DE4120529A1

DE4120529A1 - Quetschkupplung fuer flexible schlaeuche

Info

Publication number: DE4120529A1
Application number: DE4120529A
Authority: DE
Inventors: Jerry H Chisnell; Myles E Davis; Steven J Dashevich
Original assignee: S&H FABRICATING AND ENGINEERING Inc LAKE MARY FLA US; S&H Fabricating and Engineering Inc
Current assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2011-06-22
Also published as: FR2664357B1; US5044671A; DE9116330U1; DE4120529C2; FR2664357A1

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Schlauchverbindun gen mit Fittingen und insbesondere solche Verbindungen für den Gebrauch in Hochdruckleitungssystemen wie sie z. B. in Kraftfahrzeugklimaanlagen vorhanden sind.

Flexible verstärkte Schläuche wurden immer schon zur Ver bindung verschiedener Bauteile von Kraftfahrzeugklima anlagen verwendet. Typischerweise wurden diese Schläuche mit Nippeln oder Fittingen versehen, welche ein Endstück aufweisen, das in das Ende des flexiblen Schlauches ein setzbar ist, wobei das Ende des Schlauches mit einer Hülse umgeben ist, die radial zusammengepreßt oder ge würgt wird, um den Schlauch zwischen der Hülse und dem Fitting einzuklemmen. Um sowohl die mechanische Belast barkeit der Kupplung als auch ihre Dichtfähigkeit herauf zusetzen, wurde häufig eine Vielzahl von ringförmigen Rippen an dem Fitting vorgesehen.

Erst kürzlich wurde ein zusammengesetztes verstärktes Schlauchmaterial entwickelt, welches im Gegensatz zu her kömmlichen Arten von verstärkten Schlauchkonstruktionen signifikante Vorteile in bezug auf Kosten, Gewicht und geringere Durchlässigkeit von herkömmlich in Automobil klimaanlagen verwandten Kältemitteln aufweist, wie z. B. Kältemittel, die chlorierte Fluorkohlenwasserstoffe ent halten und unter dem Warenzeichen Freon 12 und Freon 134A der Firma Dupont vertrieben werden. Typische Kältemittel, welche auch für die Anwendung mit der vorliegenden Erfin dung vorgesehen sind, werden in dem US-Patent Nr. 47 58 366 offenbart. Der zusammengesetzte Schlauch weist eine Seele auf, die aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist, wie es z. B. Polytetrafluoräthylen ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es geringe Spei chereigenschaften und eine geringe Widerstandsfähigkeit gegen die Beaufschlagung mit Druck aufweist. Während die Schlauchkonstruktion billiger in der Herstellung ist und weniger Gewicht hat, erweisen sich durch das Vorhanden sein der Seele aus dem besagten Material verschiedene Verfahren, flüssigkeitsdichte Dichtungen mit Fittingen zu bilden, als relativ unakzeptabel, da wegen der geringen Druckbeständigkeit der Seele die Tendenz zu Leckagen zu nimmt. Insbesondere wenn die gegenwärtig bekannten Ver fahren zur Sicherung von Endverbindungsstücken in derart zusammengesetzten Schläuchen angewandt werden, lassen die durch die aufgewürgte Hülse aufgebrachten Druckkräfte nach, weil das Material, aus dem die Seele besteht, dazu neigt, bei höheren Betriebstemperaturen, denen es norma lerweise ausgesetzt ist, zu fließen. Dies wiederum redu ziert den Dichteffekt und kann das Austreten des Kälte mittels als Gas bewirken. Die normalen Betriebstemperatu ren, denen solche Schlauchverbindungen, die in Kraftfahr zeugklimaanlagen eingebaut sind, ausgesetzt sind, betra gen zwischen minus 20°F und ungefähr 250°F. Konstruk tive Eigentümlichkeiten machen es erforderlich, daß solche Schlauchverbindungen genausogut bei Temperaturen von minus 40°F bis 300°F einsetzbar sind. Die höheren Temperaturen rühren hauptsächlich daher, daß die Anord nung des Systems sich in der Nähe des Motors befindet, und daß die Verdichtung des Gases zusätzliche Hitze erzeugt. Um eine effektive Dichtung über längere Zeit zu erhalten, kann man sich nicht vollständig auf das mecha nische Verschließen der thermoplastischen Seele verlas sen. Dies wird z. B. in den US-Patenten Nr. 41 06 526; 4 11 469: 41 42 554: 43 05 608 und dem deutschen Patent Nr. 1 64 770 gezeigt.

