CH711449A2 - Anschlussanordnung, Verfahren zu deren Befestigung, Sensoranordnung und Verwendung einer Anschlussanordnung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rohrstück (14) und ein Konterelement (22). Das Rohrstück (14) ist durch eine Durchbohrung einer Fluidleitungswand durchführbar und umfasst ein wenigstens abschnittsweise vorragendes Gegenlager (16) und einen Sperrzahnabschnitt (18), ausgebildet zum Herstellen einer selbstsperrenden Rastverbindung zum Aufnehmen des aufsteckbaren Konterelements (22) ohne Einsatz von Werkzeugen. Das Konterelement (22) ist im Querschnitt im Wesentlichen eiförmig ausgebildet, mit einer kreisförmigen Basis (24) und einem hiervon umlaufend vorragenden Randabschnitt (26), wobei die Basis (24) mit einer Axialöffnung bereitgestellt ist.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrstück, ein Konterelement, eine Anschlussanordnung, ein Verfahren zu deren Befestigung an einer Fluidleitungswand, eine Sensoranordnung und eine Verwendung einer Anschlussanordnung gemäss den unabhängigen Ansprüchen.

[0002] Es ist häufig notwendig, physikalische Messgrössen innerhalb einer Fluidleitung aufzunehmen. Auch kann es notwendig sein, das Vorliegen, die Beschaffenheit, die Zusammensetzung, usw. eines innerhalb der Fluidleitung strömenden Fluides zu bestimmen.

[0003] Mit dem Ausdruck Fluid sind hier allgemein Gase und Flüssigkeiten gemeint. Ferner ist hier mit dem Ausdruck Fluidleitung ein jegliches gegen die Aussenumgebung im Wesentlichen abgedichtetes Element gemeint, innerhalb dessen das Fluid strömen kann oder auch hierin gespeichert ist. Ein Beispiel einer Fluidleitung ist eine Verrohrung von einer Klimaanlage. Eine solche Verrohrung kann mehrere hintereinander verbundene Lüftungsschächte einschliessen.

[0004] Die Weiterverarbeitung der aufgenommenen Messgrössen ist vielfältig. So kann beispielsweise innerhalb einer Klimaanlage durch Aufnehmen eines Strömungswertes und/oder eines Drucks in einer Fluidleitung unmittelbar stromaufwärts und/oder stromabwärts eines zwischengesetzten Filterelements ein Zustand des Filterelements bestimmt werden. Übersteigt beispielsweise ein Druck innerhalb der Fluidleitung in einem Abschnitt stromauf «wärt s des Filterelements einen vorbestimmten Schwellwert, so kann dieser Druckanstieg einen Hinweis darauf geben, dass das Filterelement durch daran angesetzte Fremdstoffe, welche herausgefiltert wurden, allmählich okkludiert ist und durch ein neues Filterelement ausgetauscht werden sollte. Wichtig hierbei ist, dass die Anschlussanordnung absolut fluiddicht mit der Fluidleitung verbunden ist, derart, dass eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren und dem Äusseren der Fluidleitung lediglich über einen durchlaufenden Rohrabschnitt (Durchführung) der Anschlussanordnung bereitgestellt wird. Mit anderen Worten sollte ein möglicher Ringspalt zwischen der Anschlussanordnung und einer Durchbohrung durch die Fluidleitungswand fluiddicht abgedichtet sein. Hierdurch soll vermieden werden, dass unkontrolliert Fluid aus der Fluidleitung austritt.

[0005] Es sind im Stand der Technik Anschlussanordnungen bekannt, welche einen Rohrabschnitt umfassen, welcher durch eine durch die Fluidleitungswand eingebrachte Durchbohrung durchgesteckt ist, wobei die Durchbohrung einen in Relation zum Durchmesser des durchgeführten Rohrabschnitts im Wesentlichen gleichen oder grösseren Durchmesser hat. An einem Abschnitt des Rohrabschnitts ist wiederum ein Flanschteil angebracht bzw. mit dem Rohrabschnitt einstückig ausgebildet. Das Flanschteil hat wiederum eine grössere Fläche bzw. einen grösseren Durchmesser als der Durchmesser der Durchbohrung durch die Fluidleitungswand. Es können umfänglich am Flanschteil Schraublöcher vorgesehen sein, durch welche Schrauben hindurchgesteckt werden können, die dann wiederum in das Wandungsmaterial der Fluidleitungswand eingeschraubt werden. Somit dichtet das Flanschteil einerseits die Durchbohrung durch die Fluidleitungswand gegen die Aussenumgebung ab und dient andererseits zur fixierten Befestigung der Anschlussanordnung an der Fluidleitungswand. Nachteilig ist, dass sich bei Fluidleitungen mit einer geringen Wandungsdicke nur eine geringfügige Ineingriffnahme zwischen einer jeden Schraube und dem Wandungsmaterial der Fluidleitungswand einstellt. Somit ist nur eine unzureichende Befestigung des Flanschteils an der Fluidleitungswand möglich. Dies kann dazu führen, dass die Befestigung gelöst wird und somit Fluid ungehindert an die Aussenumgebung ausströmen kann. Ferner nachteilig ist, dass Schrauben zur Befestigung verwendet werden können, deren Länge die Wandungsdicke der Fluidleitungswand weit übersteigt, sodass das distale Ende einer jeden eingeschraubten Schraube in das Innere der Fluidleitung hineinragt. Somit kann nachteilig Fluid über die jeweiligen Schraubverbindungen an die Aussenseite ausströmen. Ein weiterer Nachteil aus dem Stand der Technik besteht darin, dass die Montagezeit, d.h. insbesondere die Zeit zum Festschrauben des Flanschteils an der Fluidleitungswand, sehr lang ist und somit hohe Kosten erzeugt werden. Auch sind Arbeiten hierzu sehr kompliziert und es werden hierzu Werkzeuge benötigt. Ausserdem sind bekannte Anschlussanordnungen meist undicht. Im Weiteren muss beim Montieren aus optischen Gründen auf die Stellung der Schrauben (waagrechte oder senkrechte Ausrichtung) geachtet werden, da die Messinstrumente in der Regel auf der Revisionsseite angebracht werden.

