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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlusselement für
Medienleitungen (Rohr- oder Schlauchleitungen für hydraulische
oder pneumatische Medien), bestehend aus einem insbesondere einstückigen
Spritzformteil aus einem formstabilen Material mit mindestens zwei
zylindrischen Innenkanalabschnitten, die bezüglich ihrer
Längsachsen in einem bestimmten Verbinderwinkel zwischen
0° und 180°, insbesondere zwischen 30° und
120°, zueinander ausgerichtet und über einen Übergangskanalabschnitt
miteinander verbunden sind.
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Ferner
betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines
solchen Anschlusselementes, mit einem Spritzformwerkzeug mit einer Formkern-Anordnung
zum Bilden der Innenkanalabschnitte und des Übergangskanalabschnittes.
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Es
sind derartige, z. B. als Winkelverbinder ausgebildete Anschlusselemente
bekannt, die jeweils im Spritzverfahren in einem Formwerkzeug hergestellt
werden, das zwei einteilige Formkerne in Form von einfachen Längsschiebern
aufweist, die zum Entformen lediglich axial aus dem jeweiligen Innenkanalabschnitt
gezogen werden. Zum Formen des Übergangskanalabschnittes
sind die Formkerne an ihren einander zugewandten Enden entsprechend geformt.
Solche Werkzeuge sind recht preisgünstig, haben aber den
Nachteil, dass im Innenwinkelbereich des Winkelverbinders zwangsläufig
eine scharfkantige Kontur entsteht, die im Einsatz für
Strömungsmedien Strömungs- bzw. Druckverluste
(Strömungsablösungen, Turbulenzen, Rückströmungen und
dergleichen Sekundärströmungen) verursacht, was
für bestimmte Anwendungen solcher Winkelverbinder äußerst
nachteilig ist.
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Dies
gilt beispielsweise für Druckluft-Bremsanlagen in Fahrzeugen,
z. B. Lastkraftwagen. Dabei ist es wegen der heute zulässigen
bzw. erreichbaren Fahrgeschwindigkeiten notwendig, die Ansprechzeiten
und so genannte Schwellzeiten der Bremsen möglichst kurz
zu halten. Unter „Ansprechzeit" wird die technisch bedingte
Zeit verstanden, die vom Berühren des Bremspedals bis zum
Beginn des Druckanstieges im System vergeht. Sie endet mit dem Berührungskontakt
des Bremsbelags auf der Bremsscheibe bzw. Bremstrommel. Während
der Ansprechzeit wird somit das Fahrzeug noch nicht gebremst. Unter „Schwellzeit"
eines Bremssystems wird die Zeit verstanden, die vom Beginn des Druckanstiegs
bis zum Erreichen des Vollbremsdruckes vergeht. Die Schwellzeit
wird in der EC-Regelung ECE R13 geregelt; sie beträgt bei
Lastkraftwagen 0,2 bis 0,4 Sekunden. Die Ansprech- und Schwellzeiten
in einer Druckluft-Bremsanlage werden maßgeblich von der
Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Leitungen des
Bremssystems beeinflusst. Da ein heutiges LKW-Bremssystem eine recht große
Anzahl von solchen Winkelverbindern enthalten kann (oftmals 30 Stück
oder sogar mehr), sind die Strömungsverluste der einzelnen
Winkelverbinder in der Summe besonders nachteilig.
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Bei
den bekannten, als Spritzformteile hergestellten Anschlusselementen
kann zwar der Übergangskanalabschnitt – in einem
Längsschnitt der Innenkanalabschnitte gesehen – in
seinem Außenwinkelbereich in Strömungsrichtung
abgeschrägt oder verrundet sein, wodurch aber nachteiligerweise
wegen der im Innenwinkelbereich gegenüberliegenden Kantenkontur
der verbleibende Strömungsquerschnitt eingeengt wird. Daraus
resultiert ein erhöhter Strömungswiderstand.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Anschlusselement
der genannten Art zu schaffen, das einerseits strömungsoptimierte
Eigenschaften aufweist, andererseits aber weiterhin wirtschaftlich
in einem Spritzvorgang als im Wesentlichen einstückiges
Spritzformteil herstellbar ist.
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Außerdem
soll auch eine geeignete Vorrichtung zum Herstellen des Anschlusselementes
geschaffen werden.
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Erfindungsgemäß wird
dies durch ein Anschlusselement gemäß dem Anspruch
1 oder gemäß Anspruch 9 und durch eine Vorrichtung
gemäß dem Anspruch 18 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale
sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen enthalten.