Vielmehr ist es bekannt, daß mechanische Verschluß systeme, wie oben erwähnt, mit einem sekundären Dicht system in Gestalt eines elastischen Dichtelementes zu er gänzen. Beispiele solcher Schlauchverbindungen werden in den US-Patenten Nr. 24 53 997; 27 97 111; 35 78 360; 39 90 729; 40 39 212 und dem englischen Patent Nr. 10 83 741 gezeigt.

Keines der zuvor erwähnten Schlauchverbindungsdicht systeme richtet sich vollständig in technischer und wirt schaftlicher Hinsicht nach den bekannten strengen Erfor dernissen für Schlauchverbindungen in Kraftfahrzeugklima anlagen, die zur Folge haben, daß über einen Zeitraum von 12 Jahren keine Leckage von Kältemitteln auftreten darf.

Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben erwähnten Er fordernisse. Sie tut dies durch die Verwendung eines ex trem wirkungsvoll gestalteten primären "Lebens"-Dicht systems, welches einen O-Ring zusammen mit einem glei chermaßen wirkungsvollen mechanischen Verschlußsystem verwendet, wobei (i) die Seele in einem solchen Maße am Fließen gehindert wird, daß die primäre Dichtung nicht beeinträchtigt wird und (ii) die Tendenz der Seele, sich bei ansteigenden Betriebstemperaturen auszudehnen, die Aufrechterhaltung einer wirkungsvollen sekundären Dich tung im mechanischen Verschlußsystem bewirkt.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine verbesserte Kupplung für Schlauchvenbindungen, die speziell für Kraftfahrzeugklimaanlagen angepaßt ist, bestehend aus einem flexiblen Schlauch mit einer Seele, die aus elasti schem gasundurchlässigen thermoplastischen Material her gestellt ist, einem rohrförmigen Fitting, der ein Endteil aufweist, das von dem einen Ende der Seele aufgenommen wird und einer Hülse, die die äußere Fläche des Schlauches umgibt, wobei das Endteil in axialem Abstand eine Mehrzahl von ringförmigen Rippen aufweist, die je weils einen im wesentlichen dem Fitting gleichen Durch messer besitzen und vorzugsweise von gleicher Breite sind. Vorzugsweise sind die Rippen in gleichem Abstand zueinander entlang der Achse des Fittings angebracht. Die ringförmigen Rippen weisen ein paar Dichtrippen und eine ringförmige Dichtringaussparung auf, die zwischen den Dichtungsrippen angeordnet ist, wobei die Dichtringaus sparung eine vorbestimmte Tiefe hat, um einen vorher be stimmten Druck auf die Verbindung zu ermöglichen. Die Dichtrippen weisen zwei Seitenwände auf, die die Breite der Auskehlung für die Dichtung bestimmen. Ein ringförmi ges elastisches Dichtelement wird in die Dichtringausspa rung eingepaßt und greift in die innere Oberfläche der Seele. Die Hülse ist an einer Mehrzahl von im wesentli chen ringförmig mit Abstand voneinander angeordneten Stellen radial nach innen verformt, um radial nach innen gerichtete Verschlußrippen zu bilden, welche Klemmkräfte auf den Schlauch ausüben und dabei den Schlauch auf dem Fitting sichern. Das elastische Dichtelement ist zentral und axial zwischen einem Paar der Verschlußrippen der Hülse angeordnet, während die Dichtrippen des Fittings ein Mittel sind, um die Klemmkräfte die durch die Quetschrippen der Hülse aufgebracht wenden abzuleiten, wobei der Druck des elastischen Dichtelementes im wesent lichen unbeeinflußt bleibt.

Somit liefert die vorliegende Erfindung ein extrem wirt schaftliches und wirkungsvolles Mittel, das die Vorteile verwirklicht, die durch das zusammengesetzte Schlauch material mit thermoplastischer Seele offenbart werden, im Bereich der Hochdruckflüssigkeiten, wie z. B. bei Kraftfahrzeugklimaanlagen.

Außerdem ist die vorliegende Erfindung auch für die An wendung in Verbindung mit Sicherungsfittingen an den En den von anderen Arten von Schläuchen und Flüssigkeitslei tungen geeignet, speziell an solchen, die ein geringes Speichervermögen und eine geringe Druckbeständigkeit auf weisen.

