DE9303481U1

DE9303481U1 - Fluidanschluß für einen Profilstab

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Publication number: DE9303481U1
Application number: DE9303481U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2003-03-11

Description

DR.-ING. DIPL-PHYS. *&EEacgr;. STURIES "
PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. P. EiCHLER

Dipl.-Ing. Wolfgang Rixen, Friedenstraße 107-109,

5650 Solingen; Gerrit Pies, Friedenstraße 107-109, 5650 Solingen

Fluidanschluß für einen Profilstab

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fluidanschluß für einen Profilstab, dessen Fluidkanal über eine Querbohrung mit einem durchbohrten Anschlußstück in Strömungsverbindung steht und der eine hinterschnittene Nut hat, in deren Hinterschneidung ein Widerlagerstück mit einer axial verstellbaren Halterung für das Anschlußstück angeordnet ist, das die Querbohrung abdichtend gegen den Profilstab gedrückt ist.

Profile werden als Maschinenelemente benutzt, aus denen beispielsweise Maschinengestelle gebaut werden. Dabei können die Profilstäbe zur Druckluftversorgung herangezogen werden, wenn sie einen ringsum geschlossenen Fluidkanal aufweisen. Ein solcher Fluidkanal findet sich häufig in Profilstäben, die in ihren Seitenwänden hinterschnittene Nuten haben, um dort an beliebigen Stellen z.B. Befestigungen anzuordnen, mit denen z.B. Querstäbe angeschlossen werden. Bei einem derartigen Profilstab ist ein Pneumatikanschluß bekannt, der die ,eingangs genannten

Merkmale aufweist. Als Anschlußstück dient eine Gewindehülse, die durch einen mit Innengewinde versehenen Nutenstein als Widerlagerstück hindurchgeschraubt wird, das sich in der hinterschnittenen Nut befindet. Die Gewindehülse drückt mit einer Stirnfläche unter Zwischenschaltung eines Dichtungsrings im Bereich der Querbohrung auf den Profilstab. Zur Lagesicherung der Gewindehülse wird außerhalb des Profilstabs mit zwei Gewindemuttern gekontert. Dieser bekannte Pneumatikanschluß hat den Nachteil, daß er aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht, wobei insbesondere die richtige Positionierung des Abdichtungsrings innerhalb der hinterschnittenen Nut um die Querbohrung herum und vor der Stirnfläche der Gewindehülse einen erheblichen Montageaufwand bedeutet. Darüber hinaus und neben der Vielteiligkeit dieses bekannten Pneumatikanschlusses sind Wiederholverschraubungen problematisch, die infolge des Betriebs des Anschlusses bei wechselnden Belastungen erforderlich sein können, durch die der Anschluß undicht wird, oder die bei Verlegung des Pneumatikanschlusses auftreten. Es müssen beispielsweise neue Dichtungsringe eingesetzt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fluidanschluß mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, daß er bei Einsatz weniger Teile zuverlässig dicht ist und daß eine Wiederholverschraubung unproblematisch ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Anschlußstück mit einer konischen Stirnfläche materialverformend auf die Querbohrungskante des Profilstabs gedrückt ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß für den Fluidanschluß ein vom bekannten völlig abweichendes Dichtungsprinzip eingesetzt wird, nämlich die schneidfreie Materialverformung des Profilstabs im Bereich des Fluidanschlusses. Das Anschlußstück ist mit einer konischen Stirnfläche versehen, die bei der Befestigung des Anschlußstücks auf die Querbohrungskante des Profilstabs gedrückt ist und diese verformt. Dabei stützt sich das Anschlußstück über das Widerlagerstück andererseits am Profilstab ab. Zwischen denjenigen Bereichen des Profilstabs, der das Widerlagerstück abstützt, und zwischen der Querbohrungskante des Profilstabs können durch das Anschlußstück sehr hohe An-

preßkräfte aufgebracht werden, so daß die erforderliche Abdichtung gewährleistet ist.