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Erfindungsgemäß ist
demnach der Übergangskanalabschnitt derart mit einer strömungsgünstigen
Innenkontur geformt, dass er ausgehend von einem der Innenkanalabschnitte über
seinen gesamten Verlauf in Medien-Strömungsrichtung ohne Querschnittseinengung
ausgebildet ist. Dadurch wird der Strömungswiderstand gering
gehalten.
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In
einer ersten Ausführungsform als Winkelverbinder kann der Übergangsabschnitt – im
Längsschnitt der zwei Innenkanalabschnitte gesehen – derart
in seinem Außenwinkelbereich konkav sowie in seinem Innenwinkelbereich
abgeschrägt und/oder konvex verrundet (oder zumindest „quasi-verrundet") ausgebildet
sein, dass der Verbindungskanalabschnitt über seinen Winkelverlauf
hinweg einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweist. Dies
bedeutet, dass der Außenwinkelbereich eine strömungsgünstige,
mit relativ großem Krümmungsradius ausgebildete
konkave Verrundung aufweisen kann, ohne dadurch den Innenquerschnitt
durch den gegenüberliegenden Innenwinkelbereich einzuengen.
Eine solche Einengung wird erfindungsgemäß dadurch
vermieden, dass auch der Innenwinkelbereich eine abgeschrägte
Innenkontur und/oder eine entsprechende, allerdings konvexe Verrundung
aufweist, wobei diese innere Verrundung und die äußere Verrundung
insbesondere konzentrisch zueinander mit Radien verrundet sind,
deren Differenz für den konstanten Innenquerschnitt des Übergangskanalabschnittes
maßgeblich ist.
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Der
erwähnte Begriff „quasi-verrundet" bedeutet, dass
es sich auch um mehrere hintereinander liegende, im Längsschnitt
gerade Teilabschnitte handeln kann, die so über flache
Winkel ineinander übergehen, dass eine im Längsschnitt
kreisbogenförmige Hüllfläche entsteht.
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In
einer zweiten Ausführungsform als Winkelverbinder weist
der Übergangskanalabschnitt zumindest bereichsweise einen
derart gegenüber dem Innenquerschnitt der zylindrischen
Innenkanalabschnitte erweiterten Innenquerschnitt auf, dass hierdurch
Querschnittszonen zur Aufnahme von zu erwartenden Strömungsablösungen
eines Strömungsmediums gebildet sind. Hierbei sind diese
erweiterten Querschnittszonen derart in Abhängigkeit von
einer zu erwartenden Medienströmung und daraus resultierenden
Strömungsablösungen angeordnet und geformt, dass
trotz auftretender Strömungsablösungen ein verbleibender
effektiver Strömungsquerschnitt über den Verlauf
des Übergangskanalabschnitts hinweg hinsichtlich Größe
und/oder Form weitgehend konstant ist und vorzugsweise im Wesentlichen
dem Innenquerschnitt der angrenzenden Innenkanalabschnitte entspricht.
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Das
erfindungsgemäße Anschlusselement kann auch als
Mehrfachelement mindestens drei Innenkanalabschnitte aufweisen,
beispielsweise in Form eines T-Verbinders. Dabei können
zwei Innenkanalabschnitte geradlinig (gleichachsig) ineinander übergehen,
und der dritte Innenkanalabschnitt kann quer, z. B. senkrecht, dazu
einmünden. Bei einer solchen Ausführung sind dann
die sich jeweils im Übergangsbereich zwischen je zwei benachbarten
Innenkanalabschnitten ergebenden Innenwinkelbereiche des Übergangskanalabschnittes
in Strömungsrichtung abgeschrägt oder konvex verrundet
ausgebildet.
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Dazu
ist zu bemerken, dass im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
die Kontur der abgeschrägten oder konvex verrundeten Innenwinkelbereiche
stets so ausgelegt ist, dass eine zur Vermeidung von Strömungsverlusten
optimierte Anpassung der Kanaloberfläche an eine sich bei
Mediendurchströmung ausbildende Strömung bzw.
deren Strömungslinien für einen möglichst
laminaren Verlauf erreicht wird.
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Die
zum Herstellen des erfindungsgemäßen Anschlusselementes
konzipierte Spritzform-Vorrichtung weist eine spezielle Formkern-Anordnung
mit mindestens einem Querkernteil zum Formen des Übergangskanalabschnitts
auf, wobei das Querkernteil zum Entformen quer zu jeweils einer
Hauptentformungsrichtung der Innenkanalabschnitte beweglich ist.
