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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum strömungsleitenden Anbinden wenigstens eines metallischen Leitungselements, insbesondere eines flexiblen metallischen Leitungselements, mit wenigstens einer Anschlussöffnung an einen weiteren Gegenstand, insbesondere einen Gegenstand, der in einem motornahen Bereich eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor angeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Anbindungsteil zum strömungsleitenden Anbinden wenigstens eines metallischen Leitungselements, insbesondere eines flexiblen metallischen Leitungselements, mit wenigstens einer Anschlussöffnung an einen weiteren Gegenstand, insbesondere einen Gegenstand, der in einem motornahen Bereich eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor angeordnet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Leitungsanbindung mit wenigstens einem Leitungselement und wenigstens einem Anbindungsteil sowie Verwendungen des genannten Anbindungsteils bzw. der genannten Leitungsanbindung.
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Aus dem Stand der Technik sind unlösbare Verbindungen eines flexiblen Leitungselements, beispielsweise eines Metallschlauchs, mit einem Anschlussteil bekannt, die mithilfe einer stoffschlüssigen Verbindung (durch Schweißen oder Löten) oder in Form einer kraftschlüssigen Verbindung unter Verwendung von Zusatzelementen (wie Schellen, Flansche, Losflansche, Schrauben, Überwurfmuttern oder dergleichen) ausgebildet sind.
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Derartige Verbindungen oder Anbindungen weisen gewisse inhärente Nachteile auf. Beispielsweise müssen hochwertigere und entsprechend teurere Werkstoffe und entsprechende Bearbeitungsverfahren für die Anschlussteile angesetzt werden, als dies technisch notwendig wäre, da sonst keine stoffschlüssige Verbindung zu dem flexiblen Leitungselement erreichbar ist. Insbesondere Anschlussteile aus nicht-korrosionsbeständigen Stählen erfordern zudem einen erhöhten Verpackungs- und Korrosionsschutzaufwand, weil sonst die für die Funktion geforderte technische Sauberkeit nicht mehr zu gewährleisten wäre. Auch dies bringt erhöhte Kosten mit sich. Schweißverbindungen sind darüber hinaus als solche technisch und kostenseitig aufwändig. Dies betrifft insbesondere die Schweißbereichsvorbereitung, verbunden mit hohen Anforderungen an die Materialbeschaffenheit u.s.w.
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Des Weiteren hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass die bekannten (zusätzlichen) Anschlussteile ein relatives großes Gewicht aufweisen, was sich im Zuge von regelmäßig angestrebter Gewichtsersparnis, insbesondere im Automobilbereich, negativ auswirkt. Darüber hinaus sind die bekannten Anschlussteile relativ preisintensiv.
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Es ist in der Vergangenheit außerdem in einzelnen Fällen im Bereich des Anschlussteils zu einer Kontaktkorrosion gekommen bzw. eine solche ist möglich, was ebenfalls einen inhärenten Nachteil des bekannten Standes der Technik darstellt.
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Ähnlich wie im Falle von Schweißverbindungen ist auch bei Lötverbindungen die entsprechend vorzunehmende Lötvorbereitung zeit- und kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung eines oder gegebenenfalls mehrerer Anschlussteile mit einem metallischen Leitungselement in Form einer dauerhaften und unlösbaren Verbindung anzugeben, um das Leitungselement auf diese Weise strömungsleitend an einen weiteren Gegenstand anbinden zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weiterhin gelöst wird die Aufgabe durch ein erfindungsgemäße Anbindungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
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Auch gelöst wird die Aufgabe durch eine erfindungsgemäße Leitungsanbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 26 sowie durch erfindungsgemäße Verwendungen des erfindungsgemäßen Leitungsteils oder der erfindungsgemäßen Leitungsanbindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 29.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum strömungsleitenden Anbinden wenigstens eines metallischen Leitungselements, insbesondere eines flexiblen metallischen Leitungselements, mit wenigstens einer Anschlussöffnung an einen weiteren Gegenstand, insbesondere einen Gegenstand, der in einem motornahen Bereich eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor angeordnet ist, umfasst folgende Verfahrensschritte:
- a) Bereitstellen des Leitungselements, insbesondere durch entsprechendes Umformen;
- b) Anbringen eines ersten Kunststoffteils an dem Leitungselement, welches erste Kunststoffteil das Leitungselement im Bereich der Anschlussöffnung unter Freilassung derselben aufnimmt und zusätzlich eine Verbindungsstruktur zum Anbinden des ersten Kunststoffteils an den weiteren Gegenstand schafft;
- c) Anbringen eines zweiten Kunststoffteils an dem ersten Kunststoffteil und an dem Leitungselement, welches zweite Kunststoffteil eine im Wesentlichen unlösbare Verbindung des Leitungselements mit bzw. gegenüber dem ersten Kunststoffteil schafft; und
- d) Verbinden des ersten Kunststoffteils mit dem weiteren Gegenstand unter Verwendung der Verbindungsstruktur.
