DE2924641C2

DE2924641C2 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE2924641C2
Application number: DE2924641A
Authority: DE
Inventors: Ralph Gaylord Mansfield Ohio Ridenour
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1983-09-29
Also published as: AU531067B2; JPS552898A; SE7905357L; JPH0127314B2; DE2924641A1; GB2024973A; GB2024973B; US4330144A; SE438021B; FR2429367A1; CA1101906A; AU4707979A; FR2429367B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung, bestehend aus einem Anschlußstück und einem Rohr, von denen das Rohr in das Anschlußstück eingeschoben ist und einen durch axiales Stauchen des Rohres gebildeten, nach außen gewölbten ringförmigen Wulst aufweist, der an einer Schulter zwischen einem Abschnitt eines ersten Durchmessers und einem Abschnitt größeren Durchmessers des Anschlußstückes anliegt und in den Abschnitt größeren Durchmessers verformt ist.

Bei einer bekannten Rohrverbindung dieser Art (DE-OS 23 25 378) erfolgt das Festlegen von Anschlußstück und Rohr gegen axiale Relativbewegung mittels an der Innenwand des Anschlußstückes gebildeter Keilnuten, in die beim axialen Stauchen Material des Rohres verformt wird. Der nach außen gewölbte, ringförmige Wulst dient dazu, zusammen mit dem Abschnitt größeren Durchmessers des Anschlußstückes einen ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme eines das Rohr umgebenden Dichtungsringes zu bilden. Ein zusätzlicher, nach außen gewölbter Wulst wird im Bereich eines Endes des Anschlußstückes durch das axiale Stauchen an dem Rohr gebildet. Dieser zusätzliche nach außen gewölbte Wulst dient als zusätzliche Sicherung gegen axiale Relativbewegung zwischen dem Anschlußstück und dem Rohr. Bei der bekannten Rohrverbindung wird eine Abdichtung nur durch den das Rohr umgebenden Dichtungsring erzielt Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrverbindung so auszuführen, daß zuverlässige Abdichtung und Sicherung gegen axiale Relativbewegung zwischen Anschlußstück und Rohr einfacher erhalten werden. Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Rohrvei bindung der einleitend genannten Art, dadurch, daß der nach außen gewölbte, ringförmige Wulst des Rohres aus zwei

ίο aneinanderliegenden Wulstteilen besteht, die radial außen in festen Eingriff mit dem Abschnitt größeren Durchmessers des Anschlußstückes verformt sind.

Mit der Erfindung wird eine sichere und druckdichte Rohrverbindung erhalten, wobei lediglich das Anschlußstück und das Rohr durch axiales Stauchen zusammengefügt werden. Dabei sind die Sicherung gegen die genannte axiale Relativbewegung und die Druckdichtheit auch bei Verwendung verschiedener Materialien und bei Vorhandensein verschiedener Herstellungstoleranzen gewährleistet. Die Druckdichtheit ist weiterhin auch bei großen Änderungen von Temperatur und Druck und bei Auftreten von Schwingungen gewährleistet. Eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung kann beispielsweise bei Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge vorteilhaft verwendet werden, bei denen im Motorraum die Temperatur sich in einem Bereich von 110⁰C, beispielsweise im Bereich von -20⁰C bis +90⁰C, ändern kaiin.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Rohrverbindung, wobei der untere Teil nur das Anschlußstück und der obere Teil die Rohrverbindung nach Zusammenbau von Anschlußstück und Rohr zeigt;

F i g. 2 bis 9 sind der F i g. 1 ähnliche Längsschnittansichten, wobei Abänderungen der Erfindung dargestellt sind;

■to Fig. 10 bis 13 sind Längsschnittansichten, mit denen eine Folge von Arbeitsschritten bei dem Verfahren zum Zusammenbauen der Rohrverbindung gemäß F i g. 1 wiedergegeben ist;

Fig. 14 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Längsschnittansicht zu einem Zeitpunkt während des Verfahrens zum Bilden der Rohrverbindung, wobei das Rohr teilweise verformt dargestellt ist.

Die Erfindung ist gerichtet auf eine Rohrverbindung, bei welcher ein Rohr und ein Anschlußstück derart miteinander verbunden sind, daß sie eine Abdichtung gegenüber hohen Drücken schaffen und beträchtlichen mechanischen Stoßen und Temperaturschocks widerstehen. Das Rohr wird sehr einfach vorbereitet, und die Vorbereitung besteht lediglich darin, an dem Rohr ein allgemein kantiges Ende zu schaffen. Das Anschlußstück wird ebenfalls leicht hergestellt oder vorbereitet unter Verwendung eines Stufenbohrers, um eine erste und eine zweite öffnung zu bilden, wobei die zweite öffnung allgemein eine Gegenbohrung ist. Wenn sehr hohe

fco Drücke abgedichtet werden sollen, kann eine O-Ringnut in dem Anschlußstück gebildet werden, wobei ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist, um eine solche Nut zu bilden. Danach wird ein verformbarer, ringförmiger Dichtungsteil in dem Anschlußstück oder an dem Rohr angeordnet, und zwar nahe einer Längsschulter in dem Anschlußstück, und das Anschlußstück und das Rohr werden einzeln gehalten und dann entlang der Rohrachse axial zusammenbewegt. Hier-

durch wird das Rohr in das Anschlußstück gezwungen, und nachdem das Ende des Rohres auf eine Schulter auftrifft, wird das Rohr axial gestaucht so daß ein oder mehrere nach außen gewölbte, ringförmige Wulste an dem Roh;· gebildet werden. Diese Wulste werden nach außen in Abschnitte größeren Durchmessers des Anschlußstückes verformt, und das axiale Stauchen wird fortgesetzt, bis der oder jeder Wulst aus zwei aneinanderliegenden wulstförmigen Teilen gebildet ist, die radial außen in festen Eingriff mit dem Abschnitt größeren Durchmessers des Anschlußstückes verformt sind.

