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Die Erfindung betrifft eine Hydraulik-Verbindervorrichtung zur unlösbaren, drehbar gelagerten Festlegung eines Schlauchanschlussteiles an einer Schraubmutter und eine daraus hergestellte unlösbare Hydraulikverbindung zwischen dem Schlauchanschlussteil und der Schraubmutter. Die Verbindungsbildung erfolgt durch axiales Einführen des mit einem Hydraulikschlauch versehenen Schlauchanschlussteiles in die Schraubmutter, wobei in die andere Seite der Schraubmutter ein weiteres Anschlussteil, beispielsweise für einen Hydraulikschlauch, eingebracht und festgelegt werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Möglichkeiten für die Verbindung eines Schlauchanschlussteiles an einer Mutter bekannt. Die einfachste und preiswerteste Möglichkeit besteht darin, die Mutter über den Schlauchnippel bis an einen Anschlag des Schlauchnippels zu führen, anschließend den Hydraulikschlauch auf den Schlauchnippel aufzuschieben und diese Verbindung durch einen Klemmring zu sichern. Diese auch als Hinterschub bezeichnete Variante ist nur dann anwendbar, wenn der Schlauchnippel im Durchmesser kleiner ist als das Bodenloch der Mutter. In allen anderen Fällen wird die Verbindung durch Einführung des vorderen Endes des Schlauchanschlussteiles in die Mutter hergestellt. Bekannt ist eine Verbindungsmöglichkeit durch Verpressen oder auch Crimpten genannt. Herbei wird die Mutter bzw. ein endseitiger Vorsprung der Mutter mechanisch in eine Nut am Schlauchanschlussteil eingepresst. Bei dieser Verbindervorrichtung, siehe auch 1a und 1b sind die Laufeigenschaften nicht hervorragend, da hier die Bestandteile der Verbindung nicht mit voraussagbarer Präzision herstellbar sind. Sitzt die Mutter beispielsweise zu lose auf dem Schlauchanschlussteil besteht die Gefahr, dass bei Hochdruckanwendung die Mutter abziehbar ist. Wird dagegen die Mutter zu fest eingepresst, ist im schlimmsten Fall ein Schrauben nicht mehr möglich. Die drehbare Lagerung der Mutter bei einer Hydraulik-Verbindervorrichtung ist notwendig, da an der Mutter ein weiteres Anschlussteil mit einem in der Regel langen Hydraulikschlauch gehaltert wird und es ist in der Anwendung einfacher die Mutter als dieses Anschlussteil mit dem langen Schlauch in Drehbewegung zu versetzen, um eine Verbindung zwischen der Mutter und dem Anschlussteil herzustellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine unlösbare Festlegung eines Schlauchanschlussteiles an einer Schraubmutter zu gewährleisten, wobei diese Verbindung gute Laufeigenschaften aufweist und auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hydraulik-Verbindervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Mit einer solchen Hydraulik-Verbindervorrichtung lässt sich eine unlösbare Hydraulikverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 11 herstellen.
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Die Hydraulik-Verbindervorrichtung besteht dabei aus dem Schlauchanschlussteil und der Schraubmutter, die beide in erfindungsgemäßerweise ausgebildet sind. Das Schlauchanschlussteil ist ein rohrförmiges Verbindungselement und besitzt an einer Seite den Anschlussdorn zum Aufstecken eines Hydraulik-Hochdruckschlauches, der von diesem hinteren Ende des Schlauchanschlussteiles aufgezogen wird. Im vorderen, rohrförmigen Bereich des Schlauchanschlussteiles ist zur Verbindungsbildung mit der Schraubmutter an der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles eine umfangseitige Haltenut eingeformt. Diese Haltenut besitzt ihre größte Bereite in Höhe der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles. Mit zunehmender Tiefe der Haltenut verringert sich die Breite dieser Haltenut. Im Querschnitt kann eine solche Haltenut im wesentlichen dreieckförmig oder trapezförmig sein. Bevorzugt wird eine unsymmetrische, dreieckförmige Querschnittsform, wobei der Boden rund ausgewölbt ist. Ausgehend vom vorderen Ende des Schlauchanschlussteiles, also in Einführrichtung des Schlauchanschlussteiles hinter der Haltenut, ist an dem rohrförmigen Schlauchanschlussteil eine umfangseitige Anlagefläche vorgesehen, bevor ein oder mehrere abragende Flansche am Schlauchanschlussteil angeordnet sind. Bevorzugt wird eine glatte Anlagefläche.