Zusätzliche Vorteile und Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Schlauchverbindung,

Fig. 2 ist eine Ansicht des rohrförmigen Endteils der Schlauchverbindung aus Fig. 1,

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht des Teiles, welches in Fig. 2 mit A bezeichnet ist,

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht des Segmentes, welches in Fig. 1 mit B bezeichnet ist und die Anordnung der primären elastischen Dichtung bei Raumtemperatur zeigt, und

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht des Segmentes, welches in Fig. 1 mit B bezeichnet ist und die primäre elastische Dichtung bei höheren Tempe raturen zeigt.

Unter Bezug auf die Bezeichnungen wird insbesondere in den Fig. 1 und 2 eine Anordnung der verbesserten Schlauchverbindung entsprechend der vorliegenden Erfin dung gezeigt, die grundsätzlich mit 10 bezeichnet wird. Die Schlauchverbindung 10 besteht aus einem Fitting 12 mit einem Ende 14, welches vom Endbereich des Schlauches 16 aufgenommen wird. Eine Hülle 18 ist an einem Ende des Fittings 12 befestigt. Der Rest der Hülle 18 überlappt den Schlauch 16 im wesentlichen auf der ganzen Länge des Endes 14 und wird in einer Art und Weise, die nachfolgend beschrieben wird, auf den Schlauch gewürgt, um die Verbindung zu sichern und abzudichten.

Wie im einzelnen in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird, be steht das Fittingende 14 aus einem verlängerten im allge meinen zylindrischen Körper, der eine Mehrzahl von im Ab stand voneinander angebrachten ringförmigen radial nach außen herausstehenden Rippen 20, 22 auf seiner äußeren Fläche aufweist, welche nahe an einem Ende angebracht sind. Jede der Rippen ist durch Seitenwände 24 begrenzt, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Fittings 12 herausragen. Eine Verjüngung von weniger als 5° reicht aus und kann insbesondere nützlich sein, wenn die Rippen 20, 22 gewalzt werden. Eine ringförmige Dich tungsaussparung 26, welche so beschaffen ist, daß sie ein elastisches Dichtelement 28, vorzugsweise in Gestalt eines O-Rings aufnehmen und in Position halten kann, ist zwischen den Rippen 20, welche Dichtrippen darstellen, angeordnet. Zwischen den Rippen 20, 22 auf den beiden entgegengesetzten Seiten der Dichtringaussparung 26 sind Verschlußauskehlungen 30 angeordnet. Jede der Rippen 20, 22 ist von gleichem Durchmesser und hat den Nenndurchmes ser des Fittings 12. Das Fittingende kann deshalb abge spant oder gewalzt werden. Wenn es gewalzt wird, ist es wünschenswert, daß der äußere Durchmesser der Rippen so genau wie möglich dem restlichen Durchmesser des Fittings 12 entspricht.

Am äußeren Ende des Fittings ist ein Übergangsstück ge formt, welches ein verjüngtes Endteil 32 und eine Füh rungsfläche 34 aufweist, welche den gleichen äußeren Durchmesser wie die Rippen 20, 22 besitzt.

Das andere Ende des Fittings 12 (nicht gezeigt) ist von herkömmlicher Gestalt und kann z. B. ein verlängertes hexagonal geformtes Teil aufweisen, welches für das Ansetzen eines Schraubenschlüssels geeignet ist, dem ge stufte Absätze und ein geschraubtes Teil folgen, das an gepaßt ist, um dichtend in ein anderes Teil der Kraftfahrzeugklimaanlage einzugreifen, welches grundsätz lich mit 40 bezeichnet wird. Diese Teile können auch an dere gewünschte Einrichtungen sein, um eine Verbindung zu anderen Teilen des Systems, in welchem die Kupplung für Schlauchverbindungen benutzt wird, herzustellen.

Der Schlauch 16 besteht, wie gezeigt, aus verstärktem zu sammengesetztem Material, wobei dieses aus einer äußeren Schicht 42 aus geeignetem synthetischen Gummimaterial, wie z. B. Styrolbutadien, und einer Zwischenschicht 44 aus geeignetem Verstärkungsmaterial besteht, die dazwischen angeordnet ist. Das Verstärkungsmaterial kann aus gewobe ner Faser, wie es z. B. Nylon oder Polyestergewebe ist, oder dergl. bestehen. Ebenso ist eine Seele 46 vorgese hen, welche aus geeignetem thermoplastischen Material, wie z. B. Nylon, Teflon, welches ein eingetragenes Waren zeichen der Firma DuPont ist, Polyäthylen oder ähnlichem Material bestehen kann. Es ist die Anwesenheit dieses Ma terials, aus dem die Seele besteht, welches sowohl die zuvor erwähnten Vorteile dieser Art von Schlauchkonstruk tion gewährleistet, als auch die zuvor erwähnten Probleme aufwirft, eine lange beständige, dauerhafte und wirt schaftliche flüssigkeitsdichte Dichtung zu erzeugen.