Gemäß F i g. 1 umfaßt eine Rohrverbindung 15 ein Anschlußstück 16 und ein Rohr 17. Das Anschlußstück

16 kann von verschiedenen Ausführungen sein, und die dargestellte Ausführung umfaßt einen Körper 18 und ein Außengewinde 19 für Verbindung mit einer Verwendungsvorrichtung.

Das Anschlußstück 16 weist eine Öffnung 20 auf für den Durchgang des Arbeitsmittels, und es weist einen ersten Abschnitt 21 eines ersten Durchmessers und einen zweiten Abschnitt 22 größeren Durchmessers auf, die eine erste Wand 23 bzw. eine zweite Wand 24 haben. Der erste Abschnitt 21 erstreckt sich über wenigstens einen Teil der Länge des Anschlußstückes 16 und steht mit der Öffnung 20 in Verbindung, während der zweite Abschnitt 22 sich an den ersten Abschnitt 21 anschließt, und zwar gleichachsig zu diesem. Der zweite Abschnitt 22 wird weiterhin durch eine axial nach außen gewandte Schulter 25 und eine axial nach innen gewandte Schulter 26 gebildet bzw. begrenzt.

Ein ringförmiger verformbarer Dichtungsteil 28 ist in dem Anschlußstück 16 vorgesehen, und er kann ein federnder oder halbmassiver Dichtungsteil sein, der aus einer härtbaren Flüssigkeit oder aus einem Kunststoffdichtungsmittel gebildet wird. Geeignete Dichtungsmittel sind wärmehärtende Materialien wie Epoxybindemittel und anaerobe Materialien, die bei Nichtvorhandensein von Luft härten. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist der Dichtungsteil 28 ein federnder O-Ring, der in einer Nut 29 angeordnet ist, die eine allgemein zylindrische Wand 30 sowie eine nach außen und eine nach innen gewandte Schulter 31 bzw. 32 besitzt.

Das Rohr 17 hat eine Achse 35, die allgemein gleichachsig zur Achse des Anschlußstückes 16 verläuft. Das Rohr 17 besitzt weiterhin eine Innenwand 36 und eine Außenwand 37. Anfänglich hat das Rohr 17 einen Außendurchmessf-r entsprechend dem Durchmesser der Außenwand 37, der geringfügig kleiner als der Durchmesser des ersten Abschnittes 21, 23 ist, so daß das Rohr 17 bequem axial in den ersten Abschnitt 21,23 geschoben werden kann.

Im zusammengefügten Zustand umfaßt die Rohrverbindung 15 Haltemittel 39, um das Rohr 17 gegen Bewegung in Längsrichtung relativ zu dem Anschlußstück 16 zu halten. Ein erster Teil 38 des Rohres 17 ist in dem Abschnitt 21 des ersten Durchmessers (nachstehend der Einfachheit halber als erster Abschnitt bezeichnet) angeordnet. Ein zweiter Teil 40 des Rohres

17 ist axial derart gestaucht, daß zwei ringförmige Wulstteile 41 und 42 des Rohres 17 sich in Eingriff miteinander befinden. Diese ringförmigen Wulstteile 41 und 42 bilden einen nach außen gewölbten, ringförmigen Wulst, der den zweiten Teil 40 des Rohres 17 bildet. Der Wulst 40 wirkt gegen die Wand 24 des Abschnittes 22 größeren Durchmessers (nachstehend der Einfachheit halber als zweiter Abschnitt bezeichnet) und wird von dieser radial gegengehaiten. Fr braucht sich nicht direkt gegen die Wand 24 zu legen, solange die radial nach außen wirkende Kraft des Wulstes 40 durch eine gleichlaufende, radial nach innen wirkende Kraft von der Wand 24 begrenzt wird. Es ist somit fester Eingriff zwischen dem Wulst 40 und der Wand 24 des zweiten Abschnittes 22 vorhanden, wobei diese Wand als ein Teil der Haltemittel 39 wirkt.

Durch das axiale Stauchen des Rohres 17 wird

ίο weiterhin ein zweiter nach außen gewölbter ringförmiger Wulst 45 gebildet, der den ringförmigen federnden Dichtungsteil 28 radial zusammendrückt. Wenn der Dichtungsteil 28 aus einer härtbaren Flüssigkeit oder aus Kunststoff gebildet wird, kann das Material an der Außenfläche des Rohres 17 angeordnet und dann durch radiale Ausdehnung des Rohrendes derart nach außen gedrückt werden, daß es hauptsächlich in der Nut 29 angeordnet wird. Der Dichtungsring 28 kann ein O-Ring sein, der beispielsweise aus Fluorkohlenstoff, Polyacrylat oder aus Butylmaterial besteht. Die beträchtliche, radial nach außen wirkende Kraft, die von dem zweiien ringförmigen Wulst 45 ausgeübt wird, führt zu einer beträchtlichen Verformung des Dichtungsteils 28 zu allgemein rechtwinkligem Querschnitt mit der Ausnahme, daß an den Ecken möglicherweise einige kleine Kehlen vorhanden sind.

Fig. 10bis 14 zeigen die Folge von Arbeitsvorgängen bei der Herstellung der Rohrverbindung 15. In Fig. 10 sind das Anschlußstück 16 und ein Stufenbohrer 47 dargestellt, der eine erste, eine zweite und eine dritte Abmessung hat, um die Öffnung 20, den ersten Abschnitt 21 und einen dritten Abschnitt 48 zu bohren, der an den zweiten Abschnitt 22 anschließt und nahe der axialen Außenfläche 45 des Anschlußstückes 16 liegt bzw. sich bis zu dieser Außenfläche 49 erstreckt. F i g. 11 zeigt dann die Verwendung eines Werkzeuges zur Bildung der Nut 29. Das Werkzeug 50 hat einen Schaft 51, der in dem ersten Abschnitt 21 eng aufgenommen ist und ein oder mehrere radial nach außen bewegbare Schneidwerkzeuge 52 besitzt, die nach außen bewegt werden, um die Nut 29 zu schneiden. Der Mechanismus, mittels dessen diese Schneidwerkzeuge 52 nach außen bewegt werden, ist nicht dargestellt, jedoch sind solche Werkzeuge im Handel verfügbar.

