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Dokumentenidentifikation DE102007024133A1 27.12.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden eines Anschlussteils mit einer flexiblen Leitung
Anmelder LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, 77815 Bühl, DE
Erfinder Christiaens, Yannick, Loury, FR
DE-Anmeldedatum 24.05.2007
DE-Aktenzeichen 102007024133
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse F16L 37/12(2006.01)A, F, I, 20070524, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine einfach herzustellende Verbindung in Form einer Steckverbindung zwischen einem festen Anschlussteil und einer flexiblen Leitung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, die ohne zusätzliche Sicherungsmittel axiale Kräfte aufnimmt, der geforderten Dichtheit standhält, geringe Montagekräfte benötigt, einen einfachen, konstruktiven Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist. Gelöst wird dieses Problem, indem die Verbindung entweder mittels eines hülsenartigen Adapters hergestellt wird, der einen Bund mit einer Breite und einen konischen Ansatz aufweist, auf dessen Länge mindestens eine Erhebung aufgebracht ist oder, wenn das Ende des festen Anschlussteils als konischer Ansatz ausgebildet ist, diese Erhebung auf diesem Ansatz direkt aufzubringen. Dabei ist die mindestens eine Erhebung geometrisch so gestaltet, dass eine in radialer Richtung wirkende scharfe Kante gebildet wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem festen Anschlussteil und einer flexiblen Leitung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 7, 11 und 12.

Aus der DE 103 21 287 A1 ist eine hydraulische Verbindung in Form einer Steckverbindung mit einem Stecker sowie einer Steckbuchse bekannt, bei dem der Stecker mit einem Widerlager und einem Dichtelement versehen ist, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen und nach dem Fügevorgang stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das Widerlager wird in diesem Falle durch eine Klemmfeder realisiert, die vor dem Fügevorgang in die Steckbuchse eingeführt ist und beim Fügevorgang des Steckers in die Buchse in eine im Stecker vorgesehene umlaufende Nut einschnappt. Dabei wird der Stecker sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig mit der Buchse verbunden. Die Dichtheit dieser Verbindung wird durch eine zusätzlich am Stecker angebrachte Dichtung realisiert. Bei dieser Lösung hat die Klemmfeder die Funktion einer axialen Fixierung zwischen Buchse und Stecker herzustellen. Die an der Stirnfläche des Steckers angebrachte Dichtung dient zur Gewährleistung der Dichtheit dieser Verbindung.

Weiter ist aus der DE 44 04 731 C2 ein Geberzylinder bekannt, der zur Realisierung einer Steckverbindung mit einer Druckleitung einen entsprechenden Anschluss aufweist. Die Druckleitung besitzt im Verbindungsbereich auf ihrem Außendurchmesser eine radiale Aufweitung, mit der sie in einer Bohrung des Anschlusses aufgenommen wird. Die axiale Fixierung erfolgt über ein Federelement und ein Stützelement. Das Federelement liegt hinter dieser radialen Aufweitung an und sitzt in einer Ausnehmung der Bohrung, in der ebenfalls das Stützelement angeordnet ist, welches sich über einen Dichtring an einem Anschlag der Bohrung abstützt. Radial erfolgt die Fixierung über das Stützelement, welches sich am Außendurchmesser der Druckmittelleitung und am Innendurchmesser der Bohrung abstützt.

