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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für
ein Rohr, das ein heißes Fluid zu einem Bauteil aus Kunststoff
transportiert, welches ein Fluid mit einer wesentlich
niedrigeren Temperatur enthält oder transportiert. Sie
betrifft auch die Verwendung eines derartigen Systems bei
einem Verbrennungsmotor.
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In zahlreichen gewerblichen Anwendungsfällen ist es
erforderlich, ein heißes Fluid in ein Fluid mit einer
wesentlich niedrigeren Temperatur zu injizieren, das von einem
Bauteil aus Kunststoff transportiert wird. Eine derartige
Situation stellt ein Problem dar im Hinblick auf die
Wärmebeständigkeit des besagten Bauteils an der Stelle, wo das
Rohr, welches das heiße Fluid transportiert, mit ihm verbunden
ist.
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Ein Problem dieser Art trifft man insbesondere bei der
Konzeption von Verbrennungsmotoren an, die eine Reduzierung
der Menge der emittierten umweltverschmutzenden Abgase
ermöglichen. In dieser Hinsicht besteht eine Lösung in der Tat
darin, einen Teil der Abgase einer Rückführung in die
Verbrennungskammer oder die Verbrennungskammern des Motors zu
unterwerfen, was es ermöglicht, ihre Verbrennung zu
vervollständigen und so die Menge der emittierten Schadstoffe
zu verringern.
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Um diese Lösung umzusetzen, muss man den Motor mit einem Rohr
ausstatten, das einen Teil der Abgase zum Ansaugsammelrohr
zurückführt. In Anbetracht der hohen Temperatur der Abgase,
gewöhnlich in der Größenordnung von mehreren hundert Grad,
wird zu diesem Zweck häufig ein (allgemein als "AGR-
(Abgasrückführ-) Rohr" bezeichnetes) Metallrohr verwendet.
Demgegenüber sind die Ansaugsammelrohre von
Verbrennungsmotoren keinen hohen Temperaturen ausgesetzt und
werden immer häufiger aus Kunststoff hergestellt.
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Es ist jedoch offensichtlich, dass Probleme auftreten, wenn
man ein auf mehrere hundert Grad erwärmtes AGR-Rohr mit einem
Bauteil aus Kunststoff verbinden möchte. Ein bereits bekannter
Lösungsbestandteil für dieses Problem besteht darin, die
Verbindung mit Hilfe einer Metallglocke herzustellen, durch
welche das Rohr hindurchtritt und welche zwischen dem AGR-
Rohr, in dem die heißen Gase zirkulieren, und der Wand des
Sammelrohrs aus Kunststoff an derjenigen Stelle, wo das Rohr
in das Sammelrohr eintritt, die Rolle eines Wärmeschutzes
spielt.
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Das AGR-Rohr muß jedoch fest und dicht mit dem
Ansaugsammelrohr verbunden werden.
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Ein bekanntes Verbindungssystem besteht darin, die oben
erwähnte Glocke mit Hilfe von metallischen Gewindeeinsätzen,
die in der Wandstärke des Sammelrohrs versenkt sind, durch
Schrauben zu befestigen, welche an der Glocke befestigte oder
einen Teil derselben bildende seitliche Augen durchsetzen.
Dieses System bildet jedoch eine wenig vorteilhafte Lösung. In
der Tat weist es zahlreichen Teile auf, seine (De)Montage
schließt mehrere Arbeitsvorgänge (ebensoviele wie Schrauben)
ein und macht den Gebrauch eines Werkzeugs erforderlich. Das
Vorhandensein von metallischen Einsätzen im Inneren des
Sammelrohrs erschwert außerdem seine Fertigung und sein
eventuelles späteres Recycling.
