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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte
Vorrichtung zum Verbinden eines Schlauchendes mit einem Ende
eines starren Rohres, die insbesondere in der
Kraftfahrzeugindustrie Verwendung findet.
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Moderne Kraftfahrzeuge besitzen eine sich mehr und mehr
verjüngende Motorhaube, um den Luftwiderstand des
Fahrzeuges zu verringern.
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Der unter der Motorhaube zur Verfügung stehende Raum für
den Kühler ist daher im Vergleich zu älteren Fahrzeugen
verringert.
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Das Kühlwasser wird somit bei den modernen Fahrzeugen
weniger gekühlt und steht während der Fahrt unter einem Druck
und einer Temperatur, die wesentlich über dem Druck und der
Temperatur des Kühlwassers der Kühlkreise von älteren
Fahrzeugen liegen.
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Diese Druckerhöhung bringt Undichtigkeitsrisiken im Bereich
der Verbindungen zwischen den Schlauchleitungen und den
Enden der starren Rohre, beispielsweise vom Kühler zum
Motor, mit sich.
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Beim Stand der Technik werden die Schlauchleitungen oder
Schlauchanschlüsse mit den entsprechenden starren Rohrenden
mit Hilfe von Klemmschellen, die um den Schlauch herum
angeordnet sind, in Eingriff gebracht und hieran fixiert.
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Die verwendeten Klemmschellen können von unterschiedlicher
Bauart sein.
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Man verwendet beispielsweise elastische Schellen. Diese
elastischen Schellen sichern jedoch keine sehr gute
Dichtigkeit, wenn der Druck im Kühlkreis wesentlich über
Atmosphärendruck liegt.
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Darüber hinaus machen diese elastischen Schellen für ihre
Montage und Demontage die Verwendung von Spezialwerkzeugen
erforderlich.
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Man hat ferner mit Zahnstangen versehene Klemmschellen
verwendet. Diese Schellen erfordern jedoch ebenfalls den
Einsatz eines Spezialwerkzeuges für ihre Montage und
Demontage.
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Des weiteren ist die Demontage dieser Schellen ein sehr
schwieriger Vorgang.
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Es ist ebenfalls möglich, Schellen mit einer
Schraubverbindung in tangentialer Richtung zu verwenden.
Diese Schellen können jedoch nur sehr schwierig in
korrekter Weise an ihrer Stelle am Schlauch und am Rohrende
angeordnet werden. Des weiteren kann die Klemmung dieser
Schellen nicht visuell kontrolliert werden.
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Folglich sind die Verbindungsvorrichtungen der Kühlkreise,
bei denen die Schlauchenden auf die Enden der starren Rohre
des Kreises aufgesteckt und mit Hilfe von den Schellen
festgeklemmt werden, in der Praxis nicht zufriedenstellend,
und zwar insbesondere bei Kühlkreisen, die unter hohem
Druck stehen. Darüber hinaus können diese Vorrichtungen
nicht automatisch montiert werden.
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Man hat bereits in der FR-PS 2 628 819 der Patentinhaberin
eine Verbindungsvorrichtung zwischen einem Schlauchende und
dem Ende eines starren Rohres, insbesondere für den
Kühlkreis eines Kraftfahrzeuges, beschrieben, bei der das
Schlauchende in abgedichteter Weise am Ende des starren
Rohres mit Hilfe von Halte- und Abdichtungsvorrichtungen
befestigt wird. Die Verbindungsvorrichtung besitzt zwei
starre rohrförmige Elemente, die koaxial zum Schlauchende
an der Innenseite und Außenseite desselben angeordnet sind,
und zwar derart, daß das Schlauchende zwischen die beiden
rohrförmigen Elemente geklemmt wird. Die Befestigung und
Abdichtung des Schlauchendes relativ zum Ende des starren
Rohres wird durch Zusammenwirkung von mindestens einem der
rohrförmigen Elemente mit den Halte- und
Abdichtungsvorrichtungen sichergestellt.
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Bei den in dieser Patentschrift beschriebenen
Ausführungsformen werden die Halteeinrichtungen durch eine Klammer
oder einen elastischen Ring gebildet, welche Schenkel
aufweisen, die sich elastisch auseinanderspreizen können. Die
Schenkel werden in Schlitze eingeführt, die sich mindestens
teilweise durch die Wand des Endes des starren Rohres
erstrecken, und in eine deckungsgleich in eines der starren
rohrförmigen Elemente eingearbeitete Vertiefung.
