DE602005004510T2

DE602005004510T2 - Aussen zylindrisches glied zur befestigung in einer öffnung

Info

Publication number: DE602005004510T2
Application number: DE602005004510T
Authority: DE
Inventors: Jostein Berge; Kristoffer Dale; Jan Erik Sangro
Original assignee: Kongsberg Automotive AS
Current assignee: Kongsberg Automotive AS
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: DE602005004510D1; EP1714067A1; ATE384906T1; WO2005073612A1; EP1714067B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein außenzylindrisches Element zum Befestigen in einer Öffnung in einem Aufnahmeteil, in welches das zylindrische Element eingesetzt ist, wobei mindestens ein Ausdehnungselement, das mindestens einen äußeren Greifrand hat, in einer Umfangsnut in dem zylindrischen Element angeordnet ist, wobei die Nut eine Bodenfläche mit einem zunehmenden Durchmesser in der Einsetzrichtung des zylindrischen Elements hat.
Stand der Technik
Es sind beispielsweise Bremsenkomponenten fit Nutzfahrzeuge bekannt, wie etwa Ventile, die Gehäuse aus Metall haben, bei denen Rohrkupplungen in Gewindelöcher geschraubt sind. Für die Gehäuse wird auch Kunststoff anstelle von Metall verwendet, Gewinde in Kunststoff werden jedoch für Bremsenrohrkupplungen als nicht ausreichend sicher angesehen. Deshalb ist es üblich, Gewindeeinsätze zu verwenden, die in den Kunststoff gepresst werden. Einsätze dieses Typs haben jedoch den Nachteil, dass die Einpresskraft so groß ist, dass sie das Kunststoffventilgehäuse beschädigen kann. Außerdem entspricht die Herausziehkraft im Wesentlichen der Einpresskraft.
GB 1 170 857 beschreibt eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Rohren, wobei das erste Rohr äußere Ringe hat, die gespalten sein können und in einer jeweiligen konischen Nut sitzen, die einen zunehmenden Durchmesser in der Einsetzrichtung hat. Die Ringe sind ausgebildet, um in die Wand des zweiten Rohrs einzudringen, das auf das erste Rohre aufgesetzt wird. Die konische Oberfläche in den Nuten bewirkt, dass sich die Ringe ausdehnen, wenn versucht wird, die Rohre auseinanderzuziehen, wodurch die Ringe in dem zweiten Rohr festsitzen, während das erste Rohr geringfügig bewegt wird.
Die Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung wird ein außenzylindrisches Element gemäß der einleitenden Beschreibung bereitgestellt, an dem sich mindestens ein federndes Element in dem tiefsten axialen Ende der Nut befindet, um das Ausdehnungselement zu dem flacheren Teil der Nut hin zu drücken. Dadurch wird das Ausdehnungselement zu einem Bereich der Nut bewegt, der einen größeren Durchmesser relativ zu dem tiefsten Bereich der Nut hat.
An seiner Innenseite kann das Ausdehnungselement eine entsprechende konische Oberfläche als Nut haben. Alternativ kann das Ausdehnungselement eine anders geformte innere Oberfläche haben, beispielsweise eine Oberfläche, die in der Querrichtung gekrümmt ist. Mindestens ein nach außen gerichteter Greifrand an der Außenseite des Ausdehnungselements gelangt mit der Wand in einer Öffnung in Eingriff, in die das zylindrische Element eingesetzt wird. Außerdem ist ein federndes Element in dem tiefsten Ende der Nut angeordnet, beispielsweise ein O-Dichtring, eine Metallscheibe, die in der Umfangsrichtung wellig ist oder ein oder mehrere Tellerfedern.