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Das gewählte Verbindungssystem muss infolgedessen zahlreiche
Anforderungen erfüllen. So muss es insbesondere selbst bei
hohen Temperaturen die Dichtheit gewährleisten und sich
vorzugsweise einfach (de)montieren lassen, das heißt,
keinerlei besonderes Werkzeug noch die Anwendung einer
erheblichen Kraft erforderlich machen. Damit es insbesondere
bei kleinen Motoren verwendbar ist, ist es außerdem
zweckmäßig, dass es wenig sperrig ist. Es ist auch wichtig,
dass es sich bei zylindrischen Rohren und auch bei Rohren mit
anderen Querschnitten verwenden läßt. Allgemein wünscht man
auch, das Rohr mit dem Bauteil verbinden zu können, ohne dass
man ihm eine Drehung verleihen muß, da diese Drehung aufgrund
der starren Befestigung des anderen Endes des Rohrs oder
aufgrund eines Krümmers oder von Krümmern, welche das Rohr
aufweisen kann, erschwert werden kann. Es ist schließlich
wünschenswert, dass sich das gewählte System aus wenigen
Teilen zusammensetzt, um seine Anbringung zu vereinfachen und
seine Kosten zu verringern.
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Dieselben Anforderungen stellen sich im Allgemeinen auch in
den anderen gewerblichen Anwendungsfällen neben demjenigen der
Abgasrückführung von Verbrennungsmotoren.
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Ein System gemäß dem ersten Teil des Patentanspruchs 1, das
diese Bedingungen teilweise erfüllt, ist aus dem Dokument FR-
A-2 693 252 bekannt.
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Die vorliegende Erfindung trachtet daher danach, ein dichtes,
einfaches, wenig sperriges und leicht zu (de)montierendes
Verbindungssystem bereitzustellen.
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Genauer betrifft die Erfindung ein System zum dichten
Verbinden eines Rohrs, das ein heißes Fluid zu einem Bauteil
aus Kunststoff transportiert, gemäß Patentanspruch 1.
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Die Tatsache, dass die Dichtheit auf radiale Weise
sichergestellt wird, ist besonders vorteilhaft, weil ein
gegebenenfalls vorhandenes, zum Beispiel durch die Dehnung
oder das Kriechen von gewissen Bauteilen oder Teilen von
Bauteilen des Systems bedingtes axiales Spiel ohne Einfluss
auf seine Dichtheit ist. Außerdem wird, ganz unter Ausschluss
jeglichen Spiels, die axiale Festlegung oder Immobilisierung
der Glocke nach beiden Seiten hin durch ein Element
sichergestellt, das eine gewisse Elastizität besitzt (auf
einer Seite die Nadel oder die Nadeln und auf der anderen
Seite die ringförmige Dichtung), was im Hinblick auf die
Schwingungsdämpfung vorteilhaft ist. Dieser Vorteil ist im
Sonderfall der Verbindung von AGR-Rohren besonders
schätzenswert, weil diese nicht nur den Schwingungen des
Motors ausgesetzt sind, sondern darüber hinaus von einem
pulsierenden Gasfluss durchströmt werden.
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Die beigefügten Figuren stellen in nicht begrenzender Weise
verschiedene Ausführungsvarianten des Verbindungssystems der
Erfindung dar und erläutern seine Funktionsweise und seine
Vorteile.
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Die Figuren 1a und 1b stellen eine gleiche Ausführungsvariante
des Verbindungssystems der Erfindung dar, die eine im Schnitt
(Fig. 1a) und die andere axial von der Außenseite des Bauteils
her (Fig. 1b) gesehen.
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Fig. 2 stellt eine andere Ausführungsvariante im Schnitt dar.
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Die Figuren 3 und 4 stellen jeweils in Perspektive eine in der
Wand eines Bauteils (2) angebrachte Öffnung (4) dar, die
außerhalb teilweise von einer Einfassung (10) umgeben ist.
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In den Figuren 1a, 1b und 2 erkennt man im Wesentlichen ein
Rohr (1), dessen Ende mit einer Glocke (3) versehen ist, sowie
die Wand eines Bauteils (2) aus Kunststoff, dessen Innenseite
als nach unten zu gelegen vorausgesetzt wird, und in dem eine
Öffnung (4) angebracht ist.
