DE102013204104A1

DE102013204104A1 - Anschlussverbindung

Info

Publication number: DE102013204104A1
Application number: DE102013204104.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gehring; Tobias Klein; Gerd Paulig
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussverbindung (1) zwischen einem rohrförmigen Anschlussteil (2) aus einem metallischen Werkstoff und einem flexiblen metallischen Leitungselement (3), welches Leitungselement (3) als ringgewellter Schlauch oder Balg ausgebildet ist und entsprechende Wellen (3b, 3b) aufweist, zu deren Ausbildung das Anschlussteil (2) und das Leitungselement (3) in einem Bereich überlappend angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Leitungselement (3) in dem Bereich eine axiale Stauchung zumindest einer Welle parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements (3) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussverbindung zwischen einem rohrförmigen Anschlussteil aus einem metallischen Werkstoff und einem flexiblen metallischen Leitungselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anschlussverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Vorbekannte Anschlussverbindungen, zum Beispiel für Schlauchleitungen für Solaranlagen werden mit Temperaturen bis zu 220°C beansprucht. Weiter müssen diese Schlauchleitungen und somit auch die Anschlussverbindung hohen Berstdrücken standhalten und eine hohe Dampfdichtheit aufweisen. Zur Ausbildung der Anschlussverbindung werden ein flexibles Leitungselement sowie eine Anschlussteil aus einem metallischen Werkstoff verbunden. Das flexible Leitungselement ist typischerweise als ringgewellter Schlauch oder Balg ausgebildet und weist entsprechende Wellen auf. Das Anschlussteil ist regelmäßig rohrförmig ausgebildet.
Bekannt sind Verfahren zur Verbindung des flexiblen Leitungselements mit dem Anschlussteil unter Einsatz elastomerer Dichtungselemente. Nachteilig an den vorbekannten Verfahren nach dem Stand der Technik ist, dass z. B. Elastomerdichtungen nicht ausreichend temperaturbeständig sind oder aus sehr teuren Materialien bestehen müssen.
Alternativ ist es bekannt, eine Anschlussverbindung mit metallischer Dichtung auszubilden. Hierfür ist jedoch das flexible Leitungselement alleine typischerweise nicht ausreichend stabil, und es ist der Einsatz einer zusätzlichen Hülse oder dergleichen als Abstützung notwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Herstellungskosten bei gleichbleibender Leistung, insbesondere der Dichtheit und Temperaturbeständigkeit relativ gering sind.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anschlussverbindung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Anschlussverbindung gemäß Anspruch 10. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung finden sich in den Ansprüchen 2 bis 9. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Ansprüchen 11 bis 15. Hiermit wird der Wortlaut sämtlicher Ansprüche explizit per Referenz in die Beschreibung einbezogen.
Eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung entsteht insbesondere bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder einer bevorzugten Weiterbildung hiervon geeignet.
Erfindungsgemäß ist eine Anschlussverbindung zwischen einem rohrförmigen Anschlussteil aus einem metallischen Werkstoff und einem flexiblen metallischen Leitungselement, welches Leitungselement als ringgewellter Schlauch oder Balg ausgebildet ist und entsprechende Wellen aufweist, zu deren Ausbildung das Anschlussteil und das Leitungselement in einem Bereich überlappend angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement in dem Bereich eine axiale Stauchung zumindest einer Welle parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements aufweist.
Die Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis des Anmelders, dass eine Stabilisierung des flexiblen Leitungselements mittels einer axialen Stauchung wenigstens einer Welle des Leitungselements parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements zu einer Stabilisierung des Leitungselements im Bereich der axialen Stauchung führt und so eine Ausbildung einer metallischen Dichtung zwischen flexiblem Leitungselement und Anschlussteil ohne den Einsatz zusätzlicher Bauteile ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Anschlussverbindung unterscheidet sich somit in wesentlichen Aspekten von vorbekannten Anschlussverbindungen:
Durch die Stauchung zumindest einer Welle wird das Leitungselement im Bereich der Stauchung gegen äußere Krafteinwirkungen beim Verbinden mit dem Anschlussteil stabilisiert. Die Rotationssymmetrie des Leitungselements bleibt so auch unter Einwirkung hoher Kräfte erhalten. Dies ermöglicht die Ausbildung einer metallisch dichtenden Verbindung zwischen dem Leitungselement und dem Anschlussteil ohne den Einsatz von zusätzlichen Bauteilen wie Dichtelementen oder Abstützungen.
Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet „axiale Stauchung”, dass das Leitungselement eine Stauchung einer oder mehrerer Wellen parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements aufweist. Die axiale Stauchung entsteht durch eine Krafteinwirkung auf das Leitungselement senkrecht zu einem Querschnitt des Leitungselements, das heißt parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements. Vorzugsweise erfolgt die Krafteinwirkung gleichmäßig über den Querschnitt des Leitungselements.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform weist das Leitungselement zumindest in dem Bereich der axialen Stauchung radiale Stauchung auf. Das bedeutet, dass die axiale Stauchung zumindest unter Beibehaltung eines mittleren Durchmessers oder eines lichten Innendurchmessers des Leitungselements in dem Bereich der axialen Stauchung erfolgt. Ebenso weist das Leitungselement zumindest in dem Bereich der axialen Stauchung keine innen liegenden stützenden Elemente auf. Wenn der Innendurchmesser des Leitungselements nicht reduziert wird, ergibt sich der Vorteil, dass das Durchflussvolumen im Bereich der Anschlussverbindung nicht eingeschränkt wird.
Eine andere Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass das Leitungselement eine axiale Stauchung einer Mehrzahl von Wellen aufweist. Vorzugsweise weist das Leitungselement eine axiale Stauchung von vier Wellen auf. Höchst vorzugsweise weist das Leitungselement eine derartige Stauchung einer Mehrzahl von Wellen auf, dass eine Erstreckungslänge der axialen Stauchung in Richtung der Längserstreckung des Leitungselements etwa das Ein- bis Dreifache der Summe der Wanddicken aller gestauchten Wellen des Leitungselements beträgt. Die Summe der Wanddicken des Leitungselements berechnet sich aus der Wanddicke des Leitungselements mal der Anzahl der gestauchten Wellen mal 2. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine besonders gute Stabilisierung des Leitungselements im Bereich der axialen Stauchung erreicht wird.
Noch eine andere Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die axiale Stauchung eine Breite B_Stauchung aufweist, so dass die genannte Breite im Bereich von
bis
liegt. Hier entspricht n_Wellen der Anzahl der gestauchten Wellen, s der Wanddicke des Leitungselements, Da dem mittleren Außendurchmesser des Leitungselements und d_i dem mittleren Innendurchmesser des Leitungselements. Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass hierdurch eine besonders gute Stabilisierung des Leitungselements im Bereich der axialen Stauchung erreicht wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die axiale Stauchung in einem Endbereich, das heißt im Bereich endständiger Wellen des Leitungselements angeordnet. Die axiale Stauchung im Endbereich des Leitungselements stabilisiert den Endbereich des Leitungselements zur Verbindung mit dem Anschlussteil. Dies ermöglicht die Ausbildung einer metallisch dichtenden Verbindung zwischen dem Leitungselement und dem Anschlussteil ohne den Einsatz von zusätzlichen Bauteilen wie Dichtelementen oder Abstützungen in diesem Endbereich.
Eine andere Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass zwischen dem Anschlussteil und dem Leitungselement zusätzlich Verstärkungsmittel angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Verstärkungsmittel in dem Bereich der axialen Stauchung angeordnet. Die Verstärkungsmittel können als Verstärkungsring ausgebildet sein, welcher Verstärkungsring zwischen zwei gestauchten Wellen angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Verstärkungsmittel eine zusätzliche Verstärkung des Leitungselements erfolgt. Die Verbindung von dem Anschlussteil und dem Leitungselement zu der Anschlussverbindung kann so mit einer höheren Krafteinwirkung erfolgen, damit die metallische Dichtung zwischen dem Anschlussteil und dem Leitungselement nach Möglichkeit keine Leckkanäle oder Ähnliches aufweist.
Der Verstärkungsring kann z. B. als eine geteilte Ringscheibe, vorzugsweise als klappbare Ringscheibe ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage des Verstärkungsrings.
Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anschlussteil und das Leitungselement derart überlappend ausgebildet sind, dass zumindest noch eine Welle außerhalb des Bereichs der axialen Stauchung von dem Anschlussteil mit überdeckt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anschlussverbindung aufgrund der größeren Überdeckung zwischen Anschlussteil und Leitungselement höheren Belastungen Stand hält.
Bei einer wieder anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anschlussteil und das Leitungselement derart überlappend ausgebildet sind, dass ein dem Leitungselement zugewandtes Ende des Anschlussteils im Wesentlichen parallel zu einer Flanke der wenigstens einen axial gestauchten Welle verläuft. Das Ende des Anschlussteils ist also im Anschluss an den Bereich der axialen Stauchung des Leitungselements derart ausgebildet, dass das Anschlussteil in etwa rechtwinklig in Richtung des Leitungselements gebogen ist und somit im Wesentlichen parallel zu einer Flanke der axial gestauchten Welle verläuft. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anschlussverbindung aufgrund des Eingriffs von Anschlussteil und Leitungselement höheren Belastungen Stand halt, insbesondere gegenüber Zugbelastungen in axialer Richtung.
Zum optionalen weiteren Abdichten der Anschlussverbindung sieht eine andere Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vor, dass zwischen dem Anschlussteil und dem Leitungselement Dichtmittel angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Dichtmittel in dem Bereich der axialen Stauchung angeordnet. Höchst vorzugsweise sind die Dichtmittel als Dichtungsring ausgebildet, welcher Dichtungsring zwischen zwei gestauchten Wellen angeordnet ist.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist das Anschlussteil aus einem duktilen Werkstoff ausgebildet, vorzugsweise Kupfer, Aluminium und/oder Messing. Weiter bevorzugt ist das Leitungselement aus Stahl, vorzugsweise Edelstahl, ausgebildet. Die Verbindung des Anschlussteils mit dem Leitungselement kann somit mittels vorbekannter Verfahren erfolgen, typischerweise mechanischer Umformung oder elektromagnetischer Pulsumformung. Es kann vorteilhaft sein, dass die Verbindung des Anschlussteils mit dem Leitungselement derart erfolgt, dass das Anschlussteil einen weichgeglühten Zustand erreicht. Insbesondere bevorzugt wird durch den weichgeglühten Zustand eine Härte des Anschlussteils unter 100 HV erreicht. Auf Grund der relativ geringen Härte legt sich während dem Verbinden das Anschlussteil dem Formverlauf des Leitungselements folgend in größeren Bereichen an dieses an. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, insbesondere bei Kupfer, dass sich eine besonders gute Dichtheit der Anschlussverbindung ergibt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Anschlussverbindung zwischen einem flexiblen metallischen Leitungselement in Form eines ringgewellten Schlauchs oder Balgs und einem rohrförmigen Anschlussteil umfasst folgende Verfahrensschritte:

A: Aufstecken des Anschlussteils auf einen Bereich des Leitungselements oder Aufstecken des Bereichs des Leitungselements auf das Anschlussteil;
B: Verbinden des Anschlussteils mit dem Leitungselement durch eine Durchmesserreduzierung oder Aufweitung des Anschlussteils.

Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass in einem weiteren Verfahrensschritt vor dem Verfahrensschritt B und/oder vor dem Verfahrensschritt A eine axiale Stauchung zumindest einer Welle des Leitungselements parallel zu dessen Längserstreckung erfolgt, und dass das Verbinden des Anschlussteils mit dem Leitungselement in Verfahrensschritt B im Bereich der axialen Stauchung erfolgt.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform erfolgt die anale Stauchung unter Beibehaltung oder Erhöhung eines mittleren Durchmessers oder eines lichten Innendurchmessers des Leitungselements zumindest in dem Bereich der axialen Stauchung. Vorzugsweise erhöht sich durch die axiale Stauchung der Außendurchmesser des Leitungselements. Eine Reduzierung des Innendurchmessers des Leitungselements im Bereich der Anschlussverbindung wird somit vermieden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Durchflussvolumen im Bereich der Anschlussverbindung nicht eingeschränkt wird.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform erfolgt die axiale Stauchung in einem Bereich einer endständigen Welle des Leitungselements. Das Verbinden des Anschlussteils mit dem Leitungselement erfolgt dann entsprechend in dem Bereich der endständigen Welle, also am Ende des Leitungselements.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine axiale Stauchung einer Mehrzahl der Wellen des Leitungselements parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements erfolgt. Vorzugsweise erfolgt eine axiale Stauchung von vier Wellen des Leitungselements. Höchstvorzugsweise erfolgt eine anale Stauchung einer Mehrzahl der Wellen des Leitungselements, so dass eine Erstreckungslänge der axialen Stauchung in Richtung der Längserstreckung des Leitungselements etwa das Ein- bis Dreifache einer Summe einer Wanddicke aller gestauchten Wellen des Leitungselements beträgt. Die Summe der Wanddicken des Leitungselements ergibt sich aus dem Produkt aus doppelter Wanddicke des Leitungselements und Anzahl der gestauchten Wellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine besonders gute Stabilisierung des Leitungselements im Bereich der Stauchung erreicht wird.
