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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden mindestens
einer flexiblen Druckmittelleitung mit einem je zugeordneten Fluidanschluss
eines Druckmittelaggregats über
lösbare Anschlussmittel
zum platzsparend druckdichten Befestigen der jeweiligen Druckmittelleitung
am Druckmittelaggregat.
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Das
Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Druckmittelaggregate,
wie Zylinder, Ventile und insbesondere Ventileinheiten, die über Fluidanschlüsse zur
Druckversorgung verfügen.
Im Bereich der Pneumatik werden Ventile vornehmlich in der Bauform
kompakter Ventileinheiten durch Aneinanderreihen blockartig zusammengefasst.
Um den technischen Trend einer hohen Kompaktheit, also geringen äußeren geometrischen
Abmessungen zu erfüllen,
werden die einzelnen Ventile immer schmalbauender konstruiert. Dies
hat zur Folge, dass im Bereich der Anschlussflächen immer weniger Bauraum für die Fluidanschlüsse zur
Verfügung
steht. Herkömmliche
Fluidanschlüsse
sind beispielsweise als Push-In- und Push-On-Fittings, Crimp-Anschlüsse, Schraubanschlüsse und
dergleichen ausgeführt.
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Aus
der
DE 101 52 179
A1 geht eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden
flexibler Druckmittelleitungen an hier interessierende Fluidanschlüsse hervor.
Das Druckmittelaggregat ist dabei ein Mehrwegeventil, dessen arbeitsleitungsseitigen Fluidanschlüsse an schmalen
seitlichen Anschlussflächen
angeordnet sind. Die Fluidanschlüsse
selbst sind teilweise als Push-In-Fittings ausgebildet. Im Rahmen
einer bauraumsparenden Variante ist vorgesehen, flexible Druckmittelschläuche am
proximalen Ende einstückig
mit einer Befestigungsplatte auszubilden, welche per Verschraubung
an der Anschlussfläche
des Ventils befestigt wird. Da insoweit auf zusätzliche Push-In-Fittings oder
andere Steckanschlüsse
verzichtet werden kann, entfällt
der diesbezüglich
erforderliche Bauraum, so dass die einzelnen Ventile insgesamt recht
schmalbauend ausgeführt werden
können.
Im Prinzip wird mit dieser Lösung der
Anschluss für
das Ventil an das distale Ende der Druckmittelleitung verlegt.
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Als
nachteilig bei dieser Lösung
erweist sich der Herstellungsaufwand zum Herstellen der elastischen
Druckmittelleitung mit angeformter Befestigungsplatte. Eine Befestigung
zum Ventil hin ist lediglich per Schraube möglich, so dass zur Montage oder
Demotage zusätzliches
Werkzeug erforderlich ist. Außerdem
ist die Baubreite hier zumindest limitiert auf den Außendurchmesser
der anzuschließenden
Druckmittelleitung.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Verbinden mindestens einer flexiblen Druckmittelleitung zu schaffen, welche
mit einfachen technischen Mitteln eine einfach zu montierende oder
demontierende Verbindung der Druckmittelleitung an einen Fluidanschluss in
besonders platzsparender Weise ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
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Die
Erfindung schließt
die technische Lehre ein, dass die Anschlussmittel je ein in oder über das anzuschließende Ende
der flexiblen Druckmittelleitung steckbares Befestigungsteil zum
Verbiegen der Druckmittelleitung zu einem ovalen Endquerschnitt umfassen,
welches in eine korrespondierend ovale Einstecköffnung des Fluidanschlusses
einführbar
ist. Dabei bleibt der freie Durchflussquerschnitt bestehen. Als
ovale Kontur werden in diesem Zusammenhang mathematische Ovale inklusive
elliptische Formen oder zwei parallele Geraden, die mittels Halbkreisen
endseitig verbunden sind, verstanden.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
insbesondere darin, dass durch die gezielt ovale Verformung des
Endbereichs der Druckmittelleitung noch schmalbauender konstruiert
werden kann. Denn die kleinste Baubreite ist nicht mehr festgelegt durch
den Außendurchmesser
der Druckmitteleitung. Des weiteren kann bei gleicher Baubreite
eine nächst größere Druckmittelleitung
eingesetzt werden, so daß höhere Durchflussraten
für Druckmittelaggregat realisiert
werden können.