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Die Grundmaterialien des Rohrs (1) und seiner Glocke (3)
können beliebig sein. In der Praxis, wenn die Erfindung ein
Verbindungssystem für ein Rohr bezweckt, das ein heißes Fluid
transportiert, wählt man jedoch für diese Elemente Materialien
aus, die geeignet sind, die Temperatur des im Rohr
zirkulierenden Fluids sowohl in mechanischer Hinsicht als auch
im Hinblick auf die Korrosion auszuhalten. Vorteilhafterweise
bestehen das Rohr und die Glocke ganz oder teilweise aus
mindestens einem Metall. Man kann ebensogut ein einziges
Metall wie eine Legierung von zwei oder mehreren Metallen
verwenden. Als Metall berücksichtigt man vorzugsweise
nichtrostenden Stahl. Diese Wahl eignet sich gut im Fall von
AGR-Rohren, welche Temperaturen von mehreren hundert Grad
aushalten müssen und die geringstmöglichen Wärmeleiter sein
sollen. Die Glocke und das Rohr bestehen häufig aus demselben
Material, obwohl dies kein Zwang ist. Die Glocke ist zum
Beispiel durch Schweißen oder Löten an dem in die Öffnung
eingeführten Ende des Rohrs befestigt, so dass ihr weitester
Teil zum Ende des Rohrs oder zur entgegengesetzten Seite hin
gerichtet ist.
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Vorzugsweise ist die Glocke derart befestigt, dass ihr
weitester Teil zu der Seite hin gerichtet ist, die zu dem in
die Öffnung eingeführten Ende des Rohrs entgegengesetzt ist.
Damit sie ihre Rolle als Wärmeschutz so gut wie möglich
erfüllt, weist diese Glocke vorzugsweise eine Höhe (parallel
zur Achse der Öffnung gemessen) auf, die mindestens gleich der
Tiefe der Öffnung (4) ist, das heißt der Wandstärke des
Bauteils (2) im rechten Winkel zur Öffnung (4).
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Häufig ist das Rohr zylindrisch, ebenso wie die Öffnung, mit
der es verbunden werden soll, und alle Bauteile oder Teile von
Bauteilen, wie die Glocke, die ringförmige Dichtung, der
innere Vorsprung der Öffnung, usw. sind rund. Dies schließt
nicht aus, dass sich die Erfindung auch bei Rohren einsetzen
läßt, deren Querschnitt nicht kreisförmig ist, sondern zum
Beispiel oval oder rechteckig; in diesen Fällen müssen
demzufolge natürlich sämtliche anderen Bauteile oder Teile von
Bauteilen angepaßt werden.
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Gemäß einer in Fig. 2 dargestellten besonderen
Ausführungsvariante ist die Öffnung (4) durch ein kurzes
Rohrstück (12) verlängert, das im Allgemeinen einen integralen
Teil des Bauteils (2) bildet; eine derartige Variante kann in
gewissen Sonderfällen nützlich sein, zum Beispiel wenn sich
daraus eine bessere Zugänglichkeit des Verbindungssystems
ergibt. Ein anderer Vorteil einer derartigen Variante, der
insbesondere dort wichtig ist, wo das vom Rohr transportierte
heiße Fluid eine sehr hohe Temperatur aufweist, besteht darin,
dass sie es ermöglicht, eine höhere Glocke zu verwenden, deren
weitestes Ende dank der Zunahme der Kühlung durch seine
seitliche Oberfläche daher auf eine weniger hohe Temperatur
erwärmt wird. In einem solchen Fall weist die Glocke
vorzugsweise einen Höhe auf, die mindestens gleich der
Gesamttiefe der Öffnung (4) ist, das heißt einschließlich der
Länge des Rohrstücks (12). In der vorliegenden Beschreibung
wird der Begriff Öffnung im weiteren Sinn verwendet und soll
sowohl die eigentliche Öffnung bezeichnen als auch das Innere
des gegebenenfalls vorgesehenen kurzen Rohrstücks, welches sie
verlängert.
