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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum dichtenden Verbinden zweier
rohrförmiger
Elemente, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 42 36 674 A1 geht
eine Anordnung der hier angesprochenen Art zum dichtenden Verbinden
zweier rohrförmiger
Elemente, nämlich
eines Luftführungsgehäuses und
eines Luftführungskanals
hervor. Das Luftführungsgehäuse weist
eine Öffnung
auf, die von einer Ringfläche
umgeben ist, an der eine Ringfläche
des zu montierenden Luftführungskanals
dichtend anliegt, wobei an der einen Ringfläche ein umlaufender Dichtungssteg
und an der anderen Ringfläche
eine umlaufende Dichtungsnut vorgesehen ist, und wobei der Dichtungssteg
und die Dichtungsnut im zusammengefügten Zustand der Elemente nach
Art einer Nut/Feder-Verbindung axial ineinander greifen. Zur Sicherung
gegen Lösen
der rohrförmigen
Elemente ist eine Drehverriegelung nach Art einer Bajonettverbindung
vorgesehen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu der Anordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die miteinander
zu verbindenden Elemente mittels einer formschlüssigen Verbindung in axialer
Richtung gegen ungewolltes Lösen
gesichert werden. Hierzu ist das Ende des einen rohrförmigen Elements
als Aufnahmeteil und das Ende des anderen rohrförmigen Elements als Steckerteil
ausgebildet, wobei die Elemente ineinander gesteckt werden. Dabei
greifen an den Elementen vorgesehene Rastkonturen zur Ausbildung
der axialen Sicherung ineinander. Ein Verdrehen der Elemente relativ
zueinander zur Ausbildung der axialen Sicherung ist nicht erforderlich.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rastkonturen
so ausgebildet sind, dass im verrasteten Zustand der Spalt zwischen Aufnahmeteil
und Steckerteil abgedichtet ist. Daher kann bei Anordnungen, die
in axialer Richtung keine beziehungsweise nur geringe Kräfte übertragen,
gegebenenfalls auf zusätzliche
Dicht- und/oder Klebemittel verzichtet werden.
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Weiterhin
wird ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung bevorzugt, bei dem die Rastkonturen so ausgebildet
sind, dass die ordnungsgemäß zusammengesteckten
Elemente gegen ein weiteres Ineinanderschieben gesichert sind. Dadurch
kann eine Beschädigung
der Elemente in Folge von übermäßiger Verformung
beim Zusammenstecken derselben ausgeschlossen werden.
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Bevorzugt
wird auch ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung, das sich dadurch auszeichnet, dass die Rastkonturen
umlaufend ausgebildet sind. Die Rastkonturen erstrecken sich also über die
gesamte Innenseite des Aufnahmeteils beziehungsweise die Außenseite
des Steckerteils. Dies ist insbesondere zum Abdichten des Spalts
zwischen Aufnahmeteil und Steckerteil und zur Übertragung auch hoher Kräfte in axialer
Richtung vorteilhaft.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Rastkonturen ein sägezahnförmiges Profil
aufweist. Vorzugsweise weist das Steckerteil mehrere umlaufend ausgebildete Zahnreihen
auf, wodurch sich ein sogenanntes Tannenzapfen-Profil ergibt. Selbstverständlich kann
es ausreichend sein, dass das Steckerteil nur einen umlaufenden
Zahn aufweist. Die Rastkontur am Aufnahmeteil kann eine gleich große Anzahl
von Zahnreihen wie die Rastkontur am Steckerteil aufweisen. Je größer die
Anzahl der Zahnreihen ist, desto größer können die zu übertragenden
Axialkräfte
sein, wobei sich zusätzlich
Vorteile beim Abdichten des Spalts zwischen Aufnahmeteil und Steckerteil
ergeben. Eine größere Anzahl
von Zahnreihen bildet eine Art von Labyrinth-Dichtung, bei der auch
bei einem höheren Druck
in den rohrförmigen
Elementen eine sicher Abdichtung gegenüber der Umgebung gewährleistet werden
kann.
