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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Leitungselement, vorzugsweise einen
flexiblen Schlauch mit einem Endabschnitt, welcher eine erste Wandstärke aufweist,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und welcher vorzugsweise zum dichten Anschluss
an ein angrenzendes Bauteil vorgesehen ist.
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Derartige
Leitungselemente sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungsformen bekannt
und werden z.B. in Haustechnik, Maschinenbau und im Automobilbau
verwendet. Vorzugsweise werden diese Leitungselemente für flexible
Verbindungen eingesetzt und sind häufig als flexible Schläuche ausgeführt. Sie
verbinden dabei in der Regel verschiedene Bauteile miteinander und
dienen bevorzugt dem Transport von Flüssigkeiten oder Gasen.
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Dabei
stellt die Verbindung eines solchen Schlauches mit einem anderen
Bauteil häufig
ein kritisches Element dar. Verbreitet finden zur Verbindung von
Schläuchen
mit anderen Bauteilen Schlauchaufstecknippel mit Schlauchschellen
Verwendung. Diese Verbindungsart hat jedoch eine Reihe von Nachteilen,
wie umständliche
Montage, Gefahr von Lockerung und Abrutschen der Schlauchschellen,
Kerbwirkung an Aufstecknippeln und Schlauchschellen, mangelnde Zugsicherheit
und Scheuerbeständigkeit, Probleme
bei thermischer Belastung der Verbindung (plastische Wärme-Druckverformung,
mechanische Probleme aufgrund unterschiedlicher thermischer Expansionskoeffizienten),
Notwendigkeit regelmäßiger Demontage
und Kontrolle usw.
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Flexible
Schläuche
finden beispielsweise auch häufig
im KfZ-Bereich als Ladeluftschläuche Verwendung.
Hierbei ist eine Verbindung zwischen Schlauch und angrenzendem Bauteil
durch Aufstecken des Schlauches auf einen Schlauchaufstecknippel
und dessen Befestigung mittels einer Schlauchschelle technisch unzureichend,
da hohe Anforderungen an die Dichtigkeit, an die Zuverlässigkeit
der Verbindung auch nach langen Betriebs- und Standzeiten bei hohen
Temperatur-, Druck- und Vibrationsbelastungen, an die Anpassungsfähigkeit
und Ausgleichsfähigkeit
der Dichtung in Bezug auf statische mechanische Toleranzen und Relativbewegungen
zwischen Bauteilen sowie schnelle und zuverlässige Montierbarkeit etc. gestellt
werden.
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Zur
Montage eines derartigen Ladeluftschlauches schlägt beispielsweise die
DE 197 43 825 A1 eine
Schlauchkupplung für
einen mit einem Anschlussstück
versehenen Schlauch vor, wobei das Schlauchende zwischen einer Innenhülse und
einer Außenhülse aufgenommen
und fest zwischen diesen verpresst ist, wobei die Innenhülse mit
der Außenhülse materialeinstückig ausgeführt ist
und in einer außen
in der Außenhülse umlaufenden
Ringnut einen Dichtungsring zur Abdichtung zwischen dem Schlauchanschlussstück und der
am angrenzenden Bauteil befestigten Schlauchkupplung vorgesehen ist.
Die Ausstattung eines Schlauches mit einem solchen Anschlussstück ist jedoch
sehr aufwändig
und teuer, da insbesondere die Fertigung der kompliziert geformten
Metallhülsen
und deren anschließende Verpressung
mit dem Schlauchende komplexe, aufwändige und kostspielige Maschinen
erfordert. Zusätzlich
ist durch die Ausführung
des Dichtelements nur ein sehr begrenzter Ausgleich von Winkel-,
Form- und Längentoleranzen
möglich.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Leitungselement,
vorzugsweise einen flexiblen Schlauch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 anzugeben, der einen Dichtungsbereich ausbildet und somit zuverlässig und
dicht an andere Bauteile angeschlossen werden kann und vorzugsweise
darüber
hin aus kostengünstig
von der Unikat- und Prototypenherstellung bis zur Großserienproduktion
gefertigt werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Leitungselement, vorzugsweise einen flexiblen Schlauch mit einem
Endabschnitt, welcher eine erste Wandstärke aufweist, wobei am Endabschnitt
des Leitungselements ein Verformungsabschnitt von in gestrecktem
Zustand tubulärer
Gestalt mit einer zweiten Wandstärke,
welche vorzugsweise geringer ist als die erste Wandstärke, vorgesehen
ist und dieser Verformungsabschnitt zumindest abschnittsweise um
den Endabschnitt des Leitungselementes umgestülpt ist, wobei jeweils ein
Teilabschnitt des Verformungsabschnitts mit einem innenliegenden
Wandungsbereich des Endabschnitts und/oder ein anderer Teilabschnitt
des Verformungsabschnitts mit einem außen liegenden Wandungsbereich
des Endabschnitts zumindest mittelbar in Verbindung steht.
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Im
Rahmen dieser Definition dieser Erfindung ist es möglich, den
Verformungsabschnitt in Bezug auf das Leitungselement zweiteilig
auszubilden und den Verformungsabschnitt um das Leitungselement
umzustülpen
und nachfolgend den Überlappungsbereich
zwischen Verformungsabschnitt und Leitungselement im Bereich der
Innen- und Außenwandung
des Leitungselements beispielsweise zwischen zwei Metallhülsen zu
verpressen oder beispielsweise stoffschlüssig durch Verklebung oder Vulkanisation
zu verbinden, wobei jeweils ein Teilabschnitt des Verformungsabschnitts
mit einem innenliegenden Wandungsbereich (nämlich der Innenwandung) des
Endabschnitts und ein anderer Teilabschnitt des Verformungsabschnitts
mit einem außen liegenden
Wandungsbereich (nämlich
der Außenwandung)
des Endabschnitts direkt in Verbindung steht. Ebenso ist es möglich, eine
Zwischenlage oder zwischengeschobenes Element (wie beispielsweise ein
weiteres Schlauchstück
oder eine Hülse)
zwischen Verformungsabschnitt und Leitungselement einzubringen,
wobei in diesem Falle eine mittelbare Verbindung zwischen Verformungsabschnitt
und Leitungselement zustande kommt.
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Gleichfalls
unter vorgenannte Definition der Erfindung fällt beispielsweise auch eine
einstückig ausgeführte Ausführungsform,
bei der Verformungsabschnitt beispielsweise durch Wandstärkereduktion (z.B.
durch Formvulkanisation oder durch ein anderes plastische Formungsverfahren
eines Schlauches oder Abtragen von Wandschichten) aus dem Leitungselement
herausgearbeitet ist, wobei das freie Ende des Verformungsabschnitts
wiederum über
das Leitungselement zurückgestülpt ist
und auf diesem aufliegt. Auch hierbei steht jeweils ein Teilabschnitt des
Verformungsabschnitts mit einem innenliegenden Wandungsbereich des
Endabschnitts (aufgrund der einstückigen Ausführung wird eine im inneren
Bereich des Schlauches angeordnete Schlauchschicht fortgeführt und
bildet den Verformungsabschnitt, wobei demzufolge der innenliegende
Wandungsbereich von Leitungselement und Verformungsabschnitt eine Verbindung
aufweist) während
ein anderer Teilabschnitt des Verformungsabschnitts nach dem Umstülpen mit
einem außen
liegenden Wandungsbereich des Endabschnitts in Verbindung steht.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der günstigen
Herstellung von Schlauch und insbesondere Dichtung mit geringem
maschinellem und werkzeugtechnischem Aufwand, wobei unter Umständen ein
einfacher standardmäßiger, beispielsweise
im Extrusionsverfahren gefertigter Schlauch, welcher auf das gewünschte Längenmaß abgelängt wird,
hierfür
Einsatz finden kann. Hierdurch lässt
sich in der Regel ein beAuch weitere Bauteile, die gegebenenfalls
hierbei Verwendung finden, lassen sich sehr einfach fertigen und
zum fertigen Endprodukt montieren. Ein weiterer Vorzug ist, dass
die Erfindung bei praktisch allen denkbaren Schlauchgeometrien nutzbringend
anwendbar ist.
