DE29622536U1

DE29622536U1 - Stutzen zum Anschluß an ein Verbindungsgegenstück

Info

Publication number: DE29622536U1
Application number: DE29622536U
Authority: DE
Original assignee: Trinova Aeroquip GmbH
Current assignee: Trinova Aeroquip GmbH
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2006-12-31

Description

Gleiss & Große

Patentanwälte

Dr. jur. Alf-Olav Gleiss, Dipl.-Ing. Rainer Große, Dipl.-Ing. * Dr. Frhr. v. Uexküü, Dipl.-Chem. Michael Lindner, Dipl.-ing.
Dr. Andreas Schrell, Dipl.-Biol.

European Patent Attorneys
European Trademark Attorneys 70469 STUTTGART MAYBACHSTRASSE 6A Telefon: (0711) 81 45 55

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In Zusammenarbeit mit: Patentanwalt Dipl.-Ing. Henry Schneider, Berlin

Gebrauchsmusteranmeldung

Stutzen zum Anschluß an ein Verbindungsgegenstück

Aeroquip Zweigniederlassung

der Trinova GmbH Dr.-Reckeweg-Straße 1

76532 BADEN-BADEN

13 592 GL-Ig
21. Mäd 1997

GIeiss & Große

Patentanwaltskanzlei
Stuttgart Berlin Hamburg

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Stutzen zum Anschluß an ein Verbindungsgegenstück, vorzugsweise ein Rohr oder eine Platte, mit einem vorzugsweise zylindrischen Körper, der von einer Längsbohrung durchsetzt ist.

Derartige Stutzen werden häufig als Verbindungselemente benutzt, um beispielsweise eine Leitung mit einer weiteren Leitung zu koppeln oder um eine Leitung mit einer Platte, beispielsweise eines Gehäuses, zu verbinden. Die Notwendigkeit eines Stutzen besteht insbesondere dann, wenn die Materialien der beiden zu verbindenden Leitungen unterschiedlich sind, beispielsweise einerseits Metall und andererseits Kunststoff oder Gummi.

Um eine feste, drehsichere und dichte Verbindung zwischen dem Metallteil und dem Stutzen zu erreichen, wird dieser zumeist aufgelötet oder aufgeschweißt. Dabei nimmt die Schweißnaht einerseits Zug- und Drehkräfte auf und dichtet andererseits nach außen ab.

Der Nachteil dieser Verbindungsart besteht darin, daß für die Lötung oder Schweißung ein hoher Energiebedarf notwendig ist. Darüber hinaus werden zur

53 592 GUg
81. März 1997

Abdichtung benutzte Gummidichtungen durch die starke Hitzeentwicklung beim Löten beziehungsweise Schweißen stark beeinträchtigt. Häufig muß man auf diese deshalb vollständig verzichten, so daß an die Lötstelle beziehungsweise Schweißnaht erhöhte Anforderungen in Hinblick auf ihre Dichtungswirkung gestellt werden. Darüber hinaus ist der für Lötungen oder Schweißungen erforderliche Geräteaufwand hoch.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß insbesondere bei Lötverfahren chemische, umweltschädigende Stoffe freiwerden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Stutzen zum Anschluß an ein Verbindungsgegenstück anzugeben, der die genannten Nachteile ausräumt. Insbesondere soll der Stutzen kostengünstig mit dem Verbindungsgegenstück verbindbar sein, wobei weiterhin eine hohe Zug- und Drehfestigkeit neben einer guten Dichtwirkung gegeben sein soll.

Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 angegebenen Stutzen gelöst.

Dadurch, daß der Stutzen einen zylindrischen Zapfen aufweist, der aus einem verformbaren Material ausgebildet ist, läßt sich beispielsweise eine Verbindung mit einer Metallplatte durch Einstecken dieses Zapfens in eine vorgesehene Bohrung und anschließendes Aufweiten eines Längsabschnitts des Zapfens sehr leicht bewerkstelligen. Insbesondere eine im Zapfen vorgesehene sich verjüngende Bohrung ermöglicht in einfacher Weise die Aufweitung durch Einschieben eines entsprechend ausgebildeten Stempels.

Besonders vorteilhaft ist ein Zapfen, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als diejenige des Stutzenkörpers, so daß eine nach innen gerichtete Stufe zwischen Körper und Zapfen ausgebildet wird. Diese dient dann einerseits als Anschlagfläche zur präzisen Positionierung und andererseits als Abdichtungsfläche, wobei vorzugsweise ein Dichtungsring in einer dafür vorgesehenen Ringnut in der Stufe eingebracht ist.

Insbesondere bei der Verbindung des Stutzens mit dünnwandigen Materialien hat sich ein am Zapfenende ausgebildeter, in Umfangsrichtung verlaufender Vorsprung als vorteilhaft herausgestellt, der ähnlich einer Raste beim Aufweiten die Bohrung hinterschneidet. Damit ist ein Herausziehen des Stutzens nicht mehr möglich. Zusammen mit der gegenüberliegenden Anschlagfläche ist eine sichere Verbindung gewährleistet.

