DE102005010950A1

DE102005010950A1 - Endabschnitt einer Fluidleitung mit angeformter Steckarmatur

Info

Publication number: DE102005010950A1
Application number: DE102005010950A
Authority: DE
Inventors: Uwe Eggert; Heiko Heim; Martin Kollmann; Jochen Schneier
Original assignee: FTE Automotive GmbH
Current assignee: FTE Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1701082B1; US7614666B2; EP1701082A1; DE502006000927D1; US20060202476A1

Abstract

Endabschnitt einer Fluidleitung (1) aus Kunststoff mit einer durch Umspritzen koxial angeformten Steckarmatur (2) aus Kunststoff zur abgedichteten Steckverbindung mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement (12). Der Endabschnitt mit angeformter Steckarmatur (2) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß an ihm eine erste Umfangsnut (3) angeordnet ist, in deren Bereich die Steckarmatur (2) unter formschlüssigem Eindringen des Kunststoffs der Steckarmatur (2) in die erste Umfangsnut (3) angeformt ist, und daß der Endabschnitt in Fügerichtung der Steckarmatur (2) über diese axial vorsteht und in dem über die Steckarmatur (2) vorstehenden Bereich eine zweite Umfangsnut (10) zur Aufnahme eines Dichtrings (11) ausgebildet ist. Aufgrund dieser Anordnung sorgt der Dichtring (11) sowohl für die Abdichtung zwischen dem Endabschnitt mit der daran angeformten Steckarmatur (2) gegenüber dem komplementär ausgebildeten Gegenelement (12) der Steckverbindung als auch dafür, daß der hydraulische Leitungsdruck nicht direkt auf die Verbindungsfläche zwischen dem Endabschnitt und der angeformten Steckarmatur (2) einwirken kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung eines Endabschnitts einer Fluidleitung mit einer angeformten Steckarmatur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Endabschnitt mit angeformter Steckarmatur für lösbare Steckverbindungen mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement, wie dem Stutzen eines Elements eines Hydrauliksystems oder mit einer anderen Fluidleitung. Derartige Steckverbindungen finden insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik bei hydraulischen Kupplungs- und Bremsanlagen in Massenfertigungsstückzahlen Anwendung.

Bei einer bekannten Verbindung einer Fluidleitung aus Kunststoff mit einem rohrförmigen Kupplungselement aus Kunststoff ( DE 195 43 318 A1 ), das als Steckkupplung ausgebildet sein kann, ist das Kupplungselement mit seinem in Fügerichtung inneren Endabschnitt koaxial um den Endabschnitt der Fluidleitung stoffschlüssig herumgespritzt. In Fügerichtung des Kupplungselements vor dem Endabschnitt der Fluidleitung sind zwei Dichtungsringe in Form von O-Ringen und ein dazwischenliegender Sicherungsring in einen zylindrischen Hohlraum des Kupplungselements eingesetzt. Diese Dichtungsanordnung ist dazu bestimmt gegenüber dem Außenumfang eines in den zylindrischen Hohlraum eingeschobenen komplementären Rohrabschnitts eines Gegenelements abzudichten. Allerdings ist bei dieser Anordnung die Verbindung zwischen der Fluidleitung und der Steckarmatur im Betrieb der Fluidleitung dem darin herrschenden hydraulischen Druck ausgesetzt. Darüber hinaus ist diese aus drei Teilen bestehende Ringanordnung in den im uneingebauten Zustand nach außen in Fügerichtung offenen und kein Widerlager für die Ringanordnung aufweisenden zylindrischen Hohlraum lose eingesetzt und ist daher nicht unverlierbar. Die Umspritzung des Endabschnitts der Fluidleitung mit dem Kupplungselement erfolgt auf dem zylindrischen Außenumfang der Fluidleitung, so daß die Haltbarkeit der Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem Kupplungselement gegenüber axialen Zugkräften nur begrenzt ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Endabschnitt einer Fluidleitung mit angeformter Steckarmatur der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Ausbildung bereitzustellen, bei dem die Verbindung zwischen der Fluidleitung und der Steckarmatur nicht dem hydraulischen Druck in der Fluidleitung ausgesetzt ist, der auch sehr hohen axialen Zug- und/oder Druckkräften widerstehen kann und bei dem die zur Abdichtung gegenüber dem komplementär ausgebildeten Gegenelement vorgesehene Dichtungsanordnung unverlierbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte und/oder zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend ebenfalls näher beschrieben.

Durch die Anordnung der ersten Umfangsnut an dem Endabschnitt der Fluidleitung wird eine formschlüssige Verklammerung zwischen dem Endabschnitt und der Steckarmatur erzielt, die auch sehr großen axialen Krafteinwirkungen standhält. Die zweite Umfangsnut sichert einen darin eingelegten Dichtring zuverlässig gegen Verlust beim Transport des Endabschnitts bis zur Herstellung der Steckverbindung. Wenn die Steckverbindung mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement herbeigeführt ist, verhindert der Dichtring aufgrund seiner äußeren Anordnung, daß die Verbindung zwischen dem Endabschnitt der Fluidleitung und der Steckarmatur dem hydraulischen Druck im Betrieb der Fluidleitung ausgesetzt ist.

Die erste Umfangsnut weist vorteilhaft in einer ersten Ausführungsform der Erfindung die im Anspruch 2 angegebene Form auf, die mit ihren beiden ringförmigen Radialflächen sichere Widerlager für die Steckarmatur beim Auftreten von axialen Krafteinwirkungen bildet.

