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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rohrverbinder nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beschreibung des Standes
der Technik:
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Der
Rohrverbinder wurde bisher dazu verwendet, ein Fluidrohr mit einer
fluidbetätigten
Vorrichtung, bspw. einem solenoid-betätigten Ventil oder einem Zylinder,
zu verbinden und zu koppeln. Ein Ende des Fluidrohres mit einem
festgelegten Außendurchmesser
wird mit dem Rohrverbinder verbunden. Der Außenumfang des Endes des angeschlossenen
Fluidrohres wird mit einem Befestigungsabschnitt in Eingriff gebracht,
der in einer ringförmigen Gestalt
an einem Mutternelement des Rohrverbinders ausgebildet ist, um ein
Lösen zu
vermeiden.
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Der
herkömmliche
Rohrverbinder, wie er oben beschrieben ist, trifft jedoch manchmal
auf eine Situation, bei der die Wanddicke des Fluidrohres leicht
variiert, bspw. aufgrund von Produktionsfehlern, auch wenn der Außendurchmesser
des Fluidrohres gleich ist. Wird bspw. ein Fluidrohr verwendet, das
einen gleichen Außendurchmesser
aber eine dünnere
Wanddicke als ein zuvor verwendetes Fluidrohr aufweist, so verringert
sich die Kraft zu Befestigung des Fluidrohres mit Hilfe des Befestigungsabschnitts.
Als Folge hiervon besteht die Befürchtung, dass sich das Fluidrohr
leicht von einem Grundkörperabschnitt
der fluiddruckbetätigten
Vorrichtung oder dgl. löst.
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Die
Dokumente EP-A 0 855 546 und EP-A 0 872 678, auf welche sich der
Oberbegriff des Anspruchs 1 stützt,
beschreiben beide einen Rohrver binder zum festen Anschluss eines
Rohres an einen Verbinderkörper,
der an eine Fluiddruckvorrichtung angeschlossen ist. Das Rohr wird
an dem Verbinderkörper
mit Hilfe eines Mutternelementes, das auf den Verbinderkörper aufgeschraubt
wird, einer Einsetzhülse
und eines Kragenelementes befestigt. Das Rohr wird zwischen der
Einsetzhülse
und dem Kragenelement gehalten, wobei beim Schrauben des Mutternelementes
in den Verbinderkörper
ein Pressabschnitt des Mutternelementes flexibel radial nach außen gebogen
wird, um sich der Form des Kragenelementes anzupassen. Die durch
den Pressabschnitt ausgeübte
Kraft presst das Kragenelement zu der Einsetzhülse und dichtet dadurch das
Rohr zwischen einer Dichtfläche
des Kragenelementes und einer ringförmigen Erweiterung der Einsetzhülse ab. Ähnlich dem
oben beschriebenen Stand der Technik können die Dichtungs- und Eingriffswirkungen
des Rohrverbinders beeinträchtigt
werden, wenn der Durchmesser des Rohres bspw. durch Herstellungsfehler
variiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rohrverbinder
zu schaffen, der es möglich
macht, ein Lösen
eines Fluidrohres relativ zu einem Grundkörperabschnitt einer fluiddruckbetätigten Vorrichtung
zuverlässig
zu vermeiden, auch für
den Fall, dass das Fluidrohr, das einen festgelegten identischen
Außendurchmesser
aber aufgrund von Herstellungsfehlern oder dgl. eine etwas andere
Wanddicke aufweist, angeschlossen wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Rohrverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Längsschnitt,
der einen Rohrverbinder gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den in 1 gezeigten
Rohrverbinder darstellt;