[0006] Der Stand der Technik umfasst ebenso eine Anschlussanordnung, welche einen Rohrabschnitt mit angebrachtem Flanschteil und ferner ein hiermit in Längsrichtung verschraubbares Gegenstück umfasst. Durch ein Versehrauben derer über die Wandung der Fluidleitung hinweg werden das Flanschteil und das Gegenstück an gegenüberliegenden Wandungsflächen der Fluidleitung angepresst. Somit wird die gesamte Anschlussanordnung an der Fluidleitung mittels Kraftschluss fixiert und kann gleichzeitig ein Ringspalt zwischen der Durchbohrung durch die Fluidleitungswand und dem Rohrabschnitt abgedichtet werden. Ein Nachteil dieser Lösung aus dem Stand der Technik besteht darin, dass sich die Schraubverbindung mit der Zeit lockern oder sogar gänzlich lösen kann. Sobald sich die Schraubverbindung lockert, wird der Ringspalt nicht mehr zuverlässig abgedichtet und strömt Fluid ungehindert an die Aussenseite. Sollte sich das Gegenstück sogar gänzlich vom Rohrabschnitt lösen, so kann es während des Prozessablaufs durch den Fluidstrom im Inneren der Fluidleitung mitgerissen werden und kann stromabwärts liegende Prozessbauteile beschädigen oder sogar zerstören.

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Rohrstück, ein Konterelement und eine Anschlussanordnung anzugeben, welche die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisen. Ferner ist es Aufgabe, ein Verfahren zur Befestigung der Anschlussanordnung an einer Fluidleitung, eine Sensoranordnung und eine Verwendung der Anschlussanordnung anzugeben.

[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Rohrstück:, ein Konterelement und eine Anschlussanordnung gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsvarianten sowie ein Verfahren zur Befestigung der Anschlussanordnung an einer Fluidleitung, eine Sensoranordnung als auch eine Verwendung der Anschlussordnung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

[0009] Gemäss der Erfindung umfasst ein Rohrstück, welches durch eine Durchbohrung einer Fluidleitungswand durchführbar ist, ein wenigstens abschnittsweise vorragendes Gegenlager und einen Sperrzahnabschnitt, ausgebildet zum Herstellen einer selbstsperrenden Rastverbindung zum Aufnehmen eines aufsteckbaren Konterelements. Das Rohrstück und das Konterelement werden über eine selbstsperrende Rastverbindung miteinander verbunden, weiche als eine Sperrzahn-/Sperrklinken-Anordnung ausgeführt ist. Bei einer solchen Anordnung rasten Sperrklinken in nur eine Richtung, im Folgenden auch Freigaberichtung genannt, in Längsrichtung fortschreitend in Zwischenräume zwischen mehreren in Längsrichtung hintereinander ausgebildeten Sperrzähnen ein. Ein Werkzeug ist für das Zusammenführen von Rohrstück und Konterelement nicht erforderlich.

[0010] Vorzugsweise sind das Rohrstück und das Gegenlager einstückig ausgebildet und hat das Gegenlager auf seiner einer ersten Wandung der Fluidleitungswand zugewandten Seite einen grösseren Durchmesser als die Durchbohrung und ist im durchgeführten Zustand gegen die erste Wandung anlegbar. Somit ist ein Rohrstück geschaffen, welches durch eine Durchbohrung durch eine Fluidleitung durchgesteckt werden kann, bis das Gegenlager gegen eine der Wandungen hiervon anschlägt. In diesem Zustand kann seitens der gegenüberliegenden Wandung das Konterelement über den Sperrzahnabschnitt des Rohrstücks hierauf aufgesteckt werden, bis es gegen diese Wandung in Anlage gelangt. Somit werden das Rohrstück und das Konterelement in Relation zueinander selbstsperrend an der Fluidleitungswand arretiert. Das Rohrstück ist durchgängig ausgehöhlt und ermöglicht eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren und Äusseren der Fluidleitung. Das Rohrstück kann gleichzeitig mit dem Gegenlager im Spritzgussverfahren oder Extrusionsverfahren geformt werden. Alternativ kann das Gegenlager auch durch spanende Verarbeitung am Rohrstück hergestellt werden.

[0011] Vorzugsweise ist der Sperrzahnabschnitt wenigstens abschnittsweise entlang der Längsrichtung des Rohrstücks ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von sequentiell angeordneten Sperrzähnen. Hierbei gleiten die Sperrklinken des Konterelements, in Freigaberichtung geführt, entlang der konisch verlaufenden bzw. geneigten Flächen der Sperrzähne am Umfang des Rohrstücks entlang, wodurch sie federnd ausgelenkt werden, bis sie über die Flanke der Sperrzähne hinweg in den nächsten Zwischenraum einschnappen. Die senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Flanken der Sperrzahne sperren eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung, im Folgenden auch Sperrrichtung genannt. Dieses Prinzip ist beispielsweise auch bei einem Kabelbinder bekannt.

