DE10148439A1

DE10148439A1 - Schlauch- oder Rohrverbindung

Info

Publication number: DE10148439A1
Application number: DE2001148439
Authority: DE
Inventors: Thomas Roesch; Jan Osthold; Thomas Koestler
Original assignee: Veritas AG
Current assignee: Veritas AG
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2003-04-17
Also published as: DE20214303U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem ersten schlauch- oder rohrförmigen Element und einem zweiten schlauch- oder rohrförmigen Element, das in einer Einsteckrichtung in das erste Element eingesteckt ist und mit einem im Verbindungsbereich der beiden Elemente vorgesehenen, vorzugsweise durch Umspritzen an zumindest einem der Elemente angebrachten, zumindest abschnittsweise hülsenförmigen Verbindungselement. Um derartige Schlauch- oder Rohrverbindungen zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Verbindungselement und dem diesen benachbarten Element jeweils entweder zumindest eine Ausnehmung oder ein Vorsprung vorgesehen ist und der Vorsprung mit der Ausnehmung zusammenwirkt, um einen Formschluss zwischen dem Element und dem Verbindungselement herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem ersten schlauch- oder rohrförmigen Element und einem zweiten schlauch- oder rohrförmigen Element, das in einer Einsteckrichtung in das erste Element eingesteckt ist, und mit einem im Verbindungsbereich der beiden Elemente vorgesehenen, vorzugsweise durch Umspritzen an zumindest einem der Elemente angebrachten, zumindest abschnittsweise hülsenförmigen Verbindungselement.

Eine derartige Schlauch- oder Rohrverbindung ist z. B. aus der EP 0 506 017 B1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung ist das erste Element durch einen Schlauch und das zweite Element durch ein rohrförmiges Anschlusselement mit keilförmiger Verrippung gebildet. Das zweite rohrförmige Element wird in einer Einsteckrichtung in den Endabschnitt des schlauchförmigen ersten Elements eingesteckt. Die Verrippung dringt dabei in die Innenwand des Endabschnitts des ersten schlauchförmigen Elements ein. Dadurch wird das schlauchförmige Element auf dem zweiten Element entgegen der Einsteckrichtung gesichert. Zusätzlich ist ein hülsenförmiges Verbindungselement vorgesehen, das die Außenseite des ersten schlauchförmigen Elements umgibt und an dessen Außenseite anliegt. Das hülsenförmige Verbindungselement besteht aus einem Kunststoff. Bei der Herstellung wird das erste Element mit eingestecktem zweiten Element zunächst in eine Form eingelegt und das Verbindungselement dann durch Umspritzen angebracht. Während der Abkühlung des Kunststoffs schrumpft dieser, wodurch das schlauchförmige erste Element fest auf das rohrförmige zweite Element und dessen Verrippung gepresst wird. Durch die Verrippung kann es jedoch zu Schäden an den schlauchförmigen Elementen kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schlauch- oder Rohrverbindung der eingangs genannten Art zu verbessern, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere soll ein materialschonende, dennoch ausreichend feste Verbindung zwischen zwei Schläuchen, zwei Rohren oder aber einem Schlauch und einem Rohr erzielt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schlauch- oder Rohrverbindung der eingangs genannten Art, bei der am Verbindungselement und dem diesen benachbarten Element jeweils entweder zumindest eine Ausnehmung oder ein Vorsprung vorgesehen ist, und der Vorsprung mit der Ausnehmung zusammenwirkt, um einen Formschluss zwischen den Elementen und dem Verbindungselement herzustellen.