Der Schlauch 16 ist auf dem Fitting 12 durch ein defor mierbares zylindrisches Hülsenelement 18, welches das Endteil des Schlauches umgibt, gesichert und angepaßt, um gequetscht, gewürgt oder in anderer Art und Weise an einer Vielzahl von in axialem Abstand auf dem Fitting 12 angeordneten Stellen 48 nach innen gepreßt zu werden, um den Schlauch 16 zwischen den Fitting 12 und das zusammen gedrückte Hülsenelement 18 zu klemmen. Nachdem das pas siert ist, wird sich an jeder der gequetschten Stellen 48 eine radial nach innen gerichtete Quetschrippe 50 und eine zentral angeordnete Erhebung 52 zwischen den ge quetschten Stellen 48 formen. Es ist zu erwähnen, daß jede der Quetschrippen 50 direkt zwischen einer betref fenden Verschlußauskehlung 30 angeordnet ist, und daß das primäre Dichtelement 28 direkt unter einer der Erhebungen 52 angeordnet ist. Es wird ebenso erwähnt, daß das axiale Ausmaß der Quetschungen an den Stellen 48 annähernd die gleiche Breite der Verschlußauskehlungen hat, um eine Quetschrippe zu erzeugen, deren Scheitel annähernd gleich der axialen Länge einer jeden Verschlußauskehlung ist.

Um die vorliegende Erfindung zusammenzusetzen, wird zu erst das Dichtelement 28 ausgedehnt und in der Dichtaus sparung 26 positioniert, wobei ein Teil dieses Dicht elementes radial über die Dichtrippen 20 herausragt, was vom Ausmaß des Druckes, für den die Kupplung gestaltet ist, abhängt. Danach wird der Schlauch 16 auf dem Fitting 12 gestülpt. Vorzugsweise wird der innere Durchmesser des Schlauchs geringfügig kleiner sein als der äußere Durch messer des Fittings, wodurch die Seele 46 unter Spannung gesetzt wird, wenn sie mit dem Fitting zusammengesetzt wird. Wenn der Schlauch 16 auf den Fitting gestülpt wor den ist, wird sein Endteil durch das Obergangsstück des Fittings 12 ausgedehnt. Die Führungsfläche 34 wird dann den Schlauch über die Rippen 20, 22 und das Dichtelement 28 mit minimaler Störung führen. Entsprechend der Tat sache, daß das Schlauchende leicht erweitert ist, und daß die ringförmige Dichtringaussparung relativ tief im Ver hältnis zum Querschnitt des O-Rings ist, wird der O-Ring im wesentlichen durch die Seele in die Dichtungs aussparung 26 gepreßt, was der Seele erlaubt, über das Dichtelement zu gleiten. Wenn dies geschieht, wird das Dichtelement dann unter dem gewünschten Druck stehen. Die Seele wird weder in die ringförmige Dichtringaussparung ausweichen, noch wird sie durch das Dichtelement merklich über den äußeren Durchmesser der Rippen 20, 22 ausgewei tet. Für den Fall, daß der Prozentsatz der Füllung zwi schen 85 und 100% beträgt, wird die Vorrichtung sich nicht merklich ausdehnen.

Wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird, bleibt nach dem Zusammenbau diese Durchmesserbeziehung erhalten, so daß die Gestaltverformung des primären Dichtelementes na hezu beibehalten werden kann.