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Ein erfindungsgemäßes Anbindungsteil zum strömungsleitenden Anbinden wenigstens eines metallischen Leitungselements, insbesondere eines flexiblen metallischen Leitungselements, mit wenigstens einer Anschlussöffnung an einen weiteren Gegenstand, insbesondere einen Gegenstand, der in einem motornahen Bereich eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor angeordnet ist, weist folgende Merkmale auf:
- 1) es umfasst ein erstes Kunststoffteil, welches dazu ausgebildet ist, das Leitungselement im Bereich der Anschlussöffnung unter Freilassung derselben aufzunehmen;
- 2) es umfasst ein zweites Kunststoffteil, welches an dem ersten Kunststoffteil angeordnet und dazu ausgebildet ist, eine im Wesentlichen unlösbare Verbindung des Leitungselements mit bzw. gegenüber dem ersten Kunststoffteil zu schaffen; und
- 3) es umfasst, an dem ersten Kunststoffteil, zusätzlich eine Verbindungsstruktur zum Anbinden des ersten Kunststoffteils an den weiteren Gegenstand.
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Ein erfindungsgemäße Leitungsanbindung umfasst wenigstens ein vorzugsweise flexibles Leitungselement und wenigstens ein erfindungsgemäßes Anbindungsteil, wobei das Anbindungsteil einerseits mit dem Leitungselement verbunden ist, vorzugsweise durch direkte Anbindung im Bereich des zweiten Kunststoffteils, und wobei das Anbindungsteil andererseits an den weiteren Gegenstand angebunden ist, vorzugsweise mittels der Verbindungsstruktur, sodass ein durch das Leitungselement zu leitendes Strömungsmedium in den weiteren Gegenstand leitbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäßen Anbindungsteils oder der erfindungsgemäßen Leitungsanbindung eignet sich für die Anbindung wenigstens eines medienführenden Leitungselements, vorzugsweise einer Ölleitung, höchst vorzugsweise einer Ölrückführleitung, bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise im motornahen Bereich, wobei höchst vorzugsweise der weitere Gegenstand ein Kurbelgehäuse ist, und wobei höchst vorzugsweise das mediumführende Leitungselement zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist, vorzugsweise balgartig.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene kraft- und/oder formschlüssige Verbindung umfasst demnach als Anschlussteilwerkstoff einen Kunststoff, beispielsweise einen thermoplastischen (Hart-)Kunststoff. Als erster Fügepartner dient ein relativ weicher Kunststoff, beispielsweise ein Elastomer, insbesondere Silikonkautschuk. Der erste Fügepartner erfüllt im Wesentlichen eine abdichtende Funktion. Bei dem erfindungsgemäß zweiten Fügepartner handelt es sich um das metallische Leitungselement, vorzugsweise ein flexibles metallisches Leitungselement (auch als metallisches Flexelement bezeichnet).
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Bei dem genannten Anschlussteilwerkstoff handelt es sich um den Werkstoff des ersten Kunststoffteils. Bei genanntem ersten Fügepartner handelt es sich um das Material des zweiten Kunststoffteils, und bei dem zweiten Fügepartner – wie bereits ausgeführt – um das metallische Leitungselement (Flexelement).
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Das erste Kunststoffteil wird an dem Leitungselement angebracht, wobei es das Leitungselement im Bereich von dessen Anschlussöffnung unter Freilassung derselben aufnimmt und zusätzlich eine Verbindungsstruktur zum Anbinden des ersten Kunststoffteils an den weiteren Gegenstand schafft. Bei dem weiteren Gegenstand kann es sich, wie bereits ausgeführt und ohne Beschränkung, um ein Kurbelgehäuse im motornahen Bereich eines Kraftfahrzeugs handeln.
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Das zweite Kunststoffteil wird an dem ersten Kunststoffteil und an dem Leitungselement angebracht und schafft dabei eine im Wesentlichen unlösbare Verbindung des Leitungselements gegenüber dem ersten Kunststoffteil. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, Schrumpfungen des vorzugsweise relativ harten Materials des ersten Kunststoffteils auszugleichen, um das metallische Leitungselement und das erste Kunststoffteil sicher und dauerhaft miteinander zu verbinden.
