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Die Erfindung betrifft eine Schlauchverbindung, insbesondere für Hochdruckhydraulikleitungen oder Höchstdruckhydraulikleitungen, umfassend einen Hochdruckschlauch, einen dünnwandigen Schlauchnippel aus hochfestem Material, auf welchen das Ende des Hochdruckschlauches aufbringbar ist, eine Pressfassung, die das Schlauchende und den Nippel umfänglich umgreift und unter radialen Druck mit diesem verbindbar ist sowie ein Anschlussstück, gemäß Patentanspruch 1 und ein Herstellungsverfahren einer solchen Schlauchverbindung, gemäß Patentanspruch 10.
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Aus der Druckschrift
EP 2 196 716 B1 ist eine Schlauchkupplung bekannt, bei welcher ein Hochdruckschlauch auf ein Kupplungselement aufgeschoben und im Anschluss daran in einer Fassung verpresst wird. Auch ist aus dieser Druckschrift bekannt, für das Kupplungselement einen Werkstoff hoher Zugfestigkeit und Dehnung auszuwählen, so dass eine geringere Wandstärke des Kupplungselementes möglich ist und so der Strömungswiderstand reduziert ist. Allerdings handelt es sich bei der in der
EP 2 196 716 B1 genannten Schlauchkupplung um eine komplette Schlauchkupplung, die in einem Stück gefertigt wird und somit sehr aufwendig und teuer in der Herstellung ist.
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Die Druckschrift
US 2,399,790 A zeigt eine Schlauchverbindung, welche das Kupplungselement, sowie die Fassung, den Nippel und den Schlauch in einem Bauteil vereint, wobei der Nippel zur Montage des Schlauches mittels Dorn aufgeweitet wird, um einen Materialeinfall zu verhindern. Auch diese Konstruktion ist sehr unflexibel im Einsatz sowie aufwendig und teuer in der Herstellung. Zudem ist eine Herstellung mittels Dorn, gemäß der in der
US 2,399,790 A offenbarten Schlauchkupplung, nur für gerade Kupplungselemente geeignet, eine solche Schlauchverbindung ist für gebogene Kupplungselemente nicht umsetzbar.
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Ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckschlauchverbindung ist aus der
DE 40 03 379 C2 bekannt. Auch diese Druckschrift zeigt einen Schlauchnippel, auf welchen ein Hydraulikschlauch aufgeschoben und im Anschluss daran der Innendurchmesser des Nippels mittels Dorn stufenweise aufgeweitet wird. Allerdings handelt es sich auch dort um eine Schlauchkupplung, die den Schlauch mit dem Kupplungselement direkt verbindet. Zudem ist die in der
DE 40 03 379 C2 offenbarte Schlauchverbindung nicht für gebogene Kupplungselemente geeignet.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung eine Schlauchverbindung, insbesondere für Hoch- oder Höchstdruckhydraulikleitungen zu schaffen, die strömungsoptimiert und für gebogene Kupplungselemente geeignet ist und die eine einfache und preisgünstig Montage ermöglicht sowie die Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigt.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 oder der Lehre nach Patentanspruch 10, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
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Es wird demgemäß von einer Schlauchverbindung, insbesondere für Hochdruckhydraulikleitungen oder Höchstdruckhydraulikleitungen ausgegangen, umfassend einen Hochdruckschlauch, einen dünnwandigen Schlauchnippel aus hochfestem Material, auf welchen das Ende des Hochdruckschlauches aufbringbar ist, eine Pressfassung, die das Schlauchende und den Nippel umfänglich umgreift und unter radialen Druck mit diesen verbindbar ist sowie ein Anschlussstück.
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Erfindungsgemäß sind das Anschlussstück und die Pressfassung zweiteilig ausgestaltet und miteinander verbindbar.
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Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schlauchkupplungen ist es durch die zweiteilige Ausgestaltung der Schlauchverbindung möglich, die Pressfassung mit dem Hochdruckschlauch und dem Nippel vorab zu konfektionieren und daran ein beliebiges Anschlussstück anzubringen.