Diese Lösung ist einfach und hat den Vorteil, dass gegenüber herkömmlichen Lösungen das Eindringen von Verrippungen in die empfindlichen Innenseiten des Schlauchs vermieden werden können. Gleichzeitig lässt sich auf diese Weise eine feste und unlösbare Verbindung bereitstellen. Es ist gegenüber herkömmlichen Lösungen nicht mehr möglich, das hülsenförmige Verbindungselement aus dem Verbindungsbereich in Axialrichtung des Schlauchs oder des Rohrs herauszuschieben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann an beiden Elementen entweder ein Vorsprung oder eine Ausnehmung vorgesehen sein, die jeweils mit einer zugeordneten Ausnehmung und 1 oder einem Vorsprung des Verbindungselements zusammenwirken. Dadurch kann ein Formschluss des Verbindungselements sowohl mit dem ersten Element, als auch dem zweiten Element erzielt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Steigerung der Festigkeit der Verbindung zwischen den beiden Elementen. Zudem eignet sich diese Ausführungsform besonders gut für das Verbinden von zwei ineinander steckbaren rohrförmigen Elementen aus vergleichsweise starren Materialien.

Von Vorteil kann es sein, wenn das erste Element ein flexibler Schlauch ist. Bei Verwendung in Verbindung mit einem starren, rohrförmigen zweiten Element kann sich der Schlauch an die Kontur des starren zweiten Elements anpassen und z. B. Fertigungstoleranzen ausgleichen.

Um die Eigenschaften des Schlauchs gezielt beeinflussen zu können, kann es sich als günstig erweisen, wenn der Schlauch mehrschichtig aufgebaut ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann eine der Schichten des Schlauchs wellrohrförmig sein. Derartige Schläuche mit wellrohrförmigen Schichten können vorteilhafte Biegeeigenschaften aufweisen.

Von Vorteil kann es dabei sein, wenn der Vorsprung oder die Ausnehmung des ersten Elements durch die wellrohrförmige Schicht gebildet wird. Dann muss ein solcher Schlauch nicht speziell an die Verwendung in der erfindungsgemäßen Schlauch- oder Rohrverbindung angepasst werden.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn auf der wellrohrförmigen Schicht eine äußere Deckschicht aufgebracht ist, und die wellrohrförmige Deckschicht im Bereich des Endabschnitts des ersten Elements radial von außen zugänglich ist. Die Deckschicht kann hierbei im Bereich des Endabschnitts vollständig freigelegt sein, oder aber auch nur teilweise, wie z. B. durch ein ringförmiges Entfernen der Deckschicht, wobei der Zugang zur wellrohrförmigen Schicht durch Abschnitte der Deckschicht seitlich begrenzt sein kann. Dadurch können auch solche Schläuche verwendet werden, deren wellrohrförmige Schicht z. B. eine innere oder die innerste Schicht bildet.

Von Vorteil kann es zudem sein, wenn die Deckschicht ein flexibles, elastisches Material. wie z. B. Kautschuk enthält. Dadurch kann sich die Flexibilität des Schlauchs steigern lassen.

Um ein Abbrechen der wellrohrförmigen Schicht im Bereich des Verbindungselements zu verhindern, kann das Verbindungselement abschnittsweise an der Deckschicht anliegen. Es kann sich z. B. hülsenförmig über die Deckschicht erstrecken, um dadurch eine Art Fassung zu bilden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zumindest am zweiten Element der Vorsprung und am Verbindungselement die mit dem Vorsprung zusammenwirkende Ausnehmung vorgesehen sein. Dadurch kann vermieden werden, dass durch die Verbindung eine Schwächung des Querschnitts des zweiten Elements erfolgt.

Hierbei kann es sich als günstig erweisen, wenn der Vorsprung des zweiten Elements als Ringwulst ausgebildet ist. Durch die ringwulstartige Gestaltung ist eine gleichmäßige Festigkeit in alle Richtungen möglich. Das Ausbilden von Vorzugsrichtungen kann dadurch vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das zweite Element als Rohr ausgebildet sein. Insbesondere in Verbindung mit einer Ausbildung des ersten Elements als Schlauch kann sich dadurch das Zusammenstecken der beiden Element vereinfachen.

Von Vorteil kann es dabei sein, wenn das zweite Element ein Metallrohr ist. Auf diese Weise lässt sich eine besonders feste Verbindung erzielen.

Um die Herstellung der Verbindung einfach und kostengünstig zu gestalten, kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Verbindungselement aus Kunststoff besteht.

