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Die
Erfindung betrifft eine Fluidleitung für Fahrzeuge.
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ist bekannt, Fluidleitungen wie Treibstoffleitungen, Hydraulikleitungen
und dergleichen in Kraftfahrzeugen aus Metallen und insbesondere
aus Stahl herzustellen. Für
die Verlegung werden derartige Leitungen entsprechend den Anforderungen
verformt und in Fahrzeugen verlegt. Üblicherweise werden derartige
metallische Fluidleitungen in Fahrzeugen über sogenannte Bördelungen
an den Bauteilen befestigt, die sie leitend verbinden sollen. Hierzu
wird eine Mutter auf das Rohr aufgeschoben, anschließend die
Bördelung
mit einer entsprechenden Vorrichtung angefertigt und anschließend das
Rohr mit der Mutter auf einen entsprechenden Stutzen einer zur verbindenden
Einrichtung aufgeschraubt. Bei derartigen Fluidleitungen aus Stahl
oder anderen Metallen bzw. Legierungen ist von Nachteil, dass das Anbringen
der Bördelung
und das Verschrauben der Leitungen an den entsprechenden Aggregaten,
aber auch die Verbindungstechnik selber aufwendig sind, wobei zusätzlich derartige
Verbindungen ein hohes Gewicht haben. Ein weiterer Nachteil ist
das hohe Eigengewicht der Leitung. Ferner ist von Nachteil, dass derartige
Fluidleitungen im Fall von Scherbelastungen, wie bei Unfällen relativ
leicht brechen können.
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Weiterhin
ist es bekannt in Kraftfahrzeugen, Rohrleitungen oder Fluidleitungen
aus Kunststoffen zu verlegen. Derartige Kunststoffleitungen werden mit
anderen Aggregaten oder Leitungen üblicherweise über flexible
Schläuche,
beispielsweise Gummischläuche
verbunden. Hierzu besitzen die entsprechenden Kunststoffrohre unmittelbar
angrenzend an Ihre Mündung
einen umlaufenden Wulst über
den der flexible Schlauch übergeschoben
wird. Kunststoffleitungen sind zwar erheblich leichter als Leitungen
aus Stahl, Metallen oder Legierungen sind jedoch erheblich schwerer
zu verformen als Metallrohre. Im Fall von Scherungen wie bei Unfällen brechen
derartige Rohre durch ihre Steifigkeit, weshalb die erhebliche Gefahr
des Auslaufens von den zu fördernden
Flüssigkeiten
besteht. Ferner sind derartige Rohre schlecht zu verlegen, da sie üblicherweise
vorgeformt und dann in starrem Zustand eingebaut werden müssen.
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Ferner
sind sogenannte Kunststoff-Metall-Verbundrohre bekannt. Derartige
Kunststoff-Metall-Verbundrohre werden im Bereich von Heizungen, insbesondere
Fußbodenheizungen
und im Sanitärbereich
eingesetzt. Derartige Kunststoff-Metall-Verbundrohre bestehen üblicherweise
aus einer ersten inneren Kunststoffschicht, einer diese umgebenden Metallschicht,
die üblicherweise
aus einem Aluminiumrohr besteht und einer abschließenden äußeren Kunststoffschicht.
Der Vorteil dieser Rohre ist, dass sie sich relativ gut verformen
lassen, wobei auch im Bereich des Radius der Rohrquerschnitt relativ
konstant bleibt. Ferner besitzen derartige Rohre eine hohe Innendruckfestigkeit.
Derartige Rohre werden unter der Bezeichnung MT-Verbundrohr, unter
anderem von der Firma Hewing GmbH Pro Aqua, Waldstr. 3, D-48607 Ochtrupp hergestellt.
Derartige Verbundrohre werden durch stumpfes Verschweißen, Verkleben
oder das Bördeln
und Anschrauben analog zur Metallrohren miteinander oder mit Aggregaten
die mit Flüssigkeit
beliefert werden sollen, verbunden. Auch bei diesen Verbundrohren
besteht üblicherweise
die Verbindungstechnik aus Metall oder aber aus Kunststoffen. Diese
Rohre lassen sich zwar relativ leicht verformen, die zur Verfügung stehenden
Verbindungstechniken sind jedoch auf einen statischen Einbau ausgelegt
und vertragen keine Vibrationen oder größere Lastwechsel.