Fig. 12 zeigt die Verwendung eines anderen Werkzeugs 54 zum Bilden einer Nut, und dieses Werkzeug 54 tritt in den ersten Abschnitt 21 ein und besitzt Schneidwerkzeuge 55 an einer anderen axialen Tiefe vom Ende aus, um den zweiten Abschnitt 22 zu schneiden. Mit diesen Arbeitsschritten wird das Anschlußstück 16 vorbereitet mit der Ausnahme von irgendwelchen sekundären Arbeitsvorgängen, die erforderlich sind, beispielsweise das Herstellen des Gewindes 19, je nachdem, wie dies erforderlich ist. Danach wird das Anschlußstück 16 in einer geeigneten Ausführung eines Anschlußstückhalters 58 gehalten, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Der Halter 58 kann eine zweiteilige Einspannvorrichtung oder eine einteilige Einspannvorrichtung sein, wie sie dargestellt ist, die eine Längsschulter 59 aufweist, um Längskräften zu widerstehen. Das Rohr 17 wird in einem Rohrhalter 60 gehalten, und dieser Halter 60 ist üblicherweise eine zweiteilige Einspannvorrichtung oder Klemme mit halbkreisförmigen Ausnehmungen zum sicheren Erfassen des Rohres 17, um dieses relativ zu dem Anschlußstück 16 in Längsrichtung vorwärts zu bewegen. In F i g. 13 ist das Anschlußstück 16 zusammen mit dem O-Ring 28 in der Nut 29 dareestellt.

Das Ende des Rohres 17 erstreckt sich in einem vorbestimmten Ausmaß, welches meistens durch ein Versuch-Fehler-Verfahren bestimmt wird, über den Rohrhalter 60 hinaus. Nachdem das richtige Ausmaß festgestellt ist, wird dann bei der Produktion das Ausmaß dieser Rohrverlängerung über den Rohrhalter 60 hinaus üblicherweise schnell und bequem mittels einer Spannvorrichtung, einer Meßvorrichtung oder dergleichen erhalten.

Fig. 14 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht des .Rohres 17, wie es teilweise axial gestaucht ist. Das anfänglich abgekantete Ende 61 des Rohres 17 hat sich in das Anschlußstück 16 bewegt, bis es auf die konische Schulter 62 zwischen der Öffnung 20 und der Wand 23 des ersten Abschnittes 21 aufgetroffen ist. Durch fortgesetztes Anlegen von Stauchkraft wird ein Teil 63 des Endes des Rohres 17 derart verformt, daß dieses Rohrende ebenfalls konisch wird, wobei diese Verformung praktisch durch Kaltbearbeitung des Endes des Rohres 17 hervorgerufen wird. Bei fortgesetztem axialem Stauchen des Rohres 17 vergrößert sich dieses bei 64 und 65 geringfügig, so daß es sich fest gegen die Wand 23 des ersten Abschnittes 21 legt. Hierdurch wird der größte Teil des flüssigen Dichtungsmittels, wenn ein solches verwendet wird, herausgedrückt. Fortgesetztes axiales Stauchen des Rohres 17 bewirkt ein radial nach außen erfolgendes Auswölben an zwei verschiedenen Stellen, so daß der ringförmige Wulst 45 und ein teilweise gebildeter ringförmiger Wulst 4OA erhalten werden. Durch das axiale Stauchen des Rohres 17 ergibt sich zwangsweise eine Kaltbearbeitung des Metalls, und das Metall fließt allgemein radial nach außen. Dort, wo die Außenwand 37 des Rohres 17 körperlich an der Wand 23 des ersten Abschnittes 21 gehalten wird, setzt sich die Verformung der Rohrwand 37, beispielsweise im Bereich 64 und 65, fort, bis.die Rohrwand von der Wand 23 des ersten Abschnittes 21 gehalten wird. Dies kann eine Ausdehnung von nur einigen hundertstel Millimeter sein, in Abhängigkeit von der anfänglichen Toleranz in der Gleitpassung zwischen den Bauteilen. Dort, wo die Außenwand 37 des Rohres 17 nicht gegengehalten wird, beispielsweise im Bereich der Nut 29 und in dem zweiten Abschnitt 22, wird jeweils ein nach außen gewölbter ringförmiger Wulst 45 bzw. 4OA gebildet.

Die radiale Erstreckung oder Ausdehnung des ringförmigen Wulstes 45 ist von vielen verschiedenen Faktoren abhängig, einschließlich des Durchmessers des Rohres 17 relativ zur Wanddicke des Rohres, der Duktilität des Metalls des Rohres 17. der relativen Zusammendrückbarkeit des O-Ringes 28 bzw. des eingeschlossenen flüssigen Dichtungsmittels und möglicherweise als wichtigstem Faktor von der Bildung der Schulter 66 an dem ringförmigen Wulst 4OA. Wenn diese Schulter 66 sich in die Außenecke 67 eingräbt, die an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Abschnitt 21 und der Schulter 25 gebildet ist, stellt dieses Eingraben wahrscheinlich den wirksamsten Faktor dahingehend dar. weitere Längsbewegung des Vorderendes des Rohres 17 gemäß Fig. 14 nach links zu verhindern. Demgemäß besteht durch dieses Eingraben das Bestreben, das Ausmaß der Auswärtswölbung des zweiten ringförmigen Wulstes 45 zu begrenzen. Der O-Ring 28 kann unterschiedliche Härten haben, wodurch auch ein Beitrag geschaffen wird hinsichtlich der Bestimmung, in welchem Ausmaß der O-Ring 28 verfoimt wird, um die allgemein rechteckige oder rechtv/inklige Nut 29 auszufüllen. Der Ring 28 kann alle Ecken der Nut 29 ausfüllen oder es können kleine Lufträume in den Ecken verbleiben. In jedem Fall wird aber eine gute Abdichtung zwischen dem zweiten ringförmigen Wulst 45 und dem O-Ring bzw. ringförmigen Abdichtungsteil 28 geschaffen.

