DE4120529C2

DE4120529C2 - Quetschkupplung für flexible Schläuche

Info

Publication number: DE4120529C2
Application number: DE4120529A
Authority: DE
Inventors: Jerry H Chisnell; Myles E Davis; Steven J Dashevich
Original assignee: 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: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2011-06-22
Also published as: DE4120529A1; DE9116330U1; US5044671A; FR2664357B1; FR2664357A1

Abstract

Schlauchkupplung speziell für die Anwendung in Kraftfahrzeugklimaanlagen oder anderen Systemen, die die wirkungsvolle Abdichtung von Kältemitteln über ausgedehnte Zeiträume benötigen, bestehend aus einem Schlauch mit einem inneren Liner aus thermnoplastischem Material, der durch eine auf einen Fitting aufgequetschte Hülse unter Spannung gehalten wird, wobei der Fitting ein primäres Dichtelement in Form eines elastischen O-Rings und eine Mehrzahl von Verschlussauskehlungen aufweist, in welche der thermoplastische Liner kalt hineingeformt wird, um zu verhindern, dass der thermoplastische Liner während des Betriebes bei erhöhten Betriebstemperaturen anfängt zu fließen, und um eine sekundäre Dichtung bei allen Betriebstemperaturen, denen die Kupplung ausgesetzt ist, zu schaffen. Die Komponenten, insbesondere der O-Ring und die Filterelemente, sind relativ zueinander so bemessen, dass das Fließen des inneren Liners bei erhöhten Betriebstemperaturen minimiert wird, und so der O-Ring als lebenslange Dichtung unter allen Betriebsbedingungen erhalten bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Schlauchverbindungen an Kraftfahrzeugklimaanlagen.

Flexible verstärkte Schläuche wurden immer schon zur Verbin dung verschiedener Bauteile von Kraftfahrzeugklimaanlagen verwendet. Typischerweise wurden diese Schläuche mit Nippeln oder Fittingen versehen, welche ein Endstück aufweisen, das in das Ende des flexiblen Schlauchs einsetzbar ist, wobei das Ende des Schlauchs mit eine Hülse umgeben ist, die radial zusammengepresst oder gewürgt wird, um den Schlauch zwischen der Hülse und dem Fitting einzuklemmen. Um sowohl die mecha nische Belastbarkeit der Kupplung als auch ihre Dichtfähigkeit heraufzusetzen, ist es bekannt, eine Vielzahl von ringförmigen Rippen an dem Fitting vorzusehen.

Erst kürzlich wurde ein zusammengesetztes verstärktes Schlauchmaterial entwickelt, welches im Gegensatz zu herkömm lichen Arten von verstärkten Schlauchkonstruktionen signifi kante Vorteile in Bezug auf Kosten, Gewicht und geringere Durchlässigkeit für in Automobilklimaanlagen verwandte Kälte mittel aufweist.

Der zusammengesetzte Schlauch weist ein Futter bzw. einen Liner auf, der aus einem thermoplastischen Material wie bei spielsweise Polytetrafluoräthylen gefertigt ist, welches sich dadurch auszeichnet, dass es geringere Speichereigenschaften und eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen die Beaufschla gung mit Druck aufweist. Während die Schlauchkonstruktion billiger in der Herstellung ist und weniger Gewicht hat, er weisen sich wegen des Vorhandenseins des Liners aus dem ge nannten Material verschiedene Verfahren, flüssigkeitsdichte Dichtungen mit Fittingen zu bilden, als relativ unakzeptabel, da wegen der geringen Druckbeständigkeit des Liners die Ten denz zu Leckagen zunimmt. Insbesondere, wenn die gegenwärtig bekannten Verfahren zur Sicherung von Endverbindungsstücken in derart zusammengesetzten Schläuchen angewandt werden, lassen die durch die aufgewürgte Hülse aufgebrachten Druckkräfte nach, weil das Material, aus dem der Liner besteht, dazu neigt, bei höheren Betriebstemperaturen zu fliessen. Hierdurch wird die Dichtigkeit beeinträchtigt, so dass Kältemittel in Form von Gas austreten kann. Die normalen Betriebstemperatu ren, denen Schlauchverbindungen in Kraftfahrzeugklimaanlagen ausgesetzt sind, betragen zwischen minus 10° und ungefähr 140°C. Konstruktive Eigentümlichkeiten machen es erforder lich, dass solche Schlauchverbindungen genausogut bei Tempera turen von minus 20° bis 170°C einsetzbar sind. Die höheren Temperaturen rühren hauptsächlich daher, dass die Anordnung des Systems sich in der Nähe des Motors befindet und dass die Verdichtung des Gases zusätzliche Hitze erzeugt. Um eine wir kungsvolle Dichtung über längere Zeit zu erhalten, kann man sich jedenfalls nicht vollständig auf einen mechanischen Ver schluss des thermoplastischen Liners verlassen.

