DE102009016080A1

DE102009016080A1 - Gewinkeltes Anschlusselement für Medienleitungen und Vorrichtung zu dessen Herstellung

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Publication number: DE102009016080A1
Application number: DE102009016080A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr.-Ing. Lechner; Otfried Dipl.-Ing. Schwarzkopf; Günter SIEPER
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2009-10-15
Also published as: DE112009000814A5; DE202008014473U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein gewinkeltes Anschlusselement (1) für Medienleitungen, bestehend aus einem Spritzformteil (2) mit einem Innenkanal (3), dessen Endabschnitte (4, 5) bezüglich ihrer Längsachse (6) in einem Verbinderwinkel (alpha) zwischen 0° und 180° zueinander ausgerichtet sind, wobei der Innenkanal (3) zumindest in einem Übergangsabschnitt (7) zwischen den Endabschnitten (4, 5) - im Längsschnitt des Innenkanals (3) gesehen - sowohl in einem Außenwinkelbereich (8), als auch in einem Innenwinkelbereich (9) jeweils eine verrundete Innenkontur aufweist. Um ein derartiges Anschlusselement (1) zu schaffen, das sich bei strömungsoptimaler Ausführung seines Innenkanals durch einen verringerten Herstellungsaufwand auszeichnet, wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der Endabschnitte (4, 5) zusammen mit dem Übergangsabschnitt (7) ein kreisbogenförmig gekrümmtes Kanalstück (4-7-5) bildet. Eine Vorrichtung zur Fertigung eines solchen Anschlusselementes (1) mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Kernteil (10) wird ebenfalls beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gewinkeltes Anschlusselement für Medienleitungen, bestehend aus einem Spritzformteil mit einem Innenkanal, dessen Endabschnitte bezüglich ihrer Längsachse in einem Verbinderwinkel zwischen 0° und 180° zueinander ausgerichtet sind, wobei der Innenkanal zumindest in einem Übergangsabschnitt zwischen den Endabschnitten – im Längsschnitt des Innenkanals gesehen – sowohl in einem Außenwinkelbereich, als auch in einem Innenwinkelbereich eine verrundete Innenkontur aufweist.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Anschlusselementes, mit einem Spritzformwerkzeug, welches eine Formkern-Anordnung zum Bilden eines Innenkanals des Anschlusselementes umfasst.
Es sind als Winkelverbinder ausgebildete Anschlusselemente bekannt, die jeweils im Spritzverfahren in einem Formwerkzeug hergestellt werden, das zwei einteilige Formkerne in Form von einfachen Längsschiebern aufweist, die zum Entformen axial aus den jeweiligen Endabschnitten des Innenkanals gezogen werden. Daraus ergibt sich eine geradlinige Ausbildung der Endabschnitte des Innenkanals. Zum Formen des Übergangskanalabschnittes weisen die Formkerne an ihren einander zugewandten Enden eine entsprechende Gestalt auf. Solche Werkzeuge sind recht preisgünstig, haben aber den Nachteil, dass im Innenwinkelbereich des Winkelverbinders zwangsläufig eine scharfkantige Kontur entsteht, die im Einsatz Strömungsablösungen, Turbu lenzen, Sekundär- und Rückströmungen und dergleichen, im Strömungsmedium verursacht und daher nachteilhaft zu Strömungs- bzw. Druckverlusten führt.
Dies gilt beispielsweise für Druckluft-Bremsanlagen in Fahrzeugen, z. B. in Lastkraftwagen. Dabei ist es wegen der heute zulässigen bzw. erreichbaren Fahrgeschwindigkeiten notwendig, die Ansprechzeiten und so genannte Schwellzeiten der Bremsen möglichst kurz zu halten. Unter „Ansprechzeit” wird die technisch bedingte Zeit verstanden, die vom Berühren des Bremspedals bis zum Beginn des Druckanstieges im System vergeht. Sie endet mit dem Berührungskontakt des Bremsbelags auf der Bremsscheibe bzw. Bremstrommel. Während der Ansprechzeit wird somit das Fahrzeug noch nicht gebremst. Unter „Schwellzeit” eines Bremssystems wird die Zeit verstanden, die vom Beginn des Druckanstiegs bis zum Erreichen des Vollbremsdruckes vergeht. Die Schwellzeit wird in der EC-Regelung ECE R13 geregelt; sie beträgt bei Lastkraftwagen 0,2 bis 0,4 Sekunden. Die Ansprech- und Schwellzeiten in einer Druckluft-Bremsanlage werden maßgeblich von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Leitungen des Bremssystems beeinflusst. Da ein heutiges LKW-Bremssystem eine recht große Anzahl von solchen Winkelverbindern enthalten kann (oftmals 30 Stück oder sogar mehr), sind die Strömungsverluste der einzelnen Winkelverbinder in der Summe besonders nachteilig.
Bei den erwähnten, bekannten, als Spritzformteile hergestellten Anschlusselementen kann zwar der Übergangskanalabschnitt – in einem Längsschnitt der Innenkanalabschnitte gesehen – in seinem Außenwinkelbereich in Strömungsrichtung abgeschrägt oder verrundet sein, wodurch aber nachteiligerweise wegen der im Innenwinkelbereicch gegenüberliegenden Kantenkontur der verbleibende Strömungsquerschnitt eingeengt wird. Daraus resultiert ein erhöhter Strömungswiderstand.
Aus der US 2005/0140060 A1 ist ein aus Kunststoff geformter Winkelverbinder der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung bekannt, der diesem Problem abhilft. Dazu besteht die Formkern-Anordnung aus zwei axial, in Verlaufsrichtung der Längsachsen der Endabschnitte des Innenkanals schieberartig beweglich geführten Längskernteilen, wobei jedes Längskernteil in Längsrichtung in zwei Schieberteile geteilt ist, und zwar – bezogen auf den Verbinderwinkel – in ein äußeres und ein inneres Schieberteil. Die inneren Schieberteile sind mit ihren einander zugewandten Enden zum Formen eines beispielsweise konvex verrundeten Innenwinkelbereiches des Winkelverbinders ausgebildet, wodurch mit Vorteil im Innenwinkelbereich die Ausbildung von scharfkantigen Konturen vermieden werden kann. Der Innenkanal weist somit, zumindest in einem Übergangsabschnitt zwischen den Endabschnitten – im Längsschnitt des Innenkanals gesehen – sowohl in einem Außenwinkelbereich, als auch in einem Innenwinkelbereich eine verrundete Innenkontur auf. Zum Entformen der inneren Schieberteile werden zunächst die äußeren Schieberteile axial aus dem Anschlusselement gezogen, worauf dann die inneren Schieberteile mit ihren einander zugewandten Enden quer zur Längsachse des zugehörigen Innenkanalabschnittes von dem Innenwinkelbereich weg bewegt und anschließend ebenfalls axial herausgezogen werden können.