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Als
weiteren Vorteil der Erfindung kann auf handelsübliche flexible Druckmittelleitungen
bei der Realisierung dieser neuen Lösung zurückgegriffen werden. Das erfindungsgegenständliche
Befestigungsteil ermöglicht
weiterhin eine Steckbefestigung im Zusammenwirken mit dem Druckmittelaggregat, so
dass eine einfache Montage oder Demontage durchführbar ist.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
wird vorgeschlagen, dass das Befestigungsteil als ein blockförmiges Anschlussstück mit einer
einen runden eingangsseitigen zu einem ovalen ausgangsseitigen Querschnitt
aufweisenden Ausnehmung zur Verformung des Druckmittelschlauchs
ausgeführt
ist. Somit bildet das Befestigungsteil eine Art Matrize für die Verformung
der flexiblen Druckmittelleitung im Endbereich und durch die Blockform
lassen sich gleichzeitig auch Clipsmittel zum steckbaren Befestigen
an dem Druckmittelaggregat unterbringen.
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Alternativ
hierzu ist gemäß einer
zweiten Ausführungsform
das Befestigungsteil als eine biegbare Einsteckhülse aus Metall ausgebildet.
Dabei kann die Einsteckhülse
selbst oval vorgebogen sein und endseitig in die Druckmittelleitung
zur Erzielung des gewünschten
Querschnitts eingesteckt werden. Alternativ hierzu ist es jedoch
auch denkbar, eine im Ausgangsquerschnitt kreisrunde Einsteckhülse in die Druckmittelleitung
endseitig einzustecken und nachfolgend gemeinsam mit der Druckmittelleitung
zu dem gewünschten
ovalen Querschnitt zu verbiegen. Zum besseren Halt seitens der Druckmittelleitung können im
Einsteckbereich der Einsteckhülse
außenradiale
Haltekrallen ausgebildet sein, welche in das Material der Druckmittelleitung
widerhakenartig zum Eingriff gelangen.
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In
Abwandlung hiervon ist es gemäß eines dritten
Ausführungsbeispiels
auch möglich,
das Befestigungsteil als biegbare Übersteckhülse aus Metall auszubilden.
Insoweit wird das Ende der Druckmittelleitung in diese Übersteckhülse eingesteckt,
welche bereits oval vorgeformt ist oder welche anschließend vorzugsweise
mit einem Werkzeug mit dem Schlauch oval gedrückt wird.
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Sollten
die Steckhülsen
nach den beiden letzten Ausführungsbeispielen
nach Montage der Druckmittelleitung per Werkzeug verformt werden,
so daß in
einer Achse eine kompakte Baubreite erzielt wird, kann die erzeugte
Form nicht nur oval, wie vorher definiert, sondern auch einachsig
verformt zur Abmessungsreduktion mit Eckelementen ausgeführt werden,
so daß eine
ovale/polygon-artige Formgebung erzeugt wird, die eine weitere Verkrallung/Verpressung
der Druckmittelleitung mit der jeweiligen Steckhülse darstellt.
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Um
die Steckhülsen
gemäß der beiden
letzten Ausführungsbeispielen
in einfacher Weise seitens des Druckmittelaggregats zu befestigen,
wird vorgeschlagen, diese am Außenumfang
mit einer Umfangswulst zu versehen. Diese Umfangswulst kann durch
axiales Stauchen oder Innenhochdruckumformen der Einsteckhülse bzw. Übersteckhülse hergestellt
werden und dient einem formschlüssigen
Zusammenwirken mit einem druckmittelaggregatseitig angebrachten
Arretierteil.
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Vorzugsweise
kann ein solches Arretierteil als ein quer zur Einstecköffnung verschiebbares
Halteblech ausgebildet sein. Dieses wird vorzugsweise in einer Führungsnut
seitens des Druckmittelaggregats eingelegt und drückt vorzugsweise
federbeaufschlagt gegen die Einsteckhülse bzw. Übersteckhülse im Bereich hinter der Umfangswulst,
um die Arretierung sicherzustellen.
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Gemäß einer
weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen,
die als Befestigungsteil ausgebildeten Anschlussmittel in Form eines
Doppel- bzw. Mehrfach-Anschlussstücks auszuführen. Mit
einem solchen Anschlussstück
können in
vorteilhafter Weise zwei bzw. mehrere benachbarte Fluidanschlüsse eines
Druckmittelaggregats gemeinsam angeschlossen werden. Beispielsweise
bei Mehrwegeventilen mit 5/2-Ventilfunktion
lassen sich so die beiden Arbeitsanschlüsse, welche in der Regel benachbart
an einer Anschlussfläche
des Druckmittelaggregats austreten, durch nur einen Montageschritt
gemeinsam verbinden.