[0012] Die vorgenannte Aufgabe wird ebenso durch ein Konterelement gemäss dem unabhängigen Anspruch 4 gelöst. Das Konterelement ist im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, umfassend eine kreisförmige Basis und einen hiervon umlaufend vorragenden Randabschnitt, wobei die Basis mit einer Axialöffnung bereitgestellt ist, ausgebildet zum Herstellen einer selbstsperrenden Rastverbindung mit einem Rohrstück. Mittels der selbstsperrenden Rastverbindung werden das Rohrstück und das Konterelement in Relation zueinander zuverlässig arretiert, indem das am Rohrstück angebrachte Gegenlager und das Konterelement über die Wandstärke der Fluidleitungswand hinweg einander angenähert werden, bis das Gegenlager und das Konterelement mit ihren Abschnitten, deren Durchmesser jeweils grösser ist als der Durchmesser der Durchbohrung, an den gegenüberliegenden Wandungen der Fluidleitungswand in Anlage gebracht sind.

[0013] Vorzugsweise ist das Konterelement in Axialrichtung elastisch nachgiebig. Hierbei ist das in Axialrichtung elastisch ausgebildete Konterelement in Richtung zur in Anlage gebrachten Wandung der Fluidleitungswand federelastisch biegbar, sodass das Gegenlager des Rohrstücks und das Konterelement über den Abschnitt der selbstsperrenden Rastverbindung noch näher einander angenähert (eingerastet) werden können. Hierdurch werden der durchgehend vorragende Randabschnitt des Konterelements und das Gegenlager mittels jeweils hieran angelegter Federkraft stärker an die Wandung der Fluidleitung angedrückt bzw. angepresst. Durch dieses Anpressen wird wiederum die Abdichtung verbessert, so dass kein Fluid durch einen Ringspalt zwischen dem Aussendurchmesser des Rohrstücks und dem Innenumfang der Durchbohrung austreten kann. Somit ist eine zuverlässige und zugleich fluiddichte Befestigung an der Fluidleitungswand geschaffen. Ferner, im Gegensatz zu vorbekannten Lösungen mit einer Gewindeverbindung, ist die selbstsperrende Rastverbindung auch über einen lang andauernden Zeitabschnitt nicht lösbar. Somit bleibt die zuverlässige Abdichtung auch bei starken Prozessvibrationen, welche beispielsweise im Bereich des Klimaanlagenbaus auftreten können, zuverlässig erhalten. Ein weiterer Vorteil besteht in der einfachen Montage, welche ganz ohne Werkzeug auskommt und auch durch ungeschultes Personal durchführbar ist. Auch sind keine zusätzlichen Schrauben benötigt, sodass insgesamt Zeit und Kosten eingespart werden und mögliche Beschädigungen der Fluidleitung ausgeschlossen werden können.

[0014] Vorzugsweise ist wenigstens eine der beiden Flächen von der Basis mit wenigstens einer Aussparung ausgebildet, welche insbesondere konzentrisch zur Axialöffnung angeordnet ist. Mit dem Wortlaut Aussparung ist hier eine jegliche Materialausnehmung von insbesondere der Basis von dem Konterelement gemeint, durch welche Materialausnehmung eine Materialschwächung der Basis einhergeht. Hierdurch ist die Basis und ist insgesamt das Konterelement in Axialrichtung auslenkbar. Durch geeignete Auswahl der Anzahl, der Platzierung, der Tiefe, der Breite, usw. der jeweiligen Materialausnehmung kann dem Konterelement eine vorbestimmte Elastizität in Axialrichtung verliehen werden. Mit anderen Sorten ist das Konterelement und ist insbesondere seine Basis, in einem Zustand, bei welchem dessen durchgängig umlaufender Randabschnitt anfänglich gegen eine Wandung der Fluidleitung flächig anliegt, in Axialrichtung weiter in Richtung zur anliegenden Wandung federelastisch auslenkbar bzw. durchbiegbar, und zwar durch Krafteinwirkung auf die Oberfläche der Basis. Mittels der Arretierbarkeit zwischen dem Rohrstück und dem Konterelement bleibt diese Auslenkung bestehen bzw. arretiert, und zwar auch dann, wenn keine Kraft mehr an die Basis angelegt wird. Sobald keine Kraft mehr an die Basis angelegt wird, stellt sich eine entgegengesetzt Rückstellkraft bzw. Federkraft ein. Somit kann diese Federkraft ohne zusätzliche Bauteile eingestellt werden. Die wenigstens eine Aussparung ist insbesondere konzentrisch zur Axialöffnung angeordnet. Hierbei kann die wenigstens eine Aussparung durchgehend, unterbrochen oder mit variierender Tiefe konzentrisch um die Axialöffnung herum ausgebildet sein. Durch die konzentrische Anordnung der Aussparung ist die Basis von dem Konterelement insgesamt nachgiebig und kann somit insbesondere der Mittenbereich von der Basis durch Krafteinwirkung in Richtung zur Wandung der Fluidleitung angenähert werden, ’wodurch wiederum der umlaufende Randabschnitt des Konterelements im Wesentlichen gleichförmig gegen die Wandung der Fluidleitung angedrückt wird. Die Materialaussparung kann schon während des Herstellungsprozesses von dem Konterelement, beispielsweise Spritzgiessen, Extrusionsverfahren, usw., ausgeformt werden oder kann nachträglich mittels spanabhebender Werkstückbearbeitung in das Material des Konterelements eingetragen werden, beispielsweise mittels Fräsen oder Drehbearbeitung mittels einer Drehbank, usw.

[0015] Vorzugsweise umfasst das Konterelement zumindest eine hieran federnd gelagerte Sperrklinke, ausgebildet zur selbstsperrenden Arretierung mit einem Sperrzahnabschnitt am Umfang des Rohrstücks. Die Arretierelemente, d.h. die Sperrzähne und die Sperrklinke, sind jeweils einstückig mit dem Rohrstück bzw. dem Konterelement ausgebildet. Somit sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Hierdurch wird zum einen die Zuverlässigkeit der Verbindung erhöht und werden andererseits Materialkosten eingespart.