Diese technische Lösung ist insofern vorteilhaft, als dadurch ein strömungsoptimierter Winkelverbinder geschaffen wird, der zu einer erheblichen Reduzierung der Strömungs- bzw. Druckverluste im fluidischen Medium führt. Allerdings wird dieser Vorteil durch einen erhöhten konstruktiven und technologischen Aufwand erkauft, indem mehrteilige Kernteile eingesetzt werden, die in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen separat entfernt werden müssen. Weitere Probleme bestehen dabei darin, dass die Kernteile sehr klein und dünnwandig ausgeführt werden müssen, so dass sie schlecht mit Bohrungen versehen werden können, die einer Kühlung der spritzgegossenen Masse dienen. Durch die erhöhte Anzahl von bei jedem Spritzguss einzusetzenden, relativ zueinander zu bewegenden Teilen wird auch die Werkzeugstandzeit verringert. Des Weiteren können dort, wo die einzelnen Teilkerne aneinanderstoßen, Trenngrate im herzustellenden Anschlusselement entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Anschlusselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich bei strömungsoptimaler Ausführung seines Innenkanals durch einen verringerten Herstellungsaufwand auszeichnet. Diese Aufgabe umfasst auch die Bereitstellung einer diesem Zweck dienenden Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung des Anschlusselementes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für das Anschlusselement dadurch gelöst, dass mindestens einer der Endabschnitte zusammen mit dem Übergangsabschnitt ein Kreisbogenförmig gekrümmtes Kanalstück bildet. Für die Vorrichtung zur Herstellung des Anschlusselementes wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Formkern-Anordnung ein kreisbogenförmig gekrümmtes, vorzugsweise einstöckiges Kernteil aufweist, das zum Entformen von dem gespritzten Anschlusselement in einer Entformungsrichtung um den Mittelpunkt eines die Krümmung des Kernteils beschreibenden Kreises verschwenkbar ist.
Die Erfindung kann dabei mit Vorteil Anwendung für einfache Winkelverbinder, aber insbesondere auch zum Anbinden eines, das gewinkelte Anschlusselement bildenden Winkelsteckers an ein Rohr finden. Das Rohr braucht dabei nicht durch ein sogenanntes Aufdornen, d. h. ein form- und kraftschlüssiges Aufstecken der Rohrleitung auf einen Steckerdorn, mit dem Stecker verbunden zu werden, sondern kann stoffschlüssig beispielsweise durch Anspritzen oder mittels Lasertechnik – und gegebenenfalls zusätzlich auch formschlüssig befestigt werden, wodurch eine Leckagegefahr ausgeschlossen wird.
Zum Anspritzen eines solchen Winkelsteckers an ein Rohr wird das Rohr elastisch oder thermisch geformt, wobei das erfindungsgemäß ausgebildete Kernteil verwendet wird, welches den gesamten Steckerbereich – und vorzugsweise auch noch in geringem Maß das Rohr außerhalb des Steckers – abstützt und verschließt. Das Kernteil wird dazu in die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung eingebracht und in den Innenraum des anzuspritzenden Rohres eingedreht bzw. um den Mittelpunkt des die Krümmung des Kernteils beschreibenden Kreises eingeschwenkt. Nach dem Spritzvorgang wird das Kernteil zum Entformen in Entformungsrichtung um den Mittelpunkt des die Krümmung des Kernteils beschreibenden Kreises zurückgeschwenkt. Im fertigen Verbund berühren sich dann eine Steckachse des Steckers und eine kreisbogenförmige Achse des ausgebildeten Innenkanals tangential im Inneren des Steckers.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Rohren mit kleinem Innendurchmesser – von z. B. weniger als 3 mm – anwendbar, wobei in der Leitung das Auftreten von sprunghaften Veränderungen des Querschnitts des Innenkanals vermieden werden kann. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das kreisbogenförmig gekrümmte Kanalstück über seinen gesamten Verlauf hinweg einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweist.
Im Gegensatz zum eingangs beschriebenen bekannten Stand der Technik ist es dabei mit dem Vorteil eines strömungsoptimalen Medienflusses leicht möglich, zu erreichen, dass die – im Längsschnitt des Innenkanals gesehen – verrundeten Innenkonturen im Außenwinkelbereich und im Innenwinkelbereich äquidistant verlaufen, weil sie durch konzentrisch zueinander angeordnete Kreise gebildet werden.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Schwenkwinkel des gekrümmten Kernteils größer ist als 60° und vorzugsweise etwa 90° beträgt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
1 im Längsschnitt, eine Darstellung eines Anschlusses einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen gewinkelten Anschlusselementes an eine Medienleitung, einschließlich eines Kernteils einer Formkern-Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen des Anschlusselementes,
2 in einer ähnlichen Darstellung wie in 1, eine zweite Ausführung der Erfindung,
3 in einer 1 und 2 entsprechenden Darstellung eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen gewinkelten Anschlusselementes, einschließlich des zu seiner Herstellung einsetzbaren Kernteils, jedoch ohne den Anschluss an die Medienleitung,
4 bis 7 in analogen Darstellungen zu 3, eine vierte bis siebente Ausführung der Erfindung,
8 eine achte Ausführung der Erfindung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Wie sich zunächst aus 1 und insbesondere aus 3, die das erfindungsgemäße gewinkelte Anschlusselement 1 ohne Medienleitung zeigt, ergibt, umfasst ein erfindungsgemäßes gewinkeltes Anschlusselement 1 für Medienleitungen ein Spritzformteil 2, welches einen Innenkanal 3 aufweist, dessen Endabschnitte 4, 5 bezüglich ihrer Längsachse 6 in einem Verbinderwinkel α zwischen 0° und 180° zueinander ausgerichtet sind.
Unter Medienleitungen werden dabei Rohr- oder Schlauchleitungen für hydraulische oder pneumatische Strömungsmittel verstanden.
Das Spritzformteil 2 kann insbesondere einstückig ausgeführt sein und aus einem formstabilen Material bestehen. Es kann in materialökonomischer Weise als Kunststoff-Spritzgussteil aus einem relativ starren, formstabilen Kunststoff hergestellt werden, beispielsweise aus einem faserverstärkten Polyamid, wie PA 6.6 mit einem Glas-Faseranteil GF 30 oder GF 35 oder einem entsprechenden Kohlefaseranteil (CF-Anteil). Alternativ ist es auch möglich, das Spritzformteil 2 als Metall-Druckgussteil, beispielsweise aus Aluminium, Magnesium, Kupfer oder dergleichen, wie insbesondere aus Legierungen dieser Stoffe, z. B. aus Messing, herzustellen.
Der Innenkanal 3 weist – zumindest in einem Übergangsabschnitt 7 zwischen den Endabschnitten 4, 5 im Längsschnitt des Innenkanals 3 gesehen – sowohl in einem Außenwinkelbereich 8, als auch in einem Innenwinkelbereich 9 jeweils eine verrundete Innenkontur auf. Die Verrundung ist im Außenwinkelbereich 8 konkav und im Innenwinkelbereich 9 konvex ausgeführt.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Endabschnitte 4, 5 zusammen mit dem Übergangsabschnitt 7 ein einziges kreisbogenförmig gekrümmtes Kanalstück 4-7-5 bilden, welches auch eine gemeinsame gekrümmte Längsachse 6 aufweist. Der Querschnitt des Kanalstücks 4-7-5 kann dabei durch eine Kreisfläche oder auch beispielsweise durch ein Oval, wie eine Ellipse, gebildet sein.
