DE102005031210B4

DE102005031210B4 - Befestigungsvorrichtung für ein Luftleitungssystem

Info

Publication number: DE102005031210B4
Application number: DE102005031210.1A
Authority: DE
Inventors: Charles Bryan Peterson; Stephen Joseph Hamby; Milap Kanu Shah
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2025-07-02
Also published as: DE102005031210A1; US20060001266A1; US6994382B2

Abstract

Verbindungsvorrichtung (20) zum Verbinden eines Kunststoffschlauchs (22) mit einer gerippten schalldämpfenden Leitung (10), wie sie im Fahrzeugbau zum Einsatz kommt, wobei die gerippte Leitung (10) eine Mehrzahl von Windungen (12) aufweist, die durch einen Satz Erhebungen (14) und Vertiefungen (16) definiert werden, wobei die Verbindungsvorrichtung mehrere Vorsprünge (30) aufweist und wobei
a. die Vorsprünge (30) sich in Umfangsrichtung auf der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) entlang eines schneckenförmigen Pfades erstrecken, wobei Größe und Formgebung des Vorsprungs (30) für einen Eingriff mit zumindest einer Windung (12) der gerippten Leitung (10) ausgelegt sind; und
b. der Vorsprung (30) eine Dicke aufweist, die größer als eine durchschnittliche Breite einer Erhebung (14) oder gleich derselben ist;
c. die Erhebungen (14) und Vertiefungen (16) sich schneckenförmig um die Leitung (10) erstrecken;
d. der schneckenförmige Pfad nicht mehr als 360° umspannt;
e. der Vorsprung (30) eine Führungskante (36) und eine Nachlaufkante (38) umfasst, wobei als Führungskante (36) diejenige Kante des Vorsprungs (30) bezeichnet wird, die bei der Verschraubung von Schlauch (22) und gerippter Leitung (10) vorne liegt und als Nachlaufkante (38) diejenige Kante des Vorsprungs (30) bezeichnet wird, die bei der Verschraubung von Schlauch (22) und gerippter Leitung (10) hinten liegt; und
f. die Führungskante (36) einen Winkel mit der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) einschließt, der kleiner als oder gleich 45 Grad ist und dass die Nachlaufkante (38) einen Winkel von 90 Grad mit der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) einschließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen gerippte schalldämpfende Leitungen, wie sie gemeinhin in Luftleitungssystemen in Automobilen anzutreffen sind, und im Besonderen betrifft sie eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Kunststoffschlauchs mit einer gerippten schalldämpfenden Leitung.
Gerippte schalldämpfende Leitungen werden gemeinhin in den Lüftungssystemen von Automobilen verwendet. Diese gerippten Leitungen sind aus einer Reihe von Windungen gebildet, die ein spiralförmiges Muster schaffen, das sehr dem Gewinde an einer Schraube. Die Rippung weist zahlreiche Windungen auf, und eine Windung besteht aus einer vollen Erhebung und einer vollen Vertiefung, die parallel zueinander liegen. Diese Struktur ist klar ersichtlich in 1, die eine gerippte schalldämpfende Leitung 10 darstellt, die eine Reihe von Windungen 12 aufweist, die durch abwechselnde Erhebungen 14 und Vertiefungen 16 definiert werden. Die Windungen sind in einem Neigungswinkel Θ_D angeordnet. Eine schalldämpfende Leitung der Marke Sonoflex™ wird zum Beispiel von West Akron, 571 Kennedy Rd., Akron, Ohio, hergestellt.
Leider werden diese gerippten schalldämpfenden Leitungen mit einer Anzahl von Windungen hergestellt, die für eine vorgegebene Strecke D entlang der Länge des Schlauchs variiert. Somit variiert ebenfalls das „Gewindemuster“. Weiterhin kann die Größe jeder Erhebung oder Vertiefung ebenfalls innerhalb bestimmter Toleranzen variieren. Dementsprechend verbindet die Automobilindustrie traditionell zylindrische Kunststoffschläuche mit gerippten schalldämpfenden Leitungen durch den Einsatz von Klebstoffen, Klammern, Nieten, Klemmen, plastischen Aufformverfahren oder einer Kombination derselben. Diese traditionellen Verbindungsvorrichtungen werden zwar der Varianz der Windungen und Gewindemuster gerecht, sie erfordern jedoch zusätzliche Materialien, Spezialausrüstungen und -werkzeuge für die Verbindung und Installation, zu erhöhtem Arbeitsaufwand und zu höheren Kosten für die Schaffung einer zuverlässigen, wasserdichten Verbindung.