[0016] Vorzugsweise ist die zumindest eine federnd gelagerte Sperrklinke am Randabschnitt der Axialöffnung ausgebildet. Somit ist der Randabschnitt von der Axialöffnung als Sperrklinke ausgeformt. Die somit umlaufende Sperrklinke kann durchgehend (nicht unterbrochen) umlaufen oder kann unterbrochen sein (z.B. durch ein oder mehrere eingetragene Einschnitte).

[0017] Vorzugsweise sind die Sperrklinke und das Konterelement einstückig ausgebildet. Somit werden keine zusätzlichen separaten Bauteile benötigt. Die Herstellung des Konterelements wird vereinfacht und es werden insgesamt Kosten reduziert.

[0018] Vorzugsweise ist die Sperrklinke über einen Ausleger federnd an der Basis gelagert, wobei der Ausleger zwischen dem Rand der Axialöffnung und einer der wenigstens einen Aussparung ausgebildet ist. Hierbei ist eine der Aussparungen konzentrisch und im Wesentlichen direkt an der Axialöffnung angrenzend an jener Fläche der Basis von dem Konterelement angeordnet, an weicher auch die Sperrklinke ausgebildet ist. Hierdurch wird die Sperrklinke federnd durch einen Ausleger direkt am Konterelement gelagert, wobei der Ausleger einfach durch das Material der Basis zwischen dem Rand der Axialöffnung und der direkt umlaufenden Aussparung ausgebildet ist. Zusätzlich gestattet die direkt umlaufende Aussparung eine federnde Auslenkung des Auslegers (und somit der Sperrklinke) in radialer Richtung in die Aussparung hinein. Hierdurch werden weitere Bauteile zur auslenkbaren Lagerung der Sperrklinke am Konterelement eingespart.

[0019] Vorzugsweise sind die Aussparungen in Radialrichtung abwechselnd an gegenüberliegenden Flächen der Basis ausgebildet. Die Aussparungen sind hierbei abwechselnd an den beiden Flächen der Basis ausgebildet. Durch die abwechselnde Anordnung ist die Basis des Konterelements in Axialrichtung einfach verformbar bzw. biegbar. Mit anderen Worten erlaubt die abwechselnde Anordnung der Aussparungen ein einfaches Stauchen und Dehnen der beiden Flächen von der Basis.

[0020] Die vorgenannte Aufgabe wird ebenso durch eine Anschlussanordnung gelöst, welche ein Rohrstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und ein Konterelement nach einem der Ansprüche 4 bis 11 umfasst, wobei das Rohrstück und das Konterelement ausgebildet sind zur selbstsperrenden Rastverbindung miteinander. Die Anschlussanordnung ist ausgebildet zur Befestigung an einer Fluidleitungswand. Hierbei spannen das Rohrstück und das Konterelement die Fluidleitungswand über gegenüberliegende Wandungen derer ein. Die Anschlussanordnung ist zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Inneren und Äusseren der Fluidleitung ausgebildet und umfasst das Rohrstück, welches durch die Durchbohrung durch die Fluidleitungswand in Längsrichtung einsteckbar ist. Das Rohrstück umfasst das Gegenlager, welches auf seiner einer ersten Wandung der Fluidleitungswand zugewandten Seite einen grösseren Durchmesser als die Durchbohrung aufweist und welches im eingesteckten Zustand gegen die erste Wandung der Fluidleitungswand anlegbar ist. Ferner umfasst die Anschlussanordnung das im Wesentlichen kreisförmige Konterelement, welches im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, mit der Basis und dem hiervon umlaufend vorragenden Randabschnitt, welcher einen grösseren Durchmesser als die Durchbohrung aufweist und gegen eine zweite Wandung der Fluidleitungswand, welche der ersten Wandung gegenüberliegt, anlegbar ist. Das Konterelement ist mit einer Axialöffnung bereitgestellt, über welche das Konterelement mittels einer selbstsperrenden Rastverbindung wenigstens abschnittsweise mit dem Rohrstück arretierbar ist.

[0021] Vorzugsweise ist das Konterelement in Axialrichtung elastisch nachgiebig und sind das Rohrstück und das Konterelement im arretierten Zustand gegen die Fluidleitungswand federnd vorspannbar. Hierdurch kann die Basis gleich einer Membran in Richtung zur Wandung der Fluidleitung gedrückt werden, wodurch eine vertiefte Einrastung zwischen Rohrstück und Konterelement erzielt wird. Somit wird eine Spannkraft erzeugt, mittels welcher die Anschlussanordnung insgesamt fest an der Fluidleitungswand angedrückt wird. Somit ist eine Anschlussanordnung geschaffen, welche zuverlässig und dauerhaft an der Fluidleitung befestigt werden kann und gleichzeitig zuverlässig einen Ringspalt zwischen dem Aussendurchmesser des Rohrstücks und dem Innenumfang der Durchbohrung durch die Fluidleitungswand abdichtet.

[0022] Vorzugsweise sind das Rohrstück und das Konterelement aus einem gleichen Material ausgebildet, insbesondere Kunststoff, hierbei insbesondere Polyoxymethylen, POM. Durch diese einheitliche Materialwahl werden Kosten eingespart. Polyoxymethylen, POM, zeichnet sich in einem weiten Temperaturbereich durch hohe Steifigkeit, niedrige Reibwerte und eine hohe Dimensionsstabilität aus. Durch die Verwendung von POM als Material für das Rohrstück als auch für das Konterelement wird die Arretierung dieser beiden Bauteile zuverlässig beibehalten. Ebenso können insbesondere jene Abschnitte der Anschlussanordnung, welche im Inneren der Fluidleitung angeordnet sind, ohne Abstriche hinsichtlich der Zuverlässigkeit sehr hohen als auch sehr tiefen Temperaturen ausgesetzt werden.

