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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung,
inbesondere eine Hochdruck-Hydraulikleitung auf dem Gebiet von
Kraftfahrzeugen.
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Aus der Druckschrift EP-A-0 219 228 ist bereits eine
hydraulische Kupplungsvorrichtung zwischen einem Körper, welcher
eine Leitung einer Hydraulikfluidpassage umgibt, und einem
Ende einer metallischen Röhre als Passage für dieses Fluid
vorgesehen, wobei die Leitung eine Öffnung aufweist, die vom
Innern zum Äußern des Körpers mit drei aufeinanderfolgenden
koaxialen Bohrungen gebildet ist, nämlich einer ersten Bohrung
und einer zweiten Bohrung mit einem größeren Durchmesser,
welcher sich an die erste Bohrung über eine Schulter anschließt,
und einer dritten Bohrung, welche ein Innengewinde aufweist,
wobei die Kupplungsvorrichtung mit einer Kupplungsanordnung
versehen ist, welche eine Gleitringdichtung aus einem
Elastomer aufweist, die zwischen der Röhre und der ersten Bohrung
angeordnet und eingepreßt ist, welche einen ringförmigen Raum
größerer Länge als der der Ringdichtung bildet, wobei ein
Haltering der Röhre in der zweiten Bohrung anstoßend bzw.
angrenzend an die Schulter angeordnet ist, und wobei eine Buchse mit
einem Außengewinde in die dritte Bohrung eingeschraubt ist, um
den Ring und die Röhre bezüglich des Körpers axial zu
blockieren.
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In dieser bekannten Vorrichtung können jedoch
Dichtigkeitsprobleme aufgrund einer Ausweitung bei Temperaturzunahme von der
Gleitringdichtung aus Elastomer auftreten, die größer ist als
diejenige der aus Stahl bestehenden Bauteile der
Kupplungsvor
richtung, wodurch die Gefahr einer dauerhaften Verformung
derselben nach Rückkehr zur Umgebungstemperatur besteht.
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Die GB-A-2 083 583 beschreibt eine Kupplungsvorrichtung ohne
Gleitringdichtung mit einer Rampe bzw. Steigung, die im
Kupplungseinlaß der Röhre ausgebildet und dazu bestimmt ist, in
dichtender Weise mit einem Rückhaltering dieser Röhre
zusammenzuwirken, der in den Einlaß eingepreßt ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine perfekte
Dichtheit einer Temperaturänderungen ausgesetzten
Kupplungsvorrichtung sicherzustellen, und dies durch einfache zuverlässige und
kostengünstige Mittel.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine hydraulische
Kupplungsvorrichtung der vorstehend festgelegten Art zum Gegenstand,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kupplungsanordnung
durch die Röhre getragen ist, und daß die Schulter im
wesentlichen kegelstumpfartig verläuft und aus einer Rampe gebildet
ist, welche eine Doppelfunktion des Zusammenwirkens mit der
Ringdichtung hat, zum Komprimieren der letzteren und zum
Setzen derselben unter Druck zwischen der Röhre und der ersten
Bohrung sowie zum radialen Verformen des Rings mit einem Teil
des Endes mit einer zum Ring komplementären Form in Richtung
der Röhre, bis die Buchse in den Körper geschraubt ist.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung kann außerdem
mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
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- die Röhre weist eine Verstärkung auf und der Ring an seiner
Innenwand eine Ausnehmung, die derart gestaltet ist, daß
die Verstärkung darin aufnehmbar ist und das axiale
Rückhalten der Röhre sicherstellt, und zwar in einer Richtung
vom Äußeren zum Inneren des Körpers, und die Rampe zur
Führung der Gleitringdichtung beim Anordnen dieser Dichtung
unter gesteuertem Einpressen zwischen der Röhre und der
ersten Bohrung des Körpers dient;
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- die Verstärkung der Röhre und ein Teil der Ausnehmung des
Rings sind im wesentlichen sphärisch bzw. kugelförmig
gebildet;
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- die axiale Länge der Verstärkung ist größer als diejenige
der Ausnehmung, so daß das Ende der Buchse mit der
Verstärkung zusammenwirkt und außerdem das axiale Festhalten der
Röhre in Richtung vom Inneren zum Äußeren des Körpers
gewährleistet;
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- die Gleitringdichtung haftet auf der Oberfläche des Endes
neben dem Ring;
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- zwischen der äußeren Grenze der Gleitringdichtung und dem
inneren Ende des Ringes ist ein Podest bzw. ein Freischnitt
vorgesehen;
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- die Länge der Anordnung des Rings und der Verstärkung ist
im wesentlichen gleich oder größer als der Abstand, welcher
die Schulter vom Äußeren des Körpers trennt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr im Hinblick
auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; in diesen zeigen:
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Fig. 1 eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im montierten Zustand,
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Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Rings und der
Gleitringdichtung,
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Fig. 3 die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
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Fig. 4 die Unmöglichkeit, die Vorrichtung verkehrt herum zu
montieren.
