DE4243625C2 - Anschlußstutzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlußstutzen zum Kalt­ aufschlagen von Rohren, insbesondere von kleinkalibrigen Kunststoffrohren, sowie die Verwendung solcher Stutzen.

Es ist bekannt und gebräuchlich, kleinkalibrige Leitungen mit Innendurchmessern in der Größenordnung von 5 mm und kleiner, insbesondere aus Kunststoff, mittels Gummischlauchabschnitten oder Verteilerstücken aus Gummi untereinander und mit Aggre­ gaten zu verbinden. Auf den zylindrischen Anschlußstutzen beispielsweise eines Gerätes wird unter gummielastischer Aufweitung ein Gummischlauchabschnitt aufgezogen, in den dann von der anderen Seite her der Endabschnitt eines anzu­ schließenden Rohres der Leitung eingesteckt wird. Leitungen und Verbindungen dieser Art werden insbesondere im Bereich der pneumatischen Stell- und Steuertechnik verwendet.

Aus der US-PS 19 94 784 ist ein doppelseitiger Stutzen bekannt, der zur Reparatur einer defekten Schlauchverbindung vorgesehen ist. Dieser bekannte Stutzen besitzt eine rohrförmige Ausbil­ dung mit an seinen beiden Enden konusförmigen Abschnitten. Die defekte Schlauchverbindung wird dadurch repariert, daß beide Endabschnitte des Schlauches über die konusförmigen Abschnitte geschoben werden.

Nachteilig an dieser preiswerten Art der Verbindungs­ herstellung ist, daß sowohl auf der Seite der Anschlußrohre als auch auf der Seite eines Anschlußstutzens die kreisring­ förmigen Stirnseiten der eingesteckten Rohrenden bzw. Stutzen­ kragen radial zur Förderrichtung in den Leitungen freistehen. Insbesondere bei der Verwendung solcher Leitungssysteme und Verbindungssysteme im Bereich der pneumatischen Stell- und Steuertechnik sind der Aufbau eines Staudrucks vor diesen Anschlußringflächen und die Ausbildung von Turbulenzen hinter diesen radialen Ringflächen Anlaß zur Ausbildung von Förder­ unstetigkeiten in den Leitungen. Häufig entstehen dadurch in den Leitungssystemen auch Flußgeräusche, die insbesondere im Bereich des auf Ruhe und Komfort bedachten Kraftfahrzeugbaus störend und unerwünscht sind.

Überdies bilden sich vor und hinter diesen quer zur Förder­ richtung, also radial stehenden Ringflächen strömungs­ technische Toträume, die als Schmutzsammler wirken.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für kleinkalibrige Kunststoffrohre, insbesondere zur Verwendung im pneumatikbereich, ein Anschluß- und Verbindungssystem zu schaffen, das so einfach und billig wie die Gummimanschettenverbindung ist, jedoch nicht deren unerwünschten Einfluß auf das in der Leitung strömende Medium ausübt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen Anschlußstutzen, der die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Der Anschlußstutzen, der sowohl integrierter Bestandteil eines Gerätes oder Aggregates sein kann als auch der Verbindungs­ abschnitt eines Schlauchsteckers sein kann, ist also wesent­ lich durch eine vergleichsweise lange flach verlaufende konische Kragenabschnittsfläche gekennzeichnet, die mit der zylindrischen Innenfläche des Stutzens einen spitzen Winkel bildet, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20°, ist. Die zylindrische Innenwand des Stutzens und die flach konisch sich öffnende Stutzenkragenfläche durchdringen sich dabei stirnseitig unter Bildung einer schneidenförmigen Ringkante.

Beim kalten Aufschlagen eines Rohres auf einen solcherart ausgebildeten Anschlußstutzen dient die konische Stutzen­ kragenfläche nicht oder nicht nur in an sich bekannter Weise bei abgefasten Steckverbinderstutzen zur Zentrierung und zum Einsetzen des Kragens des Anschlußstutzens in das Rohr, sondern dient vielmehr primär dem sanften und vorsichtigen, also reißfreien Aufweiten des aufzuschlagenden bzw. aufge­ schlagenen Rohrendes.

