DE4127039A1

DE4127039A1 - Schnellanschlussverbinder fuer plastikschlaeuche

Info

Publication number: DE4127039A1
Application number: DE4127039A
Authority: DE
Inventors: Edward Kluger
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH; ITT Industries Inc
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2011-08-17
Also published as: US5090745A; DE4127039C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Plastik-Schnellanschlußverbinder, der zum Verbinden eines Schlauches oder einer Leitung für Flüssigkeit an ein Verbinderende wie etwa eine Leitung für Flüssigkeit oder für Brennstoff dient, insbesondere einen solchen Plastikverbinder, der seine Verbindung mit dem zuge hörigen Plastikschlauch selbst unter hohen Temperaturen auf rechterhält, die anderenfalls zu einer Erschlaffung des Plastikschlauches und damit zu einer unerwünschten Loslösung der fertiggestellten Verbindung führen würden.

Schnellanschlußverbinder-Einrichtungen sind bekannt und fin den einschlägig weite Verwendung. Bei diesen Einrichtungen wird der typischerweise aus Stahl bestehende Schaft des Ver binderkörpers in den zugehörigen Plastikschlauch für Flüssig keit eingeschoben, und die sich ergebende enge Anschmiegung zwischen Erhebungen auf dem Schaft des Schlauches und der Flüssigkeitsleitung soll beide Teile zusammenhalten. Zur Ab sicherung derartiger Verbindungen werden typischerweise Stahlbänder um die Endabschnitte der Schläuche herumgelegt, um damit die abmessungsmäßige Stabilität des Plastikschlau ches unter hohen Temperaturen zu erhalten, wie diese Temperaturen im Fall der Verwendung im Kraftfahrzeugbereich auftreten. Trotzdem wurde festgestellt, daß bei derart hohen Temperaturen der darunterliegende Plastikschlauch seine ab messungsmäßige Stabilität in solchem Masse verliert oder lockert, dar sich der Plastikschlauch von seiner Verbindung mit dem Verbinderkörper abzieht oder "herausspringt". Da wei terhin der Körper des Schnellanschlußverbinders aus einem starren Metallwerkstoff wie etwa Stahl hergestellt ist, be stehen derartige herstellungsmäßige Einschränkungen, dar der sich längs erstreckende oder eindringende Schaft, der mit dem zugehörigen Plastikschlauch verbunden oder in diesen ein gesetzt werden soll, mit der Mittelachse des Verbinderkörpers koaxial verlaufen und mit ihr ausgerichtet sein muß. Das heißt, die Fertigungsmethoden für derartige Schnellverbin derkörper aus Stahl sind dermaßen beschränkt, daß vorteil hafte Ausrichtungen des Schaftes wie etwa eine Querstellung oder 90gradige Abwinkelung gegenüber der Mittelachse des Verbinderkörpers nicht ohne weiteres erreicht werden können. Damit haben diese bekannten Einrichtungen nicht die erwünsch ten industriellen Anforderungen erreicht, bestehend in einer erwünschten Vielzahl von winkeligen Verbinderausbildungen und einer Aufrechterhaltung der Einklemmstärke und Beibehaltung der einwandfreien Verbindung unter hohen Temperaturen, Temperaturen, die bis auf 350^oF (177^oC) ansteigen und in einigen Fällen sogar bei 375-400^oF (190^oC bis 204^oC) liegen können, wobei solche Temperaturen in diesen Anwen dungsbereichen nicht ungewöhnlich sind.

Diese und andere Nachteile werden durch die vorliegende Er findung vermieden, wonach ein Schnellanschlußverbinder zum Verbinden des Plastikschlauches oder der Flüssigkeitsleitung an einen Verbinderanschluß wie etwa eine Flüssigkeits- oder Brennstoffleitung geschaffen wird, bei dem die mechanischen Anforderungen und diejenigen hinsichtlich der Flüssigkeitsab dichtung selbst bei hohen Temperaturen im Bereich von 350 bis 400^oF (177^oC bis 204^oC) gewährleistet sind. Ferner wird durch die Schaffung eines Plastikkörpers wie etwa eines so genannten Kreuzkopfes aus <Teflon" eine Mehrzahl von winkeli gen Ausbildungen zwischen dem Verbinderkörper und dem Zwi schenverbindungsschaft, wie etwa eine 90gradige Ausrichtung, ohne weiteres, ermöglicht.

