DE4127039A1 - Schnellanschlussverbinder fuer plastikschlaeuche - Google Patents
Schnellanschlussverbinder fuer plastikschlaeucheInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Plastik-Schnellanschlußverbinder,
der zum Verbinden eines Schlauches oder einer Leitung
für Flüssigkeit an ein Verbinderende wie etwa eine Leitung
für Flüssigkeit oder für Brennstoff dient, insbesondere einen
solchen Plastikverbinder, der seine Verbindung mit dem zuge
hörigen Plastikschlauch selbst unter hohen Temperaturen auf
rechterhält, die anderenfalls zu einer Erschlaffung des
Plastikschlauches und damit zu einer unerwünschten Loslösung
der fertiggestellten Verbindung führen würden.
Schnellanschlußverbinder-Einrichtungen sind bekannt und fin
den einschlägig weite Verwendung. Bei diesen Einrichtungen
wird der typischerweise aus Stahl bestehende Schaft des Ver
binderkörpers in den zugehörigen Plastikschlauch für Flüssig
keit eingeschoben, und die sich ergebende enge Anschmiegung
zwischen Erhebungen auf dem Schaft des Schlauches und der
Flüssigkeitsleitung soll beide Teile zusammenhalten. Zur Ab
sicherung derartiger Verbindungen werden typischerweise
Stahlbänder um die Endabschnitte der Schläuche herumgelegt,
um damit die abmessungsmäßige Stabilität des Plastikschlau
ches unter hohen Temperaturen zu erhalten, wie diese
Temperaturen im Fall der Verwendung im Kraftfahrzeugbereich
auftreten. Trotzdem wurde festgestellt, daß bei derart hohen
Temperaturen der darunterliegende Plastikschlauch seine ab
messungsmäßige Stabilität in solchem Masse verliert oder
lockert, dar sich der Plastikschlauch von seiner Verbindung
mit dem Verbinderkörper abzieht oder "herausspringt". Da wei
terhin der Körper des Schnellanschlußverbinders aus einem
starren Metallwerkstoff wie etwa Stahl hergestellt ist, be
stehen derartige herstellungsmäßige Einschränkungen, dar
der sich längs erstreckende oder eindringende Schaft, der mit
dem zugehörigen Plastikschlauch verbunden oder in diesen ein
gesetzt werden soll, mit der Mittelachse des Verbinderkörpers
koaxial verlaufen und mit ihr ausgerichtet sein muß. Das
heißt, die Fertigungsmethoden für derartige Schnellverbin
derkörper aus Stahl sind dermaßen beschränkt, daß vorteil
hafte Ausrichtungen des Schaftes wie etwa eine Querstellung
oder 90gradige Abwinkelung gegenüber der Mittelachse des
Verbinderkörpers nicht ohne weiteres erreicht werden können.
Damit haben diese bekannten Einrichtungen nicht die erwünsch
ten industriellen Anforderungen erreicht, bestehend in einer
erwünschten Vielzahl von winkeligen Verbinderausbildungen und
einer Aufrechterhaltung der Einklemmstärke und Beibehaltung
der einwandfreien Verbindung unter hohen Temperaturen,
Temperaturen, die bis auf 350oF (177oC) ansteigen und in
einigen Fällen sogar bei 375-400oF (190oC bis 204oC)
liegen können, wobei solche Temperaturen in diesen Anwen
dungsbereichen nicht ungewöhnlich sind.
Diese und andere Nachteile werden durch die vorliegende Er
findung vermieden, wonach ein Schnellanschlußverbinder zum
Verbinden des Plastikschlauches oder der Flüssigkeitsleitung
an einen Verbinderanschluß wie etwa eine Flüssigkeits- oder
Brennstoffleitung geschaffen wird, bei dem die mechanischen
Anforderungen und diejenigen hinsichtlich der Flüssigkeitsab
dichtung selbst bei hohen Temperaturen im Bereich von 350 bis
400oF (177oC bis 204oC) gewährleistet sind. Ferner wird
durch die Schaffung eines Plastikkörpers wie etwa eines so
genannten Kreuzkopfes aus <Teflon" eine Mehrzahl von winkeli
gen Ausbildungen zwischen dem Verbinderkörper und dem Zwi
schenverbindungsschaft, wie etwa eine 90gradige Ausrichtung,
ohne weiteres, ermöglicht.