Bei beiden Lösungen werden die axiale und radiale Fixierung der zu verbindenden Bauteile und die Abdichtung an der Verbindungsstelle von entsprechend dafür vorgesehenen Bauteilen realisiert. Aus diesem Grunde sind zur Erfüllung der jeweiligen Funktion mehrere Bauelemente erforderlich, die den fertigungstechnischen Aufwand erhöhen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach herzustellende Verbindung in Form einer Steckverbindung zwischen einem festen Anschlussstück und einer flexiblen Leitung zu entwickeln, die ohne zusätzliche Sicherungsmittel axiale Kräfte aufnimmt, der geforderten Dichtheit standhält, geringe Montagekräfte benötigt, einen einfachen, konstruktiven Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbindung mit den Merkmalen gemäß der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Verfahrenstechnisch wird sie mit den Merkmalen gemäß der Ansprüche 11 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Somit wird eine Verbindung einer flexiblen Leitung mit einem konisch ausgebildeten festen Anschlussstück mittels eines hülsenartigen Adapters hergestellt der einen Bund mit einer Breite und einen konischen Ansatz mit einer Länge aufweist. Auf diesem Ansatz ist mindestens eine Erhebung aufgebracht, die geometrisch so gestaltet ist, dass eine in radialer Richtung wirkende Kante gebildet wird. Dabei sollten die Winkel zur Bildung dieser Kante so gewählt werden, dass im Schnittpunkt der Winkel eine scharfe Kante entsteht. Unter einer scharfen Kante im Sinne dieser Erfindung ist zu verstehen, dass sich diese unter Krafteinwirkung in das umgebende Material einschneiden kann. Auf diese Weise entsteht eine formschlüssige Verbindung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind auf diesem konischen Ansatz des Adapters mehrere umlaufende Erhebungen vorgesehen, die jeweils eine in radialer Richtung wirkende scharfe Kante aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass eine Axialkraft auf mehrere Erhebungen gleichmäßig verteilt wird. Allerdings können diese Erhebungen auch als Segmente ausgebildet sein, so dass ihre Mantellinie stellenweise unterbrochen ist. Dabei können diese Segmente hintereinander oder versetzt zueinander angeordnet sein.

Vorteilhaft ist es weiterhin, dass der Adapter in Längsrichtung geschlitzt ist. Das führt dazu, dass der Adapter in radialer Richtung eine größere Flexibilität bekommt. Aus diesem Grunde ist es möglich, für den Adapter eine Materialauswahl zu treffen die es erlaubt aufgrund ihrer spezifischen Steifigkeit bzw. Stabilität bestimmten Anforderungen gerecht zu werden. Bei der vorliegenden Erfindung besteht die Anforderung darin, dass über den Adapter in radialer Richtung eine Kraft auf seine Umgebung, die flexible Leitung, derart übertragen wird, dass über einen Kraftschluss ein Formschluss an den Kontaktstellen entsteht. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, den Adapter aus Kunststoff oder Hartgummi herzustellen.

Zur Herstellung der Verbindung eines konisch ausgebildeten Endes eines festen Anschlussstücks mit einer flexiblen Leitung wird zunächst der Spalt des hülsenförmigen Adapters zusammengedrückt und dabei gleichzeitig die Länge des konischen Ansatzes in die flexible Leitung eingesteckt, bis der Bund des Adapters an der Stirnfläche der flexiblen Leitung anschlägt. Danach wird in die so vorbereitete Verbindung das Anschlussstück soweit eingeschoben, bis der Hinterschnitt des Anschlussstücks mit der Stirnfläche des Adapters einen Anschlag an der Anlagefläche bildet.

Wie bereits oben erwähnt, wird die Aufgabe weiterhin gelöst, indem in diesem Falle auf der Konuslänge des Anschlussstücks mindestens eine Erhebung aufgebracht ist, die geometrisch so gestaltet ist, dass eine in radialer Richtung wirkende Kante gebildet wird, deren Winkel, wie oben beschrieben so spitz zueinander verlaufen, dass dadurch eine scharfe Kante entsteht.

Vorteilhaft ist es dabei wiederum zur besseren Kraftverteilung, wenn auf der Konuslänge des Anschlussstücks mehrere umlaufende Erhebungen vorgesehen sind, die jeweils eine in radialer Richtung wirkende scharfe Kante aufweisen. Diese Erhebungen können dabei auch segmentartig hintereinander auf der Konuslänge angeordnet sein.

Zur Montage wird bei dieser erfindungsgemäßen Variante das Anschlussstück soweit in die flexible Leitung eingedrückt, bis dessen durch die Differenz von größtem Konus- zu angrenzendem Rohranschlussdurchmesser erzeugter Hinterschnitt einen Anschlag an dieser Anlagefläche bildet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.