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Weiterhin
ist positiv hervorzuheben, dass auch der den Dichtbereich ausbildende
Verformungsabschnitt herstellungstechnisch sehr einfach und kostengünstig gefertigt
werden kann. Ein weiterer wichtiger Pluspunkt der Erfindung ist,
dass der Anschlussbereich des Leitungselements auch ohne Einsatz
von Spezialmaschi nen und Werkzeugen hergestellt werden kann und
deshalb auch bei Unikaten, Prototypen oder im Kleinserienbereich
vorteilhaften Einsatz finden kann.
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Überdies
ist es, sofern erwünscht,
sehr leicht möglich,
beispielsweise medienempfindliche Schlauchschichten oder Armierungsgewebeschichten
vor dem Angriff aggressiver Fördermedien
oder sonstiger in der Umgebung anwesender Chemikalien wirkungsvoll
zu schützen.
Ein weiterer Vorteil kann auch sein, dass durch den Verformungsabschnitt
das Schlauchende aufgedoppelt und damit mechanisch verstärkt und
zusätzlich
geschützt
wird, was insbesondere im Kontaktbereich mit dem Anschlussstutzen,
wie beispielsweise auch im Verpressungsbereich mit einer Hülse die
Standzeit erheblich verlängern
kann.
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Ebenso
ist es möglich,
sofern von Vorteil, den am Verformungsabschnitt beispielsweise mehrschichtig
auszubilden und den Dichtungsbereich zum angrenzenden Bauteil, z.B.
mit einer besonders flexiblen, elastischen, hydro- oder lipophoben,
adhäsiven
und/oder mechanisch besonders widerstandsfähigen Schicht auszustatten.
Vorteilhaft ist ebenfalls, dass durch die Erfindungsgemäße Konstruktion
Härte und
Anpressdruck des Dichtungsanlagebereichs in sehr großen Bereichen
und weitgehend unabhängig
von den zum Einsatz kommenden Materialien und Geometrien im Dichtungsbereich
von sehr geringen Werten bis zu sehr hohen Anpressdrücken auf die
Einsatzerfordernisse abgestimmt werden kann. Zu diesem Zweck kann
auch eine andere als die das angrenzende Bauteil kontaktierende
Schicht besonders steif und mechanisch widerstandsfähig ausgebildet
sein um dadurch in vorteilhafter Weise bei erfindungsgemäßer Konstruktion
Härte und
Anpressdruck des Dichtungsanlagebereichs an die Einsatzerfordernisse
anzupassen.
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Des
weiteren erlaubt die Erfindung auch eine Konstruktion ohne versteifende
Hülsen
und kann so beispielsweise eine Beeinträchtigung des Durchströmungsquerschnitts
im Anschlussbereich oder den Angriff aggressiver Chemikalien auf
die Hülsenmaterialien
vermeiden.
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Schließlich ist
noch hervorzuheben, dass durch die Erfindung trotz guter mechanischer
Robustheit hochflexible und anpassungsfähige Dichtelemente gefertigt
werden können.
Hierbei ist es möglich,
die Funktion des Dichtens von der Funktion des Anpressens der Dichtung
zu trennen, wodurch unter anderem größere Toleranzschwankungen,
Temperaturgänge
und Lage- oder Winkelabweichungen besser zu kompensieren und zuverlässig abzudichten sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Wandstärke
des Verformungsabschnitts weniger als 50%, vorzugsweise weniger
als 30% der Wandstärke
des Leitungselements betragen. Hierdurch ist es möglich, den
Dichtungsbereich des Verformungsabschnitts besonders flexibel zu
halten und ein gutes Anschmiegeverhalten an die Kontaktoberfläche des angrenzenden
Bauteils zu erzielen. Weiterhin ermöglicht die Wandstärkereduktion
eine kompaktere Ausführung
des Dichtungsbereiches.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt im Umstülpungsbereich einen Hohlwulst
ausbilden. Auch dies ermöglicht
es, die Flexiblilität
des Dichtungsbereichs des Verformungsabschnitts zu erhöhen und
dessen Anpassungsfähigkeit
zu steigern. Darüber
hinaus ist ein solcher Hohlwulst zur Aufnahme von Bauteilen und
formbaren wie ungeformten Medien geeignet, welche beispielsweise
das Andruckverhalten des Dichtungsbereich in erwünschter Weise modifizieren können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Hohlwulst in einen Rauminhalt von zumindest π2/16·(Innendurchmesser
des Leitungselements + Wandstärke
des Leitungselements)·(Wandstärke des
Leitungselements)2 betragen, vorzugsweise
zumindest π2/4·(Innendurchmesser
des Leitungselements + Wandstärke
des Leitungselements)·(Wandstärke des
Leitungselements)2. Hierbei weist der Hohlwulst
ein hinreichend großes
Volumen auf, welches beispielsweise mit Anpressdruck verstärkenden
Bauteilen ausgestattet oder entsprechen den Medien versehen werden
kann. Außerdem
bekommt der Hohlwulstbereich eine hinreichende Flexibilität und Toleranzausgleichsfunktion,
die die Zuverlässigkeit
der Dichtfunktion erhöht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Wandung des Verformungsabschnitts im Longitudinalschnitt
entlang der Mittelachse des Leitungselements vorzugsweise zumindest
einen Wechsel der Krümmungsrichtung
vollziehen. Hierdurch ist es möglich,
den Dichtungsbereich des Verformungsabschnitts gegenüber dem
Außenumfang und/oder
gegenüber
dem Innenumfang des Leitungselements auszubauchen und somit den
Dichtungsbereich gegenüber
angrenzenden Bauteilen zu verdicken und damit Anschmiegeverhalten
und Dichtungseigenschaften weiter zu verbessern.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die in Radienrichtung des Leitungselements bestimmbare Dicke
des Umstülpungsbereiches
von Außenwandung
zu Außenwandung
des umgestülpten
Verformungsabschnittes größer sein als
die Wandstärke
des Leitungselementes. Hierbei ist im Longitudinalschnitt entlang
der Mittelachse des Leitungselementes betrachtet der durch die Außenwandung
des Verformungsabschnitts umschriebene Bereich in seiner im Bezug
auf das Leitungselement definierten Radienrichtung bestimmbaren
Maximalerstreckung größer als
die Wandstärke
des Leitungselements, wodurch der durch den Verformungsabschnitt
ausgebildete Dichtungsbereich innen und/oder außenseitig über die axiale Konturprojektion
des Leitungselementes hinausragt und hierdurch einen besonders flexiblen
und anpassungsfähigen Dichtbereich
bereitstellt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt im Umstülpungsbereich eine vorzugsweise
im Wesentlichen ringförmig
im Umstülpungsbereich
umlaufende Stabilisierungseinrichtung aufweisen. Durch eine solche im
Verformungsabschnitt des Umstülpungsbereiches eingebrachte
Stabilisierungseinrichtung ist es möglich, trotz der geringen Wandstärke des
Verfor mungsabschnitts den Umstülpungsbereich
zu stabilisieren und Ausgleichs- wie Anpressverhalten des Anlage- und
Dichtungsbereiches in weiten Grenzen auf die Anwendungserfordernisse
abzustimmen und zu optimieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Stabilisierungseinrichtung vorzugsweise in Bezug auf das
Leitungselement im Wesentlichen stirnseitig angeordnet sein. Hierdurch
wird es möglich,
einen einfachen, dickwandigen Extrusionsschlauch mit glattem transversalen,
d.h. senkrecht zur Axialrichtung geführten Endanschnitt ohne spezifische
Besonderheiten im Anschlussbereich einzusetzen und die Stabilisierungseinrichtung
stirnseitig des Schlauchanschnitts zu positionieren und durch den
um Schlauchende und Stabilisierungseinrichtung herum umgestülpten Verformungsabschnitt
die Stabilisierungseinrichtung wirksam gegen das Schlauchende zu
drücken
und hierdurch in Position zu halten ohne deren radiale Anpassungs-
und Ausgleichsbewegungen zu behindern.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Stabilisierungseinrichtung im Wesentlichen in Radialrichtung
gegen eine innere oder äußere Auflagefläche vorzugsweise
des Leitungselementes, vorzugsweise gegen eine äußere Auflagefläche aufliegen.
