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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine sowie auf ein Verbindungssystem für eine Entlüftungsleitung der Kurbelgehäuseentlüftung.
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Bereits seit vielen Jahren ist es gesetzlich vorgeschrieben, eine Entlüftung des Kurbelgehäuses von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen nicht ins Freie münden zu lassen, sondern mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zu verbinden, so daß in das Kurbelgehäuse eindringende Verbrennungsgase und mit diesen vermischtes Motoröl durch den Motor angesaugt und verbrannt werden können. Auf diese Weise kann eine Umweltverschmutzung durch austretende, ungereinigte Verbrennungsgase und austretendes Motoröl verhindert werden.
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Wie beispielsweise in der
DE 38 24 791 A1 beschrieben ist, weist eine Entlüftungsleitung für die Kurbelgehäuseentlüftung zumeist eine als Schlauch oder Rohr ausgeführte Leitung auf, die von einer Kurbelgehäuseentlüftungsstelle zum Ansaugtrakt, beispielsweise zum Drosselklappengehäuse, der Brennkraftmaschine führt. Wenn jedoch die Entlüftungsleitung nicht ordnungsgemäß angeschlossen ist oder beispielsweise während einer Reparatur oder Wartung der Brennkraftmaschine versehentlich nicht angeschlossen wird, entweichen Gase aus dem Kurbelgehäuse in die Umwelt, so daß eine Umweltverschmutzung auftritt. Angesichts immer schärferer Umweltauflagen muß eine solche Situation auf sichere Weise verhindert werden.
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Es wurde angedacht, Sensoren in die Entlüftungsleitung zu integrieren, um beispielsweise über einen Durchsatz- oder einen Druckverlauf einen fehlerhaften Zustand der Entlüftungsleitung zu detektieren und einen Fehlercode abzuspeichern und/oder eine Warnlampe zu aktivieren. Eine derartige Sicherheitsvorrichtung ist jedoch aufwendig und kostenintensiv. Darüber hinaus erteilt eine derartige Sicherheitsvorrichtung lediglich eine Information über den fehlerhaften Zustand, kann aber nicht verhindern, dass die Brennkraftmaschine trotz des Fehlers betrieben wird und dabei die Umwelt beeinträchtigt wird.
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CN 2 081 432 U beschreibt ein Verbindungssystem einer Kurbelgehäuseentlüftung mit einer Leitung und einer Muffe.
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US 7 810 848 B2 beschreibt eine Leitungverbindungsstruktur mit einem Leitungsmontageabschnitt, einem elastischen Verlagerungsabschnitt und einem Eingriffsabschnitt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung einer Kurbelgehäuseentlüftung, die auf sichere Weise eine Umweltverschmutzung durch eine nicht angeschlossene Entlüftungsleitung verhindern kann sowie in der Schaffung eines korrespondierenden Verbindungssystems für eine derartige Entlüftungsleitung.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine mit einer Entlüftungsleitung zur Verfügung gestellt, die das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbindet, wobei die Entlüftungsleitung folgendes aufweist:
zumindest einen Rohrstutzen zum Anbringen an einem aus dem Motorkörper oder dem Ansaugtrakt,
eine Fluidleitung, und
eine Muffe zum Verbinden der Fluidleitung mit dem Rohrstutzen, wobei die Muffe mit einem aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen in Eingriff bringbar ist, um die Muffe in Längsrichtung der Fluidleitung oder des Rohrstutzens zu fixieren,
wobei die Muffe an einem Innenumfang eine erste Nut aufweist, in die ein aufweitbarer Sicherungsring eingesetzt ist, und
wobei das andere aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen einen ersten Anschlag oder Anschlagring aufweist, mit dem der Sicherungsring in Eingriff bringbar ist, um die Muffe mit dem einen aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen an dem anderen aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen zu fixieren.
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Indem der Sicherungsring in die erste Nut im inneren Umfang der Muffe eingesetzt ist, wird der Sicherungsring beim Aufschieben der Muffe auf das andere aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen mit dem ersten Anschlag bzw. Anschlagring in Eingriff gebracht, um Fluidleitung und Rohrstutzen miteinander zu verbinden. Diese Verbindung kann jedoch nicht mehr gelöst werden, weil der Sicherungsring sich an dem Innenumfang der Muffe, das heißt, innerhalb der ersten Nut befindet und zum Lösen, das heißt, zum Gleiten über den Anschlag oder Anschlagring, aufgeweitet werden müßte.
