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Die Erfindung betrifft einen Stutzen für Fluidleitungen, insbesondere einen Rohrstutzen für Kraftstoffsysteme, umfassend einen Einsteckabschnitt, auf den eine Leitung dichtend aufsteckbar ist, wobei der Einsteckabschnitt an der Außenseite wenigstens drei Ringvorsprünge mit unterschiedlichen maximalen Außenumfängen aufweist.
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Ein gattungsgemäßer Stutzen ist aus der
DE 43 08 367 A1 bekannt. Bei diesem Stutzen sind die maximalen Außenumfänge mehrerer Ringvorsprünge in Aufsteckrichtung der Leitung aufeinanderfolgend größer. Dadurch soll das Aufschieben der Leitung auf den Einsteckabschnitt erleichtert werden, da entweder zunehmend während des Aufsteck- oder Einsteckvorgangs die Leitung aufgeweitet oder der Einsteckabschnitt zusammengedrückt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stutzen für Fluidleitungen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein noch besseres Verhältnis zwischen Aufsteck- oder Einsteckkräften und Ab- oder Auszugskräften erreicht werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung einen Stutzen für Fluidleitungen, insbesondere einen Rohrstutzen für Kraftstoffsysteme bereit, umfassend einen Einsteckabschnitt, auf den eine Leitung dichtend aufsteckbar ist, wobei der Einsteckabschnitt an der Außenseite wenigstens drei Ringvorsprünge mit unterschiedlichen maximalen Außenumfängen aufweist, wobei die maximalen Außenumfänge von wenigstens zwei Ringvorsprüngen in Aufsteckrichtung der Leitung aufeinanderfolgend kleiner sind. Demnach ist der maximale Außenumfang eines ersten Ringvorsprungs größer als der maximale Außenumfang eines zweiten, in Aufsteckrichtung der Leitung folgenden Ringvorsprungs, usw. In Laborversuchen hat sich überraschend gezeigt, dass der Aufsteck- oder Einsteckvorgang besonders leicht zu bewerkstelligen ist, wenn die maximalen Außenumfänge der Ringvorsprünge in Aufsteckrichtung der Leitung aufeinanderfolgend kleiner werden, da die Leitung während des Aufsteck- oder Einsteckvorgangs nicht zunehmend aufgeweitet oder der Einsteckabschnitt nicht zunehmend zusammengedrückt werden muss. Während des Ab- oder Ausziehvorgangs wird die Leitung hauptsächlich durch die größeren Ringvorsprünge gehalten. Die in Aufsteckrichtung davor gelegenen, kleineren Ringvorsprünge tragen weniger zur Haltekraft bei, da die abzuziehende Leitung von dieser Seite stark belastet und verformt wird. Die in Aufsteckrichtung folgenden Ringvorsprünge stehen hingegen mit der unbelasteten Leitung in Eingriff und erzeugen eine große Haltekraft. Mit zunehmendem Abstand der Ringvorsprünge verringert sich der wechselseitige Einfluss der Ringvorsprünge auf die Leitung. Sofern ein wechselseitiger Einfluss der Ringvorsprünge auf die Leitung erwünscht ist, kann es von Vorteil sein, wenn die axialen Abstände der Ringvorsprünge verhältnismäßig klein sind.