Hierdurch wird es möglich,
dass sich die Stabilisierungseinrichtung in Radialrichtung gegen
eine andere Struktur, insbesondere gegenüber der Innen- oder Außenwandung
des Leitungselementes abstützt
und gleichzeitig – je
nach Einsatzzweck – eine
besonders hoch bauenden bzw. auftragenden Dichtungsbereich bereitzustellen,
der zudem aufgrund der radialen Abstützung höhere Anpresskräfte entfalten
kann, als eine entsprechende Stabilisierungseinrichtung, die in
Radialrichtung ungestützt verbaut
wird. Vorzugsweise kann dabei die Stabilisierungseinrichtung in
Zentripetalrichtung auf der Außenwand
der Leitungseinrichtung aufliegen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die in Radialrichtung des Leitungselements bestimmbare Stärke der
Stabilisierungseinrichtung größer sein
als die Wandstärke
des Leitungselements. Durch eine solche in Radialrichtung hochbauende
Stabilisierungseinrichtung ist es beispielsweise möglich, auch
bei deren Montage stirnseitig des Endanschnitts des Leitungselements
einen Dichtungsbereich bereitzustellen, der in Axialprojektion die
Außenkonturen
des Leitungselements überragt
und somit – je
nach Einsatzzweck – eine
besonders wirksame Innendichtung und/oder Außendichtung ausbildet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt um die Stabilisierungseinrichtung
umstülpbar
sein, wobei die Stabilisierungseinrichtung vorzugsweise vollständig, besonders
vorzugsweise hermetisch vom Verformungsabschnitt und/oder Leitungselement
umschlossen ist. Hierdurch kann die Stabilisierungseinrichtung zuverlässig in
Position gehalten und gleichzeitig ein Austreten oder Verlieren
der Stabilisierungseinrichtung oder den Eintritt schädlicher
Substanzen in dem Bereich der Stabilisierungseinrichtung wirkungsvoll
verhindert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eine Mehrzahl von Stabilisierungseinrichtungen
aufweisen. Dies ermöglicht
es, beispielsweise den Dichtungsbereich zu vergrößern und/oder die Andruckkraft
zu verstärken,
oder eine Mehrfachdichtung auszubilden und/oder die Eigenschaften
besonders gut an den Einsatzzweck anzupassen. Des weiteren ist es
auch möglich,
verschiedenartige Stabilisierungseinrichtungen zur Anwendung zu
bringen, die unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften aufweisen
können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt im Umstülpungsbereich weiterhin zumindest
ein Ausrichtungselement für
die Stabilisierungseinrichtungen aufweisen. Ein solches Ausrichtungselement
kann zweckmäßig sein,
insbesondere – aber
nicht nur – beim Einsatz
mehrerer Stabilisierungseinrichtungen, um diese zuverlässig in
Position zu halten und deren einwandfreie Funktion sicherzustellen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Stabilisierungseinrichtung eine im Wesentlichen zu einem
Torus geformte Schraubenfeder und/oder ein radial komprimierbares
Formfederelement, insbesondere ein Hohlfederelement, ein Wellfederelement
oder ein Federkranzelement, vorzugsweise aus einem metallischen
oder polymeren Werkstoff und/oder ein Elastomerfederelement aufweisen. Durch
derartige Federelemente kann eine Anpassung der Anpresscharakteristik
in weiten Bereichen an die Anwendungsvorgaben erzielt werden, wobei teilweise
sehr hohe Flexibilitäten
und Federwege darstellbar sind, welche eine hohe Flexibilität und Ausgleichsfähigkeit
des Dichtungsbereiches des Verformungsabschnitts gegenüber dem
angrenzenden Bauteil ermöglichen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Stabilisierungseinrichtung ein hermetisch eingeschlossenes
Gas, vorzugsweise ein komprimiertes Gas aufweisen. Hierdurch ist
es möglich, eine
Art Gasfeder herzustellen, die sehr vorteilhafte Federeigenschaften
aufweist und beispielsweise hinsichtlich der Anpressdrücke von
sehr geringen bis zu sehr hohen Werten auf die Einsatzerfordernisse
abgestimmt werden kann, wobei gleichzeitig der Verformungsabschnitt
eine besonders hohe Flexibilität
aufweisen kann, da keine starren Stabilisierungseinrichtungen vonnöten sind.
Weiterhin kann es durch Propagaton des Leitungsinnendrucks in das
im Verformungsabschnitt eingeschlossene Gas zu einer Erhöhung des
Anpressdrucks und damit zu einer Art Selbstverstärkungseffekt der Dichtung bei
Erhöhung des
Leitungsinnendrucks kommen. Darüber
hinaus ist es nicht nur möglich,
das Gas in freier Form in den vom Verformungsabschnitt umschlossenen
Hohlraum einzubringen, was unter Umständen einen Gasverlust durch
transmurale Diffusion, vor allem aber bei Beschädigung des Verformungsabschnitts zur
Folge hat. Vielmehr ist ebenfalls denkbar, das Gas in einem geschlossenporigen
Polymerschaum einzuschließen,
um so die Fusions- und Leckverluste zu vermindern. Außerdem ist
es denkbar, einen offenporigen Schaum im Hohlabschnitt des Verformungsabschnitts
zu platzieren, um hierdurch eine Kombination der Federcharakteristik
des Gases und des geschäumten
Polymermaterials zu erzielen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Stabilisierungseinrichtung eine Flüssigkeit, vorzugsweise ein
hochviskoses Fluid, ein Mehr-Phasen-System, ein kolloidales System, besonders
bevorzugt ein Gel aufweisen. In diesem Fall ist der Hohlbereich
des Verformungsabschnitts mit einem inkompressiblen Medium gefüllt, wodurch
sich beispielsweise eine selbstverstärkende Dichtung herstellen
lässt,
welche bei steigendem Innendruck des im Leitungselement geförderten
Mediums durch dessen Einwirkung auf den stirnseitige Abschnitt des Dichtungsbereichs
auch den Innendruck des im Hohlbereich des Verformungsabschnitts
eingeschlossenen Mediums erhöht,
wodurch sich gleichzeitig der Anpressdruck der Dichtflächen an
das angrenzende Bauteil erhöht.
Hierbei ist es zumeist vorteilhaft, die Viskosität des Mediums zu erhöhen, um ein
höheres
Maß an
Formstabilität
des Dichtbereichs zu erzielen und ein Entweichen des Mediums durch transmurale
Diffusion oder Leckstellen zu erschweren. Hierfür kommt beispielsweise ein
per se hochviskoses Fluid oder ein kolloiddisperses System, bei dem
beispielsweise mikroskopisch kleine Teilchen innerhalb eines Mediums
fein verteilt vorliegen oder beispielsweise auch ein Zwei- oder
Mehr-Phasen-System mit den Aggregatzuständen flüssig-fest, flüssig-flüssig und/oder
flüssig-gasförmig in
Betracht, wobei insbesondere bei flüssig-flüssigen Mehr-Phasen-Systemen die Ausbildung
kohärenter,
einander durchdringender räumlicher
Struktur möglich
ist, welche die Viskosität
und Stabilität
des Systems deutlich erhöhen
können.