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Ein Aufweiten des Sicherungsrings ist jedoch aufgrund der Tatsache, daß der Sicherungsring sich innerhalb der ersten Nut am Innenumfang der Muffe befindet, wegen dessen Unzugänglichkeit unmöglich. Deshalb wird eine Entlüftungsleitung mit einer unlösbaren Verbindung geschaffen, so daß ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit gelöster Entlüftungsleitung der Kurbelgehäuseentlüftung nicht stattfinden kann.
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Dabei kann die Fluidleitung einstückig mit einem Bauteil des Ansaugtrakts, wie beispielsweise eines Luftfiltergehäuses oder eines Ansaugrohrs, oder einstückig mit einem Bauteil des Motorkörpers, wie beispielsweise eines Ventildeckels, ausgebildet sein. Alternativ kann ein Rohrstutzen an dem Motorkörper und/oder dem Ansaugtrakt angebracht werden, der mit der Fluidleitung zu verbinden ist. Der Rohrstutzen kann dabei als ein separates Bauteil hergestellt oder einstückig mit beispielsweise dem Ventildeckel oder einem Luftfiltergehäuse oder einem Ansaugrohr ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist das andere aus der Fluidleitung und dem Rohrstutzen des weiteren mit einem Konus oder einer Schräge ausgebildet, der oder die in Aufsteckrichtung vor dem ersten Anschlag oder Anschlagring vorgesehen ist, um ein Aufweiten des Sicherungsrings beim Aufstecken der Muffe zu erleichtern. Des weiteren wird der Sicherungsring dadurch mittig zentriert.
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Weiter bevorzugt hat der Sicherungsring eine Einführphase oder einen Einführkonus, um das Aufstecken weiter zu erleichtern. Der Sicherungsring hat keine Mittel zum Greifen durch ein Werkzeug wie beispielsweise Bohrungen, in die eine Zange eingeführt werden könnte. Auf diese Weise ist es unmöglich, den Sicherungsring nach dem Aufstecken der Muffe aufzuweiten, um die Muffe wieder abzuziehen, indem der Sicherungsring soweit aufgeweitet wird, daß er über den ersten Anschlag oder Anschlagring leitet.
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Vorzugsweise weist der Sicherungsring ein einstückig angeformtes Passstück auf, das mit einer Aussparung der Muffe in Eingriff treten kann, um eine Verdrehsicherung des Sicherungsrings vorzusehen.
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Weiter bevorzugt ist der Sicherungsring an seinen beiden Enden am Außenumfang abgeschrägt oder mit einer Fase versehen, um das Greifen des Sicherungsrings durch ein Werkzeug weiter zu erschweren.
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Vorzugsweise weist eines aus dem Rohrstutzen und der Fluidleitung eine zweite Nut auf, in die zumindest eine Dichtung, vorzugsweise ein O-Ring, eingesetzt ist. Auf diese Weise wird eine hervorragonde Abdichtung der Entlüftungsleitung für die Kurbelgehäuseentlüftung geschaffen.
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Die Fluidleitung muß nicht mit einem Rohrstutzen verbunden, sondern kann auch mit einem anderen Gegenstück verbunden werden, wie beispielsweise einer weiteren Fluidleitung. Das Gegenstück kann aber auch ein an einem Ventildeckel oder einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehener Stutzen oder Anschluß sein.
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Weiter bevorzugt weist die Muffe zumindest eine elastisch verformbare Rastnase auf, die mit einem zweiten Anschlag oder Anschlagring des einen aus der Fluidleitung und dem Gegenstück bzw. dem Rohrstutzen in Eingriff bringbar ist. Diese elastisch verformbare Rastnase kann als ein elastisch verformbarer Ring ausgeführt sein oder als eine Vielzahl von ringförmig angeordneten elastisch verformbaren Rastnasen. Alternativ zur Verrastung der Muffe, kann die Muffe auch mit dem Rohrstutzen bzw. Gegenstück verschweißt sein.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Verbindungssystem für eine Fluidleitung geschaffen, insbesondere eine Entlüftungsleitung für eine Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, mit:
einer Fluidleitung und zumindest einem Gegenstück, mit dem die Fluidleitung zu verbinden ist,
einer Muffe zum Verbinden der Fluidleitung mit dem Gegenstück, wobei die Muffe mit einem aus der Fluidleitung und dem Gegenstück in Eingriff bringbar ist, um die Muffe in Längsrichtung der Fluidleitung oder des Gegenstücks zu fixieren,
wobei die Muffe an einem Innenumfang eine erste Nut aufweist, in die ein aufweitbarer Sicherungsring eingesetzt ist, und
wobei das andere aus der Fluidleitung und dem Gegenstück einen ersten Anschlag oder Anschlagring aufweist, mit dem der Sicherungsring in Eingriff bringbar ist, um die Muffe zusammen mit dem einen aus der Fluidleitung und dem Gegenstück mit dem anderen aus der Fluidleitung und dem Gegenstück zu verbinden.