Aus der US-PS 4,522,435 ist eine Kupplung für einen nylonge fütterten Schlauch bekannt, die einen Fitting mit im Abstand zueinander an dessen Umfang vorgesehenen ringförmigen Rippen aufweist, die zwischen sich eine Dichtringauskehlung ein schliessen. Der Außendurchmesser der Rippen auf dem Fitting ist größer als der Innendurchmesser des den Fitting aufnehmen den Schlauchs. Die Verschlussrippen auf dem Fitting wirken mit axial entsprechend angeordneten Einquetschungen auf einer Quetschhülse oder Klemmhülse zusammen, d. h. die Einschnürun gen der Klemmhülse sind über den Rippen angeordnet, so dass letztere in das Nylonfutter des Schlauchs eingreifen. Die zwischen den Rippen angeordnete Dichtringaussparung ist so bemessen, dass das Volumen des radial unverdichteten Dicht rings bzw. O-Rings deutlich größer als das Volumen der Dicht ringausnehmung ist. Durch diese Anordnung kann nicht ausge schlossen werden, dass das Futter des Schlauchs wegen der Druckbeanspruchung beim Aufquetschen der Hülse beschädigt wird, so dass die Dichtigkeit des Systems bzw. der Kupplung beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für Schlauchverbindungen an Kraftfahrzeugklimaanlagen zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet und insbesondere der Druckempfindlichkeit des thermoplasti schen Liners des Schlauchs Rechnung trägt.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Kupplung erfüllt strengste Dichtigkeits erfordernisse für Schlauchverbindungen in Kraftfahrzeugkli maanlagen. Durch die Verwendung eines extrem wirkungsvoll gestalteten Primärdichtsystems in Form eines O-Rings mit einem ebenso wirkungsvollen mechanische Verschlusssystem wird das Futter daran gehindert so zu fließen, dass die Primärdichtung beeinträchtigt wird, und die Neigung desselben, sich bei an steigenden Betriebstemperaturen auszudehnen bewirkt, die Auf rechterhaltung einer wirkungsvollen sekundären Dichtung durch das mechanische Verschlusssystem.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der erfindungs gemäßen Schlauchverbindung,

Fig. 2 eine Ansicht des rohrförmigen Fittings der Schlauch verbindung aus Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 2 mit A be zeichneten Bereichs,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 1 mit B be zeichneten Bereichs, die die Anordnung der primären elastischen Dichtung bei Raumtemperatur zeigt und

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 1 mit B be zeichneten Bereichs, welche die primäre elastische Dichtung bei höheren Temperaturen zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird insbesondere in den Fig. 1 und 2 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, die mit 10 bezeichnet ist. Die Kupplung 10 be steht aus einem Fitting 12 mit einem Ende 14, welches vom Endbereich des Schlauchs 16 aufgenommen wird. Eine Hülse 18 ist an einem Ende des Fittings 12 befestigt. Der Rest der Hülse 18 überlappt den Schlauch 16 im Wesentlichen auf der ganzen Länge des Endes 14 und wird in einer Art und Weise, die nachstehend beschrieben wird, auf den Schlauch gewürgt, um die Verbindung zu sichern und abzudichten.