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Besonders
bevorzugt wird auch ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung, bei dem im verrasteten Zustand der Spalt zwischen
Aufnahmeteil und Steckerteil mittels eines im Bereich der Rastkonturen vorgesehenen
Dicht- und/oder Klebemittels abgedichtet ist. Diese Form der Abdichtung
kann insbesondere bei rohrförmigen
Elementen mit abgeflachtem, das heißt nicht kreisförmigem Querschnitt,
auf die hohe Axialkräfte
wirken, erforderlich sein. Sofern ein reines Dichtmittel, beispielsweise
Silikon eingesetzt wird, ist ein wiederholtes Trennung und Verbinden
der rohrförmigen
Elemente ohne Weiteres möglich,
sofern die Rastkonturen so ausgebildet sind, dass sie zerstörungsfrei
aus ihrer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verlagerbar
sind. Vorteilhaft bei der Verwendung eines Klebemittels ist, dass neben
der dadurch verbesserten Spaltabdichtung auch in axialer Richtung
der Elemente größere Kräfte von
denselben übertragen
werden können, ohne
dass Undichtigkeiten auftreten.
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Weiterhin
wird ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung bevorzugt, bei dem zumindest das Aufnahmeteil und/oder
das Steckerteil und/oder wenigstens eine der Rastkonturen flexibel
ausgebildet ist, so dass beim Ineinanderstecken der Elemente das
Verrasten der Rastkonturen miteinander selbsttätig erfolgt. Beim Ineinanderschieben
von Steckerteil und Aufnahmeteil erfolgt also eine radiale Auslenkung oder
Verformung wenigstens eines der Elemente beziehungsweise einer der
Rastkonturen, wobei die Rückverformung
bei Erreichen einer dafür
vorgesehenen Relativposition zwischen Aufnahmeteil und Steckerteil
aufgrund der materialbedingten Rückstellkräfte selbsttätig erfolgt.
Dadurch wird im verrasteten Zustand eine radiale Vorspannung zwischen
Aufnahmeteil und Steckerteil realisiert, die einem selbsttätigen Lösen der
miteinander verrasteten Elemente entgegenwirkt und gegebenenfalls
auch die Abdichtung des Spalts zwischen Aufnahmeteil und Steckerteil
verbessert.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist zumindest eines der rohrförmigen
Elemente aus Kunststoffmaterial hergestellt. Vorzugsweise besteht
das eine rohrförmige
Element aus einem Elastomer und das andere rohrförmige Element aus einem Thermoplast. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
dass wenigstens eines der rohrförmigen
Elemente aus einem anderem Material, beispielsweise Metall, besteht.
Wichtig ist, dass wenigstens eines der Elemente im Kopplungsbereich
elastisch ausgebildet und in radialer Richtung elastisch auslenkbar
ist, um ein selbsttätiges
Verrasten der Rastkonturen zu ermöglichen. In bevorzugter Ausführungsform
sind die rohrförmigen Elemente
einstückig
ausgebildet.
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Weiterhin
wird ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung bevorzugt, bei dem zur Vermeidung eines Überdrückens, also
einem übermäßigen Aufweiten des
Aufnahmeteils beim Einführen
des Steckerteils ein Axialanschlag vorgesehen ist. Dieser Anschlag legt
die maximale Einstecktiefe des Steckerteils in das Aufnahmeteil
fest.
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Schließlich wird
ein Ausführungsbeispiel
der Anordnung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Elemente zumindest im Bereich ihrer Verbindungsstellen einen abgeflachten,
ringförmigen Querschnitt
aufweisen. Die Elemente weisen also eine von einer Kreisringform
abweichende Ringform auf. Das Aufnahmeteil und das Steckerteil sind
vorzugsweise so aneinander angepasst, dass der Spalt zwischen den
rohrförmigen
Elementen nur sehr gering ist, wodurch die Abdichtung des Spalts
verbessert beziehungsweise erleichtert wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Anordnung ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten
Merkmale.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung
von mehreren rohrförmigen
Elementen einer Lüftungseinrichtung
für Kraftfahrzeuge;
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2 einen Längsschnitt
durch den Verbindungsbereich zweier rohrförmiger Elemente der Lüftungseinrichtung
gemäß 1 in schematischer Darstellung;
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3 einen Querschnitt durch
den Verbindungsbereich zwischen einem ersten Element und einem zweiten
Element der Lüftungseinrichtung
gemäß 1 und
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4 einen Querschnitt durch
den Verbindungsbereich zwischen einem weiteren Ausführungsbeispiel
des ersten rohrförmigen
Elements und dem zweiten rohrförmigen
Element.