Insbesondere die Kontur des konvex verrundeten Innenwinkelbereichs 9 ist dabei derart ausgelegt, dass eine zur Vermeidung von Strömungsverlusten optimierte Anpassung der Kanaloberfläche an eine sich bei Mediendurchsatz ausbildende Strömung vorliegt, wobei das Kriterium für diese Anpassung die Erzielung eines möglichst laminaren Strömungsverlaufs ist. Dieser liegt bei einer Rohrströmung dann vor, wenn die dimensionslose sogenannte Reynoldszahl Re = ρ·v·d/ηwelche ein Maß für das Verhältnis der Trägheitskräfte zu den Zähigkeitskräften im Strömungsmedium darstellt, kleiner ist als die sogenannte kritische Reynoldszahl Re_krit.
Hierbei sind

ρ: – die charakteristische Dichte des Strömungsmediums in kg m^–3,
v: – der Betrag der für den Anwendungsfall charakteristischen mittleren Strömungsgeschwindigkeit in ms^–1,
d: – der Durchmesser des Innenkanals in m und
η: – die charakteristische dynamische Viskosität des Strömungsmediums in kg s^–1m^–1.

Durch die Gestaltung des Innenkanals 3 wird die kritische Reynoldszahl Re_krit bestimmt. Wenn im Innenwinkelbereich des Winkelverbinders eine scharfkantige Kontur vorliegt, ist die kritische Reynoldszahl Re_krit nachteilhaft klein. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung können mit Vorteil jedoch Werte der kritischen Reynoldszahl Re_krit von über 1200, vorzugsweise von über 2500, erreicht werden.
Der Übergangsabschnitt 7 bzw. das Kanalstück 4-7-5 kann, wie 3 zeigt, über seinen Winkelverlauf hinweg einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweisen. Dies bedeutet, dass der Außenwinkelbereich 8 eine strömungsgünstige, mit relativ großem Krümmungsradius ausgebildete konkave Verrundung aufweisen kann, ohne dadurch den Innenquerschnitt durch den gegenüberliegenden Innenwinkel bereich 9 einzuengen. Eine solche Einengung wird dabei dadurch vermieden, dass auch der Innenwinkelbereich 9 die entsprechende, allerdings konvexe Verrundung aufweist, wobei diese innere Verrundung und die äußere Verrundung insbesondere konzentrisch zueinander mit Radien verrundet sind, deren gleichbleibende Differenz über die Länge des gekrümmten Kanalstücks 4-7-5 für den konstanten Innenquerschnitt des Übergangsabschnitts 7 maßgeblich ist. Für die Strömungsgeschwindigkeit v des Mediums bedeutet dies, dass diese nicht ansteigt und somit die Reynoldszahl der Strömung unter der kritischen bleibt.
Außenseitig kann das erfindungsgemäße Anschlusselement 1 eine praktisch beliebige Oberflächenkontur aufweisen, wie dies beispielsweise durch einen Vergleich der in 1 und der in 3 dargestellten Ausführung verdeutlicht wird. So können die Abschnitte 4, 5, 7 des Innenkanals 3 von Wandungen umschlossen sein, die durchweg die gleiche Wandstärke oder auch unterschiedliche Wandstärken aufweisen.
Die zum Herstellen des erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 konzipierte erfindungsgemäße Spritzform-Vorrichtung umfasst ein nicht dargestelltes Spritzformwerkzeug, welchem eine Formkern-Anordnung zum Bilden des Innenkanals 3 des Anschlusselementes 1 zugeordnet ist. Die Formkern-Anordnung weist – wie ebenfalls zunächst 1 bis 3 zeigen – ein kreisbogenförmig gekrümmtes einstückiges Kernteil 10 auf, das zum Entformen von dem gespritzten Anschlusselement 1 in einer Entformungsrichtung, die in der Zeichnung durch den Pfeil 11 bezeichnet ist, um den Mittelpunkt M eines die Krümmung des Kernteils 10 beschreibenden Kreises mit dem Radius R verschwenkbar ist.
Wie bereits erwähnt und in 1 und 2 dargestellt, kann vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Herstellung des Spritzformteils 2 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Anspritzen eines, das gewinkelte Anschlusselement 1 bildenden Winkelsteckers an ein Rohr 12 realisiert werden. Das Rohr 12 wird dadurch zumindest stoffschlüssig an das Anschlusselement 1 angebunden. Hierzu wird das Rohr 12 elastisch oder thermisch geformt. Das erfindungsgemäß ausgebildete Kernteil 10 stützt beim Spritzvorgang den gesamten Steckerbereich und vorzugsweise – wie 1 und 2 zeigen – auch noch in geringem Maß das Rohr 12 außerhalb des Anschlusselementes 1 ab und verschließt dabei gleichzeitig den Innenraum 13 des Rohres 12. Das Kernteil 10 wird dazu in die Spritzform der erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung eingebracht und in den Innenraum 13 des anzuspritzenden Rohres 12 eingedreht bzw. um den Mittelpunkt M des die Krümmung des Kernteils 10 beschreibenden Kreises eingeschwenkt. Beim Spritzvorgang wird der Innenkanal 3 des Anschlusselementes 1 mit seinen kontinuierlich ineinander übergehenden Abschnitte 4, 7, 5 gebildet, wobei – wie der Zeichnung zu entnehmen ist – das anzuspritzende Rohr 12 in das Spritzformteil 2 eingebettet wird.
Nach dem Spritzvorgang wird das Kernteil 10 zum Entformen in Entformungsrichtung 11 in der vorstehend beschriebenen Weise sowohl aus dem Rohrstück 12, als auch aus dem Innenkanal 3 entfernt. Im fertigen Produkt schneiden bzw. berühren sich dann tangential eine Steckachse 6a des Steckers und die kreisbogenförmig gekrümmte Längsachse 6 des Innenkanals 3 im Inneren des Steckers. Der Schnitt- bzw. Berührungspunkt ist in 1 mit dem Bezugszeichen S bezeichnet. Durch die Einbettung des Rohres 12 in das Spritzformteil 2 ist das kreisbogenförmig gekrümmte Kanalstück 4-7-5 teilweise durch den Innenraum 13 des Rohres 12 gebildet.
1 zeigt des Weiteren, dass in dem an das Rohr 12 angespritzten Stecker (Anschlusselement 1) auch eine Durchführung für Kabel 14 vorgesehen sein kann, wobei die Kabel 14 durch Bewickeln auf das Rohr 12 aufgebracht und dann am Ende des umspritzten Rohres 12 – wie dargestellt – durch das Anschlusselement 1 hindurch nach außen geführt sein können. Derartige Stecker können so – je nach Bedarf – mit oder ohne eine Heizleitung (Kabel 14) ausgeführt werden.