Zusammenfassung

Es wird ein Verbinder zum Anschluß eines Plastikschlauches an eine Verwendungsverbindung vorgestellt. Der Verbinder ist mit einem zur betriebsmäßigen Kupplung des Körpers mit einer Verwendungseinrichtung bestimmten Abschlußende und mit einem sich von dem anderen Ende des Körpers her erstreckenden Verbindungsschaft versehen. Ein Plastikschlauch mit einem im wesentlichen kreisförmigen, offenen Querschnitt an einem Endabschnitt ist zur Verbindung mit dem Verbinderkörper vorgesehen. Eine Plastikdruckhülse umgibt koaxial den Endabschnitt des Plastikschlauches und erstreckt sich axial über eine vorbestimmte Strecke längs des Plastikschlauches. Der Schaft ist in das koaxial ausgerichtete Ende des Plastikschlauches und der Druckhülse eingeschoben, um den Innendurchmesser des Plastikschlauches und der Druckhülse auf zuweiten und um die Druckhülse in engen Eingriff da zwischen und in Umfangsrichtung um den darin eingeschobenen Schaft zu bringen.

Beschreibung der Zeichnung

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch deutli cher durch die folgende nähere Beschreibung in Verbindung mit der bei liegenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß einer doppelendigen Schnellan schlußverbinderanordnung eines typischen Plastik schlauches oder einer typischen Flüssigkeitsleitung mit entsprechenden Endverbindern, geeignet zum Anschluß an eine äußere Verwendungseinrichtung oder Einrichtungen, und

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht, in der die Anordnung des sich längs erstreckenden Schaftes des Schnellanschlußverbinderköpers in Be zug auf den zugehörigen Plastikschlauch oder die Flüssigkeitsleitung ersichtlich wird und in der die Druckhülse gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Grundriß einer fertigge stellten doppelendigen Verbindung eines Schnellanschlußver binders gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in einen typischen Plastikschlauch oder eine Flüssigkeitsleitung einmündet. Der Verbinder 10 umfaßt einen Verbinderkörper 12 mit einem sich quer erstreckenden Schaft 14, wie sich am besten aus Fig. 2 ersehen läßt, der in die koaxiale Anord nung des Plastikschlauches 16 und in eine Druckhülse 18 ein gesetzt ist. Es läßt sich erkennen, daß der Schaft 14 eine sich radial nach außen richtende Ausweitung der Druckhülse 18 und des koaxial darin angeordneten Plastikschlauches 16 hervorruft. Der Verbinderkörper 12 besitzt im wesentlichen eine herkömmliche Ausbildung, wobei Nasen 20 im Abschlußab schnitt darin vorgesehen sind. Die Nasen 20 sind radial nach innen biegbar, so daß sie in den Wulst oder das Bördelende eines in das Abschlußende des Körpers 12 eingeschobenen Plastik- oder Metallschlauches eingreifen, um den äußeren Schlauch darin zu befestigen. Ein geeigneter O-Ring oder O-Ringe (nicht dargestellt) sind in der Mittelbohrung längs der Mittelachse des Körpers 12 vorgesehen, - das vordere En de des eingeschobenen Schlauches in bekannter Weise abdich tend aufzunehmen.

Die sich am besten aus Fig. 2 ersehen läßt, umfaßt der Plastikschlauch 16 eine äußere Schutzummantelung aus Plastik oder elastomerem Werkstoff 16a, die typischerweise vorgesehen ist, um für den Plastikschlauch 16 einen zusätzlichen physischen Schutz gegen Abrieb und physische Schäden in An wendungsfällen wie etwa den Bremsleitungen oder der Klimaan lage eines Kraftfahrzeuges zu bieten.