In der Regel entspricht jede Hauptentformungsrichtung dem Verlauf
der zugehörigen Längsachse des jeweiligen Innenkanalabschnittes.
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Weitere
Einzelheiten ergeben sich aus den Zeichnungen und der zugehörigen
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Dabei
zeigen:
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1 eine
erste Ausführung eines erfindungsgemäßen,
beispielhaft als Winkelverbinder ausgebildeten Anschlusselementes
im Längsschnitt in einer von den beiden Längsachsen
der zylindrischen Innenkanalabschnitte definierten Schnittebene,
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2 mit 2a bis 2c jeweils
das Anschlusselement nach 1 während
der Herstellung zusammen mit einer ersten Ausführungsvariante
einer Formkern-Anordnung in unterschiedlichen Zuständen,
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3 eine
gesonderte, axial geschnittene Perspektivansicht der Formkern-Anordnung
gemäß 2,
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4 eine
Darstellung analog zu 2a (Schnitt in der Ebene IV-IV
gemäß 5) mit einer anderen Ausführung
einer Formkern-Anordnung,
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5 eine
Seitenansicht in Pfeilrichtung V gemäß 4,
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6 eine
Darstellung analog zu 4 zur Erläuterung des
Vorgangs beim Entformen,
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7 eine
gesonderte Perspektivansicht der Formkern-Anordnung gemäß 4 bis 6,
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8 eine
weitere Variante der Formkern-Anordnung für eine erste
Formstufe einer zweistufigen Herstellung in einer Darstellung analog
zu 2a und 4,
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9 mit 9a und 9b jeweils
eine teilgeschnittene Perspektivansicht der Anordnung gemäß 8 in
unterschiedlichen Zuständen beim Entformen,
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10 eine
Darstellung analog zu 8 mit einer Formkern-Anordnung
für die zweite Formstufe,
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11 eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Anschlusselementes in einer Darstellung analog zu 1,
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12 eine
entsprechend 11 längsgeschnittene
Perspektivansicht des Anschlusselementes zusammen mit einer hierfür
vorgesehenen Formkern-Anordnung in einem Zustand beim Entformen,
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13 das
Anschlusselement gemäß 11 und 12 im
Längsschnitt während der Herstellung zusammen
mit der Formkern-Anordnung,
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14 eine
Schnittansicht eines als T-Stück ausgebildeten Anschlusselementes
mit einer dafür geeigneten Formkern-Anordnung,
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15 eine
besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Anschlusselementes als Bestandteil eines Stecksystems in einem gesteckten, mit
einem Anschlusskörper verbundenen Zustand und im Axialschnitt,
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16 eine
gesonderte Schnittansicht des Anschlusselementes in einer Ausführungsvariante
zu 15 und
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17 das
Anschlusselement gemäß 16 in
einer spiegelbildlichen, nur bereichsweise geschnittenen Seitenansicht.
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In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Anschlusselement 1,
beispielhaft in einer ersten Ausführung als Winkelverbinder
veranschaulicht. Dieser Winkelverbinder 1 dient zum Verbinden
von zwei nicht dargestellten Medienleitungen, wobei es sich um Rohr-
oder Schlauchleitungen für beliebige hydraulische oder
pneumatische Medien handelt. Das Anschlusselement 1 kann
auch z. B. als T-Stück für drei Leitungen (s. 14)
oder als beliebiger Mehrfachverteiler ausgebildet sein. In allen
Fällen besteht das Anschlusselement 1 aus einem
einstückigen Spritzformteil 2 aus einem formstabilen,
starren Material und weist mindestens zwei im Wesentlichen zylindrische
Innenkanalabschnitte 4, 5 auf, die bezüglich
ihrer Längsachsen 6, 7 in einem bestimmten
Verbinderwinkel α zwischen 0° und 180°,
insbesondere aber zwischen 30° und 120°, zueinander
ausgerichtet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
beträgt der Verbinderwinkel α 90°. Die
beiden Innenkanalabschnitte 4, 5 sind über
einen sich mit seiner Verlaufsachse entsprechend bogenförmig über
den Verbinderwinkel α hinweg erstreckenden Übergangskanalabschnitt 8 miteinander
verbunden.
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Erfindungsgemäß ist
der Übergangskanalabschnitt 8 – in dem
in 1 dargestellten Längsschnitt der Innenkanalabschnitte 4, 5 gesehen – derart
in seinem Außenwinkelbereich 10 konkav sowie in seinem
Innenwinkelbereich 12 konvex verrundet ausgebildet, dass
der Verbindungskanalabschnitt 8 über seinen Verlauf
hinweg einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweist.