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Eine derartige Fluidleitung wird vorzugsweise als Entlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftung verwendet, kann aber auch anderen Stellen im Kraftfahrzeug angewandt werden, bei denen eine Unlösbarkeit der Verbindung gewünscht ist.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung der Entlüftungsleitung mit an einen Rohrstutzen angeschlossener Fluidleitung.
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2 zeigt den Rohrstutzen mit der Muffe im nicht angeschlossenen Zustand.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Fluidleitung und des Rohrstutzens sowie der Muffe mit dem Sicherungsring und einer als O-Ring ausgeführten Dichtung.
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4 zeigt eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Sicherungsrings.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Sicherungsrings.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Sicherungsring zusätzlich eine Verdrehsicherung aufweist.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Obwohl in den Ausführungsbeispielen ein Rohrstutzen 10 mit der Fluidleitung 20 verbunden wird, sollte der Begriff Rohrstutzen 10 als ein Gegenstück verstanden werden, das auch eine weitere Fluidleitung sein kann oder ein Anschlußstutzen eines weiteren Bauteils, wie beispielsweise eine Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine. Darüber hinaus muss der Rohrstutzen 10 oder das Gegenstück nicht, wie in den Figuren dargestellt, eine 90° Biegung aufweisen, sondern kann eine beliebige andere Form oder Konfiguration aufweisen, wie beispielsweise eine gerade Ausgestaltung, eine 30° Biegung oder jede beliebige andere Biegung. Ferner kann das Gegenstück ein Verteilerstück sein, das mehrere Fluidanschlüsse aufweist.
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1 zeigt den verbundenen Zustand der Entlüftungsleitung, bei dem ein Rohrstutzen 10 mit einer Fluidleitung 20 über eine Muffe 30 verbunden ist. Die Muffe 30 wird vor dem Verbinden des Rohrstutzens 10 mit der Fluidleitung 20, wie in 2 dargestellt ist, auf ein vorderes Ende des Rohrstutzens 10 aufgeschoben, so daß eine Rastnase 34 in Form eines Rastrings oder in Form von ringförmig angeordneten mehreren Rastnasen 34 mit einem zweiten Anschlag oder Anschlagring 14 des Rohrstutzens 10 in Eingriff gebracht wird. Auf diese Weise wird die Muffe 30 in der Längsrichtung des vorderen Endes des Rohrstutzens 10 fixiert und kann nicht mehr von dem Rohrstutzen 10 abgenommen werden. Alternativ zu dieser Verrastung kann die Muffe 30 mit dem Rohrstutzen 10 stoffschlüssig verbunden sein, beispielsweise durch Schweißen, vorzugsweise durch Rotationsschweißen.
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Des weiteren hat der Rohrstutzen 10 vorzugsweise eine zweite Nut 12, in die eine Dichtung, wie beispielsweise ein O-Ring 50, eingesetzt ist. Diese Dichtung bzw. O-Ring 50 dichtet an einem Innenumfang der Fluidleitung 20 ab, wie in 1 dargestellt ist.
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Des weiteren weist die Muffe 30 an einem Innenumfang eine erste Nut 32 auf, in die ein Sicherungsring 40 eingesetzt ist. Dieser Sicherungsring 40 hat ein offenes Ende, wie in den 3 bis 5 dargestellt ist, so daß der Sicherungsring 40 elastisch aufgebogen bzw. aufgeweitet werden kann. Durch Aufweiten des Sicherungsrings 40 kann dieser über einen Konus 24 bzw. eine Schräge der Fluidleitung 20 und dann über einen ersten Anschlag 22 bzw. Anschlagring der Fluidleitung 20 gleiten und schnappt nach dem Überwinden des Anschlags 22 in seine ursprüngliche Form zurück, das heißt, die Aufweitung wird elastisch rückgeformt, so daß, wie in 1 dargestellt ist, der Sicherungsring 40 mit dem Anschlag 22 in Eingriff tritt.