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Die mit dem Schlauchanschlussteil zu verbindende Schraubmutter besitzt zum einen Mittel zur Verbindung mit einem weiteren Anschlussteil, dies kann beispielsweise ein Innengewinde sein. Zur Verbindungsbildung mit dem Schlauchanschlussteil weist die Schraubmutter einen axial vorstehenden, rohrförmigen Ansatz auf. Dieser rohrförmige Ansatz besitzt verschiedene Bereiche, am freien Ende einen vorderen Bereich und einen in Einführrichtung des Schlauchanschlussteiles hinteren Bereich. Der vordere Bereich ist als Anlagefläche ausgebildet. Er besitzt in bevorzugter Ausführung eine glatte Innenfläche. Zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich ist an der Innenwand dieses rohrförmigen Ansatzes eine umlaufende, radial nach innen weisende Verstärkungsrippe angeformt. Der Querschnitt dieser Verstärkungsrippe ist an den Querschnitt der Haltenut des Schlauchanschlussteiles angepasst, um bei Verbindungsbildung durch radiales Verpressen eine möglichst gute Formschlussverbindung zur erzielen. Dies bedeutet, dass die Breite der Verstärkungsrippe ausgehend vom Fuß bis zur Spitze der Rippe abnimmt, vorzugsweise weist diese Verstärkungsrippe einen etwa dreieckförmigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Bevorzugt ist ein unsymmetrischer, dreieckförmiger Querschnitt mit einer abgerundeten Spitze.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die in Einführrichtung des Schlauchanschlussteiles weisende Vorderseite der Verstärkungsrippe so ausgebildet, dass der Anstieg dieser Vorderseite einen Anstiegswinkel kleiner 90°, vorzugsweise kleiner 60°, besonders bevorzugt einen Anstiegswinkel von 45° zeigt. Eine solche schräge Anstellung der Vorderseite der Verstärkungsrippe erleichtert das Einführen der Verstärkungsrippe in die Haltenut beim radialen Verpressen, selbst wenn beide Bauteile, nämlich das Schlauchanschlussteil oder die Schraubmutter, nicht völlig maßgerecht hergestellt sind. Die schmale Spitze der Verstärkungsrippe findet gleichwohl die gegenüberliegende breite Öffnung der Haltenut. Da die Querschnitte der Verstärkungsrippe und der Haltenut aufeinander abgestimmt sind, d. h. sich gegenüber der schräg verlaufenden Vorderseite der Verstärkungsrippe eine schräg verlaufende Rückwand der Haltenut befindet, schiebt sich die Verstärkungsrippe in die Haltenut sicher ein. Auch eine schräg angestellte Rückseite kann das Einführen der Verstärkungsrippe in die Haltenut verbessern. Anders als die Vorderseite der Verstärkungsrippe wird die Rückseite der Verstärkungsrippe jedoch wesentlich steiler ausgebildet. Sie besitzt vorzugsweise einen Ansteigwinkel von 90°, d. h. sie steht senkrecht von der Innenwand des rohrförmigen Ansatzes ab. In gleicher Weise besitzt die Vorderwand der Haltenut, ausgehend von der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles, einen senkrecht verlaufenden Bereich, an den bei Verbindungsbildung die Rückseite der Verstärkungsrippe anliegt. Die Vorderwand der Haltenut und die Rückseite der Verstärkungsrippe sind damit senkrecht zur Abzugsrichtung ausgebildet. Dies verhindert ein leichtes Abziehen der Schraubmutter vom Schlauchanschlussteil bei Rückwärtsbewegung des auf dem Schlauchanschlussteiles aufgezogenen und festgelegten Hydraulik-Hochdruckschlauches.
