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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tülle geeignet für den Einsatz in einem Wasserschlauch.
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Wasserschläuche werden als Entwässerungsschläuche beispielsweise im Fahrzeugbau eingesetzt. Häufig lässt es sich nicht vermeiden, dass Regenwasser an einigen Stellen eines Kraftfahrzeugs wie etwa an Tankdeckeln oder im Bereich von Schiebedächern in das Fahrzeug gelangt. Die Entwässerungsschläuche dienen dann dazu, das Fahrzeug trocken zu halten, wenn Wasser, insbesondere Regenwasser, unerwünscht in das Fahrzeug eindringt, denn sie leiten gezielt das in das Fahrzeug eindringende Wasser ab. Ein solcher Wasserschlauch ist beispielsweise in der
DE 20 2020 106 112 U1 beschrieben.
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Die Entwässerungsschläuche werden üblicherweise mittels einer Tülle am Einbauort wie etwa einer Öffnung in einer Karosserie eines Fahrzeugs befestigt. Der mit der Tülle verbundene Entwässerungsschlauch wird dann durch die Karosserie hindurchgeführt, um an der gewünschten Stelle das gesammelte Wasser aufzunehmen und nach unten abzutransportieren.
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Bekanntermaßen steht in einem Fahrzeug wenig Platz zur Verfügung, so dass der Schlauch eng an den sich in der Karosserie befindlichen Bauteilen entlanggeführt werden muss. Dies führt dazu, dass der Wasserschlauch unter einem von den Einbaubedingungen in dem Kraftfahrzeug vorgegebenen Winkel mit der Tülle verbunden werden muss. Aus diesem Grund verfügt die Tülle zwischen dem Anschlusselement, an dem der Wasserschlauch befestigt ist, und dem Befestigungselement, welches an der Karosserie befestigt ist, über ein Zwischenelement, welches flexibel ist, so dass das Anschlusselement gegenüber dem Befestigungselement verstellbar ist.
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Bei der in der
DE 20 2020 106 122 U1 dargestellten Tülle wird die Verstellbarkeit zwischen Anschlusselement und Befestigungselement dadurch erzielt, dass das Zwischenelement als Faltenbalg ausgebildet ist.
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Die Herstellung solcher Faltenbälge aus Kunststoff ist vergleichsweise schwierig. Werden die Faltenbälge gespritzt, so muss der Innenkern mit im Abstand angeordneten umlaufenden Ausstülpungen versehen sein, um die Falten zu formen. Nach dem Spritzvorgang muss der Innenkern dann aus dem spritzgegossenen Teil herausgezogen werden. Aufgrund der großen Hinterschneidungen ist dies jedoch sehr schwierig.
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Abgesehen davon, dass Faltenbälge nur sehr schwierig mittel Spritzgussverfahren hergestellt werden können, weisen die bisher bekannten Tüllen mit Faltenbälgen einen vergleichsweise sperrigen Aufbau auf.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tülle für den Einsatz in einem Wasserschlauch bereitzustellen, welche einfach herstellbar ist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tülle bereitzustellen, welche für den Einsatz in einem Wasserschlauch geeignet und möglichst kompakt ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Tülle geeignet für den Einsatz in einem Wasserschlauch, umfassend einen rohrförmigen Grundkörper mit einer Rohrwand sowie mit einem ersten Ende und einem entgegengesetzt liegenden zweiten Ende, wobei an dem ersten Ende des rohrförmigen Grundkörpers ein Anschlusselement vorgesehen ist, das mit einem Wasserschlauch verbindbar ist, wobei an dem zweiten Ende des rohrförmigen Grundkörpers ein Befestigungselement vorgesehen ist, wobei der rohrförmige Grundkörper zwischen Anschlusselement und Befestigungselement ein Zwischenelement aufweist, an dem ein einteiliges Gelenk vorgesehen ist, wobei das Gelenk das Zwischenelement ringförmig umgibt und einen ersten Gelenkabschnitt und einen zweiten Gelenkabschnitt umfasst und wobei der erste Gelenkabschnitt als Einstülpung und der zweite Gelenkabschnitt als Einkerbung ausgebildet sind.