Wie im Einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, be steht das Fittingende 14 aus einem länglichen zylindrischen Körper, der eine Mehrzahl von im Abstand voneinander ange brachten ringförmigen, radial nach außen hervorstehenden Rip pen 20, 22, auf seiner äußeren Fläche aufweist, welche nahe an einem Ende angebracht sind. Jede der Rippen ist durch Seiten wände 24 begrenzt, die in etwa senkrecht zu der Längsachse des Fittings 12 hervorstehen. Eine Verjüngung von weniger als 5° reicht aus und kann insbesondere nützlich sein, wenn die Rip pen 20, 22 gewalzt sind. Eine ringförmige Dichtungsaussparung 26, welche so beschaffen ist, dass sie ein elastisches Dicht element 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 Dichtring aussparung 26 sind Verschlussauskehlungen 30 angeordnet. Jede der Rippen 20, 22 ist von gleichem Durchmesser und hat den Nenndurchmesser des Fittings 12. Das Fittingende kann deshalb abgespant oder gewalzt werden. Wenn es gewalzt wird, ist es wünschenswert, dass der äußere Durchmesser der Rippen so genau wie möglich dem restlichen Durchmessers des Fittings 12 ent spricht.

Am äußeren Ende des Fittings ist ein Übergangsstück ausge bildet, welches ein verjüngtes Endteil 32 und eine Führungs fläche 34 aufweist, welche den gleichen äußeren Durchmesser wie die Rippen 20, 22 besitzt.

Das andere Ende des Fittings (nicht gezeigt) ist von herkömm licher Gestalt und kann beispielsweise ein längliches hexago nal ausgebildetes Teil aufweisen, welches für das Ansetzen eines Schraubenschlüssels geeignet ist, dem gestufte Absätze und ein geschraubtes Teil folgen, das so ausgebildet ist, dass es dichtend in ein anderes mit 40 bezeichnetes Teil der Kraft fahrzeugklimaanlage eingreift. Diese Teile können auch andere gewünschte Einrichtungen sein, um eine Verbindung zu anderen Teilen des Systems herzustellen, in welchem die Kupplung für Schlauchverbindungen benutzt wird.

Der Schlauch 16 besteht, wie gezeigt, aus verstärktem zusam mengesetztem Material, wobei dieses aus einer äußeren Schicht 42 aus geeignetem synthetischen Elastomer, wie beispielsweise Styrolbutadien, und einer Zwischenschicht 44 aus geeignetem Verstärkungsmaterial besteht, die dazwischen angeordnet ist. Das Verstärkungsmaterial kann aus gewobener Faser, beispiels weise aus Nylon oder Polyestergewebe oder dergleichen beste hen. Darüber hinaus ist ein Liner 46 vorgesehen, welcher aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise Nylon, Teflon, Polyäthylen oder dergleichen bestehen kann. Es ist die Anwe senheit des Materials, aus welchem der Liner besteht, welches sowohl die zuvor erwähnten Vorteile dieser Art von Schlauchkonstruktion gewährleistet, als auch die zuvor erwähnten Pro bleme aufwirft, eine lange beständige, dauerhafte und wirt schaftliche flüssigkeitsdichte Abdichtung zu erzeugen.

Der Schlauch 16 ist auf dem Fitting 12 durch eine deformier bare Hülse 18, welche das Endteil des Schlauchs umgibt, gesi chert und angepasst, um gequetscht, gewürgt oder in einer anderen 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 die zusammengedrückte Hülse 18 zu klemmen. Nachdem das passiert ist, wird sich an jeder der gequetschten Stellen 48 eine radi al nach innen gerichtete Quetschrippe 50 und eine zentral angeordnete Erhebung 52 zwischen den gequetschten Stellen 48 ausbilden. Es ist zu erwähnen, dass jede der Quetschrippen 50 direkt zwischen einer betreffenden Verschlussauskehlung 30 angeordnet ist, und dass das primäre Dichtelement 28 unter einer der Erhebungen 52 angeordnet ist. Es ist ebenso erwäh nenswert, dass das axiale Ausmaß der Quetschungen an den Stel len 48 annähernd die gleiche Breite der Verschlussauskehlung hat, um eine Quetschrippe zu erzeugen, deren Scheitel annä hernd gleich der axialen Länge einer jeden Verschlussauskeh lung ist.