Die Ausbildung der Stirnseite eines solchen Anschlußstutzens als schneidenartige scharfe Ringkante führt dabei dazu, daß bei aufgeschlagenem Anschlußrohr die zylindrische Innenwand­ fläche des Rohres praktisch ohne jede Unterbrechung, also sozusagen nahtlos, in die zylindrische Innenwandfläche des Anschlußstutzens übergeht, so daß von dieser einzigen innen­ liegenden Schnittstelle zwischen dem anzuschließenden Rohr und dem Anschlußstutzen keine beeinträchtigenden Einwirkungen auf das strömende Medium mehr erfolgen kann, was sich insbesondere in pneumatischen Leitungssystemen vorteilhaft auswirkt.

Ein weiterer Vorteil dieser Aufschlagverbindung gegenüber den bislang für Leitungen mit kleinen Querschnitten benutzten Gummischlauchdichtungen liegt darin, daß die beiden mitein­ ander zu verbindenden Teile, nämlich das Rohrende und der Anschlußstutzen, unmittelbar miteinander verbunden werden können, ohne daß es eines zusätzlichen dritten Teils, nämlich der Gummidichtmanschette, bedarf. Zudem erfolgt das kalte Aufschlagen des Rohrabschnitts in einem einzigen Arbeitsgang, während zur Herstellung einer entsprechenden Gummimanschetten­ steckverbindung zwei Arbeitsgänge erforderlich sind, nämlich das Verbinden der Gummimanschette mit dem Stutzen, gefolgt vom Verbinden der Gummimanschette mit dem anzuschließenden Rohrende.

Zur Verbesserung der Zugfestigkeit dieser Aufschlagverbindung weist der Stutzen vorzugsweise eine auf dem Anschlußstutzen zwischen dem kragenabseitigen, also rückwärtigen Ende der konischen Stutzenkragenfläche und einer radial stehenden kreisringförmigen Anschlagfläche für die Stirnseite des aufzuschlagenden Rohres ausgebildete Ringnut auf, die axial zumindest so breit ist, daß sich der unmittelbare Stirnseiten­ bereich und Kragenbereich eines bestimmungsgemäß auf den Anschlußstutzen aufgeschlagenen Rohres in diese Ringnut hinein radial zusammenziehend rückverformen kann. Die vorzugsweise ebenfalls scharfkantig, zumindest jedoch rechtwinklig scharf­ kantig ausgebildete Kante zwischen dem Ende der Aufschlag­ fläche, d. h. insbesondere dem kragenabseitigen rückwärtigen Ende der Stutzenkragenfläche, und der kragenseitigen Ringwand der Nut kann dabei sowohl die Zugfestigkeit als auch die pneumatische Dichtheit der Verbindung verbessern.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Dicht­ heit und Sitz dieser Stutzenverbindung, insbesondere Aufschlagverbindung, dadurch verbessert, daß zwischen dem kragenabseitigen, rückwärtigen Ende der Stutzenkragenfläche und der kragenseitigen radialen Begrenzungsfläche der Ringnut ein zylindrischer Flächendichtabschnitt ausgebildet ist.

Ein solcherart ausgebildeter Anschlußstutzen wird vor allem wegen der großen Betriebsruhe der mit ihm hergestellten Aufschlag-Steckverbindung zu kalt aufgeschlagenen klein­ kalibrigen Kunststoffrohren im Bereich der pneumatischen Stell- und Steuersysteme im Personenkraftfahrzeugbau einge­ setzt. Dabei sind auch hydraulische Systeme, die bei mäßigen Betriebsdrücken betrieben werden, unter Verwendung des Anschlußstutzens gemäß der Erfindung rasch und preiswert durch Stecken aufzubauen, ohne daß die Anschlüsse undicht werden oder zu Turbulenzbildungen im strömenden Hydraulikmedium führen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Axialschnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls im Axialschnitt; und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls im Axialschnitt.

