DE20007703U1 - Rohranschlußverbindung zum Steckanschluß eines Rohrendes - Google Patents

Description

Dipl.-Chem. E.L. FRITZ 00/235

Dr. Dipl.-Phys. R. BASFELD 28.04.2000/HZ/Rh

Dipl.-Phys. E. HARAZIM Patentanwälte M. HOFFMANN Rechtsanwalt

Ostentor 9 59757 Arnsberg

WIRA Fahrzeug- und

Maschinenteile GmbH

Alte Papiermühle Hämmern

51688 Wipperfürth

"Rohranschlußverbindung zum Steckanschluß eines Rohrendes"

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohranschlußverbindung zum Steckanschluß eines insbesondere aus Kunststoff bestehenden Rohrendes, mit einem Rohranschlußgehäuse, welches eine durchgehende Bohrung mit einer anschlußseitigen Einstecköffnung für das Rohrende aufweist und auf einem Anschlußstutzen angebracht ist, der auf seinem von dem Rohranschlußgehäuse einschraubseitig vorstehenden Einschraubende ein Außengewinde hat, wobei in dem Rohranschlußgehäuse ein anschlußseitig konisch zusammenlaufender Ringraum ausgebildet ist mit einem darin angeordneten Schneidenring und sich koaxial in der Bohrung eine Stützhülse erstreckt.

Derartige Rohrsteckverbindungen ermöglichen einen besonders einfachen und dennoch ausgesprochen zuverlässigen Anschluß von Rohrenden, insbesondere von Kunststoffrohren, an Ventiloder Verteilergehäuse, Druckbehälter oder dergleichen, beispielsweise bei Druckluft-Bremsanlagen im Fahrzeugbau. Im Gegensatz zu nachträglich zu verspannenden 0 Schraubverbindungen wird bei einer derartigen Steckverbindung lediglich das Rohrende von vorn, d. h. anschlußseitig in die Durchgangsöffnung des Rohranschlußgehäuses eingesteckt, wobei die darin angeordnete Stützhülse von dem Rohrende aufgenommen wird und sich der in dem Anschlußgehäuse befindliche 5 Schneidenring unter leichter radialer Vorspannung von außen um das Rohrende legt. Damit ist der Montagevorgang abgeschlossen.

Gesichert wird das eingesteckte Rohrende durch das 0 Zusammenwirken des vorgenannten Schneidenrings mit der Innenkontur der Bohrung. Der vor dem Einstecken lose in dem Rohranschlußgehäuse einliegende Schneiden-Klemmring hat auf seiner Innenseite widerhakenartig entgegen der Einsteckrichtung stehende Ringschneiden, die sich in der Außenfläche des Rohrendes festsetzen, so daß der Schneidenring bei dem Versuch, das Rohrende entgegen der Einsteckrichtung aus der Bohrung herauszuziehen, ebenfalls mitgenommen wird. Dadurch, daß dieser Schneiden-Klemmring

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außen entgegen der Einsteckrichtung konisch ausgebildet ist und der Ringraum in dem Anschlußgehäuse als dazu passender Innen-Klemmkonus ausgebildet ist, wird der Schneidenring um so stärker radial auf dem Rohrende verpreßt, je größer die von außen ausgeübte Zugkraft wird. Dadurch verzahnen sich die Schneiden entsprechend fester mit dem Rohrende.

Für Verbindung mit Verteiler- oder Ventilgehäusen oder dergleichen ist die Rohranschlußverbindung mit einem Rohrgewinde versehen. Es werden solche Ausführungen unterschieden, bei denen das Rohranschlußgehäuse mit dem Außengewinde versehen ist, und solche, bei denen der Anschlußstutzen einschraubseitig mit dem Außengewinde versehen ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich konkret auf die letztgenannte Ausführungsform.

Im Stand der Technik sind derartige Steckarmaturen beispielsweise aus der DE 30 11 430 Al bekannt, hier beispielsweise ausweislich der in Figur 2 und 10 0 dargestellten Ausführungen nebst dazugehöriger Beschreibung.

Diese Rohrsteckverbindung gewährleistet zwar die vorangehende erläuterte Funktion. Nachteilig ist darin allerdings, daß die Verspannung des Rohranschlußgehäuses gegen einen außenliegenden Bund des Anschlußstutzens erfolgt. Dadurch wird zum einen eine bestimmte Mindestbaugröße vorgegeben, die einen entsprechenden Einbauraum erfordert. Zum anderen muß dadurch für die Ausbildung des konischen Ringraums ein separater konischer Ring vorgesehen sein. Durch dieses zusätzliche Teil wird der Herstellungs- und Kostenaufwand bei 0 der Fertigung erhöht.