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Vorteilhafterweise reicht das gemeinsame Ende des Rohrs und
der Glocke im Inneren des Bauteils (2) merklich über das
Niveau der Wand dieses letzteren hinaus, soweit die Strömung
der dort zirkulierenden Fluide nicht in übermäßiger Weise
gestört wird. Eine derartige Situation ist insoweit
vorteilhaft, als sie es ermöglicht, daß das im Bauteil (2)
zirkulierende Fluid mit mäßiger Temperatur das Ende der Glocke
und des Rohrs besser kühlt und so die Wärmeübertragung vom
Rohr zur Glocke und folglich zum Bauteil (2) verringert.
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Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung ins Auge gefaßte
Bauteil (2), welches ein Fluid mit mäßiger Temperatur enthält
oder transportiert, kann aus einem beliebigen Kunststoff
bestehen oder auch aus einer Mischung von zwei oder mehreren
verschiedenen Kunststoffen. Unter Kunststoffe sollen sowohl
die thermoplastischen und die duroplastischen Kunststoffe
verstanden werden. Die Thermoplaste werden jedoch bevorzugt.
Der eine oder mehrere dieser Kunststoffe können gegebenenfalls
ein oder mehrere bekannte Additive enthalten, wie Pigmente,
Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Verstärkungsfasern
oder mineralische Füllstoffe. Im besonderen Fall von
Ansaugsammelrohren von Verbrennungsmotoren verwendet man im
Allgemeinen Kunststoffe, welche gute thermo-mechanische
Eigenschaften aufweisen, zum Beispiel auf der Grundlage von
Polyamiden oder Phenylenpolysulfid. Diese Beispiele von
Materialien sind jedoch nicht beschränkend.
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Die in die Wand des Bauteils (2) eingebrachte Öffnung (4) und
die Glocke (3) weisen im Verhältnis vorzugsweise Formen und
Abmessungen auf, die insbesondere das Einführen der Glocke in
die Öffnung gestatten. Als Beispiele können die Glocke (3) und
die Öffnung (4) eine zylindrische Form aufweisen, wie in Fig.
la dargestellt, oder eine konische Form, wie in Fig. 2
dargestellt.
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Nach dem Herstellen der Verbindung ist es erforderlich, das
Eindringen der Glocke ins Innere des Bauteils (2) zu
begrenzen. Zu diesem Zweck bringt man erfindungsgemäß in der
Öffnung (4) einen inneren Vorsprung (5) an, so dass der
Durchmesser der besagten Öffnung auf der Außenseite größer ist
als zum Inneren des Bauteils (2) hin, und man versieht das
weiteste Ende der Glocke (3) mit einem äußeren Kragen (7). Der
innere Vorsprung (5) erscheint im Allgemeinen als eine im
Wesentlichen ebene und zur Achse der Öffnung (4) senkrechte
ringförmige Oberfläche, gegenüber welcher der äußere Kragen
(7) der Glocke (3) angebracht sein kann, wobei auch dieser im
Wesentlichen eben und zur Achse der Öffnung (4) senkrecht ist.
Diese beiden ringförmigen Oberflächen treten jedoch nicht
unmittelbar in Berührung, sondern sind durch eine sich darauf
abstützende ringförmige Dichtung (6) getrennt.
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Diese ringförmige Dichtung besteht im Allgemeinen aus einem
elastischen Material, das eine ausreichende
Temperaturbeständigkeit aufweist, zum Beispiel aus einem
fluorierten Elastomer. Die Rolle dieser ringförmigen Dichtung
besteht darin, die Dichtheit zwischen der Glocke (3) und dem
Bauteil (2) aus Kunststoff in radialer Richtung
sicherzustellen. Es ist daher zweckmäßig, dass ihr
Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als der
Außendurchmesser der Glocke knapp unter ihrem äußeren Kragen
(7), und dass ihr Außendurchmesser geringfügig größer ist als
der Durchmesser des ersten Teilstücks der Öffnung (4), das
heißt des Teilstücks der Öffnung, das sich von ihrem inneren
Vorsprung (5) aus zur Außenseite des Bauteils (2) hin
erstreckt. So bleibt die Dichtheit selbst im Fall eines
leichten axialen Spiels zwischen dem mit seiner Glocke (3)
versehenen Rohr (1) und dem Bauteil (2) garantiert. Eine Form
von gebräuchlicher und besonders für diese Aufgabe geeigneter
ringförmiger Dichtung ist die O-Ring-Dichtung. Die ringförmige
Dichtung kann jedoch einen anderen Querschnitt, zum Beispiel
einen ovalen, rechteckigen oder andersartigen Querschnitt
aufweisen.
