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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung für Hydraulik-Schlauchleitungen, bei denen zwischen einem aus Kunststoff oder Gummi bestehenden Innenschlauch und einem aus Kunststoff oder Gummi bestehenden Außenmantel eine Metalleinlage angeordnet ist, bestehend aus einem Kupplungsteil mit einem Kupplungsabschnitt und einem sich an diesen anschließenden Schlauchnippel, durch die sich eine Innenbohrung erstreckt, sowie aus einer diesen umfassenden, auf diesen fixierbaren Presshülse, wobei der Schlauchnippel und die Presshülse sich jeweils gegenüberliegende Halteabschnitte und Dichtabschnitte besitzen, wobei die Halteabschnitte zur kraft- und formschlüssigen Aufnahme der Metalleinlage und die Dichtabschnitte zur Aufnahme und Abdichtung des Innenschlauchs mit äußerer Metalleinlage sowie nach den Dichtabschnitten Endabschnitte zur Aufnahme der Schlauchleitung ausgebildet sind.
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Eine derartige Schlauchkupplung ist zum Beispiel aus der
DE 20 2011 004 259 U1 bekannt. Hierbei befindet sich im Dichtbereich der Presshülse eine Vielzahl axial beabstandeter Rippen, die beim Verpressen der Presshülse in die Metalleinlage eindringen, die aus mehreren Drahtspiralen bzw. -helixen besteht. Der natürliche Spiralwinkel beträgt z. B. bei diesen Drahtspiralen 54°, 44'. Durch das Eindringen der Rippen in die Drahtspirale ändert sich deren Spiralwinkel, was zu einer Rückbewegung des Innenschlauches führt, die aber unerwünscht ist, da hierdurch eine Verquetschung des Schlauchmaterials bewirkt wird, so dass insbesondere bei großen Druckerhöhungen z. B. von bis zu 500 bar hohe Kompressionen auftreten können, die zu einer Zerstörung der Schlauchverbindung führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Schlauchkupplung derart zu verbessern, dass eine Veränderung des Drahtwinkels nach dem Verpressen im Dichtbereich weitgehend vermieden wird, so dass auch Druckerhöhungen bis zu 500 bar sicher beherrscht werden können.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Presshülse unmittelbar im Anschluss an ihren Halteabschnitt mindestens eine ringförmige Rippe aufweist, deren Innendurchmesser nach dem Verpressen der Presshülse größer ist als der Innendurchmesser der Presshülse im Bereich der Formschlussverbindung im Haltebereich und ein Ausgleichsvorsprung vor dem Endabschnitt mit einer Umfangskontur ausgebildet ist, die sich in Richtung auf den Endabschnitt konisch geradlinig oder gekrümmt erweitert, und zwar vorzugsweise über einen Bereich von mindestens 30 bis 50% der Länge des Dichtbereiches, wobei der Ausgleichsvorsprung an seinem Anfang, der dem Haltebereich zugekehrt ist, einen Innendurchmesser aufweist, der derart bemessen ist, dass nach dem radialen Verpressen der Presshülse dieser größer ist als der Innendurchmesser der Rippe und am Ende des Ausgleichsvorsprungs der Innendurchmesser desselben größer/gleich dem Außendurchmesser der Metalleinlage ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird im Dichtbereich die Kompression auf die Drahteinlage am Ende des Dichtbereiches derart gesteuert bzw. vergleichmäßigt und eine Veränderung des Spiralwinkels und damit unerwünschte Verquetschungen des Innenschlauchs und eine Rückbewegung des Innenschlauchs vermieden bzw. derart verringert, dass sich die Haltbarkeit auch bei großen Druckerhöhungen, z. B. bis zu 500 bar, verbessert und Ausfälle nicht auftreten können. Gleichzeitig bewirk die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch einen Toleranzausgleich, so dass Toleranzen in der Schlauchfertigung zu keinen unerwünschten Belastungen des Innenschlauches führen können. Damit beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass es nachteilig ist, wenn im Dichtbereich der Presshülse eine ausgeprägte Rippenbildung vorhanden ist, da diese sich ungünstig auf das Verhalten der Metalleinlage auswirken, und keineswegs dazu erforderlich sind, hohe Druckbelastungen aufzunehmen. Vielmehr ist es wesentlich, eine Vergleichmäßigung der beim Aufpressen der Presshülse auftretenden Kräfte im Bereich des Dichtbereiches zu bewirken und einen Kräfteabbau zum äußeren Ende der Presshülse zu erreichen.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung vor dem endgültigen Verpressen,
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2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung gemäß 1 nach dem Verpressen,
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3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Presshülse.