Angesichts der vorangehend erwähnten Problematik stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Rohranschlußstutzen mit den eingangs erwähnten Merkmalen anzugeben, welcher einer verbesserte Funktionalität hat und dabei insbesondere eine kürzere Baulänge haben kann und dadurch weniger Einbauraum erfordert und mit geringerem Aufwand herstellbar ist.

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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß in dem Rohranschlußgehäuse einstückig die konische Ringfläche des Ringraums und einschraubseitig dahinter eine Ringstufe ausgebildet ist, gegen die eine axiale Stirnfläche des Anschlußstutzens von der Einschraubseite verspannbar ist.

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Rohrsteckverbindung gegenüber dem aus der vorgenannten DE 3 0 11 43 0 Al hervorgehenden Stands der Technik liegt darin, daß die gegenseitige Verspannung des Rohranschlußgehäuses und des Anschlußstutzens nicht über einen außenliegenden Bund erfolgt, sondern durch einen innerhalb der Bohrung liegenden Anschlag. Dieser wird dadurch gebildet, daß das Rohranschlußgehäuse und der Anschlußstutzen miteinander korrespondierende Axialflächen haben, die bei der Verbindung der beiden Teile, beispielsweise durch Einschrauben des Anschlußstutzens in das Rohranschlußgehäuse, einen definierten Anschlag bilden. Ein besonderer Vorteil dieser 0 Ausführung besteht darin, daß der im Stand der Technik noch erzwingend erforderliche äußere Bund an dem Rohrstutzen nunmehr entfallen kann, so daß eine deutlich kürzere Baulänge ohne Beeinträchtigung der Funktionalität realisierbar ist.

Ein weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht darin, daß der Klemmkonus für den Schneiden-Klemmring unmittelbar in das Anschlußgehäuse eingeformt ist, so daß ein zusätzlicher konischer Gegenring entfallen kann. Dadurch erhält man eine besonders einfache und fertigungstechnisch günstige Bauform 0 einer Röhrsteckverbindung, welche mit lediglich drei Metallteilen auskommt, und zwar dem Rohranschlußgehäuse, dem Anschlußstutzen und dem Schneidenring.

Zur Ausbildung des Ringraums zur Aufnahme des Schneidenrings ist es vorteilhaft, daß die Stirnfläche des Anschlußstutzens radial nach innen über die Ringstufe in dem Rohranschlußgehäuse vorsteht. Dadurch wird die Ringkammer für den Klemmring nach hinten, also zur Einschraubseite begrenzt.

Zur Befestigung ist das Rohranschlußgehäuse zweckmäßigerweise auf dem Anschlußstutzen aufgeschraubt. Hierzu ist in dem Bereich der Bohrung, der sich nach hinten zur Einschraubseite an die Ringstufe anschließt, ein Innengewinde ausgebildet, sowie der Anschlußstutzen mit einem entsprechenden Außengewinde versehen. Diese Art der Verbindung ist zuverlässig und fest verspannbar. Alternativ sind andere Befestigungsmethoden, beispielsweise formschlüssige Verspressungen oder dergleichen, ebenfalls denkbar, wobei jedoch auf jeden Fall eine ausreichende Stabilität gegenüber Zugbelastung gewährleistet sein muß.

Bevorzugt sind das Rohranschlußgehäuse und der Anschlußstutzen so ausgebildet, daß sie in zusammengesetztem Zustand einschraubseitig gemeinsam eine bündige, axiale Dichtfläche haben. Damit ist gemeint, daß der Verbindungsspalt, der zwischen dem Anschlußstutzen und der Befestigung in dem Rohranschlußgehäuse gebildet wird, beispielsweise zwischen den Gewindeflächen des Innen- und Außengewindes, einschraubseitig in einer Axialfläche austritt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß der Anschlußstutzen einen außen umlaufenden Absatz hat, der bündig mit der einschraubseitigen Stirnfläche des Rohranschlußgehäuses endet. Der besondere Vorteil einer derartigen Ausführungsform besteht darin, daß mittels einer einzigen Ringdichtung, die zwischen dieser gemeinsamen axialen Dichtfläche und einer entsprechenden axialen Gegenfläche, beispielsweise an einem Ventilgehäuse oder einer sonstigen Armatur, mit einer einzigen Dichtung zugleich der 0 Anschlußstutzen gegen die Einschrauböffnung und gegen das Rohranschlußgehäuse abgedichtet werden kann. Gegenüber dem Stand der Technik kann dadurch eine Dichtung eingespart werden. Dort ist nämlich immer zumindest eine Dichtung erforderlich, um das Rohranschlußgehäuse gegen den außen 5 umlaufenden Bund an dem Anschlußstutzen, und den außen umlaufenden Anschlußstutzen gegen die Einschrauböffnung in der Armatur abzudichten. Dadurch ergibt sich eine weitere