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Die Einstülpung kann beispielsweise die Form einer Falte, wie sie etwa von Bälgen bekannt ist, aufweisen, wobei es sich hier dann um die Falte handelt, die nach innen in die Tülle weist.
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Unter einem einteiligen Gelenk wird hier ein Gelenk verstanden, das aus einem Bauteil besteht und somit nicht lösbar ist.
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Die beschriebene Gelenkverbindung ist sehr raumsparend ausgebildet, da die Einstülpung nach innen in Richtung der Tülle gerichtet ist. Im Vergleich zu bekannten Gelenkverbindungen ist sie darüber hinaus materialsparend, da der erste Gelenkabschnitt sowie der zweite Gelenkabschnitt jeweils nur abschnittsweise entlang des Umfangs des Zwischenelements vorgesehen sind, so dass keine vollständig umlaufende Einstülpung bzw. keine vollständig umlaufende Falte ausgebildet ist.
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Die beschriebene Tülle eignet sich besonders für die Herstellung im Spritzgussverfahren, da sie im Bereich der Einkerbung keine Hinterschneidung aufweist. Lediglich im Bereich der Einstülpung muss im Innenkern der Spritzgussform eine Vertiefung oder Kerbe vorliegen.
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Dadurch kann die fertige Tülle vergleichsweise einfach vom Innenkern der Spritzgussform entfernt werden.
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Eine besonders platzsparende Tülle ist dadurch erzielbar, dass der Außenradius des Gelenks kleiner oder gleich dem Außenradius des rohrförmigen Grundkörpers ist.
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Um unterschiedliche Knickwinkel zwischen dem Anschlusselement und dem Befestigungselement auszubilden, ist es von Vorteil, dass der erste Gelenkabschnitt eine Basis mit einem ersten Kreissegment aufweist und der zweite Gelenkabschnitt einen Einkerbungsboden mit einem zweiten Kreissegment, wobei sich das erste Kreissegment und das zweite Kreissegment unterscheiden.
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Unter Basis des ersten Gelenkabschnitts ist hier der Teil der Einstülpung zu verstehen, welcher maximal in den rohrförmigen Grundkörper hineinragt.
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Beispielsweise kann das erste Kreissegment einen anderen Radius aufweisen als das zweite Kreissegment. Zusätzlich oder alternativ können der rohrförmige Grundkörper, das erste Kreissegment und das zweite Kreissegment jeweils einen Mittelpunkt aufweisen, wobei der Mittelpunkt des ersten Kreissegments und/oder der Mittelpunkt des zweiten Kreissegments sich vom Mittelpunkt des rohrförmigen Grundkörpers unterscheiden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Elemente außerhalb des Gelenks eine Rohrwanddicke und im Bereich des Gelenks eine Gelenkwanddicke auf, wobei die Gelenkwanddicke zumindest abschnittsweise geringer als die Rohrwanddicke ist. Das Vorsehen einer geringeren Wanddicke im Bereich des Gelenks hat den Vorteil, dass die Gelenkverbindung mit einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand über eine vergleichsweise großen Winkelbereich betätigt werden kann.
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Vorzugsweise weist hierbei der erste Gelenkabschnitt in axialer Richtung eine konstante Gelenkwanddicke auf, die geringer als die Rohrwanddicke ist. Der als Einstülpung ausgebildete erste Gelenkabschnitt kann somit auf einfache Weise in Richtung des Mittelpunkts des Zwischenelements gelegt werden.
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Der als Einkerbung ausgebildete zweite Gelenkabschnitt weist vorzugsweise in axialer Richtung des Gelenks zwei entgegengesetzt liegende Einkerbungskanten und einen Einkerbungsboden auf, wobei die Wanddicke am Einkerbungsboden geringer ist als an den Einkerbungskanten.
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Somit ergibt sich eine einfache Beweglichkeit des Gelenks im Bereich des zweiten Gelenkabschnitts.