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Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels eine erfinderische Bedeutung haben.
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In den Figuren der Zeichnung sind dieselben Teile auch stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, besteht eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung aus einem Kupplungsteil 1, das einen vorderen Kupplungskopfabschnitt 2 und einen sich an diesen anschließenden insbesondere dornförmigen Schlauchnippel 3 aufweist. An den Kupplungskopfabschnitt 2 kann in bekannter Weise jeweils eine passende Gegenarmatur angeschlossen werden. Auf dem Kupplungsteil 1 wird eine Presshülse 4 befestigt, die den Schlauchnippel 3 umschließt und mit einem an einem Ende ausgebildeten Ringkragen 5 in eine Umfangsnut 6 im Übergangsbereich zwischen dem Kupplungskopfabschnitt 2 und dem Schlauchnippel 3 fixiert wird. Durch den Kupplungskopfabschnitt 2 und dem Schlauchnippel 3 hindurch verläuft eine Innenbohrung 7. Zwischen der Presshülse 4 und dem Schlauchnippel 3 bildet sich ein Umfangsspalt 8 aus. Auf dem Schlauchnippel 3 wird eine Schlauchleitung 9 aufgeschoben, wie in 1 dargestellt ist. Bei der Schlauchleitung 9 handelt es sich um einen an sich bekannten Hydraulikschlauch für sehr hohe Drücke und Impulslasten bis zu 500 bar für ein hydraulisches Medium. Die Schlauchleitung 9 besteht aus einem Innenschlauch 10, auf dem eine Metalleinlage 11, insbesondere eine mehrlagige Drahtwendel mit einem natürlichen Spiralwinkel von z. B. 54°, 44'. aufgebracht ist. Auf der Metalleinlage 11 ist ein Außenmantel 12 aufgebracht. Der Innenschlauch 10 und der Außenmantel 12 bestehen aus Gummi oder Kunststoff. Der Schlauchnippel 3 weist einen ersten, sich an den Kupplungskopfabschnitt 2 anschließenden Halteabschnitt 13 und diesem folgend einen zweiten Dichtabschnitt 14 ab. Der Halteabschnitt 13 wirkt mit der Metalleinlage 11 zusammen, von der der Innenschlauch 10 und der Außenmantel 12 entfernt sind, und der Dichtabschnitt 14 wirkt mit dem Innenschlauch 10 mit äußerer Metalleinlage 11 zusammen, von der der Außenmantel 12 entfernt ist. Der Schlauchnippel 3 besitzt zudem einen dritten Endabschnitt 16, der mit der vollständigen Schlauchleitung 9 zusammenwirkt.
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Die Presshülse 4 wird, nachdem zunächst die Schlauchleitung 9 in der vorstehend beschriebenen Weise durch Entfernen des Innenschlauchs 10 und des Außenmantels 12 konfektioniert worden ist, auf das derartig hergestellte Schlauchende aufgeschoben und danach der Schlauchnippel 3 mit der Schlauchleitung 9 verbunden. Anschließend wird durch radiales Verpressen der Presshülse 4 die Schlauchleitung 9 form- und kraftschlüssig und mediendicht mit dem Kupplungsteil 1 verbunden. Hierzu weist die Presshülse 4 eine Innenkontur auf, die mit der Außenkontur des Schlauchnippels 3 zusammenwirkt, so dass die Schlauchleitung 9 in der gewünschten Weise form- und kraftschlüssig sowie mediendicht befestigt wird. Demgemäß weist die Presshülse 4 in Anpassung an den Schlauchnippel 3 einen Halteabschnitt 13a, einen Dichtabschnitt 14a und einen Endabschnitt 16a auf, die jeweils dem Halteabschnitt 13, dem Dichtabschnitt 14 und dem Endabschnitt 16 des Schlauchnippels 3 im Montagezustand der Presshülse 4 gegenüberliegen und mit diesem die Schlauchleitung 9 einschließen. Die radiale Verpressung der Presshülse 4 erfolgt um ein bestimmtes, jeweils an die Dimension der Schlauchleitung und der Schlauchkupplung angepasstes vorher festgelegtes Pressmaß. Beim Verpressen der Presshülse 4 wird diese durch den in die Umfangsnut 6 eingreifenden Ringkragen 5 axial fixiert und zudem stellt die Umfangsnut 6 mit ihrem Boden einen Anschlag für die radiale Verpressung der Presshülse 4 dar.