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Dadurch kann ein besseres Verhältnis zwischen Aufsteck- oder Einsteckkräften und Ab- oder Auszugskräften erreicht werden. Vorzugsweise weist der Stutzen einen im Querschnitt kreisförmigen Innenumfang und einen im Querschnitt kreisförmigen Außenumfang auf, so dass der Einfachheit halber der Innendurchmesser bzw. der Außendurchmesser anstelle des Innenumfangs bzw. des Außenumfangs angegeben werden. Die Querschnittsform des Stutzens ist aber ausdrücklich nicht auf die Kreisform beschränkt. Die Formulierung „wenigstens einer” bzw. „wenigstens zwei” der Ringvorsprünge bezieht sich vorzugsweise auf mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier oder fünf Ringvorsprünge, bevorzugt auf alle Ringvorsprünge. Der Begriff „Ringvorsprung” umfasst alle Arten von Vorsprüngen, die entlang einer ringförmig geschlossenen Line um den Umfang des Stutzens angeordnet sind. Es ist nicht erforderlich, dass der Ringvorsprung in Umfangsrichtung vollständig geschlossen ist bzw. um den gesamten Umfang verläuft. Es kann auch sein, dass der Ringvorsprung eine oder mehrere Unterbrechungen aufweist. Der Stutzen kann an der Innenseite und/oder Außenseite wenigstens eine sickenförmige Vertiefung aufweisen. Diese sickenförmige Vertiefung kann bspw. zwischen den Ringvorsprüngen ausgebildet sein. Nach einer Gestaltungsform ist der Außenumfang wenigstens eines Ringvorsprungs um 1 bis 50%, vorzugsweise 2 bis 20%, bevorzugt 5 bis 15% größer als der Außenumfang des Stutzens. Nach einer anderen Gestaltungsform ist der Stutzen einteilig ausgebildet, wobei die Ringvorsprünge integrale Bestandteile des Stutzens bilden. Nach noch einer anderen Gestaltungsform ist wenigstens ein Ringvorsprung als lokale Verdickung der Wandstärke des Stutzens ausgebildet und/oder wenigstens ein Ringvorsprung ist als wellenförmige Umfangsänderung des Stutzens bei im Wesentlichen konstanter Wandstärke des Stutzens ausgebildet.
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Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn die maximalen Außenumfänge von wenigstens zwei Ringvorsprüngen in Aufsteckrichtung der Leitung aufeinanderfolgend größer sind. Demnach ist der maximale Außenumfang eines ersten Ringvorsprungs kleiner als der maximale Außenumfang eines zweiten, in Aufsteckrichtung der Leitung folgenden Ringvorsprungs, usw. Nach dieser Ausführungsform kann durch die Ringvorsprünge mit unterschiedlichen Außenumfängen ein wellenförmiges Einsteckprofil geschaffen werden.
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Es kann sich als nützlich erweisen, wenn die Außenumfänge von wenigstens vier Ringvorsprüngen verschieden sind. Nach einer Gestaltungsform sind die maximalen Außenumfänge der Ringvorsprünge verschieden groß. Nach einer anderen Gestaltungsform weisen die Außenumfänge der Ringvorsprünge verschiedene Formen auf.
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Es kann sich als praktisch erweisen, wenn wenigstens drei Ringvorsprünge in regelmäßigen Abständen hintereinander angeordnet sind, wobei der Ringvorsprung mit dem größten oder kleinsten maximalen Außenumfang der Gruppe vorzugsweise zwischen zwei weiteren Ringvorsprüngen der Gruppe angeordnet ist, deren maximale Außenumfänge bevorzugt identisch sind, wobei besonders bevorzugt in Aufsteckrichtung hinter der Gruppe wenigstens ein weiterer Ringvorsprung folgt, der einen größeren maximalen Außenumfang aufweist als der Ringvorsprung mit dem größten maximalen Außenumfang der Gruppe. Bei dieser Gestaltungsform konnte in Laborversuchen ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Aufsteck- oder Einsteckkräften und Ab- oder Auszugskräften erreicht werden.
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Es kann sich als sinnvoll erweisen, wenn wenigstens ein Ringvorsprung in Aufsteckrichtung der Leitung einen stetig zunehmenden und/oder einen stetig abnehmenden Außenumfang aufweist, wobei der Ringvorsprung an der Stelle des maximalen Außenumfangs vorzugsweise einen Grat bildet. Um die Leitung nicht durch einen zu scharfen Grat zu verletzen, liegt der Krümmungsradius des Grats vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,0 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,5 mm, bevorzugt bei 0,3 mm.