In vielen Fällen
lässt sich
mit besonderem Vorteil beispielsweise ein Silikongel zum Einsatz
bringen, welches bei geeigneter Formulierung eine sehr hohe Viskosität mit thixotropen
Eigenschaften eines nicht-Newton'schen
Fluids bei gleichzeitigem Formgedächtnis verbinden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt mit dem Leitungselement einstückig ausgebildet
sein. Hierdurch ist es möglich,
den Verformungsabschnitt einseitig besonders zuverlässig mit
dem Leitungselement zu verbinden. Des weiteren kann beispielsweise
die Innenschicht des Leitungselements im Bereich des Verformungsabschnitts
fortgeführt
werden, wo durch sich ein spaltenloser und dichter Anschluss ohne
rheologische Störbereiche
oder chemische Angriffsstellen erzielen lässt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt durch Formung vor dem Verfestigen
des Leitungselements vorzugsweise durch Formvulkanisation ausgebildet
werden. Auf diese Weise ist es möglich,
den Verformungsabschnitt besonders fest und zuverlässig mit
dem Leitungselement zu verbinden und beispielsweise im Übergangsbereich
zwischen Leitungselement und Verformungsabschnitt eine graduierte
Anpassung des Wandstärkenprofils
vorzunehmen und/oder die Wandstärke
des Verformungsabschnitts in Axialrichtung zu verändern, um
diesen konstruktiv noch besser an die Einsatzbedingungen anzupassen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt in Wandstärkenrichtung durch zumindest
teilweises Abtragen einer Wandungsschicht, vorzugsweise von Seiten
der Schlauchaußenwandung
ausgebildet werden. In diesem Fall ist es möglich, einen Abschnitt eines
fertigen Schlauchendprodukts zum Einsatz zu bringen, bei dem zuvor
beispielsweise die Außenwandung
teilweise abgetragen wurde, um so die Flexibilität des Verformungsabschnitts
zu gewährleisten.
Hierbei kann je nach Vorgabe eine eventuell vorhandene Armierungsschicht
mit abgetragen werden, wenn eine besonders hohe Flexibilität erwünscht ist,
oder diese im Verformungsabschnitt erhalten bleiben, um diesen hierdurch
zusätzlich
mechanisch zu stabilisieren und vor Beschädigung zu schützen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann zumindest ein Abschnitt des Verformungsabschnitts zumindest
einseitig stoffschlüssig
mit dem Leitungsele- ment vorzugsweise durch Verklebung oder Anvulkanisieren
verbunden sein. Dies stellt eine sehr einfache Methode dar, um beispielsweise
einen dickwandigen Extrusionsschlauch mit einem dünnwandigen
Extrusionsschlauch gleichen oder ähnlichen Innendurchmessers,
welche beide sehr kostengünstig
zu fertigen sind, zuverlässig
zu verbinden. Hierbei ist es auch denkbar, die beiden Endabschnitte
des Leitungselements und des Verformungsabschnitts nur stirnseitig
miteinander zu verbinden, oder beispielsweise den Verformungsabschnitt
in das Leitungselement einzuschieben und im Bereich der aneinander
anliegenden Mantelflächen
miteinander zu verkleben oder zusammenzuvulkanisieren. Hierdurch
lassen sich die Vorteile der einstückigen Ausbildung von Verformungsabschnitt
und Leitungselement im Wesentlichen mit den Vorteilen einer kostengünstigen
Produktion kombinieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das Leitungselement, vorzugsweise flexibler Schlauch eine Sperrschicht
aufweisen, welche vorzugsweise innenseitig angeordnet ist und vorzugsweise
ein Co-Polymer und/oder ein Halogen enthaltendes Polymer, insbesondere
ein Kautschuk-Copolymer und/oder einen Halogen enthaltenden Kautschuk,
besonders bevorzugt einen Fluorkautschuk aufweist. Durch eine solche
Sperrschicht kann das Leitungselement hinsichtlich mechanischer Eigenschaften,
Temperaturbeständigkeit
und/oder Produktionskosten verbessert werden und gleichzeitig vor
aggressiven Chemikalien geschützt
werden, wodurch ein hoher Grad an Optimierung erzielt werden kann.
So ist es z.B. möglich,
ein hochflexibles und mechanisch hoch belastbares Kautschuk-Copolymer im tragenden
Teil der Wandung einzusetzen und dieses Polymer durch eine dünne, aber
harte, unflexible und mechanisch wenig vorteilhafte Eigenschaften
aufweisende Sperrschicht leitungsinnenseitig zu überziehen und so das die mechanischen
Eigenschaften tragende Kautschukpolymer vor dem Einwirken aggressiver
Chemikalien zu schützen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das Leitungselement, vorzugsweise flexibler Schlauch eine Armierungsschicht,
vorzugsweise eine Gewebeschicht aufweisen. Hierdurch ist es möglich, besonders
druckbeständige,
dehnungsarme, mechanisch hoch belastbare und besser temperaturbeständige Schläuche zu
fertigen, die auch erschwerten Einsatzbedingungen zuverlässig standhalten.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das Leitungselement ein mehrlagiger flexibler Schlauch sein,
welcher zumindest ein Elastomer, ein thermoplastisches Elastomer
und/oder einen Thermoplasten aufweist. Durch den Einsatz solcher
Materialien, die ein hohes Maß an
Flexibilität
bei guten mechanischen und chemischen Kennwerten aufweisen, ist
es möglich,
flexible und belastbare Schläuche
zu fertigen, die an den Einsatzzweck optimal angepasst werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausfühnungsform
kann das Leitungselement ein mehrlagiger, flexibler Schlauch sein,
welcher zumindest eine Innenschicht, eine Armierungsschicht und
eine Außenschicht
aufweist. Durch eine solche Schlauchkonstruktion aus mindestens
drei Schichten mit einer Armierungsschicht, die zwischen einer Innenschicht und
einer Außenschicht
eingebettet ist, lässt
sich ein zweckmäßiger Aufbau
für einen
hochbelasteten, flexiblen Schlauch gewährleisten. Hierbei liegt das
Armierungsgewebe geschützt
zwischen den Polymerschichten von Innenschicht und Außenschicht,
wobei eine erhöhte
Biegesteifigkeit und Knickbeständigkeit der
Wände dadurch
erzielt wird, dass die zugaufnehmende Armierungsschicht zwischen
den druckaufnehmenden Schichten von Innenschicht und Außenschicht
aufgenommen ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt zumindest abschnittsweise eine Sperrschicht
und/oder eine Dichtungsschicht und/oder eine Abriebschutzschicht
aufweisen. Im Falle erhöhter
Anforderungen an die Dichtungsfunktion, die durch den Kontakt des
Verformungsabschnitts mit dem angrenzenden Bauteil ausgebildet wird,
kann es zweckmäßig sein,
diesen Verformungsabschnitt im Kontaktbereich mit dem angrenzenden
Bauteil und/oder gegebenenfalls im Einwirkungsbereich von aggressiven
Chemikalien
- a) mit einer Sperrschicht, die
aggressiven Chemikalien widersteht und deren Einwirkung auf darunterliegende
Schichten des Verformungsabschnitts, wie auch den Durchtritt dieser
Chemikalien in den Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts und/oder in die Umwelt verhindert und/oder
- b) eine Dichtungsschicht, die aufgrund der Polarität der Oberflächenpolymere
beispielsweise lipophobe oder hydrophobe Eigenschaften aufweisen und
gegebenenfalls zum angrenzenden Bauteil Adhäsionskräfte ausbilden kann und/oder
- c) eine Abriebschutzschicht, die beispielsweise auch unter stark
vibrationsbeaufschlagten Einsatzbedingungen beim Auftreten oszillatorischer Relativbewegungen
zwischen dem Dichtungsbereich des Verformungsabschnitts des Schlauches und
dem angrenzenden Bauteil den Abrieb im Kontaktbereich vermindern
oder weitgehend vermeiden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt vorzugsweise einstückig mit dem flexiblen Schlauch
ausgebildet sein und innenliegend eine Sperrschicht aufweisen, welche
sich vorzugsweise durchgehend zumindest von Abschnitten des Leitungselements
bis in die Abschnitte des Verformungsabschnitts erstreckt. In einer
solchen Ausführungsform
ist es möglich,
die das darunterliegende Schlauchmaterial und gegebenenfalls die
Umwelt vor aggressiven Chemikalien schützende Sperrschicht, ohne Unterbrechung
oder Nahtstelle vom Schlauch bis in den Verformungsabschnitt fortzuführen, wobei
im Falle einer an der Innenwandung bis in den Verformungsabschnitt
durchlaufenden Sperrschicht bei einer Außenumstülpung des Verformungsabschnitts
einen lückenlosen
Schutz gewährleistet
werden kann und gleichzeitig die Sperrschicht im Kontaktbereich
zum angrenzenden Bauteil eine besonders wirksame Dichtung ausbilden
kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
können
Leitungselement und Verformungsabschnitt zweiteilig ausgebildet
sein. Aufgrund der zweiteiligen Ausbildung von Leitungselement und Verformungsabschnitt
ist es häufig
möglich,
sowohl für
das Leitungselement, wie auch für
den Verformungsabschnitt einfache und sehr kostengünstige, beispielsweise
Extrusionsschläuche
einzusetzen, die auf das gewünschte
Maß abgelängt werden.