Infolge dieser Ausbildung des Fluidanschlusses sind im Prinzip nur zwei Teile notwendig, nämlich das Anschlußstück mit seiner konischen Stirnfläche und das Widerlagerstück. Letzteres ist im Prinzip entbehrlich, falls das Anschlußstück die axial verstellbare Halterung aufweist, mit der vorteilhafterweise keine Veränderung des Querschnitts des Profilstabs vorgenommen werden sollte. Außer einer derartigen geringteiligen Ausgestaltung des Fluidanschlusses wird durch das Anschlußstück sichergestellt, daß es wiederholt verschraubt werden kann, ohne irgendwelche Besonderheiten durchführen zu müssen, wie etwa der Einsatz eines neuen Dichtungsrings. Das Anschlußstück kann also nachgespannt werden oder es wird an einem anderen Profilstab eingesetzt. Um den Fluidanschluß möglichst einfach auszubilden, ist vorgesehen, daß die axial verstellbare Halterung des Widerlagerstücks eine Innengewindebohrung für das mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Anschlußstück ist. Infolgedessen werden herkömmliche Halterungsmittel eingesetzt, wobei das Aussengewinde des Anschlußstücks bzw. dieses selbst auch für andere Befestigungszwecke verwendet werden kann.

Der Anschluß wird so ausgebildet, daß das Anschlußstück einen in die Querbohrung, eingreifenden Ringvorsprung aufweist. Der Ringvorsprung wirkt als Zentrierungshilfe, da er erst in die Querbohrung hineingesteckt werden muß, bevor die die Abdichtung bewirkende konische Stirnfläche des Anschlußstücks zur Anlage kommen kann.

Der Anschluß kann des weiteren so ausgebildet werden, daß das Anschlußstück anschlußseitig mit einem im Durchmesser vergrößerten Anschlußkopf zum Einschrauben eines Leitungsverbindungsteils oder einer Abdichtkappe versehen ist. In dem vergrößerten Anschlußkopf kann beispielsweise ein im Durchmesser größeres Anschluß-Innengewinde untergebracht sein, welches eine für derartige Anschlußzwecke übliche Gewindegröße aufweist. Der Anschlußkopf kann auch dazu benutzt werden, das Anschlußstück axial zu verstellen. Hierzu wird es beispielsweise im Widerla-

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gerstück verdreht, gegebenenfalls mit einem Schraubenschlüssel, falls es außen mehrkantig ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung liegt vor, wenn das Anschlußstück einen radial vorspringenden Andruckkragen hat. Mit diesem radial vorspringenden Andruckkragen kann das Anschlußstück axiale Kräfte ausüben. Das ist z.B. erforderlich, wenn zugleich mit der Befestigung des Anschlußstücks am Profilstab weitere Bauteile an diesem festgelegt werden sollen, beispielsweise einer Halte- oder Sicherungslasche für die anzuschließende Leitung.

Des weiteren kann der Andruckkragen des Anschlußstücks vorteilhaft eingesetzt werden, wenn außen am Profilstab eine vom Anschlußstück durchsetzte Abdeckkappe angeordnet und mit dem Andruckkragen, bedarfsweise unter Zwischenschaltung eines elastischen Rings, in Anlage am Profilstab gehalten ist. Die an der Längsseite des Profilstabs angeordnete Abdeckkappe verbessert die Optik und verhindert einen Zugriff in den Abdichtungsbereich des Anschlußstücks in der Nut des Profilstabs. Eine mit dem Andruckkragen erfolgende Festlegung der Abdeckkappe am Profilstab setzt voraus, daß diese in einem Ausmaß verformt werden kann, das der Verstellung des Anschlußstücks für die Erzielung der Dichtungswirkung an der Querbohrung erforderlich ist. Sofern der Werkstoff der Abdeckkappe eine derartige Verformung nicht zuläßt, ist es notwendig, einen elastischen Ring zu verwenden, mit dem der Andruckkragen auf die Abdeckkappe drückt und der den erforderlichen axialen Verstellweg des Anschlußstücks gewährleistet. Ein solcher elastischer Ring ist insbesondere bei größeren Toleranzen des Profilstabs und/oder der Abdeckkappe zweckmäßig.