2 ist als spezifisches Detail zu entnehmen, dass das Rohr 12 bzw. die Rohrleitung, um auf die beschriebene Weise mit dem Anschlusselement 1 verbunden zu werden, nur in einem Endbereich 15, in dem das Rohr 12 beim Spritzprozess durch das Kernteil 10 von innen gestützt wird, definiert gekrümmt sein muss. Im übrigen, angrenzenden Bereich 16 kann das Rohr 12 beliebig geformt sein, beispielsweise kann es – wie gezeigt – geradlinig weiter verlaufen. Bevorzugt ist dabei aber ein Rohrverlauf, bei dem das Rohr 12 rechtwinklig zu einer zugeordneten Stirnfläche 2c des Spritzformteils 2 steht.
Um das Rohr 12 beim Spritzprozess in axialer Richtung abdichten zu können, kann – wie ebenfalls 2 zeigt – gegebenenfalls am Übergang vom Innenraum 13 des Rohres 12 zum Innenkanal 3 eine kleine Querschnittsvergrößerung vorgesehen sein. Das bedeutet, dass das Kernteil 10 an seinem freien Ende einen Zapfenabschnitt 17 aufweisen kann, der wie der Innenraum 13 des Rohres 12 einen geringeren Durchmesser dz aufweist als der Durchmesser d des in 2 mit dem Bezugszeichen 18 bezeichneten Grundkörpers des Kernteils 10.
Im Sinne dieser Abdichtung und auch einer leichteren Entformbarkeit kann zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass das Kernteil 10 in Richtung auf sein freies Ende hin leicht konisch zulaufend ausgeführt ist, wodurch sich auch ein entsprechend konischer Querschnitt im Innenkanal 3 des Anschlusselementes 1 ergibt. In diesem Zusammenhang ist hervorzuheben, dass die erfindungsgemäße kreisbogenförmige Krümmung des Kanalstücks 4-7-5 durch den Verlauf seiner Achse 6, nicht durch seine Querschnittsform bestimmt wird.
4 zeigt einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführung eines erfindungsgemäßen gewinkelten Anschlusselementes 1, die wie 3 keine Anspritzung an eine Medienleitung aufweist. Es handelt sich statt dessen um einen Winkelstecker, auf den eine Medienleitung aufgedornt werden kann, wobei der Verbinderwinkel α 90° beträgt.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Abschnitte 4, 5, 7 des Innenkanals 3 von Wandungen umschlossen sein können, die durchweg die gleiche Wandstärke oder auch unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Durch diese Wandgestaltung können in der äußeren Kontur des Anschlusselements 1 beispielsweise Anschlussabschnitte 100, 101 zur Verbindung mit den nicht dargestellten Leitungen gebildet sein.
So ist in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einer der Anschlussabschnitte 100, 101 als Dornelement 102, insbesondere als sogenannter Einschlagdorn, zum Aufstecken einer Medienleitung ausgebildet. Das Dornelement 102, welches einstückiger Bestandteil des Spritzformteils 2 ist, weist außenseitig ein zur Verbindung geeignetes Dornprofil mit mehreren Zahnkanten 103 auf.
Das Dornelement 102 weist im Gegensatz zur Ausbildung des gekrümmten Innenkanals 3 einen geraden Kanalansatz 104 auf, der sich durchmessergleich unmittelbar an den Endabschnitt 4 des Innenkanals 3 anschließt.
Bei der zum Herstellen dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 einsetzbaren erfindungsgemäßen Spritzform-Vorrichtung umfasst die Formkern-Anordnung einerseits zum Bilden des Innenkanals 3 des Anschlusselementes 1 als erstes Kernteil das bereits beschriebene kreisbogenförmig gekrümmte einstückige Kernteil 10 und andererseits zum Bilden des geraden Kanalansatzes 104 ein weiteres einstückiges, jedoch geradliniges Kernteil 105. Das zweite Kernteil 105 weist wie die bekannten Formkerne die Gestalt eines einfachen, zylindrisch ausgebildeten Längsschiebers auf. Wie 4 zeigt, liegen das gekrümmte Kernteil 10 und das gerade Kernteil 105 während des Spritzens mit ihren – bevorzugt mit kongruentem Querschnitt ausgebildeten – freien Enden stirnseitig spaltfrei aneinander an. Das gerade Kernteil 105 wird nach dem Spritzprozess zum Entformen axial in Richtung des in 4 mit dem Bezugszeichen 106 bezeichneten Pfeiles aus dem Innenkanalansatz 104 gezogen. Die Entformung des gekrümmten Kernteils 10 erfolgt auf die bereits beschriebene Weise durch Herausdrehen bzw. -schwenken aus dem Innenkanal 3.
Der andere Anschlussabschnitt 101 ist vorzugsweise als Bestandteil einer Fluid-Steckverbindung ausgebildet, und zwar insbesondere als ein Steckerschaft 107, der über Haltemittel vorzugsweise lösbar arretierbar in an sich bekannter Weise in eine Aufnahmemuffe eines nicht dargestellten beliebigen Anschluss- oder Aggregateteils einsteckbar ist. Der Steckerschaft 107, welcher außen – im Gegensatz zu dem kreisbogenförmig gekrümmten inneren Kanalstück 3 – als gerader Zylinder ausgebildet ist, kann dazu auf seinem äußeren Umfang eine radiale, insbesondere als umfangsgemäße Ringnut ausgebildete Ausnehmung 108 aufweisen, die zum Eingriff eines innerhalb der Aufnahmemuffe gelagerten, radial elastischen Halteelementes dienen kann. Auch kann, wie dargestellt, endseitig ein radialer Dichtabschnitt 108a ausgebildet sein.
Was vorstehend für den Steckerschaft ausgeführt wurde, gilt dabei generell für alle vorstehend oder nachstehend beschriebenen Anschluss- bzw. Verbindungsabschnitte 100, 101, 200, 300 – nämlich, dass diese eine Außenkontur mit jeweils vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt aufweisen und somit – abgesehen von eventuell darin vorhandenen Nuten – als gerade Zylinder ausgebildet sein sollten.
Das Kernteil 10 kann mit Vorteil zur schnelleren Abkühlung der spritzgegossenen Masse mit Mitteln zur Kühlung versehen sein. So kann es sich beispielsweise bei einem in 4 durch Strichlinien im Kernteil 10 dargestellten und mit dem Bezugszeichen 10a bezeichneten Mittel zur Kühlung um einen inneren Kanal für Wasser oder ein anderes Kühlmittel handeln, oder um eine Kupferseele, wobei diese Mittel durch ihre hohe Wärmekapazität und -leitfähigkeit bzw. auch Konvektion vorzüglich zur Wärmeableitung geeignet sind.
Bei der in 5 gezeigten – hinsichtlich der realen geometrischen Verhältnisse, beispielsweise des Verbinderwinkels α von 90°, der gleichzeitig dem Schwenkwinkel des gekrümmten Kernteils 10 entspricht, im Sinne einer Prinzipdarstellung nur schematisiert dargestellten – fünften Ausführung eines erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 handelt es sich ebenfalls um einen Winkelstecker. Der in 5 (und auch 6) angegebene Komplementärwinkel β ergänzt dabei den Verbinderwinkel α zu 180°. Der Winkelstecker weist ebenfalls einen wie unmittelbar vorstehend beschrieben ausgebildeten Anschlussabschnitt 101 auf und ist als Bestandteil einer Fluid-Steckverbindung ausgebildet. Der solchermaßen ausgebildete Anschlussabschnitt 101 befindet sich jedoch bei dieser Ausführung nicht wie gemäß 4 im oberen Bereich der Zeichnung, sondern im unteren Bereich.