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3 zeigt
eine Vorderansicht, die einen in 1 gezeigten
Grundkörperabschnitt
darstellt;
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4 zeigt
einen vergrößerten Teilschnitt, der
den in 1 gezeigten Rohrverbinder darstellt;
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5 zeigt
ein Verfahren zur Verwendung des in 1 gezeigten
Rohrverbinders, wobei ein Längsschnitt
eines Zustands dargestellt wird, in dem ein Einsetzelement in ein
Fluidrohr eingesetzt ist;
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6 zeigt
ein anderes Verfahren zur Verwendung des in 1 gezeigten
Rohrverbinders, wobei ein Längsschnitt
eines Zustands dargestellt ist, in dem ein Fluidrohr mit einer dünnen Wanddicke
angeschlossen wird; und
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7 zeigt
ein weiteres Verfahren zur Verwendung des in 1 gezeigten
Rohrverbinders, wobei ein Längsschnitt
eines Zustands dargestellt ist, in dem ein Fluidrohr mit einer dicken
Wanddicke angeschlossen wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 einen Rohrverbinder gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Rohrverbinder 10 ist an
einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörperabschnitt 14 angeschlossen,
der für
eine fluiddruckbetätigte
Vorrichtung oder dgl. vorgesehen ist und in dem ein Fluiddurchgang 12 ausgebildet
ist. Ein Außengewinde (Gewindeabschnitt) 16 ist
an dem Außenumfang
des Endes des Grundkörperabschnitts 14 ausgebildet. Eine
Vertiefung 18 ist an einer inneren Wandfläche des
Grundkörperabschnitts 14 ausgebildet.
Die innere Umfangsfläche
der Vertiefung 18 ist als eine zylindrische Fläche 18a ausgebildet.
Die zylindrische Fläche 18 ist
so geformt, dass sie im Wesentlichen parallel zu der Achse des Grundkörperabschnitts 14 verläuft, und
ist nicht so vorgesehen, dass sie die Achse schneidet. Ein ringförmiger Vorsprung 19,
der, gesehen in 1, im Wesentlichen in horizontaler
Richtung vorsteht, ist an der Innenwandfläche des Grundkörperabschnitts 14 ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Nuten 21,
die voneinander um etwa 120° in
Umfangsrichtung beabstandet sind, in radialer Richtung an einer
schrägen äußeren Umfangsfläche 19a des
ringförmigen
Vorsprungs 19 ausgebildet.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein im Wesentlichen
zylindrisches Einsetzelement 20 in die Vertiefung 18 eingesetzt.
Eine Öffnung 22,
die mit dem Fluiddurchgang 12 in Verbindung steht, ist im
Inneren des Einsetzelementes 20 ausgebildet. Die Wand zur
Bildung der Öffnung 22 ist
so geformt, dass ihr Durchmesser von der Seite des Fluiddurchgangs 12 zu
der Innenseite allmählich
abnimmt. Ein Einsetzabschnitt 24 mit einem großen Durchmesser
ist an dem Außenumfang
an der ersten Endseite des Einsetzelementes 20 mit einem
dazwischen liegenden abgestuften Abschnitt 23 ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt ist, ist eine ringförmige Nut 25 zum Aufsetzen
auf den ringförmigen
Vorsprung 19 an dem Ende des Einsetzabschnitts 24 ausgebildet.
Wenn eine schräge
Wand 25a, die die ringförmige
Nut 25 bildet, an der äußeren Umfangsfläche 19a anliegt, sind
Freiräume 27a, 27b zwischen
dem Grundkörperabschnitt 14 und
dem Einsetzabschnitt 24 bis auf den Bereich zwischen der
Wand 25a und der äußeren Umfangsfläche 19a ausgebildet.
Die jeweiligen Freiräume 27a, 27b kommunizieren
miteinander über
eine Nut 21.