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Die Vorderseite und Rückseite der Verstärkungsrippe gehen in eine runde Spitze über. In gleicher Weise ist der Boden der Haltenut rund ausgestaltet. Dies erleichtert zum einen den Formschluss bei der Verbindungsbildung, so dass eine solche Verbindung sehr robust gegen Prozessschwankungen bei der Herstellung der Hydraulikverbindung ist. Zum anderen zeigt eine solche Hydraulikverbindung sehr gute Laufeigenschaften. Die Verstärkungsrippe am rohrförmigen Ansatz verleiht dem Ansatz zudem eine höhere Stabilität. Darüber hinaus kann durch die Wahl der Wandstärke des rohrförmigen Ansatzes das Aufweiten des Ansatzes bei einer Abzugsbewegung verhindert werden. Es erfolgt kein Aufspreizen der erfindungsgemäßen Hydraulikverbindung auch bei eventuellen starken Abzugsbewegungen.
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Zur Verbindungsbildung wird das Schlauchanschlussteil axial in die Schraubmutter eingeführt und zwar zuerst mit seinem vorderen Ende in den rohrförmigen Ansatz der Schraubmutter. Anschließend wird durch radiales Verpressen die radial nach innen gerichtete Verstärkungsrippe des rohrförmigen Ansatzes der Schraubmutter in die umfangseitige Haltenut am Schlauchanschlussteil eingebracht, bis diese sich vollständig in der Haltenut positioniert hat. Gleichzeitig legt sich die Anlagefläche des vorderen Bereichs des rohrförmigen Ansatzes der Schraubmutter an die Anlagefläche benachbart zur Haltenut am Schlauchanschlagsteil an. Beide Anlageflächen sind vorzugsweise mit einer glatten Oberfläche ausgestattet, so dass gute Laufeigenschaften sichergestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anlageflächen an der Schraubmutter und am Schlauchanschlussteil parallel zur Mittelachse ausgerichtet. Es ist jedoch auch möglich, im vorderen Bereich des rohrförmigen Ansatzes der Schraubmutter eine Konusfläche als Anlagefläche einzuformen, die mit einer korrespondierend ausgerichteten Konusfläche am Schlauchanschlussteil zusammenwirkt. Auch in diesem Fall ist eine drehbar gelagerte Festlegung des Schlauchanschlussteiles an der Schraubmutter hergestellt. Diese vorbeschriebenen Anlageflächen, die beim Stand der Technik nicht vorhanden sind, nehmen insbesondere die Zugbelastung bei Abzugsbewegungen auf. Die durch die Zugbelastung auf die Hydraulikverbindung einwirkende Kraft, wird über eine größere Fläche verteilt und ist damit höher belastbar. Es erfolgt kein Abreißen der Mutter, was – wie vorbeschrieben – auch durch die Ausgestaltung der Verstärkungsrippe und der Haltenut verhindert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der speziellen Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1a eine Hydraulikverbindung nach dem Stand der Technik;
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1b ein vergrößerter Ausschnitt von 1a;
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2a eine erfindungsgemäße Hydraulik-Verbindervorrichtung;
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2b ein vergrößerter Ausschnitt von 2a;
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3a eine unlösbare Hydraulikverbindung, hergestellt aus der Hydraulik-Verbindervorrichtung gemäß 2a;
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3b ein vergrößerter Ausschnitt aus 3a.
