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Die Erfindung betrifft eine Schlauchanbindung mit einem Anschlussteil, einer Spannhülse und einer Überwurfmutter, die die Spannhülse in der montierten Lage zumindest teilweise umgibt und mit dieser zusammenwirkt derart, dass bei der Drehung der Überwurfmutter in eine Richtung die Spannhülse den Schlauch mit dem Anschlussteil dichtend verbindet, welches Anschlussteil einen Rohrstutzen aufweist, der in ein Anschlussstück des Anschlussteils mündet und auf dessen freies Ende der anzubindende Schlauch aufsteckbar ist.
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Es ist bekannt und erforderlich, Schläuche an Anschlussteile anzubinden, um eine dichte Verbindung herzustellen. Die Anschlussteile können an ihrer Anschlussseite beispielsweise einen Anschlussflansch, ein Schweißende oder einen Tri-Clamp-Anschluss aufweisen. Dadurch kann eine dichte Verbindung auf der Anschlussseite auch bei höheren Betriebsdrücken bereitgestellt werden.
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Schlauchseitig ist es bekannt, das Schlauchende über einen Rohrstutzen des Anschlussteils zu führen und den Schlauch auf dem Rohrstutzen mit einer Schlauchanbindung klemmend zu halten. Die
US 5,558,375 A zeigt eine solche Schlauchanbindung, bei welcher eine Klemmhülse in die Überwurfmutter eingelegt wird und dort klemmend gehalten ist. Anschließend wird der Schlauch eingeführt und die Überwurfmutter an dem Anschlussteil festgeschraubt. Hier besteht die Gefahr, dass die Klemmhülse beim Einführen des Schlauchs wieder aus der Überwurfmutter herausgeschoben wird. Die dichte und feste Montage ist entsprechend aufwändig.
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Aus der
EP 1 841 998 B1 ist es bekannt, das Schlauchende auf dem Rohrstutzen mit einer Klemmhülse zu halten, die mit einer Überwurfmutter zusammengepresst wird, so dass der Schlauch sich dichtend an den Rohrstutzen anlegt. Die Klemmhülse weist dabei ein Innengewinde auf, mit dem die Klemmhülse auf den Rohrstutzen aufgeschraubt ist. Die Klemmhülse weist ferner ein Außengewinde auf, auf das die Überwurfmutter aufgeschraubt wird, wodurch die Klemmhülse zusammengedrückt wird und den Schlauch fest auf dem Rohrstutzen hält. Die Klemmhülse weist daher ein Innengewinde und ein Außengewinde auf und ist entsprechend aufwändig herzustellen und zu montieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchanbindung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass eine leichtere Herstellung und eine leichtere Montage möglich sind. Auch sollen zumindest Teile der Schlauchanbindung wiederverwendbar sein.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Spannhülse einen Klemmabschnitt und einen diesem in axialer Richtung gegenüber liegenden Halteabschnitt aufweist, der wenigstens einen radial nach innen weisenden Rastfortsatz aufweist, der über einen korrespondierenden radialen nach außen weisenden Haltevorsprung am Anschlussteil einrastet derart, dass der Halteabschnitt in axialer Richtung am Anschlussteil in einer Lage gehalten ist, in der der Klemmabschnitt den Rohrstutzen unter Belassung eines ringförmigen Freiraums zumindest bereichsweise umgibt, in welchen Freiraum der anzubindende Schlauch einführbar ist, und dass das Anschlussteil in axialer Richtung zwischen dem radialen Haltevorsprung und dem Anschlussstück ein Außengewinde aufweist, auf das die Überwurfmutter aufschraubbar ist, die eine sich in Richtung von ihrem Innengewinde weg konisch verjüngende Innenfläche aufweist, die den Klemmabschnitt zusammenpresst, um den Schlauch dichtend auf dem Rohrstutzen festzuklemmen. Damit besteht die Schlauchanbindung aus drei Teilen, die in einfacher Weise hergestellt und zusammengesetzt werden können. Weiterhin wird die Spannhülse verliersicher aber lösbar an dem Anschlussteil gehalten. Sie kann daher ohne weiteres ausgetauscht werden.