Die beiden Schlauchabschnitte können
beispielsweise allein durch das Umstülpen des Verformungsabschnitts
um das Leitungselement aufgrund der elastischen und adhäsiven Materialeigenschaften
stabil zusammengefügt
und auf einen Montagestutzen aufgeschoben werden; es ist aber auch
möglich,
die Schlauchabschnitte nachfolgend z.B. zwischen Metall- und/oder Kunststoffhülsen zu
verpressen oder zu verkleben. Insbesondere eine solche Bauform erlaubt
eine sehr kostengünstige
Produktion, beispielsweise auch im Prototypen und Kleinserienbereich.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verformungsabschnitt einen Elastomer enthaltenden Schlauch
aufweisen. Hierdurch ist es möglich,
den Verformungsabschnitt hochflexibel und gleichzeitig mechanisch
robust auszuführen,
wobei der Verformungsabschnitt beispielsweise als ein- oder mehrschichtiger,
unarmierter Extrusionsschlauch gefertigt sein kann, oder auch bei
höheren Anforderungen
an die mechanische Belastbarkeit beispielsweise eine eingebettete
Gewebeschicht zur Armierung aufweisen kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das Leitungselement eine Innenhülse, vorzugsweise aus einem
metallischen oder polymeren Werkstoff aufweisen, bei der das Leitungselement mit
dem Verformungsabschnitt montierbar ist. Hierdurch ist es möglich, den
Endbereich eines flexiblen Leitungselements wie eines Schlauches
im Anschlussbereich mechanisch zu stabilisieren, den Verformungsabschnitt
gegebenenfalls mit darin eingebetteten Stabilisierungseinrichtungen
zuverlässig
in Position zu halten und gleichzeitig im äußeren Umfangsbereich des an
das Leitungselement angesetzten Verformungsabschnitts einen sehr
wirksamen Dichtbereich auszubilden, der sich in Radialrichtung gegen
die Innenhülse
abstützen
kann, welche so den Dichtungsbereich stabilisiert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Innenhülse
auf deren äußerer Umfangsfläche vorzugsweise
zumindest eine abschnittsweise in Umfangsrichtung sich erstreckende und/oder
mehrere über
den Umfang verteilte Erhabung(en) und/oder Profilierungsabschnitt(e)
aufweisen. Durch derartige mechanische Vorkehrungen, wie beispielsweise
Sicken, Tannenbaumprofile, Hinterschneidungen, Noppenstrukturen,
Profilierungen etc. wird der lokale Anpressdruck des Leitungselements
auf den entsprechend aus der Oberfläche herausgearbeiteten Bereich
der Innenhülse
erhöht,
wodurch sich neben erhöhtem
Kraftschluss u.a. auch aufgrund von Plastizität und Kriechverformung des polymeren
Materials zusätzlich
ein wirksamer Formschluss einstellt, welcher eine axiale Verschiebung der
Innenhülse
wirksam verhindert.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Innenhülse
in einem Abschnitt, welcher bei montiertem Leitungselement mit dem
Verformungsabschnitt stirnseitig außerhalb in Bezug auf das Leitungselement
mit dem Verformungsabschnitt angeordnet ist, einen zumindest abschnittsweise
radial nach außen
verlaufenden Abschnitt aufweisen. Durch einen solchen, beispielsweise
flanschartig ausgeführten
Abschnitt der Innenhülse
kann ein wirkungsvoller Axialanschlag für das Aufschieben des Leitungselements
mit dem Verformungsabschnitt bei der Montage bereitgestellt werden,
wobei gleichzeitig der Verformungsbereich vor axialem Ausweichen oder
lateralem Ausbauchen geschützt
wird und darüber
hinaus ein fester axialer Schutz- und Positionierungsanschlag für das entsprechend
ausgestattete Leitungselement bereitgestellt werden kann.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausfühnungsform
kann das Leitungselement eine Außenumreifung, insbesondere
eine Außenhülse, vorzugsweise aus
einem metallischen oder polymeren Werkstoff aufweisen, die auf das
Leitungselement mit dem Verformungsabschnitt aufschiebbar und vorzugsweise mit
diesem verpressbar ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann durch die Funktion
der Außenumreifung
eine radiale Kompression auf den am Leitungselement montierten Verformungsabschnitt
ausgeübt werden,
wodurch dieser besser in Position gehalten werden kann. Insbesondere
bei einer Kombination einer solchen Außenumreifung mit einer Innenhülse ist
es möglich,
den Verformungsabschnitt auch beiderseits der Wandung des Leitungselements
an diese anzupressen und damit die Verbin dung zwischen Verformungsabschnitt
und Leitungselement weiter zu verbessern. Dabei ist es im einfachsten
Fall möglich, die
Außenumreifung
durch eine Art Schlauchschelle oder Schlauchbinder auszuführen, was
beispielsweise auch eine Prototypenproduktion ohne den Einsatz spezieller
Maschinen oder Werkzeuge ermöglicht. Besonders
widerstandsfähig
und mechanisch hoch belastbar kann die Verbindung ausgeführt werden, wenn
die Außenumreifung
als Außenhülse ausgeführt ist,
welche fest und innig mit Leitungselement und Verbindungsabschnitt
gegenüber
der Innenhülse verpresst
ist. Als Material für
solche Hülsen
bieten sich insbesondere kaltumformbare metallische Werkstoffe an,
welche auch während
der Verpressung mit zusätzlichen
im Leitungselement und/oder Verbindungsabschnitt eindringenden Sicken
oder Ähnlichem
versehen werden können.