Noch eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die axiale Stauchung derart erfolgt, dass eine Breite der Stauchung B_Stauchung im Bereich von
bis
liegt. Hier entspricht n_Wellen der Anzahl der gestauchten Wellen, s der Wanddicke des Leitungselements, D_a dem mittleren Außendurchmesser des Leitungselements und d_i dem mittleren Innendurchmesser des Leitungselements. Hierdurch wird eine besonders gute Stabilisierung des Leitungselements im Bereich der axialen Stauchung erreicht.
Vorzugsweise erfolgt das Verbinden des Anschlussteils mit dem Leitungselement in Verfahrensschritt B mittels mechanischer Verpressung oder elektromagnetischer Pulsumformung. Die elektromagnetische Pulsumformung kann analog zu anderen vorbekannten Verfahren zur Herstellung einer Anschlussverbindung eines Leitungselements mit einem Anschlussteil erfolgen.
Vorzugsweise ist das Anschlussteil aus einem relativ gut elektrisch leitenden Material, wie Aluminium, Kupfer, Messing oder dergleichen ausgebildet. Der Fachmann weiß jedoch, dass sich auch andere Werkstoffe mittels elektromagnetischer Pulsumformung umformen lassen, wenn zusätzlich ein so genannter Treiber aus einem elektrisch gut leitfähigen Material eingesetzt wird. Der Treiber kann zum Beispiel als eine Hülse oder auch als Beschichtung oder Plattierung des umzuformenden Materials ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Leitungselement aus Stahl ausgebildet, höchst vorzugsweise aus Edelstahl.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform wird das Anschlussteil in einem duktilen Werkstoff ausgebildet, bevorzugt Kupfer Aluminium oder Messing. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verbinden des Anschlussteils mit dem Leitungselement mittels vorbekannter Verfahren erfolgen kann. Vorzugsweise wird das Anschlussteil vor dem Verfahrensschritt B oder im Verfahrensschritt B zumindest partiell erwärmt, bis es einen weichgeglühten Zustand erreicht. Auf Grund des weichgeglühten Zustands weist das Anschlussteil eine relativ geringe Härte auf. Dadurch legt sich das Anschlussteil während dem Verbinden dem Formverlauf des Leitungselements folgend in größeren Bereichen an dieses an. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, insbesondere bei Kupfer, dass sich eine besonders gute Dichtheit der Anschlussverbindung ergibt. Insbesondere bevorzugt wird durch den weichgeglühten Zustand eine Härte unter 100 HV erreicht.
Die erfindungsgemäße Anschlussverbindung und des erfindungsgemäße Verfahren sind grundsätzlich für Anwendungen geeignet, bei denen Schlauchleitungen verwendet werden, die hohen Berstdrücken und Temperaturen Stand halten und eine hohe Dampfdichtheit aufweisen müssen.
Die erfindungsgemäße Anschlussverbindung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sind daher besonders geeignet zur Verwendung bei Schlauchleitungen für z. B. Solaranlagen.
Weitere vorzugsweise Merkmale und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung;
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung;
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung;
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung; und
5 zeigt ein fünftes Beispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung.
In den 1 bis 5 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung 1. Die Anschlussverbindung 1 umfasst ein rohrförmiges Anschlussteil 2 aus einem metallischen Werkstoff. Mit dem Anschlussteil 2 verbunden ist ein flexibles metallisches Leitungselement 3, welches vorliegend als ringgewellter Schlauch oder Balg ausgebildet ist.