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1 zeigt in perspektivischer
Darstellung einen Teil einer Lüftungseinrichtung 1 für Kraftfahrzeuge,
nämlich
ein zweites rohrförmiges,
im Wesentlichen T-förmig
ausgebildetes Element 3, das vorzugsweise einstückig ausgebildet
ist und aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem Thermoplast,
besteht.
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Das
zweite Element 3 weist mehrere Anschlüsse mit jeweils einer Anschlussöffnung auf,
an denen luftführende
Bauteile anschließbar
beziehungsweise die mit beispielsweise einem Deckel verschließbar sind.
An einem ersten Anschluss ist ein erstes rohrförmiges Element 5A und
an einem zweiten Anschluss ein erstes rohrförmiges Element 5B angeschlossen.
Die im Wesentlichen identisch ausgebildeten ersten Elemente 5A, 5B sind
an ihrem mit dem zweiten Element 3 zu verbindenden Ende
jeweils mit einem Aufnahmeteil 7 versehen. Die ersten Elemente 5A, 5B sind
vorzugsweise einstückig
ausgebildet und bestehen aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise
aus einem Elastomer.
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2 zeigt einen Längsschnitt
durch den Verbindungsbereich zwischen dem ersten rohrförmigen Element 5A und
dem zweiten Element 3. Es ist ersichtlich, dass das Aufnahmeteil 7 auf
seiner Innenseite mit einer ersten Rastkontur 9 versehen
ist, die ein sägezahnförmiges Profil
aufweist. An dem mit dem ersten Element 5A zu verbindenden
Ende des zweiten rohrförmigen
Elements 3 ist ein Steckerteil 11 vorgesehen,
das auf seiner Außenseite
mit einer komplementär
zur ersten Rastkontur 9 ausgebildeten, zweiten Rastkontur 13 versehen
ist. Auch die zweite Rastkontur 13 weist ein sägezahnförmiges Profil
auf. Die ersten und zweiten Rastkonturen 9, 13 sind
umlaufend ausgebildet, das heißt,
sie erstrecken sich über
den gesamten Innenumfang des Aufnahmeteils 7 beziehungsweise
den Außenumfang
des Steckerteils 11.
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Der
Außendurchmesser
des Steckerteils 11 ist gegenüber der Öffnung des Aufnahmeteils 7 so groß gewählt, dass
das Aufnahmeteil 7 beim Einstecken des Steckerteils 11 von
diesem im elastischen Bereich in radialer Richtung aufgeweitet wird.
Bei Erreichen einer Gegenüberlage
zwischen den Zähnen der
Rastkonturen 9, 13 federt das Aufnahmeteil 7 aufgrund
seiner materialbedingten Rückstellkräfte selbsttätig zurück, so dass
die Rastkonturen 9, 13 miteinander verrasten.
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In 2 ist das Steckerteil 11 vollständig in das
Aufnahmeteil 7 eingesteckt, wobei die Rastkonturen 9, 13 miteinander
verrastet sind. Die Zähne
der Rastkonturen 9, 13 sind in Einsteckrichtung
des Steckerteils 11 in das Aufnahmeteil 7 so ausgerichtet, dass
bei auf die Elemente 3, 5A wirkenden Axialkräften die
Zahnpaarungen auf Abscherung beansprucht werden. Weiterhin sind
die Rastkonturen 9, 13 so ausgebildet, dass der
Spalt zwischen dem Aufnahmeteil 7 und dem Steckerteil 11 durch
die Rastkonturen selbst soweit abgedichtet ist, dass die die rohrförmigen Elemente 3 und 5A durchströmende Luft
nicht an die Umgebung entweichen kann.
