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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verbindung eines unelastischen Rohres mit einem elastischen Schlauch, wobei das Verbindungselement einen ersten Anschlag aufweist, gegen den das unelastische Rohr zur Einnahme einer definierten Position in Längsrichtung A auf das Verbindungselement aufgeschoben werden kann, und wobei das Verbindungselement einen zweiten Anschlag aufweist, gegen den der elastische Schlauch zur Einnahme einer definierten Position in Längsrichtung A auf das Verbindungselement aufgeschoben werden kann.
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Es ist seit langem bekannt und erforderlich, druckdichte Verbindungen zwischen elastischen Schläuchen und unelastischen Rohren herzustellen. Unter elastischen Schläuchen werden hierbei Schläuche aus Elastomermaterialien oder mit Bestandteilen von Elastomermaterialien verstanden, im Folgenden auch Gummischläuche genannt. Unter unelastischen Rohren werden Rohre aus unelastischen Materiealien bzw. mit unelastischen Materialbestandteilen wie z. B. Kunststoffrohre aus bzw. mit z. B. Polyamid (PA) verstanden.
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Diese Verbindungen können z. B. hergestellt werden, indem ein Ende des Gummischlauches über ein Ende des Kunststoffschlauches geschoben und dann mittels eines Pressrings, einer Schelle (z. B. Federbandschelle) oder dergleichen auf die Außenoberfläche des Kunststoffschlauches zusammengepresst wird. Hierbei dichtet der elastische Anteil des Gummischlauches auf dem Kunststoffrohr druckdicht ab.
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Um dem Druck der Schelle standhalten zu können, ist eine gewisse Wandstärke des Kunststoffrohres erforderlich, die sich aus fertigungstechnischen Gründen über die gesamte Rohrlänge erstreckt und damit dieses außerhalb des Verbindungsbereichs überdimensioniert. Hierdurch wird das Kunststoffrohr schwerer und teurer als es eigentlich erforderlich wäre.
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Zur Überwindung dieses Nachteils ist es üblich, am Ende des Kunststoffrohres dieses von Innen mittels einer eingeschobenen Einbund- oder Zweibundhülse abzustützen. Diese kann die radial wirkenden Kräfte der Verpressung aufnehmen, ohne dass das Kunststoffrohr über seine gesamte Länge entsprechend massiv und stabil ausgelegt sein muss. Die Hülsen weisen teilweise einen radial nach außen ragenden Bund auf so dass ihr Einschieben in das Ende des Kunststoffrohres in Längsrichtung A begrenzt wird. Nach dem Einschieben der Hülse in das Kunststoffrohr prägt sich der Bund der Hülsen von Innen flächig an der Außenseite des Kunststoffrohres ab und definiert so die Position zur Montage des Gummischlauches. Derartige Hülsen werden üblicherweise als Drehteile oder Stanzbiegeteile aus Ne-Metallen (Nichteisen-Metallen) hergestellt.
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Es ist auch üblich, Gummischläuche mit Aluminiumrohren zu montieren. Die Aluminiumrohre sind aufgrund ihrer Materialstärke auch bei vergleichsweise dünnwandiger Ausführungsform in der Lage, die Presskräfte der Schellen oder dergleichen selbst aufzunehmen, d. h. auf eingeschobene Hülsen kann hier verzichtet werden. Zur Festlegung der Verbindung zwischen Gummischläuchen und Aluminiumrohren wurde die Norm DIN 3021 geschaffen, welche die Geometrie am Ende des Aluminiumrohres zur einheitlichen Montage beschreibt. Dabei wird das Ende des Aluminiumrohres gestaucht und hierdurch eine gewellte Geometrie des Rohrendes geschaffen, die als Verbindungsstelle nach der Norm DIN 3021 wirkt.
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Nachteilig ist bei den vorgenannten Verbindungen für Gummischläuche, dass die in Kunststoffrohren eingesetzten Hülsen scharfkantig seien und hierdurch die Gummischläuche beim Überziehen beschädigen, d. h. einritzen können. hierdurch kann es gerade bei hohen Schlauchinnendrücken zum Reißen der Gummischläuche an der Verbindungsstelle kommen. Ferner können metallische Komponenten aufgrund ihrer Materialfestigkeit innerhalb einer Verbindung generell Gummi- oder Kunststoffteile beschädigen.