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Zunächst wird die Spannhülse mit dem Haltabschnitt auf das Anschlussteil aufgeklippt, so dass sie in axialer Richtung festgehalten ist. Weiterhin wird die Überwurfmutter auf das Schlauchende aufsteckt. Dann wird das Schlauchende in den Zwischenraum zwischen Rohrstutzen und Klemmabschnitt der Spannhülse eingeschoben. Anschließend wird die Überwurfmutter auf das Anschlussteil aufgeschraubt, wodurch die Spannhülse mit ihrem Klemmabschnitt fest auf die äußere Oberfläche des Schlauchs drückt und diesen dichtend auf den Rohrstutzen hält.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Halteabschnitt und der Klemmabschnitt über einen ringförmigen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Im Längsschnitt ist die Spannhülse somit in etwa H-förmig ausgebildet, wobei die Schenkel des Halteabschnitts kürzer sein können als die des Klemmabschnitts. Durch Zusammendrücken des Klemmabschnitts vor der Montage der Spannhülse wird der Halteabschnitt elastisch etwas aufgeweitet, so das er einfach über den ihm zugeordneten Haltevorsprung des Anschlussteils geschoben werden kann.
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Weiterhin kann vorgesehen werden, dass der Klemmabschnitt und/oder der Halteabschnitt mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander liegende und sich von dem Verbindungsabschnitt weg erstreckende Klemmzungen beziehungsweise Haltezungen aufweist. Zwischen benachbarten Haltezungen und zwischen benachbarten Klemmzungen sind somit axial verlaufende Spalte vorhanden. Der nach innen weisende Rastfortsatz des Haltabschnitts ist dementsprechend unterteilt und jeweils an den äußeren freien Enden der Haltezungen angeordnet.
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Es können beispielsweise zwei, drei oder mehrere Halte- oder Klemmzungen entlang dem Umfang vorhanden sein. Auch kann vorgesehen werden sein, den Halteabschnitt und/oder den Klemmabschnitt mit nur einem axialen Spalt zu versehen. Der betreffende Abschnitt hat dann einen ringförmigen Querschnitt mit einer Lücke. In allen Fällen wird die Flexibilität des Halteabschnitts und des Klemmabschnitts erhöht. Insbesondere können die Klemmzungen gut über dem Schlauchende zusammengedrückt werden.
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Dabei ist es günstig, wenn sich die axialen Spalte zwischen den Klemmabschnitten und/oder den Halteabschnitten im Verbindungsbereich zum Verbindungsabschnitt erweitern. Ein Einreißen der Spannhülse im Bereich der Verbindungstelle zwischen den Haltezungen oder der Klemmzungen und dem Verbindungabschnitt wird damit zuverlässig verhindert. Auch wird die Flexibilität der Haltezungen und Klemmzungen weiter erhöht.
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Das Außengewinde des Anschlussteils kann auf einem zumindest teilweise umlaufenden radialen Gewindevorsprung des Anschlussteils angeordnet sein. Damit kann der Außendurchmesser des Außengewindes größer sein als der Außendurchmesser der Spannhülse, so dass die Überwurfmutter aufgeschraubt werden kann. Auch wird durch diesen Gewindevorsprung und bei aufgeschraubter Überwurfmutter die Spannhülse und das Schlauchende überdeckt, so dass diese geschützt vor äußeren Einflüssen bleiben.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass zwischen dem Gewindevorsprung und dem radial nach außen weisenden Haltevorsprung des Anschlussteils ein axialer Abstand vorhanden ist, der größer ist als die axiale Länge des radial nach innen weisenden Rastfortsatzes der Spannhülse. Damit wird ein sicheres Einrasten des Halteabschnitts hinter dem Haltevorsprung erreicht.
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Gemäß einer weitergehenden Ausführungsform setzt sich der ringförmige Verbindungsabschnitt radial nach innen unter Bildung eines ringförmigen Kragens fort, und stößt in der montierten Lage an die dem Anschlussstück abgekehrten Stirnseite des Haltevorsprungs des Anschlussteils an. Damit wird die axiale Lage der Spannhülse relativ zum Anschlussteil festgelegt. Die Spannhülse kann sich nicht mehr weiter in Richtung auf das Anschlussstück bewegen. In der entgegengesetzten Richtung wird die Spannhülse durch deren hakenförmigen Rastfortsatz am Halteabschnitt und den Haltevorsprung am Anschlussteil gehalten. Die Spannhülse befindet sich daher stets an der vorgesehenen Position, in der der Klemmabschnitt gut von der Überwurfmutter zusammengedrückt werden kann.
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Es kann vorgesehen werden, dass der radial nach innen weisende Rastfortsatz der Spannhülse sich auf seiner Innenseite in Richtung auf das Anschlussstück des Anschlussteils konisch erweitert. Damit wird ein Aufschieben der Spannhülse auf das Anschlussteil erleichtert. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen werden, dass der radial nach außen weisende Haltevorsprung des Anschlussteils sich auf seiner dem Anschlussstück abgekehrten Seite in Richtung auf den Rohrstutzen konisch verjüngt. Dadurch wird die Montage der Spannhülse insbesondere bei festeren Materialien der Spannhülse weiter vereinfacht.