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Aus Fig. 1 geht eine hydraulische Kupplungs- oder
Verbindungsvorrichtung 1 zwischen einem Körper 2, welcher einen
Bestandteil eines Hydraulikkreises bildet, und einer Röhre 3 mit
einer Achse 4 hervor. Diese Kupplung umfaßt außerdem eine
Buchse 5, einen Ring 6 und eine ringförmige Ringdichtung bzw.
Gleitringdichtung 7.
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Ausgehend von einem Außenrand 8 ist in dem Körper 2 ein
gestufter Einlaß bzw. eine gestufte Öffnung 9 entlang einer
Achse 4 gebohrt, in welche eine Fluidpassage 10 entlang
derselben Achse mündet. Diese Öffnung 9 ist vom Inneren zum
Äußeren des Körpers 2 mit drei Bohrungen gebildet, nämlich einer
ersten Bohrung 11, einer zweiten Bohrung 12 größeren
Durchmessers, welche sich an die Bohrung 11 über eine konische Fläche
14 anschließt, die eine Schulter festlegt, und eine dritte
Bohrung 15 mit Innengewinde.
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Die Röhre 3 besitzt ein freies Ende 16, das dazu bestimmt ist,
in die Öffnung 9 bis zu dem Fluiddurchlaß 10 eingepreßt zu
werden. Unter einem vorbestimmten Abstand zu diesem freien
Ende 16 ist eine im wesentlichen kugelförmige bzw. sphärische
Verstärkung 17 gebildet. Der größere Durchmesser dieser
Verstärkung ist lediglich geringfügig größer als derjenige der
Röhre 3. Ein Kegelstumpf 18 dieser Röhre 3 umfaßt zwischen der
Verstärkung 17 und dem freien Ende 16 ist eine kalibrierte
Zone, deren Durchmesser beispielsweise mit einer Toleranz
gleich 0,05 mm gebildet ist, vorgesehen.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen den Metallring 6, an dessen Innenende
19 die Gleitringdichtung 7 beispielsweise eine Ringdichtung
aus Kautschuk vom Elastomer-Typ geklebt ist. Ein Endteil
benachbart zu diesem Ende 19 weist eine konische Fläche 20
auf, die der konischen Fläche 14 der Öffnung 9 zugeordnet bzw.
an diese angepaßt ist. Zwischen der Ringdichtung 7 und dem
Innenende 19 des Rings 6 ist ein Freischnitt 21 vorgesehen.
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Neben seinem Ende gegenüberliegend zu demjenigen, wo die
Dichtung 7 befestigt ist, ist der Innenrand des Rings 6 vertieft
bzw. ausgenommen, um eine Einlaßzone 22a größeren Durchmessers
und eine im wesentlichen kugelförmige Anlagezone 22b zu
begrenzen, deren Länge geringfügig kleiner ist als diejenige
der Verstärkung 17. Die Länge des Rings 6 ist deutlich größer
als diejenige der zweiten Bohrung 12, in welcher dieser Ring
bei der Montage eingepreßt wird.
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Aus Fig. 1 geht außerdem die Buchse 5 mit der Achse 4 hervor,
die ein Außengewinde zum Eingriff mit dem Gewinde der Bohrung
15 aufweist. Der Innendurchmesser dieser Buchse nimmt
ausgehend vom Äußeren zum Inneren kontinuierlich ab, um an seinem
Innenende geringfügig größer zu sein als am Durchmesser der
Röhre 3.