[0023] Die oben genannte Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren zum Befestigen einer Anschlussanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 an einer Fluidleitungswand gelöst. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst ein Durchstecken des Rohrstücks über den Abschnitt der selbstsperrenden Rastverbindung durch eine in die Fluidleitungswand eingebrachte Durchbohrung, bis das Gegenlager von dem Rohrstück mit einer ersten Wandung der Fluidleitungswand in Anlage kommt; und ein Aufstecken des Konterelements über den Abschnitt der selbstsperrenden Rastverbindung, und ein selbstsperrendes Verriegeln des Rohrstücks und des Konterelements in Relation zueinander, bis der vorragende Randabschnitt des Konterelements mit einer zweiten Wandung der Fluidleitungswand in Anlage kommt.

[0024] Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt eines Anlegens von einer Druckkraft zwischen dem Rohrstück und der Oberfläche der Basis des Konterelements in Axialrichtung derart, dass das Gegenlager und das Konterelement gegen die jeweiligen Wandungen der Fluidleitungswand durch Federkraft vorgespannt werden.

[0025] Die zum Befestigen der Anschlussanordnung an der Fluidleitung notwendigen Schritte sind schnell und einfach durchführbar. Hierbei gibt es keine Einschränkung ob das Rohrstück von der Aussenseite ins Innere der Fluidleitung durchgesteckt wird oder umgekehrt. Sollte das Rohrstück von aussen nach innen durchgesteckt werden, so liegt das Gegenlager an der Aussenwandung der Fluidleitungswand an und wird das Konterelement von innerhalb der Fluidleitung auf das ins Innere ragende distale Ende des Rohrstücks aufgesteckt und hiermit arretiert. Bei dieser Anordnung ragt der sich jenseits des Konterelements erstreckende Abschnitt des Rohrstücks in das Innere der Fluidleitung vor. Unter Annahme einer stets identischen Länge des Rohrstücks, steht die Länge des ins Innere der Fluidleitung vorragenden Abschnitts in Abhängigkeit von der Dicke der Fluidleitungswand. Da dieser vorragende Abschnitt jedoch keine Auswirkungen auf den Betrieb hat und auch nicht störend wirkt (da er von ausserhalb nicht erkennbar ist), können Rohrstücke mit identischer Länge bei Fluidleitungen mit nahezu beliebigen unterschiedlichen Wanddicken eingesetzt werden. Durch diese Einheitlichkeit kann die Produktions-Stückmenge in der Herstellung der Anschlussanordnung erhöht werden und reduzieren sich dementsprechend die Stückkosten pro Anschlussanordnung,

[0026] Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenso durch eine Sensoranordnung zum Aufnehmen einer Messgrösse innerhalb einer Fluidleitung gelöst, wobei die Sensoranordnung eine Anschlussanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 und einen Sensor umfasst, welcher mit dem aus der Fluidleitungswand herausragenden Anschluss des Rohrstücks wirkverbunden gekoppelt ist. Hierbei kann eine Messgrösse, z.B. eine jegliche physikalische Messgrösse, im Inneren der Fluidleitung aufgenommen werden, z.B. Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, Strömungsrate, usw.

[0027] Die vorgenannte Aufgabe wird ebenso durch eine Verwendung von einer Anschlussanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Inneren und Äusseren einer Fluidleitung, und/oder zum fluiddichten Abdichten eines Ringspalts zwischen der Anschlussanordnung und einer Durchbohrung durch die Fluidleitungswand gelöst.

[0028] Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Ausführungsvarianten beliebig kombinierbar sind. Lediglich diejenigen Kombinationen von Ausführungsvarianten sind ausgeschlossen, die durch die Kombination zu Widersprüchen führen würden.

[0029] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1A – C :<SEP>mehrere Ansichten einer Anschlussanordnung gemäss der Erfindung, welche an einer in ihrer Dickenrichtung geschnittenen Fluidleitungswand befestigt ist; <tb>Fig. 2 :<SEP>eine Schnittansicht der gesamten Anschlussanordnung gemäss der Erfindung; <tb>Fig. 3 :<SEP>eine Perspektivansicht der Anschlussanordnung gemäss der Erfindung mit in ihrer Dickenrichtung freigeschnittener Fluidleitungswand; und <tb>Fig. 4 :<SEP>eine weitere Teilschnittansicht der Anschlussanordnung gemäss der Erfindung.

[0030] Fig. 1A – C zeigen mehrere Ansichten von einer Anschlussanordnung 10 gemäss der Erfindung, welche durch eine Durchbohrung (nicht gezeigt) einer in der Dickenrichtung geschnittenen Fluidleitungswand 12 durchgesteckt und hieran ohne eine Verwendung von Werkzeugen befestigt ist. Die Anschlussanordnung 10 umfasst ein Rohrstück 14 mit einem langgestreckten zylindrischen Rohrkörper.

[0031] Das Rohrstück 14 umfasst ein ebenfalls zylindrisch ausgebildetes Gegenlager 16, welches einstückig mit dem Rohrstück 14 ausgebildet ist. Das Gegenlager 16 ist konzentrisch zum Rohrstück 14 ausgerichtet angeordnet und hat einen Durchmesser, welcher grösser Ist als der Durchmesser von der (nicht gezeigten) Durchbohrung durch die Fluidleitungswand 12. Im befestigten Zustand der Anschlussanordnung 10 an der Fluidleitungswand 12 schlägt eine Fläche des Gegenlagers 16 gegen eine erste Wandung 12A der Fluidleitungswand 12 an.