Um die Kupplung gemäß vorliegender Erfindung zusammenzusetzen, wird zuerst das Dichtelement 28 ausgedehnt und in der Dicht aussparung 26 positioniert, wobei ein Teil dieses Dichtelemen tes 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. Vor zugsweise wird der innere Durchmesser des Schlauchs geringfü gig kleiner sein als der äußere Durchmesser des Fittings, wodurch der Liner 46 unter Spannung gesetzt wird, wenn er mit dem Fitting zusammengesetzt wird. Wenn der Schlauch 16 auf den Fitting gestülpt worden ist, wird sein Endteil durch das Über gangsstück des Fittings 12 ausgedehnt. Die Führungsfläche 34 wird dann den Schlauch über die Rippen 20, 22 und das Dicht element 28 mit minimaler Störung führen. Entsprechend der Tatsache, dass das Schlauchende leicht erweitert ist, und dass die ringförmige Dichtringaussparung relativ tief im Verhältnis zum Querschnitt des O-Rings ist, wird der O-Ring im Wesentli chen durch den Liner in die Dichtungsausparung 26 gepresst, was dem Liner erlaubt, über das Dichtelement zu gleiten. Wenn dies geschieht, wird das Dichtelement dann unter dem gewünsch ten Druck stehen. Der Liner wird weder in die ringförmige Dichtringaussparung ausweichen, noch wird sie durch das Dicht element merklich über den äußeren Durchmesser der Rippen 20, 22 ausgeweitet. Für den Fall, dass der Prozentsatz der Füllung zwischen 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 nahezu beibehal ten werden kann.

Als nächstes wird die Hülse 18 in eine Position gebracht, in der sie ein Teil des Schlauches 16, das das Fittingende 14 aufnimmt, überlagert. Die Hülse 18 wird danach an einer Mehr zahl von ringförmig den Fitting ungebenden Stellen 48 defor miert. Wie es am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, bewirkt die Druckkraft F, die an jeder Stelle der Quetschrippen 50 ausge übt wird, ein kaltes Verformen des thermoplastischen Liners, was diesen dazu bringt, im Wesentlichen in die betreffenden Verschlussauskehlungen 30 zu fließen und diese vollständig auszufüllen. Nach einer Zeit werden die Verschlussauskehlungen vollständig gefüllt sein, da der Liner erst bei höheren Be triebstemperaturen zu fliessen anfängt. Zur gleichen Zeit erhält jede Erhebung 52 im Wesentlichen ihren ursprünglichen Außendurchmesser. Dieser Umstand in Verbindung mit der relati ven Elastizität der äußeren Schicht 42 des Schlauches und der Dimensionierung der axialen Breite b der Dichtrippen 20 und ,Verschlussauskehlungen hält das primäre Dichtelement 78 unter dem Druck für den es konstruiert ist. Die naheliegenden Dich trippen 20 haben eine ausreichende axiale Breite, so dass die resultierenden Druckkräfte, die hauptsächlich im Bereich des primären Dichtelementes auf den Liner 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 Dimensionierung der Quer schnittsdicke des O-Rings relativ zu dem Querabstand der ring förmigen Dichtungsaussparung bestimmt. Gleichzeitig mit dem Voranschreiten des Würgens der Hülse an den Stellen 48 wird das Endteil 54 der Hülse auf eine oder mehrere Verschluss rippen 56 des Fittings gequetscht oder gewürgt, die zusammen mit den Dichtrippen abgespant worden sind oder auf eine andere Art und Weise auf den Fitting geformt worden sind.