Ein besonderer Vorteil des vorbeschriebenen Fluidanschlusses ist es, daß er völlig ungeändert auch zur stirnseitigen Abdichtung eines Profilstabs eingesetzt werden kann. Hierzu ist er so ausgebildet, daß das Anschlußstück abgedichtet in ein Ende des Fluidkanals einsetzbar ist. Voraussetzung hierfür ist lediglich, daß das Anschlußstück in seinem Einsetzbereich auf den Durchmesser des Fluidkanals abgestimmt ist. Eine derartige Abstimmung ist bei vielen Profilstäben ohne weiteres möglich,

weil die Nuteintrittsweite des Profilstabs in der Größenordnung des Durchmessers des Fluidkanals liegt.

Wenn die Nuteintrittsweite des Profilstabs etwas größer ist, als der Durchmesser des Fluidkanals, kann der Anschluß so ausgebildet werden, daß das Anschlußstück in das Ende des Fluidkanals eingeschraubt ist. Der Fluidkanal wird also mit einem für das Anschlußstück passenden Innengewinde versehen, um das mit der konischen Stirnfläche versehene Ende des Anschlußstücks aufnehmen zu können, wobei die konische Stirnfläche funktionslos sein kann.

Die Anwendung des Anschlußstücks an der Stirnseite des Profilstabs ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Anschlußstück eine Abdeckkappe am Ende des Profilstabs fixiert. Hierbei wird also das Anschlußstück als Hilfsmittel zum Festlegen der Abdeckkappe benutzt, was sonst mit zusätzlichen Mitteln erreicht werden müßte.

Wenn das Anschlußstück in die Stirnseite des Profilstabs eingesetzt wird, kann die Abdichtung auf herkömmliche Weise erreicht werden, also beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Dichtrings oder einer Dichtungsscheibe. Sehr vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Abdeckkappe einen das Anschlußstück umfassenden Ringbund hat, der von dem Andruckkragen unter Abdichtung des Fluidkanals gegen das Ende des Profilstabs gedrückt ist. In diesem Fall wirkt die Abdeckkappe mit ihrem Ringbund als Abdichtung zwischen dem Stirnende des Profilstabs und dem Anschlußstück bzw. dessen Andruckkragen.

Üblicherweise bestehen die Profilstäbe aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, die einer Materialverformung durch die Stirnfläche des Andruckstücks einen endlichen Widerstand entgegensetzen, der die Materialverformung erlaubt. Um die Widerstandsfähigkeit der Stirnfläche bzw. des Anschlußstücks zu steigern, kann der Anschluß so ausgebildet sein, daß das Anschlußstück zumindest im Bereich seiner konischen Stirnfläche aus Stahl besteht und/oder gehärtet ist. Hierdurch wird der Gebrauchswert des Anschlußstücks insbesondere für Wiederholverschraubungen gesteigert.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig.l einen Querschnitt durch einen Profilstab im Bereich
eines quer erfolgenden Fluidanschlusses, und

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Profilstab mit
gleichachsig erfolgendem Fluidanschluß.

Der in den Fig.1,2 dargestellte Profilstab 11 hat einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Jede der vier Längsseiten 11' ' ist mit einer Nut 15 versehen, die eine Nuteintrittsöffnung 30 begrenzter Weite aufweist und mit Hinterschneidungen 16 versehen ist, so daß der Querschnitt der Nut 15 etwa pilzkopfförmig ist. Infolgedessen ergibt sich ein etwa quadratischer Profilkern 31, der mit einem längsdurchlaufenden Fluidkanal 12 kreisförmigen Querschnitts versehen ist. Dieser Fluidkanal 12 wird dazu benutzt, um beispielsweise Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit im Inneren des Profilstabs 11 zu leiten, beispielsweise für den Anschluß eines Schraubers. Zur Einleitung des Fluids in den Fluidkanal 12 sind die in den Fig. 1,2 dargestellten Fluidanschlüsse 10 vorgesehen.