Nach dem Einsetzen des zylindrischen Elements in die Öffnung ist also das Ausdehnungselement aufgrund des Greifrands oder der Greifränder, die mit der Wand in Eingriff sind, an der Wand befestigt. Wenn das zylindrische Element einer großen Kraft ausgesetzt ist, die zu der Einsetzrichtung entgegengesetzt wirkt, wird das Element geringfügig bewegt, was bewirkt, dass das Ausdehnungselement an einem Bereich der konischen Oberfläche angeordnet wird, der einen größeren Durchmesser hat als der Bereich, an dem es beim Einsetzen angeordnet war, und infolgedessen wird das Ausdehnungselement ausgedehnt, wodurch der Greifrand oder die Greifränder tiefer in die Wand eindringen und die Befestigung verstärkt wird. Während des Einsetzens des zylindrischen Elements in die Öffnung befindet sich das Ausdehnungselement normalerweise in dem tiefsten Bereich der Nut. Das federnde Element bewegt das Ausdehnungselement von diesem Bereich weg zu einem Bereich der konischen Oberfläche, der eine geringere Tiefe hat; d. h. das Ausdehnungselement dehnt sich aus.
Der Greifrand oder die Greifränder können vorteilhafterweise entgegengesetzt zu der Einsetzrichtung des zylindrischen Elements in die Öffnung geneigt sein. Dadurch wird das Einsetzen erleichtert, da der Greifrand oder die Greifränder während des Einsetzens nicht in die Wand eindringt/eindringen. Da die Ausdehnung des Ausdehnungselements stattfindet, wenn versucht wird, das Element aus der Öffnung herauszuziehen, nimmt der Widerstand gegen ein Herausziehen durch eine axiale Belastung zu.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich im Einzelnen aus der nachstehenden genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur eine Erläuterung darstellen und somit den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile.
1 zeigt einen diametralen Axialschnitt eines Ausdehnungselements in Form eines Rings zum Gebrauch an einem zylindrischen Element nach der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt im Axialschnitt ein Ausbildungsbeispiel eines zylindrischen Elements nach der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt im Axialschnitt das zylindrische Element von 2, das in einer angepassten Öffnung in einem Aufnahmeteil positioniert ist.
4 zeigt ebenso wie 2 ein Ausbildungsbeispiel eines zylindrischen Elements nach der Erfindung, das eine Metallscheibe als federndes Element hat.
5 zeigt eine Metallscheibe, die in dem Beispiel von 4 vorgesehen ist.
6 zeigt ein zylindrisches Element nach der Erfindung, das zwei Tellerfedern als federndes Element hat.
7 zeigt ein Gebrauchsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung der Erfindung
1 zeigt ein Ausdehnungselement in Form eines Rings 1, der zwei bevorzugt scharfe Greifränder 2 an der Außenwand hat. Die Innenwand ist konisch und soll mit dem Boden einer Umfangsnut 4 in einem zylindrischen Element 3 in Eingriff gelangen (in den 2 bis 4, 6 und 7 gezeigt). Der Ring 1 ist gespalten, um eine Änderung des Durchmessers des Rings zu ermöglichen. Dies ist erforderlich, um den Ring in der Nut 4 zu platzieren und die Kompression des Rings 1 zu ermöglichen, wenn das zylindrische Element 3 in eine Öffnung eingesetzt wird, und um die Ausdehnung des Rings 1 zu ermöglichen, wenn er entlang der Bodenfläche der Nut verschoben wird.
2 zeigt ein Ausbildungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in dem ein außenzylindrisches Element 3, beispielsweise aus Kunststoff, eine Nut 4 hat, in der ein Ring 1 angeordnet ist. Diese Nut 4 hat eine teilweise konische Bodenfläche. Die Bodenfläche hat einen zunehmenden Durchmesser in der Einsetzrichtung des Elements 3 in die Öffnung. Die konische innere Oberfläche des Rings 1 und die konische Bodenfläche der Nut 4 in dem Element 3 sind parallel und miteinander in Eingriff. Die Greifränder 2 des Rings 1 stehen von dem Element 3 auch dann etwas vor, wenn sich der Ring 4 ganz innen in der Nut 4 befindet. Dies bewirkt einen gewissen Widerstand, wenn das Element 3 in die Öffnung geschoben wird. Ein O-Dichtring 5 befindet sich in dem tiefsten Ende der Nut 4. Die Nut 4 hat eine Ausdehnung in diesem Ende, die an den O-Dichtring 5 angepasst ist. Wenn das Element 3 nicht in eine passende Öffnung eingesetzt ist, liegt der O-Dichtring frei um das Element 3 herum und drückt nicht gegen den Ring 1. Das gezeigte Element 3 ist mit einem Stoppflansch 6 geformt, der um ein Ende des Elements 3 herum angeordnet ist, um die richtige Positionierung des Elements in der Öffnung sicherzustellen.