Vorzugsweise besitzt die Umfangsflache des Zapfens eine Rändelung, die eine Verdrehsicherheit bietet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen·

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Stutzens,

Figur 2 schematisch das Einbringen eines Stempels in den Stutzen,

Figur 3 mehrere Ausführungsformen eines Stutzens, und

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Figur 4 in schematischer Darstellung das Anbringen eines Stutzens an ein Rohr.

Ein in Figur 1 schematisch dargestellter, zu einer Mittelachse rotationssymmetrischer Stutzen 1 umfaßt einen Körper 3 und einen sich daran anschließenden Zapfen 5. Aufgrund eines geringeren Durchmessers des Zapfens 5 gegenüber dem Körper 3 entsteht im Übergangsbereich eine Stufe 7 mit einer Ringfläche 9.

In dieser Ansicht nicht zu sehen ist eine Bohrung, die den Stutzen 1 vollständig durchsetzt, so daß er von einem beliebigen Medium in Längsrichtung durchströmbar ist. Da derartige Stutzen insbesondere in der Klimatechnik zum Verbinden zweier Leitungen benutzt werden, ist das genannte Medium vorzugsweise ein Kühlmittel.

Die Verbindung zweier Leitungen erfolgt nun im wesentlichen dadurch, daß eine Leitung an der dem Zapfen 5 gegenüberliegenden Seite 11 des Körpers 3 in bekannter Weise angeschlossen wird und daß der Zapfen 5 mit der zweiten Leitung verbunden wird.

Wie diese Verbindung hergestellt wird, ist schematisch in Figur 2 gezeigt. Dort ist zunächst die bereits erwähnte Bohrung 13 zu erkennen, die sowohl den Körper 3 als auch den Zapfen 5 in Längsrichtung durchsetzt. Der Durchmesser dieser Bohrung 13 ist jedoch nicht konstant, sondern nimmt im Bereich des Zapfens 5 zu dessen dem Körper 3 abgewandten Ende langsam ab.

Aus den beiden Figuren 2a und 2b geht hervor, daß zum Aufweiten des Zapfens 5 ein Stempel 15 in die Bohrung 13 eingebracht wird. Dieser Stempel 15

weist einen Längsabschnitt 17 auf, in dem dessen Durchmesser auf einen Wert ansteigt, der im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 13 im Bereich des Körpers 3 entspricht. Die übrigen Längsabschnitte des Stempels 15 besitzen einen geringeren Durchmesser, so daß ein Verkanten beim Einführen in die Bohrung 13 vermieden wird.

Aufgrund der sich verjüngenden Bohrung 13 im Zapfen 5 wird durch die Wirkung des verdickten Längsabschnitts 17 eine radial nach außen wirkende Kraft erzeugt, die zur Aufweitung des Zapfens 5 führt. Als Ergebnis liegt dann ein Stutzen 1 vor, dessen Längsbohrung nun im wesentlichen einen gleichen Durchmesser aufweist, dessen Zapfen 5 dafür jedoch einen zu dessen Ende hin zunehmenden Außendurchmesser aufweist.

Um die zur Aufweitung erforderlichen Kräfte, die zum Einführen des Stempels notwendig sind, möglichst gering zu halten, sollte der Zapfen 5 aus einem verformbaren beziehungsweise dehnbaren Material hergestellt sein.

Figur 2 läßt noch erkennen, daß in der Ringfläche 9 eine Ringnut 19 eingebracht ist, die zur Aufnahme eines nicht gezeigten Dichtungsringes dient.

Der Stutzen 1 kann, wie in Figur 3 gezeigt, mit unterschiedlichen Teilen verbunden werden. So zeigt I. die Verbindung mit einem dünnwandigen Blech 21, in das eine Bohrung 23 eingebracht ist. Diese Bohrung 23 durchgreift der Zapfen 5 des Stutzens 1 vollständig, wobei er nach dem Anschlag der Ringfläche 9 am Blech 21 auf der gegenüberliegenden Seite um ein gewisses Maß übersteht. Das Einbringen

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des Stempels 15 bewirkt nun, daß der überstehende Abschnitt des Zapfens 5 sich aufweitet und somit einen größeren Durchmesser als die Bohrung 23 besitzt. Der Stutzen 1 ist danach also fest mit dem Blech 21 verbunden, wobei neben der dichtenden Wirkung der an der Wandung der Bohrung 2 3 anliegenden Umfangsfläche des Zapfens 5 eine bereits erwähnte, in die Ringnut 19 eingelegte Dichtung 25 zusätzlich wirkt.

Sollte die Reibung zwischen Stutzen und Blech zur Aufnahme eines Drehmoments nicht ausreichen, kann die äußere Fläche des Zapfens 5 mit einer Rändelung versehen werden.