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Eine
Vielzahl von ringförmigen
Vorsprüngen 26 ist
an dem Außenumfang
des Einsetzabschnitts 24 ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 26 ist
so geformt, dass er einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt
aufweist, wobei seine flache obere Fläche 26a so geformt
ist, dass sie in Kontakt mit der zylindrischen Fläche 18a tritt
(vgl. 4). Bei dieser Ausführungsform ist die obere Fläche 26a so
geformt, dass sie im Wesentlichen parallel zu der Achse des Einsetzelementes 20 verläuft, und
sie ist nicht so vorgesehen, dass sie die Achse schneidet. Ein im Durchmesser
reduzierter Abschnitt 30, dessen Durchmesser zu dem zweiten
Ende reduziert ist, wobei ein zwischenliegender abgestufter Abschnitt 28 vorgesehen
ist, ist an der äußeren Umfangsfläche des
Einsetzelementes 20 ausgebildet. Ein im Durchmesser erweiterter
Abschnitt 32, dessen Durchmesser sich von dem Ende des
im Durchmesser reduzierten Abschnittes 30 zu dem zweiten
Ende allmählich
erweitert, und ein konischer Abschnitt 34, der von dem
im Durchmesser erweiterten Abschnitt 32 ausgeht und dessen
Durchmesser sich zu der Endseite allmählich verringert, sind an der äußeren Umfangsfläche des
Einsetzelementes 20 vorgesehen.
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Eine
Hülse 38,
die aus einem elastischen Material, bspw. einem Harz, geformt ist,
ist in der Vertiefung 18 des Grundkörperabschnittes 14 so vorgesehen,
dass ein Teil des Einsetzelementes 20 hierdurch umgeben
wird. Das erste Ende der Hülse 38 liegt
an dem gestuften Abschnitt 23 des Einsetzelementes 20 an,
so dass die Hülse 38 relativ
zu dem Einsetzelement 20 positioniert wird. Ein im Durchmesser
erweiterter Abschnitt 40, der um einen festgelegten Abstand
von dem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 32 des Einsetzelementes 20 beabstandet
ist und dessen Durchmesser sich zu der zweiten Endseite allmählich erweitert,
ist an dem inneren Umfang der Hülse 38 ausgebildet.
Ein im Durchmesser erweiterter Abschnitt 42, dessen Durchmesser
sich zu dem zweiten Ende allmählich
erweitert, und eine schräge
Fläche 44,
die in den im Durchmesser erweiterten Abschnitt 42 übergeht
und deren Durchmesser sich zu der Endseite allmählich verringert, sind an der äußeren Umfangsfläche der
Hülse 38 vorgesehen.
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Ein
Mutternelement (Befestigungselement) 48, das aus einem
elastischen Material, bspw. Harz, besteht, steht in Eingriff mit
dem Außengewinde 16. Eine
Vertiefung 50 ist an der Innenseite des Mutternelementes 48 ausgebildet.
Ein Innengewinde 52, das mit dem Außengewinde 16 in Eingriff
steht, ist an der Wand zur Bildung der Vertiefung 50 ausgebildet.
Ein ringförmiger
Vorsprung 54 ist an dem ersten Ende des Mutternelementes 48 ausgebildet.
Eine Öffnung 56,
die mit der Vertiefung 50 in Verbindung steht, ist in dem
ringförmigen
Vorsprung 54 ausgebildet.
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Wie
in den 1 und 5 gezeigt ist, ist ein erster
Kantenabschnitt 58, der so geformt ist, dass er einen im
Wesentlichen rechtwinkligen vertikalen Querschnitt aufweist, und
der die Öffnung
des Loches 56 umschreibt, an der inneren Wandfläche des
Mutternelementes 48 vorgesehen. Ein zweiter Kantenabschnitt 60,
dessen Durchmesser größer ist als
der des ersten Kantenabschnittes 58 und der einen spitzen
vertikalen Querschnitt mit einer sägezahnförmigen Gestaltung aufweist,
ist in einer umschreibenden Weise so vorgesehen, dass er den ersten
Kantenabschnitt 58 umgibt. Sowohl der erste Kanten abschnitt 58 als
auch der zweite Kantenabschnitt 60 dienen als ein Befestigungsabschnitt.