Ebenfalls ist denkbar, die Hülsen
aus polymeren Werkstoffen zu fertigen, welche heiß verpresst
und hierbei zusätzlich stoffschlüssig mit
Leitungselement und/oder Verbindungsabschnitt verbunden werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Außenhülse auf
deren innerer Umfangsfläche
vorzugsweise zumindest eine abschnittsweise in Umfangsrichtung sich
erstreckende oder mehrere über
den Umfang verteilte Erhabung(en) und/oder Profilierungsabschnitt(e)
aufweisen. Durch derartige mechanische Vorkehrungen, wie beispielsweise
Sicken, Tannenbaumprofile, Hinterschneidungen, Noppenstrukturen,
Profilierungen etc. wird der lokale Anpressdruck des Leitungselements
auf den entsprechend aus der Oberfläche herausgearbeiteten Bereich
der Außenhülse erhöht, wodurch
sich neben erhöhtem
Kraftschluss u.a. auch aufgrund von Plastizität und Kriechverformung des polymeren
Materials zusätzlich
ein wirksamer Formschluss einstellt, welcher eine axiale Verschiebung der
Außenhülse wirksam
verhindert. Durch eine derartige Ausbildung der Außenhülse eignet
sich diese besonders für
die im Rahmen der Ausführungsform im
nächsten
Absatz genannten Befestigungsabschnitte, durch die beispielsweise
das Endstück
des Schlauches in einer Schlauchkupplung arretiert werden kann,
da hierbei der axiale Halt der Außenhülse auf dem Leitungselement
von besonderer Bedeutung ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Außenhülse auf
deren äußerer Umfangsfläche zumindest
einen Befestigungsabschnitt aufweisen. Solche Befestigungsabschnitte
können beispielsweise
als Nuten, Kragen, Nasen oder andere Strukturen ausgeführt sein,
bei welchen ein Eingriff oder Hintergriff im montierten und arretierten
Zustand in Verbindung mit einem Schlauchkupplungselement erfolgen
kann. Eine derartige Verbindung wird häufig in Haustechnik und Maschinenbau
und insbesondere im Automobilbau eingesetzt, wo beispielsweise Ladeluftschläuche mit
entsprechenden Endabschnitten ausgestattet werden, die eine schnelle
und zuverlässige
Montage in entsprechenden Kupplungseinrichtungen ermöglichen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann ein Abschnitt des Verformungsabschnitts mit der Leitungseinrichtung
zwischen Innenhülse
und Außenhülse verpresst
sein. Hierdurch lässt
sich eine kompakte und mechanisch hoch belastbare Struktur im Endbereich
der Leitungseinrichtung herstellen, welche den Verformungsabschnitt
zuverlässig
in Position hält
und besonders vorteilhaft, beispielsweise mit Befestigungsabschnitten
ausgestattet werden kann, wodurch eine zuverlässige Arretierung des Leitungselements
in eine Verbindungseinrichtung erfolgen kann.
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Die
vorstehend ausgeführten
Ausgestaltungen der Erfindung stellen lediglich eine Auswahl zweckmäßiger Gestaltungsmöglichkeiten
des Erfindungsgegenstandes dar. Diese speziellen Gestaltungsmöglichkeiten
können
einzeln, oder soweit technisch möglich
und sinnvoll auch in Kombination mehrerer der vorerwähnten Gestaltungsvarianten
mit einer Kupplungseinrichtung gemäß dem Anspruch 1 Anwendung
finden, wodurch sich entsprechend eine Kombination der im Zusammenhan
mit den entsprechenden Gestaltungsvarianten vorgenannten Vorteile
erzielen lässt.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand einer Auswahl bevorzugter
Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den dazugehörigen
Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch einen Elastomerschlauch mit montiertem Verformungsabschnitt
und zwei im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eingelegten Spiralfederringen, verpresst
zwischen einer Innen- und einer Außenhülse nach einer ersten Ausfühnungsform;
-
2a einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch einen dünnwandigen Elastomerschlauch
eines Verformungsabschnitts in gestrecktem Zustand zur Herstellung
eines Leitungselements mit Verformungsabschnitt nach einer ersten
Ausführungsform;
-
2b einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch eine Stabilisierungseinrichtung zur Platzierung im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts für
die Herstellung eines Leitungselements mit Verformungsabschnitt
nach einer ersten Ausführungsform;
-
2c einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch eine in Bezug auf die in 2b dargestellte
alternative Stabilisierungseinrichtung zur Platzierung im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts für
die Herstellung eines Leitungselements mit Verformungsabschnitt
nach einer ersten Ausführungsform;
-
2d einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch eine Innenhülse
zur Montage in einem Leitungselement mit Verformungsabschnitt nach
einer ersten Ausführungsform;
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2e einen
schematischen Längsschnitt durch
eine Außenhülse zur
Pressmontage um ein Leitungselement mit Verformungsabschnitt nach
einer ersten Ausführungsform;
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3 einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch einen Elastomerschlauch mit montiertem Verformungsabschnitt
nach einer zweiten Ausführungsform,
verpresst zwischen einer Innen- und einer Außenhülse, mit einem im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eingebrachten Gelelement;
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4 einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch einen Wandbereich eines einstückig mit einem Verformungsabschnitt
verbunden ausgeführten
Elastomerschlauchs nach einer dritten Ausführungsform mit einem im Umstülpungsbereich des
Verformungsabschnitts eingebrachten Elastomer-Federelement.
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Die 1 und 2 beziehen sich auf eine erste Ausführungsform
der Erfindung und zeigen in 1 einen
schematischen, median geführten
Längsschnitt
durch einen dickwandigen, dreilagigen Elastomerschlauch mit dünnwandigem,
als Verformungsabschnitt dienendem Elastomerschlauch und zwei im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eingelegten Spiralfederringen in montiertem
Zustand, nach Verpressung zwischen einer Innen- und einer Außenhülse sowie,
in den 2a–d, die am Leitungselement
montierten Einzelteile, d.h. in 2a, die
Längsschnittdarstellung
des dünnwandigen,
als Verformungsabschnitt dienenden Elastomerschlauchs in gestreckter
Anordnung, in 2b, die als Stabilisierungseinrichtung
fungierende, zu einem Ring gebogene Spiralfeder, in gleicher Schnittebene dargestellt,
in 2c, einen als alternative Stabilisierungseinrichtung
dienenden Kunststoffformfederring, wiederum in gleicher Schnittebene
dargestellt, in 2d, einen schematischen, median
geführten Längsschnitt
durch die im Leitungselement zu montierende Innenhülse sowie
entsprechend in 2e, die um die Schlauchanordnung
zu montierende und mit dieser zu verpressende Außenhülse.
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In 2a ist
ein dünnwandiger,
einlagiger Elastomerschlauch 3 in gestrecktem Zustand zu
erkennen, welcher zur Umstülpung
um einen dickwandigen, mehrlagigen Elastomerschlauch (Bezugszeichen 1 in 1)
und um die Stabilisierungseinrichtungen wie Bezugszeichen 4 bzw. 4a (2b bzw. 2c)
vorgesehen ist. Dabei stellt die Stabilisierungseinrichtung 4 (2b)
eine zu einem Ring gebogene Spiralfeder dar und Stabilisierungseinrichtung 4a (2c)
ein Kunststofffederelement, welches alternativ oder zusätzlich zu
der Spiralfeder 4 zum Einsatz kommen kann. Als weitere
Möglichkeiten
für eine
Stabilisierungseinrichtung kommen beispielsweise Wellfederelemente,
Kranzfederelemente, andere Formfederelemente insbesondere aus metallischen
oder Polymeren oder Verbundwerkstoffen ebenso in Betracht, wie Elastomer-Vollfedern oder
-Hohlfedern, oder geschlossenporige oder offenporige Schäume.
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2d zeigt
eine Innenhülse 10,
die zum Platzieren in dem dickwandigen, mehrlagigen, flexiblen Schlauch 1 mit
montiertem Verformungsabschnitt 3 vorgesehen ist und aus
Metall besteht. Die Innenhülse 10 weist
in ihrem zylindrischen Teil zwei in Außenrichtung und in Bezug auf
den Außenumfang
erhabene Sicken 11 auf, die der besseren Verankerung der
Innenhülse 10 im
dickwandigen, mehrlagigen Schlauch 1 wodurch sich neben
erhöhtem
Kraftschluss u.a. auch aufgrund von Plastizität und Kriechverformung des
polymeren Materials zusätzlich
ein wirksamer Formschluss einstellt, welcher eine axiale Verschiebung
der Außenhülse wirksam verhindert.
Einseitig (in 2d linksseitig dargestellt) weist
die Innenhülse 10 einen
endständigen,
nach außen
weisenden flanschartig ausgeführten
Kragen 12 auf, welcher etwa in Bezug auf die äußere Mantelfläche der
Innenhülse 10 um
die halbe Wandstärke des
dickwandigen, mehrlagigen Schlauches 1 übersteht (1)
und als Montageanschlag für
den dickwandigen, mehrlagigen Schlauch 1, als stabilisierende
Begrenzung für
den Verformungsabschnitt 3, wie auch als Anschlag des fertig
montierten und mit Hülsen
versehenen Schlauches 1 mit Verformungsabschnitt 3 beim
Einschub in eine entsprechende Kupplung dienen soll.