Als nächstes wird das Hülsenelement 18 in eine Position gebracht, in der es einen Teil des Schlauches 16, das das Fittingende 14 aufnimmt, überlagert. Die Hülse 18 wird danach an einer Mehrzahl von ringförmig den Fitting umge benden Stellen 48 deformiert. Wie es am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, bewirkt die Druckkraft F, die an jeder Stelle der Quetschrippen 50 ausgeübt wird, ein kaltes Verformen der thermoplastischen Seele, was diese dazu bringt, im wesentlichen in die betreffenden Verschlußaus kehlungen 30 zu fließen und diese vollständig auszufül len. Nach einer Zeit werden die Verschlußauskehlungen vollständig gefüllt sein, da die Seele erst bei höheren Betriebstemperaturen zu fließen anfängt. Zur gleichen Zeit erhält jede Erhebung 52 im wesentlichen ihren ur sprünglichen Außendurchmesser. Dieser Umstand in Verbin dung mit der relativen Elastizität der äußeren Schicht 42 des Schlauches und der Dimensionierung der axialen Breite b der Dichtrippen 20 und Verschlußauskehlungen hält das primäre Dichtelement 28 unter dem Druck für den es kon struiert ist. Die naheliegenden Dichtrippen 20 haben eine ausreichende axiale Breite, so daß die resultierenden Druckkräfte, die hauptsächlich im Bereich des primären Dichtelementes auf die Seele ausgeübt werden, entlang der axialen Ausdehnung der Dichtrippen verteilt werden und auf ein Minimum beschränkt werden. Mit anderen Worten, das Ausmaß des Drucks wird durch die relative Dimen sionierung der Querschnittsdicke des O-Rings relativ zu dem Querabstand der ringförmigen Dichtungsaussparung be stimmt. Gleichzeitig mit dem Voranschreiten des Würgens der Hülse an den Stellen 48 wird das Endteil 54 der Hülse auf eine oder mehrere Verschlußrippen 56 des Fittings ge quetscht oder gewürgt, die zusammen mit den Dichtrippen abgespant worden sind, oder auf eine andere Art und Weise auf den Fitting geformt worden sind.

Die Beziehungen der Dimensionen der Kupplungsbauteile, insbesondere die axiale Breite b der Dichtrippen 20 im Verhältnis zu der Breite c und die Breite d der Ver schlußrippen im Verhältnis zu der Dicke der Seele sind besonders wichtig für die Wirksamkeit der Kupplung, die in der Lage ist, flüssiges Kältemittel oder Gas über län gere Zeiträume zu beinhalten. Ebenfalls ist die Größe des O-Ring-Dichtelementes in bezug auf seinen Quer schnittsdurchmesser im Verhältnis zu dem inneren Durch messer des Fittings 12 wichtig.

Zum Beispiel ist es wichtig, daß der O-Ring im wesentli chen gänzlich maßhaltig ist, damit er in axialem Kontakt mit der Seele 46 ist und eine ausreichende Toleranz auf weist, um die Hülse 18 auf den Fitting 12 zu quetschen, ohne das Ausmaß des erreichten Druckes materiell zu be einflussen. Weiterhin ist es erwünscht, daß die ringför mige Dichtungsaussparung 26 eine Breite hat, durch e be zeichnet, die nur wenig größer ist als die Breite des Dichtelementes 28. Es ist auch erwünscht, daß die Breite b der naheliegenden Dichtrippen, die die Aussparung be grenzen, zumindest gleich der Breite der Dichtaussparung 26 ist. Die Tiefe f der ringförmigen Dichtungsaussparung 26 ist etwas kleiner bemessen als der Querschnittsdurch messer des O-Ring-Dichtelementes 28, um das erwünschte Ausmaß des Druckes auf das ringförmige Dichtungselement zu erhalten.

Im allgemeinen hat die Dichtungsaussparung, wie in Fig. 3 zu sehen ist, aus axialer Sicht einen rechteckigen Quer schnitt. Jedoch hat die Verbindung der Seitenwände 24 mit der Bodenwandung 31 einen ausreichenden Radius g. Der Ra dius g erlaubt dem Dichtelement bis zu dem Punkt verdich tet zu werden, an dem es die Dichtungsaussparung voll ständig ausfüllt, ohne daß es durchbricht, wenn es in die Ecken der Dichtungsaussparung 26 gezwängt wird. Die exak ten Dimensionen werden danach festgesetzt, welches Ausmaß an Druck auf das O-Ring-Dichtelement erwünscht ist. Mehr wird dazu nachfolgend erläutert, jedoch ist es grundsätz lich erwünscht, daß das O-Ring-Dichtelement so zusammen gepreßt wird, daß mindestens 85% der Dichtringaussparung gefüllt ist und es anfänglich angeordnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Es ist auch wünschenswert, daß der Füllgrad 120% nicht überschreitet. Mit anderen Worten, es darf nicht mehr als 20% der Querschnittsfläche des O-Rings radial aus der Dichtungsaussparung herausragen. Diese obere Grenze ge währleistet, daß (i) der O-Ring bei der Montage nicht aus der Aussparung herausrollt, und daß (ii) während der Mon tage die Dichtung axial innerhalb der Dichtungsaussparung verbleibt, ohne abgeschert zu werden oder auf andere Art und Weise abgetragen zu werden.