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Reduzierung der erforderlichen Einzelteile und damit eine Verringerung des Herstellungs- und Montageaufwands.

Besonders vorteilhaft ist es, daß sich die vorgenannte Dichtfläche in einer einschraubseitig offenen Axialnut befindet, welche aus Ringstufen im Rohranschlußgehäuse und im Anschlußstutzen gebildet wird. Diese Axialnut ist praktisch gemeinsam in dem Rohranschlußgehäuse und dem Anschlußstutzen ausgebildet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß darin eine gemeinsame Ringdichtung zur Abdichtung des Verbindungsspalts zwischen Gehäuse und Stutzen aufnehmbar ist und dabei besonders sicher in alle Richtungen fixiert ist. Diese Ringdichtung kann beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein, welcher in die Axialnut einlegbar ist. Bei axialer Verpressung wird dieser O-Ring abgeflacht, so daß eine zuverlässige Dichtwirkung zwischen der Steckverbindung und der Gegenfläche an einer Einschrauböffnung gewährleistet ist.

Die Stützhülse ist bevorzugt einstückig mit dem Anschlußstutzen ausgebildet. Dies dient ebenfalls dem Bestreben, die Anzahl der separat herzustellenden Funktionsteile möglichst gering zu halten.

Der Anschlußstutzen kann eine zur Stützhülse koaxiale, anschlußseitige offene Axialnut zur Aufnahme des Rohrendes haben. Dadurch, daß das Rohrende beim Einschieben am Boden der Axialnut anschlägt, wird eine Einschubtiefenbegrenzung gebildet. Diese Einschubtiefenbegrenzung kann ebenfalls einstückig mit dem Anschlußstutzen und der Stützhülse 0 ausgeführt sein.

Bevorzugt hat der Anschlußstutzen in der einschraubseitigen Öffnung der Durchgangsbohrung einen Werkzeugansatz. Dadurch, daß der Werkzeugansatz in die Öffnung der Durchgangsbohrung verlegt ist, sind keine äußeren Ansätze oder dergleichen erforderlich, was ebenfalls einer kurzen Bauform zugute kommt. Konkret kann der Werkzeugansatz als Innenmehrkant, beispielsweise als Sechs- oder Vierkant, oder als

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Vielzahnprofil ausgebildet sein. Dabei werden die Abmessungen zweckmäßigerweise so gewählt, daß der freie Durchgangsquerschnitt der Bohrung durch die Ansatzflächen nicht verengt wird. Mit einem entsprechenden Werkzeug, beispielsweise einem Inbus-Schlüssel, der in den Werkzeugansatz von der Einschraubseite einsetzbar ist, kann dadurch der Anschlußstutzen einfach gegengehalten werden, um das Rohranschlußgehäuse mit dem erforderlichen Nennmoment vorzuspannen. Um dieses Nennmoment auf das Rohranschlußgehäuse ausüben zu können, ist dieses vorzugsweise ebenfalls mit einem Werkzeugansatz versehen. Dieser kann ohne Beeinträchtigung der Funktionalität auf dem Außenumfang angeordnet sein, beispielsweise in Form eines Außensechskants.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß in der Bohrung im anschlußseitigen Bereich eine Radialnut eingebracht ist, in der eine Radialdichtung angeordnet ist, zur Abdichtung gegen die Außenwandung des Rohrendes. Die im Bereich der 0 Einstecköffnung angeordnete Radialdichtung, beispielsweise ein O-Dichtring, liegt elastisch von außen auf dem Rohrende an und dient somit als äußere Sekundärdichtung. Eine besonders gute Dichtwirkung wird dadurch erreicht, daß diese Dichtung als Tandemdichtung mit zwei axial aufeinanderfolgenden Dichtringen ausgebildet ist. Wie bei einer einzelnen O-Ringdichtung ist diese in einer Kammer in Form einer nach innen offenen Radialnut im Rohranschlußgehäuse aufgenommen.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohranschlußverbindung.