In Figur 3 II. ist der Stutzen 1 mit einem dickwandigeren Material 27 verbunden, wobei der Zapfen 5 die Bohrung 23 nur teilweise ausfüllt. Um nun ebenfalls eine mit dem aufgeweiteten Abschnitt des Zapfens zusammenwirkende Fläche in der Bohrung 2 3 zu schaffen, ist eine Ringnut 29 in der Bohrung 23 vorgesehen. In diese Ringnut 29 ragt dann nach dem Aufweiten ein Abschnitt 31 des Zapfens 5 hinein, so daß ebenfalls eine Fixierung des Stutzens 1 am Teil 27 erfolgt.

Neben einer solchen Ringnut 2 9 ist es, wie in Figur 3 III. dargestellt, auch möglich, eine im Querschnitt keilförmige Nut 3 3 einzubringen, deren Durchmesser in Einsteckrichtung des Stutzens 1 zunimmt. Auch hier ist dann eine Verklemmung des Stutzens 1 im Teil 27 durch Aufweiten des Zapfens 5 erzielbar.

In dem Ausführungsbeispiel IV in Figur 3 ist der Zapfen 5 zu dessen Ende hin konisch ausgebildet,

wobei ein vom Durchmesser größerer Ring 3 5 den Zapfen abschließt. Der Durchmesser dieses Rings 35 sollte dabei im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 23 entsprechen, keinesfalls jedoch größer sein. Nach dem Aufweiten des Zapfens 5 liegt eine dem Körper 3 zugewandte Ringfläche 37 des Rings 3 5 an einer Innenwandung des Teils 21 an, so daß wiederum eine feste Verbindung entsteht. Um die Spielfreiheit in Längsrichtung zu gewährleisten, muß der zwischen Ringfläche 9 und Ring 35 verlaufende Abschnitt des Zapfens 5 der Wanddicke des Teils 21 entsprechen.

Selbstverständlich sind auch andere, in Figur 3 nicht dargestellte Formen des Zapfens 5 beziehungsweise der Bohrung 2 3 möglich.

In Figur 4 ist schematisch dargestellt, wie ein Stutzen 1 an einer Rohrleitung 39 anschließbar ist.

Um zunächst eine ebene Auflagefläche für die Ringfläche 9 zu schaffen, wird ein Bereich 41 der Rohrleitung 39 abgeflacht. In diesen abgeflachten Bereich 41 wird anschließend eine dem Zapfendurchmesser 5 entsprechende Öffnung 4 3 durch Bohren oder Stanzen eingebracht. Anschließend wird, wie im Zusammenhang mit der Figur 3 bereits ausführlich erläutert, der Stutzen 1 aufgesetzt, so daß der Zapfen 5 die Öffnung 43 durchgreift und am gegenüberliegenden Ende etwas übersteht. Durch Einbringen des Stempels 15 wird der überstehende Abschnitt des Zapfens 5 so aufgeweitet, daß er an der Innenwandung der Rohrleitung 39 die Öffnung 43 hinterschneidet und auf diese Weise eine feste Verbindung schafft.

Claims

GIeiss & Große Patentanwaltskanzlei Stuttgart Berlin Hamburg Schutzansprüche

1. Stutzen zum Anschluß an ein Verbindungsgegenstück, vorzugsweise ein Rohr oder eine Platte, mit einem vorzugsweise zylindrischen Körper (3), der von einer Längsbohrung (13) durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zumindest an einem Ende des Körpers (3) von der Längsbohrung (13) ebenfalls durchsetzter Zapfen (5) angebracht ist, wobei sich die Längsbohrung zu einem dem Körper (3) abgewandten Ende des Zapfens (5) hin verjüngt und wobei der Zapfen (5) aus einem verformbaren Material ausgebildet ist.

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zapfen (5) eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der Körper (3), so daß eine radial nach innen verlaufende Stufe (7) zwischen Körper und Zapfen ausgebildet ist.

3. Stutzen nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe (7) eine Ringnut (19) zur Aufnahme eines Dichtungsrings (25) vorgesehen ist.

4. Stutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zapfen (5) ein Hinterstich vorgesehen ist.

5. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Mantelfläche

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des Zapfens (5) eine Rändelung aufweist.

6- Stutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Zapfens (5) größer gewählt ist als die Wandstärke des Verbindungsgegenstücks .

7. Stutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (5) des Stutzens (1) in eine entsprechende Bohrung (2 3) im Verbindungsgegenstück (21) eingreift, wobei durch Aufweiten des dem Körper (3) abgewandten Endes des Zapfens (5) dieser eine Kante der Bohrung (2 3) hinterschneidet .

8. Stutzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Bohrung (23) eine Ringnut (29, 33) aufweist, in die der aufgeweitete Zapfen (5) eingreift.

9. Stutzen nach einem der Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (23) -in Längsrichtung- nach innen sich in ihrem Durchmesser erweiternd ausgebildet ist, so daß der aufgeweitete Zapfen (5) die äußere Umfangskante der Bohrung (23) hinterschneidet.

10. Stutzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsgegenstück ein Rohr (39) mit einem flachgedrückten Bereich der Rohrmantelfläche (41) ist, in die eine Öffnung (43) eingebracht ist.