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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Entwicklung betrifft eine Quetschkupplung zur Verbindung eines Schlauchs mit einer Rohrleitung. In einem weiteren Aspekt betrifft die Entwicklung eine Kraftfahrzeugklimaanlage sowie ein Kraftfahrzeug als auch ein Verfahren zur Herstellung einer fluidführenden Verbindung zwischen einer Rohrleitung und einem Schlauch.
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Hintergrund
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Quetschkupplungen zur Verbindung eines Schlauchs mit einer Rohrleitung sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Die
DE 10 2017 103 156 A1 offenbart beispielsweise eine Quetschkupplung mit einem Rohrleitungsnippel, wobei derjenige Bereich des Rohrleitungsnippels, welcher in den Schlauch einführbar ist, gegenüber einem axial hieran angrenzenden Bereich radial verjüngt ist.
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Eine derartiger radial nach innen gerichteter Versatz bildet eine Stufe an der Innenwand der Rohrleitung im Übergang zum Schlauch. Dies führt zu einer unweigerlichen Verengung des frei durchströmbaren Durchmessers der Rohrleitung, bzw. des Schlauchs. Dies führt zu einem Druckverlust des durch die Rohrleitung, bzw. durch den Schlauch strömenden Fluids, Fluidgemisches oder Gases.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Entwicklung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Quetschkupplung zur Verbindung eines Schlauchs mit einer Rohrleitung bereitzustellen, welche möglichst geringe oder keine spürbaren Auswirkungen auf einen möglichen Druckverlust des durch die Quetschkupplung strömenden Mediums oder Fluids hat.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einer Quetschkupplung, einer Kraftfahrzeugklimaanlage, einem Kraftfahrzeug sowie mit einem Verfahren zur Herstellung einer fluidführenden Verbindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Die Quetschkupplung ist zur Verbindung eines Schlauchs mit einer Rohrleitung ausgestaltet. Die Quetschkupplung umfasst eine solche Rohrleitung, einen Schlauch und eine Presshülse. Die Rohrleitung weist einen ersten Rohrleitungsabschnitt und einen zweiten Rohrleitungsabschnitt auf. Der zweite Rohrleitungsabschnitt grenzt in Längsrichtung der Rohrleitung an den ersten Rohrleitungsabschnitt an. Der zweite Rohrleitungsabschnitt schließt sich sozusagen in axial- oder Längsrichtung an den ersten Rohrleitungsabschnitt an. Der zweite Rohrleitungsabschnitt weist dem ersten Rohrleitungsabschnitt abgewandt ein freies Ende auf. Mit dem freien Ende ist die Rohrleitung, mithin der zweite Rohrleitungsabschnitt in einen Schlauch einführbar. Der erste und der zweite Rohrleitungsabschnitt sind ferner einstückig ausgebildet.
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Im Übergang vom ersten Rohrleitungsabschnitt zum zweiten Rohrleitungsabschnitt ist zumindest ein erster, von einer Außenseite einer Seitenwand der Rohrleitung radial hervorstehender Anschlagbund ausgebildet.
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Die Rohrleitung weist im Bereich des ersten Rohrleitungsabschnitts einen ersten Innendurchmesser und im Bereich des zweiten Rohrleitungsabschnitts einen zweiten Innendurchmesser auf. Der erste und der zweite Innendurchmesser sind im Wesentlichen identisch oder gleich groß. Der Schlauch ist auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufschiebbar. Die Presshülse ist in einem vorgegebenen radialen Abstand zur Rohrleitung und unter Bildung eines ringförmigen Aufnahmespalts für den Schlauch an der Rohrleitung angeordnet. Die Presshülse umschließt typischerweise den zweiten Rohrleitungsabschnitt unter Bildung des Aufnahmespalts.
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Zur Bildung der Quetschverbindung des zweiten Rohrleitungsabschnitts mit der auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufgeschobenen Schlauchleitung ist die Presshülse radial nach innen verformbar, typischerweise verpressbar, bzw. vercrimpbar. Bei der Presshülse kann es sich sozusagen um eine Crimphülse oder um eine Quetschhülse handeln.
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Der Innendurchmesser der ursprünglich nicht verpresten Presshülse ist größer als der Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts. Der Innendurchmesser der Presshülse ist zumindest um das zweifache der Wandstärke des Schlauchs größer als der Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts. In einem Ausgangszustand liegt die Presshülse typischerweise als zylindrischer Körper vor.