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Es kann sich als nützlich erweisen, wenn die Neigungswinkel der Außenumfänge von wenigstens zwei Ringvorsprüngen in und/oder entgegen der Aufsteckrichtung der Leitung verschieden sind. Durch die Einstellung der Neigungswinkel der Außenumfänge der Ringvorsprünge gegenüber der Achse des Stutzens kann das Verhältnis zwischen Aufsteck- oder Einsteckkräften und Ab- oder Auszugskräften besonders genau eingestellt werden. Kleine Neigungswinkel in Aufsteckrichtung erleichtern den Aufsteck- oder Einsteckvorgang, während große Neigungswinkel entgegen der Aufsteckrichtung den Ab- oder Auszugsvorgang erschweren.
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Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn wenigstens ein Ringvorsprung einen wulstförmig gewölbten Außenumfang aufweist, wobei der Krümmungsradius im Bereich des maximalen Außenumfangs (bzw. im Bereich des Wölbungsrückens) vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 25%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10% des Außenumfangs des Stutzens liegt. Bei dieser Gestaltungsform lassen sich ähnliche Aufsteck- oder Einsteckkräfte und Ab- oder Auszugskräfte erzielen.
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Es kann sich als praktisch erweisen, wenn der Umfang des Stutzens an der Innenseite und zugleich an der Außenseite in und/oder entgegen der Aufsteckrichtung der Leitung zunimmt, wobei vorzugsweise der Umfang des Stutzens an der Innenseite und zugleich an der Außenseite ausgehend von der Mündung des Stutzens in Aufsteckrichtung der Leitung zunimmt und anschließend in Aufsteckrichtung der Leitung abnimmt, um (bei im Wesentlichen konstanter Wandstärke) an der Innenseite eine Sicke und an der Außenseite einen Ringvorsprung zu bilden. Dadurch kann der Aufsteck- oder Einsteckvorgang zusätzlich erleichtert werden.
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Es kann sich als zweckdienlich erweisen, wenn der Innenumfang des Stutzens auf der axialen Länge des Stutzens zwischen zwei benachbarten Ringvorsprüngen, vorzugsweise zwischen zwei beliebigen Ringvorsprüngen, konstant ist. Dadurch kann ein Fluid in der Leitung bspw. im Gegensatz zu einem Wellschlauch ungehindert fließen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn der Außenumfang des Stutzens zwischen zwei Ringvorsprüngen, vorzugsweise zwischen jeweils zwei benachbarten Ringvorsprüngen, konstant ist. Diese Gestaltungsform erleichtert die Herstellung des Stutzens.
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Es kann hilfreich sein, wenn zumindest einige der Ringvorsprünge Riffelbördel und/oder zumindest einige der Ringvorsprünge Tannenbaumbördel bilden. Derartige Bördelstrukturen haben sich in der praktischen Anwendung besonders bewährt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, umfassend einen Stutzen nach wenigstens einer der vorangegangenen Ausführungen und eine Leitung, wobei die Leitung dichtend auf den Einsteckabschnitt aufgesteckt ist und wenigstens einen der Ringvorsprünge in axialer Richtung des Stutzens übergreift. Dadurch wird die Leitung besonders sicher an dem Stutzen gehalten.
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Es kann nützlich sein, wenn der Stutzen und die Leitung unterschiedlich flexibel sind, wobei vorzugsweise die Leitung flexibler ist als der Stutzen, oder umgekehrt. Bei diesen Gestaltungsformen erleichtert sich der Aufsteck- oder Einsteckvorgang sowie der Ab oder Auszugsvorgang, da entweder die Leitung oder der Stutzen bei entsprechender Krafteinwirkung nachgibt.
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Es kann von Vorteil sein, wenn der Innenumfang der Leitung kleiner oder gleich dem Außenumfang des Stutzens ist. Dadurch liegt die aufgezogene Leitung unter Vorspannung an den Ringvorsprüngen und ggf. an der Außenseite des Stutzens an, so dass ein hohes Maß an Dichtheit erzielt werden kann.
