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Die
Erfindung betrifft eine Medienleitung, umfassend zumindest einen
Rohrabschnitt mit zumindest einem daran angeordneten Koppelelement und
ein Verfahren zur Herstellung einer Medienleitung, umfassend zumindest
einen Rohrabschnitt mit zumindest einem daran angeordneten Koppelelement.
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Aus
dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass bei Medienleitungen,
die Rohrabschnitte und daran angeordnete Koppelelemente umfassen,
die Rohrabschnitte mittels verschiedener Verbindungstechniken mit
den Koppelelementen verbunden sind. Die Medienleitungen sind beispielsweise
Bestandteile von Rohrleitungssystemen für vielfaltige Anwendungen,
wie im Maschinenbau, insbesondere im Fahrzeugbau, in welchem die
Medienleitungen in Gas- und Flüssigkeitsleitungssystemen,
wie z. B. Wasser-, Öl-,
Kühlmittel-
oder Klimaleitungssystemen, angewendet werden. Zur Verbindung der
Medienleitung mit weiteren Bauteilen sind die Koppelelemente insbesondere
als Anschluss- und/oder
Verbindungselemente vorgesehen, bei denen es sich beispielsweise
um Flansche, Stecker, Schraubelemente oder weitere Elemente handeln
kann. Dabei sind die Anschluss- und/oder Verbindungselemente mittels
verschiedener Verbindungstechniken, wie Schweißen, Löten, Verschrauben, Verstemmen und/oder
Kleben mit den Rohrabschnitten der Medienleitung verbunden.
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Nachteilig
ist jedoch, dass an Fügestellen zwischen
den Rohrabschnitten und den Koppelelementen Undichtigkeiten auftreten
können
und die Fügestellen
häufig
eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen, so dass ein Verbleib
zu transportierender Medien, beispielsweise von Gasen oder Flüssigkeiten,
in der Medienleitung nicht sichergestellt ist und ein inhomogenes
Bauteil gebildet wird. Weiterhin erfordert die Befestigung der Anschlusselemente
und der Befestigungselemente an dem Rohrabschnitt nach dem Stand
der Technik zeit-, kosten- und materialaufwändige Arbeitsschritte, wobei
in besonders nachteiliger Weise eine aufwändige Dichtigkeitsprüfung jeder
Medienleitung erforderlich ist, was insbesondere bei einer Massenfertigung
derartiger Bauteile besonders zeit- und somit kostenintensiv ist.
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Der
Erfindung liegt die daher die Aufgabe zu Grunde, eine Medienleitung
mit einem Rohrabschnitt und zumindest einem Koppelelement zu entwickeln, welche
sich durch einen einfachen Aufbau, eine hohe Stabilität und dauerhafte
Dichtigkeit auszeichnet sowie einfach und kostengünstig herstellbar
ist. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung einer derartigen Medienleitung anzugeben, welches
einen geringen Zeit-, Kosten- und
Materialaufwand ermöglicht.
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Hinsichtlich
der Medienleitung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 9
angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Medienleitung,
umfassend zumindest einen Rohrabschnitt mit zumindest einem daran
angeordneten Koppelelement, zeichnet sich dadurch aus, dass der
Rohrabschnitt und das Koppelelement ein gemeinsam während eines
Fließpressprozesses
gebildetes Fließpressteil sind.
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Dieses
Fließpressteil
zeichnet sich insbesondere durch seine Homogenität aus, woraus eine hohe Stabilität und eine
absolute Dichtigkeit der Medienleitung resultieren. Aufgrund der
erreichbaren und reproduzierbaren Dichtigkeit der Medienleitung kann
eine zusätzliche
Dichtigkeitsprüfung
dieser entfallen, wodurch der Herstellungsaufwand stark verringert
wird. Weiterhin sind in besonders vorteilhafter Weise keine zusätzlichen
Füge- oder
Verbindungsverfahren notwendig, um das Koppelelement mit dem Rohrabschnitt
zu verbinden, so dass neben einem Zeitvorteil bei der Herstellung
auch ein verringerter Materialeinsatz und daraus folgender Kostenvorteil
erzielbar sind.
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Bevorzugt
ist das Koppelelement ein Anschlusselement, ein Stützelement,
ein Verbindungselement und/oder ein Befestigungselement, so dass die
Medienleitung in einfacher Weise in ein Leitungssystem einbindbar
ist und gleichzeitig sicher befestigt ist.