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Indem der erste und der zweite Rohrleitungsabschnitt im Wesentlichen identische Innendurchmesser aufweisen wird eine Verjüngung des Strömungsquerschnitts im Bereich der Rohrleitung, insbesondere im Übergang vom ersten zum zweiten Rohrleitungsabschnitt vermieden. Insoweit ist die Rohrleitung, bzw. die Quetschkupplung strömungstechnisch optimiert und weist einen im Vergleich zu bekannten Lösungen, welche einen radial nach innen verjüngten zweiten Rohrleitungsabschnitt aufweisen, einen geringeren Druckverlust auf.
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Die Rohrleitung ist typischerweise eine Metall-Rohrleitung. Sie kann beispielsweise eine Aluminiumrohr aufweisen oder aus Aluminium bestehen. Gleichermaßen kann die Presshülse eine Metall-Presshülse sein. Sie kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein oder hieraus bestehen.
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Der Schlauch ist typischerweise elastisch verformbar. Er kann ein Elastomermaterial aufweisen oder aus einem Elastomermaterial bestehen.
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Der radial nach außen von der Seitenwand der Rohrleitung hervorstehende Anschlagbund kann eine axiale Begrenzung für den Schlauch bilden. Beim Aufschieben auf die Rohrleitung kann der Schlauch axial, bzw. in Längsrichtung an dem ersten Anschlagbund zur Anlage gelangen. Insoweit bewirkt der Anschlagbund eine axiale Begrenzung für das Aufschieben des Schlauchs auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt. Der Anschlagbund ist typischerweise integraler Bestandteil der Rohrleitung. Der Anschlagbund kann durch plastische Deformation der Rohrleitung, typischerweise mittels einer Kalt- und/oder Warmumformung der Rohrleitung gebildet werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Presshülse an einem ersten Längsende einen radial nach innen gerichteten Flansch auf, welcher mit dem zumindest ersten Anschlagbund der Rohrleitung zusammenwirkt. Der radial nach innen gerichtete Flansch kann insbesondere in Axialrichtung, d.h. in Längsrichtung an dem Anschlagbund zur Anlage gelangen. Auf diese Art und Weise kann die Presshülse bezüglich der Axialrichtung an der Rohrleitung fixiert werden. Durch ihre radial nach innen gerichtete Verformung, Quetschung oder Vercrimpung kann sie gleichermaßen zusammen mit dem sich zwischen dem zweiten Rohrleitungsabschnitt und der Innenwand der Presshülse befindlichen Schlauch eine reibschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Schlauch bilden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Rohrleitung axial beabstandet vom ersten Anschlagbund einen zweiten Anschlagbund auf. Der zweite Anschlagbund kann insbesondere in einem Abstand vom ersten Anschlagbund vorgesehen oder an der Rohrleitung ausgebildet sein. Der axiale Abstand zwischen dem ersten und den zweitem Anschlagbund kann im Wesentlichen einer Wandstärke des Flanschs der Presshülse entsprechen.
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Der zweite Anschlagbund ragt gleichermaßen, wie auch der erste Anschlagbund radial nach außen von der Außenseite der Rohrleitung hervor. Der erste und der zweite Anschlagbund können im Wesentlichen identische Radialerstreckungen aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass der erste und der zweite Anschlagbund unterschiedliche Radialerstreckungen aufweisen. Der zweite Anschlagbund wird typischerweise im Zuge einer Verformung der Presshülse in die Rohrleitung eingearbeitet oder an der Rohrleitung ausgebildet. Der erste und der zweite Anschlagbund können zusammen, bzw. zwischen sich, eine ringförmige Nut an der Außenseite der Rohrleitung bilden. Die ringförmige Nut kann derart bemessen und ausgebildet sein, um insbesondere den radial nach innen gerichteten Flansch der Presshülse formschlüssig aufzunehmen und/oder axial zu fixieren. Insoweit kann mittels erstem und zweitem Anschlagbund die Presshülse in Längsrichtung, d.h. in Richtung zum freien Ende der Rohrleitung als auch entgegengesetzt hierzu axial an der Rohrleitung fixiert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Quetschkupplung befindet sich der erste Anschlagbund innerhalb der Presshülse. Der zweite Anschlagbund befindet sich außerhalb der Presshülse. Die Ausgestaltung des Flanschs der Presshülse am ersten Längsende der Presshülse bildet eine Art Stirnwand der Presshülse, welche in Längsrichtung oder in Axialrichtung von der Rohrleitung durchsetzt ist.
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Mit Ausbildung eines ersten Anschlagbunds und eines zweiten Anschlagbunds kann die axiale Fixierung der Presshülse an der Rohrleitung verbessert und verstärkt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Quetschkupplung ist der Flansch der Presshülse zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlagbund angeordnet oder fixiert. Der Flansch ist insbesondere in der zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlagbund gebildeten Nut angeordnet oder hierin zumindest axial fixiert.