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Die 1a und 1b zeigen eine Hydraulikverbindung 11' nach dem Stand der Technik. Diese Hydraulikverbindung 11' wurde auf folgende Weise hergestellt. Das Schlauchanschlussteil 20' wurde mit seinem vorderen Ende 21' axial in die Schraubmutter 40 eingeführt, bis eine Schulter 42, die sich endseitig an einem Ansatz 41 der Schraubmutter 40 befindet, am Anschlagflansch 24' anschlägt. Anschließend wird durch radiales Verpressen diese Schulter 42 in eine rechteckige Nut 23' des Schlauchanschlussteils 20' eingebracht. Das Pressen wird beendet, wenn die Schulter 42 am Boden der Nut 23' anstößt. Wie besser aus 1b zu ersehen, ist die Breite B1 der Nut 23' größer als die Breite B2 der Schulter 42, um zu gewährleisten, dass beim radialen Verpressen die Schulter 42 sicher in die Haltenut 23' eingreift. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist der fehlende Formschluss aufgrund der größeren Breite B1 der Nut 23' gegenüber der Breite B2 der Schulter 42. Dies ermöglicht bereits geringe Abzugsbewegungen. Eine Verkleinerung der Nut 23' ist nicht möglich, da die Bestandteile der Verbindung nicht mit voraussagbarer Präzision herstellbar sind. Des Weiteren ist es möglich, dass die Mutter 40 zu fest in das Schlauchanschlussteil 20' eingepresst ist, was ein Drehen der Schraubmutter 40 verhindert. Im anderen Fall, wo die Schraubmutter 40 zu lose am Schlauchanschlussteil 20' angelegt ist, führt dies dazu, dass die Mutter 40 bei Zugbelastung, die vom Hydraulikschlauch ausgeht, leicht abziehbar ist. Darüber hinaus besteht bei dieser Hydraulikverbindung 11' die Gefahr des Aufspreizens des Ansatzes 41, der ebenfalls zum Ablösen der Mutter 40 führt. Dieses Aufspreizen wird durch den dünnen Steg des Ansatzes 41 unterstützt, der in einem Abstand A' von der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles 20' der Hydraulikverbindung 11' liegt. Dies führt zusammen mit der möglichen Längsbewegung der Schraubmutter 40 aufgrund der breiteren Nut 23' bei Zugbelastung zu unerwünschten Bewegungen des rohrförmigen Ansatzes 41. Wird der Abstand A' zu gering gewählt, wird eine Drehbewegung der Schraubmutter 40 verhindert. Ist ein merklicher Abstand A' vorhanden, so ist aufgrund des dünnen Steges des Ansatzes 41' eine federnde Bewegung des Ansatzes 41 radial nach außen nicht vollständig zu verhindern. Diese Nachteile sind durch die vorliegende Erfindung überwunden worden.
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In den 2a und 2b wird die Hydraulik-Verbindervorrichtung 10, d. h. die Einzelteile der unlösbaren Hydraulikverbindung 11 vor dem Verpressen, gezeigt. Das Schlauchanschlussteil 20 ist bereits mit seinem vorderen Ende 21 in Einführrichtung 51 in die Schraubmutter 30 eingeschoben. Das Schlauchanschlussteil 20 ist ein rohrförmiges Verbindungselement, das einseitig einen Anschlussdorn zum Aufstecken eines Hydraulik-Hochdruckschlauches besitzt. Der Schlauch ist in den Figuren nicht gezeigt. Zur Halterung des Hydraulik-Hochdruckschlauches ist eine Strukturierung 26 in Form einer Außenriffelung an der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles 20 vorgesehen. Der Hydraulik-Hochdruckschlauch wird nach Herstellen der Hydraulikverbindung 11 vom hinteren Ende 22 auf das Schlauchanschlussteil 20 soweit aufgezogen, bis ein erster Anschlagflansch 29 am Schlauchanschlussteil 20 ein weiteres Aufschieben verhindert. Zusätzlich wird der Hydraulik-Hochdruckschlauch durch eine Pressfassung auf dem Anschlussdorn des Schlauchanschlussteiles 20 gehalten. Diese in den Figuren nicht gezeigte Pressfassung wird zusammen mit dem Schlauch aufgeschobenen. Ein endseitiger Nocken der Pressfassung greift beim radialen Verpressen in eine Nut zwischen dem Flansch 24 und dem Anschlagflansch 29. Auf der dem Anschlussdorn gegenüberliegenden Seite des Schlauchanschlussteiles 20 dient eine Überwurfmutter 30 zur Verschraubung mit einem entsprechenden Anschlussteil, beispielsweise mit einer Armatur zum Anschluss eines weiteren Hydraulikschlauches. Um die Schraubmutter 30 zur Verbindung mit diesem Anschlussteil in Drehbewegung zu versetzen, besitzt diese einen Außensechskant 36. Für die Verbindung mit dem Anschlussteil kann die Schraubmutter 30 Verbindungsmittel, wie beispielsweise ein Innengewinde, besitzen. Dies ist in den Figuren nicht gezeigt.