In der Fig. 1 ist im Axialschnitt ein Anschlußstutzen 1 mit kalt aufgeschlagenem Rohr 2 gezeigt. Das Rohr 2 ist ein Polyamidschlauch mit einem Innendurchmesser von 2,5 mm. Der Anschlußstutzen 1 ist ein formsteifes Kunststoff-Spritzgieß­ formteil, das beispielsweise ebenfalls aus einem Polyamid, aus einem Polyoximethylen oder einem beliebigen anderen, der jeweiligen Anwendung angepaßten Kunststoff bestehen kann.

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weist der Anschlußstutzen 1 eine kegelförmige Stutzenkragenfläche 3, eine zylindrische Innenmantelfläche 4 und eine Anschlagringfläche 5 auf, die radial steht und als wegbegrenzende Anschlagfläche für die Stirnseite 6 des aufgeschlagenen Rohres 2 dient. Der gegen die Mittelachse 7 des Anschlußstutzens 1 gemessene Kegelöffnungs­ winkel 8 der konischen Stutzenkragenfläche 3 beträgt 10°. Die zylindrische Innenmantelfläche 4 und die konische Stutzen­ kragenfläche 3 durchdringen einander an der Stirnseite des Anschlußstutzens 1 unter Bildung einer scharfen Schneidring­ kante 9. Die konische Stutzenkragenfläche 3 erstreckt sich durchgehend über die gesamte axiale Länge des Anschluß­ stutzens, nämlich von der kragenseitigen Schneidringkante 9 bis zur kragenabseitigen, rückwärtigen Anschlagringfläche 5.

Durch den flachen Kegelöffnungswinkle der konischen Stutzen­ kragenfläche 3 wird im Inneren des Leitungssystems an der durch die Ringkante gebildeten Übergangsstelle aus dem innen zylindrischen Rohr 2 in den innen ebenfalls zylindrischen Anschlußstutzen 1 bei gleicher Mensur ein praktisch nahtloser Übergang erhalten. Durch die flache und axial lange Ausbildung der konischen Stutzenkragenfläche 3 ist weiterhin gewähr­ leistet, daß auch Rohre aus weniger elastischem Werkstoff unbeschädigt auf den Anschlußstutzen aufgeschlagen werden können.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des Anschlußstutzens ist in der Fig. 2, ebenfalls im Axialschnitt, gezeigt. Dabei sind in der Fig. 2 funktionsgleiche Flächen und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet, um die Über­ sichtlichkeit der Darstellung zu erhalten.

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ist zwischen dem kragen­ abseitigen Ende 10 der konischen Stutzenkragenfläche 3 und der Anschlagringfläche 5 eine zylindrische Zwischenfläche 11 ausgebildet, die einerseits eine das Rohr schonende Verbesse­ rung der axialen Zugfestigkeit der Aufschlagverbindung gewähr­ leistet, andererseits als Flächendichtung wirkt. Der Kegel­ öffnungswinkel 8 beträgt bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel 15°.

Auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Anschluß an die konische Stutzenkragenfläche 3 eine Zwischen­ fläche 11 ausgebildet, die abweichend von dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch nicht zylindrisch, sondern konisch wie die Stutzenkragenfläche, jedoch mit größerem Öffnungswinkel als diese, ausgebildet ist. Der Kegel­ öffnungswinkel 8 der konischen Stutzekragenfläche 3 beträgt 20°, während der entsprechende Kegelöffnungswinkel 12 der in Fig. 3 gezeigten konischen Zwischenfläche 11 rund 40° beträgt.