Es wird ein Verbinder zum Anschluß eines Plastikschlauches
an eine Verwendungsverbindung vorgestellt. Der Verbinder ist
mit einem zur betriebsmäßigen Kupplung des Körpers mit einer
Verwendungseinrichtung bestimmten Abschlußende und mit einem
sich von dem anderen Ende des Körpers her erstreckenden
Verbindungsschaft versehen. Ein Plastikschlauch mit einem im
wesentlichen kreisförmigen, offenen Querschnitt an einem
Endabschnitt ist zur Verbindung mit dem Verbinderkörper
vorgesehen. Eine Plastikdruckhülse umgibt koaxial den
Endabschnitt des Plastikschlauches und erstreckt sich axial
über eine vorbestimmte Strecke längs des Plastikschlauches.
Der Schaft ist in das koaxial ausgerichtete Ende des
Plastikschlauches und der Druckhülse eingeschoben, um den
Innendurchmesser des Plastikschlauches und der Druckhülse
auf zuweiten und um die Druckhülse in engen Eingriff da
zwischen und in Umfangsrichtung um den darin eingeschobenen
Schaft zu bringen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch deutli
cher durch die folgende nähere Beschreibung in Verbindung mit
der bei liegenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Grundriß einer doppelendigen Schnellan
schlußverbinderanordnung eines typischen Plastik
schlauches oder einer typischen Flüssigkeitsleitung
mit entsprechenden Endverbindern, geeignet zum Anschluß
an eine äußere Verwendungseinrichtung oder
Einrichtungen, und
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht, in
der die Anordnung des sich längs erstreckenden
Schaftes des Schnellanschlußverbinderköpers in Be
zug auf den zugehörigen Plastikschlauch oder die
Flüssigkeitsleitung ersichtlich wird und in der die
Druckhülse gemäß den Grundsätzen der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Grundriß einer fertigge
stellten doppelendigen Verbindung eines Schnellanschlußver
binders gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in
einen typischen Plastikschlauch oder eine Flüssigkeitsleitung
einmündet. Der Verbinder 10 umfaßt einen Verbinderkörper 12
mit einem sich quer erstreckenden Schaft 14, wie sich am
besten aus Fig. 2 ersehen läßt, der in die koaxiale Anord
nung des Plastikschlauches 16 und in eine Druckhülse 18 ein
gesetzt ist. Es läßt sich erkennen, daß der Schaft 14 eine
sich radial nach außen richtende Ausweitung der Druckhülse
18 und des koaxial darin angeordneten Plastikschlauches 16
hervorruft. Der Verbinderkörper 12 besitzt im wesentlichen
eine herkömmliche Ausbildung, wobei Nasen 20 im Abschlußab
schnitt darin vorgesehen sind. Die Nasen 20 sind radial nach
innen biegbar, so daß sie in den Wulst oder das Bördelende
eines in das Abschlußende des Körpers 12 eingeschobenen
Plastik- oder Metallschlauches eingreifen, um den äußeren
Schlauch darin zu befestigen. Ein geeigneter O-Ring oder
O-Ringe (nicht dargestellt) sind in der Mittelbohrung längs
der Mittelachse des Körpers 12 vorgesehen, - das vordere En
de des eingeschobenen Schlauches in bekannter Weise abdich
tend aufzunehmen.
Die sich am besten aus Fig. 2 ersehen läßt, umfaßt der
Plastikschlauch 16 eine äußere Schutzummantelung aus Plastik
oder elastomerem Werkstoff 16a, die typischerweise vorgesehen
ist, um für den Plastikschlauch 16 einen zusätzlichen
physischen Schutz gegen Abrieb und physische Schäden in An
wendungsfällen wie etwa den Bremsleitungen oder der Klimaan
lage eines Kraftfahrzeuges zu bieten.