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Wie aus 1 in Verbindung mit 2 zu erkennen ist, besitzt der Schlauchnippel 3 in seinem Haltebereich 13 an seiner insbesondere zylindrischen Umfangsfläche 17 mindestens eine ringförmige Vertiefung 18 sowie die Presshülse 4 in ihrem gegenüberliegenden Haltebereich 13a mindestens einen der Vertiefung 18 gegenüberliegenden, ringförmigen, radial von der inneren zylinderförmigen Umfangsfläche des Dichtbereiches 14a nach innen ragenden Vorsprung 19, wobei der Vorsprung 19 eine derartige Höhe besitzt, dass nach einem radialen Verpressen der Presshülse 4 die Metalleinlage 11 in die Vertiefung 18 hinein verformt ist. Zudem erfolgt durch die radiale Verpressung der Presshülse 4 ebenfalls eine kraftschlüssige Anlage an den seitlich zu der Vertiefung 18 bzw. dem Vorsprung 19 angeordneten Bereichen der Presshülse 4 und des Schlauchnippels 3 innerhalb der Halteabschnitte 13, 13a zwischen der Metalleinlage 11 und der Presshülse 4 bzw. dem Schlauchnippel 3, so dass in den Halteabschnitten 13, 13a die Metalleinlage 11 form- und kraftschlüssig eingespannt ist. Der Außendurchmesser der Umfangsfläche 17 ist kleiner/gleich dem Außendurchmesser der Metalleinlage 11 und der Außendurchmesser des Dichtbereichs 14 ist kleiner/gleich dem Innendurchmesser des Innenschlauchs 10.
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Unabhängig von der Ausgestaltung der Halteabschnitte 13, 13a, jedoch auch in Verbindung mit dieser Ausgestaltung, ist unmittelbar im Anschluss an den Halteabschnitt 13a im Dichtabschnitt 14a mindestens eine ringförmige Rippe 20 vorhanden, deren Höhe ausgehend von der inneren zylinderförmigen Umfangsfläche der Presshülse 4 maximal gleich der entsprechend gemessenen Höhe des Vorsprungs 19, jedoch vorzugsweise kleiner als diese ist. Vorteilhafterweise beträgt die Höhe der Rippe 20 20% bis 40% der Höhe des Vorsprungs 19, so dass die Metalleinlage 11 einer geringeren Verformung beim radialen Verpressen der Presshülse 4 unterliegt als im Haltebereich 13, 13a, jedoch noch ein Formschluss mit der Metalleinlage 11 vorhanden ist. Weiterhin ist im Dichtabschnitt 14a ein Ausgleichsvorsprung 21 vordem Endabschnitt 16a an der inneren Umfangsfläche der Presshülse 4 ausgebildet, der eine Umfangskontur besitzt, die sich zum Endabschnitt 16a hin konisch geradlinig oder gekrümmt erweitert. Der Ausgleichsvorsprung 21 besitzt vorzugsweise eine axiale Länge von 30% bis 50% der axialen Länge des Dichtabschnittes 14a. Die radiale Höhe des Ausgleichsvorsprungs 21 an seinem Anfang, d. h. an seinem dem Halteabschnitt 13a zugekehrten Ende, ist insbesondere kleiner als die radiale Höhe der ringförmigen Rippe 20 und beträgt vorzugsweise 30 bis 50% der radialen Höhe der Rippe 20. Zudem ist der Innendurchmesser des Dichtabschnitts 14a an dem dem Endabschnitt 16a zugekehrten Ende des Ausgleichsvorsprungs 21 derart bemessen, dass nach dem radialen Verpressen der Presshülse 4 dessen Innendurchmesser größer/gleich dem Außendurchmesser der Metalleinlage 11 ist. Der Haltebereich 13a besitzt insbesondere eine axiale Länge von 25% bis 40% der Gesamtlänge der Presshülse 4.