Bevorzugt entspricht der Innenquerschnitt des Verbindungskanalabschnittes 8 dem
Innenquerschnitt der jeweils angrenzenden Innenkanalabschnitte 4, 5.
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Der
im Zusammenhang mit den Innenkanalabschnitten 4, 5 verwendete
Begriff „im Wesentlichen zylindrisch" bedeutet, dass es
sich auch – form- bzw. entformbedingt – um eine
in Entformungsrichtung leicht konisch erweiterte Ausbildung handeln
kann. Außerdem schließt der Begriff „zylindrisch"
sowohl Kreiszylinder als auch im Querschnitt nicht-kreisförmige
Zylinder ein. Dies bedeutet, dass die Innenkanalabschnitte 4, 5 kreiszylindrisch
mit kreisförmigem Querschnitt oder mit beispielsweise ovalem
Querschnitt nicht-kreiszylindrisch ausgebildet sein können.
Hierzu wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß 4 bis 7 verwiesen
und insbesondere auf die Darstellung in 5.
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Das
Spritzformteil 2 kann wirtschaftlich als Kunststoff-Spritzgussteil
aus einem relativ starren, formstabilen Kunststoff hergestellt werden,
beispielsweise aus einem faserverstärkten Polyamid, wie
PA 6.6 mit einem Glas-Faseranteil GF 30 oder GF 35 oder einem entsprechenden
Kohlefaseranteil (CF-Anteil). Alternativ ist es auch möglich,
das Spritzformteil 2 als Metall-Druckgussteil z. B. aus
Aluminium, Messing, Kupfer oder dergleichen herzustellen.
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An
dieser Stelle sei bemerkt, dass das erfindungsgemäße
Anschlusselement 1 außenseitig eine praktisch
beliebige Oberflächenkontur aufweisen kann. Wie in 1 bis 14 dargestellt,
können die Innenkanalabschnitte 4, 5 und
der Übergangskanalabschnitt 8 von Wandungen umschlossen
sein, die durchweg die gleiche Wandstärke aufweisen. Daraus resultiert
im Bereich der Innenkanalabschnitte 4, 5 eine
im Wesentlichen hohlzylindrische Ausgestaltung. An den freien Enden
können bestimmte Anschlussabschnitte 100 zur Verbindung
mit den nicht dargestellten Leitungen vorgesehen sein. Dazu wird auf
die weiter unten noch genauer erläuterten Ausführungen
gemäß 15 bis 17 verwiesen.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Anschlusselementes 1 insbesondere
in seinem Innenwinkelbereich 12 macht spezielle formtechnische Maßnahmen
erforderlich, weil sich beim Entformen von Formkernen im Innenwinkelbereich 12 eine
Hinterschneidung ergibt. Hierzu werden im Folgenden einige Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen
des Anschlusselementes 1 beschrieben.
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Demnach
weist ein nicht vollständig dargestelltes Formwerkzeug
jeweils eine spezielle Formkern-Anordnung 14 zum Bilden
der Innenkanalabschnitte 4, 5 und des Übergangskanalabschnittes 8 auf.
Dabei weist die Formkern-Anordnung 14 zum Formen des Innenwinkelbereiches 12 mindestens ein
Querkernteil 16 auf, das zum Entformen quer zu mindestens
einer der Längsachsen 6, 7 der Innenkanalabschnitte 4, 5 bzw.
quer zu jeweils einer Hauptenformungsrichtung beweglich ist.
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In
der Ausführungsform gemäß 2 und 3 besteht
die Formkern-Anordnung 14 aus zwei axial, in Verlaufsrichtung
der Längsachsen 6, 7 der Innenkanalabschnitte 4, 5 schieberartig
beweglich geführten Längskernteilen 18 und 20.
Dabei ist mit dem einen Längskernteil 18 das Querkernteil 16 in Form
einer um eine Schieber-Querachse 22 schwenkbeweglich geführten
Klinke 24 verbunden. Diese Klinke 24 weist eine
Oberflächenkontur zum Formen des z. B. konvex verrundeten
Innenwinkelbereiches 12 auf. Hierbei ist das Querkernteil 16 bzw. die
Klinke 24 insbesondere über stößelartige,
verschiebbar durch die Längskernteile 18, 20 verlaufende
Betätigungselemente 26, 28 zwischen einer Formstellung
(2a und 3) und einer Entformstellung
(2b und 2c) zwangsbeweglich.