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Ferner kann es sich als sinnvoll erweisen, wenn die Leitung mit einer Bandschelle auf dem Stutzen fixiert ist, wobei die Bandschelle vorzugsweise über wenigstens einem Ringvorsprung und/oder zwischen zwei Ringvorsprüngen angeordnet ist. Dadurch kann die Leitung-Stutzen-Verbindung zusätzlich gesichert werden.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich durch die Kombinationen der Merkmale der Unteransprüche.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Stutzens nach dem ersten Ausführungsbeispiel sowie eine daran anzuschließende Leitung, wobei die Ringvorsprünge des Stutzens wulstartig gewölbt sind.
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2 zeigt eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Stutzens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sowie eine daran anzuschließende Leitung, wobei einige der Ringvorsprünge des Stutzens keilringförmig ausgebildet sind und der erste und der letzte Ringvorsprung in Aufsteckrichtung der Leitung wulstartig gewölbt sind.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 1 erläutert.
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Der Stutzen 1 ist als Rohrstutzen für Kraftstoffsysteme aus einem im Wesentlichen starren Material wie Metall und/oder Kunststoff ausgebildet. Der Durchmesser des Stutzens 1 nimmt an der Innenseite 11 und der Außenseite 12 ausgehend vor der Mündung 10 des Stutzens 1 in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 zu und anschließend in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 ab, um an der Innenseite eine Sicke 13 und an der Außenseite einen Ringvorsprung 3 auszubilden. In einem hohlzylindrischen Bereich 14 des Stutzens 1 ist der Durchmesser D14 des Stutzens 1 an der Außenseite 12 und an der Innenseite 11 konstant. Der Innendurchmesser und Außendurchmesser des Stutzens 1 im Bereich 14 ist der nominale Innendurchmesser oder der nominale Außendurchmesser des Stutzens 1.
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Ein Einsteckabschnitt des Stutzens 1, auf den die Leitung 2 dichtend aufsteckbar ist, umfasst an der Außenseite mehrere Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 mit unterschiedlichen maximalen Außendurchmessern D3, D4, D5, D6, D7. Der Außendurchmesser D14 des Stutzens 1 im Bereich 14 ist zwischen jeweils zwei benachbarten Ringvorsprüngen 3, 4, 5, 6, 7 konstant. Die maximalen Außendurchmesser D3, D4, D5 bzw. D6, D7 der Ringvorsprünge 3, 4, 5 bzw. 6, 7 sind in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 aufeinanderfolgend größer, während die maximalen Außendurchmesser D5, D6 der Ringvorsprünge 5, 6 in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 aufeinanderfolgend kleiner sind. Die drei Ringvorsprünge 4, 5, 6 sind in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 in regelmäßigen Abständen (bezogen auf den axialen Abstand der maximalen Außendurchmesser) hintereinander angeordnet und bilden eine Gruppe, deren Ringvorsprung 5 mit dem größten Außendurchmesser D5 zwischen zwei Ringvorsprüngen 4, 6 mit kleineren maximalen Außendurchmessern D4, D6 angeordnet ist. Die maximalen Außendurchmesser D4, D6 der ersten und letzten Ringvorsprünge 4, 6 der Gruppe sind vorzugsweise identisch. In Aufsteckrichtung A folgt in größerem Abstand als dem regelmäßigen Abstand hinter der Gruppe der drei Ringvorsprünge 4, 5, 6 ein weiterer Ringvorsprung 7, der einen größeren maximalen Außendurchmesser D7 aufweist als der Ringvorsprung 5 mit dem größten Außendurchmesser D5 der Gruppe. Die Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 des Stutzens 1 sind im ersten Ausführungsbeispiel wulstartig 1 gewölbt und bilden sog. Riffelbördel.