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Um einen möglichst großen Knickwinkelbereich zwischen Anschlusselement und Befestigungselement zu erhalten, ist es von Vorteil, dass der erste Gelenkabschnitt eine größere Bogenlänge als der zweite Gelenkabschnitt aufweist. Somit erhöhen sich die Flexibilität und die Anzahl der Einsatzmöglichkeiten für eine solche Tülle.
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Es ist von Vorteil, dass zwischen dem ersten Gelenkabschnitt und dem zweiten Gelenkabschnitt ein dritter Gelenkabschnitt vorgesehen ist. Hierdurch kann unter Beibehaltung einer stabilen und fluiddichten Ausbildung des Zwischenelements ein möglichst kontinuierlicher Übergang zwischen dem ersten Gelenkabschnitt und dem zweiten Gelenkabschnitt erhalten werden.
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Ein vergleichsweise stabiles Gelenk wird dadurch erhalten, dass ein vierter Gelenkabschnitt vorgesehen ist, der zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkabschnitt angeordnet ist, so dass der erste, der zweite, der dritte und der vierte Gelenkabschnitt eine geschlossene Ringform bilden, wobei vorzugsweise der dritte und der vierte Gelenkabschnitt gleichartig ausgebildet sind.
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Beispielsweise weisen der erste Gelenkabschnitt und der zweite Gelenkabschnitt hier jeweils eine Bogenlänge größer als 90° und kleiner als 180° auf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform verfügt das Zwischenelement über einen ersten Abschnitt, der sich zwischen Anschlusselement und Gelenk erstreckt, sowie über einen zweiten Abschnitt zwischen Gelenk und Befestigungselement, wobei der erste Abschnitt des Zwischenelements und/oder der zweite Abschnitt des Zwischenelements gekrümmt ausgebildet sind. Mit Hilfe dieser Ausführungsformen lassen sich bestimmte Einstellwinkel zwischen Anschlusselement und Befestigungselement voreinstellen, so dass mit Hilfe des Gelenks nur noch geringe Auslenkungen notwendig sind.
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Alternativ hierzu verfügt das Zwischenelement über einen ersten Abschnitt, der sich zwischen Anschlusselement und Gelenk erstreckt, sowie über einen zweiten Abschnitt zwischen Gelenk und Befestigungselement, wobei der erste Abschnitt des Zwischenelements und der zweite Abschnitt des Zwischenelements geradlinig ausgebildet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das Zwischenelement, das Anschlusselement und das Befestigungselement aus einem elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff hergestellt. Wird die Tülle aus Kunststoff hergestellt, kann sie beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens erzeugt werden.
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Es ist weiter von Vorteil, dass das Anschlusselement, das Befestigungselement und das Zwischenelement einstückig ausgebildet sind, um den Einbau eines Wasserschlauchs mit Tülle in einem Bauteil, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zu erleichtern.
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Insbesondere für Wasserschläuche mit Tüllen, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ist es von Vorteil, dass das Anschlusselement eine Ventilklappe umfasst.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Wasserschlauch umfassend eine beschriebene Tülle. Die Tülle kann hierbei auf dem Wasserschlauch aufgesteckt sein oder fest mit ihm verbunden sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Tülle und der Wasserschlauch einstückig miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Tülle mittels eines Spritzgussverfahrens direkt an den Wasserschlauch angespritzt ist. Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
- 1 einen an einem Bauteil eingebauten Wasserschlauch;
- 2 eine Tülle in perspektivischer Ansicht;
- 3 den eingebauten Wasserschlauch im Querschnitt;
- 4 die Tülle in einer Seitenansicht;
- 5 die Tülle in einer Draufsicht;
- 6 einen Querschnitt durch die Tülle im Bereich des Gelenks.
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1 zeigt einen Wasserschlauch 10, der mittels einer Tülle 12 mit einem Bauteil 14 verbunden ist. Das Bauteil 14 kann beispielsweise Teil einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs sein.