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Das Schlauchanschlussteil 20 besitzt in Einführrichtung 51 neben der Strukturierung 26 die beiden Flansche 29 und 24 sowie benachbart zu dem Flansch 24 eine Anlagefläche 25. Diese glatte Anlagefläche 25 ist parallel zur Mittelachse ausgerichtet. Sie verläuft jedoch nicht bis zum vorderen Ende 21. Sie ist im vorderen Bereich von einer Haltenut 23 unterbrochen, die umfangseitig in die Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles 20 eingeformt ist. Diese Haltenut 23 ist besser im vergrößerten Ausschnitt in 2b zu sehen. Sie besitzt einen runden Boden, von dem ausgehend eine Vorderwand 27 und eine Rückwand 28 bis zur Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles 20 verlaufen. Die Rückwand 28 nimmt dabei einen schrägen Verlauf, wohingegen die Vorderwand 27 steil ausgerichtet ist, senkrecht zur Mantelfläche. Abgesehen von dem runden Boden der Haltenut 23 besitzt damit die Haltenut 23 eine unsymmetrische Dreiecksform. In vergleichbarer Weise ist eine Verstärkungsrippe 33 ausgestaltet, die von der Innenwand 35 eines rohrförmigen Ansatzes 31 der Schraubmutter 30 abragt. Diese Verstärkungsrippe 33 ist umfangseitig an der Innenwand 35 des rohrförmigen Ansatzes 31 angeformt und untereilt den rohrförmigen Ansatz 31 in einen in Einführrichtung 51 hinteren Bereich 39 und einen vorderen Bereich 34. Nach dem Einführen des Schlauchanschlussteiles 20 in die Schraubmutter 30 befindet sich die Verstärkungsrippe 33 gegenüberliegend zur Haltenut 23, gezeigt in der 1a und 1b. Die Verstärkungsrippe 33 besitzt ebenfalls eine unsymmetrische, dreieckförmige Querschnittsform mit einer abgerundeten Spitze. Die in Einführrichtung 51 vordere Seite der Verstärkungsrippe 33, die Vorderseite 38 verläuft in einem spitzen Winkel, besitzt die gleiche Abschrägung wie die Rückwand 28 der Haltenut 23. In diesem Fall ist der Anstiegswinkel α der Vorderseite 38 etwa 45°. Die gegenüberliegende Seite der Verstärkungsrippe 33, die Rückseite 37 ragt von der Innenwand 35 des rohrförmigen Ansatzes 31 senkrecht ab, bis sie in die runde Spitze übergeht.
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Beim radialen Verpressen greift die Verstärkungsrippe 33 umfangseitig in die Haltenut 23 ein, positioniert sich in dieser Haltenut 23, in dem sie die Haltenut 23 nach und nach vollständig ausfüllt. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Verbindung bei der Hydraulikverbindung 11 erzielt, die in der 3a und der 3b zu sehen ist. Gleichzeitig legt sich die Anlagefläche 35 des rohrförmigen Ansatzes 31 an der Anlagefläche 25 des Schlauchanschlussteiles 20 an. Zwischen dem hinteren Bereich 39 der Schraubmutter 20 und der Mantelfläche des Schlauchanschlussteiles 20 ist nur ein geringer Abstand A vorhanden. Darüber hinaus ist dieser hintere Bereich 39 mit einer wesentlich größeren Wanddicke D1 ausgestaltet als bei der Hydraulikverbindung 11' des Standes der Technik, was ein Aufspreizen des rohrförmigen Ansatzes 31 sicher verhindert.