Das Leitungselement 3 weist eine Reihe von Wellenbergen 3a und Wellentälern 3b auf und weist im Bereich der Anschlussverbindung eine axiale Stauchung der Wellen parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements 3 auf. Die Längserstreckung des Leitungselements 3 ist mit einem Pfeil bei dem Bezugszeichen A gekennzeichnet. Vorliegend sind die vier endständigen Wellen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 gestaucht, die Anzahl der gestauchten Wellen n_Wellen beträgt somit vier. Die Breite der Stauchung ist mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet. Die Wanddicke des Leitungselements 3 ist mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet. Der mittlere Außendurchmesser des Leitungselements 3 ist bei dem Bezugszeichen D_a dargestellt und der mittlere Innendurchmesser des Leitungselements 3 ist bei dem Bezugszeichen d_i dargestellt Der gestauchte Bereich 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 des Leitungselements 3 wird von dem Anschlussteil 2 überdeckt. Das Leitungselement 3 ist vorliegend mit einem Endbereich in das Anschlussteil 2 eingesteckt. Das Ende des Anschlussteils 2 verläuft im Anschluss an den Bereich der axialen Stauchung 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 des Leitungselements im Wesentlichen parallel zu einer Flanke der axial gestauchten Wellen.
Das Anschlussteil 2 ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Das Anschlussteil 2 und das Leitungselement 3 sind in dem Bereich der axialen Stauchung mittels elektromagnetische Pulsumformung verbunden. Vorzugsweise ist das Anschlussteil 2 aus einem relativ gut elektrische leitenden Material, wie Aluminium, Kupfer, Messing oder dergleichen ausgebildet. Der Fachmann weiß jedoch, dass sich auch andere Werkstoffe mittels elektromagnetischer Pulsumformung umformen lassen, wenn zusätzlich eine so genannter Treiber, zum Beispiel eine Hülse aus einem elektrisch gut leitfähigen Material eingesetzt wird. Der Treiber kann alternativ auch als Beschichtung oder Plattierung des umzuformenden Materials ausgebildet sein. Die Materialauswahl für das Anschlussteil 2 ist somit nicht auf elektrisch gut leitende metallische Werkstoffe beschränkt.
Alternativ erfolgt das Verbinden von Anschlussteil 2 und Leitungselement 3 durch Umformen des Anschlussteils 2 mittels mechanischer Umformung, z. B. Verpressen, Rollieren oder Drücken.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung. Die Anschlussverbindung 1 umfasst ein flexibles metallisches Leitungselement 3 sowie ein Anschlussteil 2. Das Leitungselement 3 weist, wie bereits oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, Wellenberge 3a und Wellentäler 3b auf. Vorliegend sind drei endständige Wellen des Leitungselements 3.1, 3.2, 3.3 gestaucht. Das Anschlussteil 2 und das Leitungselement 3 sind derart überlappend ausgebildet, dass das Anschlussteil 2 den Bereich der axialen Stauchung 3.1, 3.2, 3.3 und einen sich an die gestauchte Welle 3.3 anschließenden, nicht gestauchten Wellenberg 3a überlappt. Anschlussteil 2 und Leitungselement 3 sind in dem Bereich der Überlappung kraft- und formschlüssig verbunden, wie bereits beschrieben.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung. Die Anschlussverbindung 1 umfasst ein Anschlussteil 2, ein Leitungselement 3 sowie einen Dichtring 5.