Aus der DE 101 39 899 A1 ist eine Kunststoffwellenanordnung mit einem ersten bevorzugt zylindrischen Rohrkörper und einem zweiten bevorzugt zylindrischen Rohrkörper bekannt, wobei jeweils ein Anschlussteil einem der Rohrkörper zugeordnet ist und das eine Anschlussteil eine Eingriffserstreckung und das andere Anschlussteile einen Haltebereich umfasst.
Die US 4,457,544 offenbart eine Verbindungsvorrichtung für elektrische Leitungen, wobei die gerippte Leitung mehrere Windungen aufweist, die durch einen Satz, sich schneckenförmig um die Leitung erstreckende Erhebungen und Vertiefungen definiert werden. Die Verbindungsvorrichtungen umfasst mehrere Vorsprünge, die für einen Eingriff mit zumindest einer Windung der gerippten Leitung ausgelegt sind. Die Vorsprünge definieren mehrere Gewindegänge.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an der Bereitstellung einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Kunststoffschlauchs mit einer gerippten schalldämpfenden Leitung, die der Varianz der Windungen und Gewindemuster gerecht wird, während sie den Materialaufwand, erforderlichen Spezialausrüstungen und -werkzeuge, den Arbeitsaufwand und die Kosten für die Herstellung einer zuverlässigen Verbindung minimiert.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Kunststoffschlauchs mit einer gerippten schalldämpfenden Leitung bereit, die der Varianz der Windungen und Gewindemuster gerecht wird, während sie gleichzeitig die erforderlichen Materialien, Spezialausrüstungen oder -werkzeuge, den Arbeitsaufwand und die Kosten für die Herstellung einer zuverlässigen Verbindung minimiert. Die Verbindungsvorrichtung schließt zumindest einen Vorsprung ein, der sich umfänglich um die Außenfläche des Kunststoffschlauchs erstreckt. Jeder Vorsprung ist in seiner Größe und Struktur für den Eingriff mit einer Windung der gerippten Leitung ausgelegt.
Vorzugsweise weist jeder Vorsprung eine Breite auf, die größer ist als die durchschnittliche Breite einer Erhebung. Jeder Vorsprung weist vorzugsweise eine Höhe auf, die größer als die Höhe einer Erhebung oder gleich derselben ist. Jeder Vorsprung schließt vorzugsweise eine Führungskante und eine Nachlaufkante ein, die durch die relative Drehung des Schlauches und der gerippten Leitung während des Zusammenbaus definiert sind. Die Führungskante ist vorzugsweise in einem Winkel ausgerichtet, der kleiner als oder gleich 45° ist, um den Zusammenbau des Schlauchs und der gerippten Leitung zu erleichtern. Die Nachlaufkante ist vorzugsweise in einem Winkel von zirka 90° ausgerichtet, um eine Trennung des Schlauchs und der gerippten Leitung zu erschweren. Jeder Vorsprung erstreckt sich vorzugsweise in Umfangsrichtung um den Schlauch, in einem Neigungswinkel, der in etwa dem durchschnittlichen Neigungswinkel der Windungen der gerippten Leitung entspricht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich jeder Vorsprung weniger als 360° um den Schlauch. Wenn mehrere Vorsprünge zum Einsatz kommen, ist jeder Vorsprung vorzugsweise entlang eines schneckenförmigen Pfads ausgerichtet. Jeder Vorsprung kann sich umfänglich über verschiedene Strecken um den Schlauch erstrecken. Zum Beispiel kann ein erster Satz Vorsprünge zirka 10° umspannen, während ein zweiter Satz Vorsprünge zirka 35° umspannen kann. Die mehreren Vorsprünge sind vorzugsweise äquidistant um den Schlauch angeordnet.
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung integriert und Bestandteil derselben sind, veranschaulichen mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundgedanken der Erfindung. Es zeigt:

1: eine Seitenansicht, zum Teil als Schnittansicht und zum Teil vergrößert, einer gerippten schalldämpfenden Leitung nach dem Stand der Technik;
2: eine Perspektivansicht eines Kunststoffschlauchs, der die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung aufweist,
3: eine Seitenansicht des Kunststoffschlauchs mit der Verbindungsvorrichtung, die in 2 dargestellt ist; und
4: eine Aufsicht auf den Kunststoffschlauch und der Verbindungsvorrichtung, die in 2 und in 3 dargestellt sind.

Unter Bezugnahme auf die Abbildungen zeigen 2, 3 und 4 verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 20, die auf einen Kunststoffschlauch 22 ausgebildet ist. Die Verbindungsvorrichtung 20 ist so gestaltet, dass sie eine zuverlässige Verbindung des Kunststoffschlauchs 22 mit der gerippten schalldämpfenden Leitung 10 schafft, die in 1 dargestellt ist. Der Kunststoffschlauch 22 schließt im Allgemeinen ein freies Ende 28 ein und ist zylindrisch und definiert eine Innenfläche 26 und eine Außenfläche 28. Die Größe des Kunststoffschlauchs 22 ist so ausgelegt, dass er in die gerippte Leitung 10 hineinpasst, und somit ist die Größe des Außendurchmessers des Schlauchs 22 so ausgelegt, dass er in den Innendurchmesser der gerippten Leitung 10 hineinpasst, der durch die Vertiefungen 16 der Windungen 12 definiert wird. Der Fachmann erkennt, dass der Kunststoffschlauch 22 auch so gestaltet sein könnte, dass er über die gerippte Leitung 10 passt und daher einen Innendurchmesser aufweisen würde, der größer ist als der Außendurchmesser der Leitung 10. Gleichermaßen würde dann die Verbindungsvorrichtung 20 auf der Innenfläche 26 des Schlauchs 22 ausgebildet werden. Wie in 2 - 4 ersichtlich ist, ist die dargestellte Verbindungsvorrichtung 20 auf der Außenfläche 28 des Kunststoffschlauchs 22 ausgebildet.
Die Verbindungsvorrichtung 20 schließt im Allgemeinen einen Vorsprung oder mehrere Vorsprünge 30 ein, die sich radial von der Außenfläche 28 des Kunststoffschlauchs 22 erstrecken. Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, sind vier Vorsprünge 30a, 30b, 30c, 30d (4) dargestellt. Jeder Vorsprung 30 ist in seiner Größe und Struktur für den Eingriff mit einer Windung 12 der gerippten Leitung 10 ausgelegt, wie nachstehend detaillierter beschrieben wird. Wenn mehrere Vorsprünge 30 eingesetzt werden, z. B (wie in den Abbildungen gezeigt) sind die Vorsprünge 30 vorzugsweise äquidistant um den Schlauch 22 angeordnet.
Die Verbindungsvorrichtung 20 kann ebenfalls einen oder mehrere Anschlagkeil(e) 32 umfassen, die sich ebenfalls radial von der Außenfläche 28 des Kunststoffschlauchs 22 erstrecken. Es sind zwei Anschlagkeile 32 dargestellt, die einander diametral gegenüberliegen. Jeder Anschlagkeil 32 schließt eine axiale Frontfläche 34 ein, die sich in einer vorbestimmten Entfernung vom freien Ende 24 des Schlauchs 22 befindet, um den Überlapp zwischen der Leitung 10 und dem Schlauch 22 zu begrenzen. Jeder Anschlagkeil 32 weist vorzugsweise eine Höhe auf, die größer ist als die Höhe H oder Vorsprünge 30.
Wie am besten in 3 und 4 ersichtlich ist, liegen der erste und dritte Vorsprung 30a, 30c einander diametral gegenüber, während der zweite und vierte Vorsprung 30b, 30d einander ebenfalls diametral gegenüber liegen. Wie aus 4 ersichtlich ist, erstrecken sich der erste und dritte Vorsprung 30a, 30c umfänglich über eine geringere Strecke um den Schlauch 22 als sich der zweite und vierte Vorsprung 30b, 30d umfänglich um den Schlauch 22 erstrecken. Vorzugsweise umspannen der erste und dritte Vorsprung 30a, 30c zirka 10°, während der zweite und vierte Vorsprung 30b, 30d zirka 35° umspannen. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass jede beliebige Anzahl von Vorsprüngen eingesetzt werden kann, einschließlich eines einzigen Vorsprungs, der dann den Umfang des Schlauchs 22 einmal oder mehrmals umspannen würde.