Der Steckerschaft 107 ist wiederum über Haltemittel lösbar arretierbar in ein nicht dargestelltes beliebiges Anschluss- oder Aggregateteil einsteckbar und weist hierzu die umfangsgemäße als Ringnut ausgebildete Ausnehmung 108 auf. In axialem Anschluss daran ist eine weitere Ringnut 109 für eine nicht dargestellte Mediendichtung sowie vorzugsweise noch eine dritte zusätzliche Ringnut 110 für eine ebenfalls nicht dargestellte Schmutzdichtung vorgesehen.
Die Ringnuten 109, 110 für die Dichtungen können in einem Zwei-Komponenten-Spritzguss-Verfahren mit einem elastomeren Werkstoff gefüllt werden. Ein grundlegender Unterschied zwischen der Verarbeitung von Elastomeren und Thermoplasten auf Spritzgießmaschinen besteht dabei jedoch in der Temperaturverteilung in der Maschine. Bei Thermoplasten ist die Schnecke relativ heiß, um das thermoplastische Material zu schmelzen. Das Werkzeug hingegen ist relativ kalt, um das gerade entstandene Formteil abzukühlen. Bei Elastomeren ist die Schnecke vergleichsweise kalt, das Werkzeug jedoch heißer (etwa 130 bis 250°C), um die Vulkanisation zu ermöglichen. Vor dem Werkzeug können dabei insbesondere sogenannte Kaltkanalsysteme eingesetzt werden, deren Düsen und Verteiler auf 60 bis 120°C temperiert werden, um zu vermeiden, dass sich die plastische Formmasse bereits vorzeitig verfestigt. Der Vorteil des Einsatzes derartiger Systeme besteht vor allem darin, dass bei der Entnahme des Gießteils aus der Form keine sogenannte Angussspinne, d. h. in den Angusskanälen erstarrte Masseteile, entfernt werden müssen.
Durch das Vorhandensein der Nuten 108, 109, 110 erhält der Steckerschaft 107 eine längere Baugröße als bei der Ausführung gemäß 3. Um dem Steckerschaft 107 dennoch – trotz dieser Länge – eine für ein normgerechtes axiales Einstecken geeignete geradlinige Form zu verleihen, ist wie bei der Ausführung gemäß 4 – dort jedoch am Dornelement 102 – im Steckerschaft 107 ein gerader Kanalansatz 104 vorgesehen, der sich durchmessergleich unmittelbar an den Endabschnitt 4 des Innenkanals 3 anschließt und mittels eines – wie unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen – zweiten Kernteils 105 herstellbar ist.
Ein weiteres Spezifikum der fünften Ausführung der Erfindung besteht in der Art und Weise, wie an das gewinkelte Anschlusselement 1 die Anbindung eines Rohres 12 erfolgt. Die Medienleitung ist in diesem Fall weder eingespritzt, noch wird sie aufgedornt, sondern zur Verbindung mit dem nicht dargestellten Rohr 12 ist ein insbesondere hohlzylindrischer, einstückig mit dem Spritzformteil 2 ausgebildeter Verbindungsabschnitt 200 vorgesehen, welcher eine Länge L₁ aufweist.
Ein Innenraum des Verbindungsabschnitts 200 ist durch das mit dem Bezugszeichen 201 bezeichnete Kanalstück 201 gebildet. Das Kanalstück 201 schließt sich unmittelbar an den Innenkanal 3 an. Es ist im Wesentlichen konzentrisch zumindest zum Mündungsbereich des Innenkanals 3 angeordnet, weist aber einen gegenüber dem Durchmesser d des Innenkanals 3 vergrößerten Durchmesser d_A auf, der etwa dem Außendurchmesser eines zu verbindenden (in dieser Figur nicht dargestellten) Rohres 12 entspricht. Auch der Innenraum 13 des Rohres 12 kann einen größeren Durchmesser d_Z aufweisen als der Durchmesser d des Grundkörpers 18 des Kernteils 10, sollte aber vorzugsweise etwa gleich groß sein.
Das Rohr 12 kann in das Kanalstück 201 – vorzugsweise mit Presspassung – eingesteckt werden, wobei daran anschließend eine hoch mediendichte bzw. leckagefreie Verbindung mit Vorteil beispielsweise unter Einsatz eines Laserverschweißens als stoffschlüssigem Fügevorgang realisiert werden kann. Durch eine solche Einbettung des Rohres 12 in das Spritzformteil 2 ist das kreisbogenförmig gekrümmte Kanalstück 4-7-5 nicht – auch nicht teilweise – durch den Innenraum 13 des Rohres 12 gebildet, sondern der Innenraum 13 des Rohres 12 setzt im Innenkanal 3 den Verlauf des Kanalstücks 4-7-5 kontinuierlich fort, wie dies im Übrigen auch bei einem Aufdornen gemäß der Ausführung in 4 der Fall ist.
Bei der zum Herstellen der fünften Ausführung des erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 einsetzbaren erfindungsgemäßen Spritzform-Vorrichtung umfasst die Formkern-Anordnung zunächst zum Bilden des Innenkanals 3 des Anschlusselementes 1 als erstes Kernteil das bereits beschriebene kreisbogenförmig gekrümmte Kernteil 10, des Weiteren das zum Bilden des geraden Kanalansatzes 104 gerade ausgebildete Kernteil 105 und schließlich darüber hinaus noch ein drittes Kernteil 203 zur Ausbildung des Kanalstücks 201. Bei dem dritten Kernteil 203 handelt es sich zunächst ebenfalls um ein weiteres einstückiges und geradliniges Kernteil, das wie die bekannten Formkerne die Gestalt eines zylindrisch ausgebildeten Längsschiebers aufweist und nach dem Spritzprozess zum Entformen axial in Richtung des in 5 mit dem Bezugszeichen 204 bezeichneten Pfeiles aus dem Kanalstück 201 gezogen wird.
Damit einerseits während des Spritzvorgangs die im Wesentlichen konzentrische Relativlage von zumindest dem Mündungsbereich des Innenkanals 3 und dem Kanalstück 201 erzielt, andererseits jedoch auch dem Entformungsvorgang des gekrümmte Kernteil 10 Rechnung getragen werden kann, welches zum Entformen um den Mittelpunkt M seines Krömmungskreises verschwenkt wird, ist das dritte Kernteil 203 durchbrochen ausgeführt. Die Durchbrechung 205 ist dabei an die Form des gekrümmten Kernteils 10 und dessen Schwenkbahn bei der Entformung angepasst. Dadurch kann nach der Herstellung des Spritzformteils 2 zunächst das gekrümmte Kernteil 10 um den Mittelpunkt M seines Krömmungskreises verschwenkt werden, wobei es durch die Durchbrechung 205 aus dem Innenkanal 3 heraus und dann auch vollständig aus der Durchbrechung 205 heraus geführt wird. Anschließend wird das dritte Kernteil 203 – wie beschrieben – entformt. Eventuell kann es technisch auch notwendig werden, das Kernteil 10 zunächst nicht ganz, sondern nur teilweise aus der Durchbrechung 205 heraus zu fahren und dann das gekrümmte Kernteil 10 und das dritte Kernteil 203 gemeinsam zu entformen.