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Nachteilig ist auch, dass die Gummischläuche nahezu beliebig weit über die Enden der Aluminium- und Kunststoffrohre geschoben werden können. Hierdurch kann die Montage z. B. der Schelle außerhalb des durch die Hülse verstärkten Bereichs des Kunststoffrohres erfolgen, wodurch dieses unzulässig stark eingedrückt und hierdurch beschädigt werden kann. Auch können die Gummischläuche zu gering aufgeschoben werden, als dass keine sichere Verbindung hergestellt werden könnte. Mit anderen Worten weisen die bekannten Verbindungen keine definierten Positionen für die Verbindungskomponenten auf. Außerdem sind die bekannten Verbindungen relativ langbauend.
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Nachteilig ist auch, dass derartige Rohre durch das Einknöpfen in eine Thermofixierform an der Oberfläche Markierungen und Eindrückungen bzw. Einschnürungen erhalten können, die die Dichtigkeit beeinträchtigen können.
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Nachteilig ist ferner, dass das Zusammenpressen des Gummischlauches durch z. B. die Schelle stets auf dem Aluminiumrohr oder dem Kunststoffrohr erfolgt. Durch diesen direkten Materialkontakt kann es zu materialspezifischen Konturabweichungen durch den Prägeprozess kommen, weil das steifere Material wie z. B. Aluminium oder Kunststoff eine geringe Abbildung ausprägt und das weichere Material wie z. B. Gummi eine deutlichere, schärfere Abbildung.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungselement zur Verbindung eines unelastischen Rohres mit einem elastischen Schlauch der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile überwindet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Aufnahmen in Längsrichtung A überlappend angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mittels eines derartigen Verbindungselements eine einheitliche Montagegeometrie geschaffen werden kann, damit bei der Montage die beiden zu verbindenden Elemente eine definierte Montageposition erhalten können, d. h. über ein durch die Länge der Aufnahmen in Längsrichtung A definiertes Maß auf das Verbindungselement aufgeschoben und dort so gesichert werden können. Hierdurch wird sowohl die Montage des Gummischlauches als auch die Montage des Kunststoffrohres vereinheitlicht und hierbei die bzgl. des Standes der Technik aufgeführten Nachteile überwunden.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass ein derartiges Verbindungselement relativ kurz realisiert werden kann, d. h. bei der Montage wenig Platz einnimmt. Dies kann gerade für die Verwendung eines derartigen Verbindungselementes im z. B. Motorraum eines Fahrzeugs wichtig sein, da hier die Baugruppen eng zueinander angeordnet sind und Platz eingespart werden soll. Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verbindungselement auf bekannte Montageprozesse angewendet werden, was den Aufwand und die Kosten der Anwendung verringert und die Akzeptanz beim Anwender erhöht. Dies gilt sowohl für das Einpressen des Verbindungselements in das Kunststoffrohr als auch die Montage des Gummischlauches z. B. mittels Schelle oder dergleichen.
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement kann auf alle Arten medienführender Leitungen angewendet werden, die mit elastischen Schläuchen verbunden werden müssen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Verbindungselement einen radialen Vorsprung auf, der vorgesehen ist, bei der Montage des elastischen Schlauches in diesen eingeführt zu werden und der derart abgerundet ausgebildet ist, dass die Montage des elastischen Schlauches erleichtert und dieser beschädigungsfrei montiert werden kann.
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Der radiale Vorsprung ist dabei in Längsrichtung A an einem Ende des Verbindungselements vorgesehen und so weit von einer radialen Erhebung, einer radialen Ringkontur bzw. einem Anschlagring beabstandet, dass ein radiales Sicherungselement zwischen dem radialen Vorsprung und der radialen Erhebung, der radialen Ringkontur bzw. dem Anschlagring radial wirken kann.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass durch ein derartiges abgerundetes Element, welches vorzugsweise in Form eines flachen Winkels ansteigt und eine runde Kuppengeometrie aufweist, eine elastische radiale Aufweitung des elastischen Schlauches beim Aufschieben auf das Verbindungselement und ein Hintergreifen des radialen Vorsprungs in Längsrichtung A erfolgen kann. Hierdurch kann der radiale Vorsprung einem Abziehen des montierten Schlauches auf dem Verbindungselement entgegenwirken. Insbesondere wird allerdings durch die abgerundete Geometrie des radialen Vorsprungs eine Beschädigung des elastischen Schlauches beim Aufziehen sowie auch danach durch z. B. Kanten oder scharfe Hervorhebungen vermieden. Solche können z. B. bei herkömmlichen Einschubhülsen auftreten.