Bei fortgesetztem axialen Stauchen des Rohres 17 ergibt sich primär nur ein Zusammendrücken im Bereich des ringförmigen Wulstes 4OA, so daß der Wulst 40 gebildet wird, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Dieses Zusammendrücken in Längsrichtung setzt sich fort aus der in F i g. 14 wiedergegebenen Stellung in die in F i g. 1 wiedergegebene Stellung, bis der erste Wulstteil 41 und der zweite Wulstteil 42 des Rohres 17 sich in festem Eingriff miteinander befinden. Der Rohrhalter 60 hat bei dieser Ausführungsform eine ringförmige zylindrische Verlängerung 69, deren Durchmesser gerade kiein genug ist, um in den dritten Abschnitt 48 einzutreten. Diese zylindrische Verlängerung 69 wirkt dahingehend, den Wulst 40 sicher in dem zweiten Abschnitt 22 anzuordnen. Das Außenende der Verlängerung 69 bildet eine Außenwand 70 an dem Wulst 40, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. In Abhängigkeit der genauen Stelle, an weichet der Rohrhalter 60 das Rohr 17 ergreift, kann diese Außenwand 70 mit der nach innen gewandten Schulter 26 fluchten, sie kann geringfügig auswärts dieser Schulter 26 liegen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, oder sie kann sogar geringfügig einwärts der Schulter 26 liegen. Die wichtige Funktion der Verlängerung 69 besteht darin, daß das Metall der Rohrwand derart kalt bearbeitet oder kalt verformt wird, daß es in dem zweiten Abschnitt 22 so angeordnet wird, daß es radial auswärts gegen die Wand des zweiten Abschnittes 22 wirkt und durch diese Wand 24 in radialer Richtung gehalten wird. Dies kann ein Metall-zu-Metall-Dichtungseingriff sein oder es kann flüssiges Dichtungsmittel zwischen den beiden Wänden vorhanden sein, wenn ein solches Dichtungsmittel zuvor auf das Rohr 17 oder auf das Anschlußstück 16 aufgebracht worden ist, um den ringförmigen Dichtungsteii 28 zu bilden. Dies radiale Halten stellt das Haltemittel 39 dar. mittels dessen das Rohr 17 in dem Anschlußstück 16 gehalten wird. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 wird dieses Halten in großem Ausmaß unterstützt durch die nach innen gewandte Schulter 26, welche den Wulst 40 sicher im Anschlußstück 16 festlegt.

Wenn die Verlängerung 69 das Material des Wulstes 40 in dem zweiten Abschnitt 22 verformt und ein geringer Materialüberschuß vorhanden ist, bewirkt dies

so manchmal, daß der Innendurchmesser des Rohres 17 geringfügig verkleinert wird oder sich eine Auswölbung nach innen ergibt, wie dies bei 71 dargestellt ist. Jedoch beträgt eine solche Wölbung nach innen gewöhnlich nur einige hundertstel Millimeter, und sie tritt gewöhnlich nur bei Rohren kleinen Durchmessers auf, beispielsweise bei Rohren mit einem Außendurchmesser von etwa 0,125cm und 0,187cm. Weiterhin kann die in Fig. 1 dargestellte Verbindungslinie 72 zwischen dem ersten und dem zweiten miteinander in Eingriff tretenden Wulstteilen 41 und 42 sichtbar sein oder nicht sichtbar sein. Beim Schneiden einer vollständigen Rohrverbindung 15 in zwei Längshalbschnitte ist üblicherweise die Verbindungslinie 72 nicht sichtbar, wenn das Rohr 17 sauber und nicht korrodiert ist. Die Linie 72 würde sichtbar sein, wenn das Rohr 17 zuerst auf der Innenseite mit schwarzer Farbe angestrichen worden wäre, wenn die Innenwand des Rohres korrodiert sein würde oder wenn die Rohrverbindung 15 nach dem

Aufschneiden mit Säure geätzt würde. Jedoch ist üblicherweise die Verbindungslinie 72 mit dem bloßen Auge nicht sichtbar.

Die bevorzugten Abmessungen der verschiedenen Abschnitte im Anschlußstück 16 hängen von der besonderen Anwendung, der Art des Materials des Rohres 17 und des Anschlußstückes 16, dem Durchmesser des Rohres 17 und der Wanddicke des Rohres 17 ab. Der erste Abschnitt 21 hat einen Durchmesser, der gerade einige hundertste! Millimeter größer als der Außendurchmesser des Rohres 17 ist. Industrielle Standards ermöglichen eine Toleranz von 0,010 mm beim Außendurchmesser des Rohres 17, so daß üblicherweise der Durchmesser des ersten Abschnittes 21 um 0,010 bis 0,015 mm größer als der Durchmesser des Rohres 17 ist. Der Durchmesser des zweiten Abschnittes 22 hat theoretisch den Wert des Außendurchmessers des Rohres 17 zuzüglich der doppelten Dicke der Rohrwand. Die axiale Länge des zweiten Abschnittes 22 beträgt etwa das I¹ Mache der Rohrwanddicke. Die axiale Länge des ersten Abschnittes 21 plus des zweiten Abschnittes 22 — d. h. die axiale Länge, über welche das Rohr 17 in das Anschlußstück 16 eingesetzt wird — entspricht minimal dem Außendurchmesser des Rohres zuzüglich dem Zweifachen der Rohrwanddicke. Wenn das Rohr 17 tiefer in das Anschlußstück 16 eingesetzt wird, indem in dem Anschlußstück 16 eine längere Bohrung geschaffen wird, wird allgemein eine Rohrverbindung mit größerer Festigkeit erhalten. Der Durchmesser der Öffnung 20 ist meistens irgendein Durchmesser, der geeignet ist, die erforderliche Arbeitsmittelströmung zu führen, jedoch entspricht sein Maximum etwa dem Innendurchmesser des Rohres 17, um ein Extrudieren des Rohres 17 in die öffnung 20 zu verhindern.