In der Formstellung umgreift das Querkernteil 16 den zu formenden
Innenwinkelbereich 12, und in der Entformstellung wird
das gesamte Querkernteil 16 so in den Innenquerschnittsbereich
des Innenkanalabschnittes 4 bewegt, dass das Längskernteil 18 zusammen
mit dem Querkernteil 16 axial in Pfeilrichtung 30 gemäß 2c herausgezogen
werden kann. Das andere Längskernteil 20 kann
ohnehin frei axial gezogen werden (Pfeilrichtung 32).
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 bis 7 besteht
die Formkern-Anordnung 14 ebenfalls aus zwei axial, in
Verlaufsrichtung der Längsachsen 6, 7 der
Innenkanalabschnitte 4, 5 schieberartig beweglich
geführten Längskernteilen 34 und 36,
wobei allerdings jedes Längskernteil 34, 36 in
Längsrichtung in zwei Schieberteile A und B geteilt ist,
und zwar – bezogen auf den Verbinderwinkel α – in
ein äußeres Schieberteil A und ein inneres Schieberteil
B. Die inneren Schieberteile B sind mit ihren einander zugewandten
Enden zum Formen des z. B. konvex verrundeten Innenwinkelbereiches 12 des
Winkelverbinders 1 ausgebildet. Zum Entformen der inneren
Schieberteile B werden zunächst die äußeren
Schieberteile A auf einfache Weise axial in Richtung der Pfeile 38 gezogen.
Danach können dann die inneren Schieberteile B – praktisch
als Querkernteile 16 – zumindest mit ihren einander
zugewandten Enden quer zur Längsachse 6 bzw. 7 des zugehörigen
Innenkanalabschnittes 4 bzw. 5 von dem Innenwinkelbereich 12 wegbewegt
und anschließend axial in Pfeilrichtung 40 herausgezogen werden.
Die Querbewegung, die in 6 durch Pfeile 42 veranschaulicht
ist, kann auch selbsttätig durch Federwirkung der inneren
Schiebeteile B erfolgen.
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Wie
sich insbesondere aus 5 ergibt, kann es bei dieser
Ausführung vorteilhaft sein, die Innenkanalabschnitte 4, 5 mit
ovalem Innenquerschnitt auszubilden. In diesem Fall können
die inneren Schieberteile B mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet
sein, weil durch den ovalen Innenquerschnitt die Querbewegung in
Pfeilrichtung 42 ermöglicht wird. In jedem Fall
sind dabei die Schieberteile A und B – bezogen auf den
Querschnitt – asymmetrisch geteilt.
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Wie
sich noch aus 4 und 6 ergibt, definieren
die Längskernteile 34, 36 zwischen ihren einander
zugewandten Enden eine Teilungsebene 44, die dem Verlauf
einer Winkelhalbierenden 46 des Verbinderwinkels α entspricht
und dabei senkrecht zu der von den Längsachsen 6, 7 definierten
Verbinder- bzw. Schnittebene ausgerichtet ist.
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Das
in 8 bis 10 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt
zu einer zweistufigen Herstellung. Dazu ist das Formwerkzeug als
Zweistufen-Werkzeug ausgebildet. Für eine erste Formstufe
(8 und 9) ist eine
dreiteilige Formkern-Anordnung 14a mit zwei zylindrischen
Längskernteilen 50 und 52 für die
zylindrischen Innenkanalabschnitte 4, 5 und mit einem
als Querkernteil 16 fungierenden Eckenkernteil 54 für
den Übergangskanalabschnitt 8 vorgesehen. Das
Eckenkernteil 54 formt vom Außenwinkelbereich 10 her
unter Freilassung einer Öffnung 55 im Außenwinkelbereich 10 die
Seitenbereiche des Übergangskanalabschnittes 8 und
auch den Innenwinkelbereich 12. Gemäß 9a und 9b kann das
Eckenkernteil 54 durch die noch freigelassene Öffnung 55 nach
außen in Pfeilrichtung 56 entformt werden. Die
zylindrischen Längskernteile 50 und 52 sind
auf einfache Weise lediglich axial in Pfeilrichtung 58 herauszuziehen.
Gemäß 10 ist
für eine zweite Formstufe zum Schließen der Öffnung 55 eine zweiteilige
Formkern-Anordnung 14b mit zwei einfachen Längskernteilen 60 und 62 vorgesehen,
die im Bereich ihrer einander zugewandten Enden zum Formen des z.