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Vorteilhaft ist hierbei auch, dass durch den radialen Vorsprung, der sich durch den aufgeschobenen elastischen Gummischlauch hindurch nach außen sicht- und tastbar ausprägt, eine von außen erkennbare Markierung geschaffen wird, um bei der Montage der z. B. Schelle als radiales Sicherungselement anzuzeigen, in welchem Bereich diese angezogen werden muss, um sicher durch den Gummischlauch auf das Verbindungselement zu drücken. Hierdurch wird eine sichere Montage dieser Verbindung gewährleistet.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass das unelastische Rohr von der entgegengesetzten Richtung in Längsrichtung A zur Montage gegen den radialen Vorsprung gegengeschoben werden kann, um hierdurch seine vorbestimmte Montageposition einzunehmen. Hierdurch kann bei entsprechender radialer Ausgestaltung des radialen Vorsprungs eine Verdeckung der Schnittkante des unelastischen Rohres durch den radialen Vorsprung erfolgen, wodurch eine Beschädigung des elastischen Schlauches beim Aufschieben über die Kante des zuvor auf das Verbindungselement aufgeschobenen unelastischen Rohres vermieden werden kann. Auch kann durch den radialen Vorsprung ein definierter Anschlag für das unelastische Rohr geschaffen werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die erste Aufnahme eine Verkrallungskontur zum Halten des aufgeschobenen unelastischen Rohres auf.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Verkrallungskontur an der Außenoberfäche des Verbindungselements im Aufnahmebereich für das Kunststoffrohr dieses von innen durch die Verkrallungselemente gehalten werden kann. Dies bedeutet, dass diese Kontur das aufgeschobene Kunststoffrohr selbstständig gegen Abziehen oder Abrutschen sichert und so eine selbsttätig haltende Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr und dem Verbindungselement herstellt. Die Verkrallungskontur weist hierzu eine sägezahn- oder tannenbaumähnliche äußere Gestaltung auf, die das Aufschieben des Kunststoffrohres nicht bzw. nur unwesentlich behindert, jedoch gegen ein Abziehen oder Abrutschen mittels z. B. Widerhaken, Keilen oder Rippen wirkt. Hierdurch wird eine einfache, schnelle und zuverlässige Verbindung zwischen Verbindungselement und Kunststoffrohr gewährleistet.
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Bei Bedarf kann diese Verbindung durch zusätzliche Maßnahmen verstärkt oder gesichert werden. Z. b. könnte auch diese Verbindung von außen mit einer Schelle oder dergleichen zusammengepresst und zusätzlich gesichert werden. Auch können z. B. Klebemittel oder dergleichen hierzu eingesetzt werden. Vorzugsweise kommt diese Aufnahme jedoch ohne weitere Mittel aus.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Verkrallungskontur das unelastische Rohr in diesem Bereich radial derart ausweiten, dass hierdurch an der Außenseite des unelastischen Rohres eine radiale Ringkontur als zweiter Anschlag für den elastischen Schlauch ausgebildet wird.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass diese Verkrallungskontur das aufgeschobene unelastische Rohr selbsttätig halten kann und gleichzeitig eine radiale Aufweitung an der Außenoberfläche des Rohres ausbildet, die sicht- und tastbar als Markierung des Endes des eingeschobenen Verbindungselementes sowie als Anschlag für den aufzuschiebenden elastischen Schlauch dienen kann. Hierdurch kann der Bereich, in dem ein radiales Sicherungselement wie z. B. eine Schelle montiert werden soll, gekennzeichnet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Verbindungselement aus einem nicht-metallischen Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem Kunststoff mit Glasfaseranteil.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass auch über die Wahl der Materialien Beschädigungen des Kunststoffrohres und des Gummischlauches vermieden werden können, wie sie bei Verbindungen auftreten können, an diesen metallische Komponenten, sei es als Verbindungspartner (Aluminiumrohr mit Gummischlauch) oder sei es als Hilfselement (stützende Innenhülse des Kunststoffrohres), beteiligt sind. Hierdurch wird die Langlebigkeit dieser Verbindung erhöht. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verbindungselement als Kunststoffspritzgussbauteil mit Glasfaseranteil ausgeführt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verbindungssystem mit einem Verbindungselement wie zuvor beschrieben und einem Anschlagring, der vorgesehen ist, von Seiten des unelastischen Rohres in Längsrichtung A über die radiale Ringkontur federnd geschoben zu werden und entgegen der Schubrichtung eine Bewegung zu blockieren und einen zweiten Anschlag für den elastischen Schlauch auszubilden.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass durch einen derartigen Anschlagring ein definierter und mich markanter Anschlag geschaffen werden kann, wie es alleine durch von innen durch das unelastische Rohr hervorstehenden Elemente nicht so gut möglich wäre. Somit ist der Anschlag als separater Körper derart ausgebildet, dass eine großflächigere Kontaktfläche in Längsrichtung A geschaffen wird, gegen die der elastische Schlauch bei der Montage gegengeschoben werden kann, als dies durch von innen durch das unelastische Rohr hervorstehenden Elemente möglich wäre. Dabei wird gleichzeitig die einfache, schnelle und sichere Montage bzw. Positionierung des Anschlagringes durch dessen federnde Einrastung erreicht.