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Ein
Kunststoff-Metall-Verbundrohr ist beispielsweise aus der
DE 20005621 U1 bekannt,
wobei dieses Kunststoff-Metall-Verbundrohr
mit einem Kunststoffinnenrohr und einer Mantelummantelung um das
Kunststoffinnenrohr ausgebildet ist, wobei die Mantelummantelung
durch Legen eines Längsränder aufweisenden
Metallbandes um das Kunststoff im Rohr ausgebildet ist und die Längsränder einander überlappen
und innerhalb ihres Überlappungsbereichs
verklebt sind, wobei die Klebverbindung der Längsränder des Metallbandes, insbesondere
in Abhängigkeit
von der Temperatur nicht lösbar
ist.
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Ein
weiteres Kunststoff-Metall-Verbundrohr ist aus der
DE 20014466 U1 bekannt,
wobei dieses Kunststoff-Metall-Verbundrohr
mit einem Innenrohr aus Polyethen, einem Metallband, das um das
Innenrohr herum angeordnet ist und mit einem Außenrohr, das ebenfalls aus
Polyethen ausgebildet ist, wobei das Innenrohr und/oder das Außenrohr
aus einem vernetzten MD-PE
besteht, dessen Dichte zwischen 0,930 und 0,939 g/cm
3 liegt.
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Aus
der
DE 199 53 737
C1 ist ein Mehrschichtverbundrohr umfassend eine innere
Hauptmaterialschicht und eine äußere Hauptmaterialschicht,
die aus Kunststoff bestehen, bekannt, wobei zwischen diesen eine
metallische Zwischenschicht angeordnet ist. Um zwei Rohrelemente
zu verbinden, ist es aus dieser Entgegenhaltung bekannt, ein Rohrelement
an der Mündung
aufzuweiten, so dass es einen Innendurchmesser aufweist, der es
erlaubt, ein zweites Rohr hineinzuschieben. Bei derartigen Steckverbindungen
ist von Nachteil, dass diese für die
Verwendung in Kraftfahrzeugen nicht ausreichend schwingfest sind.
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Aus
der
DE 102 29 242
C1 ist ein Verfahren zum Fügen zweier Kunststoffrohre
miteinander bekannt, wobei an der Rohren korrespondierende Rastelemente
ausgebildet sind, welche die Rohre aneinander halten und zudem im
Stoßbereich
der beiden Rohre ein Verschweißung
herbeigeführt
wird. Eine solche Verbindung ist für Mehrschichtverbundrohre aufgrund
der verschiedenen Materialien nicht ohne weiteres realisierbar und
zudem aufgrund der Verschweißung
nicht schwingfest.
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Aus
der
CH 453 698 A ist
ein Metallrohr, insbesondere Aluminiumrohr für den Transport von Flüssigkeiten
und Gasen bekannt, wobei dieses Metallrohr ein Innenrohr aus Kunststoff
umhüllt
und an dem Innenrohr aus Kunststoff Vorsprünge in ringförmiger,
spiralförmiger
oder kreuzförmiger
Weise vorhanden sind, welche von Innen an dem Metallrohr anliegen,
um ein vollflächiges
Anliegen bei einer Erwärmung
des Kunststoffes zu vermeiden.
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Aus
der
DE 41 30 167 A1 sind
ein Verbundrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung und Rohrleitungsverbindung
aus dem Verbundrohr bekannt, wobei zur Herstellung einer Verbindung
in das Verbundrohr ein Anschlussteil
22 mit einem an der Mündung umlaufenden
Flansch eingeschoben wird und nach dem Einschieben des Anschlussteils
22 das
Rohrende
25 mit dem Anschlussteil
22 zusammengepresst
und dadurch an diesem gehalten wird. Bei einer solchen Verbindung
ist von Nachteil, dass diese nicht in der Lage ist, Vibration und
Schwingungen abzubauen.