[0032] Ein im Wesentlichen in Axialrichtung des Rohrstücks 14 erstreckter Aussenumfang hiervon ist mit einem Sperrzahnabschnitt 18 ausgebildet, welcher eine Mehrzahl von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Sperrzähnen umfasst, weiche durchgehend umlaufend ausgebildet sind. Die jeweiligen Enden des Rohrstücks 14 bilden jeweils einen ersten Anschluss 20A und zweiten Anschluss 20B. Beide Anschlüsse 20A, 20B sind in Richtung zum jeweiligen distalen Ende verlaufend konisch verjüngt ausgeformt. Hierdurch können diese Anschlüsse 20A, 20B schnell und einfach mit externen Bauteilen (nicht gezeigt) verbunden werden, und zwar entweder direkt oder mittels eines zwischengeschalteten (z.B. flexiblen) Schlauchs (nicht gezeigt). Beispielsweise liegt der in den Figuren rechts von der der Fluidleitungswand 12 befindliche Abschnitt innerhalb von der Fluidleitung und liegt der links von der der Fluidleitungswand 12 befindliche Abschnitt ausserhalb von der Fluidleitung. Diese Anordnung kann jedoch auch umgekehrt sein.

[0033] Die Anschlussanordnung 10 umfasst ferner ein scheibenförmiges Konterelement 22, welches über das dem Gegenlager 16 gegenüberliegende Ende des Rohrstücks 14 (über den Anschluss 20B) aufgesteckt ist und mit einer zweiten Wandung 12B der Fluidleitungswand 12 in Anlage gebracht ist. Hierbei ist das Konterelement 22 mit einer Axialöffnung versehen, deren Rand gleichzeitig als Sperrklinke (nicht gezeigt) ausgeformt ist, wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird. Die Sperrklinke des Konterelements 22 und die Sperrzähne des Sperrzahnabschnitts 18 am Umfang des Rohrstücks 14 gehen somit eine selbstsperrende Verriegelung ein.

[0034] Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht von der in Fig. 1A gezeigten allgemeinen Veranschaulichung der Anschlussanordnung 10. Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen, ist das scheibenförmige Konterelement 22 im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig (in einer Schnittansicht entlang der Mittenaxiallinie betrachtet) ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Konterelement 22 schalenförmig ausgebildet, mit einer im Wesentlichen planaren Basis 24, welche als Boden der Schale betrachtet werden kann, und einem hiervon vorragenden und durchgängig umlaufenden Randabschnitt 26. Hierbei wird das Konterelement 22 – vorzugsweise ohne die Verwendung von Werkzeugen – derart auf das Rohrstück 14 aufgesteckt, dass der Randabschnitt 26 bündig mit der zweiten Wandung 12B in Anlage gelangt. In diesem Zustand wird zwischen der zweiten Wandung 12B und der Innenfläche von der Basis 24 ein Hohlraum H ausgebildet.

[0035] Das Konterelement 22 ist mit einer Axialöffnung versehen, über welche das Konterelement 22 auf das Rohrstück 14 aufgesteckt wird. Zur selbstsperrenden Verrieglung ist der Randabschnitt dieser Axialöffnung als eine Sperrklinke 28 ausgeformt, welche in Radialrichtung federnd auslenkbar ist. Beim Arretieren des Konterelements 22 in Relation zum Rohrstück 14 gleitet die Sperrklinke 28 in Freigaberichtung über die zackenförmig ausgeformten Sperrzähne des Sperrzahnabschnitts 18 bis sowohl das Gegenlager 16 mit der ersten Wandung 12A als auch der Randabschnitt 26 des Konterelements 22 mit der zweiten Wandung 12B in Anlage gebracht sind. Eine entgegengesetzte Relativbewegung zwischen dem Rohrstück 14 und dem Konterelement 22 in Sperrrichtung wird durch die senkrechten Flanken der Sperrzähne, gegen welche die Sperrklinke 28 in Sperrrichtung anschlägt, gehemmt.

[0036] Um die zuvor genannte federnde Auslenkung der Sperrklinke 28 in Radialrichtung zu ermöglichen, ist die Basis 24 des Konterelements 22 mit einer ersten Aussparung 30A ausgebildet, welche konzentrisch und in unmittelbarer Nähe zur Axialöffnung (und somit der Sperrklinke 28} verlaufend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Fläche der Basis 24 seitens der Sperrklinke 28 mit einer in unmittelbarer Nähe hierzu verlaufenden Materialausnehmung versehen, welche erlaubt, dass die Sperrklinke 28 über einen somit ausgebildeten Ausleger in Radialrichtung federnd auslenkbar ist. Der Ausleger wird einfach durch Material von der Basis 24 zwischen der Axialöffnung und der Aussparung 30A gebildet. Die Sperrklinke 28 und der Ausleger sind also insgesamt einstückig mit dem Konterelement 22 ausgebildet. Es müssen keine separaten Bauteile, beispielsweise separate Federelemente, usw., vorgesehen werden, wodurch Kosten eingespart werden. Durch die Bereitstellung der ersten Aussparung 30A kann die Sperrklinke 28 im Wesentlichen innerhalb der Ebene von der Basis 24 liegen. Somit wird vorteilhaft vermieden, dass die Sperrklinke 28 zu weit über der Oberfläche von der Basis 24 vorragt.

[0037] Die Basis 24 ist an der dem Hohlraum H zugewandten Fläche mit einer zweiten Aussparung 30B ausgebildet. Auch diese Aussparung 30B erstreckt sich konzentrisch zur Axialöffnung. Des Weiteren ist der Übergang zwischen der Basis 24 und dem Randabschnitt 26 durch eine dritte Aussparung 30C verjüngt. Die dritte Aussparung 30C verläuft ebenso konzentrisch zur Axialöffnung. Obwohl nicht gezeigt, kann die Basis 24 mit mehr oder weniger als den hier gezeigten drei Aussparungen 30A–C ausgebildet werden.