3 zeigt das zylindrische Element 3, das in einer passenden Öffnung in einem Aufnahmeteil 7 angeordnet ist. Wenn das Element 3 in die Öffnung eingesetzt wird, wird der Ring 1 zusammengedrückt. Da die Greifränder 2 an der Außenseite des Elements 3 radial vorstehen, drücken sie gegen die Wand der Öffnung und gelangen damit in Eingriff. Gleichzeitig wird der O-Dichtring 5 verformt und drückt auf den Ring 1, wodurch dieser konstant einer Axialkraft ausgesetzt ist, was zu einer Ausdehnung des Rings 1 aufgrund der konischen Bodenfläche der Nut 4 führt. Wenn das Element 3 einer Kraft ausgesetzt ist, die entgegengesetzt zu der Einsetzrichtung gerichtet ist, bewegt sich der Ring 1 nicht, da die Greifränder 2 mit der Wand der Öffnung in Eingriff sind. Eine Axialverschiebung des Elements 3 relativ zu der Öffnung bewirkt eine Verschiebung des Rings 1 in der Nut des Elements 3, wodurch der Durchmesser zunimmt, und die Greifränder 2 gelangen in stärkeren Eingriff in der Wand der Öffnung. Der Ring 1 legt das Element 3 in der Öffnung fest, da der Abstand zwischen dem Element 3 und der Wand der Öffnung kleiner als die radiale Dicke des Rings 4 ist. Das gezeigte Element 3 ist entsprechend 2 mit einem Stoppflansch 6 ausgebildet.
4 zeigt das zylindrische Element 3 mit einem federnden Element, das von einem O-Dichtring verschieden und in Form eines Metallrings 12 ist, der in seinem Umfang wellig ist. Der Metallring 12 erfüllt die gleiche Funktion wie der O-Dichtring 5, d. h. er wirkt auf den Ring 1 in der Axialrichtung ein, und zwar gegen die Einsetzrichtung in eine Öffnung. Dabei hat die Nut 4 für den Ring 1 einen zylindrischen Boden in dem Bereich, in dem sich der Metallring 12 befindet. Das gezeigte Element 3 ist entsprechend den 2 und 3 mit einem Stoppflansch 6 ausgebildet.
5 zeigt den Metallring 12, der in 4 im Schnitt gezeigt ist. Wie ersichtlich ist, ist der Metallring 12 in seiner Umfangsrichtung wellig und gespalten.
6 zeigt das zylindrische Element 3 mit einem federnden Element in Form eines Stapels von Tellerfedern 13, der hier mit zwei solchen Federn gezeigt ist. Natürlich können mehr als zwei Federn verwendet werden. Die Tellerfedern 13 erfüllen die gleiche Funktion wie der O-Dichtring 5 und der wellige Metallring 12, d. h. sie wirken auf den Ring 1 in der Axialrichtung ein, und zwar gegen die Einsetzrichtung in eine Öffnung. Das gezeigte Element 3 ist entsprechend den 2, 3 und 4 mit einem Stoppflansch 6 ausgebildet.
7 zeigt ein Gebrauchsbeispiel der Erfindung. Dabei ist ein zylindrisches Element 3 als ein Kupplungsgehäuse geformt und enthält einen Klemmring 8 zum Festlegen eines in das Element 3 eingesetzten Rohrs oder Schlauchs. Ein O-Dichtring 9 ist eingesetzt, so dass um das eingesetzte Rohr oder den Schlauch herum eine Abdichtung gebildet wird. Das Element 3 ist mit einer inneren Stützbuchse 10 ausgebildet, auf der das Rohr oder der Schlauch verläuft, und die Stützbuchse 10 verhindert eine radiale Kompression des Rohrs oder des Schlauchs, wenn dieser einem Druck von dem Klemmring 8 ausgesetzt ist. Das Ende des Rohrs oder Schlauchs kann in einem Ringraum 11 in dem Element 3 verlaufen.