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In
einer Weiterbildung der Medienleitung ist das Koppelelement ein
Flansch, ein Stecker und/oder ein Schraubelement, so dass die Kopplung mit
den weiteren Bauteilen, bei welchen es sich beispielsweise ebenfalls
um eine derartige Medienleitung handeln kann, in einfacher Weise
ausführbar
ist.
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Aufgrund
der gemeinsamen Herstellung der Medienleitung, d. h. des Rohrabschnittes
und des Koppelelementes, in dem Fließpressprozess sind verschiedenste,
auch sehr komplexe Formen und Anordnungen des Koppelelementes an
dem Rohrabschnitt erzeugbar, so dass das Koppelelement den Umfang
des Rohrabschnittes beispielsweise symmetrisch oder asymmetrisch
zumindest teilweise umgibt.
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Ferner
sind gemäß einer
Weiterbildung der Medienleitung mehrere Koppelelemente beidseitig an
den Enden des Rohrabschnittes angeordnet, woraus wiederum vielfältige Anordnungs-
und Befestigungsmöglichkeiten
resultieren.
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Der
Rohrabschnitt und das Koppelelement sind vorzugsweise aus dem gleichen
Material gebildet, wobei das Material Kunststoff oder Metall, insbesondere
Aluminium ist, da sich diese Materialien in besonderer Weise zur
Verarbeitung in einem Fließpressverfahren
eignen.
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In
einer Ausgestaltung der Medienleitung sind an dem Koppelelement
weitere Anschlusselemente, Verbindungselemente, Stützelemente und/oder
Befestigungselemente angeordnet.
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Dabei
sind der Rohrabschnitt und das Koppelelement mit den weiteren Anschlusselementen, Verbindungselementen,
Stützelementen
und/oder Befestigungselementen bevorzugt ein gemeinsam während des
Fließpressprozesses
gebildetes Fließpressteil,
wobei aus der erzielten Homogenität des Fließpressteiles auch eine hohe
Stabilität
der weiteren Anschlusselemente, Verbindungselemente, Stützelemente
und/oder Befestigungselemente erreicht wird.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung einer Medienleitung, umfassend zumindest
einen Rohrabschnitt mit zumindest einem daran angeordneten Koppelelement,
werden erfindungsgemäß der Rohrabschnitt
und das Koppelelement gemeinsam als ein in einem Fließpressprozess
erzeugtes Fließpressteil gebildet.
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Dieses
Verfahren ist in vorteilhafter Weise besonders Werkstoff- und zeitsparend
und ermöglicht
somit eine kostengünstige
Herstellung der Medienleitung. Die nach diesem Verfahren hergestellte Medienleitung
zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit, Dichtigkeit und eine besondere
Oberflächengüte aus.
Weitere Vorteile des Verfahrens liegen in geringen Werkzeugkosten,
hohen Werkzeugstandzeiten, einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit und
somit einer großen
möglichen
auszubringenden Stückzahl.
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Bevorzugt
wird dabei zumindest ein Rohrelement in einem Gesenk angeordnet,
wobei mittels zumindest eines Stempels unter Druckbeaufschlagung und
mittels zumindest eines Dorns der Rohrabschnitt und das Koppelelement
in dem Fließpressverfahren geformt
werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung werden während des Fließpressverfahrens
gleichzeitig mehrere Koppelelemente geformt, so dass keine weiteren
Arbeitsschritte zur Erzeugung der Koppelelemente erforderlich sind.
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Auch
ist es gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die
weiteren Anschlusselemente, Verbindungselemente, Stützelemente
und/oder Befestigungselemente während
des Fließpressprozesses
an oder in dem Koppelelement zu erzeugen.
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Zusätzlich werden
der Rohrabschnitt und/oder das Koppelelement in zumindest einem weiteren
Schritt weiter bearbeitet, so dass in einfacher Weise beispielsweise
mittels Schweiß-,
Löt-, Klebe-,
Fräs-,
Biege-, Bördel-,
Bohr- und/oder Drehverfahren
die weiteren Anschlusselemente, Verbindungselemente, Stützelemente
und/oder Befestigungselemente erzeugt oder weiter bearbeitet werden
können.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Darin
zeigen:
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1A schematisch
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Medienleitung mit einem als Flansch ausgebildeten Koppelelement,
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1B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 1A,
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2A schematisch
ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Medienleitung mit einem als Flansch ausgebildeten Koppelelement,
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2B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 2A,
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3A schematisch
eine Medienleitung mit einem Koppelelement und einer darin integrierten Abzweigleitung,
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3B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 3A,
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4A schematisch
eine Medienleitung mit einem als Außensechskant ausgebildeten
Koppelelement,
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4B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 4A,
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5A schematisch
eine Medienleitung mit einem als Außensechskant ausgebildeten
Koppelelement und zwei Außengewinden,
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5B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 5A,
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6A schematisch
eine Medienleitung mit zwei Rohrabschnitten und einem zwischen diesen angeordneten
Koppelelement, und
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6B schematisch
eine Schnittdarstellung der Medienleitung gemäß 6A.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die 1A und 1B zeigen
eine Medienleitung 1 mit einem Rohrabschnitt 1.1 und
einem als Flansch ausgebildeten Koppelelement 1.2 in verschiedenen
Ansichten.