Wenn man nun auf Fig. 2 Bezug nimmt, dann ist dort etwas ge nauer im einzelnen eine vergrößerte Ansicht eines der Ver binder 10 der Fig. 1 dargestellt, einschließlich einer Teil querschnittsansicht der Anordnung zwischen dem Schaft 14 des Verbinderkörpers 12, dem Plastikschlauch 16, dessen Schutzum mantelung 16a und der Druckhülse 18. Es läßt sich erkennen, daß der Schaft 14 des Verbinderkörpers 12 mindestens eine ringförmige Erhebung 22 mit der Wirkung eines Widerhakens umfaßt, die sich in der Darstellung nach Fig. 2 radial nach innen verjüngt in Richtung auf das Ende des Schaftes 14. In der Praxis wird die Druckhülse 18 über das offene oder gegen überliegende Ende der koaxialen Anordnung des Plastik schlauches 16 und seiner Gummischutzummantelung 16a aufgezo gen, bis die Endabschnitte der drei Glieder bündig miteinan der abschließen. Anschließend wird der Schaft 14 des Ver binderkörpers 12 in die dreikoaxiale Anordnung der drei Plastik oder Elastomerglieder 16, 16a und 18 hineingepreßt, woraufhin die Innendurchmesser dieser Glieder radial nach außen in eine enge mechanische und flüssigkeitsdichte Ver bindung miteinander und mit dem Schaft 14 aufgeweitet werden, wodurch die gewünschte flüssigkeitsdichte Verbindung herge stellt ist. Dann wird der Verbinderkörper 12 in seine Verwen dungsverbindung wie zum Beispiel das Wulst- oder Bördelende der Flüssigkeitsleitung oder einen nippelartigen Anschluß auf dem Körper einer flüssigkeits oder luftführenden Einrich tung eingerastet oder in anderer Weise damit in Eingriff ge bracht.

Nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung sorgt die entsprechend der vorstehenden Beschreibung vorgesehene Anord nung nicht nur für die erwünschte Anfangsverbindung, sondern ergibt auch eine Verbindung, die gegenüber den hohen Temperaturen beständig ist, die üblicherweise in typischen Anwendungsfällen für Schnellverbindereinrichtungen, wie etwa in Kraftfahrzeugen, Kühleinrichtungen und ähnlichem angetrof fen werden. Genau gesagt, besteht die Druckhülse oder das Druckband 18 aus einem Werkstoff, der nicht in gleichem Maße schlaff wird wie die Flüssigkeitsleitung 16 (und, falls zur Anwendung kommend, deren Schutzummantelung 16a). Diese Anord nung verhindert die Erschlaffung der Flüssigkeitsleitung aus Plastik und hält die dichte Verbindung selbst unter hohen Temperaturen zusammen. Bei den bekannten Einrichtungen er schlaffen die Plastik-Werkstoffe unter hohen Temperaturen, das heißt unter Temperaturen über 350^oF (177^oC), und die Schnellanschlußeinrichtung "springt hoch", oder "springt heraus" und verliert auf andere Weise ihre Fähigkeit, die An forderung bezüglich der "Abzieh"-Festigkeit zu erfüllen, die in der Industrie notwendig oder zumindest erwünscht ist. Es wurde festgestellt, daß der Schnellanschlußverbinder der vorliegenden Erfindung selbst unter Temperaturen im Anwen dungsbereich von 375^o bis 400^oF (190^oC bis 204^oC) sei ne Einklemmstärke beibehält und nicht schlaff wird und daß seine Haltespannung nicht nachläßt. Durch den Schnellanschlußverbinder gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Er findung wird ferner die Notwendigkeit eines um den Endab schnitt des Plastikschlauches gelegten gekrumpften Metallban des oder eines solchen Plastikschlauches, der koaxial von einem Edelstahlgeflechtmaterial umgeben ist, vermieden. In dieser Hinsicht werden die Einklemmstärke und die Abziehbe ständigkeit dem Einsatz der Druckhülse zugeschrieben, die aus einem Werkstoff gewählt ist, der seine abmessungsmäßige Stabilität beibehält und bei dem das Erschlaffen gegenüber dem des darunterliegenden Plastikschlauches selbst bei hohen Umgebungstemperaturen vermieden ist.