Die erfindungsgemäße Rohranschlußverbindung, die in Fig. 1 im zusammengesetzten und vorgespannten Zustand dargestellt ist, ist darin als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Vor der anschlußseitigen Einstecköffnung der Rohranschlußverbindung 1 ist ein Rohrende 2, beispielsweise eines Kunststoffrohres, dargestellt, wobei die axiale Einsteckrichtung mit dem Pfeil angedeutet ist. Auf der Einschraubseite befindet sich ein Ventilblock, Druckbehälter oder dergleichen mit einer Einschrauböffnung 3, in welche die Rohranschlußverbindung 1 einschraubbar ist, was ebenfalls mit einem Pfeil angedeutet ist.

0 Die Rohranschlußverbindung 1 umfaßt einen Anschlußstutzen 4, auf den von der Anschlußseite ein Rohranschlußgehäuse 5 aufgeschraubt ist. Dieses ist nach Art einer Überwurfmutter ausgebildet und mit dem Anschlußstutzen 4 mit einer Stirnfläche 8 über ein korrespondierendes Gewinde 6 5 verbunden.

In dem Rohranschlußgehäuse 5 ist eine Ringstufe 7 ausgebildet, gegen die der Anschlußstutzen 4 mit seiner Stirnfläche 8 axial abgestützt wird, d. h. beim Einschrauben 0 in das Gewinde 6 axial verspannt wird.

In axialer Richtung zur Anschlußseite vor der Ringstufe 7 befindet sich ein zur Anschlußseite hin konisch zusammenlaufender Ringraum 9, in dem sich ein Schneidenring 10 befindet. Nach hinten, d. h. zur Einschraubseite hin, wird der Ringraum 9 durch die Stirnfläche 8 des Anschlußstutzens begrenzt. Der Schneidenring 10 ist als geschlitzter Schneiden-Klemmring ausgebildet, der auf seiner Innenseite

widerhakenartige Schneiden 11 hat, die zwar ein Einstecken des Rohrendes 2 in Einsteckrichtung zulassen, sich jedoch bei einer Zugbelastung in der Außenfläche festkrallen.

An dem Anschlußstutzen 4 ist eine Stützhülse 12 einstückig angeformt, die sich in der Einstecköffnung bis über das Einsteckende des Rohranschlußgehäuses 5 erstreckt und beim Einstecken in das Innere des Rohrendes 2 einsetzbar ist. Am einschraubseitigen Ende dieser Stützhülse 12 befindet sich in dem Anschlußstutzen 4 eine zur Anschlußseite hin offene Axialnut 13, in der Rohrende 2 aufnehmbar ist und die auf diese Weise eine Einschubtiefenbegrenzung bildet.

Auf der Einschraubseite ist der Anschlußstutzen 4 mit einem Außengewinde 14 versehen, welches in die Einschrauböffnung 3 einschraubbar ist.

In der einschraubseitigen Öffnung des Anschlußstutzens 4 ist ein Werkzeugansatz 15 ausgebildet, beispielsweise in Form eines Innenmehrkants oder Vielzahnprofils.

Im Bereich der Einstecköffnung ist in dem Rohranschlußgehäuse 5 eine nach innen offene Radialnut ausgebildet, in der zwei axial aufeinanderfolgende O-Ringe 16 angeordnet sind, welche zusammen einen Tandem-Dichtring als Sekundärdichtung bilden.

In der einschraubseitigen Axialfläche der Rohranschlußverbindung 1 ist eine Ringstufe 17 eingeschnitten, welche mit einer korrespondierenden, bündig daran anschließenden, äußeren Ringstufe 18 an dem Anschlußstutzen 4 eine zur Einschraubseite hin offene Aufnahmenut bildet, in der ein Dichtring in Form eines O-Rings 19 eingesetzt ist. Dadurch, daß dieser O-Ring 19 an der gemeinsamen axialen Grundfläche der Ringstufen 17 und 18 5 im Bereich des Verbindungsspalts zwischen Anschlußstutzen 4 und Rohranschlußgehäuse 5 im Bereich des Gewindes 6 anliegt, wird sowohl das Rohranschlußgehäuse 5, als auch der Anschlußstutzen 4 nach außen durch die einzige Dichtung 19

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abgedichtet, wenn die Rohranschlußverbindung 1 in eine Einschrauböffnung 3 eingeschraubt wird. Die Dichtung 19 wird dabei in der durch die Ringstufen 17 und 18 gebildeten Axialnut axial dichtend zusammengepreßt. 5

Zur Vorspannung auf dem Anschlußstutzen 4 ist das Rohranschlußgehäuse 5 mit einem Werkzeugansatz 2 0 in Form eines Außensechskants oder dergleichen versehen.