Es zeigen:

1 Teil bzw. Ende einer flexiblen Leitung, die mittels eines Adapters mit einem Anschlussstück verbunden werden soll,

2 bereits mit Adapter versehene flexible Leitung und zu montierendes Anschlussstück,

3a zusammengefügte Steckverbindung,

3b Längsschnitt der zusammengefügten Steckverbindung gemäß 3a,

4 Längsschnitt durch eine Variante für Steckverbindung von Anschlussstück und flexibler Leitung ohne Adapter.

In 1 ist ein Anschlussstück 1 dargestellt, das als Rohr mit einem Durchmesser D1 ausgebildet ist, an dem endseitig ein Stutzen angeformt ist. Dieses Anschlussstück 1 kann dabei beispielsweise an einem nicht dargestellten Geberzylinder oder an einem ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelspeicher angeformt oder angebracht sein, der Teil eines hydraulischen Kupplungs- oder Bremssystems ist. Dieser Stutzen weist aufgrund seiner Konizität zwei unterschiedliche Durchmesser D1.1 und D1.2 auf mit einem Abstand L1 (siehe 3b). Aus diesen geometrischen Größen wird eine Fläche 1c gebildet. Weiterhin ist in dieser Figur ein Ende einer flexiblen Leitung 3 dargestellt, die in diesem Falle von einem Schlauch verkörpert wird, der einen Außendurchmesser D3 und einen Innendurchmesser d3 aufweist. Das Anschlussstück 1 ist aus Kostengründen bevorzugt aus Kunststoff hergestellt. Allerdings kann es ebenso aus einem metallischen Werkstoff hergestellt werden. Aufgrund der Durchmesserdifferenz von D1.1 zu D1 am konisch ausgebildeten Stutzen 1 wird ein Hinterschnitt 1a zum Außendurchmesser D1 gebildet. Aus der 1 ist weiterhin ein hülsenartiger Adapter 2 ersichtlich. Dieser Adapter 2 setzt sich aus einem Bund mit dem Durchmesser D2 und einer Breite B2 (siehe 2) und einem sich daran anschließenden Konus mit einer Länge L2 zusammen. Außerdem ist der Adapter 2 über seine gesamte Länge mit einem Schlitz 2a versehen, der eine geringe Breite aufweist. Der Adapter 2 weist weiterhin eine Durchgangsbohrung mit einem Innendurchmesser d2 auf. In die Konusfläche des Adapters 2 sind tannenbaumförmige Schuppen 2b eingebracht, wobei die Spitze des Tannenbaumes vom Bund des Adapters 2 weg weisen würde. Vom konus- oder kegelförmigen Grundkörper des Adapters 2 ausgehend, vergrößert sich der Durchmesser der umlaufenden Erhebung 2 (Schuppe) in Abhängigkeit von ihrer axialen Ausdehnung soweit, bis ein maximaler (frei gewählter) Durchmesser erreicht ist, wodurch in Bezug zum Grundkörper ein Absatz entsteht. Dieser bildet mit dem größten Durchmesser der Schuppe 2 eine scharfe Kante 4. Diese hintereinander angeordneten Kanten 4 dienen dazu, dass sie sich im umgebenden Material verhaken.

Der Durchmesser D2 des Bundes des Adapters 2 ist vorzugsweise gleich groß gewählt wie der Durchmesser D3 des Schlauches 3. Damit ist äußerlich ein im Wesentlichen durchgängig gleicher Außendurchmesser an der Verbindungsstelle sichtbar. Allerdings kann der Durchmesser D2 bei Bedarf auch größer gewählt werden.

Bei der Wahl des Durchmessers D1.2 des Anschlussstücks 1 ist zu beachten, dass dieser sowohl auf den Innendurchmesser d2 des Adapters 2 als auch auf den Innendurchmesser des Schlauches 3 so abgestimmt ist, damit zur Erleichterung der Montage die beim Steckvorgang auftretende Reib- und Radialkraft nicht zu groß wird. Eine große Reib- und Radialkraft würde wiederum zu einer Erhöhung der Montagekraft führen. Daher ist es vorteilhaft beide Durchmesser D1.2 und d2 gleich groß zu wählen.