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Anschließend wird das erste Kunststoffteil mit dem weiteren Gegenstand verbunden, indem die geschaffene Verbindungsstruktur Verwendung findet. Die genannte Verbindung kann derart erfolgen, dass die freigelassene Anschlussöffnung des Leitungselements mit einer entsprechenden Öffnung an den weiteren Gegenstand korrespondiert, sodass ein Strömungsmedium, insbesondere Öl, durch das metallische Leitungselement hindurch in den weiteren Gegenstand leitbar ist.
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Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass für das erste Kunststoffteil ein erstes Kunststoffmaterial und/oder dass für das zweite Kunststoffteil ein zweites Kunststoffmaterial verwendet wird, welches jeweils eine an ein durch das Leitungselement zu leitendes Strömungsmedium und/oder an eine Temperaturentwicklung in dem motornahen Bereich angepasste Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit aufweist. Vorteilhafterweise besitzen die genannten Kunststoffmaterialen eine Temperaturbeständigkeit über einen Bereich von etwa –40°C bis etwa 130°C oder gar 150°C. Auch die chemische Beständigkeit der verwendeten Kunststoffmaterialien ist an die gegebenen Bedingungen angepasst; in vorteilhafter Weise sind beide Kunststoffmaterialien gegenüber der Einwirkung von Öl beständig. Auf diese Weise eignet sich das beschriebene Verfahren insbesondere zur Anbindung eines medienführenden Leitungselements bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise einer Ölleitung oder einer Ölrückführleitung.
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Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das erste Kunststoffteil und/oder das zweite Kunststoffteil in einer zur Herstellung (durch Umformen) des Leitungselements verwendeten Urform an das Leitungselement angeformt werden. Dieses Anformen mit kann insbesondere durch Spritzgießen erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Herstellungsverfahren vereinfachen und zeitlich optimieren.
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Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass beim Anformen zunächst das erste Kunststoffteil und anschließend das zweite Kunststoffteil an das Leitungselement angeformt werden. Diese Vorgehensweise hat sich im Zuge von Versuchen der Anmelderin als besonders günstig erwiesen, insbesondere können hierbei durch Schrumpfung des Materials des ersten Kunststoffteils hervorgerufene Toleranzen ausgeglichen werden.
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Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass für das erste Kunststoffteil ein relativ hartes Kunststoffmaterial, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, verwendet wird. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang PBT GF30 (Polybutylenterephthalat mit 30% Glasfaser) Verwendung finden, wobei es sich um ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial handelt. Der Begriff „relativ hart“ drückt aus, dass das erste Kunststoffmaterial gegenüber einem zur Herstellung des zweiten Kunststoffteils verwendeten Material härter ist. Entsprechend kann für das zweite Kunststoffteil ein relativ weiches Kunststoffmaterial verwendet werden, insbesondere ein Elastomermaterial, beispielsweise Silikonkautschuk oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE) mit einer Härte von etwa 60 Shore A oder dergleichen.
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In einer wieder anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zum Verschließen der Anschlussöffnung eine Schutzkappe vorgesehen wird, welche insbesondere durch Anspritzen eines wiederum relativ weichen Kunststoffmaterials erzeugt werden kann. Auf diese Weise lassen sich auch erhöhte Anforderungen an die technische Sauberkeit erfüllen und zeit- oder kostenaufwändige Reinigungsvorgänge vermeiden.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das zweite Kunststoffteil sich bis in den Bereich der Verbindungsstruktur erstreckend ausgebildet wird oder dass in diesem Bereich ein dem zweiten Kunststoffteil materiell ähnliches weiteres Kunststoffteil angebracht wird. Wenn das zweite Kunststoffteil sich bis in den Bereich der Verbindungsstruktur hinein erstreckt oder wenn in diesem Bereich ein weiteres Kunststoffteil angebracht wird, welches dem zweiten Kunststoffteil materiell ähnlich ist, das heißt, welches in einem ähnlich weichen Kunststoffmaterial ausgebildet ist, lässt sich auf besonders einfache Weise erreichen, dass eine als Durchbruch in dem ersten Kunststoffteil ausgebildete Verbindungsstruktur in ihrem lichten Öffnungsquerschnitt reduziert wird. Auf diese Weise ist es anschließend im Zuge einer anderen Weiterbildung des Verfahrens möglich, mittels des zweiten Kunststoffteils oder des weiteren Kunststoffteils ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, verliersicher im Bereich des Durchbruchs zu halten. Wenn also sich das zweite Kunststoffteil bis in den Bereich der Verbindungsstruktur erstreckt, ist zur Ausbildung der angesprochenen Verliersicherung und des zweiten Kunststoffteils nur ein einziger Herstellungsschritt erforderlich.