Die Tiefe d der Verschlußauskehlungen 30 ist der Dicke der Seele 46 angepaßt. Es ist allgemein erwünscht, daß die Tiefe d nicht mehr als ungefähr die Hälfte der Dicke und nicht weniger als ungefähr 1/6 der Dicke der Seele beträgt. Ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend für eine Kupplungszusammenstellung für einen Schlauch mit einem Durchmesser von 1,27 cm (1/2 inch) ausgeführt:

Materialspezifikation

Fitting 12:
3000er Serie Aluminium

Hülse 18:
3000er Serie Aluminium,
6000er Serie Aluminium und Stahl ist auch annehmbar, genauso wie es die 5000er Serie Aluminium nur für die Hülse ist

Schlauch 16:
Goodyear 3E 782-200

Dichtelement 28:
Flurocarbon Corporation R 208

Maßspezifikationen

Schlauch:
äußerer Durchmesser: 2,362 cm (0,930 inches)
innerer Durchmesser: 1,031 cm (0,406 inches)
Dicke der Seele: 0,025 cm (0,01 inches)

Fitting:
Anzahl der Rippen 20, 22: 6
Breite b der Rippen 20: 0,241 cm (0,095 inches)
Tiefe d der Rippen 22: 0,015 cm (0,006 inches)
Breite c der Verschlußauskehlungen 30: 0,241 cm (0,095 inches)
Tiefe d der Dichtungsaussparung 26: 0,142 cm (0,056 inches)
Breite e der Dichtungsaussparung 26: 0,203 cm (0,08 inches)
Radius g der Dichtungsaussparung 26: 0,041 cm (0,016 inches), der um 0,1 cm (0,04 inches) vergrößert werden kann, um die Füllung der Dichtungsaussparung auf ein Ausmaß von 100% anzupassen

Dichtelement:
innerer Durchmesser: 1,211 cm (0,477 inches)

Querschnittsdurchmesser:
0,188 cm (0,074 inches)

Ausmaß der Verdichtung: 24%

Füllungsgrad der Dichtringaussparung: 88%

Für das vorhergehende Beispiel ist zu erwähnen, daß die Verhältnisse von bestimmten Gestaltungsfaktoren wie folgt sind:
Verhältnis von Dichtrippenbreite b zur Breite der Ver schlußauskehrung c: 1 : 1,
Verhältnis der Dichtrippenbreite b zur Breite der Dich tungsaussparung e: 1,2 : 1,
Verhältnis der Dicke der Seele 46 zur Tiefe der Ver schlußkehle d: 1,7 : 1, gestaltete O-Ring-Verdichtung: 24%.

Was die oben angegebenen Verhältnisse und speziell die Verhältnisse der Seelendicke zur Tiefe der Verschlußaus kehlungen betrifft, so können diese von 6 : 1 bis ungefähr 2 : 1 reichen. Die herkömmliche Dicke der Seele kann von 0,013 cm (0,005 inches) bis zu 0,254 cm (0,1 inches) rei chen. Es besteht der Trend dünnere Seelen zu benutzen. Was die Festlegung der Tiefe der Verschlußauskehlungen angeht, so ist es ausreichend, daß das Fließen der ther moplastischen Seele bei höheren Betriebstemperaturen ver hindert wird und daß die Auskehlung nicht so tief ist, daß sie während der Installation oder dem folgenden Ge brauch Einrisse in der Seele verursacht.

In der Festlegung der Breite der Rippen, zumindest der Rippen, die die ringförmige Dichtungsaussparung bestim men, ist es wichtig, daß diese ausreichend weit oder von ausreichender axialer Ausdehnung sind, so daß diese die Klemmkräfte auf die Seele, die unmittelbar über dem pri mären Dichtelement angreifen, verteilen. Ein Verhältnis von ungefähr 1 : 1 oder mehr, z. B. 1,2 : 1, hat sich für die sen Zweck als zufriedenstellend herausgestellt. Die Breite der Verschlußauskehlungen 30 muß ebenfalls ausrei chend sein und unter Aufbringen der Druckkraft F während des Würgens gewährleisten, daß die Seele 46 sich voll ständig in die Auskehlung deformiert. Eine Breite c, die gleich oder ähnlich der Breite b der Dichtrippen ist, hat sich als zufriedenstellend erwiesen.