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Die Tülle 12 selbst umfasst, wie beispielsweise in 2 zu erkennen ist, einen rohrförmigen Grundkörper 16 mit einer Rohrwand. An einem ersten Ende des Grundkörpers 16 sind ein Anschlusselement 18 und an dem dem ersten Ende des Grundkörpers 16 entgegengesetzt liegenden zweiten Ende ein Befestigungselement 20 vorgesehen.
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Das Anschlusselement 18 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Im montierten Zustand, in dem der Wasserschlauch 10 mit dem Anschlusselement 18 verbunden ist, bildet der Wasserschlauch 10 eine axiale Verlängerung des Anschlusselements 18. Das Anschlusselement 18 ist auf den Wasserschlauch 10 aufgesteckt. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Anschlusselement fest mit dem Wasserschlauch verbunden, beispielsweise ist das Anschlusselement mittels Spritzgussverfahren direkt an den Wasserschlauch angespritzt.
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Das Befestigungselement 20 der Tülle 10 dient dazu, die Tülle 10 mit dem Bauteil 14 zu verbinden. Hierfür sind an dem Befestigungselement 20 beispielsweise Rastverbindungen vorgesehen, die mit dem Kraftfahrzeug wechselwirken.
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Der Grundkörper 16 verfügt über ein Zwischenelement 22, welches sich zwischen Anschlusselement 18 und Befestigungselement 20 befindet. Um das Anschlusselement 18 gegenüber dem Befestigungselement 20 zu verstellen, ist in dem Zwischenelement 22 ein einteiliges Gelenk 24 angeordnet, das das Zwischenelement 22 ringförmig umgibt.
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Das Gelenk 24 umfasst, wie insbesondere in 4 zu erkennen ist, einen ersten Gelenkabschnitt 26 und einen zweiten Gelenkabschnitt 28, die sich jeweils abschnittsweise entlang des Umfangs des Zwischenelements 22 erstrecken. Hierbei ist die Bogenlänge des zweiten Gelenkabschnitts 28 kürzer als die des ersten Gelenkabschnitts 26 (siehe 5).
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Der erste Gelenkabschnitt 26 ist als Einstülpung 27 oder Falte ausgebildet (s. auch 3). Im Bereich des ersten Gelenkabschnitts 26, welcher als Einstülpung 27 oder Falte ausgebildet ist, ist die Wanddicke des ersten Gelenkabschnitts 26 gegenüber der Wanddicke des Zwischenelements 22 außerhalb des Gelenks 24 über den gesamten Bereich des ersten Gelenkabschnitts 26 um einen konstanten Wert reduziert.
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Wie ebenfalls in 3 zu erkennen ist, wird der zweite Gelenkabschnitt 28 durch eine Einkerbung 29 an der Außenwand des Zwischenelements 22 gebildet, wobei die Einkerbung 29 in axialer Richtung des Gelenks 24 zwei entgegengesetzt liegende Einkerbungskanten 30 und einen Einkerbungsboden 32 aufweist. Die Wanddicke des ersten Gelenkabschnitts 26 ist am Einkerbungsboden 32 geringer als an den Einkerbungskanten 30. Die Einkerbung 29 beeinflusst somit nicht den Innendurchmesser des Zwischenelements 22.
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Sowohl die außen an dem Zwischenelement 22 angebrachte Einkerbung 29 als auch die Falte bzw. Einstülpung 27 weisen nach innen in Richtung des Mittelpunkts des rohrförmigen Grundkörpers 16, so dass der Außenradius des Gelenks 24 kleiner oder gleich dem Außenradius des rohrförmigen Grundkörpers 16 ist.
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Bei einem Schnitt durch das Gelenk 24 im Bereich des Einkerbungsbodens 32 sowie einer Basis 34 des ersten Gelenkabschnitts 26 (Schnitt C-C in 4) ist zu erkennen, dass die Basis 34 ein erstes Kreissegment und der Einkerbungsboden 32 ein zweites Kreissegment bilden, wobei sich der Außenradius des Einkerbungsbodens 32 vom Außenradius der Basis 34 des ersten Gelenkabschnitts 26 unterscheidet (s. 6). Der Mittelpunkt des zweiten Kreissegments unterscheidet sich vom Mittelpunkt des rohrförmigen Grundkörpers 16, während der Mittelpunkt des ersten Kreissegments und der Mittelpunkt des rohrförmigen Grundkörpers 16 identisch sind.