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Neben dieser radialen Abdichtfunktion dient die ringförmige
Dichtung (6) auch als axiale Abstützung für den äußeren Kragen
(7) der Glocke; es ist daher zweckmäßig, dass der maximale
Außendurchmesser des äußeren Kragens (7) größer als der
Durchmesser des zweiten Teilstücks der Öffnung ist, das heißt
des Teilstücks der Öffnung, das in Richtung des Inneren des
Bauteils (2) auf das erste Teilstück, wie oben definiert,
folgt. Um zu vermeiden, dass der äußere Kragen (7) in
unmittelbare Berührung mit dem Bauteil (2) kommt, was Probleme
hinsichtlich der Wärmebeständigkeit seines Grundmaterials
bereiten könnte, bevorzugt man außerdem, dass der maximale
Außendurchmesser dieses Kragens kleiner als der Durchmesser
des ersten Teilstücks der Öffnung (4) ist.
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Eine dritte Funktion der ringförmigen Dichtung (6) besteht
darin, die Glocke (3) in Bezug zur Öffnung (4) zu zentrieren,
das heißt, jegliche Berührung zwischen der Seitenwand der
Glocke und der Öffnung zu verhindern, und mithin Probleme
einer Verformung oder thermischen Zersetzung der Wand des
Bauteils (2) zu vermeiden.
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Diese Zentrierwirkung kann durch das Vorhandensein von
Ausbauchungen auf mindestens einem Teil der Wand der Öffnung
(4) noch verbessert werden, welche zum Beispiel die Form von
Spitzen oder von zur Achse der Öffnung parallelen Rillen
aufweisen.
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Im Hinblick darauf, die Glocke (3) in Bezug zum Bauteil (2)
festsitzend festzulegen, verwendet man eine oder mehrere
Nadeln (8), die in die Einfassung (10) eingeführt werden,
welche die Öffnung (4) mindestens teilweise umgibt. Mit dem
Begriff Nadel soll ein langgestrecktes Teil von hoher
Steifigkeit bezeichnet werden, das zum Beispiel von einem
Stück steifem Metalldraht gebildet wird. Obwohl in keinster
Weise ausgeschlossen werden soll, auf mehrere Nadeln
zurückzugreifen, besteht eine gebräuchliche
Ausführungsvariante darin, eine einzige Nadel zu verwenden.
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Man kann vorteilhafterweise zumindest einer der Nadeln (8) die
Form eines U geben, wobei der Abstand der beiden Schenkel
dieses U vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des äußeren
Kragens (7) der Glocke ist. Außerdem ist der mittlere Teil von
mindestens einer der verwendeten Nadeln vorteilhafterweise
derart verformt, dass ihm ungefähr die Form eines Kreisbogens
verliehen wird, der in einer zum äußeren Kragen (7) der Glocke
im wesentlichen parallelen Ebene enthalten ist, wie zum
Beispiel in Fig. 1b dargestellt. Eine derartige Form
ermöglicht es, die Berührungsfläche zwischen der Nadel und dem
äußeren Kragen (7) der Glocke zu vergrößern. Wenn die Nadel
und die Einfassung (10) in Bezug zueinander in passender Weise
gestaltet sind, ermöglicht es einer derartige Form darüber
hinaus auch, durch die Klemmwirkung jegliche mögliche
Verschiebung der Nadel (8) senkrecht zur Achse der Öffnung zu
begrenzen.