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Die
bekannten Verbindungstechniken für Kunststoff-Metall-Verbundrohre sind
sehr schwer und darüber
hinaus auch sehr teuer und somit für eine Verwendung dieser Verbindungstechnik
im Fahrzeugbau nicht wirtschaftlich. Zudem gibt es keine schwingungsauffangenden,
absolut dichten Fittings für
derartige Kunststoff-Metall-Verbundrohre.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Fluidleitung für Fahrzeuge zu schaffen, die
leicht ist, leicht zu verlegen und zu montieren ist und eine leichte,
vibrations- und schwingungssichere Verbindung mit anderen Rohrleitungen
und/oder Aggregaten ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird mit einer Fluidleitung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Erfindungsgemäß wird für Fluidleitungen
in Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen, Lastkraftfahrzeugen, Omnibussen
aber auch Luft- oder Wasserfahrzeugen ein an sich bekanntes Kunststoff-Metall-Verbundrohr
verwendet, wobei das erfindungsgemäß ausgebildete Kunststoff-Metall-Verbundrohr
einen speziell ausgebildeten, ausfallsicheren Anschlussbereich besitzt.
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Ein
Kunststoff-Metall-Verbundrohr zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Fluidleitung
besitzt beispielsweise ein Innenrohr aus Polyethen, um das ein Metallband
oder ein Metallrohr insbesondere aus Aluminium herum angeordnet
ist und eine Außenschicht
oder ein Außenrohr,
welches beispielsweise ebenfalls aus Polyethen hergestellt ist.
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Derartige
Verbundrohre werden derzeit als Rohre für Fußbodenheizungen verwendet.
Derartige Rohre sind im Vergleich zu Metallrohren, insbesondere
Stahlrohren sehr leicht und zudem günstiger und lassen sich im
Vergleich zu Kunststoffrohren erheblich leichter einbauen, verformen
und an bestehende Geometrien in Karosserien anpassen. Zudem sind
derartige Kunststoff-Metall-Verbundrohre
durch den Metallmantel diffusionsdicht, so dass sie in günstiger
Weise auch für
flüchtige
Treibstoffe verwendet werden können.
Derartige Rohre werden für
die Verbindung miteinander üblicherweise
stumpf verschweißt
oder mit Börderlungen
verschraubt. Anschlüsse
werden üblicherweise
quetschverschraubt oder mit Bördelungen
verschraubt. Derartige Verbindungen sind im Bereich, in dem starke
Temperaturschwankung und hohe Vibrationsbelastung und ggf. starke
Lastwechsel auftreten, so im Bereich von Kraftfahrzeugen und deren
Antrieben nicht einstetzbar, da sie schon nach kurzer Zeit versagen.
Insbesondere Verschraubungen aus Kunststoff im Bereich der Bördelungen
können
relativ schnell versagen, wobei Metallverschraubungen für den erfindungsgemäßen Zweck
zu schwer sind. Mündungsseitige
Umfangsflansche, wie bei Kunststoffrohren sind bei Kunststoff-Metall-Verbundrohrleitungen
nicht möglich,
da es bei der Aufbauchung einer solchen Form sofort zu Delaminationen
dieses mehrschichtigen Materials kommt.
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Erfindungsgemäß werden
derartige Rohre zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Fluidleitungen entfernt
von der Rohrmündung,
mit zumindest einer umlaufenden Aufbauchung versehen. Erfindungsgemäß wird diese
Aufbauchung durch einen Stauchvorgang herbeigeführt. Beispielsweise ist die Aufbauchung
um die Radiuslänge
des Rohrinnendurchmessers von der Mündung entfernt. Das Rohr kann
von der Mündung
in Richtung auf die Aufbauchung zu mit einem Konus ausgebildet sein.