Die in 6 dargestellte sechste Ausführung eines erfindungsgemäßen gewinkelten Anschlusselementes 1 ist vom Grundaufbau her identisch mit der fünften Ausführung der Erfindung. Das Anschlusselement 1 weist sowohl einen gleichartig ausgebildeten Steckerschaft 107, als auch einen Verbindungsabschnitt 200 für ein Rohr 12 mit einem Kanalstück 201 auf. Allerdings ist die Länge L₂ des Verbindungsabschnitts 200 größer als die Länge L₁ des Verbindungsabschnitts 200 der fünften Ausführung, so dass eine Entformung, insbesondere eine Entformung des gekrümmten Kernteils 10, wie sie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, nicht möglich ist.
Das Spritzformteil 2 wird daher bei dieser Ausführung in einem zweistufigen Spritzvorgang hergestellt, wobei in der ersten Stufe zunächst ein Grundkörper 2a gefertigt und dann in der zweiten Stufe der Verbindungsabschnitt 200 als Anspritzkörper 2b hinzugefügt wird. Hierzu ist mit Vorteil ein sogenannter Zwei-Komponenten-Spritzguss einsetzbar. Bei einem solchen Verfahren wird nach einem Erstarren einer ersten, in eine Kavität eines Formwerkzeugs gespritzten Komponente die Kavität im Werkzeug vergrößert und dann durch eine zweite Spritzdüse eine zweite Komponente angespritzt. Die Vergrößerung des Formraums kann dabei wie im vorliegenden Fall durch ein Entfernen des Formkerns 10 (sogenannte Core-Back Technik) oder auch durch einen Wechsel der Kavität mittels eines Drehwerkzeuges oder Drehtisches bewirkt werden. Es ist somit auf technologisch einfache Weise – nämlich unter Verwendung von nur einer Spritzgussmaschine – eine Möglichkeit geschaffen, die Eigenschaften des Verbindungsabschnitts 200 des erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 in optimaler Weise einzustellen.
Auch hier umfasst in der erfindungsgemäßen Spritzform-Vorrichtung die Formkern-Anordnung drei Kernteile 10, 105, 203. Wie bei der fünften Ausführung handelt es sich dabei um das gekrümmte Kernteil 10, das gerade ausgebildete Kernteil 105 zum Bilden des geraden Kanalansatzes 104 und um das ebenfalls gerade ausgebildete dritte Kernteil 203 zur Ausbildung des Kanalstücks 201.
Bei dem dritten Kernteil 203 handelt es sich wiederum um ein einstückiges und geradliniges Kernteil, das die Gestalt eines zylindrisch ausgebildeten Längsschiebers aufweist, das während des zweiten Spritzgießvorgangs das gekrümmte Kanalstück 4-7-5 abdichtet und das nach dem Spritzprozess zum Entformen axial (in Richtung des Pfeiles 204) aus dem Kanalstück 201 gezogen wird. Aufgrund der zweistufigen Führung des Spritzvorganges, worin das gekrümmte Kernteil 10 und das dritte Kernteil 203 nicht gleichzeitig, sondern in aufeinanderfolgenden Stufen zur Anwendung kommen, braucht das dritte Kernteil 203 bei dieser Ausführung keine Durchbrechung 205 aufzuweisen.
Auch bei dieser Ausführung kann das Rohr 12 axial und in radialer Richtung formschlüssig in das Kanalstück 201 – vorzugsweise mit Presspassung – eingesteckt werden, wobei zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung, z. B. durch Lasern, hergestellt werden kann. In diesem Fall kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt 200 aus einem lasertransparenten Material besteht. Der Einsatz der Zwei-Komponenten-Technik beim Spritzgießen erfüllt somit eine Doppelfunktion, nämlich einerseits die anfängliche Gewährleistung eines Freiraums zum Entformen des gekrümmten Kernteils 10 und andererseits die Bereitstellung eines zum Aufbau einer stoffschlüssigen Verbindung geeigneten Materials im Bereich des Verbindungsabschnitts 200.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So ist es, z. B. insbesondere bei Verwendung metallischer Werkstoffe, möglich, Rohrverbindungen auf andere Art und Weise zu realisieren als dargestellt.
In jedem Fall ist erfindungsgemäß jedoch das mit dem gekrümmten Kernteil 10 erzeugte Kanalstück 4-7-5 des Innenkanals 3 vorhanden, bei dem mindestens einer der Endabschnitte 4, 5, vorzugsweise, wie dargestellt, beide Endabschnitte 4, 5 zusammen mit dem dazwischen liegenden Übergangsabschnitt 7 kreisbogenförmig gekrümmt ist. Durch diese Krümmung ist im Unterschied zum bekannten Stand der Technik in dem Rohrstück 4-7-5 erfindungsgemäß nicht mehr zu unterscheiden, wo die einzelnen Abschnitte 4, 7, 5 ineinander übergehen. Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, können sich an das gekrümmte Kanalstück 4-7-5 im Innenkanal 3 des Spritz formteils 2 dann optional ein- oder beidseitig weitere Kanalstücke anschließen, wie beispielsweise der gleichartig wie das Rohrstück 4-7-5 gekrümmte Endbereich 15, in dem gemäß der ersten Ausführung das Rohr 12 beim Spritzprozess ebenfalls durch das gekrümmte Kernteil 10 von innen gestützt wird, oder auch der gerade Kanalansatz 104 bzw. das gerade ausgebildete Kanalstück 201, die beim Spritzgießen mittels der zusätzlichen geraden Kernteile 105 bzw. 203 erzeugt werden.
Wenn das erfindungsgemäße Anschlusselement 1 als reiner Winkelverbinder von Rohrstücken eingesetzt werden soll, ist es bedarfsweise auch möglich, die unter Bezugnahme auf 1, 2, 4, 5 und 6 beschriebenen Verbindungen des Spritzformteils mit dem Rohr 12 unterschiedlich zu kombinieren, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
So könnte beispielsweise bei einer ähnlichen, wie der in 6 dargestellten Ausführung in Abweichung von der fünften Ausführung vorgesehen sein, dass statt der Rohraufnahme zur stoffschlüssigen Verbindung (6) eine Aufdornkontur 300 vorgesehen ist, wie dies die siebente Ausführung in 7 zeigt.
Auch die in 7 dargestellte Ausführung eines erfindungsgemäßen gewinkelten Anschlusselementes 1 ist somit vom Grundaufbau her ähnlich wie die fünfte und sechste Ausführung der Erfindung. Das Anschlusselement 1 weist einen gleichartig ausgebildeten Steckerschaft 107 auf; jedoch ist als Verbindungsabschnitt 300 eine Aufdornkontur mit einem Kanalstück 301 vorgesehen. Es handelt sich um ein Dornelement, das als sogenannter Einschlagdorn, zum Aufstecken einer Medienleitung ausgebildet ist. Das Dornelement weist außenseitig ein zur Verbindung geeignetes Dornprofil mit mehreren Zahnkanten 302 auf.