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Egal wie groß die Anzahl der verwendeten Nadeln ist, ist es
zweckmäßig, jeder Nadel eine solche Form zu geben, dass sie
ausreichend weit vom Rohr (1) entfernt ist, um eine übermäßig
große Wärmeübertragung vom Rohr auf die Nadel und mithin von
der Nadel auf die Einfassung (10) zu vermeiden. Eine übermäßig
starke Aufheizung desjenigen Teils der Einfassung, auf dem
sich die Nadel abstützt, könnte in der Tat insbesondere zu
Problemen eines Kriechens oder einer thermischen Zersetzung
des Kunststoff 5 führen, aus welchem die Einfassung besteht.
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Gegebenenfalls kann man der Nadel (8) eine in ihrer Mitte sehr
leicht einwärts gekrümmte Form geben, wie in Figur 2
dargestellt, so dass sie im Wesentlichen eine vertikale Kraft
auf den äußeren Kragen der Glocke in seiner Mitte ausübt, oder
in der Mitte von jedem ihrer Schenkel im Fall einer Nadel in
Form eines U. In Kombination mit der Elastizität der
ringförmigen Dichtung (6) gestattet es die leichte Biegsamkeit
der Nadel so, ein gegebenenfalls auftretendes Spiel oder
axiales Kriechen auszugleichen.
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Der Querschnitt der Nadel (8) kann ein beliebiger sein, zum
Beispiel kreisförmig, rechteckig oder oval. Im Hinblick auf
eine möglichst gleichformige Verteilung ihres Drucks ist es
jedoch wünschenswert, dass ihr Querschnitt zwei im
Wesentlichen geradlinige entgegengesetzte Seiten aufweist,
mindestens an den Stellen, wo die Nadel mit anderen Elementen
in Berührung tritt. Vorzugsweise gibt man ihr einen
Querschnitt in Form eines abgeflachten Kreises, eines
Rechtecks oder eines I-Profils, das einen besonders hohen
Biegewiderstand aufweist. Besonders bevorzugt weist die Nadel
einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. In der
Praxis liegen die mittleren Abmessungen des Querschnitts der
Nadel im Allgemeinen in Millimetergröße.
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Mit dem Ziel, die Nadel (8) und somit indirekt die Glocke und
das Rohr in Bezug zum Bauteil (2) axial festzulegen, sieht man
in der Einfassung (10) ein oder mehrere Rückhalteelemente vor,
auf denen sich die Nadel abstützt. Diese Rückhalteelemente
bestehen im Allgemeinen aus Ausschnitten (9), in welche die
Nadel eingreift. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die
Einfassung (10) durchgehend. Da ihre Rolle allein darin
besteht, der Nadel (8) dort, wo diese sie durchsetzt, eine
axiale Abstützung zu bieten, kann man sich jedoch damit
zufriedengeben, nur an den Durchtrittsstellen der Nadel
Einfassungsteile vorzusehen, wie in den Figuren 1a und 1b
dargestellt. Der Begriff Einfassung versteht sich daher in
weitem Sinne und soll ebenso eine durchgehende, über 360º
verlaufende Einfassung bezeichnen, wie einen oder mehrere
Einfassungsteile, die sich nur über einen Bruchteil des
Umfangs der Öffnung (4) erstrecken. Wenn die Öffnung (4) durch
ein kurzes Rohrstück (12) verlängert ist, wie in Figur 2
dargestellt, verlängert die Einfassung einfach dieses
Rohrstück in Richtung der Außenseite des Bauteils (2). Egal,
ob ein derartiges Rohrstück vorhanden ist oder nicht, weist
die Einfassung (10) vorteilhafterweise auf mindestens einem
Teil ihres Umfangs einen äußeren Kragen (11) auf, der in einer
zur Achse der Öffnung (4) senkrechten Ebene enthalten ist.