Zur erfindungsgemäßen Verbindung
von erfindungsgemäßen Fluidleitungen
miteinander oder Fluidleitungen mit Aggregaten von Fahrzeugen wird
ein elastischer Schlauch, insbesondere erleichtert durch den Konus, auf
das Rohr und über
die Aufbauchung herübergeschoben.
Hinter der Aufbauchung wird der Schlauch mit einer im Fahrzeugbau üblichen
Schraub-, Klemm- oder Quetschschelle gesichert. Diese gewährleistet
eine schnelle und sichere Montage, die zudem absolut dicht ist und
schwingungsunempfindlich ist. Um die Aufschublänge zu definieren, den Sitz der
Schelle zu verbessern und die empfindliche Schlauchmündung zu
schützen,
kann bei einer bevorzugten Ausführungsform
eine zweite Aufbauchung, beabstandet von der ersten Aufbauchung, vorhanden
sein. Der Schlauch wird in diesem Fall bis zu der zweiten Aufbauchung
aufgeschoben, so dass seine Aufschublänge definiert ist und somit
eine einfache und schnelle Montage möglich ist. Die Schelle wird
dann zwischen den beiden Aufbauchungen befestigt, so dass die Schelle
einen definierten Sitz hat. Zudem ist die umlaufende Kante der Schlauchmündung durch
die zweite Aufbauchung vor Verletzung und Rissfortschritt – auch unter
der Schelle hindurch – geschützt.
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Die
Erfindung wird beispielhaft anhand einer Zeichnung erläutert, es
zeigen dabei
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1,
stark schematisiert, den Mündungsbereich
einer erfindungsgemäßen Fluidleitung
mit einer von der Mündung
abgesetzten umlaufenden Aufbauchung und einer äußeren konischen Anschrägung der
Rohrmündung;
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2 eine
Fluidleitung nach 1 mit einer zweiten, von der
ersten Aufbauchung beabstandeten zweiten Aufbauchung für eine definierte
Montage;
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3 die
erfindungsgemäße Fluidleitung nach 1 mit
einem aufgeschobenen Schlauch, der mit einer Schelle gesichert ist;
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4 die
erfindungsgemäße Fluidleitung nach 2 mit
einem Schlauch, der mit einer Schelle gesichert ist, wobei der Schlauch
bis zu einer zweiten, von der ersten Aufbauchung beabstandeten Aufbauchung
aufgeschoben ist;
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5 bis 10 beispielhaft
verschiedene Außenkonturen
von Aufbauchungen nach der Erfindung;
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11 eine
Ausführungsform
der Erfindung nach 2 mit unterschiedlich hoch ausgebildeten Aufbauchungen;
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12 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Fluidleitung
nach 2 mit zwei unterschiedlich hoch ausgebildeten
Aufbauchungen.
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Eine
erfindungsgemäße Fluidleitung 1,
für die
Verwendung in Fahrzeugen, besitzt ein erstes oder Innenrohr 2,
ein zweites, das Innenrohr umgebende und nach außen abschließende Metall roter 3 und
ein äußeres, das
Verbundrohr außen
abschließende
und begrenzende Kunststoffrohr 4. Die Rohre bzw. Schichten 2, 3 bzw. 3, 4 grenzen
unmittelbar aneinander und sind mit an sich bekannten Techniken aufeinander
laminiert.
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Die
Kunststoffrohre 2, 4 sind aus an sich bekannten
Kunststoffen, insbesondere Polyethen, Polypropen, Polyamid oder
anderen Kunststoffen oder Kunststoffmischungen ausgebildet. Das
Metallrohr 3 wird aus einem Metall oder einer Metalllegierung
vorzugsweise aber aus Aluminium oder anderen Leichtmetallen ausgebildet.
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Eine
Mündung 5 der
Fluidleitung 1 wird von einer umlaufenden Stirnkante 6 der
Fluidleitung 1 begrenzt. Beabstandet, mit einem Abstand
h, ist von der umlaufenden Stirnkante 6 der Rohrmündung 5 zumindest
eine Aufbauchung 7 (1) im Körper der Fluidleitung 1 vorhanden.