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Durch die zweiteilige Ausgestaltung ist es zudem möglich, den Schlauchnippel sehr dünnwandig zu gestalten, da der Nippel mittels Dorn bei der Montage aufgeweitet und gestützt werden kann und so unerwünschter Materialeinfall des Nippels verhindert wird. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schlauchkupplungen ist der Einsatz eines Dorns nur bei geraden Anschlussstücken möglich, da der Dorn bei gebogenen Anschlussstücken keinen Zugang zum Nippel findet.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein gerades Anschlussstück mit der Pressfassung, in welche ein Nippel und ein Schlauch integriert sind, verbunden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein gebogenes Anschlussstück mit der Pressfassung, in welche ein Nippel und ein Schlauch integriert sind, verbunden.
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Des Weiteren sind das Anschlussstück und das vorkonfektionierbare Bauteil, bestehend aus Pressfassung, Nippel und Schlauch, lösbar miteinander verbindbar.
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Auch ist es denkbar, dass das Anschlussstück und das vorkonfektionierbare Bauteil, bestehend aus Pressfassung, Nippel und Schlauch, formschlüssig miteinander verbindbar sind.
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Im Rahmen der Erfindung wurde eine strömungsoptimierte Schlauchverbindung geschaffen, die Turbulenzen in der Verbindung möglichst gering hält. Diese Optimierung wird u.a. dadurch erreicht, dass das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des Nippels und dem Innendurchmesser des Hochdruckschlauches zwischen 0,8 und 1,0, besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 0,9 liegt. Die Herstellung eines Nippels sehr geringer Wandstärke ist durch die Verwendung besonders hochfester Materialien, wie z. B. einem Stahl mit sehr hohen Festigkeitswerten, möglich.
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Weiterhin werden die Turbulenzen dadurch minimiert, dass der Schlauchnippel am hinteren und/oder vorderen Ende Einlaufschrägen aufweist. Somit werden Toträume vermieden und der Entstehung von störenden Strömungswiderständen entgegengewirkt.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Innenseite des Schlauchnippels eine sehr geringe Rauhigkeit auf. Auch dies führt zu einer Strömungsoptimierung der Schlauchverbindung. Ist die Rauhigkeit im Nippel zu groß, entstehen an der Innenwandung des Nippels Unebenheiten, die zu unerwünschten Turbulenzen führen.
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Zudem wird erfindungsgemäß die Außenseite des Schlauchnippels angerauht oder entsprechend strukturiert. Dies hat den Vorteil, dass beim Aufziehen des Schlauches auf den Nippel, ein ungewolltes Herunterrutschen des Schlauches vom Nippel verhindert wird.
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Die Rauhigkeit der Nippelaußenseite kann beispielhaft durch das Einbringen von Aussparungen, insbesondere nutartigen Ritzen erhöht werden. Diese Ritzen geben dem Schlauch auf dem Nippel einen sehr guten Sitz und verhindern ein unerwünschtes Abrutschen des Schlauches vom Nippel. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, sind natürlich auch andere Ausformungen, zur Erhöhung der Rauhigkeit, an der Außenseite des Nippels möglich, so z.B. Ausformungen in Form von Sägezähnen. Auch eine Anti-Rutsch-Beschichtung auf der Außenseite des Nippels sei im Rahmen der Erfindung, zur Verhinderung des ungewollten Abrutschens des Schlauches vom Nippel, offenbart.
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Das Entstehen von Turbulenzen in der Schlauchkupplung wird zum Einen durch die Verwendung eines sehr dünnwandigen Nippels vermindert, zum Anderen durch Verringerung von Unebenheiten im Schlauch bzw. der Kupplung. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass der Nippel mit einer sehr geringen Rauhigkeit im Inneren gefertigt wird.
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Die Montage eines sehr dünnwandigen Nippels erweist sich jedoch als äußerst schwierig, da es beim Verpressen der Schlauch-Nippelverbindung mit einer Pressfassung, unter Verwendung eines sehr dünnwandigen Nippels, immer wieder zu Materialeinfall des Nippels kommt. Nicht selten erfolgt dies bereits beim Aufbringen des Schlauches auf den Nippel.