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Die
im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommenden flexiblen
Druckmittelleitungen bestehen in der Regel aus Kunststoff, und zwar vorzugsweise
aus einem Polyamid-, Polypropylen-Polyethylen- oder Polyurethanmaterial.
Des weiteren können
auch Druckmittelleitungsmaterialien aus Kautschuk, Fluorkautschuk
und Silikon bei geeigneten physikalischen Eigenschaften verwendet werden.
All diese Materialien sind ausreichend flexibel, um sich ohne Rissbildung
in die erfindungsgemäße ovale
Form bringen zu lassen.
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Als
ovale Form wird hierbei jeder von der Kreisform abweichende, beispielsweise
auch elliptische, Querschnitt verstanden, in den eine flexible Druckmittelleitung
durch gegenüberliegendes
Zusammenquetschen bringbar ist. Halbstarre Druckmittelleitungen
aus Kunststoff, wie beispielhaft dargestellt durch die Materialien:
PTFE, PVC, PEEK, TPC-ET, können
mittels geeigneter Steckhülsen,
die samt dieser halbstarren Druckmittelleitungen oval gedrückt werden,
mit dem Druckmittelaggregat verbunden werden.
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Weitere,
die Erfindung verbessernde Maßnahmen
werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
anhand der Figuren näher
dargestellt. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische und Schnittansicht einer Vorrichtung zum Verbinden
einer flexiblen Druckmittelleitung an einem Fluidanschluss eines Druckmittelaggregats
mittels blockförmigem
Anschlussstück,
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2 eine
Draufsicht auf den Fluidanschluss nach 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Anschlussstückes als
Mehrfachanschlussstück,
hier als Doppelanschlussstück,
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4 ein
Längsschnitt
eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung zum Verhindern einer flexiblen bzw. halbstarren
Druckmittelleitung an einem zugeordneten Fluidanschluss mit einem
hülsenförmigen Anschlussstück,
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5 ein
Längsschnitt
eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung zum Verbinden einer flexiblen bzw. halbstarren
Druckmittelleitung an einem zugeordneten Fluidanschluss im montierten Zustand,
und
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6 ein
Längsschnitt
eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung zum Verbinden einer flexiblen Druckmittelleitung
an einem zugeordneten Fluidanschluss im montierten Zustand.
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Gemäß 1 ist
eine flexible Druckmittelleitung 1 aus flexiblem Kunststoff über ein
blockförmiges
Anschlussstück 2 mit
einem Fluidanschluss 3 eines Druckmittelaggregats lösbar zu
verbinden. Dabei ist das Ende der flexiblen Druckmittelleitung 1 von
einem runden eingangsseitigen (hier links) zu einem ovalen ausgangsseitigen
(hier rechts) Querschnitt des Anschlussstücks 2 geführt. Eine
diese Querschnittsänderung
durchführende
Ausnehmung 4 im Anschlussstück 2 wirkt entsprechend
verformend auf den hindurch zu schiebenden Druckmittelschlauch 1 ein.
Zur Arretierung des in die Ausnehmung 4 eingeschobenen
Druckmittelschlauchs 1 ist im Anschlussstück 2 ferner
ein Haltering 6 mit innenradialen Krallen aus Metall eingebracht
(hier separat dargestellt). Das blockförmige Anschlussstück 2 kommt
mit der eingeschobenen und hierdurch oval verformten Druckmittelleitung 1 in
eine korrespondierende ovale Einstecköffnung 5 seitens eines
Fluidanschlusses 3 am Druckmittelaggregat zusammen. Hierbei
wird die in den Fluidanschluss 3 eingesteckte Druckmittelleitung 1 über formschlüssig nach
Art einer Clipverbindung wirkende Arretiermittel 8 gehalten.
Die Dichtfunktion zwischen Druckmittelleitung 1 und Fluidanschluss 3 wird über Dichtring 7 realisiert.
