SEALED PIPE ATTACHMENT DEVICE FOR A PIPE-RETAINING PLATE OPENING

Abstract: 1. A device for the sealed fastening of a pipe (2) in the opening of a pipe-supporting plate (3), comprising a sleeve (4) of flexible material, which sleeve is inserted in the gap between the pipe and the opening, bears against the pipe-supporting plate (3) by a flange arranged at the front, is thickened in its rearward part to form a bead exceeding the width of the gap and, under pretension, bears against opposite wall regions of the opening and of the pipe (2), the sleeve (4) being made of an elastomeric material and being provided in the region beyond the bead with an extension which has an internal diameter slightly smaller than the diameter of the pipe (2), characterised in that the opening conically widens in the rearward direction in the region of the axial extent of the bead (6, 7), and that the extension is a ring membrane (5).

Description: Vorrichtung zur dichten Befestigung eines Rohres in der tiffnung einer Rohrhalteplatte Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dichten Befestigung eines Rohres in der Öffnung einer Rohrhalteplatte, bestehend aus einer in den Spalt zwischen Rohr und Öffnung eingefügten Hülse aus elastischem Material, die mit einem vorderseitig angeordneten Flansch an der Rohrhalteplatte anliegt, die im rückwärtigen Teil zu einem die Breite des Spaltes übersteigenden Wulst verdickt ist und die dadurch unter einer elastischen Vorspannung an einander gegenüberliegenden Wandungsbereichen der:Uffnung und des Rohres anliegt. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 30 02 140 bekannt. Sie besteht aus Kunststoff und damit aus einem Werkstoff, der nur eine sehr geringe Elastizität aufweist. Die Nachgiebigkeit ist dementsprechend gering und erfordert die Einhaltung hochpräzisier Masstoleranzen sowohl bei der Herstellung der eigentlichen Vorrichtung als auch bei der Herstellung der abzudichtenden Teile. Hohe Fertigungskosten sind hiervon die Folge. Sie gefährden ebenso wie die benötigte hohe Oberflächengüte eine wirtschaftliche Anwendung. Betriebsbedingt eingeleitete Schwingungen führen häufig zu vorzeitigem Ausfall. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daG vergleichbare Nachteile nicht mehr auftreten. Zusätzlich soll ein fester Sitz des in der Rohrhalteplatte gelagerten Rohres auch dann gewährlei#stet sein, wenn Schwingungen einer wechselnden Frequenz eingeleitet werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug. Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus einem üblichen elastomeren Dichtungswerkstoff, beispielsweise aus Nitrilbutadien-Kautschuk, A#thylen-Propylen-Terpolymer- Kautschuk, Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Kautschuk, Acryinitril-Chloropren-Kautschuk oder Epichlorhydrin¯ Kautschuk. Die Härte liegt etwa im Bereich zwischen 30 und 80 Shore A. Werkstoffe dieser Art sind kostengünstig verfügbar. Sie lassen sich durch an sich bekannte Verfahren kostengünstig in die gewünschte Gestalt überführen. Die Vorrichtung liegt zumindest mit dem vorderseitigen Flansch an der Rohrhalteplatte sowie mit der Aussenseite des Wulstes an der sich in rückwärtiger Richtung erweiternden Kegelfläche der tiffnung an. Sie ist dadurch im eingebauten Zustand nahezu unverschiebbar und bewirkt eine gute axiale Festlegung des aufgenommenen Rohres. Dieses wird mindestens von der Innenseite des Wulstes sowie der Innenseite der Ringmembrane berührt. Letztere hat nur eine sehr geringe radiale Dicke. Der Druck des abgedichteten Mediums trägt daher unmittelbar zur Anpressung der Ringmembrane gegen den Aussendurchmesser des Rohres bei, woraus neben der guten axialen Festlegung ein gutes Abdichtungsergebnis resultiert. Die Flexibilität der Ringmembrane dürfte diesbezüglich von entscheidender Bedeutung sein. Sie gewährleistet einen stetigen und festen Kontakt zwischen der Vorrichtung und dem aufgenommenen Rohr, wenn Relativbewegungen auftreten, beispielsweise als Folge der Einleitung von Schwingungen einer wechselnden Frequenz. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist daher besonders gut geeignet für die Abdichtung und Halterung der Wärmetauscherrohre eines Luftkühlers in einem Kraftfahrzeug. Sie dämpft hier zugleich die Lärmemmision von der Oberfläche der zumeist grossflächig ausgebildeten Einzelteile. Die radiale Einspannung des aufgenommenen Rohres zeichnet sich durch eine besonders gute Elastizität und Weichheit aus, was die schalltechnische Isolierung des Rohres begünstigt. Dieser Effekt wird massgeblich durch die Ver meidung einer statischen Verpressung der Hülsenwandung zwischen sich parallel zueinander erstreckenden Wandung bestandteilen des Rohres und der Bohrung erzielt. Die eigentliche Einspannung in radialer Richtung des Rohres findet somit bei der vorgeschlagenen Ausführung ausschliesslich zwischen der Kegelfläche der Bohrung und dem zylindrischen Rohr statt. Relativverlagerungen, beispielsweise als Folge von Schwingungen, können dadurch in besserer Weise weichelastisch aufgefangen und gedämpft werden. Die einander gegenüberliegendenKegelflächen der Bohrung sollen einen Winkel von 10 bis 180 einschliessen. Zur Montage eines entsprechenden Rohres wird die vorgeschlagene Vorrichtung in einem ersten Arbeitsschritt in die vorbereitete Öffnung der Rohrhalteplatte eingesetzt. Der im rückwärtigen Teil angeordnete Wulst verhindert ein selbsttätiges Herausfallen, weshalb der Arbeitsvorgang gegebenenfalls getrennt von der eigentlichen Montage der Rohre vorgenommen werden kann. Die Automation der Montage wird hierdurch sehr erleichtert. Sie lässt sich weiter vereinfachen, wenn mehrere Vorrichtungen in Form einer Matte zu einer Einheit zusammengefasst sind. In diesem Falle er übrigt sich eine Einzelpositionierung und sämtliche Vorrichtungen können als geschlossene Einheit gleichzeitig in die zugehörigen Öffnungen der Rohrhalteplatte eingefügt werden. Dabei ergibt sich in Fällen, in denen die Matte zwischen den einzelnen Vorrichtungen in sich geschlossen und flüssigkeitsundurchlässig ist, ein zusätzlicher Korrosionsschutz der Rohrhalteplatte, was es erlaubt, bezüglich deren herstellung auf kostengünstig verfügbare Materialien zurückzugreifen. In Fällen, in denen auf die Rohrhalteplatte zur Bildung der angrenzenden Kammer ein Oberteil aufgesetzt werden muss, kann eine entsprechende Matte im Bereich der Randzone zugleich als Dichtung für den Dichtrand des Oberteils ausgebildet sein. Beispielsweise die Herstellung des Lufkühlers für ein Kraftfahrzeug lässt sich hierdurch wesent- lich verbilligen. Die zugehörigen Rohre werden in die vorgeschlagene Vorrichtung im Anschluss an deren Einfügung in die Öffnungen eingesetzt. Das geschieht durch einfaches Einschieben, und es lässt sich besonders einfach realisieren, wenn der Wulst innenseitig durch eine Kegelfläche begrenzt ist, die einen sich in rückwärtiger Richtung vermindernden Durchmesser aufweist. Auf die Verwendung eines Schmiermittels kann in diesem Falle zumeist verzichtet werden. Eine entsprechende Massnahme ist selbstverständlich auch in bezug auf das Einfügen der Vorrichtung in die Öffnungen denkbar. In diesem Falle weist die Hülse aussenseitig zwischen dem Wulst und der Ringmembrane eine Kegelfläche auf, die beide Teile miteinander verbindet. Die erforderliche zentrische Zuordnung der Vorrichtung zu der öffnung ergibt sich in diesem Falle weitgehend selbsttätig. Die Länge der Ringmembrane ist nicht völlig beliebig. Sie soll vorzugsweise 2- bis 5mal so gross sein wie die Dicke. Eine beispielhafte Ausführung der vorgeschlagenen Vorrichtung ist in der in der Anlage beigefügten Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert: Die Vorrichtung 1 besteht aus Gummi mit einer Härte Shore A von 75. Sie dient zur Abdichtung des Spaltes zwischen der Rohrhalteplatte 3 und einem nachträglich in die darin enthaltene tiffnung eingeführten Wärmetauscherrohr 2 eines Luftkühlers. Das Wärmetauscherrohr 2 hat einen Aussendurchmesser von 15 mm. Es besteht aus Kupfer. Die Rohrhalteplatte 3 besteht aus Stahlblech. Sie hat eine Dicke von 3,5 mm. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer axial im mittleren Bereich angeordneten Hülse 4, die im wesentlichen auf der Aussen- und auf der Innenseite zylindrisch begrenzt ist und die im vorderen Teil aussenseitig zu einem Flansch erweitert ist. Im rückwärtigen Teil, in der Zeichnung unten wiedergegeben, ist die Hülse aussen- und innenseitig zu einem Wulst verdickt. Der Wulst wird auf der Innenseite durch eine Kegelfläche 6 begrenzt, die im rückwärtigen Teil einen Innendurchmesser von 14,4 mm aufweist und die an einer Zylinderfläche endet, die zugleich die Ringmembrane 5 auf der Innenseite begrenzt. Aussenseitig ist der Wulst durch ein halbkreisförmiges Profil 7 begrenzt, das im rückwärtigen Teil tangential in eine sich senkrecht zur Vorrichtungsachse erstreckende Ebene ausläuft und im vorderseitigen Teil tangential in eine Kegelfläche, die mit der Vorrichtungsachse einen Winkel von 100 einschliesst. Das Profil berührt die im rückwärtigen Teil erweiterte Kegelfläche der Öffnung der Rohrhalteplatte axial im hinteren Drittel ihrer Erstreckung. Zwischen dem Wulst und der Ringmembrane 5 ist eine Kegelfläche 8 vorgesehen. Diese soll das Einfügen der Vorrichtung in die aufnehmende Öffnung erleichtern. Sie schliesst mit der Vorrichtungsachse einen Winkel von 450 ein. Die Ringmembrane 5 hat eine radiale Dicke von 0,3 mm bei einer axialen Länge von 0,8 mm. Die Kegelfläche 6 schliesst mit der Vorrichtungsachse einen Winkel von 180 ein. Sie endet im rückwärtigen Bereich in gleicher axialer Ebene mit der rückwärtigen Begrenzung des Profils 7 und der Rohrhalteplatte 3.

Claims: 1. A device for the sealed fastening of a pipe (2) in the opening of a pipe-supporting plate (3), comprising a sleeve (4) of flexible material, which sleeve is inserted in the gap between the pipe and the opening, bears against the pipe-supporting plate (3) by a flange arranged at the front, is thickened in its rearward part to form a bead exceeding the width of the gap and, under a prestress, bears against opposite wall regions of the opening and of the pipe (2), the sleeve (4) being made of an elastomeric material and being provided in the region beyond the bead with an extension which has an internal diameter slightly smaller than the diameter of the pipe (2), characterised in that the extension is executed in form of a cylindrical ring membrane (5), that the bead (7) is bounded on the inside by a conical surface (6) which has a decreasing diameter in the direction of the ring membrane (5) and which ends at a cylinder surface which also limits the ring membrane (5) on the inside and that the opening in the region of the axial extension of the bead (7) is extended conically only in the rearward direction. 2. A device according to claim 1, characterised in that the sleeve (4) is bounded on the outside between the bead and the ring membrane (5) by a conical surface (8). 3. A device according to either of claims 1 and 2, characterised in that the thickness of the ring membrane (5) is 1 to 3% of the diameter of the sealed-off pipe. 4. A device according to any of claims 1 to 3, characterised in that the axial length of the ring membrane is 5 to 15% of the diameter of the sealed-off pipe.

Inventors: BAUDER, KURT
Applicants: FIRMA CARL FREUDENBERG
Application year: 1983
Main classification: F16L5
IPC codes: F16J13, F16L5, F16L17, F16L41, F16L21, F16B21, F16J15, B65D45