Wenn man nun auf Fig. 2 Bezug nimmt, dann ist dort etwas ge
nauer im einzelnen eine vergrößerte Ansicht eines der Ver
binder 10 der Fig. 1 dargestellt, einschließlich einer Teil
querschnittsansicht der Anordnung zwischen dem Schaft 14 des
Verbinderkörpers 12, dem Plastikschlauch 16, dessen Schutzum
mantelung 16a und der Druckhülse 18. Es läßt sich erkennen,
daß der Schaft 14 des Verbinderkörpers 12 mindestens eine
ringförmige Erhebung 22 mit der Wirkung eines Widerhakens umfaßt,
die sich in der Darstellung nach Fig. 2 radial nach
innen verjüngt in Richtung auf das Ende des Schaftes 14. In
der Praxis wird die Druckhülse 18 über das offene oder gegen
überliegende Ende der koaxialen Anordnung des Plastik
schlauches 16 und seiner Gummischutzummantelung 16a aufgezo
gen, bis die Endabschnitte der drei Glieder bündig miteinan
der abschließen. Anschließend wird der Schaft 14 des Ver
binderkörpers 12 in die dreikoaxiale Anordnung der drei
Plastik oder Elastomerglieder 16, 16a und 18 hineingepreßt,
woraufhin die Innendurchmesser dieser Glieder radial nach
außen in eine enge mechanische und flüssigkeitsdichte Ver
bindung miteinander und mit dem Schaft 14 aufgeweitet werden,
wodurch die gewünschte flüssigkeitsdichte Verbindung herge
stellt ist. Dann wird der Verbinderkörper 12 in seine Verwen
dungsverbindung wie zum Beispiel das Wulst- oder Bördelende
der Flüssigkeitsleitung oder einen nippelartigen Anschluß
auf dem Körper einer flüssigkeits oder luftführenden Einrich
tung eingerastet oder in anderer Weise damit in Eingriff ge
bracht.
Nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung sorgt die
entsprechend der vorstehenden Beschreibung vorgesehene Anord
nung nicht nur für die erwünschte Anfangsverbindung, sondern
ergibt auch eine Verbindung, die gegenüber den hohen
Temperaturen beständig ist, die üblicherweise in typischen
Anwendungsfällen für Schnellverbindereinrichtungen, wie etwa
in Kraftfahrzeugen, Kühleinrichtungen und ähnlichem angetrof
fen werden. Genau gesagt, besteht die Druckhülse oder das
Druckband 18 aus einem Werkstoff, der nicht in gleichem Maße
schlaff wird wie die Flüssigkeitsleitung 16 (und, falls zur
Anwendung kommend, deren Schutzummantelung 16a). Diese Anord
nung verhindert die Erschlaffung der Flüssigkeitsleitung aus
Plastik und hält die dichte Verbindung selbst unter hohen
Temperaturen zusammen. Bei den bekannten Einrichtungen er
schlaffen die Plastik-Werkstoffe unter hohen Temperaturen,
das heißt unter Temperaturen über 350oF (177oC), und die
Schnellanschlußeinrichtung "springt hoch", oder "springt
heraus" und verliert auf andere Weise ihre Fähigkeit, die An
forderung bezüglich der "Abzieh"-Festigkeit zu erfüllen, die
in der Industrie notwendig oder zumindest erwünscht ist. Es
wurde festgestellt, daß der Schnellanschlußverbinder der
vorliegenden Erfindung selbst unter Temperaturen im Anwen
dungsbereich von 375o bis 400oF (190oC bis 204oC) sei
ne Einklemmstärke beibehält und nicht schlaff wird und daß
seine Haltespannung nicht nachläßt. Durch den Schnellanschlußverbinder
gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Er
findung wird ferner die Notwendigkeit eines um den Endab
schnitt des Plastikschlauches gelegten gekrumpften Metallban
des oder eines solchen Plastikschlauches, der koaxial von
einem Edelstahlgeflechtmaterial umgeben ist, vermieden. In
dieser Hinsicht werden die Einklemmstärke und die Abziehbe
ständigkeit dem Einsatz der Druckhülse zugeschrieben, die aus
einem Werkstoff gewählt ist, der seine abmessungsmäßige
Stabilität beibehält und bei dem das Erschlaffen gegenüber
dem des darunterliegenden Plastikschlauches selbst bei hohen
Umgebungstemperaturen vermieden ist.