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Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres, elastischen Schlauches und Verbindungselementes gemäß eimäß zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht-montierten Zustand von außen;
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2a eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres, elastischen Schlauches und Verbindungselementes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im montierten Zustand von außen;
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2b eine schematische Schnittdarstellung der 4a;
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3a eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres und Verbindungselementes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im montierten Zustand von außen;
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3b eine schematische Schnittdarstellung der 5a;
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4a eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres, elastischen Schlauches und Verbindungselementes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im montierten Zustand von außen; und
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4b eine schematische Schnittdarstellung der 6a.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres 1, eines elastischen Schlauches 2 und eines Verbindungselementes 3 im nicht-montierten Zustand von außen. 2a zeigt eine entsprechende schematische Darstellung im montierten Zustand von außen; 2b zeigt eine schematische Schnittdarstellung der 2a.
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Das unelastische Rohr 1, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Kunststoffrohr 1 aus Polyamid ist, weist eine Wand 10 auf. Im Inneren des Kunststoffrohres 1 kann ein Medium, vorzugsweise ein Fluid, strömen. Das hier betrachtete eine Ende 11 des Kunststoffrohres 1 weist eine radiale Aufweitung 12 auf, die gegenüber dem übrigen Querschnitt des Kunststoffrohres 1 einen größeren Radius R aufweist. Dieses radial aufgeweitete Ende 11 kann auf eine entsprechende Aufnahme 30 des erfindungsgemäßen Verbindungselements 3 aufgeschoben werden.
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Der elastische Schlauch 2, welcher in diesem Ausführungsbeispiel ein Gummischlauch 2 aus einem elastomeren Material ist, weist eine Wand 20 auf. Im Inneren des Gummischlauches 2 kann ein Medium, vorzugsweise ein Fluid, strömen. Das hier betrachtete eine Ende 21 des Gummischlauches 2 weist einen Endabschnitt 22 auf, der vorgesehen ist, dass ein radiales Sicherungselement wie z. B. eine Federbandschelle an dieser Stelle des Gummischlauches 2 positioniert werden kann. Dieses Ende 21 kann auf eine entsprechende Aufnahme 32 des erfindungsgemäßen Verbindungselements 3 aufgeschoben werden. Ferner weist der Gummischlauch 2 von dem Endabschnitt 22 in Längsrichtung A beabstandet eine radiale Aufweitung 23 auf, die vorgesehen ist, einen entsprechenden radialen Vorsprung 33 eines in das Schlauchende 21 eingeschobenen Verbindungselements 3 aufzunehmen.
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Das Verbindungselement 3 weist eine kompakte Bauform auf, bei der die erste Aufnahme 30 zur Aufnahme des unelastischen Rohres 1 von dem dem Rohr 1 zugewandten Ende des Verbindungselements 3 bis zum radialen Vorsprung 33 durchgängig ausgebildet ist und eine Länge aufweist, dass wenigstens ein radiales Sicherungselement wie z. B. eine Schelle hier montiert werden kann.
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Dabei ist der radiale Vorsprung 33 zum einen derart abgerundet ausgebildet, dass eine Beschädigung des elastischen Schlauches 2 insbesondere bei der Montage vermieden wird. Zum anderen ist der radiale Vorsprung 33 derart ausgebildet, dass er einen Anschlag für das unelastische Rohr 1 darstellt, welches von dem dem radialen Vorsprung 33 gegenüberliegenden Ende des Verbindungselementes 3 auf die erste Aufnahme 30 bis zum radialen Vorsprung 33 auf das Verbindungselement 3 aufgeschoben werden kann.
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Die Verkrallungskontur 31 des Verbindungselements 3 ist derart ausgebildet, dass sie den Bereich der ersten Aufnahme 30 soweit frei lässt, dass ein glatter Bereich zur Aufnahme des radialen Sicherungselementes gebildet wird. Jenseits dieses Bereiches weist das Verbindungselement 3 wenigstens eine in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umlaufende Verkrallungskontur 31 auf, die das montierte unelastische Rohr 1 gegen Abziehen sichert und gleichzeitig dieses radial nach außen verformt, so dass eine äußerlich sicht- und tastbare radiale Ringkontur 13 ausgebildet wird, die als Markierung des einen Endes der ersten Aufnahme 30 dient; das andere Ende der ersten Aufnahme 30 wird durch den radialen Vorsprung 33 gebildet, so dass das radiale Sicherungselement in Längsrichtung A dazwischen montiert werden kann und hier einen glatten und von innen durch das Verbindungselement 3 abgestützten Aufnahmebereich 30 vorfindet.
