DE60008923T2 - Verbindungsvorrichtung mit geringer permeabilität - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere eine Schnellverbindung, die mit Mitteln versehen ist, um das Entweichen in die Atmosphäre von durch die Verbindung hindurchfließenden Produkten oder bestimmten Bestandteilen derselben im Hinblick auf bestehende oder künftige Bestimmungen und Vorschriften auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge innerhalb zulässiger Grenzen zu halten.
• In den Kraftfahrzeugmotoren werden die Fluide (Kraftstoff, Kühlflüssigkeit, Klimaflüssigkeit, Servolenkungsflüssigkeit, Scheibenwaschflüssigkeit...) durch Rohrleitungen transportiert, ausgehend von Pumpen und Tanks/Behältern und zu denselben zurück, durch Leitungen aus Kunststoff, die man an diese funktionellen Elemente mit Hilfe verschiedener Verbindungsvorrichtungen anschließt.
• Das Dokument US-A-5 468 028 offenbart eine Schnellverbindung, bei der ein Rohr direkt in eine einseitig geschlossene, ringförmige Aufnahme eines Ansatzstückes eingefügt wird.
• Um diese Verbindungen zu gewährleisten, neigt man heutzutage dazu, als "Schnellverbindungen" bezeichnete Verbindungsmittel zu verwenden, die aus starren Ansatzstücken komplementärer Form bestehen, ein fest mit der Leitung und ein fest mit dem funktionellen Element verbundenes Ansatzstück, die ineinandergesteckt und durch eine Art Automatikverschluss miteinander in Eingriff gehalten werden.
• Zwangsläufig sind zwischen diesen Ansatzstücken funktionelle Spielräume vorhanden, damit sie leicht und insbesondere ohne den Einsatz von Werkzeugen verbunden und gelöst werden können, und es empfiehlt sich, diese Spielräume abzudichten, um Leckflüssigkeiten zu vermeiden.
• Die verwendeten Abdichtelemente sind gegenüber den transportierten Flüssigkeiten relativ wirksam, jedoch enthalten diese Flüssigkeiten zahlreiche Bestandteile, von denen einige sehr flüchtig sind und sich über die angebrachte Abdichtung hinwegsetzen. Folglich ist der Fluidkreis an dieser Stelle durchlässiger als anderswo, und gerade in diesen Verbindungsbereichen stellt man eine hohe Emissionsrate in Richtung Atmosphäre fest, und diese Emission macht den ge samten Kreis ungeeignet dafür, die vorgeschriebenen Normen oder Empfehlungen einzuhalten.
• Durch die vorliegende Erfindung will man diesen Nachteil umgehen, indem man die Verbindungsvorrichtungen mit Mitteln versieht, um die Emissionen umweltschädlicher Produkte (insbesondere Kohlenwasserstoffe) in ihrem Bereich zu kontrollieren.
• Zu diesem Zweck ist das Ziel der Erfindung folglich eine Verbindungsvorrichtung mit geringer Permeabilität zum Verbinden eines ersten Ansatzstückes, das ein Rohr verlängert, mit einem zweiten Ansatzstück, das von der Wand eines Elementes getragen wird, mit dem das Rohr verbunden wird, wobei das zweite Ansatzstück aus zwei konzentrischen Wänden besteht, die zwischen sich eine einseitig geschlossene ringförmige Aufnahme zur Aufnahme des ersten Ansatzstückes begrenzen, während sich ein Dichtungselement zwischen der Innenfläche der äußersten Wand des zweiten Ansatzstückes und der Außenfläche des ersten Ansatzstückes erstreckt, während die Innenfläche des ersten Ansatzstückes mit der Außenfläche der innersten Wand des zweiten Ansatzstückes in Kontakt steht, wenn dieses erste Ansatzstück in der oben genannten Aufnahme angeordnet ist.
• Selbstverständlich setzt man voraus, daß die innere Wand des zweiten Ansatzstückes auf relativ dichte Weise mit der Innenfläche der Wand des ersten Ansatzstückes zusammenwirkt, wie bei jeder Verbindung mittels einer Dichtung oder nicht. Die erfindungsgemäße Anordnung ist derart, daß die Aufnahme, die zwischen den beiden Wänden des zweiten Ansatzstückes das erste Ansatzstück aufnimmt, eine Kammer zum Einschluß von Emissionen von Produkten bildet, die die erste Abdichtung durchdringen. In dieser Kammer liegen die Produkte, die dazu neigen zu entweichen, in Form von Dampf vor und können sich niederschlagen. Ihr Druck ist deutlich geringer als der Druck, der in der Leitung herrscht, die die beiden Ansatzstücke durchsetzt, so daß die Neigung dieser Produkte, nach außen zu entweichen, viel geringer als im Bereich der ersten Dichtung ist. Dieser Neigung kann dann durch Dichtungen entgegengewirkt werden, die viel wirksamer sind als diejenigen, die in den bekannten Kupplungen oder Verbindungsvorrichtungen eingesetzt werden.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann man vorsehen, daß sich das einseitig geschlossene Ende der ringförmigen Aufnahme vollkommen auf einer Seite der Wand des Elementes befindet, das das zweite Ansatzstück trägt und vorzugsweise auf der Seite seiner Innenfläche, so daß für den Fall, daß die Wand dieser Aufnahme durchlässig ist (da sie aus synthetischem Material ist und da jedes synthetische Material für Kohlenwasserstoffe oder andere alkoholische Produkte, die in den Kraftfahrzeugfluiden enthalten sind, durchlässig ist), die Produkte, die diese Wand durchdringen, zum Innenraum des funktionellen Elements, sei es ein Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe ..., zurückkehren werden. Auf diese Weise findet eine Art Recycling der Produkte statt, die gewöhnlich dazu neigen, in die Atmosphäre zu entweichen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehend beispielhaft angegebenen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung einer prinzipiellen Ausgestaltung der Erfindung im Längsschnitt,
• 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung in auseinandergezogener Darstellung,
• 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im verbundenen Zustand.