Auch hier ist die Länge L₃ des Verbindungsabschnitts 300 größer als die Länge L₁ des Verbindungsabschnitts 200 der fünften Ausführung, so dass eine Entformung, insbesondere eine Entformung des gekrümmten Kernteils 10, wie sie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, nicht möglich ist. Das Spritzformteil 2 wird daher wie bei der sechsten Ausführung in einem zweistufigen Spritzvorgang hergestellt, wobei in der ersten Stufe zunächst ein Grundkörper 2a gefertigt und dann in der zweiten Stufe der Verbindungsabschnitt 300 als Anspritzkörper 2b hinzugefügt wird. Hierzu ist wiederum mit Vorteil ein Zwei-Komponenten-Spritzguss-Verfahren einsetzbar. Im Gegensatz zur sechsten Ausführung der Erfindung erfüllt der Einsatz der Zwei-Komponenten-Technik jedoch hier keine Doppelfunktion, sondern nur die Funktion der anfänglichen Gewährleistung eines Freiraums zum Entformen des gekrümmten Kernteils 10. So können insbesondere die in der ersten und zweiten Stufe des Spritzvorgangs verwendeten Werkstoffe identisch sein.
Wie bei der sechsten Ausführung umfasst in der erfindungsgemäßen Spritzform-Vorrichtung die Formkern-Anordnung drei Kernteile 10, 105, 303 – das gekrümmte Kernteil 10, das gerade ausgebildete Kernteil 105 zum Bilden des geraden Kanalansatzes 104 und das ebenfalls gerade ausgebildete dritte Kernteil 303 zur Ausbildung des Kanalstücks 301, das in Richtung des mit dem Bezugszeichen 304 bezeichneten Pfeiles entfernt wird.
Es sind folglich die verschiedensten Kombinationen der Ausbildung der Enden eines erfindungsgemäßen Anschlusselementes 1 möglich: Wie in 6 – Einschweißzylinder/Steckkontur, wie in 7 – Dornprofil/Steckkontur sowie des Weiteren (nicht dargestellt) – Einschweißzylinder/Einschweißzylinder, Dornprofil/Dornprofil oder auch beliebige Befestigungskonturen in Kombination mit den genannten oder untereinander, wobei sich diese am einen oder anderen Ende des Anschlusselementes 1 befinden können.
Zu den technischen Maßnahmen, die der Fachmann verändern kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, gehört auch, dass eine konische Form, wie diese für das gekrümmte Kernteil 10 beschrieben wurde, für das bzw. die geradlinig ausgeführte(n) Kernteil(e) 105, 203 vorgesehen sein kann. Des Weiteren kann in das erfindungsgemäße Anschlusselement 1, insbesondere in den Übergangsbereich 7 des Grundkörpers 2a, ein zusätzliches Teil eingebettet oder daran befestigt werden, das dem Schutz vor ultravioletter Strahlung dient.
Bei der durch 8 veranschaulichten Ausführung der Erfindung weist das erfindungsgemäße Anschlusselement 1 einendig – im oberen Teil der Zeichnung dargestellt – in einem Endabschnitt 5 des Innenkanals 3 einen Anschlussabschnitt 100 auf, wie dieser für die in 4 gezeigte vierte Ausführung im unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist. Anderendig weist das Anschlusselement 1 – im unteren Teil der Zeichnung dargestellt – im anderen Endabschnitt 4 des Innenkanals 3 einen Anschlussabschnitt 101 auf, wie dieser für die in 5, 6 und 7 gezeigten Ausführungen im unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist. Hinsichtlich der entsprechenden Einzelheiten der Ausbildung dieser Abschnitte 100, 101 wird entsprechend auf die genannten Figuren verwiesen. Im Gegensatz zu den Ausführungen in 4 bis 7 sind jedoch diese Anschlussabschnitte 100, 101 nicht einstückig mit dem Spritzformteil 2 ausgeführt, sondern die Anschlussabschnitte 100, 101 sind nach der Art der in 1 und 2 dargestellten Rohre 12 mit dem Spritzformteil 2 verbunden. Hierzu ist an den Anschlussabschnitten 100, 101 jeweils ein Rohransatz vorgesehen, der in 8 mit dem Bezugszeichen 112 und dessen Innenraum mit dem Bezugszeichen 113 bezeichnet ist.
Die Verbindung zwischen den Anschlussabschnitten 100, 101 und dem Spritzformteil 2 kann dabei einerseits stoffschlüssig dichtend, beispielsweise durch ein Umspritzen des Rohransatzes 112 bei der Herstellung des Spritzformteils 2 realisiert werden, wobei auch ein Mehrkomponentenspritzguss zur Anwendung kommen kann. Des Weiteren kann eine solche Verbindung durch ein Einkleben in den Innenkanal 3 des Anschlusselementes 1 oder bevorzugt auch durch eine Laserverschweißung mit dem Grundkörper 2a des Spritzformteils 2 erfolgen. Die Rohransätze 112 müssen dann aus einem Laserstrahlung absorbierenden Material und der Grundkörper 2a des Spritzformteils 2 aus einem lasertransparenten Material gefertigt sein. Die Endabschnitte 4, 5 des Innenkanals 3 können auf die Art und Weise hergestellt werden, wie dies für das Kanalstück 201 bei der fünften Ausführung der Erfindung beschrieben ist.
Des Weiteren kann die Verbindung zwischen den Anschlussabschnitten 100, 101 und dem Spritzformteil 2 – wie dargestellt – zusätzlich formschlüssig bzw. kraftformschlüssig erfolgen. So kann der Rohransatz 112 jeweils in die im Durchmesser aufgeweiteten Endabschnitte 4, 5 des Innenkanal 3 – vorzugsweise mit Presspassung – eingesteckt werden. Zur besseren Fixierung am Spritzformteil 2 können die Anschlussabschnitte 100, 101 auch jeweils neben dem Rohransatz 112 einen Ringkragen 114 aufweisen, der an der Stirnfläche 2c des Spritzformteils 2 anschlägt und mit dieser auch stoffschlüssig verbunden werden kann. In der zeichnerischen Darstellung sind die Rohransätze 112 – ähnlich wie das Endstück des Rohres in 1 und 2 – gekrümmt, sie könnten aber auch gerade ausgeführt und derart in einem Verbindungsabschnitt befestigt sein, wie dies bei der fünften und sechsten Ausführung der Erfindung beschrieben ist.