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Erfindungsgemäß wird daher die Schlauchkupplung unter Einsatz eines Dorns montiert. Hierzu wird in den Nippel, vom vorderen Ende ausgehend, ein Dorn passgenau eingeführt. Im Anschluss daran wird das Schlauchende auf den Nippel aufgeschoben. Abschließend wird die Pressfassung unter radialem Druck mit der Schlauch-Nippel-Verbindung verpresst, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Pressfassung, dem Schlauch und dem Nippel entsteht.
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Nach dem Verpressen der Baugruppe, bestehend aus Fassung, Nippel und Schlauch, wird der Dorn wieder aus dem Nippel entfernt, so dass eine einzelne Baugruppe vorliegt, die vorkonfektioniert werden kann und beliebig mit einem Anschlussstück verbindbar ist.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Anschlussstück mit der Baugruppe, bestehend aus Pressfassung, Nippel und Schlauch, formschlüssig verbindbar, z. B. durch Verpressen.
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Weiterhin kann das Anschlussstück auch mit der Baugruppe, bestehend aus Pressfassung, Nippel und Schlauch, lösbar verbunden werden.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Anschlussstücke gerade.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Anschlussstücke gebogen.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahmen von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1: Querschnitt Schlauchnippel mit aufgeschobenem Schlauch bei Montage in Pressfassung mittels Dorn;
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2: Querschnitt Pressfassung, Nippel, Schlauch als Baugruppe bei Montage mit geradem Anschlussstück;
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3: Querschnitt Pressfassung, Nippel, Schlauch als Baugruppe nach Montage mit geradem Anschlussstück;
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4: 3D-Ansicht Baugruppe (Pressfassung, Nippel, Schlauch) mit geradem Anschlussstück nach der Montage;
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5: Querschnitt Pressfassung, Nippel, Schlauch als Baugruppe bei Montage mit gebogenem Anschlussstück und
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6: 3D-Ansicht Baugruppe (Pressfassung, Nippel, Schlauch) mit gebogenem Anschlussstück nach der Montage.
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1 zeigt den Querschnitt einer Pressfassung 2 mit integriertem Nippel 8 und Schlauch 3, wobei der Schlauch 3 eine Metalleinlage 5 aus einem Drahtgeflecht oder aus mindestens einer Drahtspiralenwicklung aufweist, welche zwischen zwei Kunststoffmänteln 4 angeordnet ist.
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Des Weiteren ist in 1 der Einsatz eines Dorns 1 bei der Montage dargestellt. Dieser wird nach dem Aufbringen des Schlauches 3 auf den Dorn 1 von vorne 25 in den Nippel 8 passgenau eingeführt. Im Anschluss daran wird die Fassung 2 mittels radialem Druck mit der Schlauch-Nippel-Verbindung 3, 8 verpresst, so dass eine formschlüssige Verbindung 10 entsteht. Diese Verbindung kann als Baugruppe 10 vorkonfektioniert werden.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Dorn 1 bereits vor der Montage des Schlauches 3 auf den Nippel 3 in diesen von vorne 25 eingeführt, um einem Materialeinfall des Nippels 8 entgegenzuwirken.
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In 2 ist ein Querschnitt der Pressfassung 2 mit integrierter Schlauch-Nippel-Verbindung 3, 8 dargestellt. Des Weiteren ist ein gerades Anschlussstück 15 mit vormontierter Überwurfmutter 16 zu erkennen, wobei das Anschlussstück 15 nur lose mit der Pressfassung 2 verbunden ist. Dies wird dadurch deutlich, da zwischen dem Anschlussstück 15 und der Pressfassung 2 ein Spalt 19 verbleibt.
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Zudem ist in 2 beispielhaft eine Einlaufschräge 17 am hinteren Ende 26 des Nippels 8 dargestellt. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen ist eine solche Einlaufschräge 17 auch am vorderen Ende 25 des Nippels 8 möglich. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Nippel am vorderen 25 und am hinteren Ende 26 Einlaufschrägen auf.
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Die erfindungsgemäße zweiteilige strömungsoptimierte Schlauchkupplung ist in 3 dargestellt. In 3 ist das gerade Anschlussstück 15 bereits mit der Pressfassung 2, in welche der Nippel 8 und der Schlauch 3 integriert sind, verbunden. Dies ist daran zu erkennen, dass der noch in 2 erkennbare Spalt jetzt nicht mehr vorhanden ist.