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Das
Koppelelement 1.2 wird während eines Fließpressprozesses
gemeinsam mit dem Rohrabschnitt 1.1 als Fließpressteil
erzeugt, wobei dazu in nicht näher
dargestellter Weise ein Rohrelement in Gesenk eingelegt wird, welches
die zu bildende Form des Rohrabschnittes 1.1 und des Koppelelementes 1.2 aufweist.
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Das
Rohrelement ist dabei insbesondere als Ronde ausgebildet, kann in
weiteren Ausführungen jedoch
auch einen ovalen, rechteckigen, dreieckigen, vieleckigen sowie
weitere symmetrische und/oder unsymmetrische Querschnitte aufweisen.
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Anschließend werden
unter gezielter Druckbeaufschlagung des Rohrelementes mittels eines Prozessstempels
und eines speziellen Dorns der Rohrabschnitt 1.1 und das
Koppelelement 1.2 in dem Fließpressprozess erzeugt, so dass
das Koppelelement 1.2 den Umfang des Rohrabschnittes 1.1 asymmetrisch
umgibt, wobei somit der Rohrabschnitt 1.1 und das Koppelelement 1.2 aus
dem selben Material, beispielsweise Kunststoff oder Metall, wie
z. B. Aluminium, gebildet sind.
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Während des
Fließpressprozesses
wird somit die Medienleitung 1 als ein homogenes Fließpressteil
erzeugt, welches sich durch eine hohe Stabilität und Dichtigkeit auszeichnet.
Somit ist die dargestellte Medienleitung 1 insbesondere
auch für Hochdruckanwendungen
geeignet.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist in das Koppelelement 1.2 zusätzlich eine Bohrung B1 eingebracht,
welche als Befestigungselement zur Befestigung an einem weiteren
Bauteil dient. Diese Bohrung B1 ist als Durchgangsbohrung ausgebildet und
wird insbesondere nach der Erzeugung des Fließpressteiles in einem weiteren
Verfahrensschritt in das Koppelelement 1.2 eingebracht.
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Weiterhin
ist in den Rohrabschnitt 1.1 zusätzlich eine dessen Mantelfläche vollständig umlaufende
Vertiefung V1 eingebracht, welche insbesondere zur Aufnahme eines
nicht dargestellten Dichtungselementes dient.
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Bei
dem weiteren Bauteil handelt es sich beispielsweise um eine in 2A und 2B in
verschiedenen Ansichten dargestellte zweite Medienleitung 2,
wobei deren Rohrabschnitt 2.1 und deren Koppelelement 2.2 wiederum
in dem Fließpressprozess
hergestellt werden.
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Zur
Kopplung der Medienleitungen 1 und 2 miteinander
wird ein Abschnitt A1 des Rohrabschnittes 1.1 der ersten
Medienleitung 1, welcher sich oberhalb des Koppelelementes 1.2 befindet,
vorzugsweise in eine zu dem Abschnitt A1 korrespondierende Öffnung O1
der zweiten Medienleitung 2 geschoben, wobei der Innendurchmesser
des Rohrabschnittes 1.1 der ersten Medienleitung 1 und
der der Innendurchmesser eines Rohrabschnittes 2.1 der
zweiten Medienleitung 2 gleich sind, so dass ein möglichst geringer
Strömungswiderstand
in den Medienleitungen 1, 2 erzielbar ist.
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Um
die Dichtigkeit zwischen den Medienleitungen 1 und 2 sicherzustellen,
ist das nicht näher dargestellte
Dichtungselement, welches in der Vertiefung V1 der ersten Medienleitung 1 angeordnet
ist, derart ausgebildet, dass es über einen Außendurchmesser
des Rohrabschnittes 1.1 hinausragt und somit im gekoppelten
Zustand der Medienleitungen 1 und 2 gegen eine
Innenseite der Medienleitung 2 gepresst wird, so dass die
erste Medienleitung 1 gegen die zweite Medienleitung 2 abdichtet
ist.