Wie am besten in 4 ersichtlich ist, schließt jeder Vorsprung 30 vorzugsweise eine Führungskante 36 und eine Nachlaufkante 38 ein. Die Begriffe „Führung“ und „Nachlauf“ werden im Kontext der relativen Drehung der gerippten Leitung 10 und des Kunststoffschlauchs 22 zueinander benutzt. Bei einer Relativdrehung führt eine Kante des Vorsprungs 30, während die gegenüberliegende Kante des Vorsprungs 30 im Nachlauf zur führenden Kante ist. Die Führungskante 36 ist so ausgelegt, dass sie einen Winkel mit der Außenfläche 28 des Schlauchs 22 einschließt, insbesondere mit einer Tangente, die sich in der Mitte jedes Vorsprungs 30 befindet. Die Führungskante 36 schließt einen Winkel von zirka 45° mit der Tangente ein, sie kann jedoch in jedem Winkel zwischen zirka 15° und 75° ausgerichtet sein. Die in einem Winkel ausgerichtete Führungskante 36 der Vorsprünge 30 erleichtert den Zusammenbau insbesondere die Verschraubung, der gerippten Leitung 10 und des Kunststoffschlauchs 22 und die Verbindung zwischen ihnen.
Im Gegensatz zu der Führungskante 36 schließt die Nachlaufkante 38 der Vorsprünge 30 einen Winkel von zirka 90° mit der Tangente ein. Jedoch kann von dieser Ausrichtung um zirka 10° abgewichen werden, wie der Fachmann verstehen wird. Die stumpfe Nachlaufkante 38 ist somit so gestaltet, dass sie das Trennen der gerippten Leitung 10 und des Schlauchs 22 erschwert, um eine unerwünschte Trennung durch Lösen der Verschraubung zu verhindern. Die Gestaltung der Nachlaufkanten 38 kann jedoch das unerwünschte Trennen der gerippten Leitung 10 und des Kunststoffschlauchs 22 nicht vollständig verhindern.
Wie am besten in 3 ersichtlich ist, sind die Haltevorsprünge 30a, 30b, 30c, 30d entlang eines Neigungswinkels Θ_T ausgerichtet. Der Neigungswinkel der Vorsprünge 30 ist so ausgelegt, dass er extra dem durchschnittlichen Neigungswinkel Θ_D der Windungen 12 entspricht, welche die gerippte Leitung 10 ausbilden. Prinzipiell bildet der eine oder die mehreren Vorsprung/Vorsprünge 30 im Wesentlichen einen einzigen Gewindegang, der jede der Windungen 12 durchqueren kann, ungeachtet ihrer Schwankungen beim Neigungswinkel Θ_D. Gleichermaßen ist beim Einsatz von mehreren Vorsprüngen 30, die nicht mehr als 360° umspannen, keine übermäßige Kraft erforderlich, um die gerippte Leitung 10 und den Kunststoffschlauch 22 relativ zueinander zu drehen.
Wie ebenfalls in 3 ersichtlich ist, hat jeder Vorsprung 30 eine Dicke T. Die Dicke T jedes Vorsprungs 30 ist vorzugsweise größer als die durchschnittliche Breite einer Erhebung 14 einer Windung 12 oder gleich derselben. Am besten weisen die Vorsprünge eine Dicke auf, die zumindest 150 % größer ist als die durchschnittliche Dicke einer Erhebung 14. Auf diese Weise gelangt jeder Vorsprung 30 in Reibungseingriff mit den Seitenwänden, welche die Erhebung 14 ausbilden, und schafft eine zuverlässige Verbindung. Nach dem Zusammenbau bewirkt jeder Vorsprung 30, dass sich der entsprechende Bereich einer Erhebung 14 verformt und erweitert, um den Vorsprung 30 aufzunehmen. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Verbindung ausgebildet.
Jeder Vorsprung 30 hat ebenfalls eine durchschnittliche Höhe H, welche eine Strecke repräsentiert, um die sich der Vorsprung 30 radial über die Außenfläche 28 des Schlauchs 22 erhebt. Vorzugsweise ist die Höhe H jedes Vorsprungs 30 größer als die Höhe einer Erhebung 14 oder gleich derselben. Somit bewirkt die Höhe H jedes Vorsprungs 30, dass sich die Erhebung 14 im entsprechenden Bereich verformt und vergrößert, um jeden Vorsprung 30 aufzunehmen. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Verbindung zwischen der gerippten Leitung 10 und dem Kunststoffschlauch 22 ausgebildet.
Anhand der vorstehenden Ausführungen wird der Fachmann erkennen, dass die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 20 so ausgebildet ist, dass sie den Schwankungen der Windungen 12 und des Gewindemusters der gerippten Leitung 10 gerecht wird. Gleichzeitig eliminiert die Verbindungsvorrichtung 20 die Notwendigkeit der Verwendung von Klebstoffen, Klammern, Nieten, Klemmen oder Aufformverfahren und minimiert dadurch die Materialien, Spezialausrüstungen oder -werkzeuge, den Arbeitsaufwand und die Kosten, die für die Herstellung einer zuverlässigen Verbindung zwischen der gerippten Leitung 10 und einem Kunststoffschlauch 22 erforderlich sind.