Die Funktion der dargestellten Rohranschlußverbindung 1 ist im wesentlichen bereits erläutert worden und im übrigen bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Ein besonderer Vorteil der dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht darin, daß außer dem Schneidenring 10 lediglich zwei separate Drehteile benötigt werden, nämlich der Anschlußstutzen 4 und das Rohranschlußgehäuse 5. Zusätzliche Stütz- oder Halteelemente sind nicht erforderlich. Dank der innenliegenden Abstützung über die Ringstufe 7 und die Axialfläche 8 kann die erfindungsgemäße 0 Rohranschlußverbindung 1 im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich kürzerer gebaut werden. Diese Ausgestaltung hat weiterhin den Vorteil, daß die Abdichtung nach außen über eine gemeinsame, durch die Ringstufe 17 und 18 gebildete axiale Dichtfläche mit nur einem einzigen O-Ring 19 nach 5 außen erfolgen kann. Dadurch wird der Herstellungs- und Montageaufwand gegenüber dem Stand der Technik nochmals reduziert.

Claims (16)

1. Rohranschlußverbindung zum Steckanschluß eines insbesondere aus Kunststoff bestehenden Rohrendes, mit einem Rohranschlußgehäuse (5), welches eine durchgehende Bohrung mit einer anschlußseitigen Einstecköffnung für das Rohrende (2) aufweist und auf einem Anschlußstutzen (4) angebracht ist, der auf seinem, an dem Rohranschlußgehäuse (5) einschraubseitig vorstehenden Einschraubende ein Außengewinde (14) hat, wobei in dem Rohranschlußgehäuse (5) ein anschlußseitig konisch zusammenlaufender Ringraum (9) ausgebildet ist, mit einem darin angeordneten Schneidenring (10) und sich koaxial in der Bohrung eine Stützhülse (12) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohranschlußgehäuse (5) einstückig die konische Ringfläche des Ringraums (9) und einschraubseitig dahinter eine Ringstufe (7) ausgebildet ist, gegen die eine axiale Stirnfläche (8) des Anschlußstutzens (4) von der Einschraubseite verspannbar ist.

2. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (8) des Anschlußstutzens (4) radial nach innen über die Ringstufe (7) vorsteht.

3. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohranschlußgehäuse (5) auf den Anschlußstutzen (4) aufgeschraubt ist.

4. Rohranschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohranschlußgehäuse (5) und der Anschlußstutzen (4) in zusammengesetztem Zustand einschraubseitig gemeinsam eine bündige, axiale Dichtfläche haben.

5. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtfläche in einer einschraubseitig offenen Axialnut befindet, welche aus Ringstufen (17, 18) im Rohranschlußgehäuse (5) und im Anschlußstutzen (4) gebildet wird.

6. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Einschraubseite eine Ringdichtung (19) gegen die Dichtfläche dichtend andrückbar ist.

7. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (19) in die Axialnut (17, 18) einlegbar ist.

8. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung als O-Ring (19) ausgebildet ist.

9. Rohranschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülse (12) einstückig mit dem Anschlußstutzen (4) ausgebildet ist.

10. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (4) eine zur Stutzhülse (12) koaxiale, anschlußseitig offene Axialnut (13) zur Aufnahme des Rohrendes (2) hat.

11. Rohranschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (4) in der einschraubseitigen Öffnung einen Werkzeugansatz (15) aufweist.

12. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugansatz (15) als Innenmehrkant oder Vielzahnprofil ausgebildet ist.

13. Rohranschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohranschlußgehäuse (5) einen Werkzeugansatz (20) aufweist.

14. Rohranschlußverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung im anschlußseitigen Bereich eine Radialnut angebracht ist, in der eine Radialdichtung (16) angeordnet ist, zur Abdichtung gegen die Außenwandung des Rohrendes (2).

15. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialdichtung mindestens einen O-Ring (16) umfaßt.

16. Rohranschlußverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialdichtung als Tandemdichtung mit zwei axial aufeinanderfolgenden Dichtringen (16) ausgebildet ist.