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Die 2 verdeutlicht
die Querschnittsform der ovalen Einstecköffnung 5 des Fluidanschlusses 3 seitens
des Druckmittelaggregats, welche in der Baubreite hier besonders
schmal ausgeführt
ist. Arretierstege 9 beidseits der Einstecköffnung 5 sind
Bestandteil der Arretiermittel.
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Gemäß 3 sind
die vorstehend beschriebenen druckleitungsseitigen Anschlussmittel
in Form eines Doppelanschlussstückes 2' ausgebildet.
Mit dem Doppelanschlussstück 2' lassen sich
zwei Druckmittelleitungen 1a und 1b aufnehmen
und in die gewünschte
ovale Anschlussform bringen. Das Doppelanschlussstück 2' wirkt mit – nicht
weiter dargestellten – benachbarten
Fluidanschlüssen
eines Druckmittelaggregats zusammen, beispielsweise zwei benachbarte
Arbeitsanschlüsse
eines 5/2-Wegeventils.
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Nach 4 ist
das Befestigungsteil als eine biegbare Einsteckhülse 10 aus Metall
bzw. plastisch verformbaren Kunststoff ausgebildet. Die Einsteckhülse 10 verfügt in der
Ausgangsform über
einen runden Querschnitt und wird in das Ende in der ebenfalls an
sich runden Druckmittelleitung 1 eingeführt. Dabei verkrallen sich
angeformte widerhakenartige Schneidkanten 11 in das Material
der Druckmittelleitung 1. Anschließend wird mit einem Werkzeug
die Einsteckhülse 10 gemeinsam
mit der Druckmittelleitung 1 oval gedrückt, um den gewünschten
Anschlussquerschnitt zu bilden. Der Anschluss erfolgt durch Einstecken
der Einsteckhülse 10 in
den korrespondierenden ovalen Fluidanschluss 3, wobei ein
dazwischenliegender Dichtring 12 vorgesehen ist. Der Dichtring 12 wirkt
zwischen dem Material des Fluidanschlusses 3 seitens des
Druckmittelaggregats und einer am Außenumfang der Einsteckhülse 10 ausgebildeten
Umfangswulst 13. Daneben dient die Umfangswulst 13 auch
einem quer zur Einstecköffnung 3 verschiebbaren
Halteblech 14, welches als lösbares Arretiermittel für die Einsteckhülse 10 dient.
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Nach 5 ist
das Befestigungsteil für
die Druckmittelleitung 1 als biegbare Übersteckhülse 15 aus Metall
bzw. plastisch verformbaren Kunststoff ausgeführt. Diese wird in ähnlicher
Weise wie im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
mit der Druckmittelleitung 1 montiert, um einen ovalen
Querschnitt zu bilden, der mit dem ebenfalls oval ausgebildeten
Fluidanschlus 3 zusammenwirkt. Auch hier dient ein quer
zum Fluidanschluss 3 verschiebbares Halteblech 14 der
lösbar
formschlüssigen
Befestigung der Druckmittelleitung 1 im Zusammenwirken
mit einer außenradial
an der Übersteckhülse 15 ausgebildeten
Umfangswulst 13'.
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Schließlich ist
bei dem Ausführungsbeispiel nach 6 ein
blockförmiges
Anschlussstück 2'' als die Querschnitte der Druckmitteleitung 1 verhinderndes
Befestigungsteil direkt vor den Fluidanschluss 3 seitens
des Druckmittelaggregats fest montiert. Die Arretierung im montierten
Zustand erfolgt über
ein quer zum Fluidanschluss 3 verschiebbares Halteblech 14', welches eine
Durchgangsöffnung
mit Haltekrallen aufweist. Die Haltkrallen kommen im arretierten
Zustand in das Material der Druckmittelleitung 1 zum Eingriff.
Zum Lösen
verfügt
das Halteblech 14' über einen
manuelle betätigbaren
Federabschnitt.
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Im
Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Ovalisierung der
flexiblen Druckmittelleitung hier im Druckmittelaggregat selbst
mittels matrizen-artiger Formgebung beim Fügen der Leitung erzeugt.
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- 1
- Druckmittelleitung
- 2
- Anschlusstück
- 3
- Fluidanschluss
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Einstecköffnung
- 6
- Haltering
- 7
- Dichtring
- 8
- Arretiermittel
- 9
- Arretierstege
- 10
- Einsteckhülse
- 11
- Schneidkanten
- 12
- Dichtring
- 13
- Umfangswulst
- 14
- Halteblech
- 15
- Übersteckhülse