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Zusätzlich ist
in das Koppelelement 2.2 der zweiten Medienleitung 2 eine
Bohrung B2 eingebracht, welche im gekoppelten Zustand der Medienleitungen 1 und 2 der
Bohrung B1 der ersten Medienleitung gegenüberliegend angeordnet ist.
Dabei weist die Bohrung B2 ein Innengewinde IG1 auf, so dass die
Koppelelemente 1.2 und 2.2 mittels einer Schraube
miteinander verbindbar sind.
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Sowohl
die Bohrung B2 als auch das Innengewinde IG1 werden vorzugsweise
wiederum in einer mechanischen Bearbeitung der Medienleitung 2 nach
dem Fließpressprozess
in das Koppelelement 2.2 eingebracht.
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Alternativ
können
die Bohrungen B1 und B2 der Medienleitungen 1, 2 auch
während
des Fließpressprozesses
gemeinsam mit den Koppelelementen 1.2, 2.2 erzeugt
werden.
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In
den 3A und 3B ist
eine Medienleitung 3 mit einem Rohrabschnitt 3.1 und
einem Koppelelement 3.2 dargestellt, wobei der Rohrabschnitt 3.1 und
das Koppelelement 3.2 wiederum gemäß dem in 1 beschriebenen
Fließpressverfahren
erzeugt werden. Das Koppelelement 3.2 ist dabei derart
ausgebildet, dass es symmetrisch den Umfang des Rohrabschnittes 3.1 umgibt.
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An
der Medienleitung 3 sind am oberen Ende zwei die Mantelfläche des
Rohrabschnittes 3.1 eingebrachte Vertiefungen V2, V3 angeordnet,
welche zur Aufnahme von Dichtungselementen, beispielsweise O-Ring-Dichtungen,
vorgesehen, so dass bei einer Kopplung der Medienleitung 3 mit
einer weiteren, nicht näher
dargestellten Medienleitung oder eines anderen Bauteiles eine dichte
Verbindung erzeugbar ist. Diese Vertiefungen V2, V3 werden vorzugsweise
in einer mechanischen Bearbeitung nach dem Fließpressverfahren in den Rohrabschnitt 3.2 eingebracht.
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Weiterhin
wird nach dem Fließpressprozess in
dem Koppelelement 3.2 eine Bohrung B3 erzeugt, so dass
in dem Koppelelement 3.2 ein Abzweig zu einem weiteren
Bauteil ausgebildet wird, über
welchen das zu transportierende Medium, d. h. ein Gas oder einer
Flüssigkeit,
aus dem Rohrabschnitt 3.1 in ein weiteres Bauteil, insbesondere
eine weitere nicht näher
dargestellte Medienleitung, ein Zapfhahn oder ein Überdruckventil
abzweigbar ist.
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Zur
Kopplung mit diesem weiteren Bauteil ist in die Bohrung B3 zusätzlich ein
Innengewinde IG2 eingebracht, welches zu einem Außengewinde
des Bauteils korrespondierend ausgebildet ist, so dass das Bauteil
in einfacher Weise mit der Medienleitung 3 koppelbar ist.
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Die 4A und 4B zeigen
schematisch eine Medienleitung 4 mit einem Rohrabschnitt 4.1 und
einem als Außensechskant
ausgebildeten Koppelelement 4.2, welche wiederum in dem
Fließpressverfahren
hergestellt sind. Der Außensechskant
ist dabei dazu vorgesehen, die Medienleitung 4 insbesondere mittels
eines handelsüblichen
Maulschlüssels
an einem anderen Bauteil zu befestigen.
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Zusätzlich wird
in einem auf das Fließpressverfahren
folgenden Arbeitsschritt, beispielsweise durch Bohren, Drehen oder
Fräsen,
in einem Abschnitt A2 zum einen die innere Mantelfläche des Rohrabschnittes 4.1 derart
bearbeitet, dass eine Öffnung
O2 entsteht. Diese Öffnung
O2 ist derart ausgebildet, dass ein weiteres Bauteil, insbesondere
inklusive eines Dichtelementes, zumindest teilweise in die Öffnung einführbar ist
und gegen dieses abgedichtet ist.