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Das Anbringen der hydraulischen Kupplung 1 wird in bezug auf
Fig. 3 und 4 erläutert. Der Ring 6 und die Gleitringdichtung 7
werden auf der Röhre 3 angebracht, bis die Verstärkung 17 auf
der kugelförmigen Anlage 22b in Kontakt gelangt. Der
Durchmesser der Ringdichtung ist vergrößert, um seinen Hindurchtritt
in die Öffnung 9 zu verhindern; die Ringdichtung 7 spannt die
Röhre 3 fest bzw. ein und hält dadurch den Ring auf der Röhre
in Position. Daraufhin wird die durch den Ring, die
Gleitdichtung und die Röhre gebildete Anordnung in die Öffnung 9
gepreßt, bis zum Kontakt der. Ringdichtung 7 auf der konischen
Fläche 14, die es der Ringdichtung erlaubt, sich zu
komprimieren und sie unter gesteuerter Einspannung zwischen der
kali
brierten Zone 18 der Röhre 3 und der Bohrung 11 der Öffnung 9
einzupressen. Der sehr gute Zustand der Oberfläche der
konischen Fläche 14 und der Verbindungs- bzw. Kupplungswinkel
zwischen dieser Fläche 14 und der Bohrung 11 verhindern eine
Beeinträchtigung der Ringdichtung 7. Die Gefahr, daß diese
Ringdichtung bei diesem Einpreßvorgang gegen den Ring 6 und
die Fläche 14 eingequetscht wird, wird dank des Freischnitts
21 verhindert.
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Die Buchse 15, die vorausgehend auf der Röhre 3 angebracht
wurde, wird daraufhin in die Bohrung 15 geschraubt (Fig. 1).
Um die Anordnung daran zu hindern, gleichzeitig in Anlage auf
der Außenfläche des Rings 6 und auf der Höhe der Verstärkung
17 der Röhre zu gelangen, die dadurch durch geringfügiges
Einpressen festgesetzt wird. In dem Fall, daß die Buchse nicht
perfekt auf der Verstärkung 17 anliegt, halten der Druck des
Fluids, welches in der Röhre 3 und der Leitung 10 zirkuliert,
letztgenannte auf der Buchse 5 in Anlage, ohne die Dichtigkeit
zu beeinträchtigen.
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Das Spiel zwischen der kalibrierten Zone 18 der Röhre 3 und
dem Innendurchmesser des Rings 6 ist ausreichend gering, um
jegliche Gefahr, die Ringdichtung zu erweitern, zu verhindern.
Außerdem wird die axiale Belastung, die durch das
Einpreßmoment der Buchse 5 bereitgestellt ist, durch die konische
Fläche 20 des Rings 6 aufgenommen, der auf der konischen
Fläche 14 der Öffnung 9 anliegt. Diese schräge Anlage erzeugt
eine radiale Komponente, die dazu neigt, das Spiel zu
verringern und sogar zu beseitigen, und zwar durch Verformung des
Rings 6.
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Die elastische Ringdichtung 7, die auf diese Weise in einer
ringförmigen Aufnahme angeordnet ist, die durch die Bohrung 11 ·
begrenzt ist, und deren Länge größer ist als diejenige der
Ringdichtung, wird auf jeglicher Höhe einer Einpressung
unterworfen, um sich axial als Funktion von Temperaturänderungen
auszudehnen, ohne die Röhre 3 bezüglich ihres Querschnitts zu
verengen.
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Diese Vorrichtung erlaubt außerdem, die Dichtigkeitsfunktion
unabhängig von der mechanischen Funktion zu machen, weil das
Einpreßmoment durch den Metallring 6 und die konische Fläche
14 der Öffnung 9 aufgenommen wird, wobei das elastische
Element 9 nicht beansprucht wird.
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Eine unsachgemäße Montage dieser hydraulischen Kupplung ist
unmöglich gemacht, wie in Fig. 4 dargestellt. Wenn eine
Arbeitskraft den Ring 6 und die Ringdichtung 7 verkehrt herum
montiert, gelangt der Ring in Kontakt mit der konischen Fläche
14 der Bohrung 9 und die Verstärkung der Röhre 3 befindet sich
in Anlage auf dem Innenrand des Metallrings 6 in einer Zone
verringerten Durchmessers; es ist deshalb unmöglich, die
Buchse 5 in die Bohrung 15 zu schrauben, wobei die Länge L der
Ringanordnung 6 und die Verstärkung 17 zumindest gleich groß
gewählt sind, wie der Abstand D, welcher den Außenrand der
konischen Fläche 14 von der Außenfläche 8 des Körpers trennt.