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Um einen lichten Öffnungsquerschnitt einer als Durchbruch in dem ersten Kunststoffteil ausgebildeten Verbindungsstruktur in der genannten Art und Weise zu reduzieren, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, diesen Durchbruch mit einer Art Kunststoffhaut oder Kunststoffmembran zunächst zu verschließen, welche Membran anschließend eingeschnitten wird oder dergleichen, um die angesprochene Verliersicherung zu schaffen.
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Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das erste Kunststoffteil und/oder das zweite Kunststoffteil eingefärbt und/oder transparent ausgebildet wird, was insbesondere durch Auswählen eines entsprechend geeigneten Kunststoffmaterials geschehen kann. Auf diese Weise lässt sich neben einer ästhetischen Wirkung auch ein funktionaler Zusatznutzen erreichen, weil auf diese Weise beispielsweise ein Blick auf das durchgeleitete Strömungsmedium oder eine visuelle Kontrolle eines noch zu beschreibenden Dichtelements möglich wird.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann außerdem noch vorgesehen sein, dass außen an dem ersten Kunststoffteil in einem Bereich, in welchem das erste Kunststoffteil das Leitungselement aufnimmt, wenigstens ein relativ weicheres Dichtelement, insbesondere ein O-Ring-Dichtelement angeordnet und zum Abdichten beim Verbinden gemäß Schritt d) verwendet wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement durch Spritzgießen an dem ersten Kunststoffteil erzeugt wird. Es muss sich also bei dem Dichtelement nicht um ein separates Bauteil handeln.
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Wenn nun – wie angesprochen – das erste Kunststoffteil in einem durchsichtigen Material ausgebildet ist, kann die Möglichkeit einer visuellen Kontrolle dieses Dichtelements bestehen.
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Schließlich kann im Zuge einer wieder anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch noch vorgesehen sein, dass im Schritt a) ein Leitungselement mit wenigstens einer Auszugssicherung an seiner Außenseite im Bereich der Anschlussöffnung bereitgestellt wird. Eine solche Auszugssicherung kann die Dauerhaftigkeit einer erfindungsgemäß zwischen dem ersten Kunststoffteil und dem Leitungselement geschaffenen Verbindung noch erhöhen. Die genannte Auszugssicherung kann in Form einer umlaufenden oder segmentierten Sicke oder Welle ausgebildet sein, und sie kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von dem ersten Kunststoffteil umfasst bzw. eingefasst oder darin eingebettet werden.
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Auf die Merkmale eines erfindungsgemäßen Anbindungsteils wurde weiter oben bereits hingewiesen. Ein solches Anbindungsteil lässt sich insbesondere dadurch weiterbilden, dass das erste Kunststoffteil in einem ersten Kunststoffmaterial und/oder das zweite Kunststoffteil in einem zweiten Kunststoffmaterial mit jeweils an ein durch das Leitungselement zu leitendes Strömungsmedium und/oder an eine Temperaturentwicklung in dem motornahen Bereich angepasster Temperaturbeständigkeit und chemischer Beständigkeit ausgebildet ist. Auf entsprechende Temperaturwerte und chemische Anforderungen wurden weiter oben bereits detailliert hingewiesen.
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Im Zuge einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anbindungsteils kann vorgesehen sein, dass das erste Kunststoffteil und/oder das zweite Kunststoffteil in einer zur Herstellung des Leitungselements verwendeten Urform an das Leitungselement angeformt worden sind, was durch Spritzguss geschehen kann. Auch hierauf wurde weiter oben bereits hingewiesen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zunächst das erste Kunststoffteil und anschließend das zweite Kunststoffteil an das Leitungselement angeformt wurde, worauf ebenfalls schon genauer eingegangen worden ist.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Kunststoffmaterial um ein relativ hartes Kunststoffmaterial, insbesondere einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise PBT GF30, und bei dem zweiten Kunststoffmaterial handelt es sich um ein relativ leichtes Kunststoffmaterial, insbesondere ein Elastomermaterial, beispielsweise Silikonkautschuk oder ein TPE, mit einer Härte von etwa 60 Shore A oder dergleichen.
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Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anbindungsteils kann vorgesehen sein, dass zum Verschließen der Anschlussöffnung eine Schutzkappe vorgesehen ist. Diese kann durch Anspritzen eines relativ weichen Kunststoffmaterials hergestellt worden sein.
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Weiterhin kann bei dem Anbindungsteil vorgesehen sein, dass das zweite Kunststoffteil sich bis in den Bereich der Verbindungsstruktur erstreckt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in diesem Bereich ein dem zweiten Kunststoffteil materiell ähnliches weiteres Kunststoffteil vorgesehen ist.