In einer Ausführungsform umfaßt der Werkstoff für die Druck hülse 18 ein PPE-Nylongemisch, wie dieses von Allied Chemical hergestellt wird, und was soviel bedeutet wie Polyphenol äther. Der Werkstoff des Verbinderkörpers 12 umfaßt ge strecktes Nylon 12 im Hinblick auf seine Fertigungsvorteile, wie sie zuvor besprochen wurden. Es sollte jedoch klar sein, daß in vielen Anwendungsbereichen der Verbinderkörper 12 wie beim herkömmlichen Fertigungsverfahren aus Stahl hergestellt werden kann. Um jedoch, wie weiter oben besprochen, eine Mehrzahl von Verbinderkörperausbildungen zum Einsatz in gege benen Anwendungsfällen zu erreichen, wird ein Plastikkörper bevorzugt. Zum Beispiel bietet ein Plastikkörper in vorteil hafter Weise die Fähigkeit zur Ausbildung eines sich quer er streckenden Schaftes 14, der sich in einem Winkel von unge fähr 90^o gegenüber der Längsmittelachse des Verbinderkör pers 12 erstrecken kann. Dies bietet dem Designer und dem DEM-Lieferanten (Originalausrüster) eine weitaus größere Flexibilität, um den Erfordernis sen eines gegebenen Einsatz falles beim Kunden zu genügen. Weiterhin hält die Verwendung der Druckhülse 18 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die gewünschte Verbindung unter hohen Temperaturen aufrecht, sondern löst auch das Kriechproblem, das sich bei Einsatz eines Plastikschlauches ohne die Druckhülse der vorliegenden Erfindung ergeben würde. Dieses Kriechen "setzt sich" und bleibt selbst bei Rückkehr der Umgebung zu Temperaturbe reichen, bei denen anderenfalls die abmessungsmäßige Stabilität des Werkstoffs des Plastikschlauches erhalten bleibt. Das heißt, die Verwendung eines Plastikschlauches wie etwa Teflon würde an sich unerwünschtermaßen zu einem Kriechen unter hohen Temperaturen führen, das, selbst wenn das anfängliche Kriechen im wesentlichen bei jeder Temperatur und im besonderen nicht zu einem unerwünschten Abziehen der Verbindung führen würde, beibehalten oder gespeichert werden würde, nachdem die Temperaturen auf mäßigere Niveaus zurück gekehrt sind.

Auf alle Fälle sorgt die Druckhülse 18 für die erwünschte Einklemmung und Einklemmkraft und behält diese bei und lockert oder verliert nicht ihre Spannung oder abmessungsmäßige Stabilität bei hohen Temperaturen. Die Druckhülse 18 erhält auch dann den erwünschten Druck aufrecht, wenn die Um gebungstemperatur zu mäßigeren Niveaus zurückkehrt. In der tatsächlichen Praxis umfaßt der äußere Schutzschlauch 16a typischerweise TPR oder wärmeplastisches Gummi. Ferner ist auch berücksichtigt, dar es Anwendungsfälle geben wird, bei denen anstelle der Verwendung von TPR oder von elastischem Werkstoff für den Schutzschlauch 16a ein Metallgeflecht material, etwa aus Edelstahl, zum Einsatz gebracht wird, um ein gepanzertes Schutzmittel gegen Abrieb und fehlerhafte Verwendung in einem gegebenen Einsatzfall vorzusehen.