Die Beziehung der Dimensionen der Kupplungsbauteile, insbeson dere die axiale Breite b der Dichtrippen 20 im Verhältnis zu der Breite c und die Breite d der Verschlussrippen im Verhält nis zu der Dicke des Liners sind besonders wichtig für die Wirksamkeit der Kupplung, die in der Lage ist, flüssiges Käl temittel oder Gas über längere Zeiträume zu beinhalten. Eben falls ist die Größe des O-Ring-Dichtelementes in Bezug auf seinen Querschnittsdurchmesser im Verhältnis zu dem inneren Durchmesser des Fittings 12 wichtig.

Zum Beispiel ist es wichtig, dass der O-Ring im Wesentlichen gänzlich maßhaltig ist, damit er in axialem Kontakt mit dem Liner 46 ist und eine ausreichende Toleranz aufweist, um die Hülse 18 auf den Fitting 12 zu quetschen, ohne das Ausmaß des erreichten Druckes wesentlich zu beeinflussen. Weiterhin ist es erwünscht, dass die ringförmige Dichtungsaussparung 26 eine Breite hat, durch e bezeichnet, 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 begrenzen, zumindest gleich der Breite der Dichtaussparung 26 ist. Die Tiefe f der ringförmigen Dichtungsaussparung 26 ist etwas kleiner bemessen als der Querschnittsdurchmesser 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 Querschnitt. Jedoch hat die Verbindung der Seitenwände 24 mit der Bodenwan dung 31 einen ausreichenden Radius g. Der Radius g erlaubt dem Dichtelement bis zu einem Punkt verdichtet zu werden, an dem es die Dichtungsaussparung vollständig ausfüllt, ohne dass es durchbricht, wenn es in die Ecken der Dichtungsaussparung 26 gezwängt wird. Die exakten Dimensionen werden danach festge setzt, welches Ausmaß an Druck auf das O-Ring-Dichtelement erwünscht ist. Mehr wird dazu nachfolgend erläutert, jedoch ist es grundsätzlich erwünscht, dass das O-Ring-Dichtelement so zusammengepresst wird, dass mindestens 85% der Dichtring aussparung gefüllt ist und es anfänglich angeordnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Es ist auch wünschenswert, dass der Füllgrad 120% nicht über schreitet. Mit anderen Worten, es darf nicht mehr als 20% der Querschnittsfläche des O-Rings radial aus der Dichtungsaus sparung herausragen. Diese obere Grenze gewährleistet, dass (i) der O-Ring bei der Montage nicht aus der Aussparung her ausrollt, und dass (ii) während der Montage die Dichtung axial innerhalb der Dichtungsaussparung verbleibt, ohne abgeschert zu werden oder auf andere Art und Weise abgetragen zu werden.

Die Tiefe d der Verschlussauskehlung 30 ist der Dicke des Liners angepasst. Es ist allgemein erwünscht, das die Tiefe d nicht mehr als ungefähr die Hälfte der Dicke und nicht weniger als ungefähr 1/6 der Dicke des Liners 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) ausge führt.

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 des Liners: 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 Dichtungsaussparungen

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 Dichtringaussparungen: 88% Für das vorhergehende Beispiel ist zu erwähnen, dass die Ver hältnisse von bestimmten Gestaltungsfaktoren wir folgt sind:
Verhältnis von Dichtrippenbreite b zur Breite der Verschluss auskehrung c: 1 : 1
Verhältnis der Dichtrippenbreite b zur Breite der Dichtungs aussparung e: 1,2 : 1
Verhältnis der Dicke des Liners

46

zur Tiefe der Verschluss kehle d: 1,7 : 1, gestaltete O-Ring-Verdichtung: 24%

Was die oben angegebenen Verhältnisse und speziell die Ver hältnisse der Linerdicke zur Tiefe der Verschlussauskehlung betrifft, so können diese von 6 : 1 bis ungefähr 2 : 1 reichen. Die herkömmlichen Dicke des Liners kann von 0,013 cm (0,005 inches) bis zu 0,254 cm (0,1 inches) reichen. Es besteht der Trend dünnere Liner zu benutzen. Was die Festlegung der Tiefe der Verschlussauskehlungen angeht, so ist es ausreichend, dass das Fließen des thermoplastischen Liners bei höheren Be triebstemperaturen verhindert wird und dass die Auskehlung nicht so tief ist, dass sie während der Installation oder dem folgenden Gebrauch Einrisse im Liner verursacht.