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Die zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlagbund gebildete Nut weist typischerweise eine Breite, bzw. eine Erstreckung in Längsrichtung auf, welche im Wesentlichen der Wandstärke des Flanschs der Presshülse entspricht. Auf diese Art und Weise kann eine axiale Fixierung des Flanschs und damit der Presshülse an der Rohrleitung erreicht werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Quetschkupplung weist die Presshülse an einem zweiten Längsende, welches dem ersten Längsende gegenüberliegt, eine sich radial nach außen erstreckende Aufweitung auf. Die sich zum zweiten Längsende hin radial erweiternde Aufweitung der Presshülse kann beispielsweise eine konische Aufweitung sein. Dies vereinfacht einen Fügevorgang von Schlauch, Rohrleitung und Presshülse in Längsrichtung. Die Aufweitung kann vielerlei Vorteile mit sich bringen. Sie ist insbesondere für unterschiedliche Fügeprozesses oder Herstellungsverfahren zur Bildung der hier vorgesehenen Quetschkupplung geeignet.
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So kann herstellungstechnisch vorgesehen sein, den Schlauch zunächst auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufzuschieben und erst hiernach die Presshülse entweder von Seiten des Schlauchs oder von Seiten der Rohrleitung in den Bereich des zweiten Rohrleitungsabschnitts zu verlagern, etwa zu verschieben, um hiernach die Presshülse zur Bildung der Quetschverbindung verpressen oder vercrimpen zu können. Andere Montagewege sehen beispielsweise vor, die Presshülse bereits vorkonfektioniert an der Rohrleitung, beispielsweise an deren erstem Anschlagbund axial zu fixieren und hiernach den Schlauch in den zwischen der Presshülse und dem zweiten Rohrleitungsabschnitt gebildeten Ringspalt axial einzuführen.
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Für beide alternativen Montageprozesse erweist sich die radial nach außen erstreckende Aufweitung der Presshülse als vorteilhaft, um den Schlauch entweder möglichst einfach in die Presshülse einzuführen oder um die Presshülse auf den Schlauch aufzuschieben.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite Rohrleitungsabschnitt an seiner Außenseite eine Verrippung auf. Die Verrippung kann mehrere, beispielsweise in Umfangsrichtung verlaufende Rillen, Rippen oder Nuten aufweisen. Diese können beispielsweise in Längsrichtung betrachtet nach Art eines Sägezahnprofil ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Verrippung in Längsrichtung betrachtet als eine Art Verzahnung ausgestaltet sein mit abwechselnden, vergleichsweise steilen und flachen Zahnflanken. Die steilen Zahnflanken weisen hierbei in Richtung zum ersten Rohrleitungsabschnitt, bzw. in Richtung zum zumindest ersten Anschlagbund.
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Durch Ausbildung einer Verrippung an der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts kann die Haft- und/oder Gleitreibung zwischen dem zweiten Rohrleitungsabschnitt und einer Innenseite des Schlauchs gesteigert werden. Eine zum Entfernen des Schlauchs erforderliche Abzugskraft kann auf diese Art und Weise weiter erhöht werden. Die Stabilität und Belastbarkeit der Quetschkupplung kann hierdurch gesteigert und verbessert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Schlauch ein elastisch verformbares Material auf oder er ist im Wesentlichen aus einem elastisch verformbaren Material gebildet. Mithin kann der Schlauch aus einem elastisch verformbaren Material bestehen. Vorzugsweise weist der Schlauch ein Elastomermaterial oder eine Mischung verschiedener Elastomermaterialien auf. Ferner kann der Schlauch mehrschichtig ausgestaltet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Schlauch mehrschichtig aufgebaut sein und eine in das Elastomermaterial eingebettete Sperrschicht aufweisen. Eine Sperrschicht ist insbesondere für das durch den Schlauch strömende Fluid oder undurchdringbar. Die Dichtigkeit des Schlauchs bzw. der Quetschkupplung kann auf diese Art und Weise gesteigert werden. Die Sperrschicht ist dabei typischerweise zwischen zwei Einbettungsschichten aus einem Elastomermaterial angeordnet.
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Optional kann der Schlauch eine Faserverstärkung, beispielsweise in Form eines Fasergeflechts aufweisen. Die Stabilität des Schlauchs kann hierdurch gesteigert werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Schlauch in einem Ausgangszustand, d.h. vor dem Aufschieben auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt, einen Innendurchmesser auf, welcher größer oder gleich einem Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts ist. Ein derartig weiter oder radial geweiteter Schlauch ist besonders einfach auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufschiebbar. Durch die radial nach innen gerichtete Verformung der Presshülse erfährt der Schlauch eine hinreichend feste gequetschte Verbindung, mithin eine Klemmverbindung mit dem zweiten Rohrleitungsabschnitt.