Der in Fig.l dargestellte Fluidanschluß 10 besteht im wesentlichen aus einem Anschlußstück 14 mit einer abgestuften Bohrung 32. Das Anschlußstück 14 ist mit einem Teil seiner Länge quer in die Nut 15 des Profilstabs 11 eingesetzt und hat in seinem außerhalb des Profilstabs 11 gelegenen Bereich einen Anschlußkopf 24 mit einem Innengewinde 33, in das ein Anschlußgewinde einer Leitung oder einer Abdeckkappe eingeschraubt wird. Der freie Durchmesser des Innengewindes 33 ist größer, als der Durchmesser der Bohrung 32, deren Durchmesser wiederum größer ist, als der Durchmesser der Spitze des Anschlußstücks 14, die von einem Ringvorsprung 23 gebildet ist, mit der das Anschlußstück 14 in eine Querbohrung 13 des Profilkerns 31 hineinragt. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, ein Fluid aus der an das Anschlußstück anzuschließenden Leitung durch die Querbohrung 13 in den Fluidkanal 12 zu transportieren oder aus diesem zu entnehmen, beispielsweise Druckluft für den oben genannten Schrauber.

Damit das Fluid nicht unerwünschterweise in die Nut 15 gelangt, ist eine Abdichtung an der Querbohrungskante 20 vorgesehen, also an der nutseitigen Bohrungskante der Querbohrung 13. Eine leichte Anlage des Anschlußstücks 14 an einer derartigen durch ihre Herstellung mehr oder weniger scharfen Querbohrungskante ist nicht ausreichend. Das Anschlußstück ist daher mit einer konischen Stirnfläche 19 versehen, die materialverformend auf die Querbohrungskante 20 einwirken kann, wenn das Anschlußstück 14 in Fig.l nach links verstellt wird. Dabei ergibt sich die dargestellte mehr oder weniger breite Abdichtungsfläche, die den üblichen Anforderungen genügt.

Der Verstellung des Anschlußstücks 14 in axialer Richtung dient eine verstellbare Halterung 18, welche gemäß Fig.l durch den Gewindeeingriff des Anschlußstücks 14 in ein Widerlagerstück 17 gebildet wird. Das Anschlußstück 14 ist also zwischen seiner konischen Stirnfläche und dem Anschlußkopf mit einem Außengewinde 22 versehen, welches in eine Innengewindebohrung 21 des Widerlagerstücks 17 eingreift. Ingolgedessen kann eine Schraubverstellung des Anschlußstücks 14 dazu führen, daß das Widerlagerstück 17 gegen die Hinterschneidungsflachen der Hinterschneidungen 16 gedrückt wird und bei dessen Abstützung mit seiner konischen Stirnfläche 19 gegen die Querbohrungskante 20 drückt. Aus der Fig.l ist ersichtlich, daß der Außendurchmesser des Außengewindes 22 gerade so groß ist, daß das Anschlußstück 14 durch die Nuteintrittsöffnung 30 gesteckt werden kann.

Um den das Anschlußstück aufweisenden Nutenbereich zu schützen und unsichtbar zu machen, ist eine Abdeckkappe 2 6 vorhanden, die von dem Anschlußstück 14 durchsetzt wird. Die Anordnung dieser Abdeckkappe 2 6 erfolgt zwischen der Außenfläche des Profilstabs 11 und einem durch den im Durchmesser vergrösserten Anschlußkopf 24 gebildeten Andruckkragen 25. Zwischen diesem und der Abdeckkappe 2 6 ist ein elastischer Ring 27 angeordnet, der den das Gewinde 22 aufweisenden Bereich des Anschlußstücks 14 dicht umgibt. Der Abstand zwischen dem Andruckkragen 25 und der Außenfläche des Profilstabs 11 ist so bemessen, daß eine hinreichende Anpreßkraft auf die Abdeckkappe 2 6 ausgeübt wird, wenn das Anschlußstück 14 genügend tief in der

Nut 15 sitzt. Ein elastischer Ring 27 kann dem Längenausgleich dienen. Der Ring 27 kann entfallen, wenn der das Anschlußstück 14 umgebende Ringbund 29 hinreichend elastisch ist, um etwaige Abstandsdifferenzen zwischen dem Andruckkragen 25 und der Aussenfläche des Profilstabs 11 sowie aufgrund der Materialverformung erfolgende Verstellungen des Anschlußstücks 14 auszugleichen, ohne daß dazu die von der Halterung 18 aufzunehmenden Kräfte zu sehr gesteigert werden müssen.