Das Leitungselement 3 weist, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, Wellenberge 3a und Wellentäler 3b auf. Die beiden endständigen Wellenberge 3.1, 3.2 sind axial gestaucht, d. h. das Leitungselement weist eine Stauchung der Wellen parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements auf. Zusätzlich sind die beiden anschließenden Wellenberge 3.3 und 3.4 gestaucht. Zwischen der einen axialen Stauchung 3.1, 3.2 und der anderen axialen Stauchung 3.3 und 3.4 ist ein Dichtring 5 angeordnet. Der Dichtring 5 ist ringförmig ausgebildet und umgibt das Leitungselement 3. Dabei ist der Dichtring 5 auf dem Leitungselement 3 festgelegt. Durch den Einsatz des Dichtrings 5 wird die Dichtheit der Anschlussverbindung weiter erhöht.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung 1. Die Anschlussverbindung 1 umfasst ein Leitungselement 3, ein Anschlussteil 2 sowie einen Verstärkungsring 6. Das Leitungselement 3 ist, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, mit Wellentälern 3b und Wellenbergen 3a ausgebildet. Das Anschlussteil 2 und das Leitungselement 3 sind einander überlappend angeordnet. Im Bereich der Überlappung ist die endständige Welle 3.1 des Leitungselements 3 axial gestaucht. Zusätzlich ist die zweite Welle 3.2 des Leitungselements, welche auf die erste Welle 3.1 folgt, axial gestaucht. Zwischen den gestauchten Wellen 3.1, 3.2 ist der Verstärkungsring 6 angeordnet. Der Verstärkungsring 6 ist ringförmig ausgebildet und umläuft das Leitungselement 3. Der Verstärkungsring kann z. B. als eine geteilte Ringscheibe ausgebildet sein. Vorliegend ist der Verstärkungsring 6 als klappbare Ringscheibe ausgebildet. Der Verstärkungsring 6 verstärkt den endständigen Bereich des Leitungselements 3 im Bereich der Überlappung mit dem Anschlussteil 2.
Leitungselement 3 und Anschlussteil 2 sind mittels elektromagnetischer Pulsumformung verbunden. Hierdurch entsteht eine metallisch dichte Verbindung in dem Überlappungsbereich zwischen Anschlussteil 2 und Leitungselement 3. Durch den Verstärkungsring 6 erfolgt zusätzlich zu der Verstärkung durch die axiale Stauchung eine weitere Verstärkung des Leitungselements 3. Die Verbindung von Anschlussteil 2 und Leitungselement 3 zu der Anschlussverbindung 1 kann so mit einer höheren Krafteinwirkung erfolgen, damit die metallische Dichtung keine Leckkanäle oder Ähnliches aufweist.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anschlussverbindung 1. Die Anschlussverbindung 1 umfasst das Anschlussteil 2 sowie das Leitungselement 3. Die vier endständigen Wellen 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4 des Leitungselements 3 sind axial gestaucht. Leitungselement 3 und Anschlussteil 2 überlappen sich in dem Bereich der axialen Stauchung, wobei das Anschlussteil 2 in das Ende des Leitungselements 3 eingesteckt ist. Leitungselement 3 und Anschlussteil 2 sind im Bereich der axialen Stauchung miteinander verbunden. Das Verbinden des Anschlussteils 2 mit dem Leitungselement 3 erfolgt durch eine Aufweitung des Anschlussteils 2. Die Aufweitung kann z. B. mittels eines Aufweitdorns oder mittels elektromagnetischer Pulsumformung erfolgen. Auf Grund des Platzbedarfs für die zur Aufweitung eingesetzten Werkzeuge sollte das Leitungselement einen Mindestdurchmesser von etwa 50 mm aufweisen. Der Einsatz der Anschlussverbindung gemäß des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ist daher eher für Leitungselemente mit größeren Durchmessern geeignet.
Wie für den Fachmann ersichtlich, sind weitere Ausgestaltungen der exemplarisch beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung möglich. Zum Beispiel ist auch eine Kombination der Ausgestaltung gemäß 3 und der Ausgestaltung gemäß 5 sinnvoll, wobei das Anschlussteil 2 in das Leitungselement 3 eingesteckt und zwischen Anschlussteil 2 und Leitungselement 3 ein Dichtring 5 angeordnet wird.

Claims

Anschlussverbindung (1) zwischen einem rohrförmigen Anschlussteil (2) aus einem metallischen Werkstoff und einem flexiblen metallischen Leitungselement (3), welches Leitungselement (3) als ringgewellter Schlauch oder Balg ausgebildet ist und entsprechende Wellen (3a, 3b) aufweist, zu deren Ausbildung das Anschlussteil (2) und das Leitungselement (3) in einem Bereich überlappend angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (3) in dem Bereich eine axiale Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) zumindest einer Welle parallel zu einer Längserstreckung des Leitungselements (3) aufweist.
Anschlussverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (3) zumindest in dem Bereich der axialen Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) keine radiale Stauchung aufweist.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stauchung eine Breite B_Stauchung aufweist, derart, dass die genannte Breite in einem Bereich von
bis
liegt, wobei n_Wellen der Anzahl der gestauchten Wellen, s der Wanddicke des Leitungselements 3, D_a dem mittleren Außendurchmesser des Leitungselements 3 und d_i dem mittleren Innendurchmesser des Leitungselements 3 entspricht.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stauchung (3.1, 3.2, 3,3, 3.4) in einem Endbereich des Leitungselements (3) angeordnet ist.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlussteil (2) und dem Leitungselement (3) Verstärkungsmittel angeordnet sind, welche Verstärkungsmittel vorzugsweise in dem Bereich der axialen Stauchung (3.1, 3.2) angeordnet sind, wobei die Verstärkungsmittel höchst vorzugsweise als Verstärkungsring ausgebildet sind, welcher Verstärkungsring zwischen zwei gestauchten Wellen (3.1, 3.2) angeordnet ist.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussteil (2) und Leitungselement (3) derart überlappend ausgebildet sind, dass zumindest eine Welle außerhalb des Bereichs der axialen Stauchung (3.1, 3.2, 3.3) von dem Anschlussteil (2) überdeckt wird.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (2) derart ausgebildet ist, dass ein dem Leitungselement (3) zugewandtes Ende des Anschlussteils (2) im Wesentlichen parallel zu einer Flanke der axial gestauchten Welle (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) verläuft.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlussteil (2) und dem Leitungselement (3) Dichtmittel angeordnet sind, welche Dichtmittel vorzugsweise als Dichtungsring ausgebildet und zwischen zwei gestauchten Wellen (3.1, 3.2) angeordnet sind und/oder welche Dichtmittel vorzugsweise als Innenbeschichtung des Anschlussteils (2) und/oder Außenbeschichtung des Leitungselements (3) ausgebildet sind.
Anschlussverbindung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (2) aus einem duktilen Werkstoff ausgebildet ist, bevorzugt Kupfer, Aluminium und/oder Messing, und dass das Leitungselement (3) aus Stahl, bevorzugt Edelstahl ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Anschlussverbindung (1) zwischen einem flexiblen metallischen Leitungselement (3) in Form eines ringgewellten Schlauchs oder Balgs und einem rohrförmigen Anschlussteil (2), welches Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: A Aufstecken des Anschlussteils (2) auf einen Bereich des Leitungselements (3) oder Aufstecken des Bereichs des Leitungselements (3) auf das Anschlussteil (2); B Verbinden des Anschlussteils (2) mit dem Leitungselements (3) durch eine Durchmessereduzierung oder Aufweitung des Anschlussteils (2); dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt vor dem Verfahrensschritt B und/oder vor dem Verfahrensschritt A eine axiale Stauchung zumindest einer Welle des Leitungselements (3) parallel zu dessen Längserstreckung erfolgt und dass das Verbinden des Anschlussteils (2) mit dem Leitungselement (3) in Verfahrensschritt B im Bereich der axialen Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) unter Beibehaltung oder Erhöhung eines mittleren Durchmessers des Leitungselements (3) zumindest in dem Bereich der axialen Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) erfolgt, vorzugsweise bei Erhöhung des Außendurchmessers des Leitungselements (3).
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stauchung auf einer Breite B_Stauchung erfolgt, derart, dass die genannte Breite in einem Bereich von
bis
liegt, wobei n_Wellen der Anzahl der gestauchten Wellen, s der Wanddicke des Leitungselements 3, D_a dem mittleren Außendurchmesser des Leitungselements 3 und d_i dem mittleren Innendurchmesser des Leitungselements 3 entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Stauchung (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) in einem Bereich einer endständigen Welle des Leitungselements (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des Anschlussteils (2) mit dem Leitungselement (3) in Verfahrensschritt B mittels elektromagnetischer Pulsumformung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (2) in einem duktilen Werkstoff ausgebildet wird, bevorzugt Kupfer, Aluminium oder Messing, und dass vor dem Verfahrensschritt B oder im Verfahrensschritt B das Anschlussteil (2) zumindest partiell erwärmt wird, bis es einen weichgeglühten Zustand erreicht.