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Die in die Einfassung (10) eingebrachten Ausschnitte (9),
durch welche die Enden der Nadel (8) hindurchtreten, können
Aussparungen sein, welche die Einfassung entlang von Achsen,
die in einer zur Achse der Öffnung (4) senkrechten Ebene
enthalten sind, durchsetzen oder auch nicht, wie zum Beispiel
in den Figuren 1a, 1b und 2 dargestellt. Diese Ausschnitte
können auch an ihrer Seite offen sein und, wie in Figur 3
dargestellt, durch Vorsprünge begrenzt werden, welche den
Scheitel von Einfassungsteilen seitlich verlängern. Diese
Ausführungsvariante ist besonders vorteilhaft, was die
Fertigung des Bauteils (2) betrifft, da keinerlei
Perforierungsschritt erforderlich ist. Diese beiden Arten von
Ausschnitten können schließlich kombiniert werden, wie in Fig.
4 veranschaulicht.
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Egal, wie die gewählte Art oder die gewählten Arten von
Ausschnitten ausgebildet sind, müssen ihre Position, ihre Form
und ihre Abmessungen ersichtlich derart sein, dass sie das
Einführen der Nadel gestatten, und dass die Nadel (8), sobald
sich diese an ihrem Platz befindet, unter der Einwirkung der
Elastizität der ringförmigen Dichtung (6) einen ausreichenden
Druck auf den äußeren Kragen (7) der Glocke ausübt, um die
Glocke (3) in Bezug zum Bauteil (2) axial festzulegen.
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Insbesondere liegen die Unterseiten dieser Ausschnitte (das
heißt die Seiten, welche dem Ende des Rohrs am nächsten sind)
im Allgemeinen sämtlich in einer gleichen, zur Achse der
Öffnung (4) senkrechten Ebene, ebenso wie ihre Oberseiten, so
dass die Nadel eine zum äußeren Kragen (7) der Glocke
parallele Position einnimmt, sobald sie einmal in die
Ausschnitte (9) geschoben ist.
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Wenn die Einfassung einen äußeren Kragen (11) aufweist,
befindet sich dessen Unterseite vorteilhafterweise auf dem
Niveau der Oberseiten der Ausschnitte (9), was es ermöglicht,
die Berührungsfläche zwischen der Nadel und der Einfassung zu
vergrößern.
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Das Vorhandensein eines derartigen Kragens (11) der Einfassung
weist mehrere Vorteile auf: so kann er insbesondere die Nadel
vor einer eventuellen Verschmutzung schützen und die Gefahr
verringern, dass sie bei einem Eingriff an einem benachbarten
Bauteil möglicherweise verschoben wird. Wenn der Kragen
passend gestaltet und bemessen ist, kann er auch noch dazu
dienen, die richtige Positionierung der Nadel visuell zu
überprüfen, zum Beispiel ob diese nicht ganz verdeckt ist,
sobald sie sich einmal vollständig an ihrem Platz befindet.
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Darüber hinaus ist die Länge des ersten Teilstücks der Öffnung
derart, dass sich dann, wenn die ringförmige Dichtung (6) in
Berührung mit dem inneren Vorsprung (5) angeordnet ist, und
wenn die Glocke (3) in die Öffnung (4) eingeführt und mit der
ringförmigen Dichtung in Berührung gebracht worden ist, der
obere Rand des äußeren Kragens (7) der Glocke (das heißt seine
am weitesten von dem in die Öffnung eingeführten Ende des
Rohrs entfernte Seite) über das Niveau der Unterseite der
Ausschnitte übersteht (in axialer Richtung und zur Außenseite
des Bauteils (2) hin) und einen Abstand vom Niveau der
Oberseiten der in die Einfassung eingebrachten Ausschnitte (9)
erreicht, der kleiner als die Dicke der Nadel (8) ist,
andernfalls diese keinerlei Druck auf den äußeren Kragen der
Glocke ausüben könnte. Es ist gleichfalls wünschenswert, dass
keine übermäßige Kraft im Hinblick darauf erforderlich ist,
den oberen Rand des äußeren Kragens (7) ausreichend weit unter
(in Richtung des Bauteils (2)) die Oberseite der Ausschnitte
(9) zu bringen, um das Einführen der Nadel zu ermöglichen,
damit dieser Vorgang keine Verwendung von Werkzeugen notwendig
macht.
