch Stauchung (Fig. 3a) bzw. Ausstanzen eines Stützlappens (Fig. 3d) gefertigt werden, für eine automatische Fertigung sehr vorteilhaft sind.

Claims (9)

1. Schlauchsicherungselement mit einem auf einen Schlauch aufbringbaren Grundkörper, der aus zwei Teilen besteht, und der zur Sicherung des Schlauchs auf einem hohlzylinderförmigen Körper wie einem Rohrstutzen oder dgl. eine durch radiale Vorspannung des Schlauchsicherungselements verur­ sachte Kraft auf den Schlauch ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage des Schlauchsicherungselements auf einem auf einen Rohrstutzen oder dgl. aufgescho­ benen Schlauch wenigstens eines bestimmten Durchmesserbereiches, das Schlauchsicherungsele­ ment aus zwei gleich ausgebildeten Teilen besteht, von denen jedes am einen Ende ein radial nach außen ausgebildetes Rastelement und am anderen Ende eine Rastfeder mit wenigstens einer Aus­ nehmung aufweist, und daß die beiden Teile derart zusammenfügbar sind, daß das an jedem Teil vorge­ sehene Rastelement wenigstens eine Ausnehmung in der an dem anderen Teil vorgesehenen Rastfeder durchsetzt.

2. Schlauchsicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastmechanismus derart ausgebildet ist, daß die den Schlauch umschließenden Teile von Rastele­ ment und Rastfeder im Eingriff in derselben Um­ fangsebene liegen.

3. Schlauchsicherungselemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase des Rastelements durch Stauchung des Endabschitts eines Schlauchsicherungselementteiles nach außen ausgebildet ist, oder daß die Nase des Rastelementes durch einen nach außen wenigstens um 180 Grad auf sich selbst zurückgebogenen Endab­ schnitt eines Schlauchsicherungselementteiles ge­ formt ist, oder daß die Nase des Rastelements als ausgestanzter nach außen stehender Stützlappen am Endabschnitt eines Schlauchsicherungselementteils ausgebildet ist, wobei ein oder mehrere Stützlap­ pen hintereinander angeordnet sind.

4. Schlauchsicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastfeder durch einen nach außen auf sich selbst zurückgebogenen Endabschnitt eines Schlauchsicherungselementteiles geformt ist.

5. Schlauchsicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Abstützung der im Eingriff befindlichen Rastfeder und des Rastelementes der Abstand (aF) zwischen dem Endabschitt der Rastfe­ der und der äußeren Oberfläche des Schlauchsiche­ rungselementes kleiner ist als die Nasenhöhe (aN) des Rastelementes.

6. Schlauchsicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchsetzung der Rastfeder durch das Rast­ element entsprechend der oder den Ausnehmungen in der Rastfeder das Rastelement axial schmaler als der Grundkörper des Schlauchsicherungselementes ausgebildet oder das Rastelement in mehrere Rast­ finger unterteilt ist.

7. Schlauchsicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungsort des Schlauch­ sicherungselementes und dem Rohrstutzenende ein oder mehrere Wulststellen am Rohrstutzen vorgese­ hen sind.

8. Verfahren zur Montage von Schlauchsicherungsele­ menten insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß im Anschluß an die durchgeführte Montage des Schlauches auf einen hohlzylindrischen Körper wie einen Rohrstutzen oder dgl., zwei Greiferbacken an einem Greifer eines Industrieroboters die beiden Teile des Schlauchsicherungselementes aufnehmen,
daß die Greiferbacken durch den Industrieroboter über dem Befestigungsort des Schlauchsiche­ rungselementes am Schlauch positioniert werden,
und daß die Greiferbacken mit den Schlauchsi­ cherungselementteilen in Richtung Schlauch­ mittelpunkt bewegt werden, bis die Teile den Schlauch vollständig umfassen und die an den Endabschnitten der Teile befindlichen Rastmecha­ nismen eingerastet sind.

9. Montageverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Greiferbacken an einem Greifer eines Industrieroboters Parallelgreiferbacken oder Winkel­ greiferbacken sind, die am Befestigungsort des Schlauchsicherungselementes parallel zueinander oder rotatorisch in Richtung Schlauchmittelpunkt bewegt werden.