Die Rohrverbindung wurde erfolgreich verwendet mit Rohr und Anschlußstück aus Kupfer, Stahl und Aluminium. In der nachstehenden Tabelle A sind typische Abmessungen dargestellt, die zufriedenstellenderweise verwendet wurden, wenn das Rohr und das Anschlußstück aus Aluminium bestanden. Die Maßangaben sind in mm gegeben.

Tabelle A	0,318	0,478	0,636	0,952
Außendurchmesser des Rohres 17	0,322/0,332	0,475/0,485	0,640/0,650	0,958/0,968
Innendurchmesser des Abschnittes 21	0,439	0,636	0,795	1,27
Innendurchmesser des Abschnittes 22	0,089	0,127	0,127	0,127
axiale Länge des Abschnittes 22	0,502	0,508	0,848	0,825
axiale Länge der Abschnitte 21 + 22	0,239	0,157	0,318	0,584
Innendurchmesser der Öffnung 20

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Rohrverbindung 75. Die Rohrverbindung 75 umfaßt ein Anschlußstück 76, welches von dem Anschlußstück 16 gemäß F i g. 1 verschieden ist, und sie zeigt die vielen verschiedenen Ausführungsformen von Anschlußstükken, die verwendet werden können. Das Anschlußstück 76 kann ein Beispiel eines Anschlußstückes sein, welches etwa einem Verteilerblock ähnlich ist, in welchem viele verschiedene Rohre 17 montiert sind, und sich vollständig durch das Anschlußstück 76 erstrecken, so daß ein freivorragendes Ende 77 des Rohres 17 vorhanden ist. Irgendeine Verwendungsvorrichtung ist mit dem vorragenden Rohrende 77 verbunden, und eine Abdichtung diesem gegenüber erfolgt durch einen zweiten O-Ring 78, der in einer Ausnehmung 79 angeordnet ist. Die Haltemittel 39 sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1, und sie umfassen den nach außen gewölbten ringförmigen Wulst 40, der gegen die Wand 24 des zweiten Abschnittes 22 wirkt und von dieser radial gehalten ist. Ein ringförmiger Dichtungsteil 81 wird verwendet und ist zwischen der Außenfläche des Rohres 17 und einer Innenfläche des Anschlußstückes 76 angeordnet. Der ringförmige Dichtungsteil 81 hat anfänglich nicht-kreisförmigen Querschnitt, wie es beim O-Ring 28 der Fall ist. Beispielsweise ist der Dichtungsteil 81 ein flacher Ring bzw. eine flache Scheibe. Polytetrafluoräthylen ist ein geeignetes Material für diesen ringförmigen Dichtungsteil 81. Polytetrafluoräthylen ist nicht so elastich oder federnd wie Butylkautschuk, Fluorkohlenwasserstoff oder Polyacrylat, welches die für den O-Ring 28 vorgeschlagenen Materialien sind. Jedoch ist Polytetrafluoräthylen elastischer oder verformbarer als das Metall des Anschlußstückes 76 des Rohres 17.

Bei der Bildung der Rohrverbindung 75 gemäß F i g. 2 müssen das Rohrende 77 und das Anschlußstück 76 gehalten werden, um eine Kraft zu haben, die der Einwärtsbewegung des Rohres 17 widersteht, welche durch Bewegung des Rohrhalters 60 hervorgerufen wird. Da im Anschlußsiück 76 keine Schuiter vorhanden ist, um dieser Kraft zu widerstehen, wird sie von irgendeiner äußeren Einspannvorrichtung oder derglei-

chen beispielsweise geliefert. Diese kann ein Teil des Anschlußstückhalters 58 gemäß Fig. 13 beispielsweise sein. Das Rohr 17 wird wie zuvor axial gestaucht, um den ringförmigen Wulst 40 zu bilden, der seinerseits den ringförmigen Dichtungsteil 81 zwischen der Schulter 25

und einer nach innen gewandten Schulter 82 an dem ringförmigen Wulst 40 zusammendrückt. Die axiale Länge des zweiten Abschnittes 22 kann geringfügig vergrößert sein, um die axiale Dicke des ringförmigen Dichtungsteils 81 aufzunehmen.

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Rohrverbindung 85. Die Rohrverbindung 85 umfaßt ein Anschlußstück 86, welches eine öffnung 87 hat, die mit dem ersten Abschnitt in

Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform liegt die Öffnung 87 zu dem ersten Abschnitt nicht gleichachsig wie gemäß den F i g. 1 und 2, sondern sie verläuft quer dazu. Die Haltemittel können die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sein. Ein ringförmiger verformbarer Dichtungsteil 89 ist in einer axialen Ausnehmung zwischen einer ebenen Schulter 90 am Innenende der die Wand 23 des ersten Abschnittes bildenden Bohrung und dem ebenen Ende des Rohres 17 angeordnet. Eine radiale Schulter 91 bestimmt ebenfalls einen Teil der axialen Ausnehmung und schafft eine Unterstützung hinsichtlich des Haltens oder Aufnehmens des Dichtungsteils 89, insbesondere, wenn dieser aus einem härtbaren flüssigen Dichtungsmittel gebildet wird.