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Die Patentinhaberin hat ferner in der europäischen
Offenlegungsschrift 0 480 818, die Stand der Technik nach Artikel
54 (3) EPÜ bildet, eine andere Verbindungsvorrichtung
zwischen einem Schlauchende und einem Ende eines starren
Rohres, insbesondere für den Kühlkreis eines Kraftfahrzeuges,
beschrieben, bei der das Schlauchende in abgedichteter
Weise am Ende des starren Rohres mit Hilfe von Halte- und
Abdichtungseinrichtungen befestigt wird. Diese Vorrichtung
umfaßt zwei starre rohrförmige Elemente, die koaxial zum
Schlauchende auf der Außenseite und Innenseite desselben
angeordnet sind, und zwar derart, daß das Schlauchende
durch Klemmung zwischen den beiden rohrförmigen Elementen
gehalten wird. Die Befestigung und Abdichtung des
Schlauchendes relativ zum Ende des starren Rohres wird
durch Zusammenwirkung von einem der rohrförmigen Elemente
mit den Halte- und Abdichtungseinrichtungen erreicht, und
die Halteeinrichtungen werden durch eine Klammer oder einen
elastischen Ring gebildet, der Schenkel aufweist, die
elastisch auseinandergespreizt werden können. Die Schenkel
werden in Schlitze eingeführt, die sich zumindest teilweise
durch die Wand des Endes des starren Rohres erstrecken, und
können mit Rasteinrichtungen zusammenwirken, die von einem
der starren rohrförmigen Elemente vorstehen.
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Vorteilhafterweise besitzen die Rasteinrichtungen eine
geneigte Vorderfläche zum Aufspreizen der Schenkel der
Klammer während der Einführung des entsprechenden Schlauchendes
in das Rohrende und eine Rückseite zum Arretieren der
Schenkel, um jegliches Zurückziehen des Schlauchendes vom
Rohrende zu verhindern.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Variante dieser
Verbindungsvorrichtungen vorzuschlagen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden
eines Schlauchendes mit dem Ende eines starren Rohres,
insbesondere für den Kühlkreis eines Kraftfahrzeuges, gemäß
der das Schlauchende mit Hilfe von Halteelementen und
Dichtungselementen in abgedichteter Weise am starren Rohrende
fixiert wird, mit zwei starren rohrförmigen Elementen, die
koaxial zum Schlauchende an der Außenseite und an der
Innenseite desselben so angeordnet sind, daß das Schlauchende
zwischen die beiden rohrförmigen Elemente festgeklemmt
wird, wobei das äußere rohrförmige Element an einem seiner
Enden einen nach außen vorstehenden Teil aufweist, der mit
einer Anschlagfläche des Rohrendes zusammenwirken kann, um
die Positionierung des Schlauchendes im Rohrende
sicherzustellen, und am anderen Ende einen nach innen vorstehenden
Teil aufweist, in dessen Verlängerung ein radialer
Abschnitt, der eine Wand einer Vertiefung zur Aufnahme einer
Dichtung bildet, und ein axialer Abschnitt, der den Boden
der Vertiefung zur Aufnahme der Dichtung bildet und durch
Pressung auf einen entsprechenden axialen Abschnitt des
inneren rohrförmigen Elementes aufgeklemmt ist, vorgesehen
sind, und wobei das innere rohrförmige Element einen
radialen Abschnitt aufweist, der die andere Wand der Vertiefung
zur Aufnahme der Dichtung bildet.
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Die Erfindung wird besser verständlich mit Hilfe der
nachfolgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaften
Charakter hat, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Hiervon zeigen:
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- Figur 1 eine perspektivische
Explosionsdarstellung der in der europäischen Patentanmeldung 0 480 818
beschriebenen Verbindungsvorrichtung;
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- Figur 2 eine Schnittansicht der in Figur 1
gezeigten Verbindungsvorrichtung; und
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- Figur 3 eine Schnittansicht einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindungsvorrichtung.
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In den Figuren 1 und 2 erkennt man einen Anschluß 1 aus
elastischem Material, der durch das Verbindungsende einer
Leitung aus Kautschuk eines Kühlkreises für ein
Kraftfahrzeug gebildet wird.
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Das Ende des elastischen Anschlusses 1 wird in ein erstes
Teil oder Element 2 einer starren rohrförmigen Gestalt
eingesetzt, das an jedem seiner Enden einen umgebogenen
Abschnitt aufweist, und zwar einen nach außen umgebogenen
Abschnitt 2a und einen nach innen umgebogenen Abschnitt 2b.