Fig.2 zeigt einen Längsschnitt durch den Profilstab 11 im Bereich des Fluidkanals 12 im Bereich -eines Endes 28 dieses Kanals. Der Kanal 12 ist mit einem Innengewinde 34 versehen. In dieses Innengewinde 34 ist das Anschlußstück 14 mit seinem Aussengewinde 22 eingeschraubt. Der Andruckkragen 25 des Anschlußkopfs 24 drückt eine Abdeckkappe 2 6 gegen die Stirnfläche 35 des Profilstabs 11. Hierzu besitzt die Abdeckkappe einen das Anschlußstück 14 umfassenden Ringbund 2 9, der unter der Druckeinwirkung des Anschlußstücks 14 die erforderliche Dichtwirkung sowohl an der Stirnfläche 35 als auch an dem Andruckkragen 25 bewirkt. Das Anschlußstück 14 kann also in gleicher Weise für einen Queranschluß benutzt werden, wie auch für einen Längsanschluß. In beiden Fällen kann es mit einer Abdeckkappe 2 6 zusammenwirken, die jeweils gleich ausgebildet sein kann. Besondere Befestigungsmittel für die Abdeckkappe 2 6 entfallen. Das Anschlußstück 14 ist besonders für Pneumatikanschlüsse von Bedeutung .

Claims

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES PATENTANWÄLTE DIPL-ING. P. EICHLER Ansprüche:

1. Fluidanschluß (10) für einen Profilstab (11), dessen FIuidkanal (12) über eine Querbohrung (13) mit einem durchbohrten Anschlußstück (14) in Strömungsverbindung steht und der eine hinterschnittene Nut (15) hat, in deren Hinterschneidung (16) ein Widerlagerstück (17) mit einer axial verstellbaren Halterung (18) für das Anschlußstück (14) angeordnet ist, das die Querbohrung (13) abdichtend gegen den Profilstab (11) gedrückt ist, dadurch gekennzeich net, daß das Anschlußstück (14) mit einer konischen Stirnfläche (19) materialverformend auf die Querbohrungskante (20) des Profilstabs (11) gedrückt ist.

2. Fluidanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die axial verstellbare Halterung (18) des Widerlagerstücks (17) eine Innengewindebohrung (21) für das mit einem entsprechenden Außengewinde (22) versehene Anschlußstück (14) ist.

3. Fluidanschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Anschlußstück (14) einen in die Querbohrung (13) eingreifenden Ringvorsprung (23) aufweist.

4. Fluidanschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) anschlußseitig mit einem im Durchmesser vergrößerten Anschlußkopf (24) zum Einschrauben eines Leitungsverbindungsteils oder einer Abdichtkappe versehen ist.

5. Fluidanschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) einen radial vorspringenden Andruckkragen (25) hat.

6. Fluidanschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Profilstab (11) eine vom Anschlußstück (14) durchsetzte Abdeckkappe (2 6) angeordnet und mit dem Andruckkragen (25), bedarfsweise unter Zwischenschaltung eines elastischen Rings (27), in Anlage am Profilstab (11) gehalten ist.

7. Fluidanschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) abgedichtet in ein Ende (28) des Fluidkanals (12) einsetzbar ist.

8. Fluidanschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) in das Ende (28) des Fluidkanals (12) eingeschraubt ist.

9. Fluidanschluß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) eine Abdeckkappe (26) am Ende (28) des Profilstabs (11) fixiert.

10. Fluidanschluß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (26) einen das Anschlußstück (14) umfassenden Ringbund (2 9) hat, der von dem Andruckkragen

(25) unter Abdichtung des Fluidkanals (12) gegen das Ende (H') des Profilstabs (11) gedrückt ist.

11. Fluidanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Anschlußstück (14) zumindest im Bereich seiner konischen Stirnfläche (19) aus Stahl besteht und/oder gehärtet ist.