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Die in der 3a gezeigte Hydraulikverbindung 11 zeigt eine drehbar gelagerte Festlegung des Schlauchanschlussteiles 20 an der Schraubmutter 30. Der Formschluss zwischen beiden Teilen 20, 30 ist gewährleistet. Dies macht die Verbindung robust gegen Prozessschwankungen. So ist es der Verstärkungsrippe 33 mit der schmalen, runden Spitze leicht möglich in die breite Öffnung der Haltenut 23 einzugreifen, auch wenn beide Teile 20, 30 nicht präzise gegenüberliegend beim Verpressen positioniert sind. Des Weiteren legt sich die abgerundete Spitze der Verstärkungsrippe 33 leicht an den rund ausgestalteten Boden der Haltenut 23 an. Nach der Verbindungsbildung ist ein guter Formschluss erzielt. Die runde Ausgestaltung der Spitze der Verstärkungsrippe 33 und des Bodens der Haltenut 23 führt auch zu guten Laufeigenschaften der Verbindung. Darüber hinaus zeigt diese Verbindung eine höhere Stabilität, einerseits aufgrund der vorhandenen Verstärkungsrippe 33 am rohrförmigen Ansatz 31 und andererseits durch die gewählten Dicken D1 und D2 des rohrförmigen Ansatzes 31.
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Darüber hinaus ist die Festlegung des Schlauchanschlussteiles 20 an der Schraubmutter 30 unlösbar. Wird durch den Hochdruck-Hydraulikschlauch eine Abzugsbewegung, nämlich eine Rückwärtsbewegung 50 verursacht, so übt das Schlauchanschlussteil 20 eine Zugbelastung auf die Schraubmutter 30 aus. Diese Kraft wird auf eine große Anlagefläche verteilt, nämlich auf den vorderen Bereich 34 des rohrförmigen Ansatzes 31, wo sich die Anlagefläche 35 befindet, die ganzflächig an der Anlagefläche 25 des Schlauchanschlussteiles 20 anliegt und des Weiteren über die Verstärkungsrippe 33 in der Haltenut 23. Darüber hinaus wird durch die Form der Verstärkungsrippe 33 und der Haltenut 23 das Abziehen zusätzlich erschwert, da die Vorderwand 27 des Schlauchanschlussteiles 20 und die Rückseite 37 der Verstärkungsrippe 33 bereichsweise senkrecht zur Abzugsbewegung verlaufen und somit die Vorderwand 27 des Schlauchanschlussteiles 20 bei Rückwärtsbewegung 50 des Schlauchanschlussteiles 20 gegen die Rückseite 37 der Verstärkungsrippe 33 anschlägt. Des Weiteren wird ein Aufspreizen des rohrförmigen Ansatzes 31 der Schraubmutter 30 verhindert, da der rohrförmige Ansatz 31 eine wesentlich dickere Wandstärke aufweist, so dass der hintere Bereich 39 keine Federwirkung zeigt, auch wenn ein geringer Abstand A zum Schlauchanschlussteil 20 vorhanden ist. Damit zeigt die unlösbare Hydraulikverbindung 11 ein sehr prozesssicheres Verbindungsteil.
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Den 2a und 2b ist zu entnehmen, dass in bevorzugter Weise die Wanddicke D2 des vorderen Bereiches 34 noch stärker ausgebildet ist als die Wanddicke D1 des hinteren Bereiches 39. Beim radialen Verpressen erfolgt bekanntlich auch eine Längenverformung des verpressten Teiles, demzufolge des rohrförmigen Ansatzes 31. Aufgrund der Materialmenge des vorderen Bereichs 34 wird dieser in longitudinaler Richtung stärker verformt als der hintere Bereich 39. Dies bedeutet, dass sich die Länge des hinteren Bereiches 39 und damit die Position der Verstärkungsrippe 33 in gewünschter Weise beim Verpressen nicht oder nur sehr gering ändert.