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Das Anschlussstück ist in der Regel standardisiert oder genormt ausgebildet. Daran schließt sich das Außengewinde häufig über ein Rohrstück an, an dem sich in axialer Richtung weiter hinten das Außengewinde und der Rohrstutzen befinden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich in axialer Richtung zwischen dem Anschlussstück und dem Außengewinde ein Werkzeugansatz für ein Konterwerkzeug befindet. Dieser Werkzeugansatz kann beispielsweise aus gegenüberliegenden parallelen Abflachungen zum Ansatz eines Maul- oder Gabelschlüssels bestehen. Dann kann die Überwurfmutter besonders fest angezogen werden.
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Aus welchen Materialien die Schlauchanbindung besteht, ist grundsätzlich beliebig. Insbesondere für die Anwendung in der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie, der Chemie, der Biochemie oder der Medizintechnik ist es günstig, wenn die einzelnen Bestandteile sterilisierbar und autoklavierbar sind. Es ist daher vorgesehen, dass das Anschlussteil und die Überwurfmutter aus Metall, beispielsweise aus Edelstahl, oder aus Kunststoff bestehen.
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Grundsätzlich kann auch die Spannhülse aus Metall, beispielsweise aus Edelstahl, bestehen. Die Spannhülse besteht vorzugsweise aus einem nachgiebigen Material und insbesondere aus einem nachgiebigen Kunststoff, wie zum Beispiel Polyoxymethylen, das die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf die Nachgiebigkeit, Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist.
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Für einen besonders guten Zusammenhalt der Schlauchanbindung ist es gemäß der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass die Überwurfmutter an ihrem dem Innengewinde abgekehrten Ende einen radial nach innen weisenden und mindestens teilweise umlaufenden Vorsprung aufweist, dessen Innendurchmesser größer ist als oder gleich groß ist wie der Außendurchmesser des anzubindenden Schlauchs und kleiner ist als der Außendurchmesser des ihm zugewandten Endes des Klemmabschnitts der Spannhülse. Die Spannhülse kann sich dann nur noch bis zu diesen Vorsprung ausdehnen. Weitere Ausdehnungen werden zuverlässig verhindert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1: im Längsschnitt das Anschlussteil gemäß der Erfindung,
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2: das Anschlussteil in perspektivischer Darstellung,
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3: im Längsschnitt die Spannhülse gemäß der Erfindung,
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4: die Spannhülse in perspektivischer Darstellung,
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5: im Längsschnitt die Überwurfmutter gemäß der Erfindung,
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6: die Überwurfmutter in perspektivischer Darstellung, und
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7: im Längsschnitt die Schlauchanbindung in der montierten Lage.
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Die in der Zeichnung dargestellte Schlauchanbindung für einen Schlauch 11 ist im Querschnitt kreisringförmig ausgebildet und weist ein Anschlussteil 12 auf, das an seinem einem Ende ein standardisiertes Anschlussstück 13 aufweist. Das Anschlussstück 13 ist in bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform als Tri-Clamp Anschluss ausgebildet. Weiterhin ist eine Spannhülse 14 und eine Überwurfmutter 15 vorgesehen, um den Schlauch 11 an dem Anschlussteil 12 dichtend zu halten.
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Das Anschlussteil 12 ist auf dessen Innenseite rohrförmig zum Durchleiten eines Mediums ausgebildet. Das Anschlussteil weist weiterhin in axialer Reihenfolge, in der 7 von links nach rechts, das endständige Anschlussstück 13, einen freien Rohrabschnitt 16, einen umlaufenden radialen nach außen weisenden Gewindevorsprung 17 mit einem Außengewinde 22, einen umlaufenden radial nach außen weisenden Haltevorsprung 19 und einen Rohrstutzen 20 auf. Zwischen dem Gewindevorsprung 17 und dem Haltevorsprung 19 ist ein Freiraum 21 vorhanden.
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Die Überwurfmutter 15 weist ein Innengewinde 18 auf, das auf das Außengewinde 22 passt. An ihrem dem Innengewinde 18 abgekehrten Endabschnitt ist die Innenwandung 23 der Überwurfmutter 15 konisch in Richtung von dem Innengewinde 18 weg verjüngend ausgebildet. Die konische Innenwandung 23 kann dabei gerade verlaufen oder Bereiche 24, 25 mit unterschiedlichen Steigungen aufweisen. Weiterhin weist die Überwurfmutter 15 an ihrem dem Innengewinde 18 abgekehrten Ende 26 einen radial nach innen weisenden Vorsprung 27 auf, der einen Absatz zu der konischen Innenwandung bildet. Der Innendurchmesser des freibleibenden Querschnitts ist dabei größer als oder gleich groß wie der Außendurchmesser des anzubindenden Schlauchs 11.