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Bei dieser Ausgestaltung kann jedoch das freie Ende des zweiten Rohrleitungsabschnitts in strömungstechnische Hinsicht eine Stufe bilden, welcher in etwa der Wandstärke des zweiten Rohrleitungsabschnitts entspricht. Eine derartige Stufe, kann, bei entsprechender Strömungsrichtung des durch die Quetschkupplung strömenden Mediums, zu einem Druckverlust in der Rohrleitung bzw. im Schlauch führen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Schlauch in einem Ausgangszustand vor dem Aufschieben auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt einen Innendurchmesser auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts ist. Der Schlauch ist dabei ferner zum Aufschieben auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt radial nach außen auf einen aufgeweiteten Innendurchmesser dehnbar, vorzugsweise elastisch dehnbar.
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Der aufgeweitete Innendurchmesser ist dabei bis zu 5%, bis zu 10%, bis zu 15% oder bis zu 20% größer als der ursprüngliche Innendurchmesser des Schlauchs. Diese radiale Dehnbarkeit des Schlauchs ermöglicht es, dass im Endmontagezustand der Quetschkupplung der Innendurchmesser des Schlauchs in einem Bereich axial angrenzend aber außerhalb der Rohrleitung in etwa dem Innendurchmesser der Rohrleitung entspricht oder nur geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Rohrleitung.
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Auf diese Art und Weise kann ein axialer Versatz oder ein axialer Sprung im Bereich des Übergangs vom freien Ende der Rohrleitung zum Schlauch verringert werden. Eine etwaiger Druckverlust in diesem Bereich kann hierdurch ebenso verringert werden. Das zum Aufschieben oder Aufziehen des Schlauchs auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt erforderliche radiale Weiten des Schlauchs kann im Zuge des Aufschiebens selbst erfolgen. Hierzu kann das freie Ende der Rohrleitung eine Fase aufweisen, mittels derer das radiale Aufweiten des Schlauchs unterstützt oder initiiert wird.
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Es ist ferner denkbar, den Schlauch auch bereits vor oder unmittelbar vor dem Aufschieben auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt radial nach außen zu dehnen. Eine Vorab-Dehnung des Schlauchs kann den Montageprozess vereinfachen. Je nach Elastizität des Schlauchs ist eine radiale Erweiterung des Schlauchs problemlos auch erst im Fügeprozesses denkbar und vorgesehen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Quetschkupplung weist der Schlauch einen Innendurchmesser auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts und größer oder gleich als der Innendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts ist. Jenen Innendurchmesser weist der Schlauch typischerweise im Ausgangszustand auf. Ein Innendurchmesser des Schlauchs im Ausgangszustand, welcher kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts und größer oder gleich als der Innendurchmesser des zweiten Rohrleitungsabschnitts ist kann einerseits zur Minimierung einer radialen Stufe oder Verjüngung im Übergang vom Schlauch zum zweiten Rohrleitungsabschnitt als auch zur Minimierung von Montagekräften für das Aufschieben des Schlauchs auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt von Vorteil sein.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Kühlmittelkreislauf. Der Kühlmittelkreislauf weist eine Kühlmittelleitung auf. Die Kühlmittelleitung weist zumindest eine zuvor beschriebene Quetschkupplung auf. Der Kühlmittelkreislauf, mithin dessen Kühlmittelleitung bildet eine strömungstechnische Kopplung der einzelnen Komponenten der Kraftfahrzeugklimaanlage. Diese umfasst typischerweise einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsorgan und einen Verdampfer. Diese Komponenten sind in bekannter Art und Weise mittels der Kühlmittelleitung zur Bildung eines Kühlmittelkreislaufs strömungstechnisch miteinander verbunden.
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Einzelne Abschnitte der Kühlmittelleitung weisen eine Rohrleitung auf. Andere Abschnitte weisen einen Schlauch, bzw. eine Schlauchleitung auf. Mittels der zuvor beschriebenen Quetschkupplung kann die Rohrleitung aus Metall mit dem Schlauch strömungstechnisch verbunden, bzw. strömungstechnisch gekoppelt sein. Der Schlauch weist typischerweise ein Elastomermaterial auf.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage oder ein Kraftfahrzeug mit einer fluidführenden Leitung, welche eine zuvor beschriebene Quetschkupplung aufweist.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer fluidführenden Verbindung zwischen einer Rohrleitung und einem Schlauch unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Quetschkupplung vorgesehen. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Bereitstellens der Rohrleitung mit dem ersten Rohrleitungsabschnitt und dem zweiten Rohrleitungsabschnitt. Des Weiteren wird ein geeigneter Schlauch für die Verbindung mit der Rohrleitung bereitgestellt. Der Schlauch wird alsdann auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt der Rohrleitung aufgeschoben. Hiernach erfolgt ein radial nach innen gerichtetes Verformen der Presshülse zur Bildung einer reib- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem zweiten Rohrleitungsabschnitt und dem Schlauch.