In der Festlegung der Breite der Rippen, zumindest der Rippen, die die ringförmige Dichtungsaussparung bestimmen, ist es wichtig, dass diese ausreichend weit oder von ausreichender axialer Ausdehnung sind, so dass diese die Klemmkräfte auf den Liner, die unmittelbar über dem primären Dichtelement angreifen, verteilen. Ein Verhältnis von ungefähr 1 : 1 oder mehr, z. B. 1,2 : 1, hat sich für diesen Zweck als zufriedenstellend herausgestellt. Die Breite der Verschlussauskehlungen 30 muss ebenfalls ausreichend sein und unter Aufbringen der Druckkraft F während des Würgens gewährleisten, dass der Liner 46 sich vollständig 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-Ver dichtung 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 Durch messer, wenn der Schlauch installiert ist und durch die Hülse 18 festgeklemmt ist, definiert. 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 der Liner 46 die Tendenz haben, im Bereich von Temperaturen von 220°F bis 300°F zu fließen. Dadurch ist es dem primären Dichtelement möglich, sich auszudehnen, wobei sich der thermo plastische Liner 46 ein Stück von der Oberfläche der nahelie genden Dichtrippen 20 abhebt. Wenn die Temperatur sich zu einem geringeren Niveau des Betriebsbereichs verringert, wird der Liner 46 seine ursprüngliche Form oder eine Form, die annähernd der in Fig. 4 gezeigten Form ist, annehmen. Im Be reich der Betriebstemperatur der Kupplung werden sich der Liner und der O-Ring in mehreren Zyklen ausdehnen und zusam menziehen. Durch die Gestalt der Verschlussauskehlungen, ins besondere dieser, die nahe der Dichtungsaussparung 26 liegen, wird der Liner 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 den Liner aufgebracht wird und diesen anfänglich auf der Stelle kalt geformt hat, um die Verschlussauskehlungen vollständig auszufüllen und diese unter Druck zu halten. Die Tendenz des Liners in den Bereich der Veschlussauskehlungen zu fließen, verursacht lediglich eine Ausdehnung des Liners im Bereich der Ver schlussauskehlungen, was eine noch wirkungsvollere Dichtung erzeugt. Obwohl die Verschlussauskehlungen 30 unmittelbar von je einer Dichtrippe 20 umgeben sind, welche genügen würden, ergeben die gezeigten zusätzlichen Verschlussauskehlungen eine zusätzliche Sicherheit.

Obwohl die beste Art und Weise die Erfindung auszuführen im Detail beschrieben wurde, werden diejenigen, die auf dem Ge biet, welches die Erfindung betrifft, vertraut sind, alterna tive Gestaltungen und Ausführungsformen finden, um die Erfin dung durchzuführen. Obwohl die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform eine Anschauung der Erfindung geben soll, kann diese durch die Reichweite der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden.