Ansonsten ist das Element nahezu wie in 3 ausgebildet, indem es eine äußere Nut hat, die einen O-Dichtring 5 und eine Ring 1 enthält, der äußere Greifränder 2 hat.
Es versteht sich, dass in dem in 7 gezeigten Beispiel ein Metallring gemäß den 4 und 5, Tellerfedern gemäß 6 oder andere federnde Elemente, die eine Axialkraft auf den Ring 1 bewirken, anstelle des O-Dichtrings 5 verwendet werden können.
Das zylindrische Element 3 ist in ein Aufnahmeteil 7 eingesetzt gezeigt, und die Betriebsweise ist gleich wie die in Verbindung mit 3 erläuterte. Das Element 3 hat einen äußeren Stoppflansch 6, der die Einsetzposition des Elements 3 in dem Aufnahmeteil 7 bestimmt.
Der Ring 1 kann aus Metall oder einer Metalllegierung oder eventuell einem anderen Hartstoff bestehen. Eine Bedingung ist, dass der Greifrand oder die Greifränder 2 imstande sein sollen, in die Wand der Öffnung des Aufnahmeteils 7, in die das Element 3 eingesetzt wird, einzuschneiden. Die erforderliche Härte hängt also von der Härte der Wand ab, welche die Öffnung definiert. Wenn die Härte der Wand gering ist, kann der Ring ebenfalls eine relativ geringe Härte haben.
Das zylindrische Element 3 kann aus einer Vielfalt von Materialien wie etwa Kunststoff, Kautschuk oder einem Metall/einer Metalllegierung bestehen, die eine geringere Härte als das Ausdehnungselement (der Ring) haben.
Das zylindrische Element 3 kann massiv oder hohl sein.
Das Aufnahmeteil 7, das eine Öffnung zum Einsetzen des zylindrischen Elements 3 hat, kann grundsätzlich jede Art von Aufnahmeteil sein, in dem ein anderes Element festzulegen ist. Das Aufnahmeteil muss nicht mehr oder weniger buchsenförmig sein, da es beispielsweise ein Block oder eine Platte sein kann.

Claims

Außenzylindrisches Element (3) zum Befestigen in einer Öffnung in einem Aufnahmeteil (7), in welches das zylindrische Element eingesetzt ist, wobei mindestens ein Ausdehnungselement (1), das mindestens einen äußeren Greifrand (2) hat, in einer Umfangsnut (4) in dem zylindrischen Element (3) angeordnet ist, wobei die Nut (4) eine Bodenfläche mit einem zunehmenden Durchmesser in der Einsetzrichtung des zylindrischen Elements (3) hat, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein federndes Element (5; 12; 13) in dem tiefsten axialen Ende der Nut (4) befindet, um das Ausdehnungselement (1) zu dem flacheren Teil der Nut (4) hin zu drücken.
Element (3) nach Anspruch 1, wobei das Ausdehnungselement (1) ein Spaltring ist.
Element (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausdehnungselement (1) ein Ring aus Kunststoff oder Metall ist.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das federnde Element ein elastomerer Ring wie etwa ein O-Dichtring (5) ist.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das federnde Element ein Ring (12) ist, der für eine federnde Funktion ausgebildet ist.
Element (3) nach Anspruch 5, wobei der Ring (12) in der Umfangsrichtung wellig ist.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das federnde Element eine Tellerfeder (13) oder ein Stapel solcher Federn ist.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ausdehnungselement (1) an seiner Innenseite eine konische Oberfläche zur Anlage an der Bodenfläche der Nut (4) in dem zylindrischen Element (3) hat.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ausdehnungselement (1) an seiner Innenseite eine gekrümmte Oberfläche zur Anlage an der Bodenfläche der Nut (4) in dem zylindrischen Element (3) hat.
Element (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das als ein Kupplungsgehäuse geformt ist, das einen Klemmring für ein Rohr oder einen Schlauch enthält, der in das Kupplungsgehäuse eingesetzt ist.