• In 1 hat man mit 1 die Wand eines funktionellen Elements bezeichnet, das beispielsweise ein Tank/Behälter, eine Pumpe .... sein kann, an den bzw, die ein Rohr 2 angeschlossen werden soll. Dieses Rohr 2 ist durch ein starres Ansatzstück 3 verlängert, mit dem es mittels irgendeiner bekannten Vorrichtung fest verbunden ist, wie z. B., so wie dies auch dargestellt ist, durch ein Aufpressen unter Krafteinsatz auf ein Endstück 4 mit Sägezahnprofil.
• Dieses Ansatzstück 3, das selbstverständlich einen axialen inneren Durchlaß 5 hat, endet entgegengesetzt zu dem Endstück 4 mit Sägezahnprofil mit einer ringförmigen Wand 6, die von einer Innenfläche 7 und einer Außenfläche 8 begrenzt wird. Im vorliegenden Fall sind die Flächen 7 und 8 koaxial zum zentralen Durchlaß 5 des Ansatzstückes dargestellt, aber dieses Ansatzstück kann ebenso ein gekrümmtes Ansatzstück und seine Flächen in bezug auf diesen Durchlaß anders ausgerichtet sein.
• Die Wand 1 des funktionellen Elements hat ebenfalls ein Ansatzstück 10, das zwei konzentrische Wände 11, 12 umfaßt, die zwischen sich eine einseitig geschlossene Aufnahme 13 zur Aufnahme des Abschnittes 6 des Ansatzstückes 3 begrenzen, wobei diese Aufnahme dann von einer Bodenwand 14 verschlossen ist. Die innere Wand 12 des Ansatzstückes 10 weist eine Außenfläche 12a auf; die äußere Wand 11 des Ansatzstückes 10 weist eine Innenfläche 11a auf. Zwischen der Außenfläche 8 des Ansatzstückes 3 und der Innenfläche 11a der Wand 11 des Ansatzstückes 10 hat man ein Dichtungselement 15 angeordnet, von dem eine besondere Ausführungsform anhand der folgenden Figuren beschrieben wird. Mit oder ohne eine Dichtung ist das Zusammenwirken der Außenfläche 12a der inneren Wand 12 und der Innenfläche 7 des Abschnittes 6 des Ansatzstückes 3 ein dichtes Zusammenwirken. Handelt es sich bei der Kopplung nicht um eine Kopplung mit Momentverbindung durch einfaches Zusammenschieben der beiden Ansatzstücke, kann das Zusammenwirken zwischen den Flächen 12a und 7 beispielsweise mittels eines Außengewindes und eines Innengewindes erfolgen, wobei zwischen den beiden Teilen eine Dichtung angeordnet wird. Im Falle einer Schnellverbindung kommt dieses Zusammenwirken mittels einer weiteren Dichtung zustande, von der man in den folgenden Figuren ein Ausführungsbeispiel sehen wird.
• Wie das Ansatzstück 3 hat das Ansatzstück 10 einen inneren Durchlaß 16 für Fluid, das von dem Rohr 2 zum funktionellen Element oder in die umgekehrte Richtung fließt. Die Stelle größter Permeabilität des Hydraulikkreises, der von dieser Verbindung betroffen ist, ist selbstverständlich der Zwischenraum, der zwischen den Flächen 12a und 7 vorhanden ist. Es versteht sich, daß infolge der Erfindung dieser Raum in die einseitig geschlossene Aufnahme 13 mündet, die eine Kammer zum Einschluß und zur Ansammlung des Produktes bildet, das sich über die Abdichtung zwischen den beiden Flächen 12a und 7 hinwegsetzen konnte. In diesem Einschluß hat das Produkt einen niedrigeren Druck als in der Rohrleitung, die es befördert, so daß das Dichtungssystem 15 viel wirksamer ist als ein gleiches System, das zwischen den Flächen 7 und 12a angeordnet wäre. Folglich kann das Produkt in dieser Aufnahme 13 stehen, und wenn die Wand 11, 12, 14 der Aufnahme 13 durchlässig ist, kann es durch diese Wand hindurch abfließen. Daher ist es von Vorteil vorzusehen, daß das Ansatzstück 10 auf der Seite der Wand 1 des funktionellen Elements ausgebildet wird, die relativ zu diesem Element innen liegt, wenn es sich beispielsweise um einen Tank/Behälter oder um eine Pumpe handelt, derart, daß das Produkt, das die einseitig geschlossene Aufnahme 13 durch ihre Wand hindurch verläßt, eher in das funktionelle Element zurückkehrt als in die Atmosphäre zu entweichen.