Claims

Verbindungsvorrichtung (20) zum Verbinden eines Kunststoffschlauchs (22) mit einer gerippten schalldämpfenden Leitung (10), wie sie im Fahrzeugbau zum Einsatz kommt, wobei die gerippte Leitung (10) eine Mehrzahl von Windungen (12) aufweist, die durch einen Satz Erhebungen (14) und Vertiefungen (16) definiert werden, wobei die Verbindungsvorrichtung mehrere Vorsprünge (30) aufweist und wobei a. die Vorsprünge (30) sich in Umfangsrichtung auf der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) entlang eines schneckenförmigen Pfades erstrecken, wobei Größe und Formgebung des Vorsprungs (30) für einen Eingriff mit zumindest einer Windung (12) der gerippten Leitung (10) ausgelegt sind; und b. der Vorsprung (30) eine Dicke aufweist, die größer als eine durchschnittliche Breite einer Erhebung (14) oder gleich derselben ist; c. die Erhebungen (14) und Vertiefungen (16) sich schneckenförmig um die Leitung (10) erstrecken; d. der schneckenförmige Pfad nicht mehr als 360° umspannt; e. der Vorsprung (30) eine Führungskante (36) und eine Nachlaufkante (38) umfasst, wobei als Führungskante (36) diejenige Kante des Vorsprungs (30) bezeichnet wird, die bei der Verschraubung von Schlauch (22) und gerippter Leitung (10) vorne liegt und als Nachlaufkante (38) diejenige Kante des Vorsprungs (30) bezeichnet wird, die bei der Verschraubung von Schlauch (22) und gerippter Leitung (10) hinten liegt; und f. die Führungskante (36) einen Winkel mit der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) einschließt, der kleiner als oder gleich 45 Grad ist und dass die Nachlaufkante (38) einen Winkel von 90 Grad mit der Außenfläche (28) des Kunststoffschlauchs (22) einschließt.
Verbindungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (30) eine Dicke aufweist, die zumindest 150 % größer ist als die durchschnittliche Dicke einer Erhebung (14).
Verbindungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (30) eine Höhe aufweist, die größer als die Höhe einer Erhebung (14) oder gleich derselben ist.
Verbindungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (30) eine Höhe aufweist, die größer ist als eine Höhe der Erhebung, dergestalt dass der Vorsprung (30) gegen die Innenfläche der gerippten Leitung (10) drückt, wenn der Kunststoffschlauch (22) mit der gerippten schalldämpfenden Leitung (10) verbunden ist.