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Um die Pressfassung 2 mit dem Anschlussstück 15 ordnungsgemäß abzudichten, wird in einem Ausführungsbeispiel eine Dichtung 20 vorgesehen. Diese ist in 3 beispielhaft als Dichtring 20 dargestellt. Selbstverständlich sind auch andere Dichtelemente denkbar.
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Die Bezugszeichen aus 2 werden in 3 beibehalten, so dass auf eine nochmalige Ausführung an dieser Stelle verzichtet wird.
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4 zeigt die zweiteilige strömungsoptimierte Schlauchkupplung gemäß 3, in 3-D Ansicht. Auch in 4 werden die Bezugszeichen aus den 1–3 beibehalten, so dass auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wird. Aus der 3-D-Ansicht der Schlauchkupplung ist die Verrundung 18 am vorderen Ende 25 des Anschlussstückes 15 zu erkennen, die zur Strömungsoptimierung dient und das Entstehen von Turbulenzen verringert.
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Auch in 5 ist ein Querschnitt der Pressfassung 2 mit integrierter Schlauch-Nippel-Verbindung 3, 8 sowie einem Anschlussstück 15 dargestellt. Bei dem Anschlussstück 15 in 5 handelt es sich um ein gebogenes Anschlussstück 15 mit vormontierter Überwurfmutter 16, welches wie in 2 noch keine Verbindung mit der Pressfassung eingeht, so dass der Spalt 19 deutlich zu erkennen ist. Da 5 adäquat zu 2 ist, wird auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet. Die Bezugszeichen aus 2 werden in 5 beibehalten.
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Eine 3-D-Ansicht der erfindungsgemäßen zweiteiligen strömungsoptimierten Schlauchkupplung mit gebogenem Anschlussstück 15 ist in 6 dargestellt. Wie bereits in 4 ausgeführt, ist in 6 der in 5 deutlich sichtbare Spalt 19 zwischen der Pressfassung 2 und dem Anschlussstück 15 nicht mehr erkennbar, da das gebogene Anschlussstück 15 und die Pressfassung 2 mit integrierter Schlauch-Nippel-Verbindung 3, 8 nun miteinander verbunden sind. Bei der Verbindung kann es sich sowohl um eine formschlüssige Verbindung, welche z.B. durch Verpressen entsteht, als auch um eine lösbare Verbindung handeln.
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Wie bereits in 3 beschrieben, wird auch bei der Schlauchkupplung in 6 zur Abdichtung zwischen dem Anschlussstück 15 und dem vorkonfektioniertem Bauteil 10 eine Dichtung 20 verwendet. Bei der in 6 dargestellten Dichtung 20 handelt es sich um einen Dichtring 20. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen sind auch andere Dichtelemente denkbar.
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Die Bezugszeichen aus 6 stimmen mit denen aus 1–5 überein, so dass auf eine nochmalige Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird.
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Des Weiteren ist in der Tabelle 1 eine Übersicht des Schlauchdurchmessers und der Materialwandung des Nippels 8 als Ausführungsbeispiel aufgeführt. Es handelt sich hierbei um die bei Versuchen ermittelten Werte, mit welchen eine einfache Fertigung und Montage möglich ist und dennoch eine, im Vergleich zum Stand der Technik, verbesserte Strömung erzielt wird.
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Wie aus den Werten zu erkennen, ergibt sich für das Verhältnis von Innendurchmesser des Nippels zum Innendurchmesser des Schlauches ein Wert von 0,85 bis 1,0, insbesondere von 0,9 bis 1,0.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dorn
- 2
- Pressfassung
- 3
- Schlauch
- 4
- Kunststoffmantel
- 5
- Metalleinlage
- 8
- Nippel
- 10
- Baugruppe
- 15
- Anschlussstück
- 16
- Überwurfmutter
- 17
- Einlaufschräge
- 18
- Verrundung am Anschlussstück
- 19
- Spalt
- 20
- Dichtring
- 25
- Vorderes Ende
- 26
- Hinteres Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2196716 B1 [0002, 0002]
- US 2399790 A [0003, 0003]
- DE 4003379 C2 [0004, 0004]