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Auch im Hinblick auf das erfindungsgemäße Anbindungsteil hat es sich als günstig erwiesen, wenn durch zweite Kunststoffteil oder das weitere Kunststoffteil eine als Durchbruch in dem ersten Kunststoffteil ausgebildete Verbindungsstruktur in ihrem lichten Öffnungsquerschnitt reduziert ist. Es ist dann – wie bereits erwähnt – möglich, mittels des zweiten Kunststoffteils oder des weiteren Kunststoffteils ein Verbindungsmittel verliersicher im Bereich des Durchbruchs zu halten. Bei dem Verbindungsmittel kann es sich – ohne Beschränkung – um eine Schraube oder dergleichen handeln, welches Verbindungsmittel dazu ausgebildet und vorgesehen ist, mit einer entsprechenden komplementären Verbindungsstruktur an dem weiteren Gegenstand zusammenzuwirken, z. B. einer Gewindebohrung.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das erste Kunststoffteil und/oder das zweite Kunststoffteil farbig und/oder transparent ausgebildet sein können, was optisch ansprechend sein kann und zusätzlichen funktionalen Nutzen mit sich bringt.
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Wenn außen an dem ersten Kunststoffteil in einem Bereich, in welchem das erste Kunststoffteil das Leitungselement aufnimmt, wenigstens ein relativ weicheres Dichtelement, insbesondere ein O-Ring-Dichtelement, angeordnet ist, lässt sich dieses zum Abdichten beim Anbinden an den weiteren Gegenstand verwenden. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Dichtelement vorteilhafterweise durch Spritzgießen direkt an oder auf dem ersten Kunststoffteil erzeugt worden sein kann, sodass es sich bei dem Dichtelement nicht um ein separates Bauteil handelt, was eine Reduzierung des Montageaufwands bedeutet.
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Im Zuge einer besonders vorteilhaften konkreten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anbindungsteils ist vorgesehen, dass das erste Kunststoffteil einen vorzugsweise flachen, plättchenförmigen Grundkörper aufweist. Dieser kann vorteilhafterweise abgerundete Ecken aufweisen und zu seinem einen Ende hin leicht keilförmig zulaufen. Der Grundkörper weist wenigstens zwei Durchbrüche auf, von denen wenigstens ein erster Durchbruch zum Aufnehmen des Leitungselements dient, und von denen wenigstens ein zweiter Durchbruch die Verbindungsstruktur bildet. Vorteilhafterweise ist der erste Durchbruch am breiteren Ende des Grundkörpers angeordnet, ohne dass dies jedoch zwingend der Fall sein muss. Der Grundkörper weist fluchtend mit den ersten Durchbruch einen rohrartigen Vorsprung auf, der zum Anbinden an den weiteren Gegenstand ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Dichtelement, auf das weiter oben bereits hingewiesen wurde, außen im Bereich dieses Vorsprungs angeordnet, der entsprechend in den weiteren Gegenstand einsteckbar ist. Das zweite Kunststoffteil kann umlaufend an einer Innenwandung des ersten Durchbruchs angeordnet sein und kann sich von dort, vorzugsweise einstückig, bis in den Bereich des zweiten Durchbruchs erstrecken.
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Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anbindungsteils sieht vor, dass wenigstens zwei Aufnahmen für eine entsprechende Anzahl von Leitungselementen vorgesehen sind, welche Aufnahmen vorzugsweise etwa rechtwinklig zueinander angeordnete Öffnungsquerschnitte aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem entsprechend ausgebildeten Anbindungsteil zwei oder mehr Leitungselemente mit dem weiteren Gegenstand zu verbinden, beispielsweise zwei Ölrückführleitungen mit einem Kurbelgehäuse bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, ohne dass die Erfindung jedoch auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt wäre.
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Auf die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Leitungsanbindung wurde weiter oben bereits hingewiesen. Bei einer diesbezüglichen Weiterbildung kann nun vorgesehen sein, dass das Leitungselement im Bereich der Anschlussöffnung an seiner Außenseite wenigstens eine Auszugsicherung umfasst, worauf grundsätzlich ebenfalls weiter oben bereits hingewiesen wurde. Insbesondere kann die Auszugssicherung in Form einer umlaufenden oder segmentierten Sicke oder Welle ausgebildet sein, welche dann – insbesondere nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens – von den ersten Kunststoffteil umfasst bzw. umschlossen oder in dieses eingebettet ist, wobei der angesprochene erste Fügepartner (der weichere Kunststoff) für die entsprechende Abdichtung und Verbindungssicherheit sorgt.