B. konkaven Außenwinkelbereiches 10 ausgebildet
sind. Dies bedeutet, dass in diesem Bereich in der zweiten Formstufe
praktisch eine Art Deckel als zweite Formteilkomponente 64 angeformt wird.
Hierbei ist zwischen dem vorher geformten Innenwinkelbereich 12 und
den Längskernteilen 60, 62 ein Hohlraum 66 vorhanden.
Die Längskernteile 60, 62 können
durch einfaches axiales Herausziehen in Pfeilrichtung 68 entformt
werden. Dabei können die Längskernteile 60, 62 zwischen
ihren einander zugewandten Enden eine Teilungsebene 70 definieren, deren
Ausrichtung der Teilungsebene 44 der Ausführung
gemäß 4 bis 7 entsprechen
kann.
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Was
nun die Ausführungsform des Anschlusselementes bzw. Winkelverbinders 1 gemäß 11 betrifft,
so sind zunächst die der ersten Ausführung entsprechenden
Teile bzw. Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so
dass auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden kann. So
beträgt auch gemäß 11 der
Winkel zwischen den Längsachsen 6, 7 der
Innenkanalabschnitte 4, 5 vorzugsweise α =
90°. Der Winkel α kann aber durchaus im bevorzugten
Bereich zwischen 30° und 120° vom rechten Winkel
abweichen. Bei dieser Ausführung ist nun vorgesehen, dass
der Übergangskanalabschnitt 8 bereichsweise einen
derart gegenüber dem Innenquerschnitt der zylindrischen
Innenkanalabschnitte 4, 5 erweiterten Innenquerschnitt
aufweist, dass erweiterte Querschnittszonen 72 gebildet sind.
Die erweiterten Querschnittszonen 72 können derart
in Abhängigkeit von einer zu erwartenden Medienströmung
und daraus resultierenden Strömungsablösungen
angeordnet und geformt sein, dass trotz auftretender Strömungsablösungen
ein verbleibender effektiver Strömungsquerschnitt über
den Verlauf des Übergangskanalabschnitts 8 hinweg
bezüglich Größe und/oder Form vorzugsweise
weitgehend konstant ist und insbesondere im Wesentlichen dem Innenquerschnitt
der angrenzenden Innenkanalabschnitte 4, 5 entspricht.
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In
dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß 11 handelt
es sich um eine – bezogen auf die Winkelhalbierende 46 des
Verbinderwinkels α – symmetrische Ausbildung der
erweiterten Querschnittszonen 72, wodurch der Winkelverbinder 1 für
beliebige Strömungsrichtungen des Mediums geeignet ist.
Alternativ zu dieser bevorzugten Ausführung ist aber auch
eine asymmetrische Ausbildung der erweiterten Querschnittszonen 72 für eine
bestimmte Strömungsrichtung des Mediums möglich.
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Wie
sich weiter aus 11 ergibt, gehen die erweiterten
Querschnittszonen 72 mit Vorteil jeweils stetig, praktisch
stufenfrei ineinander und/oder in die zylindrischen Innenkanalabschnitte 4, 5 über.
Wie dargestellt kann sich – jeweils ausgehend von jedem der
Innenkanalabschnitte 4, 5 ab einem bestimmten Abstand
von dem Schnittpunkt der Längsachsen 6, 7 und
von der Winkel halbierenden 46 – der Innenquerschnitt über
den gesamten Kanalumfang hinweg stetig, etwa konisch bis zur Winkelhalbierenden 46 vergrößern.
Zudem kann auch hierbei – analog zur Ausführung
gemäß 1 – vorgesehen sein,
dass der Übergangskanalabschnitt 8 im Bereich
der Winkelhalbierenden 46 des Verbinderwinkels α – im
dargestellten Längsschnitt der Innenkanalabschnitte 4, 5 gesehen – in
seinem Außenwinkelbereich 10 konkav sowie vorzugsweise
in seinem Innenwinkelbereich 12 abgeschrägt und/oder
konvex verrundet oder „quasi-verrundet" ausgebildet ist.
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Anhand
der 12 und 13 soll
jetzt eine bevorzugte Formkern-Anordnung 14 zum Herstellen der
Ausführungsform des Winkelverbinders 1 gemäß 11 erläutert
werden. Demnach besteht die Formkern-Anordnung 14 – zunächst ähnlich
wie in der Ausführung gemäß 4 bis 7 – aus
zwei axial, in Verlaufsrichtung der Längsachsen 6, 7 der
Innenkanalabschnitte 4, 5 schieberartig beweglich
geführten Längskernteilen 74, 76.