[0038] Die Aussparungen 30A–C dienen zur Materialschwächung von insbesondere der Basis 24, so dass diese beim Anlegen einer Druckkraft an die Oberfläche von der Basis 24 und in Richtung zum Hohlraum H leicht verformbar bzw. biegbar ist. Unter der Annahme, dass das Rohrstück 14 statisch fixiert ist, kann beim Anlegen der zuvor genannten Druckkraft und der damit einhergehenden Durchbiegung der Basis 24 die Sperrklinke 28 weiter entlang der Freigaberichtung über einige der Sperrzähne gleiten. Sobald keine Druckkraft mehr angelegt wird, schlägt die Sperrklinke 28 gegen die senkrechte Flanke des nunmehr anliegenden Sperrzahns an und wird eine Bewegung entgegen der Richtung der angelegten Druckkraft (Sperrrichtung) gehemmt. Als Gegenreaktion werden der Randabschnitt 26 des Konterelements 22 als auch das Gegenlager 16 durch die sich einstellende Rückstell-Federkraft kräftig gegen die jeweilige Wandung 12A,B der Fluidleitungswand 12 angedrückt bzw. angepresst. Dieses Anpressen hat zur Folge, dass sich eine erhöhte Dichtungswirkung einstellt. Insbesondere werden hierdurch die Dichtung zwischen dem Randabschnitt 26 des Konterelements 22 und der zweiten Wandung 12B als auch die Dichtung zwischen dem Gegenlager 16 und der ersten Wandung 12A der Fluidleitungswand 12 erhöht. Hierdurch tritt z.B. kein Fluid aus dem Inneren der Fluidleitung über einen Ringspalt 32 zwischen der Aussenflache des Rohrstücks 14 und der Innenwand der Durchbohrung durch die Fluidleitungswand 12 nach Aussen aus. Somit ist die erfindungsgemässe Anschlussanordnung 10 zugleich fest und zuverlässig an der Fluidleitungswand 12 befestigt und bietet sie ebenso eine zuverlässige Abdichtung gegen einen ungewollten Fluidaustritt. Zur weiteren Erhöhung der Abdichtung kann der Randabschnitt 26 mit einem Dichtungsmaterial, z.B. eine Dichtungslippe, (nicht gezeigt) versehen werden. Zusätzlich oder alternativ kann jener Abschnitt des Gegenlagers 16, welcher mit der ersten Wandung 12A in Anlage liegt, mit einem Dichtungsmaterial versehen werden.

[0039] Fig. 3 zeigt die zuvor dargestellte Anschlussanordnung 10 in einer Teilschnittansicht, in welcher die Fluidleitungswand 12 freigeschnitten ist. Ein Vorteil der Verbindung zwischen dem Rohrstück 14 und dem Konterelement 22 durch die selbstsperrende Arretierung besteht ferner darin, dass sich diese Verbindung selbst bei Vibrationen, welche an die Fluidleitungswand 12 angelegt sein können, nicht lösen wird. Somit sind die Befestigung der Anschlussanordnung 10 an der Fluidleitungswand 12 als auch die zuverlässige Abdichtung dauerhaft und zuverlässig, sodass Wartungsintervalle in Relation zu vorbekannten Lösungen wesentlich verlängert werden können oder sogar unnötig geworden sind. Hierdurch werden weiterhin Kosten eingespart. Eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren der Fluidleitung und der Aussenseite hiervon ist lediglich über das Rohrstück 14 zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 20A,B hiervon gewährleistet. Obwohl nicht gezeigt, kann am ersten Anschluss 20A ein Messinstrument bzw. Sensor angebracht sein, und zwar indem dieser direkt auf den ersten Anschluss 20A aufgesteckt wird oder über eine Schlauchverbindung hiermit verbunden wird.

[0040] Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht der erfindungsgemässen Anschlussanordnung 10. Zur Veranschaulichung der Variabilität und universellen Anwendbarkeit dieser Anschlussanordnung 10 sind hier schematisch vier Konterelemente 20A–D auf das Rohrstück 14 aufgesteckt angezeigt.

[0041] Die Anschlussanordnung 10 kann einerseits bei Fluidleitungen (nicht gezeigt) mit einer sehr dünnen Fluidleitungswand verwendet werden, wie schematisch durch das weit in Richtung zum Gegenlager 16 vorgeschobene Konterelement 22A gezeigt. Bei dieser als Minimalpositionierung angezeigten Konstellation kann zwischen dem äusseren Randabschnitt des Konterelements 22A und der zugewandten Fläche des Gegenlagers 16 eine Fluidleitungswand mit einer Wanddicke von beispielsweise lediglich 1,5 mm eingespannt werden. Bei einer schematisch durch die Positionierung des Konterelements 22B gezeigten Konstellation kann eine Fluidleitungswand mit einer Wanddicke von beispielsweise 35 mm eingespannt werden’. Bei einer schematisch durch die Positionierung des Konterelements 22C gezeigten Konstellation kann eine Fluidleitungswand mit einer Wanddicke von beispielsweise 45 mm eingespannt werden. Bei einer durch die Positionierung des Konterelements 22D gezeigten Konstellation kann sogar eine Fluidleitungswand mit einer Wanddicke von beispielsweise 55 mm eingespannt werden. Somit können Anschlussanordnungen 10 mit ein und derselben Ausgestaltung bzw. Dimensionierung bei einer Vielzahl von Fluidleitungen mit ganz unterschiedlich dicken Fluidleitungswänden verwendet bzw. eingesetzt werden, woraus ein grosser Vorteil entsteht. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen eigenen sich für Fluidleitungswände mit einer Wanddicke von 1.5 bis 55 mm. Durch diese übergreifende und universelle Einsetzbarkeit werden die Stückkosten bei der Herstellung der Anschlussanordnung 10 stark reduziert.