Der elastische Anschluß wird in das rohrförmige Teil
eingesetzt, bis sein Ende gegen den nach innen vorstehenden
Abschnitt 2b dieses Teiles stößt.
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Diese Einheit wird schließlich auf ein zylindrisches Ende
eines zweiten Teiles oder starren rohrförmigen Elementes 3,
das koaxial zum ersten Teil angeordnet ist, geschoben, bis
der nach innen vorstehende Abschnitt 2b des äußeren
rohrförmigen Teiles 2 gegen eine Schulter 3a dieses zweiten
inneren rohrförmigen Teiles 3 stößt.
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Die Schulter 3a ist im mittleren Teil dieses Elementes so
angeordnet, daß das rohrförmige Element 3 an seinem anderen
Ende eine Aufnahmevertiefung 3b für ein Dichtungselement 4,
beispielsweise ein torisches Element aufweist, dessen
Funktionsweise nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.
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Wenn das Aufsetzen des Anschlusses 1, insbesondere das
Einschieben seines Endes zwischen die beiden rohrförmigen
Elemente 2 und 3, beendet ist, wird das Festklemmen des
Anschlusses 1 zwischen die beiden inneren und äußeren
rohrförmigen Elemente 3 und 2 durch eine radiale Verformung von
mindestens einem Abschnitt des inneren rohrförmigen
Elementes 3, beispielsweise im Bereich der Zone 5 desselben,
erreicht.
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Diese Verformung kann auf irgendeine bekannte Weise
erreicht werden, beispielsweise durch Aufweiten.
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Das äußere rohrförmige Element 2 besitzt gegenüber der
verformten
Zone Löcher 2c (Figur 1), die ein Fließen des den
Anschluß bildenden Materiales während des
Aufweitungsvorganges ermöglichen.
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Auf diese Weise kann eine gute Verbindung zwischen den
unterschiedlichen Elementen erreicht werden.
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Wenn dieser Vorgang beendet ist, wird das
Abdichtungselement 4 in der Vertiefung 3b angeordnet. Dann wird die
Einheit in ein starres Rohrende 6 eingeführt, das
beispielsweise das Anschlußende des Motors eines Kraftfahrzeuges
sein kann. Dieses Ende wird vorzugsweise mit einer Klammer
7 montiert. Die von dem Anschluß 1 und dem äußeren und
inneren rohrförmigen Element 2, 3 gebildete Einheit wird in
das Ende geschoben, bis der nach außen vorstehende
Abschnitt 2a des äußeren rohrförmigen Elementes gegen eine
Anschlagfläche 6a, stößt die am entsprechenden Ende dieses
Endes vorgesehen ist, um eine korrekte Positionierung der
vorstehend beschriebenen Einheit im Rohrende zu sichern. In
dieser Position liegt das Abdichtungselement 4 einer
Dichtfläche 6b dieses Endes gegenüber.
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Einrichtungen zum Halten dieser Einheit im rohrförmigen
Ende 6 werden durch eine Klammer oder einen elastischen
Ring 7 gebildet, die Schenkel aufweisen, welche elastisch
auseinandergespreizt werden können. Diese Schenkel werden
in Schlitze 8 eingeführt, die die Wand des Rohrendes 6 in
ihrem mittleren Teil durchdringen, jedoch in ihren
seitlichen Abschnitten einfache Einschnitte bilden, in denen die
Schenkel der Klammer 7 gelagert sind. Diese Schenkel können
im Bereich des mittleren Abschnittes der Schlitze 8
beispielsweise mit Rastelementen 10 zusammenwirken, die von
einem der starren rohrförmigen Elemente vorstehen.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Rastelemente
10 am äußeren rohrförmigen Element 2 vorgesehen. Sie
umfassen vorteilhafterweise eine geneigte Vorderseite zum
Aufspreizen der Schenkel der Klammer 7 während der
Einführung der aus dem Anschluß 1 und den rohrförmigen Elementen
2 und 3 bestehenden Einheit in das Ende 6 und eine
Rückseite zum Fixieren dieser Schenkel in Position, um jedwedes
Zurückziehen der Einheit vom Ende zu verhindern.
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Während der vorstehend beschriebenen Einführung der Einheit
in das Ende 6 spreizen daher die Vorderseiten der
Rastelemente 10 die elastisch verformbaren Schenkel der Klammer 7
auseinander. Wenn die Schenkel die Rastelemente passiert
haben, kehren sie in ihre Ausgangsposition zurück und
stoßen gegen die Rückseiten der Rastelemente, um jedes
Zurückziehen der Einheit zu verhindern.