Allerdings ist bei dieser Ausführung jedes Längskernteil 74, 76 in
Längsrichtung in drei Schieberteile A, B und C geteilt,
und zwar – bezogen auf den Verbinderwinkel α – in
ein äußeres Schieberteil A, ein inneres Schieberteil
B und ein zwischen diesen angeordnetes mittleres Schieberteil C. Die äußeren
und inneren Schieberteile A und B weisen in ihren einander bzw.
der Winkelhalbierenden 46 des Verbinderwinkels α zugewandten
Endbereichen Formkonturen 78 zum Formen der erweiterten Querschnittszonen 72 auf.
Hierzu wird insbesondere auf 13b verwiesen.
Bei dieser Ausführung ist nun zum Entformen vorgesehen,
dass die äußeren und inneren Schieberteile A,
B – jeweils nach axialem Herausziehen der mittleren Schieberteile
C in Pfeilrichtung 80 – zunächst zumindest
im Bereich ihrer Formkonturen 78 als Querkernteile 16 quer
in Richtung zur Längsachse 6 bzw. 7 des
zugehörigen Innenkanalabschnitts 4 bzw. 5 hin
beweglich und anschließend axial in Pfeilrichtung 82 herausziehbar sind
(s. hierzu insbesondere 13b). Die
Querbewegung ist in 12 durch Pfeile 84 veranschaulicht.
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In 14 ist
ein erfindungsgemäßes Anschlusselement in einer
Ausführung als T-Verbinder veranschaulicht, der drei Innenkanalabschnitte 4, 5 und 5' aufweist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gehen die beiden Innenkanalabschnitte 5 und 5' geradlinig
mit ihren Längsachsen 7 und 7' gleichachsig
ineinander über, und der Innenkanalabschnitt 4 mündet
quer, insbesondere senkrecht zu den Innenkanalabschnitten 5, 5',
so dass die Längsachse 6 mit jeder der Längsachsen 7, 7' einen
Verbinderwinkel α bzw. α' von vorzugsweise 90° einschließt.
In diesem Fall weist der Übergangskanalabschnitt 8 im
Bereich zwischen dem Innenkanalabschnitt 4 und den beiden angrenzenden
Innenkanalabschnitten 5 und 5' jeweils einen Innenwinkelbereich 12 bzw. 12' auf,
der in Medien-Strömungsrichtung insbesondere konvex verrundet
ausgebildet ist. Natürlich kann zwischen den Längsachsen 7 und 7' der
beiden Innenkanalabschnitte 5, 5' auch ein von
180° abweichender Winkel vorgesehen sein (z. B. 90°).
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Wie
sich weiter aus 14 ergibt, ist für
diese Ausführung des Anschlusselementes 1 eine Formkern-Anordnung 14 vorgesehen,
die für den Innenkanalabschnitt 4 ein Längskernteil 86 aufweist, das
in Längsrichtung in drei Schieberteile A, B und C geteilt
ist, und zwar in zwei äußere Schieberteile A und
B und ein mittleres Schieberteil C. Die beiden äußeren
Schieberteile A, B weisen in ihren vorderen, voneinander wegweisenden
Endbereichen Formkonturen 88 zum Formen der Innenwinkelbereiche 12, 12' auf.
Zum Entformen dieses Längskernteils 86 muss zunächst
das mittlere Schieberteil C in Pfeilrichtung 90 gezogen
werden. Es können dann die äußeren Schieberteile
A, B zumindest im Bereich ihrer Formkonturen 88 als Querkernteile 16 quer
zur Längsachse 6 des Innenkanalabschnittes 4 hin
bewegt und axial in Pfeilrichtung 91 herausgezogen werden.
Bei der dargestellten Ausführung können für die
gleichachsig ineinander übergehenden Innenkanalabschnitte 5 und 5' zwei
einfache Längskernteile 92 und 94 vorgesehen
sein, die in Richtung der Pfeile 96 gezogen werden können.
Eine in 14 dargestellte Teilung zwischen
den Längskernteilen 86, 92 und 94 ist
rein beispielhaft zu verstehen.
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Es
sollen jetzt anhand der 15 bis 17 bevorzugte
Ausgestaltungen für die oben bereits allgemein erwähnten
Anschlussabschnitte 100 erläutert werden. Diese
Anschlussabschnitte 100 werden hauptsächlich durch
besondere Ausgestaltung der äußeren Umfangskonturen
der die Innenkanalabschnitte 4, 5 umschließenden
Wandungen gebildet. In den dargestellten Ausführungsbeispielen
ist jeweils einer der Anschlussabschnitte 100 als Dornelement 102 (so
genannter Einschlagdorn) zum Aufstecken einer Medienleitung ausgebildet.