Ein zylindrischer Pressabschnitt 62, der den zweiten Kantenabschnitt 60 umgibt,
ist an der inneren Wandfläche
des Mutternelementes 48 ausgebildet. Der innere Umfang
des Pressabschnittes 62 dient als eine Pressfläche 64.
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Der
Befestigungsabschnitt ist nicht auf die ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 beschränkt, die
jeweils aus einer Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen mit
unterschiedlichen Durchmessern bestehen können.
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Der
Rohrverbinder 10 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Nachfolgend werden seine Funktions- und Wirkungsweise
erläutert.
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Es
wird angenommen, dass die Hülse 38 vorab
an einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Einsetzelementes 20 angebracht
ist.
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Zunächst wird,
wie in 5 gezeigt, das Fluidrohr 70, das so gestaltet
ist, dass es einen Außendurchmesser
von T und eine Wanddicke D1 aufweist, in die Öffnung 56 des Mutternelementes 48 in
einem Zustand eingesetzt, in dem das Mutternelement 48 von
dem Grundkörperabschnitt 14 entfernt
ist. Wenn das Einsetzelement 20, an dem die Hülse 38 angebracht
ist, mit Hilfe einer nicht dargestellten Spannvorrichtung unter
Druck in das Ende des Fluidrohres 70 eingesetzt wurde,
so wird anschließend
das Ende des Fluidrohres 70 zwischen dem im Durchmesser erweiterten
Abschnitt 32 und dem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 40 der
Hülse 38 angebracht, wobei
sein Durchmesser durch den konischen Abschnitt 34 erweitert
wird, und das Ende des Fluidrohres 70 liegt an dem gestuften
Abschnitt 28 an. Dadurch wird das Fluidrohr 70 relativ
zu dem Einsetzelement 20 positioniert. Als Folge hiervon
treten der Fluiddurchgang 12 und der Fluiddurchgang 72 miteinander über die Öffnung 22 in
Verbindung. Die innere Umfangsfläche
des Fluidrohres 70 und der im Durchmesser erweiterte Abschnitt 32 und
der konische Abschnitt 34 des Einsetzelementes 20 werden in
einer flüssigkeitsdichten
Weise oder eine luftdichten Weise gehalten.
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Anschließend wird,
wenn das Innengewinde 52 des Mutternelementes 48 in
Eingriff mit dem Außengewinde 16 des
Grundkörperabschnittes 14 steht,
der erste Kantenabschnitt 58 und der zweite Kantenabschnitt 60 zu
dem konischen Abschnitt 34 verschoben und in Eingriff mit
der äußeren Umfangsfläche des
Fluidrohres 70, dessen Durchmesser durch den konischen
Abschnitt 34 erweitert ist, wie es in 1 gezeigt
ist, gebracht. Wenn das Fluidrohr 70 dazu neigt, sich in
der Richtung zu verschieben, in der es sich löst (in Richtung des Pfeils
A) beißen
daher die ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 in
den Außenumfang
des Fluidrohres 70 ein, so dass die Verschiebung des Fluidrohres 70 behindert
und das Fluidrohr 70 an einem Lösen von dem Rohrverbinder 10 gehindert
wird. In diesem Zustand wird das Fluidrohr 70 durch die
ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 befestigt.
Daher ist die Kraft zur Befestigung des Fluidrohres 70 im
Vergleich zu dem Stand der Technik groß. Dadurch wird das Fluidrohr 70 zuverlässig daran
gehindert, sich von dem Rohrverbinder 10 zu lösen.
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Die
Pressfläche 64 des
Pressabschnittes 62 liegt an der schrägen Fläche 44 der Hülse 38 an.