Die Aufbauchung 7 erscheint im Rohrinneren als Ringnut 8 und
am Rohräußeren als
Ringwulst 9.
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Der
Ringwulst 9 kann unterschiedliche Außenkonturen aufweisen, bzw.
mit unterschiedlichen Außenkonturen über den
Rohrkörper
nach außen vorstehen
(9 bis 10). Beispielsweise kann der
Ringwulst eine halbkreisringförmige
Form (5) oder eine drei- oder mehreckige Form (6–10)
aufweisen. Bei einer mehreckigen Form kann die zur Mündung weisende
Flanke steiler als die von der Mündung 5 wegweisende
Flanke der Aufbauchung 9 sein oder umgekehrt (10).
Insbesondere bei einer dreieckigen Ausführungsform kann die vordere,
zur Mündung
weisende Kante flacher sein, um einen Schlauch leichter aufzuschieben,
und eine von der Mündung
wegweisende Flanke steiler ausgebildet sein (9). Bei
einer insbesondere dreieckigen Ausbildung kann (9)
die radial äußerste Kante
abgerundet ausgebildet sein.
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Der
Abstand h des Ringwulstes 9 von der Mündung 6 beträgt beispielsweise
etwa 1 cm und entspricht somit bei Standardrohren in etwa dem Innendurchmesser
des Rohres, wobei der Abstand zur Mündung so gewählt wird,
dass ein Delaminieren der die Fluidleitung 1 ausbildenden
Schichten 2, 3, 4 sicher vermieden wird.
Die Höhe
der Aufbauchung 7 bzw. des über die Oberfläche der
Fluidleitung vorstehenden Ringwulstes 9 entspricht beispielsweise
in etwa der Wandstärke
der Fluidleitung 1 oder ist etwas geringer. Die Höhe der Aufbauchung 7 kann
jedoch auch deutlich größer sein
als die Dicke der Rohrwandung.
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Von
der umlaufenden Stirnkante 6 der Fluidleitung 1 in
Richtung zum Wulst 9 bzw. zur Aufbauchung 7 kann
die Fluidleitung 1 mit einem Konus 10 derart versehen
sein, dass sich die Fluidleitung zwischen dem Wulst 9 und
der umlaufenden Stirnkante 6 mit dem Konus 10 im
Außendurchmesser
und ggf. auch im Innendurchmesser verjüngt.
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Um
eine derartige Fluidleitung 1 mit anderen Fluidleitungen 1 zu
verbinden oder mit entsprechenden Aggregaten eines Kraftfahrzeuges
wie einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe oder im Kühlkreislauf
mit dem Motor oder dem Kühler
oder dem Wärmetauscher
oder einer Klimaanlage zu verbinden, wird ein flexibler Schlauch 15 auf
die Fluidleitung 1 aufgeschoben, wabei durch den Konus 10 das Aufschieben
erleichtert wird und die Mündung
des Schlauchs 15 geweitet wird. Anschließend wird
der Schlauch 15 mit seiner umlaufenden, die Mündung begrenzenden
Stirnkante 16 über
den Wulst 9 bzw. die Aufbauchung 7 herübergeschoben
und noch ein Stück
weiter auf die Fluidleitung 1 aufgeschoben. Um den Schlauch 15 auf
der Fluidleitung 1 zu sichern, wird eine an sich bekannte
und im Kraftfahrzeugbau übliche
Rohrschelle 17 hinter dem Wulst 9 um den Schlauch 15 gelegt
und festgezogen bzw. festgeklemmt. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser
der festgezogenen Schelle 17 kleiner als der Außendurchmesser
des Wulstes 9, so dass ein Herüberrutschen der Schelle 17 über den
Wulst 7 unmöglich
gemacht wird.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidleitung (2, 4),
bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,
wird weiter von der Mündung 5 beabstandet
und auch von der Aufbauchung 7 beabstandet, zumindest eine
weitere Aufbauchung 11 an dem Fluidleitungskörper angeordnet.
Die Aufbauchung 11 besitzt in gleicher Weise, rohrinnenseitig
eine Ringnut 12 und rohraußenseitig einen Ringwulst 13.