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Auf diese Weise wird die Muffe 30 an der Fluidleitung 20 fixiert, so daß eine nicht lösbare Verbindung zwischen dem Rohrstutzen 10 und der Fluidleitung 20 geschaffen wird. Diese Verbindung ist insbesondere deshalb unlösbar, weil es unmöglich ist, mit einem Werkzeug den Sicherungsring 40 aufzuweiten, um den Eingriff des Sicherungsrings 40 mit dem ersten Anschlag 22 zu lösen. Insbesondere müßte zum Aufweiten des Sicherungsrings 40 mit einem Werkzeug oder dergleichen der Sicherungsring 40 an seinem Innenumfang gegriffen werden, um diesen elastisch aufzuweiten. An dem Innenumfang des Sicherungsrings befindet sich jedoch die Fluidleitung 20, so daß der Innenumfang des Sicherungsrings 40 unzugänglich ist.
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Um das Aufstecken der Muffe 30 auf die Fluidleitung 20 weiter zu erleichtern, hat der Sicherungsring 40 vorzugsweise eine Einführfase 42, um ein Aufweiten des Sicherungsrings 40 zu erleichtern. In anderen Worten muß bei der Montage der Entlüftungsleitung für die Kurbelgehäuseentlüftung lediglich die Muffe 30 auf ein vorderes Ende der Fluidleitung 20 aufgesteckt werden, bis der Sicherungsring 40 mit dem ersten Anschlag 22 in Eingriff tritt. Diese Verbindung ist anschließend unlösbar, wie vorstehend beschrieben ist.
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Wie des weiteren in 3 dargestellt ist, hat die Muffe 30 im Bereich der ersten Nut 32 Fenster 36, so daß die korrekte Einbaulage des Sicherungsrings 40 von außen sichtbar ist und überprüft werden kann. Ein Lösen der Verbindung ist jedoch über die Fenster 36 nicht möglich, weil durch die Fenster 36 der Sicherungsring 40 nur an seinem Außenumfang greifbar ist. Zum Lösen der Verbindung müßte der Sicherungsring 40 jedoch an seinem Innenumfang gegriffen werden, wie vorstehend beschrieben ist.
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Indem des weiteren der O-Ring 50 in die zweite Nut 12 des Rohrstutzens 10 eingesetzt ist, tritt der O-Ring 50 mit einem Innenumfang der Fluidleitung 20 in Eingriff, so daß durch Aufstecken der Muffe 30 auf die Fluidleitung 20 gleichzeitig die Abdichtung des Rohrstutzens 10 gegenüber der Fluidleitung 20 gewährleistet wird.
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Wie des weiteren in den 4 und 5 dargestellt ist, hat der Sicherungsring 40 vorzugsweise eine Fase oder Abschrägung 44 an seinen beiden offenen Enden, so daß ein Greifen der beiden offenen Enden zum Aufweiten des Sicherungsrings 40 durch ein Werkzeug oder dergleichen weiter erschwert wird. Weiter bevorzugt ist eine durch die Abschrägung 44 entstehende Spitze der beiden Enden abgerundet, so daß beim Versuch, das Ende mit einem Werkzeug zu greifen, das Werkzeug an der Abrundung 46 oder Schräge abgleitet. Ein Aufweiten des Sicherungsrings 40 im montierten Zustand der Entlüftungsleitung ist somit unmöglich.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Sicherungsring 40 zusätzlich eine Verdrehsicherung in Form eines einstückig angeformten Passstücks 48 aufweist, das in eine Aussparung 38 der Muffe einsetzbar ist. Dadurch wird der Sicherungsring 40 in einer vorgegebenen Drehposition in die Muffe 30 eingesetzt, so dass ein Austreten oder radiales Verlagern des Sicherungsrings 40 und insbesondere seiner beiden offenen Enden aus der ersten Nut 32 der Muffe 30 verhindert werden kann.
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Außerdem ist die Verschiebbarkeit des Sicherungsrings 40 vor der Montage der Kurbelgehäuseentlüftung eingeschränkt, so dass sich eine geringere Exzentrizität ergibt. Somit kann die Einführfase 42 verkleinert werden.