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Verfahrenstechnisch kann das Bereitstellen der Rohrleitung eine Umformoperation der Rohrleitung umfassen. Mittels der Umformoperation wird die beispielsweise ursprünglich zylindrische Rohrleitung durch einen Umformprozess derart verformt, dass im Übergangsbereich vom ersten Rohrleitungsabschnitt zum zweiten Rohrleitungsabschnitt zumindest der eine radial nach außen hervorstehende Anschlagbund generiert oder erzeugt wird.
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Die Presshülse kann vor oder nach einem Aufschieben des Schlauchs auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt in eine Endmontage-Konfiguration oder Endmontage-Position gebracht werden, in welcher die Presshülse den auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufgeschobenen Bereich des Schlauchs bzw. der Schlauchleitung umfasst oder umschließt.
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In einem finalen Montage- oder Fügeschritt kann vorgesehen sein, dass die Presshülse unter Verwendung eines oder mehrerer Presswerkzeuge radial nach innen verpresst, bzw. gequetscht wird. Die Presshülse kann in einem Ausgangszustand, in welchem sie auf den Schlauch, bzw. auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt aufgeschoben wird, eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie aufweisen. Die Ausbildung des nach innen gerichteten Flanschs am ersten Längsende als auch eine radial nach innen gerichtete Verpressung, welche mit einer Rippen- oder Rillenbildung der Presshülse einhergehen kann, ist im Zuge eines einzigen oder eines mehrteiligen Umformprozesses vorgesehen.
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Gleichermaßen kann im Zuge der Umformoperation der Presshülse auch der zweite Anschlagbund an die Rohrleitung angeformt, bzw. die Rohrleitung derart umgeformt, zum Beispiel gestaucht werden, dass der zweite Anschlagbund gebildet wird.
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Sämtliche zuvor beschriebenen Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Wirkungen der Quetschkupplung gelten gleichermaßen für das Verfahren zu deren Herstellung; und umgekehrt.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Quetschkupplung werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
- 2 ein Blockschaltbild einer Kraftfahrzeugklimaanlage,
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Quetschkupplung im Übergang von einer Rohrleitung zu einem Schlauch,
- 4 eine schematische Querschnittsdarstellung durch die Quetschkupplung gemäß 3 bei abgezogenem Schlauch,
- 5 eine Querschnittsdarstellung der Quetschkupplung im Endmontagezustand,
- 6 eine weitere Ausführungsform der Quetschkupplung in einer Querschnittsdarstellung gemäß 4,
- 7 eine Querschnittsdarstellung der Quetschkupplung gemäß 6 im Endmontagezustand und
- 8 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung der fluidführenden Verbindung.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Kraftfahrzeugkarosserie 2 und einen Innenraum 3 auf, welcher als Fahrgastzelle fungiert. Das Kraftfahrzeug 1 ist ferner mit einer in 1 nur schematisch angedeuteten Kraftfahrzeugklimaanlage 10 ausgestattet. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 10 ermöglicht eine geforderte Temperierung des Innenraums 3.
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In 2 ist ein Blockdiagramm einer Kraftfahrzeugklimaanlage 10 gezeigt. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 10 verfügt über eine Kühlmittelleitung 11. Die Kühlmittelleitung 11 bildet zusammen mit den einzelnen Komponenten der Kraftfahrzeugklimaanlage 10 einen Kühlmittelkreislauf 12. In einer an und für sich bekannten Art und Weise stellt die Kühlmittelleitung 11 eine strömungstechnische Kopplung zwischen den einzelnen Komponenten der Kraftfahrzeugklimaanlage 10, nämlich eines Kompressors 14, eines Kondensators 15, eines Expansionsorgans 16 und eines Verdampfers 17 bereit.
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Die Kühlmittelleitung 11 ist bereichsweise als Rohrleitung 22 ausgestaltet. Zumindest ein weiterer Teilbereich der Kühlmittelleitung 11 ist als biegsamer Schlauch 32 ausgebildet. Um eine fluiddichte Kopplung zwischen einem fluidführenden Schlauch 32 und einer fluidführenden Rohrleitung 22 aus Metall bereitzustellen ist eine in 3 schematisch dargestellte Quetschkupplung 20 vorgesehen.