• In den 2 und 3 betrifft das gezeigte Ausführungsbeispiel eine Verbindungsvorrichtung nach Art einer Schnellverbindung. Die bereits in bezug auf die 1 beschriebenen Bestandteile dieser Vorrichtung haben die gleichen Bezugszeichen.
• Das Ansatzstück 10 ist hier in Form eines Teiles gezeigt, das von dem funktionellen Element, das mit demselben versehen werden soll, getrennt ist, wobei das getrennte Teil auf jede bekannte Weise wie Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Rotations-Reibungsschweißen oder Kleben usw. an diesem funktionellen Element angebracht werden kann (an einer Wand 1 desselben, die in 3 mit strichpunktierter Linie schematisch dargestellt ist). Das Ansatzstück 10 hat folglich einen Abschnitt, der sich auf einer Seite dieser Wand 1 befindet und im wesentlichen die einseitig geschlossene Aufnahme 13 folglich im Inneren des funktionellen Elements bildet, während ein dieser Aufnahme 13 entgegengesetzter Abschnitt außerhalb dieser Wand 1 vorsteht und auf bekannte Weise eine elastische Klammer 17 trägt, deren Schenkel in Schlitze 18 im Ansatzstück 10 eindringen, um elastische Riegel für das Ansatzstück 3 zu bilden, wenn es in dieses Ansatzstück 10 eingepreßt wird. Die Schenkel der Klammer 17 werden nämlich zunächst durch den konischen Abschnitt der Fläche 8 des Ansatzstückes 3 bei dem Vorbeigleiten derselben an ihnen im Bereich der Schlitze 18 auseinandergedrückt, worauf, nach der Dichtung 15, diese Schenkel dann elastisch ins Innere einer Nut 19 zurückfedern, die in dem Ansatzstück 3 vorgesehen ist.
• In diesen 2 und 3 erkennt man, daß das Dichtungselement 15 aus einem Elastomer gebildet ist, das in einer Außennut in der Fläche 8 des Ansatzstückes 3 untergebracht ist. Auf gleiche Weise ist ein Dichtungselement 20 vorhanden, das aus einem Elastomer gebildet ist, das in einer Nut untergebracht ist, die in der Innenfläche 7 dieses Ansatzstückes 3 ausgebildet ist. Vorzugsweise wird das Ansatzstück 3 in einem Einspritzvorgang mit zwei Materialien hergestellt, so daß die Dichtungen 15 und 20 einstückig mit dem Ansatzstück 3 ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Verbindungsvorrichtung mit geringer Permeabilität zum Verbinden eines ersten Ansatzstückes (3), das ein Rohr (2) verlängert, mit einem zweiten Ansatzstück (10), das von der Wand (1) eines Teiles getragen wird, mit dem das Rohr (2) verbunden wird, wobei das zweite Ansatzstück (10) aus zwei im wesentlichen konzentrischen (11, 12) Wänden besteht, die zwischen sich eine einseitig geschlossene ringförmige Aufnahme (13) zur Aufnahme des ersten Ansatzstückes (3) begrenzen, und wobei sich ein Dichtungselement (15) zwischen der Innenfläche (11a) der äußersten Wand (11) des zweiten Ansatzstückes und der Außenfläche (8) des ersten Ansatzstückes erstreckt, während die Innenfläche (7) des ersten Ansatzstückes mit der Außenfläche (12a) der innersten Wand (12) des zweiten Ansatzstückes in Kontakt steht, wenn dieses erste Ansatzstück in der oben genannten Aufnahme (13) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ansatzstück (3) in der Aufnahme (13) des zweiten Ansatzstückes (10) einen freien Raum zum Einschluß von Leckflüssigkeiten begrenzt, die zwischen der Innenwand der Aufnahme und dem ersten Ansatz auftreten.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenfläche (7) des ersten Ansatzstückes (3) und der Außenfläche (12a) der innersten Wand (12) des zweiten Ansatzstückes ein Dichtungselement (20) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende der ringförmigen Aufnahme (13) von der Innenfläche der Wand (1) des Teils vorsteht, das das zweite Ansatzstück (10) trägt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (17, 18, 19) umfaßt, die das demontierbare Halten der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Ansatzstück sicherstellen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ansatzstück (10) ein Element ist, das an der Wand (1) des Teiles durch irgendwelche bekannte Verbindungsmittel angefügt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ansatzstück mindestens eine Dichtung (20) umfaßt, die zur Innenwand (12) des zweiten Ansatzstückes gerichtet ist, sowie mindestens eine Dichtung (15), die zur Außenwand (11) des zweiten Ansatzstückes gerichtet ist, wobei das erste Ansatzstück (3) und die Dichtungen (15) einstückig in einem Einspritzvorgang mit zwei Materialien ausgebildet wurden.