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Zum
anderen wird zusätzlich
ein Außengewinde
AG1, welches ebenfalls ein Koppelelement darstellt, in die äußere Mantelfläche im Abschnitt
A2 des Rohrabschnittes 4.1 eingebracht, um das andere Bauteil,
beispielsweise mittels einer Überwurfmutter, an
der Medienleitung 4 zu befestigen. Zur Erzeugung des Außengewindes
AG1 wird im Abschnitt A2 während
des Fließprozesses
der Durchmesser und die Wanddicke des Rohrabschnittes 4.1 erhöht, so dass das
Außengewinde
AG1 im darauf folgenden Arbeitsschritt mittels einer mechanischen
Bearbeitung in diesem Abschnitt A2 erzeugt werden kann.
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In
den 5A und 5B ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Medienleitung 5 mit einem Rohrabschnitt 5.1 und
einem als Außensechskant ausgebildeten
Koppelelement 5.2 dargestellt, wobei die Medienleitung
im oberen Abschnitt A2 gemäß der Medienleitung 4 in 4 ausgebildet ist.
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Die
Medienleitung 5 weist zusätzlichen in einem unteren Abschnitt
A3 ein Außengewinde
AG2 und eine Öffnung
O3 auf, welche in analoger Weise zu dem Außengewinde AG1 und der Öffnung O2
erzeugt werden. Auch das Außengewinde
AG2 stellt dabei wiederum ein Koppelelement dar.
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Zur
Erzeugung der Außengewinde
AG1 und AG2 wird ein Rohrelement in einem derart ausgebildeten Gesenk
angeordnet, dass während
des Fließpressprozesses
gleichzeitig in den Abschnitten A2 und A3 der Durchmesser und die
Wanddicke des Rohrabschnittes 5.1 erhöht werden, so dass die Außengewinde
AG1 und AG2 im darauf folgenden Arbeitsschritt mittels einer mechanischen
Bearbeitung in den Abschnitten A2 und A3 erzeugt werden können.
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Somit
ist die Medienleitung 5 beidseitig mit weiteren Bauteilen,
insbesondere anhand einer Überwurfmutter
oder anhand eines in das andere Bauteil eingebrachten Innengewindes,
koppelbar.
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Die 6A und 6B zeigen
eine Medienleitung 6 mit einem ersten Rohrabschnitt 6.1 und
einem über
ein Koppelelement 6.2 an diesen gekoppelten zweiten Rohrabschnitt 6.3.
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Zur
Herstellung dieser Medienleitung 6 werden zwei Rohrelemente
in ein Gesenk eingelegt und anhand einer gezielten Druckbeaufschlagung
des Rohrelementes mittels des Prozessstempels und des speziellen
Dorns der Rohrabschnitt 6.1, das Koppelelement 6.2 und
der Rohrabschnitt 6.3 in dem Fließpressprozess erzeugt.
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Der
zweite Rohrabschnitt 6.3 wird anschließend in einem Biegeverfahren
derart gebogen, dass der dargestellte 90°-Bogen entsteht. Alternativ
ist es ebenfalls möglich,
dass das Rohrelement bereits vor der Ausführung des Fließpressprozesses
die Biegung aufweist oder in die Biegung in dieses eingebracht wird.
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Die
Rohrabschnitte 6.1, 6.3 sind dabei nicht miteinander
verbunden, sondern sind lediglich an dem Koppelelement 6.2 befestigt
und durch dieses voneinander beabstandet.
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In
das Koppelelement 6.2 sind alternativ weitere Anschlusselemente,
Verbindungselemente, Stützelemente
und/oder Befestigungselemente einbringbar, um die Rohrabschnitte 6.1, 6.3 mittels
des Koppelelementes 6.2 untereinander oder mit anderen
Bauteilen zu verbinden und/oder an Bauteilen zu befestigen.
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- 1
- Medienleitung
- 1.1
- Rohrabschnitt
- 1.2
- Koppelelement
- 2
- Medienleitung
- 2.1
- Rohabschnitt
- 2.2
- Koppelelement
- 3
- Medienleitung
- 3.1
- Rohrabschnitt
- 3.2
- Koppelelement
- 4
- Medienleitung
- 4.1
- Rohrabschnitt
- 4.2
- Koppelelement
- 5
- Medienleitung
- 5.1
- Rohrabschnitt
- 5.2
- Koppelelement
- 6
- Medienleitung
- 6.1
- Rohrabschnitt
- 6.2
- Koppelelement
- 6.3
- Rohrabschnitt
- A1
bis A3
- Abschnitt
- AG1,
AG2
- Außengewinde
- B1
bis B3
- Bohrung
- IG1,
IG2
- Innengewinde
- O1
bis O3
- Öffnung
- V1
bis V3
- Vertiefung