[0042] Es sind sowohl das Rohrstück 14 als auch das Konterelement 22 aus dem gleichen Material ausgebildet, beispielsweise Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen POM. Polyoxymethylen hat neben weiteren Vorzügen eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität und thermische Stabilität. Somit bleibt die Zuverlässigkeit der Anschlussanordnung 10 auch dann erhalten, wenn durch die Fluidleitung ein Fluid mit hohem Druck und/oder mit sehr hohen als auch sehr niedrigen Temperaturen strömt.

[0043] Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch das Gegenlager 16 oder nur das Gegenlager 16 im Sinne des Konterelementes 22 elastisch nachgiebig ausgebildet sein kann.

Claims (17)

1. Rohrstück (14), welches durch eine Durchbohrung einer Fluidleitungswand (12) durchführbar ist, umfassend ein wenigstens abschnittsweise vorragendes Gegenlager (16) und einen Sperrzahnabschnitt (18), ausgebildet zum Herstellen einer selbstsperrenden Rastverbindung zum Aufnehmen eines aufsteckbaren Konterelements (22).

2. Rohrstück (14) nach Anspruch 1, wobei der Sperrzahnabschnitt (18) und das Gegenlager (16) einstückig ausgebildet sind, und wobei das Gegenlager (16) auf seiner einer ersten Wandung (12A) der Fluidleitungswand (12) zugewandten Seite einen grösseren Durchmesser als die Durchbohrung aufweist und im durchgeführten Zustand gegen die erste Wandung (12A) anlegbar ist.

3. Rohrstück (14) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Sperrzahnabschnitt (18) wenigstens abschnittsweise entlang der Längsrichtung des Rohrstücks (14) ausgebildet ist, umfassend eine Mehrzahl von sequentiell angeordneten Sperrzahnen.

4. Konterelement (22), welches im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, mit einer kreisförmigen Basis (24) und einem hiervon umlaufend vorragenden Randabschnitt (26), wobei die Basis (24) mit einer Axialöffnung bereitgestellt ist, ausgebildet zum Herstellen einer selbstsperrenden Rastverbindung mit einem Rohrstück (14).

5. Konterelement (22) nach Anspruch 4, wobei das Konterelement (22) in Axialrichtung elastisch nachgiebig ist.

6. Konterelement (22) nach Anspruch 4 oder 5, welches an wenigstens einer der beiden Flächen von der Basis (24) mit ’wenigstens einer Aussparung (30A, 30B, 30C) ausgebildet ist, welche insbesondere konzentrisch zur Axialöffnung angeordnet ist.

7. Konterelement (22) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, umfassend zumindest eine hieran federnd gelagerte Sperrklinke (28), ausgebildet zur selbstsperrenden Arretierung mit einem Sperrzahnabschnitt (18) am Umfang des Rohrstücks (14), wobei die zumindest eine federnd gelagerte Sperrklinke (28) vorzugsweise am Randabschnitt der Axialöffnung ausgebildet ist.

8. Konterelement (22) nach Anspruch 7, bei welchem die Sperrklinke (28) und das Konterelement (22) einstückig ausgebildet sind.

9. Konterelement (22) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, bei welchem die Sperrklinke (28) über einen Ausleger federnd an der Basis (24) gelagert ist, wobei der Ausleger zwischen dem Rand der Axialöffnung und einer der wenigstens einen Aussparung ausgebildet ist.

10. Konterelement (22) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welchem die Aussparungen (30A, 30B, 30C) in Radialrichtung abwechselnd an gegenüberliegenden Flächen der Basis (24) ausgebildet sind.

11. Anschlussanordnung (10), umfassend ein Rohrstück (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und ein Konterelement (22) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Rohrstück (14) und das Konterelement (22) ausgebildet sind zur selbstsperrenden Rastverbindung miteinander.

12. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 11, wobei das Konterelement (22) in Axialrichtung elastisch nachgiebig ist und das Rohrstück (14) und das Konterelement (22) im arretierten Zustand gegen eine Fluidleitungswand (12) federnd vorspannbar sind.

13. Anschlussanordnung (10) nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher das Rohrstück (14) und das Konterelement (22) aus einem gleichen Material ausgebildet sind, insbesondere Kunststoff, insbesondere Poiyoxymethylen, POM.

14. Verfahren zum Befestigen einer Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 an einer Fluidleitungswand, wobei das Verfahren umfasst: – Durchstecken des Rohrstücks (14) über den Abschnitt der selbstsperrenden Rastverbindung durch eine in die Fluidleitungswand (12) eingebrachte Durchbohrung, bis das Gegenlager (16) von dem Rohrstück (14) mit einer ersten Wandung der Fluidleitungswand (12) in Anlage kommt; und – Aufstecken des Konterelements (22) über den Abschnitt der selbstsperrenden Rastverbindung, und selbstsperrendes Verriegeln des Rohrstücks (14) und Konterelements (22) in Relation zueinander, bis der vorragende Randabschnitt (26) des Konterelements (22) mit einer zweiten Wandung (12B) der Fluidleitungswand (12) in Anlage kommt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend den Schritt: – Anlegen einer Druckkraft zwischen dem Rohrstück (14) und der Oberfläche der Basis (24) des Konterelements (22) in Axialrichtung derart, dass das Gegenlager (16) und das Konterelement (22) gegen die jeweilige Wandung (12A, 12B) der Fluidleitungswand (12) durch Federkraft vorgespannt werden.

16. Sensoranordnung zum Aufnehmen einer Messgrösse innerhalb einer Fluidleitung, wobei die Sensoranordnung eine Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 und einen Sensor umfasst, welcher mit einem aus der Fluidleitungswand (12) herausragenden Anschluss (20A) des Rohrstücks (14) wirkverbunden gekoppelt ist.

17. Verwendung einer Anschlussanordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zum Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Inneren und Äusseren einer Fluidleitung, und/oder zum fluiddichten Abdichten eines Ringspalts (32) zwischen der Anschlussanordnung (10) und einer Durchbohrung durch die Fluidleitungswand (12).