Der Adapter 2 ist bevorzugt aus einem flexiblen Material hergestellt, wie Kunststoff oder Hartgummi. Allerdings sollte bei der Wahl des Materials und damit dessen Steifigkeit beachtet werden, dass die Funktion des Adapters 2, nämlich das Einpressen seiner auf dem Konus angeordneten Erhebung, in Form von mindestens einer Schuppe 2b in den Schlauch 3 und damit seine Fixierung in ihm gewährleistet ist. Für die Fixierung des Adapters 2 im Schlauch 3, die in diesem Stadium jedoch noch nicht vollständig abgeschlossen ist, sind vorteilhafter Weise zur besseren Kraftübertragung mehrere auf dem Konus angeordnete Schuppen 2b verantwortlich. Diese Schuppen 2b bilden aufgrund ihrer Geometrie einen von der Konusfläche sich in radialer Richtung erstreckenden Keil. Damit ein Material mit nicht zu geringer Steifigkeit gewählt werden muss, ist zur Unterstützung einer geforderten Elastizität insbesondere in radialer Richtung ein Schlitz 2a im Adapter 2 eingebracht.

Die 2 zeigt einen mit dem Adapter 2 vormontierten Schlauch 3. Der so vorbereitete Schlauch 3 wird im nachfolgenden Schritt (siehe 3a bzw. 3b) mit dem Stutzen 1 verbunden werden. Bei dem Vorgang, wie in 2 gezeigt, wird der Adapter 2 mit seinem Konus voran bei gleichzeitigem radialem Zusammendrücken der Breite des Schlitzes 2a in den Innendurchmesser d3 des Schlauches 3 soweit eingeschoben, bis dessen Bund an der Stirnfläche des Schlauches 3 anschlägt und dabei die Anlagefläche A2 bildet, wie aus der 3b ersichtlich ist.

In der 3a wird die Verbindung nach Abschluss des Steckvorganges dargestellt. Zur Verdeutlichung dieser Verbindung dient die 3b. Diese zeigt die Verbindung in einer Schnittdarstellung. Hieraus ist erkennbar, dass der mit seiner Konuslänge L2 bereits in den Schlauch 3 eingesteckte Adapter 2, wie in 2 beschrieben, mit dem Anschlussstück 1 verbunden ist. Ebenfalls deutlich erkennbar ist, dass sich während des Einsteckvorganges, bei dem sich die Einsteckkraft aufgrund der Durchmesserverhältnisse aufteilt in eine Axialkraft und eine Radialkraft. Durch diese Radialkraft wird der Durchmesser d3 des Schlauches 3 aufgeweitet und die auf dem konischen Teil des Adapters 2 angeordneten Schuppen 2b werden in das Material des Schlauches 3 eingepresst. In den so vorbereiteten Schlauch 3 wird der Stutzen des Anschlussstücks 1 soweit in den Schlauch 3 eingesteckt, bis dessen Hinterschnitt 1a an der Stirnfläche des Adapters 2 einen Anschlag A2 bildet. Die Schuppen 2b wirken aufgrund ihrer Geometrie bei einer entgegen der Einsteckkraft wirkenden Axialkraft als mehrere hintereinander angeordnete Widerhaken, sodass das Anschlussstück 1 auf diese Weise radial und axial im Schlauch 3 fixiert ist. Die Dichtheit der Verbindung, die bevorzugt niederen Drücken standhalten muss, wird durch den Konus auf der Länge L1 des Stutzens 1 realisiert.

Auf diese Weise kann der Stutzen 1 unlösbar mit der flexiblen Leitung 3 verbunden werden. Durch diese konstruktive Lösung wird kein weiteres Bauteil zur Fixierung benötigt. Außerdem findet die Fixierung im Innern der Verbindungsstelle statt, wodurch kein zusätzlicher Bauraum zur Montage benötigt wird.

Eine andere Möglichkeit, auf einfache Art und Weise eine schnelle und unlösbaren Verbindung zwischen einem Stutzen 1 mit einer Ansatzbreite B1 und einer flexiblen Leitung mit einer Bundbreite B3 am Schlauch 3 herzustellen, wird in der 4 dargestellt. In dieser Figur sind die Durchmesser die gleichen wie in 1. Somit ergibt sich aus der Differenz des Durchmessers D1.1 und des Durchmessers D1 des Stutzens 1 wiederum ein Hinterschnitt 1a. Dieser Hinterschnitt 1a bildet an der inneren Stirnfläche des Bundes einen Anschlag A1 beim Einstecken des Stutzens 1 in die flexible Leitung 3. Bei dieser Variante weist im Gegensatz zur oben beschriebenen Variante der konisch geformte Stutzen 1 tannenbaumartig gestaltete Schuppen 1b auf, die sich beim Einsteckvorgang des Stutzens 1, wodurch der Durchmesser d3 des Schlauches 3 erweitert wird, im Material des Schlauches 3 verhaken, so dass eine feste Verbindung in radialer und axialer Richtung entsteht. Mit der konischen Ausbildung des Stutzens 1 über seine Länge L1 wird die Dichtheit der Verbindung gewährleistet.