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In dem Fall, wo man ein Verbindungssystem von großer
Kompaktheit erhalten möcht, bringt man die Ausschnitte (9)
vorzugsweise so an, dass ihre Unterseiten in der Ebene der
Außenwand des Bauteils (2) enthalten sind, wie in den Figuren
3 und 4 dargestellt, was den axialen Platzbedarf des Systems
minimiert.
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Die Einfassung (10) ist vorteilhafterweise gleich am Rand der
Öffnung (4) angeordnet, was es ermöglicht, die Länge der Nadel
(8) zu verringern und mithin ihre Steifigkeit zu vergrößern.
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Im Rahmen des Möglichen gestaltet man die Einfassung derart,
dass sie bei der Fertigung des Bauteils (2) geformt werden
kann, was durch für den Fachmann bekannte Techniken erfolgt,
im Allgemeinen durch Spritzgießen. Wenn die Kompliziertheit
des Teils es erfordert, kann es jedoch vorteilhaft sein, dass
die Einfassung einen Teil eines getrennt hergestellten
Einsatzes bildet, aus einem anderen Material als demjenigen,
aus dem der größte Teil des Bauteils (2) besteht. Man kann so
in einem ersten Schritt, zum Beispiel durch Spritzgießen, ein
die Einfassung (10) und mindestens einen Teil des Umrisses der
Öffnung (4) aufweisendes Teil fertigen, und dann in einem
zweiten Schritt bei der Formgebung des Bauteils (2) dieses
Teil als Einsatz verwenden. Dieser Einsatz muß den zweiten
Fertigungsschritt thermisch aushalten; er wird daher
vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das bessere
thermo-mechanische Eigenschaften aufweist als dasjenige, aus
welchem der Rest des Bauteils (2) besteht. Man kann zu diesem
Zweck einen Kunststoff oder ein Metall verwenden. Die
Verwendung eines Kunststoffs ist im Hinblick auf das Recycling
vorteilhaft. Der Kunststoff kann insbesondere unter den
Polymeren auf der Grundlage von Phenylenpolysulfid oder den
Polyamiden ausgewählt werden und kann gegebenenfalls bekannte
Additive enthalten, wie zum Beispiel die zuvor erwähnten. Die
Verwendung eines derartigen Einsatzes ist auch in der
angestrebten Perspektive vorteilhaft, weil es genau die an die
Öffnung (4) angrenzenden Elemente sind, die in
thermomechanischer Hinsicht am meisten beansprucht werden. Als
besondere Variante weist dieser Einsatz auf einmal den Umriß
der Öffnung (4), ihren inneren Vorsprung (5), das
gegebenenfalls vorgesehene kurze Rohrstück (12), welches die
Öffnung verlängert, und die Einfassung (10) auf.
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Die Anbringung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist
besonders einfach: es reicht aus, das mit seiner Glocke (3)
versehene Ende des Rohrs in die Öffnung (4) einzuführen, deren
innerer Vorsprung (5) zuvor mit der ringförmigen Dichtung (6)
ausgestattet worden ist, dann unter Ausüben eines leichten
axialen Drucks auf das Rohr die Nadel (8) durch die in der
Einfassung (10) angebrachten Ausschnitte (9) zu schieben. Beim
Nachlassen des auf das Rohr ausgeübten axialen Drucks drückt
die Dichtung (6) unter der Wirkung ihrer Elastizität den
äußeren Kragen (7) der Glocke gegen die Nadel (8), sowie diese
letztere gegen die Oberseiten der in die Einfassung (10)
eingebrachten Ausschnitte (9), was das Rohr und die Glocke in
Bezug zum Bauteil (2) festlegt. Ebenso wie die Demontage, die
sich kurz als Umkehr dieser Schritte zusammenfassen läßt,
erfordert dieser Montagevorgang keinerlei besonderes Werkzeug
noch die Anwendung von erheblichen Kräften.
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Die Erfindung hat auch die Verwendung eines
Verbindungssystems, wie oben beschrieben, zum Verbinden eines
Abgasrückführrohrs mit einem Ansaugsammelrohr aus Kunststoff
bei einem Verbrennungsmotor zum Gegenstand.