Die Ausführungsformen gemäß den F i g. 2 und 3 sind geringfügig einfacher als die Ausführungsform gemäß F i g. 1, weil die Nut 29 für den O-Ring 28 fortgelassen ist, so daß der Arbeitsschritt gemäß F i g. 11 fortgelassen werden kann. Die Ausführungsformen gemäß den F i g. 1 bis 3 haben alle die nach innen gewandte Schulter 26, die auf verschiedene Weisen gebildet werden kann, beispielsweise durch einen Gewindebildungsvorgang. Gemäß der Darstellung wird sie jedoch durch das Nutbildungswerkzeug 54 gebildet.

F i g. 4 zeigt eine weitere Rohrverbindung 95. Diese besitzt ein Anschlußstück 96, welches dem Anschlußstück 16 gemäß F i g. 1 insofern ähnlich ist, als es das Außengewinde 19 und die Nut 29 mit dem O-Ring 28 besitzt. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß die Wand 98 des zweiten Abschnittes 97 bzw. des Abschnittes größeren Durchmessers sich vollständig zur Außenseitenfläche 49 des Anschlußstückes % erstreckt. Die Haltemittel 99 sind den Haltemitteln 39 gemäß F i g. 1 sehr ähnlich mit der Ausnahme, daß sie keine nach innen gewandte Schulter an dem Anschlußstück 96 umfassen. Die Haltemittel 99 basieren auf der radial nach außen gerichteten Kraft des ringförmigen Wulstes 40, der gegen die zylindrische Wand 98 des zweiten Abschnittes 97 wirkt und von dieser gehalten wird.

F i g. 5 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Rohrverbindung 105, die ein Anschlußstück 106 aufweist. Nur ein Teil des Anschlußstückes 106 ist dargestellt, und es besitzt eine Öffnung 107, die mit dem ersten Abschnitt in Verbindung steht, in welchem das Rohr 17 aufgenommen wird. Die Haltemittel 109 sind in dem zweiten Abschnitt 97 wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 angeordnet, und der zweite Abschnitt 97 erstreckt sich bis zur Außenseitenfläche 49 des Anschlußstückes 106. Es ist ein ringförmiger Dichtungsteil 110 in Form einer verformbaren ebenen Scheibe oder in Form eines verformbaren ebenen Ringes vorgesehen. Nach axialem Stauchen des Rohres 17 schafft der ringförmige Dichtungsteil 110 Dichtungseingriff zwischen einer nach außen gewandten Schulter 111, die einen Teil des zweiten Abschnittes 97 bildet, und einer nach innen gewandten Schulter 82 an dem ringförmigen Wulst 40, der einen Teil der Haltemittel 109 bildet. Wie in Fig.5 dargestellt, kann ein kleiner äußerer Grat 112 oder dergleichen an dem ringförmigen Wulst 40 vorgesehen werden, der über der Außenfläche 49 des Anschlußstückes liegt, welches irgendeines der in der Zeichnung dargestellten Anschlußstücke sein kann, beispielsweise das Anschlußstück 106. Der Grat 112 braucht aber nicht unbedingt vorhanden zu sein. Der äußere Grat 112 kann hervorgerufen werden, wenn beim axialen Stauchen des Rohres 17 zum Bilden des ringförmigen Wulstes 40 ein geringer Materialüberschuß vorhanden ist. Das Vorhandensein eines Grates 112 ist nicht nachteilig, und sein Vorhandensein dient lediglich dazu anzuzeigen, daß der zweite Abschnitt 97 von dem ringförmigen Wulst 40 vollständig ausgefüllt ist.

F i g. 6 zeigt eine andere Rohrverbindung 115 mit einem Anschlußstück 116, dessen Bohrung 20 mit dem ersten Abschnitt 21 in Verbindung steht, welcher anfänglich das Rohr 17 eng aufnimmt.

Das Anschlußstück 116 wird gegenüber dem Anschlußstück gemäß F i g. 5 auf unterschiedliche Weise vorbereitet oder hergestellt durch Verwendung eines besonderen Stufenbohrers, der nicht nur die Wand 23 des ersten Abschnittes 21, sondern auch die Wand 123 des Abschnittes 118 größeren Durchmessers, eine nach außen gewandte Schulter 120 und eine Verlängerungswand 121 des ersten Abschnittes 21 bildet, die sich in den zweiten Abschnitt 118 erstreckt. Diese Verlängerungswand 121 ist für bequemes Ausbilden der Wand des ersten Abschnittes 21 zylindrisch gestaltet, und ihre Länge beträgt etwa ein Drittel der Länge des zweiten Abschnittes 118. Nachdem das Rohr 17 in das Anschlußstück eingeschoben ist, wird der nach außen gewölbte, ringförmige Wulst 4OA wie zuvor gebildet. Die große Kraft, die durch diesen ringförmigen Wulst 4OA hervorgerufen wird, wirkt radial nach außen wie zuvor, um die Haltemittel 119 zu bilden, indem der Wulst 4OA nach außen gegen die Wand 123 des Abschnittes 118 wirkt. Das axiale Stauchen des Rohres 17 und die Bildung des ringförmigen Wulstes 4OA führen weiterhin dazu, daß eine einwärtswirkende Kraft auf die Verlängerungswand 121 ausgeübt wird. Diese Kraft hat eine Komponente, die rund um diese ringförmige Verlängerungswand 121 radial einwärts wirkt und diese Wand 121 nach innen drückt. Dabei wird die Verlängerungswand 121 nach innen etwa in einem Winkel von 20° verformt, und die Verformungskurve beginnt an einer Linie 122, die einwärts der Ebene der nach außen gewandten Schulter 120 liegt. Die verformte Verlängerungswand 121 führt dann zur Bildung einer komplementären Nut 124 in der Außenwand des Rohres 17. Die Verlängerungswand 121 greift somit in die Außenwand des Rohres 17 ein, so daß nicht nur eine gute Metall-zu-Metall-Dichtung gebildet wird, sondern diese Ausbildung auch als ein Teil der Haltemittel 120 wirkt, um das Rohr 17 in dem Anschlußstück 116 gegen Bewegung in Längsrichtung zu halten. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 kann auch ein flüssiges Dichtungsmittel verwendet werden, in welchem Fall zwischen dem vergrößerten Wulst 40A und der Wand 123 des zweiten Abschnittes 118 keine Metall-zu-Metall-Berührung vorhanden sein kann, wobei der Wulst 4OA durch die Wand 123 des zweiten Abschnittes US gegengehalten wird unter Zwischenanordnung des Dichtungsmittels, welches als ringförmige federnde Dichtung wirkt.