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Ein erfindungsgemäßes Anbindungsteil und die erfindungsgemäße Leitungsanbindung lässt sich vorteilhafterweise verwenden für die Anbindung wenigstens eines mediumführenden Leitungselements, vorzugsweise eine Ölleitung oder Ölrückführung, bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, vorzugsweise im motornahen Bereich. Ohne Beschränkung kann dabei vorgesehen sein, dass der genannte weitere Gegenstand ein Kurbelgehäuse ist und dass das mediumführende Leitungselement zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist, vorzugsweise balgartig.
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Insbesondere im letzteren Fall ist es möglich, eine Welle oder Vorwelle des Balgs im Sinne der bereits angesprochenen Auszugssicherung zu verwenden, ohne dass zu diesem Zweck eine zusätzliche Struktur an dem Leitungselement ausgebildet werden müsste. Durch den Einsatz eines zweiten, relativ weicheren Kunststoffmaterials im Bereich des zweiten Kunststoffteils ergibt sich im Rahmen der erfindungsgemäßen Anbindung eine zusätzliche Flexibilität, die bei bestimmten Anwendungen als Zusatzfunktion nutzbar ist. Es ist sogar möglich, dass bei bestimmten Anwendungen die inhärente Flexibilität der beschriebenen Anbindung bereits als alleinige Flexibilität ausreicht, sodass auf eine entsprechende flexible Ausbildung des Leitungselements verzichtet werden kann. Bei Verwendung des angesprochenen Elastomermaterials ergibt sich außerdem eine zusätzliche Dämpfungswirkung, wobei Schwingungen absorbiert bzw. entkoppelt werden, da ein Elastomer deutlich geringere Steifigkeit und eine größere Dämpfung hat als ein metallisches Anschlussteil nach dem Stand der Technik.
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Es wurde bereits wiederholt darauf hingewiesen, dass sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bestimmte Fertigungsschritte einsparen lassen, insbesondere wenn die Verbindung von Kunststoffteil und Leitungselement in der Urform für die Herstellung des Leitungselements erfolgt.
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Aufgrund der erfindungsgemäß verwendeten Werkstoffe ist das Korrosionsrisiko gering (Stichwort: Potenzialsperre).
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Außerdem ermöglicht die Verwendung von Kunststoffmaterialien die Integration bestimmter Zusatzfunktionen, wie die bereits mehrfach angesprochene Schraubenvorfixierung zur Montageerleichterung oder die Dichtungskontrolle.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitungsanbindung mit einem erfindungsgemäßen Anbindungsteil und zwei metallischen Leitungselementen;
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2 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Anbindungsteils; und
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3 zeigt schematisch und im Schnitt ein erfindungsgemäßes Anbindungsteil im Zusammenwirken mit einem Leitungselement und einem weiteren Gegenstand.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Leitungsanbindung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Leitungsanbindung 1 umfasst bei Bezugszeichen 2 ein erfindungsgemäßes Anbindungsteil und bei Bezugszeichen 3.1, 3.2 jeweils ein metallisches Leitungselement, von dem jeweils nur ein betreffendes Anschlussende mit einer zugehörigen Anschlussöffnung 3.1a, 3.2a dargestellt ist.
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Das Anbindungsteil 2 umfasst ein erstes Kunststoffteil 2a, welches in einem ersten, thermoplastischen Kunststoffmaterial (z.B. PBT GF30) ausgebildet und schraffiert dargestellt ist. Weiterhin umfasst das Anbindungsteil 2 zwei zweite Kunststoffteile 2b, 2c, die – wie dargestellt – einerseits an dem ersten Kunststoffteil 2a und andererseits an dem betreffenden Leitungselement 1.1 bzw. 3.2 angeordnet sind, um eine im Wesentlichen unlösbare, dichte Verbindung des betreffenden Leitungselements 3.1, 3.2 gegenüber dem ersten Kunststoffteil 2a zu schaffen. Dabei ist das erste Kunststoffteil 2a derart ausgebildet bzw. an den Leitungselementen 3.1, 3.2 angebracht, dass das erste Kunststoffteil 2a die Leitungselemente 3.1, 3.2 im Bereich von derer jeweiliger Anschlussöffnung 3.1a, 3.2a unter Freilassung derselben aufnimmt. Zum Schaffen einer formschlüssigen Verbindung weisen die beiden Leitungselemente 3.1, 3.2 im Bereich ihrer jeweiligen Anschlussöffnung 3.1a, 3.2a jeweils noch eine Auszugssicherung in Form einer vorzugsweise umlaufenden Sicke 3.1b bzw. 3.2b auf, wie dargestellt. Auf diese Weise ist über die ersten und zweiten Kunststoffteile 2a bzw. 2b, 2c eine innige, kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Leitungselementen 3.1, 3.2 und dem Anbindungsteil 2 geschaffen. Vorzugsweise ist wird dabei zunächst das erste Kunststoffteil 2a durch Spritzgießen mittels eines geeigneten Werkzeugs (nicht dargestellt) hergestellt, und im Anschluss daran werden die zweite Kunststoffteile 2b, 2c durch Spritzgießen mittels desselben oder eines zweiten Werkzeugs hergestellt.