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Wie des weiteren in 6 gezeigt ist, weist die Muffe 30 Mitnehmer 39 für ein Rotationsschweißen auf, um die Muffe 30 durch Rotationsschweißen mit einem (nicht gezeigten) Gegenstück zu verbinden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Entlüftungsleitung für die Kurbelgehäuseentlüftung einfach durch Aufstecken der Muffe 30 auf die Fluidleitung 20 verbunden und ist unlösbar. Somit kann auf sichere Weise verhindert werden, daß die Brennkraftmaschine mit gelöster oder abgenommener Entlüftungsleitung 20 betrieben wird. Eine Umweltverschmutzung aufgrund austretender Verbrennungsgase, die mit Öl vermischt sind, aus der Kurbelgehäuseentlüftung kann somit vollständig verhindert werden. Darüber hinaus ist es unnötig, eine aufwendige und kostenintensive Erfassung einer offenen Kurbelgehäuseentlüftung vorzusehen. Zukünftige Umweltauflagen können somit auf einfache Weise erfüllt werden.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Fluidleitung 20 auch mit einem anderen Gegenstück als dem Rohrstutzen 10 verbunden werden. Ein solches Gegenstück kann beispielsweise ein Anschlußstutzen an einem Ventildeckel der Brennkraftmaschine, ein Anschlußstutzen an einer Ansaugleitung, einem Luftfiltergehäuse oder dergleichen sein.
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Des weiteren kann im Falle einer langen Entlüftungsleitung eine weitere Entlüftungsleitung 20 vorgesehen sein, so daß eine Verbindung zwischen zwei Entlüftungsleitungen 20 über die Muffe 30 herzustellen ist. In diesem Falle wäre als Gegenstück, das im Ausführungsbeispiel als Rohrstutzen 10 beschrieben ist, eine weitere Entlüftungsleitung 20 mit der Entlüftungsleitung 20 zu verbinden.
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Obwohl in dem Ausführungsbeispiel die Muffe 30 separat von dem Rohrstutzen 10 ausgebildet ist, kann diese auch einstückig mit dem Rohrstutzen 10 bzw. dem Gegenstück ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Gegenstück einstückig mit einem anderen Bauteil eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wie beispielsweise im Falle einer Ansaugleitung, die einstückig mit Gegenstück und Muffe aus einem Kunststoff geformt ist.
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Die Erfindung ist des weiteren nicht auf eine Kurbelgehäuseentlüftung beschränkt, sondern kann auch auf andere Fluidleitungen im Kraftfahrzeug angewandt werden, bei denen beispielsweise eine Umweltverschmutzung durch ein Lösen der Leitung auftreten würde. Denkbare Einsatzmöglichkeiten wären beispielsweise Kraftstoffleitungen, Kraftstoffdampfleitungen oder Kühlmittel enthaltende Leitungen der Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. In anderen Worten kann die Erfindung beispielsweise auch auf eine Kraftstofftankentlüftung, ein Kraftstoffverdunstungssystem mit einem Aktivkohlebehälter oder dergleichen angewandt werden.
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Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die Anwendung im Bereich der Kraftfahrzeuge beschränkt, sondern kann auch in anderen technischen Bereichen angewandt werden.
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Der Rohrstutzen 10, die Fluidleitung 20 und die Muffe 30 werden vorzugsweise aus einem wärme- und säurebeständigen Kunststoff hergestellt, wie beispielsweise PA12, PA6.12, PA6.10 oder PPA. Der Sicherungsring 40 wird vorzugsweise ebenfalls aus PA12, PA6.12, PA6.10 oder PPA hergestellt.
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Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden, wie beispielsweise metallische Werkstoffe oder eine Kombination aus metallischen oder thermoplastischen Werkstoffen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rohrstutzen (Gegenstück)
- 12
- zweite Nut
- 14
- zweiter Anschlag
- 20
- Fluidleitung
- 22
- erster Anschlag
- 24
- Konus
- 30
- Muffe
- 32
- erste Nut
- 34
- Rastnase
- 36
- Fenster
- 38
- Aussparung
- 39
- Mitnehmer
- 40
- Sicherungsring
- 42
- Einführfase
- 44
- Fase
- 46
- Abrundung
- 48
- Passstück
- 50
- O-Ring