Der Durchmesser des Pressabschnittes 62 ist aufgrund seiner
Elastizität
erweitert, während
der Durchmesser der schrägen
Fläche 44 der
Hülse 38 aufgrund
ihrer Elastizität
verringert ist. Dementsprechend ist das Fluidrohr 70 zwischen
dem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 40 an der Innenseite
der Hülse 38 und dem
im Durchmesser erweiterten Abschnitt 32 des Einsetzelementes 20 angeordnet.
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Das
Fluidrohr 70 wird in der oben beschriebenen Weise durch
den Grundkörperabschnitt 14 gehalten
und wird dazu verwendet, das Fluid zuzuführen.
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In
diesem Zustand sind die oberen Flächen 26a, die an den
ringförmigen
Vorsprüngen 26 des Einsetzelementes 20 ausgebildet
sind, durch Kontakt mit der zylindrischen Fläche 18a abgedichtet,
wie es in 4 gezeigt ist. Jedoch sind die
Freiräume 27a, 27b und
die Nut 21 zwischen dem ringförmigen Vorsprung 19 und
dem Einsetzabschnitt 24 ausgebildet, so dass keine Dichtwirkung
ausgeübt
wird.
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Als
nächstes
wird ein Fall eines Fluidrohres 80 erläutert, bei dem die Wanddicke
(D2) aufgrund eines Herstellungsfehlers oder dgl. im Vergleich zu dem
oben beschriebenen Fluidrohr 70 etwas dünner ist (D1 > D2). Wenn die Einschraubtiefe
des Mutternelementes 48 im Vergleich zu dem oben beschriebenen
Fluidrohr 70 erhöht
wird, dann beißen,
wie in 6 gezeigt ist, die ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 weiter
in den Außenumfang
des Fluidrohres 80, dessen Durchmesser durch den konischen
Abschnitt 34 erweitert ist, ein, und die Pressfläche 64 des
Pressabschnittes 62 presst die schräge Fläche 44 der Hülse 38.
Dadurch wird das Fluidrohr 80 zwischen dem im Durchmesser
erweiterten Abschnitt 40 der Hülse 38 und dem im
Durchmesser erweiterten Abschnitt 32 des Einsetzelementes 20 angeordnet.
Auch in dem Fall des Fluidrohres 80, das einen gleichen
Außendurchmesser
T aber eine dünne
Wanddicke aufweist, kann daher das Fluidrohr 80 mit Hilfe
des Rohrverbinders 10 an dem Grundkörperabschnitt 14 angebracht
werden. Das Fluidrohr 80 wird zuverlässig durch die ersten und zweiten
Kantenabschnitte 58, 60 befestigt. Daher kann
das Fluidrohr 80 an einem Lösen gehindert werden.
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Andererseits
wird ein Fall erläutert,
bei dem ein Fluidrohr 90, dessen Wanddicke (D3) im Vergleich
zu dem oben beschriebenen Fluidrohr 70 etwas dicker ist
(D1 < D3), mit
Hilfe des Rohrverbinders 10 an dem Grundkörperabschnitt 14 angebracht wird.
Wie in 7 gezeigt ist, beißen dann, wenn das Innengewinde 52 des
Mutternelementes 48 in Eingriff mit dem Außengewinde 16 steht,
die ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 an
dem Außenumfang
des Fluidrohres 90, dessen Durchmesser durch den konischen
Abschnitt 34 erweitert ist, an, unabhängig von der Wanddicke des
Fluidrohres 90, und die ersten und zweiten Kantenabschnitte 58, 60 beißen in den
Außenumfang
des Fluidrohres 90 ein. Das Fluidrohr 90 ist zwischen
dem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 40 der Hülse 38 und
dem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 32 des Einsetzelementes 20 angeordnet.
Auch in dem Fall des Fluidrohres 90, das einen gleichen
Außendurchmesser
T aber eine dicke Wanddicke aufweist, kann daher das Fluidrohr 90 mit
Hilfe des Rohrverbinders 10 zuverlässig an dem Grundkörperabschnitt 14 angebracht werden.