In einer Ausführungsform umfaßt der Werkstoff für die Druck
hülse 18 ein PPE-Nylongemisch, wie dieses von Allied Chemical
hergestellt wird, und was soviel bedeutet wie Polyphenol
äther. Der Werkstoff des Verbinderkörpers 12 umfaßt ge
strecktes Nylon 12 im Hinblick auf seine Fertigungsvorteile,
wie sie zuvor besprochen wurden. Es sollte jedoch klar sein,
daß in vielen Anwendungsbereichen der Verbinderkörper 12 wie
beim herkömmlichen Fertigungsverfahren aus Stahl hergestellt
werden kann. Um jedoch, wie weiter oben besprochen, eine
Mehrzahl von Verbinderkörperausbildungen zum Einsatz in gege
benen Anwendungsfällen zu erreichen, wird ein Plastikkörper
bevorzugt. Zum Beispiel bietet ein Plastikkörper in vorteil
hafter Weise die Fähigkeit zur Ausbildung eines sich quer er
streckenden Schaftes 14, der sich in einem Winkel von unge
fähr 90o gegenüber der Längsmittelachse des Verbinderkör
pers 12 erstrecken kann. Dies bietet dem Designer und dem
DEM-Lieferanten (Originalausrüster) eine weitaus größere
Flexibilität, um den Erfordernis sen eines gegebenen Einsatz
falles beim Kunden zu genügen. Weiterhin hält die Verwendung
der Druckhülse 18 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur
die gewünschte Verbindung unter hohen Temperaturen aufrecht,
sondern löst auch das Kriechproblem, das sich bei Einsatz
eines Plastikschlauches ohne die Druckhülse der vorliegenden
Erfindung ergeben würde. Dieses Kriechen "setzt sich" und
bleibt selbst bei Rückkehr der Umgebung zu Temperaturbe
reichen, bei denen anderenfalls die abmessungsmäßige
Stabilität des Werkstoffs des Plastikschlauches erhalten
bleibt. Das heißt, die Verwendung eines Plastikschlauches
wie etwa Teflon würde an sich unerwünschtermaßen zu einem
Kriechen unter hohen Temperaturen führen, das, selbst wenn
das anfängliche Kriechen im wesentlichen bei jeder Temperatur
und im besonderen nicht zu einem unerwünschten Abziehen der
Verbindung führen würde, beibehalten oder gespeichert werden
würde, nachdem die Temperaturen auf mäßigere Niveaus zurück
gekehrt sind.
Auf alle Fälle sorgt die Druckhülse 18 für die erwünschte
Einklemmung und Einklemmkraft und behält diese bei und
lockert oder verliert nicht ihre Spannung oder abmessungsmäßige
Stabilität bei hohen Temperaturen. Die Druckhülse 18
erhält auch dann den erwünschten Druck aufrecht, wenn die Um
gebungstemperatur zu mäßigeren Niveaus zurückkehrt. In der
tatsächlichen Praxis umfaßt der äußere Schutzschlauch 16a
typischerweise TPR oder wärmeplastisches Gummi. Ferner ist
auch berücksichtigt, dar es Anwendungsfälle geben wird, bei
denen anstelle der Verwendung von TPR oder von elastischem
Werkstoff für den Schutzschlauch 16a ein Metallgeflecht
material, etwa aus Edelstahl, zum Einsatz gebracht wird, um
ein gepanzertes Schutzmittel gegen Abrieb und fehlerhafte
Verwendung in einem gegebenen Einsatzfall vorzusehen.
Der Erfindungsgedanke besteht damit in einer Befestigungs
methode und -einrichtung für Schlauchkonstruktionen, durch
die ein Schnellanschlußverbinder für Plastikschläuche erheb
lich erleichtert wird, bei dem die Nachteile der bekannten
Ausführungen vermieden werden. Die dargestellte und hier be
schriebene Form der Erfindung stellt lediglich eine bevor
zugte Ausführungsform dieses Erfindungsgedankens dar. Dieses
ist jedoch vielmehr als eine Darstellung der erfindungsgemäßen
Konzeptionen gedacht als etwa eine Beschränkung hier
auf, und es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Ab
änderungen und Veränderungen denkbar sind, ohne daß hier
durch der Bereich der beigefügten Ansprüche verlassen würde.