F i g. 7 zeigt eine Rohrverbindung 125, bei welcher ein Anschlußstück 126 verwendet wird. Das Anschlußstück 126 ist mit einer Ringnut 29 versehen, in welcher ein O-Dichtungsring 28 angeordnet ist. Haltemittel 129 sind in dem zweiten Abschnitt 128 bzw. in dem Abschnitt größeren Durchmessers vorgesehen. Der Abschnitt 128 wird durch eine zylindrische Wand 130 und eine geringfügig konische Wand 131 geschaffen, die eine scharfe Verbindung 132 hervorruft, dort, wo sie mit der Wand 23 des ersten Abschnittes 21 in Verbindung steht. Der nach außen gewölbte ringförmige Wulst 133, der den zweiten Abschnitt 128 ausfüllt, ist dem ringförmigen

Wulst 40 ähnlich mit der Ausnahme, daß er eine konische Wand hat, die mit der konischen Wand 131 übereinstimmt. Zusätzlich wird ein wirksamer arbeitsmitteldichter Abschluß an der Linie zwischen der scharfen Verbindung 132 und dem ringförmigen Wulst 133 geschaffen.

F i g. 8 zeigt eine andere Rohrverbindung 135, die ein Anschlußstück 136 aufweist. Das Anschlußstück 136 besitzt wiederum eine Nut 29 für einen O-Ring 28 sowie Haltemittel 139, die den Haltemitteln gemäß Fig. 1 ihnlich sind, indem sie die nach innen gewandte Schulter 26 des zweiten Abschnittes umfassen. Zusätzlich umfassen die Haltemittel 139 eine Verstärkungshülse

137, die beispielsweise aus Stahl gebildet wird und einen Flansch 138 aufweist, der mit dem ringförmigen Wulst 40 in Eingriff steht. Eine nach innen gebogene ringförmige Lippe 140 wird durch Kaltbearbeitung des Anschlußstückes 136 gebildet, beispielsweise durch Stauchen. Diese nach innen gewandte oder gebogene Lippe 140 legt sich gegen die Außenfläche des Flansches

138, um eine Unterstützung zu geben, damit dieser in seiner Lage gehalten wird und um gleichzeitig eine Unterstützung zu geben, um das gesamte Rohr 17 in dem Anschlußstück 136 zu halten. Das Stauchen, das beispielsweise durch einen ringförmigen Vorsprung 141 hervorgerufen wird, kann als getrennter Arbeitsvorgang ausgeführt werden, jedoch wird es meist gleichzeitig mit dem Bilden der Rohrverbindung 135 ausgeführt, indem der ringförmige Vorsprung 141 an der Vorderkante des Rohrhalters 142 auf die Außenfläehe des Anschlußstückes 136 auftrifft, um diese entsprechend zu verformen. Der Rohrhalter 142 kann eine Schulter 143 haben, um die Hülse 137 richtig anzuordnen.

F i g. 9 zeigt eine weitere Rohrverbindung 145, die ein Anschlußstück 146 aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist kein O-Ring vorhanden. Vielmehr ist ein ringförmiger verformbarer Dichtungsteil 147 vorhanden, der ein ebener ringförmiger Teil sein kann oder der aus einem flüssigen Dichtungsmittel gebildet wird. Der Dichtungsteil 147 ist zwischen einer ebenen Schulter 148 und dem abgekanteten Ende 150 des Rohres 17 angeordnet. Haltemittel 149 verwenden den ringförmigen Wulst 40, der radial nach außen gegen die Wand 24 des zweiten Abschnittes 22 wirkt. Eine Wand 151 des zweiten Abschnittes 22 wird später durch Kaltbearbeitung gebildet, beispielsweise durch Anstauchen. Die Wand 151 ist eine nach innen gewandte Schulter, die von dem Wulst 141 an dem Rohrhalter 152 gebildet werden kann. Die nach innen gewandte Wand 151, die durch Anstauchen oder dergleichen gebildet wird, kann auch bei der Arbeitsweise zum Herstellen der Rohrverbindung 15 gemäß F i g. 1 angewendet werden, und zwar kurz nach dem Arbeitsschritt des Bohrens gemäß F ig. 10.

Alle zuvor beschriebenen Rohrverbindungen schaffen eine neuartige Dichtungsausführung, um einen arbeitsmitteldichten Abschluß zu gewährleisten. Die Ausführungsform gemäß F i g. 1 hat beispielsweise rigorose Tests überlebt Die Rohrverbindung widersteht einem Arbeitsmitteldruck von 140 bar, und sie widersteht auch bei Schwingungstests und Tests mit starker Temperaturänderung. Ein solcher Test, den die Rohrverbindung durchlaufen hat, besteht darin, daß die Rohrverbindung in eine Flüssigkeit einer Temperatur von —218°C eingetaucht wurde, wonach sie plötzlich in heißes öl einer Temperatur von 100⁰C eingetaucht wurde, wonach weitere 1000 Schwingungszyklen oder Schwingungskreisläufe durchlaufen wurden. Zwischen dem ringförmigen Wulst 40 und der nach innen gewandten Wand 24 des Anschlußstückes ergibt sich ein guter arbeitsmitteldichter Abschluß. Die verformbare ringförmige Dichtung, die von dem härtbaren flüssigen Dichtungsmittel, dem O-Ring 28, den verschiedenen ebenen ringförmigen Dichtungsteilen oder durch die verformte Verlängerungwand 121 gebildet wird, gewährleistet doppelt, daß der arbeitsmitteldichte Abschluß aufrechterhalten bleibt, selbst wenn große Änderungen der Temperatur, des Druckes oder Schwingungen auftreten.