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Die Rastelemente 10 können auch mit Rillen 11 (Figur 1) des
Rohrendes 6 in Eingriff stehen, um eine korrekte
Positionierung des äußeren rohrförmigen Elementes 2 und somit
des Anschlusses 1 relativ zum Ende 6 zu sichern. Andere
vorstehende Abschnitte dieses äußeren rohrförmigen
Elementes 2 oder des inneren rohrförmigen Elementes 3 können
ebenfalls Verwendung finden, um diese Funktion zu erfüllen.
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Schließlich kann das äußere rohrförmige Element 2 an seinem
benachbart zu dem nach innen vorstehenden Abschnitt 2b
angeordneten Ende Fenster 12 aufweisen, die eine visuelle
Kontrolle der Position des Anschlusses im Element 2
ermöglichen und sicherstellen, daß der Anschluß korrekt in das
Element 2 eingeführt worden ist. Es versteht sich von
selbst, daß Markierungen, beispielsweise in Farbe, an den
vorstehend erwähnten unterschiedlichen Elementen vorgesehen
sein können, um eine Indexierung der Position und eine
korrekte Positionierung von unterschiedlichen Elementen
während der Montage zu ermöglichen.
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Die Montage der Vorrichtung kann automatisiert werden. Man
kann daher den Abschnitt 2a unter Verwendung von
Abflachungen zur Aufnahme der Greifmittel eines Roboters
entsprechend gestalten. Man kann ferner eine Gegenlagerzone am
Ende 6 vorsehen. Die Demontage kann sehr leicht
durchgeführt werden, indem man die elastischen Schenkel der
Klammer 7 über jedes geeignete Werkzeug auseinanderspreizt.
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Eine Demontage kann beispielsweise erforderlich sein, wenn
man den Motor oder den Kühler des Fahrzeuges untersuchen
will. Es reicht dabei aus, die Klammer 7 zurückzuziehen, um
die aus dem Anschluß 1, den rohrförmigen Elementen 2, 3 und
dem Ring 4 bestehende Einheit vom Ende 6 zu lösen.
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Durch die Einführung eines Werkzeuges, wie beispielsweise
eines Schraubendrehers, zwischen das Ende des Rohrendes 6
im Bereich von zu diesem Zweck vorgesehenen Aussparungen 9
und den nach außen vorstehenden Abschnitt 2a des äußeren
rohrförmigen Elementes 2 kann man eine große Rückzugskraft
ausüben, wenn man den Anschluß zurückziehen will. Dies ist
insbesondere bei einer anormalen Fügung des
Abdichtungselementes 4 der Fall.
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Die Vorrichtung kann daher sehr einfach und sehr rasch
montiert werden. Der vorher am Ende 6 montierte elastische
Ring 7 wird während der Montage des Anschlusses 1 im
Rohrende 6 automatisch in seine Position gebracht.
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Der Anschluss 1 wird auf sehr einfache und sehr sichere
Weise zwischen den beiden inneren und äußeren rohrförmigen
Elementen 3 und 2 gehalten, ohne daß eine Verklebung und
Verpressung oder eine Blockade der Position nach Anordnung
der Elemente 2, 3 um den Anschluß 3 durchgeführt wird.
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In Figur 3 ist eine Variante dieser Vorrichtungen gemäß der
Erfindung dargestellt.
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Man erkennt den elastischen Anschluß 1 und das starre
Rohrende 6.
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Das Ende des elastischen Anschlusses 1 ist zwischen zwei
rohrförmige Elemente 20 und 21 geklemmt, die koaxial zu
diesem Ende des elastischen Anschlusses an der Innenseite
und Außenseite desselben angeordnet sind.
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Das äußere rohrförmige Element 21 besitzt Rastelemente 22,
die von diesem vorstehen und mit einer Klammer oder einem
elastischen Ring 23 zusammenwirken können, der
Einrichtungen zum Fixieren dieses Anschlußendes im Rohrende bildet.
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Die Klammer weist entsprechende Schenkel wie die in
Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschriebene Klammer 7 auf,
welche in Fenster des Rohrendes eingreifen und mit den
Rastelementen des äußeren rohrförmigen Elementes
zusammenwirken, um den Anschluß im Rohrende zu halten.
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An einem seiner Enden besitzt das äußere rohrförmige
Element 21 einen von diesem Element nach außen umgebogenen
Abschnitt, der in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 24
versehen ist und mit einer komplementären Anschlagfläche des
Rohrendes 6 zusammenwirken kann, um eine korrekte
Positionierung des Anschlußendes im Rohrende zu sichern.