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Durch
die mittels der Rastkonturen 9, 13 gebildete formschlüssige Verbindung
sind in hohem Maße
Axialkräfte übertragbar.
Zur Erhöhung
der Sicherheit gegen Undichtigkeit kann der Spalt zwischen dem Aufnahmeteil 7 und
dem Steckerteil 11 im Bereich der Rastkonturen 9, 13 mit
einem Dicht- und/oder Klebemittel abgedichtet sein. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung
zwischen dem Aufnahmeteil 7 und dem Steckerteil 11 und
der damit übertragbaren
Axialkräfte,
ist ein Verkleben der Elemente zum Zwecke der Erhöhung der
Haltekräfte
nicht erforderlich, so dass ein reines Dichtmittel eingesetzt werden
kann, beispielsweise Silikon, was zu Kostenvorteilen führt. Durch
die Verwendung eines reinen Dichtmittels wird das dichtende Verbinden
der rohrförmigen
Elemente 3, 5A erleichtert, insbesondere dann,
wenn ein flüssiges
Dichtmittel verwendet wird, das schmierend wirkt, was das Einführen des
Steckerteils 11 in das Aufnahmeteil 7 erleichtert.
Dadurch kann auch auf die Verwendung eines Montagewerkzeugs verzichtet
werden.
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Um
das Einführen
des Steckerteils 11 in das Aufnahmeteil 7 zu erleichtern,
weist das Steckerteil 11 stirnseitig eine konische Anfassung 15 auf.
Ferner ist der Öffnungsrand
des Aufnahmeteils 7 abgerundet, wodurch ein Verkanten des
Steckerteils 11 beim Ansetzen am Aufnahmeteil 7 verhindert
wird.
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Das
Aufnahmeteil 7 weist ferner auf seiner Innenseite einen
Anschlag 17 auf, gegen den das Steckerteil 11 beim
Einschieben in das Aufnahmeteil 7 stirnseitig anstößt. Der
Anschlag 17 legt die maximale Einstecktiefe des Steckerteils 11 im
Aufnahmeteil 7 fest. Ferner weist das zweite rohrförmige Element 3 auf
seiner Außenseite
einen an das Steckerteil 11 angrenzenden zweiten Anschlag 19 auf,
der die gleiche Funktion wie der Anschlag 17 besitzt, nämlich Begrenzung
der Einstecktiefe. Bei ordnungsgemäß eingestecktem Steckerteil 11 stößt das Aufnahmeteil 7 stirnseitig
an den zweiten Anschlag 19 an. Dabei dient der Anschlag 19 gleichzeitig
auch als Anzeige für
den Monteur, dass die Elemente 3, 5A ordnungsgemäß zusammengesteckt
sind.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist der Anschlag 17 so gegenüber den Rastkonturen 9, 13 angeordnet,
dass das Steckerteil 11 durch Anpressen an den Anschlag 17 in
geringem Maße
in axialer Richtung, vorzugsweise zumindest überwiegend im elastischen Bereich
gestaucht werden muss, damit die Rastkonturen ineinander greifen
können.
Nachdem dies geschehen ist, führen
die materialbedingten Rückstellkräfte im Steckerteil 11 dazu,
dass die verasteten Rastkonturen mit einer gewissen axialen Vorspannung
beaufschlagt sind, wodurch ein ungewolltes Lösen der Rastverbindung praktisch
ausgeschlossen werden kann.
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3 zeigt einen Querschnitt
durch den Verbindungsbereich zwischen dem zweiten rohrförmigen Element 3 und
dem ersten rohrförmigen
Element 5A und 4 einen
Querschnitt durch den Verbindungsbereich zwischen dem ersten Element 5B und dem
zweiten Element 3. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass
die rohrförmigen
Elemente 3, 5A sowie 5B im Bereich ihrer
Verbindungsstelle einen abgeflachten, kreisringförmigen Querschnitt aufweisen.
Trotz dieser von einem Kreisring abweichenden Querschnitten kann
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
der Anordnung eine Abdichtung des Spalts zwischen diesen Elementen
in ihrem Verbindungsbereich gewährleistet
werden.