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Die Quetschkupplung 20 umfasst zumindest einen Teilbereich der Rohrleitung 22 und einen Teilbereich des Schlauchs 32. Ferner umfasst die Quetschkupplung 20 eine Presshülse 40. Wie insbesondere in 4 dargestellt weist die Rohrleitung 22 einen ersten Rohrleitungsabschnitt 23 und einen axial hieran angrenzenden zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 auf. Der zweite Rohrleitungsabschnitt 24 weist dem ersten Rohrleitungsabschnitt 23 abgewandt ein freies Ende 29 auf.
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Der zweite Rohrleitungsabschnitt 24 ist fluidführend mit dem Schlauch 32 zu verbinden. Der erste Rohrleitungsabschnitt 23 und der zweite Rohrleitungsabschnitt 24 weisen jeweils einen Innendurchmesser D1i und D2i auf. Der Innendurchmesser D1i des ersten Rohrleitungsabschnitts 23 ist hierbei im Wesentlichen identisch zum Innendurchmesser D2i des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24. Insbesondere geht der erste Rohrleitungsabschnitt 23 fluchtend und/oder radial im Wesentlichen versatzfrei in den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 über.
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In einem Übergangsbereich vom ersten Rohrleitungsabschnitt 23 zum zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 ist außen an der Rohrleitung 22 ein nach außen von einer Seitenwand 21 der Rohrleitung 22 radial hervorstehender erster Anschlagbund 25 ausgebildet.
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Der erste Anschlagbund 25 kann eine ringförmige, bzw. wulstförmige Auswölbung der Seitenwand 21 aufweisen. Der erste Anschlagbund 25 kann infolge einer Umformoperation der Rohrleitung 22 gebildet werden. Der erste Anschlagbund 25 ist in die Seitenwand 21 der Rohrleitung integriert. Hierzu kann die Rohrleitung 22 in einem nicht gesondert gezeigten Bearbeitungsschritt zum Beispiel in Axialrichtung gestaucht werden.
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Der erste Anschlagbund 25 bewirkt oder fungiert als axialer Endanschlag für das freie Ende des Schlauchs 33. Der Schlauch 32 ist mit seiner Seitenwand 31 in Längsrichtung auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 aufschiebbar. Die Aufschiebbewegung des Schlauchs 32 auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 wird durch den ersten Anschlagbund 25 begrenzt. Der Schlauch 32 weist typischerweise ein Elastomermaterial 35 auf oder er besteht aus einem oder mehreren Elastomermaterialien 35. Der Schlauch 35 weist insbesondere in Radialrichtung eine elastische Dehnbarkeit auf.
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Im zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 ist ferner die Presshülse 40 vorgesehen. Diese kann in einem Ausgangszustand eine zylindrische Seitenwand 41 aufweisen. In den 4 bis 7 ist die Presshülse 40 abweichend hiervon bereits in ihrem Endmontagezustand, bzw. in ihrer radial nach innen verpressten Endmontagekonfiguration gezeigt. Die Presshülse 40 ist koaxial zum zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 angeordnet. Die Presshülse 40 weist ein erstes Längsende 45 und ein gegenüberliegendes zweites Längsende 46 auf. Das zweite Längsende 46 kommt in etwa fluchtend zum freien Ende 29 des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 zu liegen. Insoweit bildet die Presshülse 40 mit der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 eine Art ringförmigen Aufnahmespalt 44 für den Schlauch 32, bzw. für die Schlauchwandung.
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Am ersten Längsende 45 der Presshülse 40 ist ein radial nach innen gerichteter Flansch 42 ausgebildet. Dieser kann infolge einer Umformoperation der ursprünglich zylindrischen Presshülse 40 gebildet sein. Mittels des radial nach innen gerichteten Flanschs 42 ist die Presshülse 40 sowohl axial als auch radial außen an der Rohrleitung 22 fixierbar.
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Der radial nach innen gerichtete Flansch 42 der Presshülse 40 ist axial am Anschlagbund 25 zur Anlage bringbar. Insoweit kann die Presshülse 40 nicht mehr in Richtung zum Schlauch 32 von der Rohrleitung 22 abgezogen werden. Der wechselseitige Eingriff zwischen dem Flansch 42 und dem Anschlagbund 25 bildet eine Art Formschluss, mittels welchem die Presshülse 40 axial an der Rohrleitung 22 fixierbar ist.