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Der Ausgleichsvorsprung 21 ist von der Rippe 20 vorzugsweise mit einem axialen Abstand angeordnet, der etwa 20 bis 40% der axialen Länge des Dichtbereiches 14a beträgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird bewirkt, dass nach dem Verpressen zwischen der Presshülse 4 und der Metalleinlage 11 im Bereich des Ausgleichsvorsprungs 21 eine Kraftschlussverbindung besteht, bei der die auf die Metalleinlage 11 wirkende Kraftkomponente in Richtung auf den Endabschnitt 16a sich verringert, so das am Endabschnitt 16a eine radiale Verpressung der Metalleinlage 11 nicht mehr erfolgt, bzw. in ihrer Größe zu vernachlässigen ist. Gleichzeitig bewirkt die Erfindung, dass eine großflächige radiale Krafteinleitung auf die Metalleinlage 11 vorhanden ist, so dass der unterhalb der Metalleinlage 11 befindliche Innenschlauch 10 sich in in der Umfangsfläche des Dichtbereichs 14 des Schlauchnippels 3 befindliche Rillen 23, 24 verformen kann. Hierzu sind im Dichtbereich 14 eine Vielzahl von axial beabstandeten Rillen 23, 24 angeordnet, wobei die Rillen 23 insbesondere als Mikrorillen ausgebildet sind. Diese sorgen dafür, dass das Hydraulikmedium selbst unter hohen Temperaturen und hohen Drücken nicht in die nachgelagerte Zone gelangen kann. Hierbei werden in Abhängigkeit von der Nennweite z. B. 5 bis 10 Rillen vorgesehen, wobei mit größer werdender Nennweite die Anzahl ansteigt. Vorzugsweise haben die Mikrorillen eine Tiefe von bis zu 0,4 mm. Der Abstand von Rillengrund zu Rillengrund ist vorzugsweise 2 bis 3 mm. Der Endabschnitt 16 besitzt einen Einführungskonus 25, um das Einschieben des Schlauchnippels 3 in die Schlauchleitung 9 zu erleichtern. Durch die großflächige Verpressung der Metalleinlage 11 im Dichtbereich 14a erfolgt auch eine großflächige Kraftübertragung auf den Innenschlauch 10 und den Schlauchnippel 3 bewirkt. Gleichzeitig wird im Dichtbereich 14a die Metalleinlage 1, was die Winkellage der Drahthelix betrifft, derart gering beeinflusst, dass eine unerwünschte Verquetschung des Schlauchmaterials des Innenschlauchs 10 durch Rückbewegungen vermieden wird. Demnach dient der konisch verlaufende Ausgleichsvorsprung 21 im hinteren Bereich der Fassung insbesondere dazu, dass Toleranzschwankungen des gefertigten Schlauchmaterials, insbesondere der Drahteinlage kompensiert werden, damit am Auslauf dieses Vorsprungs 21 keine unzulässigen Durchmesserveränderungen erzeugt werden. Diese Durchmesserveränderungen sind nicht gewünscht, da sie die Spiraleinlagen aus ihrer neutralen Position in ungewollte Richtung beeinflussen. Jegliche Veränderung aus der natürlichen Lage verursacht eine axiale Längenänderung unter Druck. Entweder wird eine Verlängerung oder eine Verkürzung unter Druck die Folge sein.
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Der Endabschnitt 16a besitzt eine innere zylinderförmige Umfangsfläche mit einem derartigen Innendurchmesser, dass nach dem Verpressen der Presshülse 4 dieser Innendurchmesser größer/gleich dem Außendurchmesser der Schlauchleitung 9 bzw. des Außenmantels 12 ist. Zwischen dem Endabschnitt 16a und dem Ausgleichsvorsprung 21 befindet sich ein Übergangskonus 26.
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Aus 3 ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Presshülse 4 im unverpressten Zustand zu erkennen, wobei ersichtlich ist, dass der Innendurchmesser der Presshülse 4 im Bereich des Vorsprungs 19 kleiner ist als der Innendurchmesser im Bereich der Rippe 20 und dieser Innendurchmesser wiederum kleiner ist als der Innendurchmesser zu Beginn des Ausgleichsvorsprungs 21, und der Durchmesser der Presshülse 4 am Ende des Ausgleichsvorsprungs 21 größer/gleich dem Durchmesser der Presshülse 4 im Bereich seiner zylinderförmigen Umfangsfläche zwischen der Rippe 20 und dem Ausgleichsvorsprung 21 ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausgestaltungen. Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011004259 U1 [0002]