1
Endstück eines Anschlussstücks/Stutzen
1a
Hinterschnitt
1b
Schuppen/Erhebungen
1c
Kegelfläche
2
Adapter
2a
Schlitz
2b
Schuppen/Erhebungen
3
Flexible Leitung/Schlauch
4
scharfe Kante
L1
Konuslänge am Stutzen
L2
Konuslänge am Adapter
A1
Anlagefläche
A2
Anlagefläche
B1
Breite des Ansatzes am Stutzen
B2
Bundbreite am Adapter
B3
Bundbreite an flexibler Leitung
D1
Durchmesser
D1.1
Durchmesser
D1.2
Durchmesser
D2
Durchmesser
D3
Außendurchmesser
d2
Innendurchmesser
d3
Innendurchmesser


Anspruch[de]
Verbindung einer flexiblen Leitung (3) mit einem konisch ausgebildeten Ende eines festen Anschlussstücks (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels eines hülsenartigen Adapters (2) hergestellt wird, der einen Bund mit einer Breite (B2) und einen konischen Ansatz mit einer Länge (L2) aufweist, auf dem mindestens eine Erhebung (2b) aufgebracht ist, die geometrisch so gestaltet ist, dass eine in radialer Richtung wirkende Kante (4) gebildet wird. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem konischen Ansatz des Adapters (2) mehrere beabstandete umlaufende Erhebungen (2b) vorgesehen sind, die jeweils eine in radialer Richtung wirkende Kante (4) aufweisen. Verbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (2b) segmentartig auf dem konischen Ansatz des Adapters (2) angeordnet sind. Verbindung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Erhebungen (2b) segmentartig auf dem konischen Ansatz des Adapters (2) hintereinander angeordnet sind. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) einen Schlitz (2a) in Längsrichtung aufweist. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) aus Kunststoff oder Hartgummi besteht. Verbindung einer flexiblen Leitung (3) mit einem konisch ausgebildeten Ende eines festen Anschlussstücks (1), dadurch gekennzeichnet, dass auf das Anschlussstück (1) auf seiner Konuslänge (L1) mindestens eine Erhebung (1b) aufgebracht ist, die geometrisch so gestaltet ist, dass eine in radialer Richtung wirkende Kante (4) gebildet wird. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Konuslänge (L1) mehrere umlaufende Erhebungen (1b) vorgesehen sind, die jeweils eine in radialer Richtung wirkende Kante (4) aufweisen. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Erhebungen (1b) segmentartig auf der Konuslänge (L1) angeordnet sind. Verbindung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Erhebungen (1b) segmentartig auf der Konuslänge (L1) hintereinander angeordnet sind. Verfahren zur Verbindung einer flexiblen Leitung (3) mit einem konisch ausgebildeten festen Anschlussstück (1), gekennzeichnet durch folgende Schritte:

– Zusammendrücken des Spaltes (2a) eines hülsendförmigen Adapters (2) bei gleichzeitigem Einstecken der Länge (L2) des konischen Ansatzes in die flexible Leitung (3)

– Eindrücken des festen Anschlussstücks (1) in diese Verbindung soweit, bis ein Hinterschnitt (1a) des Anschlussstücks (1) mit der Stirnfläche des Adapters (2) einen Anschlag an der Anlagefläche (A1) bildet.
Verfahren zur Verbindung einer flexiblen Leitung (3) mit einem konisch ausgebildeten festen Anschlussstück (1), gekennzeichnet durch folgende Schritte:

– Eindrücken des Anschlussstücks (1) in die flexible Leitung (3) soweit, bis ein Hinterschnitt (1a) des Anschlussstücks (1) mit der inneren Stirnfläche eines am Ende der flexiblen Leitung (3) gebildeten Kragens einen Anschlag an der Anlagefläche (A1) bildet.






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