Der Erfindungsgedanke besteht damit in einer Befestigungs methode und -einrichtung für Schlauchkonstruktionen, durch die ein Schnellanschlußverbinder für Plastikschläuche erheb lich erleichtert wird, bei dem die Nachteile der bekannten Ausführungen vermieden werden. Die dargestellte und hier be schriebene Form der Erfindung stellt lediglich eine bevor zugte Ausführungsform dieses Erfindungsgedankens dar. Dieses ist jedoch vielmehr als eine Darstellung der erfindungsgemäßen Konzeptionen gedacht als etwa eine Beschränkung hier auf, und es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Ab änderungen und Veränderungen denkbar sind, ohne daß hier durch der Bereich der beigefügten Ansprüche verlassen würde.

Claims

1. Eine Verbinderbaugruppe zum Anschluß eines Plastik schlauches (16) an eine Verwendungsverbindung, in Kombination miteinander umfassend:
einen Verbinderkörper (12) mit einer Mittelachse und einem Anschlußende zur betrieblichen Kupplung des ge nannten Körpers (12) mit einer Verwendungseinrichtung und mit einem sich am anderen Ende des genannten Körpers er streckenden Verbindungsschaft (14);
einen Plastikschlauch (16) mit einem im wesentlichen kreisförmig offenen Querschnitt an seinem Endabschnitt;
eine Plastik-Druckhülse (18), die den genannten Endab schnitt des genannten Plastikschlauches (18) koaxial um gibt und sich axial über eine vorbestimmte Strecke längs des genannten Plastikschlauches erstreckt;
dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaft (14) in die koaxiale Endausbildung des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) eingeführt ist, um die Innendurchmesser des genannten Plastikschlauches (16) und der genannten Druckhülse (18) in engem Eingriff miteinander und um den genannten ein geführten Schaft (14) herum aufzuweiten.

2. Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der genannte Schaft (14) zumindest eine ringförmige Erhebung (22) an seinem Endabschnitt zum Eingriff in den Innendurchmesser des genannten Plastik schlauches (16) aufweist.

3. Verbinder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die axiale Länge der genannten Druckhülse (18) mindestens so groß ist wie die Länge des genannten Verbindungsschaftes (14).

4. Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte ringförmige Erhebung (22) in Verbindung mit dem Schlauch material (16) einen Widerhaken darstellt, der sich vom Schlauchende weg gerichtet radial nach innen hin verjüngt.

5. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Verbinderkörper (12) aus einem Plastikwerkstoff vorzugs weise gestrecktem Nylon-12 besteht und/oder die Druck hülse (18) aus einem Polyphenoläther, insbesondere einem PPE-Nylongemisch, hergestellt ist.

6. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ge nannte Verbindungsschaft (14) in einem Winkel gegenüber der genannten Mittelachse des genannten Verbinderkörpers (12) erstreckt.

7. Verbinder gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der genannte Schaft (14) von der Mittellinie des genannten Verbinderkörper (12) abge wandt in einem Winkel von ungefähr 90^o gegenüber der genannten Mittelachse erstreckt.

8. Verbinder gemäß Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der genannte Schaft (14) ge genüber der Mittellinie des genannten Verbinderkörpers (12) abgewandt etwa quer zu dem genannten Verbinderkörper erstreckt.

9. Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutz hülse (16a) koaxial um den genannten Plastikschlauch herum vorgesehen ist, wobei mindestens deren Endabschnitt koaxial zwischen dem genannten Plastikschlauch und der genannten Druckhülse angeordnet ist, wobei die Schutz hülse vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff oder einem Metallgeflecht besteht.

10. Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kurve von Temperatur zu Er schlaffung der genannten Druckhülse (18) erheblich fla cher ist als die Kurve von Temperatur zu Erschlaffung des genannten Plastikschlauches (16), daß die genannte Druckhülse (18) ihre abmessungsmäßige Stabilität und da her ihre Druckfestigkeit unter hoher Temperatur beibe hält, unter der der genannte Plastikschlauch anderenfalls zur abmessungsmäßigen Unstabilität hin erschlaffen würde.

11. Verbinder gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die genannte Druckhülse (18) gegen über dem genannten Plastikschlauch (16) bei einer Temperatur von mindestens 350 Grad F (177^oC) abmessungsmäßig stabil ist.