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Unter Basis 34 des ersten Gelenkabschnitts 26 ist der Teil der Einstülpung 27 zu verstehen, welcher maximal in den rohrförmigen Grundkörper 16 hineinragt.
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Um einen fluiddichten und stabilen Übergang zwischen dem zweiten Gelenkabschnitt 28 mit dem größeren Außenradius zu dem ersten Gelenkabschnitt 26 mit dem kleineren Außenradius zu erhalten, sind ein dritter Gelenkabschnitt 36 und ein vierter Gelenkabschnitt 38 vorgesehen. Die beiden Gelenkabschnitte 36, 38 sind jeweils zwischen dem ersten Gelenkabschnitt 26 und dem zweiten Gelenkabschnitt 28 angeordnet, so dass der erste Gelenkabschnitt 26, der zweite Gelenkabschnitt 28, der dritte Gelenkabschnitt 38 und der vierte Gelenkabschnitt 38 eine geschlossene Ringform bilden. Der dritte Gelenkabschnitt 36 und vierte Gelenkabschnitt 38 sind gleichartig ausgebildet und spiegelsymmetrisch in dem Gelenk 24 angeordnet.
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Die Bogenlänge des ersten Gelenkabschnitts 26 und des zweiten Gelenkabschnitts 28 sind hierbei länger als die des dritten Gelenkabschnitts 36 und des vierten Gelenkabschnitts 38, wobei die Bogenlängen des ersten Gelenkabschnitts 26 und des zweiten Gelenkabschnitts 28 jeweils größer als 90°, jedoch kleiner als 180° sind.
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Das Zwischenelement 22 verfügt über einen ersten Abschnitt 40, der sich zwischen Anschlusselement 18 und Gelenk 24 erstreckt, sowie über einen zweiten Abschnitt 42 zwischen Gelenk 24 und Befestigungselement 20.
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Der erste Abschnitt 40 des Zwischenelements 22 ist gerade bzw. geradlinig ausgebildet, wohingegen der zweite Abschnitt 42 des Zwischenelements 22 gekrümmt ausgebildet ist. Die Krümmung des Zwischenelements 22 ist so ausgebildet, dass die Falte 27 auf der Seite der inneren Krümmung des Zwischenelements 22 liegt, während die Einkerbung 29 auf der Seite der äußeren Krümmung des Zwischenelements 22 vorgesehen ist.
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Der Wasserschlauch 10 mit Tülle 12 wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Von daher umfasst das Befestigungselement 18 eine Ventilklappe 44. Der rohrförmige Grundkörper 16 mit Zwischenelement 22 und Gelenk 24 sowie das Anschlusselement 18 und das Befestigungselement 20 sind einstückig ausgebildet. Die so geformte Tülle 12 wird beispielsweise mittels Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt.
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Bei nicht dargestellten Ausführungsformen können die Bogenlängen des ersten Gelenkabschnitts 26 und zweiten Gelenkabschnitts 28 unterschiedlich ausgebildet sein. So können die ersten und zweiten Gelenkabschnitte 26, 28 Kreissegmente aufweisen, die über einen anderen Radius als den dargestellten verfügen. Weiterhin müssen das erste Kreissegment und der Grundkörper 16 nicht konzentrisch ausgerichtet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Kreissegment konzentrisch zu dem Grundkörper ausgerichtet sein.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erste Abschnitt 40 des Zwischenelements 22 gerade bzw. geradlinig ausgebildet, wohingegen der zweite Abschnitt 42 des Zwischenelements 22 gekrümmt ausgebildet ist. Bei alternativen Ausführungsformen können der erste Abschnitt gekrümmt und/oder der zweite Abschnitt des Zwischenelements geradlinig ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202020106112 U1 [0002]
- DE 202020106122 U1 [0005]