Dabei kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Kunststoff ein Thermoplast ist. Ein solcher thermoplastischer Kunststoff kann z. B. durch Spritzgießen verarbeitet werden.

Nachfolgend wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlauch- oder Rohrverbindung in einer teilweise geschnittenen Ansicht
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlauch- oder Rohrverbindung in einer teilweise geschnittenen Ansicht.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schlauch- oder Rohrverbindung 1 in einer Teilschnittansicht dargestellt. Die Schlauch- oder Rohrverbindung besteht aus einem ersten Element 2 in Form eines flexiblen Schlauchs. Der Schlauch ist mehrschichtig aufgebaut, wobei seine innerste Schicht durch eine wellrohrförmige Schicht 3 gebildet wird. Die wellrohrförmige Schicht 3 besteht hierbei aus Metall. Sie ist von einer Deckschicht 4 aus einem elastomeren, flexiblen und elastischen Material umgeben. Es kann sich hierbei um eine Kautschukmaterial oder thermoplastisches Material handeln. Es ist auch denkbar, die Deckschicht wiederum mehrschichtig aufzubauen, mit z. B. einer Verstärkungslage aus textilem Material, dass in der Deckschicht aufgenommen ist. Das Material der Deckschicht 4 füllt die Wellungen der wellrohrförmigen Schicht 3 aus, sowie dies in Fig.1 dargestellt ist. In einem Endabschnitt 5 des ersten Elements ist die Deckschicht 4 entfert, so dass die wellrohrförmige Schicht 3 radial von außen her im Bereich des Endabschnitts 5 zugänglich ist. Hierzu kann die Deckschicht 4 ringförmig abgeschnitten und von der wellrohrförmigen Schicht 3 abgenommen werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Deckschicht 4 lediglich formschlüssig auf der wellrohrförmigen Schicht 3 aufgebracht.
Weiterhin verfügt die Schlauch- oder Rohrverbindung über ein zweites Element 6, bei dem es sich um ein Rohr aus Metall handelt. Grundsätzlich sind auch andere Werkstoffe denkbar, wie z. B. thermoplastische Kunststoffe. Das zweite Element ist im Wesentlichen zylindermantelrohrförmig und verfügt über einen Steckabschnitt 7, dessen zylindermantelförmige Außenfläche einen kleineren Durchmesser als die Außenfläche 8 des zweiten Elements aufweist. Am Übergang zwischen der Außenfläche 8 und dem Steckabschnitt 7 ist ein ringförmig umlaufender Wulst vorgesehen, der einen Vorsprung 9 bildet. Der größte Außendurchmesser des Wulstes ist größer als der Außendurchmesser der Außenfläche 8 des zweiten Elements. Die Außenabmessung des Steckabschnittes 7 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser der wellrohrförmigen Schicht 3, bzw. dem Innendurchmesser des ersten Elements. Dadurch ist es möglich, das zweite Element mit seinem Steckabschnitt 7 in einer Steckrichtung in das erste Element einzustecken. Die Steckrichtung verläuft hierbei im Wesentlichen axial und parallel zu Symmetrieachse des ersten und zweiten Elements.
über ein Verbindungselement 10 sind das erste Element und das zweite Element miteinander verbunden. Das Verbindungselement 10 besteht aus Kunststoff, wobei es sich hier um einen durch Spritzgießen verarbeitbaren Kunststoff handelt. Das Verbindungselement 10 ist im Wesentlichen hülsenförmig, wobei es zum einen an der Außenfläche 8 des zweiten Elements und zum anderen an einer Außenfläche 11 des ersten Element anliegt. Im Bereich der Außenfläche 11 und der Außenfläche 8 erstreckt sich das Verbindungselement 10 im Wesentlichen nur zylindrisch und weist eine hülsenförmige Gestalt auf.
Da im Bereich des Endabschnitts 5 des ersten Elements die Deckschicht 4 entfernt wurde, liegen die Wellungen der wellrohrförmigen Schicht 3 frei. Dieser Abschnitt wird nunmehr vom Material des Verbindungselements 10 ausgefüllt, wobei die Wellungen, die in radialer Richtung vorstehen, jeweils Vorsprünge der wellrohrförmigen Schicht bilden und die entsprechende Kontur des Verbindungselements 10 dadurch Ausnehmungen bildet, die mit den vorstehenden Wellungen zusammenwirken. Ebenso füllt das Material des Verbindungselements 10 die Wellentäler der Wellungen und bildet dadurch seinerseits Vorsprünge, die wiederum mit durch die Täler der Wellungen gebildeten Ausnahmen zusammenwirken. Dadurch entsteht in axialer Richtung des Schlauchs ein Formschluss zwischen dem Verbindungselement 10 und dem schlauchförmigen ersten Element. Da auch zwischen der Deckschicht 4 und der wellrohrförmigen Schicht 3 ein Formschluss besteht und zudem die Deckschicht 4 abschnittsweise vom Verbindungselement 10 umgeben ist, kann die Deckschicht 4 des Schlauchs nicht abgezogen werden.