Bei dieser achten Ausführung der Erfindung wird der Übergangsabschnitt 7 des Innenkanals 3 durch die freien Enden der Rohransätze 112 markiert, wofür der vom Mittelpunkt der M der Krümmung des Innenkanals 3 ausgehend eingezeichnete Winkel μ charakteristisch ist, der bevorzugt im Bereich zwischen 0° und 70° liegen kann.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 16 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

1: Anschlusselement
2: Spritzformteil
2a: Grundkörper von 2
2b: Anspritzkörper von 2
2c: Stirnfläche von 2 auf der Seite von 12
3: Innenkanal
4, 5: Endabschnitte von 3
4-7-5: (gekrümmtes) Kanalstück von 3
6: (gekrümmte) Längsachse von 3 bzw. 4-7-5
6a: Steckachse von 1
7: Übergangsabschnitt von 3
8: Außenwinkelbereich von 7
9: Innenwinkelbereich von 7
10: (gekrümmtes) Kernteil
11: Entformungsrichtung von 10 aus 1
12: Rohr
13: Innenraum von 12
14: Kabeldurchführung in 2
15: Endbereich von 12
16: an 15 angrenzender Bereich von 12
17: Zapfenabschnitt von 10
18: Grundkörper von 10
100, 101: Anschlussabschnitte von 1
102: Dornelement als 100
103: Zahnkante von 102
104: Kanalansatz an 3 in 102
105: (gerades) Kernteil für 104
106: Entformungsrichtung von 105 aus 104
107: Steckerschaft als 101
108, 109, 110: Ausnehmungen/Nuten in 107
108a: Dichtabschnitt von 107
112: Rohransatz an 100, 101
113: Innenraum von 112
114: Ringkragen neben 112
200: Verbindungsabschnitt von 1 (5, 6)
201: Kanalstück von 200
203: (gerades) Kernteil für 201
204: Entformungsrichtung von 203 aus 201
205: Durchbrechung in 203 für 10
300: Verbindungsabschnitt von 1 (7)
301: Kanalstück von 300
302: Zahnkanten von 300
303: (gerades) Kernteil für 301
304: Entformungsrichtung von 303 aus 301
d: Durchmesser von 10/4-7-5
d_A: Durchmesser von 201
d_Z: Innendurchmesser von 12
L₁: Länge von 200 (5)
L₂: Länge von 200 (6)
M: Mittelpunkt der Krümmung von 10/4-7-5
R: Radius der Krümmung von 10/4-7-5
S: Berührungspunkt von 6 und 6a
α: Verbinderwinkel
β: Komplementärwinkel zu α
μ: Winkelbereich von 7

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2005/0140060 A1 [0006]

Claims

Gewinkeltes Anschlusselement (1) für Medienleitungen, bestehend aus einem Spritzformteil (2) mit einem Innenkanal (3), dessen Endabschnitte (4, 5) bezüglich ihrer Längsachse (6) in einem Verbinderwinkel (α) zwischen 0° und 180° zueinander ausgerichtet sind, wobei der Innenkanal (3) zumindest in einem Übergangsabschnitt (7) zwischen den Endabschnitten (4, 5) – im Längsschnitt des Innenkanals (3) gesehen – sowohl in einem Außenwinkelbereich (8), als auch in einem Innenwinkelbereich (9) jeweils eine verrundete Innenkontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Endabschnitte (4, 5) zusammen mit dem Übergangsabschnitt (7) ein kreisbogenförmig gekrümmtes Kanalstück (4-7-5) bildet.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endabschnitte (4, 5) zusammen mit dem Übergangsabschnitt (7) ein kreisbogenförmig gekrümmtes Kanalstück (4-7-5) bilden.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kreisbogenförmig gekrümmte Kanalstück (4-7-5) über seinen Verlauf hinweg in Medien-Strömungsrichtung ohne sprunghafte Querschnittseinengungen ausgebildet ist und vorzugsweise einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweist.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzformteil (2) einstückig ausgebildet ist.
Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzformteil (2), vorzugsweise stoffschlüssig, mit einem Rohr (12) oder einem Rohransatz (112) eines Anschlussabschnittes (100, 101) verbunden ist, wobei das kreisbogenförmig gekrümmte Kanalstück (4-7-5) teilweise durch den Innenraum (13, 113) des Rohres (12) oder Rohransatzes (112) gebildet ist oder der Innenraum (13, 113) des Rohres (12) oder Rohransatzes (112) den Verlauf des Kanalstücks (4-7-5) kontinuierlich fortsetzt.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzformteil (2) mit dem Rohr (12) oder Rohransatz (112) durch Umspritzen verbunden ist.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (12) von einem oder mehreren, durch das Spritzformteil (2) hindurch nach außen geführten Kabel(n) (14) umgeben ist.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzformteil (2) mit einem/dem Rohr (12) durch Aufdornen verbunden ist.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzformteil (2) mit einem/dem Rohr (12) oder Rohransatz (112) durch Einstecken in ein Kanalstück (201) eines am Spritzformteil (2) befindlichen, insbesondere hohlzylindrischen Verbindungsabschnitts (200) oder in einen im Durchmesser aufgeweiteten Endabschnitt (4, 5) des Kanals (3) und nachfolgendem stoffschlüssigem Fügen, vorzugsweise unter Einsatz eines Lasers, verbunden ist.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalstück (201) am Spritzformteil (2) in einem eigenen Spritzvorgang angeformt ist.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Winkelverbinder.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Winkelstecker.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinderwinkel (α) im Bereich von 30° bis 120° liegt und insbesondere 90° beträgt.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Übergangsbereich (7) über einen Winkel (μ) im Bereich zwischen 0° und 70° erstreckt.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Übergangsbereich (7) ein zusätzliches Teil eingebettet oder daran befestigt ist, das dem Schutz vor ultravioletter Strahlung dient.
Vorrichtung zum Herstellen eines Anschlusselementes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einem Spritzformwerkzeug, welches eine Formkern-Anordnung (10, 105, 203) zum Bilden eines Innenkanals (3) des Anschlusselementes (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkern-Anordnung (10, 105, 203) ein kreisbogenförmig gekrümmtes, vorzugsweise einstückiges Kernteil (10) aufweist, das zum Entformen von dem gespritzten Anschlusselement (1) in einer Entformungsrichtung um (11) den Mittelpunkt (M) eines die Krümmung des Kernteils (10) beschreibenden Kreises verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrümmte Kernteil (10) an seinem freien Ende einen Zapfenabschnitt (17) aufweist, der einen geringeren Durchmesser (dz) aufweist als ein Durchmesser (d) eines Grundkörpers (18) des Kernteils (10).
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkern-Anordnung (10, 105, 203) ein geradlinig ausgebildetes einstückiges Kernteil (105, 203) aufweist, das zum Entformen in einer axialen Entformungsrichtung (106, 204) aus dem Anschlusselement (1) gezogen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrümmte Kernteil (10) und das geradlinig ausgebildete Kernteil (105) stirnseitig kongruente Querschnitte aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkern-Anordnung (10, 105, 203) zwei geradlinig ausgebildete einstückige Kernteile (105, 203) aufweist, die zum Entformen jeweils in einer axialen Entformungsrichtung (106, 204) aus dem Anschlusselement (1) gezogen werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein geradlinig ausgebildetes Kernteil (203) stirnseitig einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der stirnseitige Querschnitt des gekrümmten Kernteils (10).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das/ein geradlinig ausgebildetes) Kernteil (105, 203) der Formkern-Anordnung (10, 105, 203) eine Durchbrechung (205) aufweist, die an die Form des gekrümmten Kernteils (10) und dessen Bahn bei der Entformung angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kernteil(e) (10, 105, 203) in Richtung auf sein/ihr freies Ende hin konisch zulaufend ausgeführt ist/sind.