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Auf ein mögliches Material für das erste Kunststoffteil 2a wurde bereits hingewiesen, vorzugsweise kommt in diesem Zusammenhang glasfaserverstärktes (GF) PBT zum Einsatz. Für die zweiten Kunststoffteile 2b, 2c kann ein relativ weicheres Kunststoffmaterial verwendet werden, insbesondere Silikonkautschuk oder ein TPE.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung der genannten Materialien bzw. der genannten Materialkombinationen beschränkt. Des Weiteren liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, statt der hier dargestellten zwei Leitungselemente 3.1, 3.2 nur ein Leitungselement oder drei oder mehr Leitungselemente vorzusehen.
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Es sei nun auf einige weitere Besonderheiten des Anbindungsteils 2 gemäß 1 näher eingegangen:
Im oberen Teil der Abbildung erkennbar, weist das Anbindungsteil 2 einen auskragenden Abschnitt 2d auf, durch den eine zusätzliche Verbindungsstruktur zum Anbinden des ersten Kunststoffteils 2a bzw. des gesamten Anbindungsteils 2 an einen weiteren Gegenstand geschaffen ist. Diese Verbindungsstruktur umfasst im Wesentlichen den bei Bezugszeichen 2e dargestellten Durchbruch, durch den das Anbindungsteil 2 mittels eines geeigneten, in 1 nicht gezeigten Verbindungselements mit einer geeigneten Struktur an dem weiteren Gegenstand (in 1 nicht gezeigt) verbindbar ist. Hierauf wird weiter unten, insbesondere bei 3, noch genauer eingegangen.
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An demjenigen Ende des Anbindungsteils 2, welches dem Leitungselement 3.1 gegenüberliegt, weist das Anbindungsteil 2 bzw. das erste Kunststoffteil außen umlaufende Strukturierungen in Form von zwei Nuten 2f, 2g auf, wobei in die endständige Nut 2g ein Dichtelement in Form eines O-Rings 4 eingelegt ist. In diesem Bereich dient das Anbindungsteil 2 dazu, durch Eingreifen in eine passende Öffnung an dem weiteren Gegenstand (in 1 nicht gezeigt) eine strömungsleitende Verbindung zwischen dem genannten Gegenstand und den Leitungselementen 3.1, 3.2 herzustellen, wobei über das Dichtelement 4 eine Abdichtung zwischen dem genannten Gegenstand und dem Anbindungsteil 2 geschaffen werden kann.
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Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angemerkt wurde, muss das Dichtelement 4 nicht als separates Bauteil ausgebildet sein. Es liegt vielmehr im Rahmen der Erfindung, dass Dichtelement 4 durch Anspritzen dauerhaft auf dem Anbindungsteil 2 zu fixieren, um auf diese Weise eine Montageerleichterung zu erreichen.
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In 2 ist eine andere, bevorzugte Ausgestaltung allein eines erfindungsgemäßen Anbindungsteils 2 ohne Leitungselement oder dergleichen dargestellt.
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Es sei im Folgenden nur auf die in 2 erkennbaren Besonderheiten der dortigen Anordnung näher eingegangen. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen wie die in den anderen Figuren gleiche oder zumindest gleichwirkende Elemente.
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Das Anbindungsteil 2 gemäß 2 umfasst wiederum ein erstes Kunststoffteil 2a sowie ein zweites Kunststoffteil 2b, wobei letzteres derart ausgebildet ist, dass es einen ersten Durchbruch 2aa in dem ersten Kunststoffteil an dessen innerem Rand umlaufend auskleidet, wie bereits der 1 zu entnehmen war. Das erste Kunststoffteil 2a gemäß 2 weist darüber hinaus noch einen zweiten Durchbruch 2ab auf, welcher dem Durchbruch 2e in 1 entspricht. Dieser zweite Durchbruch 2ab bildet also die bereits angesprochene Befestigungs- oder Verbindungsstruktur aus. Besonders hervorzuheben ist nun, dass das Kunststoffmaterial des zweiten Kunststoffteils 2b sich über einen in dem plättchenförmigen Grundkörper 2ac des Kunststoffteils 2a vorgesehenen Kanal 2ad von dem ersten Durchbruch 2aa einstückig bis in den Bereich des zweiten Durchbruchs 2ab erstreckt, wo es einen an der Innenseite des Durchbruchs 2ab angeordneten Ring 2ba ausbildet, welcher einen lichten Öffnungsquerschnitt des Durchbruchs 2ab effektiv verringert.