Gleichzeitig bildet der Vorsprung 9 zusammen mit einer entsprechenden Ausnehmung 12 einen Formschluss zwischen dem zweiten Element, bzw. dem Rohr und dem Verbindungselement.
Nachfolgend wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfindung näher erläutert:
Zur Herstellung der Schlauch- oder Rohrverbindung 1 wird zunächst das zweite Element oder Rohr 6 in das erste Element 2 bzw. den Schlauch eingeschoben, wobei der Steckabschnitt 7 in der wellrohrförmigen Schicht 3 im Bereich des Endabschnitts 5 aufgenommen ist. Anschließend werden die beiden ineinandergesteckten Elemente in eine Form eingelegt. Dort wird die Anordnung, die aus den beiden Elementen besteht, mit dem Material umspritzt, das das Verbindungselement 10 bildet. Während des Spritzvorgangs füllt dabei das Material des Verbindungselements 10 die Wellungen, bzw. Wellentäler der wellrohrförmigen Schicht 3 aus, und umgibt darüber hinaus den Vorsprung 9 des ersten Elements, bzw. Rohrs.
Da das Umspritzen mit dem Material des Verbindungselements 10 bei relativ hohen Temperaturen erfolgt, nämlich oberhalb des Schmelzpunktes den Kunststoffes, kommt es während des Abkühlens zu einer gewissen Schrumpfung des Material des Verbindungselements. Dadurch erfolgt ein enges Anliegen des Verbindungselements 10 an den Außenflächen 8 und 11 der beiden Elemente. Durch das Zusammenwirken von Ausnehmung 12 mit Vorsprung 9, bzw. der durch die Wellungen der wellrohrförmigen Schicht gebildeten Vorsprünge und Ausnehmungen mit dem Material des Verbindungselements 10, entsteht jeweils ein Formschluss in axialer Richtung, also entgegen der Steckrichtung. Auf diese Weise lässt sich eine einfach herzustellende, jedoch sehr feste Verbindung zwischen einem Rohr und einem Schlauch erzielen.
Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf das Verbinden eines Rohrs mit einem Schlauch beschränkt. Alternativ ist auch denkbar, z. B. zwei Rohre oder zwei Schläuche miteinander zu verbinden. Die Vorteile der Erfindung lassen sich auch damit verwirklichen.
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform der Erfindung näher erläutert:
Der Übersicht halber werden gleiche Elemente der beiden Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Wie auch die erste Ausführungsform der Schlauch- oder Rohrverbindung verfügt auch die zweite Ausführungsform der Schlauch- oder Rohrverbindung 1 über ein erstes Element 2, das im Wesentlichen schlauchförmig ist. Bei dem Material des schlauchförmigen Elements kann es sich ebenfalls um ein elastisches, flexibles Material handeln. Auch ist ein mehrschichtiger Schlauchaufbau möglich.
Das zweite Element 6 ist wiederum rohrförmig und kann z. B. aus Metall bestehen. Es verfügt über einen Vorsprung 9, der durch einen ringförmig umlaufenden Wulst gebildet ist.
Das elastischen, schlauchförmige erste Element ist auf den Endabschnitt 5 des zweiten Elements, bzw. des Rohrs aufgeschoben. Aufgrund des elastischen, flexiblen Materials nimmt dabei der Schlauch im Bereich des Vorsprunges 9 eine dazu kongruente Form ein.
Das Verbindungselement 10 umgibt bei der zweiten Ausführungsform nur die Außenfläche 11 des Schlauches, wobei im Inneren des Verbindungselementes 10 eine Ausnehmung 13 gebildet wird, die mit einer Wölbung 14 des ersten Elements oder Schlauchs zusammenwirkt. Auch dadurch entsteht ein Formschluss entgegen der Steckrichtung.
Nachfolgend wird die Wirkungs- und Funktionsweise der zweiten Ausführungsform im Unterschied zur ersten Ausführungsform erläutert.
Zunächst wird das schlauchförmige erste Element auf das rohrförmige, starre zweite Element aufgeschoben, wobei das erste Element den Vorsprung 9 des zweiten Elements umgibt und dadurch eine Wölbung 14 entsteht. Anschließend werden die beidne Elemente im zusammengesteckten Zustand in eine Form eingelegt und mit Kunststoff umspritzt. Währen des Umspritzens schmiegt sich das Material des Verbindungselementes 10 an die Außenfläche 11 des ersten Elements oder Schlauchs 2 an, wodurch die Ausnehmung 13 gebildet wird. Während des Abkühlens entsteht wiederum eine Schrumpfung des Material des Verbindungselements 10, so dass zusätzlich ein Kraftschluss zwischen den beiden Elementen entsteht.