Zwischen dem kragenabseitigen rückwärtigen Ende der an die Stutzenkragenfläche anschließenden Zwischenfläche 11 und der Anschlagring,fläche 5 ist eine Ringnut 13 ausgebildet, die axial so breit, dimensioniert ist, daß sich die ursprünglich kreisringförmige Stirnseite 6 des Rohres 2 durch Rück­ verformung des Stirnseitenbereichs des Rohres 2 innenkegel­ mantelförmig in die Ringnut 13 hineinverformt. Durch die spitzwinklige Axialprofilkonfiguration der relativ scharfen Ringkante 14 zwischen dem kragenabseitigen Ende der Zwischen­ fläche 11 und der kragenseitigen radialen Begrenzungsfläche 15 der Ringnut 13 werden eine verbesserte Ringkantendichtung und eine verbesserte axiale Zugfestigkeit der Aufschlagverbindung bei allerdings auch deutlich höherer Beanspruchung des Rohres 2 erhalten. Dabei ist die zwischen den Fig. 2 und 3 im einzelnen zu wählende Zwischenkonfiguration bei vorgegebenen Werkstoffdaten und vorgegebener Belastungsanforderung im Einzelfall vom Fachmann ohne weiteres zu ermitteln.

Claims (8)

1. Anschlußstutzen zum Kaltaufschlagen von Rohren, insbesondere kleinkalibrigen Kunststoffrohren, mit einer konisch verlaufenden Stutzenkragenfläche (3), deren Kegelöffnungswinkel (8) gegenüber der Mittelachse (7) des Anschlußstutzens (1) kleiner als 30° ist, wobei die Stutzenkragenfläche (3) stirnseitig mit der zylindri­ schen Innenmantelfläche (4) eine scharfe Schneidringkante (9) bildet.

2. Anschlußstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die konische Stutzenkragenfläche (3) axial über mindestens 50% der gesamten axialen Länge des Rohr­ aufnahmeabschnitts des Anschlußstutzens (1) erstreckt.

3. Anschlußstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die konische Stutzenkragenfläche (3) axial über mindestens 2/3 der gesamten axialen Länge des Rohr­ aufnahmeabschnitts des Anschlußstutzens (1) erstreckt.

4. Anschlußstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine auf dem Anschlußstutzen (1) zwischen dem kragen­ abseitigen, rückwärtigen Ende (10) der Stutzenkragenfläche (3) oder dem kragenabseitigen, rückwärtigen Ende (14) einer an die Stutzenkragenfläche (3) anschließenden Zwischenfläche (11) und einer radialen Anschlagringfläche (5) für die Stirnseite (6) des aufgeschlagenen Rohres (2) ausgebildete Ringnut (13), die axial zumindest so breit dimensioniert ist, daß sich der Stirnseitenbereich eines bestimmungsgemäß auf den Anschlußstutzen (1) aufgeschlagenen Rohres (2) in diese Ringnut (13) hineinverformen kann.

5. Anschlußstutzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kragenseitigen radialen Begrenzungs­ fläche (15) der Ringnut (13) und dem kragenabseitigen, rückwärtigen Ende der Stutzenkragenfläche (3) oder der Zwischenfläche (11) eine scharfe, im Axialprofil spitzwinklige bis rechtwinklige Ringkante (14) ausgebildet ist.

6. Anschlußstutzen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die konische Stutzenkragenfläche (3) durchgehend von der kragenseitigen Schneidringkante (9) bis zur rückwärtigen, kragenabseitigen Ringkante (5) erstreckt.

7. Anschlußstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Flächendichtabschnitt (11) zwischen dem kragenabseitigen, rückwärtigen Ende (10) der Stutzenkragenfläche (3) und der radialen Anschlagringfläche (5) für die Stirnseite (6) des aufgeschlagenen Rohres (2).

8. Verwendung des Anschlußstutzens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 im Kraftfahrzeugbau zum Verbinden und Anschließen von Überdruck- und Unterdruckleitungen des pneumatischen und hydraulischen Stell- und Steuersystems im Kraftfahrzeug.