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Die Spannhülse 14 weist einen Halteabschnitt 28 auf, der in der montierten Lage in Richtung auf das Anschlussstück 13 weist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Klemmabschnitt 29 vorhanden, der über einen ringförmigen Verbindungsabschnitt 30 mit dem Halteabschnitt 28 verbunden ist. Der Halteabschnitt 28 setzt sich in Umfangsrichtung aus mehreren Haltezungen 31 zusammen, die jeweils einen Spalt 32 in Umfangsrichtung zueinander begrenzen. Dadurch ist der Halterabschnitt 28 nachgiebig und kann insbesondere nach außen aufgespreizt werden. Es können im Bereich der Anlenkung der einzelnen Haltezungen 31 an den Verbindungsabschnitt 30 Erweiterungen 33 des Spalts 32 vorgesehen werden, wodurch die Nachgiebigkeit weiter erhöht wird.
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An ihrem vorderen, freien Ende weisen die Haltezungen 31 radial nach innen weisende Rastfortsätze 34 auf, die bei der Montage der Rohranbindung über den Haltevorsprung 19 des Anschlussteils 12 gleiten und in den Freiraum 21 einrasten. Die axiale Länge der Rastfortsätze 34 ist dazu kleiner als die axiale Länge des Freiraums 21 zwischen dem Gewindevorsprung 17 und dem Haltevorsprung 19.
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Der Klemmabschnitt 29 setzt sich in Umfangsrichtung ebenfalls aus einzelnen Klemmzungen 35 zusammen, die zwischen sich einen Spalt 36 begrenzen. Auch hier können im Bereich der Anlenkung zum Verbindungsabschnitt 30 Erweiterungen vorgesehen werden, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Durch diese beabstandeten Klemmzungen 35 ist der ansonsten ringförmige Klemmabschnitt 29 nachgiebig und kann insbesondere zusammengedrückt werden.
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Der Verbindungsabschnitt 30 der Spannhülse 14 setzt sich auf seiner Innenseite unter Bildung eines umlaufenden Kragens 37 weiter nach innen fort. Der Innendurchmesser des Kragens 37 ist größer als der Außendurchmesser des Rohrstutzens 20 und kleiner als der Durchmesser des ihm in der montierten Lage zugewandten Haltevorsprungs 19. Dadurch kann die Spannhülse 14 nicht beliebig weit auf das Anschlussteil 12 geschoben werden.
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Zum Montieren der Schlauchanbindung an einem Schlauch wird zunächst die Spannhülse 14 mit ihren Halteabschnitt 28 über den Rohrstutzen 20 des Anschlussteils 12 geschoben, bis die Haltezungen 31 hinter dem Haltevorsprung 19 einrasten. Für eine vereinfachte Montage können die einander zugewandten Stirnseiten des Haltevorsprungs 19 und der endständigen Rastfortsätze 34 jeweils eine konische Anlauffläche 38, 39 aufweisen. Dadurch werden die Haltezungen leichter aufgespreizt, so dass die Spannhülse 14 in einfacher Weise bis zum Anschlag des inneren Kragens 37 an den Haltevorsprung 19 aufgeschoben werden kann. Die hakenförmigen Rastfortsätze 34 der Haltezungen 28 rasten dann in den Freiraum 21 zwischen dem Gewindevorsprung 17 und dem Haltevorsprung 19 hinter diesen ein. Die Klemmhülse 14 ist danach axial und verliersicher an dem Anschlussteil 12 gehalten.
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In dieser Lage umgibt der Klemmabschnitt 29 den Rohrstutzen 20 des Anschlussteils 12 unter Belassung eines im Querschnitt ringförmigen Freiraums zumindest teilweise. Der Innendurchmesser des Klemmabschnitts 29 ist dabei größer als oder zumindest gleich groß wie der Außendurchmesser des einzuführenden Schlauchabschnitts. Der Außendurchmesser des Rohrstutzens 20 ist an den Innendurchmesser des Schlauchs 11 angepasst.