Claims

1. Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem ersten schlauch- oder rohrförmigen Element (2) und einem zweiten schlauch- oder rohrförmigen Element (6), das in einer Einsteckrichtung in das erste Element (2) eingesteckt ist und mit einem im Verbindungsbereich der beiden Elemente, vorgesehen, vorzugsweise durch Umspritzen an zumindest einem der Elemente (2, 6) angebrachten, zumindest abschnittsweise hülsenförmigen Verbindungselement (10), dadurch gekennzeichnet, dass am Verbindungselement (10) und dem diesen benachbarten Element (2, 6) jeweils entweder zumindest eine Ausnehmung (12, 13) oder ein Vorsprung (9) vorgesehen ist und der Vorsprung mit der Ausnehmung zusammenwirkt, um einen Formschluss zwischen dem Element und dem Verbindungselement herzustellen.

2. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Elementen (3, 6) jeweils entweder ein Vorsprung oder eine Ausnehmung vorgesehen ist, die jeweils mit einer zugeordneten Ausnehmung und 1 oder einem Vorsprung des Verbindungselements zusammenwirken.

3. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element ein flexibler Schlauch ist.

4. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch mehrschichtig aufgebaut ist.

5. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schichten wellrohrförmig ist.

6. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung oder die Ausnehmung des ersten Elements durch die wellrohrförmige Schicht gebildet ist.

7. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der wellrohrförmigen Schicht eine äußere Deckschicht (4) aufgebracht ist, und die wellrohrförmige Schicht im Bereich des Endabschnitts (5) des ersten Elements radial von außen zugänglich ist.

8. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht ein flexibles, elastisches Material, wie z. B. Kautschuk enthält.

9. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement abschnittsweise an der Deckschicht anliegt.

10. Schlauch- oder Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest am zweiten Element der Vorsprung und am Verbindungselement die mit dem Vorsprung zusammenwirkende Ausnehmung vorgesehen ist.

11. Schlauch- oder Rohrverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung des zweiten Elements als Ringwulst ausgebildet ist.

12. Schlauch- oder Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element als Rohr ausgebildet ist.

13. Schlauch- oder Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite ein Metallrohr ist.

14. Schlauch- oder Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement aus Kunststoff besteht.

15. Schlauch- oder Rohrverbindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff ist.