Claims

1. Kupplung für Schlauchverbindungen an Kraftfahrzeugklimaan lagen, umfassend:
einen flexiblen Schlauch (16) mit einem Futter (46) aus elastischem, gasundurchlässigem thermoplastischem Material,
ein ringförmiges Fitting (12), das ein Endteil (14) aufweist, das von dem einen Ende des Futters aufgenom men wird, wobei das Endteil (14) in axialem Abstand eine Mehrzahl von ringförmigen Rippen (20, 22) auf weist, die jeweils einen im Wesentlichen dem Fitting (12) gleichen Durchmesser besitzen und ein Paar Dich trippen (20) einschließen, wobei die Dichtrippen (20) in etwa die gleiche Breite aufweisen,
eine ringförmige Dichtungsaussparung (26), die zwi schen den Dichtrippen (20) angeordnet ist, wobei die Dichtrippen (20) Seitenwände (24) aufweisen, die die Breite der Dichtungsaussparung (26) begrenzen,
ein ringförmiges elastisches Dichtelement (28), wel ches in die Dichtungsaussparung (26) eingepasst ist und gegen die innere Oberfläche des Futters unter Druck anliegt, da der Innendurchmesser des Schlauchs geringfügig kleiner als der unverringerte bzw. un verdichtete Außendurchmesser des elastischen Dicht elements (28) ist, und
eine Hülse (18), die die Oberfläche des Schlauchs (16) umgibt und an einer Mehrzahl von im Wesentlichen ring förmig mit Abstand voneinander angeordneten Stellen (48) radial nach innen verformt ist, um radial nach innen gerichtete ringförmige Quetschrippen (50) zu bilden, wobei die Quetschrippen (50) Klemmkräfte auf den Schlauch (16) ausüben, um den Schlauch (16) da durch auf dem Fitting zu sichern, die Quetschrippen (50) axial außerhalb der Dichtrippen (20) angeordnet sind, das elastische Dichtelement (28) längs mittig zwischen dem Paar benachbarter Dichtrippen (20) an geordnet ist, wobei die Dichtrippen (20) die Klemm kräfte von dem elastischen Dichtelement (28) ablenken, wodurch dessen Verdichtung von den durch die Quet schrippen (15) ausgeübten Klemmkräften unbeeinflusst bleibt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das elastische Dichtelement (28) ein O-Ring von derart vorgewählter Größe ist, dass dieser mit einem Wert von 10 bis maximal 35% verdichtet wird.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass elastische Dichtelement (28) ein O- Ring von derart vorgewählter Größe ist, dass dieser nach der Endmontage mit einem Wert von 20 bis 25% verdichtet wird.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (28) 85 bis 100% des Volumens der Dichtungsaussparung (26) aus füllt.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwandung (31) der Dichtungsaussparung (26) derart geformt ist, dass sie der gekrümmten Form des Dichtelements (28) angepaßt ist.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (20, 22, 50) wenigstens ein erstes Paar von Quetschrippen (50) umfas sen, die jeweils in Längsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Dichtringaussparung (26) angeordnet sind, um das Futter (46) in Längsrichtung bezüglich des Fittings (12) bei Temperaturen bis zu mindestens 300°F festzulegen und in diesem Temperaturbereich abzudichten, so dass das Entweichen eines Kältemittels, sei es flüssig oder gasför mig, aus der Kupplung verhindert wird.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die das Futter festhal tende Vorrichtung in Längsrichtung in etwa an den die Quetschrippen (50) bildenden, deformierten Stellen (48) der Hülse (18) vorgesehen ist, wobei die maximale Klemm kraft an diesen Stellen wirkt und die minimale Klemmkraft auf das elastische Dichtelement (28) wirkt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (16) aus einer äußeren Schicht (42) aus synthetischem Gummi und einem inneren Futter (46) besteht, wobei die äußere Schicht (42) eine Zwischenschicht (44) aus verstärkendem Material enthält.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die das Futter festhal tende Vorrichtung eine Verschlussauskehlung (30) umfaßt, wobei jede Verschlussauskehlung (30) eine Breite aufweist, die in etwa der Breite der zugehörigen Quetschrippe (50) entspricht, und Seitenwände (24) aufweist, wobei die Sei tenwände (24) Sperrflanken bilden, die das Futter (46) im Bereich höherer Betriebstemperatur daran hindern, sich axial über die Seitenwände (24) hinaus auszudehnen, wobei die Seitenwände (24) ein sekundäres Dichtmittel bilden.

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (16) mit seinem Futter (46) in die Verschlussauskehlungen (30) eingreift, und dass die Seitenwände (24) der Verschlussauskehlungen (30) in einer Ebene angeordnet sind, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Fittings (12) erstreckt.

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass das Verhältnis der Dicke des Futters (46) zur Tiefe einer jeden Verschlussauskehlung (30) von 2 : 1 bis 6 : 1 beträgt.

12. Kupplung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das innere Futter (46) eine Dicke im Bereich von 0,013 cm (0.005 inches) bis zu 0,254 cm (0,1 inch) aufweist.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass das Fitting (12) und die Hülse aus Aluminium bestehen.