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Die Rohrleitung 22 weist ferner einen zweiten Anschlagbund 26 auf. Der erste Anschlagbund 25 befindet sich innerhalb der Presshülse 40. Der zweite Anschlagbund 26 befindet sich außerhalb der Presshülse 40. Der axiale Abstand zwischen dem ersten Anschlagbund 25 und dem zweiten Anschlagbund 26 entspricht in etwa der Wandstärke des radial nach innen gerichteten oder radial nach innen umgebogenen Flanschs 42. Insoweit kann eine Fixierung der Presshülse in beiden Längsrichtungen relativ zur Rohrleitung 22 erfolgen. Der zweite Anschlagbund 26 kann typischerweise infolge der Umformoperation der Presshülse 40 gebildet werden.
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Zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlagbund 25, 26 kann insbesondere eine ringförmige Nut 28 gebildet sein, welche mit einer radialen Innenseite des Flanschs 42 formschlüssig verbunden ist.
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An der Außenseite der Seitenwand 21 des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 ist eine Verrippung 27 ausgebildet, welche typischerweise mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Rillen, Rippen oder Nuten aufweist. Diese können nach Art eines Sägezahnprofils ausgestaltet sein und die Haft- und/oder Gleitreibung zwischen einer Innenseite der Seitenwand 31 des Schlauchs 32 und der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 erhöhen. Eine Abzugskraft für den Schlauch 32 kann auf diese Art und Weise gesteigert werden.
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An ihrem zweiten Längsende 46 weist die Presshülse 40 ferner eine radiale Erweiterung oder Aufweitung 47 auf. Diese fungiert quasi als Einführschräge für das Einführen des Schlauchs 32 in den ringförmigen Aufnahmespalt 44 zwischen der Innenseite der Presshülse 40 und der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24.
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Wie insbesondere in 4 gezeigt, ist der Innendurchmesser D1i des ersten Rohrleitungsabschnitts 23 im Wesentlichen identisch zum Innendurchmesser D2i des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24. Mit im Wesentlichen identisch sind hierbei auch Durchmesserabweichungen von bis zu 2%, bis zu 3% oder bis zu 5% gemeint und dementsprechend zu verstehen. Der erste Rohrleitungsabschnitt 23 weist ferner einen Außendurchmesser D1a auf. Der zweite Rohrleitungsabschnitt weist zudem einen Außendurchmesser D2a auf. Jene Außendurchmesser können ebenfalls im Wesentlichen identisch sein.
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Im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 ist vorgesehen, dass ein Innendurchmesser Si des Schlauchs 32 im Wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist als der Außendurchmesser D2a des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24. Der Außendurchmesser Sa des Schlauchs 32 ist hierbei typischerweise kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der ursprünglich unverpressten Presshülse 40. Mithin ist die Wandstärke Ds der Seitenwand 31 des Schlauchs 32 typischerweise etwas kleiner als der lichte Abstand zwischen der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 und der Innenseite der Seitenwand 41 der Presshülse 40.
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Auf diese Art und Weise und bei Verwendung eines derartigen Schlauchs 32 kann der Schlauch 32 vergleichsweise einfach und bereits unter Aufwendung einer vergleichsweise geringen Kraftaufwendung in den Aufnahmespalt 44 zwischen der Presshülse 40 und den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 eingeführt werden.
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Hiernach erfolgt eine radial nach innen gerichtete Verformung, insbesondere eine Verpressung oder eine radial nach innen gerichtete plastische Deformation der aus Metall gebildeten Presshülse 40 in die in den 4 und 5 gezeigte verpresste oder vercrimpte Konfiguration.
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Wie insbesondere in 5 verdeutlicht kann hierbei ein radialer Absatz zwischen der Innenwand des Schlauchs 32 und der Innenwand des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24, insbesondere angrenzend an das freie Ende 29 der Rohrleitung 22 entstehen. Sofern das mittels der Rohrleitung 22 zu fördernde Fluid und/oder Gas vom Rohr 22 in Richtung Schlauch 32 strömt stellt dies keinerlei Einschränkung dar. Für die umgekehrte Strömungsrichtung kann jedoch die Wandstärke des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 zu einem Druckverlust in der Leitung führen.
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Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 ist ein im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 etwas kleinerer Schlauch 32 vorgesehen. Der Schlauch 32 gemäß der 6 und 7 weist einen Innendurchmesser Si auf, der größer oder gleich dem Innendurchmesser D2i des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 aber kleiner als der Außendurchmesser D2a des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 ist. Zum Einführen des Schlauchs 32 in den Aufnahmespalt 44 ist vorgesehen, den Schlauch 32 mit seinem freien Ende zumindest etwas aufzuweiten und den insoweit aufgeweiteten Schlauch 32 axial in den Aufnahmespalt 44 einzuführen.