Das Dornelement 102 weist außenseitig ein geeignetes
Dornprofil mit mehreren Zahnkanten 104 auf.
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Der
andere Anschlussabschnitt 100 ist vorzugsweise als Bestandteil
einer Fluid-Steckverbindung ausgebildet, und zwar insbesondere als
ein Steckerschaft 106, der gemäß 15 umfangsgemäß abgedichtet
sowie über Haltemittel vorzugsweise lösbar arretierbar
in eine Aufnahmemuffe 108 eines beliebigen Anschluss- oder
Aggregateteils 110 einsteckbar ist.
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Wie
sich aus 16 und 17 ergibt,
weist der Steckerschaft 106 auf seinem äußeren
Umfang – ausgehend von seinem freien Endbereich – zunächst eine
radiale, insbesondere als umfangsgemäße Ringnut
ausgebildete Ausnehmung 112, im Anschluss daran mindestens
eine Ringnut 114 für eine in 15 dargestellte
Mediendichtung 116 sowie vorzugsweise noch eine zusätzliche
Ringnut 118 für eine ebenfalls in 15 veranschaulichte
Schmutzdichtung 120 auf. Wie sich aus 15 ergibt,
dient die Ausnehmung 112 zum Eingriff eines innerhalb der Aufnahmemuffe 108 gelagerten,
radial elastischen Halteelementes 122. Dieses Halteelement 122 ist
bevorzugt als elastische Ringklammer ausgebildet. Dabei ist das
Halteelement 122 in einer inneren radialen Ringkammer 124 innerhalb
der Aufnahmemuffe 108 so gelagert, dass es bereichsweise
und formschlüssig radial nach innen in die Ausnehmung 112 des
eingesteckten Steckerschaftes 106 einrastet. Um den auf
diese Weise formschlüssig arretierten Steckerschaft 106 im
Bedarfsfall wieder lösen zu können, ist die das
Halteelement 122 aufnehmende Ringkammer 124 axial
zwischen einer radialen Stufenfläche 126 der Aufnahmemuffe 108 und
einem hohlzylindrischen, lösbar in der Aufnahmemuffe 108 befestigten Einsatzteil 128 gebildet.
Im dargestellten, bevorzugten Beispiel ist das Einsatzteil 128 mit
einem Außengewinde in ein Innengewinde des Anschlussteils 110 eingeschraubt;
es bildet demnach ein Einschraubteil bzw. eine so genannte Überwurfschraube.
Weiterhin kann dabei im unteren Grundbereich der Aufnahmeöffnung
der Aufnahmemuffe 108 ein Federelement 130 angeordnet
sein, beispielsweise in Form eines gummielastischen Ringes. Der
eingesteckte Steckerschaft 106 kommt in der in 15 dargestellten,
verriegelten Position mit seinem freien Ende zur Anlage an dem Federelement 130,
wodurch er mit einer axial in Löserichtung wirkenden Kraft
beaufschlagt wird. Dadurch wird die Steckverbindung axial spielfrei
gehalten.
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Weitere
Einzelheiten zu dem beschriebenen Stecksystem sind auch in zahlreichen
anderen Veröffentlichungen der Anmelderin offenbart, siehe
beispielsweise die
EP
0 005 865 A2/B1 und auch die
EP 0 913 618 A1/B1 .
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Ergänzend
sei dazu noch erwähnt, dass innerhalb der für
die Schmutzdichtung
120 vorgesehenen Ringnut
118 ein
radialer Stegansatz
132 vorgesehen sein kann, der das Verformungsverhalten
der Schmutzdichtung
120 bei Anlage („elastischer
Anschlag") im Mündungsbereich der Aufnahmemuffe
108 derart
beeinflusst, dass hierdurch mittelbar auch eine zusätzliche
axiale Federkraft in Löserichtung beeinflussbar ist. Einzelheiten
zu dieser Ausgestaltung sind auch in der Veröffentlichung
EP 0 813 017 A2/B1 beschrieben.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung
gleich wirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung
auch nicht auf die im jeweiligen unabhängigen Anspruch
enthaltenen Merkmalskombinationen beschränkt. Insofern
sind die Ansprüche lediglich als Formulierungsversuch zu
verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0005865
A2/B1 [0056]
- - EP 0913618 A1/B1 [0056]
- - EP 0813017 A2/B1 [0057]