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2e zeigt
eine Außenhülse 13 aus
Metall, welche zur Verpressung geeignet ist, mit zwei ebenfalls
dargestellten Befestigungsnasen 14, welche dazu dienen,
den mit Hülsen
versehenen und endmontierten Schlauch 1 mit Verformungsabschnitt 3 in einer
entsprechenden Kupplungseinrichtung zu arretieren. Weiterhin kann
die Außenhülse 13 aus
ihrer inneren Umfangsfläche
aufragende Sicken oder andere Strukturen aufweisen (nicht dargestellt),
welche die Festigkeit der Pressverbindung mit dem dickwandigen,
mehrlagigen Schlauch 1 beträchtlich erhöhen. Durch eine derartige Ausbildung
der Außenhülse eignet
sich diese besonders für
Außenhülsen mit
Befestigungsabschnitten, durch welche beispielsweise das Endstück des Schlauches
in einer Schlauchkupplung arretiert werden kann, da hierbei der
axiale Halt der Außenhülse auf
dem Leitungselement von besonderer Bedeutung ist.
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1 zeigt
den dickwandigen, mehrlagigen Schlauch 1 mit montiertem
Verformungsabschnitt 3, welcher zwischen Innenhülse 10 und
Außenhülse 13 verpresst
ist in Endmontiertem Zustand. Hierbei ist zu erkennen, dass der
dickwandige Schlauch 1 aus einer Außenlage 6 und einer
Innenlage 8 besteht, welche beide im Wesentlichen aus Kautschukpolymeren bestehen
und die dazwischen liegende Armierungsgewebelage 7 zwischen
sich einschließen
und dieses durchdringen. Dieser dickwandige Schlauch 1 weist
einen Endbereich 2 auf, welcher am distalen oder terminalen
Ende mit einem glatten, transversalen Anschnitt endet. Stirnseitig
dieses Anschnitts und gegen diesen in Axialrichtung in Richtung
proximal aufliegend, befinden sich zwei zu einem Ring gebogene Spiralfedern 4,
welche im Längsschnitt
die verlängerte
Außenfläche des
dickwandigen Schlauches 1 um etwa 30% der Wandstärke des
dickwandigen Schlauches 1 überragen und von dem über dem
dickwandigen Schlauch 1 und um die beiden Spiralfedern umgeschlagenen
dünnwandigen
Schlauch 3 des Verformungsabschnitts gemeinsam gegen die
Stirnfläche
des Schlauchanschnitts des dickwandigen Schlauches 1 gedrückt und
so in Position gehalten werden.
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Der
Endabschnitt 2 des dickwandigen Schlauches 1 ist
auf die Innenhülse 10 aufgeschoben,
bis der Kragenabschnitt 12 der Innenhülse 10 in Axialrichtung
den distalen Punkt des umgestülpten Verformungsabschnitts 3 berührt. Außen auf
den dickwandigen Schlauch 1 aufgeschoben und, um den Endabschnitt 2 des
dickwandigen Schlauches 1 platziert, befindet sich die
Außenhülse 13,
welche gegen die Innenhülse 10 mit
dem dickwandigen Schlauch 1 verpresst ist und dabei gleichzeitig
den Überlappungsbereich
zwischen dem dünnwandigen Schlauch 3 des
Verformungsabschnitts und dem dickwandigen Schlauch 1 fixiert
und fest zusammenpresst.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
kann wie folgt hergestellt werden:
Das Schlauchstück des dünnwandigen
Elastomerschlauches 3, welches den Verformungsabschnitt darstellt,
wird über
die Innenhülse 10 geschoben
und über
diesem Verbund in etwa mittig zwei zu einem Ring gebogene Spiralfedern 4 platziert.
Diese Anordnung wird in den zu dichtenden, dickwandigen Schlauch 1 eingeschoben,
bis die erste der Spiralfedern 4 am Stirnanschnittfläche des
dickwandigen Schlauches 1 anliegt. Das freie Ende des dünnwandigen
Elastomerschlauches 3 wird sodann über die Federn 4 und
die Schlauchdecke des dickwandigen Schlauches 1 umgeschlagen,
und der dickwandige Schlauch 1 bis zu dem als Anschlag
dienenden Kragen 12 der Innenhülse 10 aufgeschoben.
Nachfolgend wird die Außenhülse 13,
welche bereits zuvor auf den dickwandigen Schlauch 1 aufgeschoben
sein kann, über
den Endabschnitt 2 des dickwandigen Schlauches 1 und über dem
umgeschlagenen und auf dem dickwandigem Schlauch 1 aufliegenden Ende
des dünnwandigen
Schlauches 3 platziert und anschließend Schlauch 1 und
Verformungsabschnitt 3 zusammen zwingend gegenüber der
Innenhülse 10 verpresst.
Ebenfalls denkbar wäre
es auch, während des
Verpressvorgangs von Innenhülse
und Außenhülse Sicken,
Durchprägungen
oder andere, mit dem dickwandigenschlauch und/oder dem Verformungsabschnitt
Formschluss ausbildende Strukturen in die Hülsen einzubringen. Durch eine
solche Behandlung der Außenhülse lässt sich
eine sehr sichere Fixierung der Außenhülse gewährleisten, weshalb sich diese besonders
als Außenhülse mit
Befestigungsabschnitten eignet, durch welche beispielsweise das Endstück des Schlauches
in einer Schlauchkupplung arretiert werden kann, da hierbei der
axiale Halt der Außenhülse auf
dem Leitungselement von besonderer Bedeutung ist.
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Hierbei
ergibt sich ein in einer Schlauchkupplung arretierbarer Schlauchanschluss
mit durch Verformungsabschnitt bzw. dünnwandigem Schlauch 3 mit
innenliegenden Stabilisierungseinrichtungen, in diesem Fall Spiralfedern 4,
gebildetem Dichtungsbereich, welcher in Bezug auf die Radialrichtung
des dickwandigen Schlauches 1 über die Verlängerung der
Außenkontur
der Außenhülse übersteht,
und so eine Dichtung gegenüber
einem zylindrischen Aufnahmebereich einer entsprechenden Kupplungsvorrichtung
(in der Abbildung nicht dargestellt) ausbildet, wodurch sich durch
diese Ausrüstung
des Endabschnitts 2 des dickwandigen Schlauches 1 eine
in einer entsprechenden Schlauchkupplungsvorrichtung schnell und
sicher arretierbare und eine zuverlässige Dichtung ausbildende
Konstruktion erzielen lässt.
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3 zeigt
einen median geführten,
schematischen Längsschnitt
durch einen dicken, dreilagigen Elastomerschlauch mit montiertem,
als Verformungsabschnitt dienendem dünnwandigen Elastomerschlauch
nach einer zweiten Ausführungsform, verpresst
zwischen einer Innen- und einer Außenhülse, mit einem im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eingebrachten und von diesem eingeschlossenen
Gelelement. Dieses zweite Ausführungsbeispiel
entspricht in wesentlichen Punkten dem ersten Ausführungsbeispiel,
so dass Bezugszeichen sowie wesentliche Aussagen des ersten Ausführungsbeispiels
auch für
das zweite Ausführungsbeispiel
zutreffen. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird deshalb nur auf
wesentliche Unterschiede und Besonderheiten dieses zweiten Ausführungsbeispiels
eingegangen.
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Hierbei
ist wiederum ein dickwandiger, flexibler Schlauch 1, welcher
eine Außenlage 6 und
eine Innenlage 8, welche beide ein Kautschukpolymer aufweisen,
mit einer dazwischen eingebetteten Lage Armierungsgewebes 7 dargestellt.