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In diesen Freiraum wird anschließend das Schlauchende des anzubindenden Schlauchs 11 eingeführt, bis dessen vordere Stirnfläche 40 an den inneren Kragen 37 der Spannhülse 14 anschlägt. Vorher ist die Überwurfmutter 15 mit ihrem dem Innengewinde 18 abgekehrten Ende 26 zuerst auf den Schlauch 11 aufgeschoben worden. Die Überwurfmutter 15 wird anschließend zunächst über den Klemmabschnitt 29 bis zum Außengewinde 22 des Gewindevorsprungs 17 geschoben und anschließend festgedreht. Der Außendurchmesser des Außengewindes 22 ist dabei mindestens gleich groß wie oder größer als der größte Außendurchmesser der Spannhülse 14.
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Beim Anziehen der Überwurfmutter 15 bewegt sich diese weiter in Richtung auf das Anschlussstück 13. Dabei gelangt die konische Innenfläche 23 in Kontakt mit den korrespondierenden Außenflächen 41 der Klemmzungen 35 des Klemmabschnitts 29 der Spannhülse 14 und drückt diese radial nach innen in Richtung auf den in den Freiraum eingeführten Schlauch 11. Dadurch wird der flexible Schlauch 11 fest und dichtend auf den Rohrstutzen 20 gedrückt. Die äußere Oberseite des Klemmabschnitts 29 kann dabei in Richtung auf die freien Enden der diesen bildenden Klemmzungen 35 sich konisch verjüngend ausgebildet sein. Damit wird ein gutes Abgleiten der Klemmzungen 35 innerhalb der Überwurfmutter 15 auf deren konischen Innenfläche 23 bewirkt.
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Nach dem Festdrehen der Überwurfmutter 15 ist der Schlauch fest mit dem Anschlussteil 12 verbunden. Für einen besseren Halt kann der Rohrstutzen an seinem freien Ende eine umlaufende äußere Rastnase 42 aufweisen, die ein Abziehen des Schlauches 11 vom Rohrstutzen 20 erschwert. Entsprechende Rastnasen 43 können auf der Innenseite der Klemmzungen 35 vorhanden sein, um den Schlauch 11 besser in axialer Richtung festzuhalten.
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Weiterhin kann auf der Außenfläche des freien Rohrabschnitts 16 ein Werkzeugansatz für ein Konterwerkzeug vorhanden sein, um die Überwurfmutter gut und fest anziehen zu können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Werkzeugansatz zwei parallele und gegenüberliegende abgeflachte Flächen 44, an die ein Maulschlüssel angesetzt werden kann. Die Überwurfmutter 15 kann ebenfalls mindestens zwei gegenüber liegenden Abflachungen aufweisen, damit die Überwurfmutter mit einem Maulschlüssel fest angezogen und auch wieder gelöst werden kann.
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Die Überwurfmutter 15 und das Anschlussteil 13 bestehen in bevorzugter Weise aus Edelstahl oder Kunststoff. Die Spannhülse besteht aus einem nachgiebigen Kunststoff hoher Festigkeit, beispielsweise aus POM (Polyoxymethylen). Bei einem Dauerbetrieb der Schlauchanbindung unter hohem Druck und bei höheren Temperaturen kann es vorkommen, dass der Kunststoff anfängt zu kriechen. Dies hat zur Folge, dass die Spannhülse 14 sich verformt und sich die Klemmzungen 35 in Richtung ihr auf freies Ende ausdehnen und bewegen. Um dies zu verhindern, ist der radial nach innen weisende Vorsprung 27 an dem hinteren freien Ende 26 der Überwurfmutter 15 vorhanden, an den die freien Stirnflächen 45 der Klemmzungen 35 anstoßen. Ein weiteres Ausdehnen der Klemmzungen 35 und somit der Spannhülse 14, das zu einer Lockerung der Klemmverbindung des Schlauchs 11 an dem Rohrstutzen 20 und somit zu einer Undichtigkeit führen kann, wird dadurch zuverlässig vermieden.
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Die Herstellung der Überwurfmutter 15 und des Anschlussteils 12 kann in bekannter Weise durch spanende Bearbeitung erfolgen. Die Spannhülse 14 kann als Drehteil oder als Spritzgussteil mit ausreichender Genauigkeit hergestellt werden. Es sind dann nur noch wenige oder keine Nachbearbeitungen erforderlich. Da die Spannhülse keine tragende Funktion aufweist, sind Fertigungstoleranzen für die Klemm- und Haltefunktion unschädlich. Weiterhin kann die Spannhülse 14 in einfacher Weise vom Anschlussteil 12 durch Aufspreizen der Haltezungen 31 wieder gelöst werden. Eine Wiederverwendung der aus Metall (Edelstahl) oder Kunststoff bestehenden Überwurfmutter 15 oder des Anschlussteils 13 ist daher möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5558375 A [0003]
- EP 1841998 B1 [0004]