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Dieser Aufnahmebereich 30 zwischen der radialen Ringkontur 13 und dem radialen Vorsprung 33 bildet gleichzeitig die zweite Aufnahme 32 dieser kurzbauenden Ausführungsform zur Aufnahme des elastischen Schlauches 2. Dieser kann nun mit seinem Endabschnitt 22 erfindungsgemäß sicher über den radialen Vorsprung 33 bis zur radialen Ringkontur 13 auf das Ende des unelastischen Rohres 1 aufgeschoben werden und dann durch ein radiales Sicherungselement gegen Abziehen gesichert werden. Der definierte Anschlag, bis zu dem der elastische Schlauch auf die zweite Aufnahme 32 aufgeschoben werden kann, wird durch die radiale Ringkontur 13 gebildet, die ihrerseits durch die Verkrallungskontur 31 des Verbindungselements 3 ausgebildet wird. Hierbei überlappen sich sowohl die beiden Aufnahmen 30, 32 des Verbindungselements 3 und der Endabschnitt 22 des elastischen Schlauches 2 sowie die radiale Aufweitung des unelastischen Rohres 1 in Längsrichtung A.
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3a zeigt eine schematische Darstellung eines unelastischen Rohres 1 und eines Verbindungselementes 3 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht-montierten Zustand von außen und 4a das gleiche Element 1 sowie einen elastischen Schlauch 2 im montierten Zustand. 3b und 4b zeigen entsprechende Schnittdarstellungen der 3a und 3a.
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Dieses zweite Ausführungsbeispiel erweitert das zweite Ausführungsbeispiel um einen Anschlagring 5 als separates Bauelement, welches vorzugsweise vor der Montage des unelastischen Rohres 1 mit dem Verbindungselement 3 auf das unelastische Rohr 1 aufgeschoben wird. Ist dann das Verbindungselement 3, wie in Bezug auf die 1 bis 2b beschrieben, in die radiale Aufweitung 12 des unelastischen Rohres 1 eingeschoben worden, wird der Anschlagring 5 in Längsrichtung A über die radiale Ringkontur 13 herüber geschoben. Hierzu weist der Anschlagring 5 ein Federelement 50 auf, welches auch als Lippe bezeichnet werden kann und welches beim Überschreiten der radialen Ringkontur 13 in Schubrichtung einfedert und nach Überschreiten der radialen Ringkontur 13 wieder ausfedert und so ein Verschieben in Längsrichtung A vom Ende 11 des unelastischen Rohres 1 weg verhindert. Durch diesen Anschlagring 5 wird ein definierter Anschlag geschaffen, der die zweite Aufnahme 32 zur Aufnahme des elastischen Schlauches 2 bildet und so ein definiertes Aufschieben des elastischen Schlauches 2 auf das Verbindungselement 3 samt unelastisches Rohr 1 sicherstellt. Der elastische Schlauch 2 kann dann mit einer Sicherungsschelle 4 im Bereich 22 gegen Abziehen gesichert werden.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Längsrichtung, Längsachse
- R
- Radiale Richtung bzw. Radius senkrecht zur Längsachse A
- 1
- unelastisches Rohr, Kunststoffrohr
- 10
- Wand des Kunststoffrohres 1
- 11
- Ende des Kunststoffrohres 1
- 12
- radiale Aufweitung des Endes 11
- 13
- radiale Ringkontur des Endes 11, zweiter Anschlag
- 2
- elastischer Schlauch, Gummischlauch
- 20
- Wand des Schlauches 2
- 21
- Ende des Schlauches 2
- 22
- Endabschnitt des Schlauches 2 zur Aufnahme des radialen Sicherungselements 4
- 23
- radiale Aufweitung des Schlauches 2
- 3
- Verbindungselement
- 30
- erste Aufnahme für unelastisches Rohr 1
- 31
- Verkrallungskontur der ersten Aufnahme 30
- 32
- zweite Aufnahme für elastischen Schlauch 2
- 33
- radialer Vorsprung der zweiten Aufnahme 32, erster Anschlag
- 4
- Sicherungsschelle
- 5
- Anschlagring, zweiter Anschlag
- 50
- Federelement des Anschlagringes 5