Distal an den stirnseitigen Anschnitt des dickwandigen Schlauches 1 anschließend befindet
sich ein Gelelement 5, welches in dieser Längsschnittdarstellung
in etwa eine torbogenförmige
Gestalt aufweist und sich im Wesentlichen aus einem Rechteck, das
die Verlängerung
der Schlauchwandung des dickwandigen Schlauches 1 darstellt,
mit einem in Bezug auf diesen dickwandigen Schlauch 1 außenseitig
aufgesetzten Halbkreis zusammensetzt. Aufgrund dieser Formgebung
weist das Gelelement 5 in Radialrichtung im Bereich maximaler
Dicke in Bezug auf den dickwandigen Schlauch 1 in etwa
dessen doppelte Wandstärke auf,
wodurch hinsichtlich der Außenkontur
des dickwandigen Schlauches 1 in dessen Außenbereich
ein dicker Dichtwulst entsteht.
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Um
dickwandigen Schlauch 1 und Gelelement 5 umgeschlagen
und der Gesamtkontur aus dickwandigem Schlauch 1 und Gelelement 5 eng
folgend, befindet sich als Verformungsabschnitt der dünnwandige
Elastomerschlauch 3, welcher wiederum mit dem dickwandigen
Elastomerschlauch 1 fest zwischen einer Innenhülse 10 und
einer Außenhülse 13 verpresst
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der dünnwandige
Elastomerschlauch 3 weiter in Proximalrichtung und ist
dabei in proximaler Richtung auf Seiten der Schlauchinnenwandung
wie der Schlauchaußenwandung
des dickwandigen Schlauches unter den jeweiligen Innen- und Außenhülsen 10 und 13 herausgeführt, um
den dickwandigen Schlauch 1 in dessen Endbereich 2 zusätzlich mechanisch
zu verstärken
und die Kerbeinwirkung der Innen- und Außenhülsen 10 und 13 auf
den dickwandigen Schlauch 1 zu minimieren.
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Durch
eine solche Konstruktion lässt
sich als zusätzlicher
Effekt eine Selbstverstärkungswirkung der
Dichtung erzielen, welcher folgendermaßen erklärt werden kann: Steigt bei
montiertem Schlauch 1 im Betrieb der Innendruck im dickwandi gen
Elastomerschlauch, so wirkt dieser Innendruck auch auf den distalen
Bereich des Verformungsabschnitts 3 mit dem innenliegenden
Gelelement 5 ein, da die Dichtung gegenüber dem Kupplungselement, in
dem das Schlauchende 2 des dickwandigen Schlauches 1 aufgenommen
ist, durch Außenanlage
des gelefüllten
Verformungsabschnitts 3 im Bereich maximaler Elevation
gegenüber
der Schlauchmittelachse des dickwandigen Schlauches 1 erfolgt,
wodurch ein distaler Bereich des Verformungsabschnitts 3 mit
dem Schlauchlumen kommuniziert und somit dem Schlauchinnendruck
exponiert ist. Aufgrund der Druckfortpflanzung steigt auch der Innendruck
im Verformungsabschnitt 3, welcher sich auf das Gelelement 5 überträgt. Hierdurch
steigt auch der Druck im Gelelement 5, wobei dieser Innendruck
in Normalen-Richtung in Bezug auf die Außenfläche des Gelelements allseitig
wirksam wird. Da das Gelelement 5 jedoch durch die im Wesentlichen
dreiseitige Umfassung bzw. aufgrund des Schlauchinnendrucks nicht
ausweichen kann, kommt es in erster Linie zu einer verstärkten Anpressung
des Gelelements gegenüber dem
Kontaktbereich zur Schlauchkupplung, wodurch sich automatisch die
Dichtwirkung verstärkt.
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4 zeigt
einen median geführten
schematischen Längsschnitt
durch einen Wandbereich eines einstückig mit einem Verformungsabschnitt
verbunden ausgeführten
Elastomerschlauchs nach einer dritten Ausführungsform mit einem im Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts eingebrachten Elastomer-Federelement. Da
der Ggenstand rotaionssymmetrisch bezüglich der Schlauchmittelachse ausgeführt ist,
wurde von der Darstellung der gegenüberliegenden Wandungsseite
abgesehen. Dieses dritte Ausführungsbeispiel
entspricht in wesentlichen Punkten den ersten beiden Ausführungsbeispielen, so
dass entsprechende Bezugszeichen sowie einige Aussagen der ersten
beiden Ausführungsbeispiele auch
für das
dritte Ausführungsbeispiel
gelten. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird deshalb nur auf wesentliche
Unterschiede und Besonderheiten dieses dritten Ausführungsbeispiels
eingegangen.
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Hierbei
handelt es sich um eine einstückige Variante
aus dickwandigem Schlauchelement 1, welches vier Schichten
aufweist, eine Innenschicht 6 und eine Außenschicht 8,
welche wiederum ein Kautschukpolymer aufweisen, mit einem dazwischen
eingebetteten Armierungsgewebelage 7 sowie – schlauchinnenseitig
angebracht – eine
Sperrschicht 9. Der Verformungsabschnitt 3 wird
hierbei durch Reduktion der Wandstärke der Außenschicht 6 gebildet,
welcher in Falle dieses Ausführungsbeispiels
durch einen Formvulkanisationsprozess erzeugt wurde, bei dem der
noch nicht vulkanisierte Schlauch in einer Pressform mit dem entsprechenden
Wandstärkeprofil
versehen und in dieser Form vulkanisiert wurde, wobei an Stelle
eines stufenförmigen,
in Transversalebene des dickwandigen Schlauches verlaufenden Anschnittsbereichs
ein graduiertes, sigmoid verlaufendes Übergangsprofil vom dickwandigen
Schlauch 1 zum dünnwandigen
Verformungsabschnitt 3 ausgebildet wurde.
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Im
Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts 3 ist als Stabilisierungseinrichtung
ein Elastomerfederelement 4 eingebettet, welches den Umstülpungsbereich
des Verformungsabschnitts 3 stabilisiert und für den notwendigen
Anpressdruck im Dichtungsbereich sorgt. Das freie Ende des Verformungsabschnitts 3 ist
dabei nach außen
um das Elastomerfederelement 4 umgeschlagen und kontaktiert
die Schlauchaußenwandung
des Endabschnitts 2 des dickwandigen Schlauches 1.
Zur Fixierung dieses freien Endes des Verformungsabschnitts 3 ist dieses
stoffschlüssig
mit der Schlauchaußenwandung
durch Verklebung oder Vulkanisation verbunden, so dass in diesem
Fall auf den Einsatz von Hülsen
und die Verpressung mit diesen verzichtet werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die Armierungsgewebeschicht näher an der Schlauchinnenwandung
als an der Schlauchaußenwandung
des dickwandigen Schlauches 1 angeordnet und läuft im gesamten
Verformungsabschnitt 3 durch, wodurch sich eine hohe Festigkeit
und Robustheit des Verformungsabschnitts 3 bei gleichzeitig
guten Flexibilitätseigenschaften
erzielen lässt.
Die schlauchinnenseitig in Bezug auf den dickwandigen Schlauch 1 angeordnete
Sperrschicht 9 er streckt sich ebenfalls bis zum Ende des
Verformungsabschnitts, wodurch auch dieser vor der Einwirkung aggressiver
Chemikalien geschützt
ist. Diese Sperrschicht 9 kann beispielsweise aus einem
Fluorkautschuk bestehen. Hierdurch lassen sich gleichzeitig weitere
Vorteile im Anlagebereich der Dichtung erzielen, da dieses Polymer
eine höhere
mechanische Widerstandsfähigkeit und
Abriebfestigkeit bei hoher Chemikalienresistenz und Quellbeständigkeit
aufweist und gleichzeitig eine sehr zuverlässige Dichtung gegenüber dem
angrenzenden Bauteil ausbilden kann.