Der Abstand der Aufbauchungen 7 und 11 zueinander
ist so gewählt,
dass zwischen den Aufbauchungen 7, 11 eine im
Kraftfahrzeugbau übliche, an
sich bekannte und für
die gewünschte
Verbindung ausreichend feste Rohrschelle 17 Platz findet.
Zur Montage einer derartigen Fluidleitung 1 an die bereits zur
ersten Ausführungsform
genannten Fahrzeugaggregate wird ein Schlauch 15 mit seiner
an die Mündung
begrenzenden stirnseitigen, umlaufenden Kante 16 zunächst auf
den Konus 10 aufgeschoben und sodann über die Aufbauchung 7 hinweggeschoben, bis
die Stirnkante 16 an der zweiten Aufbauchung 11 bzw.
dem Wulst 13 anstößt. Sodann
wird die Schelle 17 zwischen den beiden Aufbauchungen 7, 11 bzw. zwischen
der Aufbauchung 7 und der Stirnkante 16 des Schlauchs 15 um
den Schlauch 15 gelegt und in gleicher Weise, wie in der
ersten Ausführungsform festgezogen.
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Die
Aufbauchungen 7, 11 können auch bei einer derartigen
Ausführungsform
in etwa um die Wandungsdicke des Rohrkörpers vorstehen oder weniger
oder auch deutlich mehr als die Wanddicke des Rohrkörpers über diesen
nach außen
vorstehen. Ferner können
die Aufbauchungen 7, 11, die bereits zur ersten
Ausführungsform
erläuterten
Außenkonturen und
insbesondere Außenkonturen
nach den 5 bis 10 annehmen.
Des Weiteren kann die Aufbauchung 9 beispielsweise eine
geringere Höhe
aufweisen als die Aufbauchung 11 (11) oder
die Aufbauchung 9 kann deutlich höher sein als die Aufbauchung 11 (12).
Auch bei unterschiedlich großen
Aufbauchungen (11, 12) können die Aufbauchungen
die unterschiedlichsten Außenkonturen
besitzen und insbesondere Außenkonturen
nach den 5 bis 10.
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Anstelle
einer oder zweier Aufbauchungen 7, 11 kann eine
derartige erfindungsgemäße Fluidleitung
auch mit einer Mehrzahl von Aufbauchungen ausgestattet sein und
der Schlauch 15 im Bereich des Anschlusses mit einer Innenriffelung
oder Zahnung versehen sein, die sich an der durch eine Vielzahl
von Ausbauchungen ergebenden Außenkontur der
Fluidleitung festkrallt.
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Die
Aufbauchungen werden im Stauchverfahren auf das Rohr aufgebracht,
wobei vorzugsweise zunächst
eine Aufbauchung aufgebracht wird, die weiter von der Mündung 5 der
Fluidleitung entfernt ist und anschließend der oder die weiteren
Aufbauchungen aufeinanderfolgend geformt werden. Mit der Anformung
der der Mündung 5 am
nächsten
liegenden Aufbauchung kann gleichzeitig der Konus 10 angeformt
werden. Um die Aufbauchungen mit entsprechenden Konturen zu versehen,
können
die Aufbauchungen während
oder nach dem Aufbringen bzw. Einbringung durch Stauchung außenseitig
und/oder innenseitig derart geprägt
werden, dass sie eine gewünschte
Außenkontur
also insbesondere eine drei- oder mehreckige Kontur annehmen.
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Bei
der Erfindung ist von Vorteil, dass eine Fluidleitung für Kraftfahrzeuge
geschaffen wird, die erheblich leichter ist als Metallleitungen
und dabei erheblich flexibler ist als Kunststoffleitungen und insbesondere
leicht plastisch verformbar ist, so dass eine derartige Fluidleitung
leicht zu verlegen ist, wobei durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
eines Anschlussbereiches im Bereich einer Mündung der erfindungsgemäßen Fluidleitung
eine einfache und sichere Montage erzielt wird.