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Die Krümmungsradien R3, R4, R5, R6, R7 im Bereich der maximalen Durchmesser D3, D4, D5, D6, D7 der Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 liegen vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 25%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10% des Außenumfangs des Stutzens 1. Der Außendurchmesser D14 des Stutzens 1 liegt bspw. im Bereich von 1 bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 mm, bevorzugt im Bereich von 5 bis 10 mm, besonders bevorzugt bei 8 mm. Bei einem Außendurchmesser D14 des Stutzens 1 von 8 mm betragen die Krümmungsradien R4, R5, R6, R7 bspw. 1,2 mm, die Krümmungsradien R71, R72 bspw. 1,5 mm, der Krümmungsradius R11 bspw. 0,5 mm und der Krümmungsradius R3 bspw. 2 mm. Die maximalen Außendurchmesser D4, D6 betragen bspw. 8,8 mm, der maximale Außendurchmesser D5 beträgt bspw. 9,3 mm, der maximale Außendurchmesser D7 beträgt bspw. 11 mm und der maximale Außendurchmesser D3 beträgt bspw. 8,7 mm. Die maximalen Außendurchmesser D3, D4, D5, D6 und D7 befinden sich in einem axialen Abstand X3 = 4,6 mm, X4 = 10,4 mm, X5 = 13,9 mm, X6 = 17,4 mm bzw. X7 = 24 mm von der Mündung 10 des Stutzens 1. Die Krümmungsradien R3, R4, R5, R6, R7, R11, R71, R72 und die maximalen Außendurchmesser D3, D4, D5, D6 und D7 verhalten sich vorzugsweise proportional zum Außendurchmesser D14 des Stutzens 1 und können um +/–20%, vorzugsweise +/–10%, bevorzugt +/–5% von den Verhältnissen zum Außendurchmesser D14 des Stutzens 1 abweichen, die aus den vorstehend genannten Werten errechenbar sind.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 2 erläutert.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 weisen die Ringvorsprünge 4, 5, 6 in Aufsteckrichtung A der Leitung 2 einen stetig zunehmenden und einen stetig abnehmenden Außenumfang auf, um an der Stelle des maximalen Außenumfangs D4, D5, D6 jeweils einen Grat zu bilden. Die Neigungswinkel α3, α4, α5, α6 der Außenumfänge der Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6 sind in Aufsteckrichtung A kleiner als die Neigungswinkel entgegen der Aufsteckrichtung A, so dass die Auf- bzw. Einsteckkräfte kleiner sind als die Ab- bzw. Auszugkräfte. Die Neigungswinkel α3, α4, α6 liegen bspw. bei 30° während der Neigungswinkel α5 bei ca. 40° liegt. In dieser Ausführung bilden die Ringvorsprünge 4, 5, 6 sog. Tannenbaumbördel. Bezüglich der übrigen Merkmale wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen und auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale verzichtet. Für identische Merkmale werden identische Bezugszeichen verwendet.
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Die bestimmungsgemäße Verwendung des Stutzens 1 sowie eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren und die vorstehende Beschreibung beschrieben. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung umfasst einen Stutzen 1 nach einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele und eine Leitung 2, die dichtend auf den Einsteckabschnitt 3 aufgesteckt ist, so dass sie die Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 in Achsrichtung des Stutzens 1 übergreift. Der Stutzen 1 und die Leitung 2 sind unterschiedlich flexibel, wobei bspw. die Leitung 2 flexibler ist als der Stutzen 1, oder umgekehrt. Üblicherweise ist die Leitung 2 ein flexibler Schlauch aus Kunststoff oder Gummi. Der Innendurchmesser D2 der Leitung 2 ist vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser D14 des Stutzens 1, um einen sicheren Halt auf dem Einsteckabschnitt 3 zu gewährleisten. Bei Bedarf kann die Leitung 2 mit einer Federbandschelle auf dem Stutzen 1 fixiert werden. Dabei kann die Federbandschelle über wenigstens einem der Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 und/oder zwischen zwei der Ringvorsprünge 3, 4, 5, 6, 7 angeordnet sein.
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In Laborversuchen hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stutzens 1 ein optimales Verhältnis zwischen Aufsteck- oder Einsteckkräften und Ab- oder Auszugskräften erreicht werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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