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Bei dem Material des ersten Kunststoffteils 2a handelt es sich wiederum vorzugsweise um ein relativ härteres Kunststoffmaterial, beispielsweise einen Thermoplasten (PBT GF30), während es sich bei dem Material des zweiten Kunststoffmaterials 2b um ein relativ weicheres Kunststoffmaterial, vorzugsweise Silikonkautschuk oder dergleichen, handelt.
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Aus 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass der plättchenförmige Grundkörper 2ac abgerundete Kanten aufweist und sich in Richtung von dem ersten Durchbruch 2aa zum zweiten Durchbruch 2ba hin verjüngt.
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Fluchtend mit dem ersten Durchbruch 2aa weist das Anbindungsteil 2 gemäß 2 einen rohrartigen Vorsprung 2ae auf, welcher demjenigen Teil des Gegenstands in 1 entspricht, an dem die Nuten 2f, 2g und das Dichtelement 4 vorgesehen waren. Wie unter Bezugnahme auf 1 bereits erwähnt, dient der Vorsprung 2ae zum Anbinden an einen (nicht gezeigten) weiteren Gegenstand. Entsprechend kann auch im Bereich des Vorsprungs 2ae ein Dichtelement gemäß Bezugszeichen 4 in 1 angeordnet sein, worauf hier nicht näher einzugehen ist.
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3 zeigt das Anbindungsteil 2 gemäß 2 im Zusammenwirken mit einem Leitungselement 3 und einem weiteren Gegenstand 5, der in 3 nur rein schematisch dargestellt ist. Außerdem ist in 3 noch ein Verbindungsmittel 6 in Form einer Schraube angedeutet, welches zum Befestigen des Anbindungsteils 2 an dem weiteren Gegenstand 5 mit einer dort vorgesehen Gewindebohrung 5a oder dergleichen zusammenwirkt.
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Das Anbindungsteil 2 ist mit seinem Vorsprung 2ae in eine entsprechende Aufnahme 5b an dem weiteren Gegenstand 5 eingesetzt, wobei zu Dichtzwecken das angesprochene Dichtelement 4 in Form eines O-Rings zwischen dem Vorsprung 2ae und einer Innenwandung 5c der Aufnahme 5b angeordnet ist. Auf diese Weise kann durch den Durchbruch 2aa aus dem Leitungselement 3 stammendes Strömungsmedium gemäß dem Pfeil F in den weiteren Gegenstand 5 eingeleitet werden oder umgekehrt. Das Verbindungsmittel 6 sorgt für einen sicheren Halt des Anbindungsteils 2 und damit auch des Leitungselements 3 an dem weiteren Gegenstand 5. Der Ring 2ba aus dem zweiten Kunststoffmaterial innerhalb des zweiten Durchbruchs 2ab dient als Verliersicherung oder Transportsicherung für das Verbindungsmittel 6, sodass dieses bereits vor der Montage an dem weiteren Gegenstand 5 an dem Anbindungsteil 2 angeordnet sein kann.
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Vorzugsweise ist das Kunststoffmaterial des ersten Kunststoffteils 2a derart widerstandsfähig ausgebildet bzw. ausgewählt, dass es dem Anpressdruck des Verbindungsmittels 6 bei Anziehen der Verbindung mit dem weiteren Gegenstand 5 widersteht. Das Verbindungsmittel 6 kann insbesondere als M8-Schraube oder dergleichen ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann es sich bei dem weiteren Gegenstand 5 um ein Kurbelgehäuse eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors handeln. Bei dem Leitungselement 3 kann es sich um eine Ölleitung oder Ölrückführleitung eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor handeln. Die Temperatur des geführten Strömungsmediums kann in diesem Zusammenhang etwa 130°C oder 140°C betragen, sodass auch zur Herstellung der Kunststoffteile 2a, 2b (und 2c) Kunststoffe mit entsprechender Temperaturbeständigkeit ausgewählt sein sollten. Gleiches gilt für die chemische Beständigkeit der ausgewählten Kunststoffe gegenüber dem im Leitungselement 3 transportierten Strömungsmedium.
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Wenn insbesondere das Material des ersten Kunststoffteils 2a durchsichtig oder transparent ausgebildet ist, besteht – ohne Beschränkung – bei der Anordnung gemäß 3 die Möglichkeit, von außerhalb des Gegenstands 5 die Lage und den Zustand des Dichtelements 4 zu überprüfen, was die Standzeit und die Sicherheit der erfindungsgemäßen Leitungsanbindung 1 erhöhen kann.