Claims (11)
1. Eine Verbinderbaugruppe zum Anschluß eines Plastik
schlauches (16) an eine Verwendungsverbindung, in
Kombination miteinander umfassend:
einen Verbinderkörper (12) mit einer Mittelachse und einem Anschlußende zur betrieblichen Kupplung des ge nannten Körpers (12) mit einer Verwendungseinrichtung und mit einem sich am anderen Ende des genannten Körpers er streckenden Verbindungsschaft (14);
einen Plastikschlauch (16) mit einem im wesentlichen kreisförmig offenen Querschnitt an seinem Endabschnitt;
eine Plastik-Druckhülse (18), die den genannten Endab schnitt des genannten Plastikschlauches (18) koaxial um gibt und sich axial über eine vorbestimmte Strecke längs des genannten Plastikschlauches erstreckt;
dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaft (14) in die koaxiale Endausbildung des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) eingeführt ist, um die Innendurchmesser des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) in engem Eingriff miteinander und um den genannten ein geführten Schaft (14) herum aufzuweiten.
einen Verbinderkörper (12) mit einer Mittelachse und einem Anschlußende zur betrieblichen Kupplung des ge nannten Körpers (12) mit einer Verwendungseinrichtung und mit einem sich am anderen Ende des genannten Körpers er streckenden Verbindungsschaft (14);
einen Plastikschlauch (16) mit einem im wesentlichen kreisförmig offenen Querschnitt an seinem Endabschnitt;
eine Plastik-Druckhülse (18), die den genannten Endab schnitt des genannten Plastikschlauches (18) koaxial um gibt und sich axial über eine vorbestimmte Strecke längs des genannten Plastikschlauches erstreckt;
dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaft (14) in die koaxiale Endausbildung des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) eingeführt ist, um die Innendurchmesser des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) in engem Eingriff miteinander und um den genannten ein geführten Schaft (14) herum aufzuweiten.
2. Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der genannte Schaft (14) zumindest
eine ringförmige Erhebung (22) an seinem Endabschnitt zum
Eingriff in den Innendurchmesser des genannten Plastik
schlauches (16) aufweist.
3. Verbinder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die axiale Länge der genannten
Druckhülse (18) mindestens so groß ist wie die Länge des
genannten Verbindungsschaftes (14).
4. Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die genannte
ringförmige Erhebung (22) in Verbindung mit dem Schlauch
material (16) einen Widerhaken darstellt, der sich vom
Schlauchende weg gerichtet radial nach innen hin verjüngt.
5. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der genannte
Verbinderkörper (12) aus einem Plastikwerkstoff vorzugs
weise gestrecktem Nylon-12 besteht und/oder die Druck
hülse (18) aus einem Polyphenoläther, insbesondere einem
PPE-Nylongemisch, hergestellt ist.
6. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich der ge
nannte Verbindungsschaft (14) in einem Winkel gegenüber
der genannten Mittelachse des genannten Verbinderkörpers
(12) erstreckt.
7. Verbinder gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der genannte Schaft (14) von
der Mittellinie des genannten Verbinderkörper (12) abge
wandt in einem Winkel von ungefähr 90o gegenüber der
genannten Mittelachse erstreckt.
8. Verbinder gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der genannte Schaft (14) ge
genüber der Mittellinie des genannten Verbinderkörpers
(12) abgewandt etwa quer zu dem genannten Verbinderkörper
erstreckt.
9. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutz
hülse (16a) koaxial um den genannten Plastikschlauch
herum vorgesehen ist, wobei mindestens deren Endabschnitt
koaxial zwischen dem genannten Plastikschlauch und der
genannten Druckhülse angeordnet ist, wobei die Schutz
hülse vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff oder
einem Metallgeflecht besteht.
10. Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kurve von Temperatur zu Er
schlaffung der genannten Druckhülse (18) erheblich fla
cher ist als die Kurve von Temperatur zu Erschlaffung des
genannten Plastikschlauches (16), daß die genannte
Druckhülse (18) ihre abmessungsmäßige Stabilität und da
her ihre Druckfestigkeit unter hoher Temperatur beibe
hält, unter der der genannte Plastikschlauch
anderenfalls zur abmessungsmäßigen Unstabilität hin
erschlaffen würde.
11. Verbinder gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die genannte Druckhülse (18) gegen
über dem genannten Plastikschlauch (16) bei einer
Temperatur von mindestens 350 Grad F (177oC) abmessungsmäßig
stabil ist.
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