Für das konstruktive Ausmaß der O-Ring-Verdichtung ist ein Bereich von 10 bis 35% akzeptabel. Der bevorzugte Bereich liegt jedoch zwischen 20 und 25%. Das Ausmaß der O-Ring-Verdichtung ist als reziproker Wert des anfänglich unverdichteten Durchmessers des O-Rings dividiert durch die radiale Länge, zu der der Durchmesser verringert ist, z. B. der kleine Durchmesser, wenn der Schlauch instal liert ist und durch die Hülse 18 festgeklemmt ist, defi niert. Bei einem Füllungsgrad der Dichtungsaussparung von 100% oder weniger wird diese radiale Länge gleich der Tiefe der Dichtungsaussparung 26 sein.

Im Betrieb, wie speziell aus Fig. 5 zu ersehen ist, wird die Seele 46 die Tendenz haben, im Bereich von Temperatu ren von 220°F bis 300°F zu fließen. Dadurch ist es dem primären Dichtelement möglich, sich auszudehnen, wobei sich die thermoplastische Seele 46 ein Stück von der Oberfläche der naheliegenden Dichtrippen 20 abhebt. Wenn die Temperatur sich zu einem geringeren Niveau des Be triebsbereichs verringert, wird die Seele 46 ihre ur sprüngliche Form oder eine Form, die annähernd der in Fig. 4 gezeigten Form ist, annehmen. Im Bereich der Be triebstemperatur der Kupplung werden sich die Seele und der O-Ring in mehreren Zyklen ausdehnen und zusammenzie hen. Durch die Gestalt der Verschlußauskehlungen, insbe sondere dieser, die nahe der Dichtungsaussparung 26 lie gen, wird die Seele daran gehindert in einem Ausmaß, das merklich verschieden von dem Teil ist, welches zwischen den beiden Verschlußauskehlungen herausragt, zu wachsen. Das ist durch die Wirkung der Druckkraft F möglich, die durch die radial nach innen gerichteten Quetschrippen 50 auf die Seele aufgebracht wird und diese anfänglich auf der Stelle kalt geformt hat, um die Verschlußauskehlungen vollständig auszufüllen und diese unter Druck zu halten. Die Tendenz der Seele in den Bereich der Verschlußauskeh lungen zu fließen, verursacht lediglich eine Ausdehnung der Seele im Bereich der Verschlußauskehlungen, was eine noch wirkungsvollere Dichtung erzeugt. Obwohl die Ver schlußauskehlungen 30 unmittelbar von je einer Dichtrippe 20 umgeben sind, welche genügen würden, ergeben die ge zeigten zusätzlichen Verschlußauskehlungen eine zusätzli che Sicherheit.

Obwohl die beste Art und Weise die Erfindung auszuführen im Detail beschrieben wurde, werden diejenigen, die auf dem Gebiet, welches die Erfindung betrifft, vertraut sind, alternative Gestaltungen und Ausführungsformen fin den um die Erfindung durchzuführen. Obwohl die oben be schriebene bevorzugte Ausführungsform eine Anschauung der Erfindung geben soll, kann diese durch die Reichweite der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden.

Claims

1. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen, die speziell für Kraftfahrzeugklimaanlagen angepaßt ist, bestehend aus:

- einem flexiblen Schlauch (16) mit einer Seele (46) aus elastischem, gasundurchlässigem thermoplasti schem Material,
- einem ringförmigen Fitting (12), der ein Endteil (14) aufweist, das von dem einen Ende der Seele aufgenommen wird, wobei das Endteil (14) in axialem Abstand eine Mehrzahl von ringförmigen Rippen (20, 22) aufweist, die jeweils einen im wesentlichen dem Fitting (12) gleichen Durchmesser besitzen und ein Paar Dichtrippen (20) einschließen, wobei die Dichtrippen (20) im wesentlichen von gleicher axialer Breite sind,
- einer ringförmigen Dichtungsaussparung (26), die zwischen den Dichtungsrippen (20) angeordnet ist, wobei die Dichtrippen (20) Seitenwände (24) aufwei sen, die die Breite der Dichtungsaussparung (26) begrenzen,
- einem ringförmigen elastischen Dichtungselement (28), welches in die Dichtungsaussparung (26) eingepaßt ist und in die innere Oberfläche der Seele (46), die unter Druck ist, eingreift, und
- einer Hülse (18), die die Oberfläche des Schlauchs (16) umgibt und an einer Mehrzahl von im wesentli chen ringförmig mit Abstand voneinander angeordne ten Stellen (48) radial nach innen verformt ist, um radial nach innen gerichtete ringförmige Quetschrippen (50) zu bilden, wobei die Quetschrip pen (50) Klemmkräfte auf den Schlauch (16) ausüben, um den Schlauch (16) dadurch auf dem Fitting zu si chern, die Quetschrippen (50) axial außerhalb dem Paar Dichtungsrippen (20) angeordnet sind, das elastische Dichtelement (28) zentral und axial zwi schen dem Paar benachbarter Dichtrippen (20) ange ordnet ist und das Paar Dichtrippen (20) ermög licht, daß die Klemmkraft abgeleitet werden, wobei die Verdichtung des elastischen Dichtelementes (28) im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.

2. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das elastische Dichtelement (28) ein O- Ring von derart vorgewählter Größe ist, daß der O- Ring in einem Wert von ungefähr 10% bis maximal 35% verdichtet wird.

3. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das elastische Dichtelement (28) ein O- Ring von derart vorgewählter Größe ist, daß der O- Ring nach der Endmontage zu einem Wert, der von unge fähr 20% bis maximal 25% reicht, verdichtet wird.

4. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das Dichtelement (28) 85 bis 100% des Volumens der Dichtungsaussparung (26) ausfüllt.

5. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Bodenwandung (31) der Dichtungsaus sparung (26) derart geformt ist, daß sie der ge krümmten Form des Dichtelementes (28) anpaßt ist.

6. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Mehrzahl von Rippen (20, 22) zumin dest aus einem ersten Paar von Verschlußrippen beste hen, die jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der Dichtringaussparung (26) angeordnet sind und ein Mittel darstellen, um die Seele (46) auf der Stelle axial und relativ zu dem Fitting (12) bei Temperatu ren bis mindestens 300°F zu verschließen und um die Seele (46) relativ zu dem Fitting (12) in diesem Tem peraturbereich abzudichten und das Entweichen eines Kältemittels, sei es flüssig oder gasförmig, aus der Kupplung zu verhindern.

7. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die die Seele festhaltende Vorrichtung grundsätzlich im wesentlichen an den axialen Stellen der deformierten Stellen (48) der Hülse (18) angeord net ist, wobei die maximale Klemmkraft auf die die Seele zurückhaltende Vorrichtung gerichtet ist, und die minimale Klemmkraft auf das elastische Dichtele ment (28) gerichtet ist.

8. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß der Schlauch (16) auf einer äußeren Schicht (42) aus synthetischem Gummimaterial besteht, wobei die äußere Schicht (42) eine Zwischenschicht (44) aus verstärkendem Material enthält.

9. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die die Seele zurückhaltende Vorrichtung eine Verschlußauskehlung (30) ist, wobei jede Ver schlußauskehlung (30) eine Breite hat, die im wesent lichen der Breite der verbindenden Quetschrippe (50) gleich ist, und die an den Verbindungen mit den Quetschrippen (50) Seitenwände (24) hat, wobei die Seitenwände (24) Sperrflanken darstellen, um die Seele (46) daran zu hindern, sich axial über die Sei tenwände (24) hinaus, im Bereich höherer Betriebstemperatur auszudehnen, und die Seitenwände (24) ein sekundäres Dichtmittel darstellen.

10. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Verschlußauskehlungen (30) einen Schlauch (16) mit konstantem Durchmesser aufnehmen, und daß die Seitenwände (24) der Verschlußauskehlun gen (30) in einer Ebene liegen, die im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Fittings (12) ist.

11. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß das Verhältnis der Dicke der Seele (46) zu der Tiefe einer jeden Verschlußauskehlung (30) von 2 : 1 bis zu 6 : 1 reicht.

12. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß das Dichtelement (28) von vorgewählter Größe ist, so daß der O-Ring nach der Endmontage mit einem Wert, der von ungefähr 10% bis maximal 35% reicht, verdichtet wird.

13. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß die die Seele zurückhaltende Vorrichtung grundsätzlich im wesentlichen an den axialen Stellen der deformierten Stellen (48) der Hülse (18) angeord net ist, wobei die maximale Klemmkraft auf die die Seele zurückhaltende Vorrichtung gerichtet ist, und die minimale Klemmkraft auf das elastische Dicht element (28) gerichtet ist.

14. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß der Schlauch (16) aus einer äußeren Schicht (42) aus synthetischem Gummimaterial besteht, wobei die äußere Schicht (42) eine Zwischenschicht aus verstärkendem Material enthält und die innere Seele (46) eine Dicke im Bereich von 0,013 cm (0,005 inches) bis zu 0,254 cm (0,1 inches) aufweist.

15. Verbesserte Kupplung für Schlauchverbindungen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Fitting (12) und die Hülse aus Alumi nium sind.