Bei Kühlanwendungen ist beispielsweise das Kühlmittel sehr korrodierend, insbesondere bei Verwendung über einen längeren Zeitraum und wenn hohe Temperaturen angetroffen werden. Diese Kombination von korrodierendem Arbeitsmittel, hohen Temperaturen und Schwingungen werden bei Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge beispielsweise angetroffen, und da solche Klimaanlagen jedes Jahr in großen Mengen hergestellt werden, ist es erwünscht, eine wirtschaftliche Rohrverbindung zu verwenden. Hiermit wird eine solche Rohrverbindung offenbart, die wirtschaftlich hergestellt und zusammengebaut werden kann und bei welcher dennoch ein absolutes Minimum an Versagen durch Auslecken gewährleistet wird. Am Fließband arbeitende Personen sind oftmals durch ihre Arbeit gelangweilt, und sie können das Bestreben haben, bei der Ausführung ihrer Arbeit etwas »schlampig« zu sein. Die beschriebene Rohrverbindung erträgt leicht eine etwas ungenaue Arbeit, und sie nimmt eine Anzahl von Fehlern bei der Arbeitsweise zum Zusammenbau oder Abweichungen von der Arbeitsweise zum Zusammenbau auf.

In vielen Fällen ist gefunden worden, daß das Kühlmittel über einen Zeitraum von mehreren Jahren allmählich jedes O-Ringmaterial verschlechtert. Wenn in einem solchen Fall das Arbeitsmittel an dem federnden Dichtungsteil vorbei ausleckt, wird es an der Metall-zu-Metall-Dichtung, die an dem ringförmigen Wulst 40 gebildet wird, angehalten und fließt an diesem nicht vorbei.

Aluminium ist ein eigenartiges Material. Es hat geringes Gewicht und dennoch hohe Festigkeit, so daß es erwünscht ist, Aluminium bei Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen zu verwenden. Jedoch wurde es bisher oftmals als schwierig angesehen, eine Rohrverbindung richtig auszuführen, so daß oftmals Schweißverbindungen verwendet wurden. Beim Schweißen beispielsweise beginnt das Aluminium unter der Wirkung der Hitze zunächst kaum zu fließen, es schmilzt dann jedoch plötzlich und läuft. Demgemäß ist es schwierig, eine richtige Schweißung auszuführen. Weiterhin ist Aluminium zwar ein guter Leiter, jedoch bildet sich oftmals ein Aluminiumoxydüberzug zufolge von Korrosion, und dieses Aluminiumoxyd ist ein pulveriges Material, welches ein guter Isolator ist. Wenn die Rohroberfläche korrodiert wird und dann versucht wird, eine Rohrverbindung auszuführen, ergibt sich das Problem, einen guten arbeitsmitteldichten Abschluß zu bilden. Unter solchen Umständen schafft die vorliegende Rohrverbindung Verbesserungen. Durch das Kaltbearbeiten und Biegen des Metalls zu U-Gestalt, um den ringförmigen Wulst 40 zu bilden, wird das an der Oberfläche befindliche Aluminiumoxyd aufgebrochen, so daß an der Wand 24 des zweiten Abschnittes 22 ein guter Metall-zu-Metall-Abschluß erhalten wird. Es wird durch die Kaltverformung des Metalls zum Bilden des

ringförmigen Wulstes 40 auch große Torsionsfestigkeit erhalten. Diese große Torsionsfe-tigkeit ist dort oftmals erforderlich, wo in großem Abstand von dem Anschlußs'ück eine Torsionskraft an das Rohr 17 angelegt wird. In den Fig. 10 bis 14 ist die Arbeitsweise zum Zusammenbauen der Rohrverbindung gemäß F i g. 1 gezeigt. Die Arbeitsweise zum Zusammenbauen der

Ausführungsformen gemäß den F i g. 2 bis 9 ist allgemein einfacher als die Arbeitsweise für den Zusammenbau der Ausführungsform gemäß Fig. 1, so daß der Fachmann die jeweils erforderliche Arbeitsweise aus vorstehender Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung bequem herleiten kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrverbindung, bestehend aus einem Anschlußstück und einem Rohr, von denen das Rohr in das Anschlußstück eingeschoben ist und einen durch axiales Stauchen des Rohres gebildeten, nach außen gewölbten, ringförmigen Wulst aufweist, der an einer Schulter zwischen einem Abschnitt eines ersten Durchmessers und einem Abschnitt größeren Durchmessers des Anschlußstückes anliegt und in den Abschnitt größeren Durchmessers verformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen gewölbte, ringförmige Wulst (40) des Rohres (17) aus zwei aneinanderliegenden Wulstteilen (41, 42) besteht, die radial außen in festen Eingriff mit dem Abschnitt (22) größeren Durchmessers des Anschlußstückes verformt sina.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (22) größeren Durchmessers des Anschlußstückes (16) axial außen durch einen Abschnitt (48) kleineren Durchmessers begrenzt ist.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt kleineren Durchmessers durch eine während des Stauchvorganges erfolgte Verformung der axial äußeren Fläche (49) des Anschlußstückes (136 bzw. 146) gebildet wird.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Wulst (40) teilweise gegen die axiale Außenfläche (49) des Anschlußstückes (106) verformt ist.

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abschnitt (21) des ersten Durchmessers und dem Abschnitt (118) größeren Durchmessers des Anschlußstückes (116) ein sich axial erstreckender verformbarer ringförmiger Vorsprung (121) vorgesehen ist.