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An seinem anderen Ende besitzt das äußere rohrförmige
Element 21 einen Abschnitt, der nach innen vorsteht und
allgemein mit dem Bezugszeichen 26 in dieser Figur versehen
ist.
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Dieser nach innen vorstehende Abschnitt ist mit dem
restlichen
Teil des äußeren Elementes über einen
kegelstumpfartigen Anschlagabschnitt 26a verbunden, um eine Positionierung
des Endes des elastischen Anschlusses zwischen den beiden
inneren und äußeren Elementen zu ermöglichen.
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Dieser vorstehende Abschnitt weist ferner zwei andere
Abschnitte in der Verlängerung auf, nämlich einen radialen
Abschnitt 26b, der eine Wand einer Vertiefung zur Aufnahme
einer Dichtung 27 bildet, und einen axialen Abschnitt 26c,
der den Boden der Vertiefung bildet und durch Pressung auf
einen entsprechenden axialen Abschnitt 20a des inneren
rohrförmigen Elementes 20 aufgeklemmt ist.
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An diesem Ende weist das innere rohrförmige Element 20 auch
einen radialen Abschnitt 20b auf, der nach außen vorsteht,
die andere Wand der Vertiefung für die Aufnahme der
Dichtung bildet und ferner mit den Abschnitten 26b und 26c des
äußeren rohrförmigen Elementes die Vertiefung zur Aufnahme
der Dichtung 27 bildet.
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Die komplementären axialen Abschnitte 26c, 20a des äußeren
und inneren rohrförmigen Elementes sind in abgedichteter
Weise aufeinandergepreßt.
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Man erkennt, daß diese Ausführungsform eine bestimmte Zahl
von Vorteilen gegenüber den Vorrichtungen des Standes der
Technik aufweist, die darauf zurückzuführen sind, daß das
äußere rohrförmige Element auf extrem genaue Art auf dem
inneren rohrförmigen Element zentriert ist.
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Durch die Maßnahme, daß die Vertiefung zur Aufnahme der
Dichtung 27 einerseits durch einen radialen Abschnitt des
inneren rohrförmigen Elementes und andererseits durch einen
Endabschnitt des äußeren rohrförmigen Elementes gebildet
wird, ist die axiale Positionierung der beiden Elemente 20
und 21 zueinander relativ einfach und genau, da der radiale
Abschnitt 20b gegen das Ende des axialen Abschnittes 26c
stößt.
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Durch diese Montage wird eine verbesserte Steifigkeit
erreicht, da das innere und äußere rohrförmige Element über
diese Klemmung miteinander verbunden sind.
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Des weiteren umfaßt das äußere rohrförmige Element einen
Zentrierabschnitt 28 für den Anschluß im Rohrende und einen
koaxialen Dichtungsaufnahmeabschnitt 26c, die in zwei
Koaxialbohrungen 30, 31 des Rohrendes eingreifen, welche
über einen kegelstumpfartigen Abschnitt 29 miteinander
verbunden sind. Hierdurch werden eine optimale Konzentrizität
und eine einfache Einführung des Anschlusses in das
Rohrende erreicht, wobei insbesondere eine gute Zuverlässigkeit
der Dichtung sichergestellt wird.
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Die in Verbindung mit Figur 3 nicht beschriebenen Teile
dieser Vorrichtung können analog ausgebildet sein wie die
entsprechende Teile der in den Figuren 1 und 2
dargestellten Vorrichtung.
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In den Figuren wurde eine Ausführungsform dargestellt, bei
der das Rohrende 6 den Wasseraustritt eines Motors bildet.
Dieses Ende kann natürlich auch andere Anwendungsfälle
betreffen und andere Formen besitzen.
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Diese Vorrichtung kann bei irgendeiner Verbindung des
Kühlkreises eines Fahrzeuges oder bei allen Verbindungen
zwischen einer Leitung und einem Element des Kühlkreises
Verwendung finden.
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Darüber hinaus sind auch andere Anwendungsfälle als in der
Automobilindustrie möglich.
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Wie in den vorstehend erwähnten Patentschriften ausgeführt
wurde, werden mit der vorliegenden Erfindung eine
Vereinfachung der Bandmontage und der Demontage von dieser Art von
Vorrichtungen und ein bemerkenswerter Zeitgewinn erreicht.
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Die Erfindung ist für sämtliche Kreise geeignet, die ein
unter Druck stehendes Strömungsmittel enthalten,
beispielsweise einen Luftkreis, insbesondere für die Turboaufladung,
oder einen Strömungsmittelkreis, der in einem Kältekreislauf
Verwendung findet