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Das Aufweiten des Schlauchs kann hierbei im Zuge der Fügeoperation des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 und des Schlauchs 32 selbst erfolgen. Wie in 7 im Querschnitt gezeigt weist der Schlauch 32 insoweit in der Endmontagestellung einen ersten Leitungsabschnitt 33 auf, welcher in Längsrichtung betrachtet außerhalb des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 liegt. Der Schlauch 32 weist ferner einen sich in Längsrichtung an den ersten Leitungsabschnitt 33 angrenzenden zweiten Leitungsabschnitt 34 auf. Der zweite Leitungsabschnitt 34 befindet sich mit der Außenseite des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 in Eingriff. Das heißt, der zweite Leitungsabschnitt 34 des Schlauchs 32 befindet sich in radialer, bzw. axialer Überlappung mit der Rohrleitung 22 während sich der erste Leitungsabschnitt 33 in Längsrichtung hieran anschließt. Der zweite Leitungsabschnitt 34 befindet sich innerhalb des Aufnahmespalts 44. Der zweite Leitungsabschnitt 34 weist einen Innendurchmesser S2i auf, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser D2a des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 entspricht.
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Wie insbesondere in 7 gezeigt weist der erste Leitungsabschnitt 33 des Schlauchs 32 einen Innendurchmesser Si1 auf, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser D2i des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 entspricht. Auf diese Art und Weise kann sich die Innenwand des ersten Leitungsabschnitt 33 des Schlauchs 32 in Längs- oder Axialrichtung betrachtet im Wesentlichen bündig an die Innenwand des zweiten Rohrleitungsabschnitts 24 der Rohrleitung 22 anschließen.
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Im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 in den ersten Leitungsabschnitt 33 des Schlauchs 32 ist somit keine oder nur eine vergleichsweise kleine radiale Stufe ausgebildet, sodass der Druckverlust in der Leitung weiter minimiert werden kann.
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Im Flussdiagramm der 8 sind einzelne Verfahrensschritte zur Fertigung, bzw. zur Herstellung der fluidführenden Verbindung unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Quetschkupplung 20 gezeigt. In einem ersten Schritt 100 wird die Rohrleitung 22 bereitgestellt. Optional wird die Rohrleitung 22 vorkonfiguriert. Sie wird etwa einer plastischen Umformoperation unterzogen, wobei sie zumindest mit dem ersten Anschlagbund 25 versehen wird.
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Hiernach erfolgt in einem weiteren Schritt 102 das Aufschieben des Schlauchs 32 in Längsrichtung auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 der Rohrleitung 22. Im Schritt 102 kann sich die Presshülse 40 bereits axial in Anlagestellung mit dem ersten Anschlagbund 25 befinden, sodass der Schlauch 32 mit seiner Seitenwand 31 in den Aufnahmespalt 44 zwischen Presshülse 40 und Rohrleitung 22 axial eingeführt wird. Optional ist aber auch denkbar, die Presshülse 40 erst nach dem Aufschieben des Schlauchs 32 auf den zweiten Rohrleitungsabschnitt 24 in die in den 4 bis 7 gezeigte axiale Endmontagestellung zu schieben.
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In einem finalen Montage- oder Fertigungsschritt 104 wird die Presshülse 40 radial nach innen plastisch umgeformt, um die Quetschverbindung zwischen der Rohrleitung 22 und dem Schlauch 32 zu bilden. Im Zuge dieser Umformoperation, typischerweise im Zuge des radial nach innen gerichteten Verpressens der Presshülse 40 kann zugleich auch der zweite Anschlagbund 26 in die Rohrleitung 22 eingebracht werden.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Entwicklung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Entwicklung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 3
- Innenraum
- 10
- Kraftfahrzeugklimaanlage
- 11
- Kühlmittelleitung
- 12
- Kühlmittelkreislauf
- 14
- Kompressor
- 15
- Kondensator
- 16
- Expansionsorgan
- 17
- Verdampfer
- 20
- Quetschkupplung
- 21
- Seitenwand
- 22
- Rohrleitung
- 23
- Rohrleitungsabschnitt
- 24
- Rohrleitungsabschnitt
- 25
- Anschlagbund
- 26
- Anschlagbund
- 27
- Verrippung
- 28
- Nut
- 29
- freies Ende
- 31
- Seitenwand
- 32
- Schlauch
- 33
- Leitungsabschnitt
- 34
- Leitungsabschnitt
- 35
- Elastomermaterial
- 40
- Presshülse
- 41
- Seitenwand
- 42
- Flansch
- 44
- Aufnahmespalt
- 45
- Längsende
- 46
- Längsende
- 47
- Aufweitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017103156 A1 [0002]