Für die Verankerung der Steckarmatur in der ersten Umfangsnut ist es von Vorteil, wenn die Breite der ersten Umfangsnut entsprechend Anspruch 3 gewählt wird. Der sich in die erste Umfangsnut erstreckende Bereich der Steckarmatur besitzt dabei eine beträchtliche axiale Länge und ist daher auch sehr hohen in axialer Richtung einwirkenden Scherkräften gewachsen.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 4 angegeben und zeichnet sich dadurch aus, daß dabei die erste Umfangsnut beidseitig durch gerundete Übergänge am Endabschnitt der Fluidleitung begrenzt ist, was die Kerbwirkung an diesen Stellen verringert, ohne daß die Widerlagerwirkung gegenüber axialen Krafteinwirkungen verlorengeht.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die Ausbildung der zweiten Umfangsnut wie im Anspruch 5 aufgezeigt ist, wobei die Steckarmatur zur Bildung der zweiten Umfangsnut herangezogen wird, was eine vorteilhafte Verlängerung der Steckarmatur und damit eine Vergrößerung der umspritzten Haftfläche zur Folge hat.

Eine bevorzugte Werkstoffpaarung geht aus Anspruch 6 hervor. Zweckmäßig sind die beiden verwendeten Polyamidwerkstoffe entsprechend Anspruch 7 haftungsmodifiziert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
1 den abgebrochenen Längsschnitt durch den Endabschnitt mit angeformter Steckarmatur in einer ersten Ausführungsform,
2 die Steckverbindung des Endabschnitts gemäß 1 mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement im Längsschnitt,
3 die Querschnittsansicht entsprechend der Schnittverlaufslinie III-III in 2,
4 den abgebrochenen Längsschnitt durch den Endabschnitt mit angeformter Steckarmatur in einer zweiten Ausführungsform und
5 die Steckverbindung des Endabschnitts gemäß 4 mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement im Längsschnitt.
Der Anmeldungsgegenstand ist in den Zeichnungen gegenüber den tatsächlichen Größenverhältnissen vergrößert dargestellt. Die Querschnittsansicht gemäß 3 gilt gleichermaßen für die zweite Ausführungsform des Endabschnitts gemäß den 4 und 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den 1 und 2 ist der Endabschnitt einer Fluidleitung 1 dargestellt, die aus Kunststoff geformt ist, vorzugsweise aus Polyamid 12. Eine Steckarmatur 2 ist durch Umspritzen des Endabschnitts mit einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid 6.6 mit einem Glasfaseranteil von 35 %, an den Endabschnitt im vorliegenden Ausführungsbeispiel stoffschlüssig und, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, auch formschlüssig koaxial angeformt. Die beiden Polyamidwerkstoffe können zur Verbesserung des Stoffschlusses in bekannter Weise haftungsmodifiziert sein.
An den Endabschnitt der Fluidleitung 1 ist eine erste Umfangsnut 3 angeordnet, in deren Bereich die Steckarmatur 2 unter formschlüssigen Eindringen des Kunststoffes der Steckarmatur 2 in die erste Umfangsnut 3 angeformt ist. Die erste Umfangsnut 3, die durch spanende Bearbeitung gebildet sein kann, weist einen zylindrischen mit der Längsachse des Endabschnitts koaxialen Nutgrund 4 auf und ist beiderseits von ringförmigen Radialflächen 5 bzw. 6 begrenzt. Die Radialflächen 5, 6 sind die Widerlager für eine axiale Festsetzung der Steckarmatur 2 auf dem Endabschnitt der Fluidleitung 1. Die Breite der ersten Umfangsnut 3 ist im gezeigten Beispiel größer als der Außendurchmesser der Fluidleitung 1, wodurch sich die erste Umfangsnut 3 über eine beträchtliche axiale Länge des Endabschnitts erstreckt.
Innerhalb des Endabschnitts und im axialen Bereich der ersten Umfangsnut 3 erweitert sich der Innendurchmesser 7 der Fluid leitung 1 mit einem kegelstumpfförmigen Übergang 8 zu dem Ausgangsdurchmesser 9 des Endabschnitts.
Der Endabschnitt der Fluidleitung 1 steht in Fügerichtung der Steckarmatur 2 über diese axial vor. In dem über die Steckarmatur 2 vorstehenden Bereich des Endabschnitts ist eine zweite Umfangsnut 10 ausgebildet, beispielsweise durch spanende Bearbeitung, Warmprägen od.dgl., die zur Aufnahme eines in 2 dargestellten und als O-Ring ausgebildeten Dichtrings 11 vorgesehen ist.
In 2 ist die Steckverbindung des Endabschnitts gemäß 1 mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement 12 dargestellt. Das Gegenelement 12 übergreift dabei die Steckarmatur 2 teilweise, wobei der zylindrisch geformte mittlere Abschnitt 13 der Steckarmatur 2 in eine entsprechend geformte und dimensionierte Bohrung 14 des Gegenelements 12 aufgenommen ist. Der Einsteckweg des Endabschnitts wird durch eine an die Steckarmatur 2 angeformte Ringschulter 15 begrenzt, die beim Einstecken auf das Gegenelement 12 auftrifft.
In dieser Stellung von Endabschnitt und Gegenelement 12 fluchtet eine in die Steckarmatur 2 eingeformte Umfangsnut 16 mit entsprechenden Schlitzen 17 und 18 im Gegenelement 12, so daß eine die Steckverbindung gegen axiale Relativbewegungen zwischen Endabschnitt und Gegenelement 12 sichernde – in der Regel jedoch vormontierte – Spangenfeder 19 in die Schlitze 17, 18 und in die Umfangsnut 16 eingreifend eingesteckt werden kann.
Wie aus 2 ersichtlich ist, greift der Endabschnitt der Fluidleitung 1 mit seinem über die Steckarmatur 2 überstehenden zylindrischen Bereich 20 in den dazu passend dimensionier ten hohlzylindrischen Kanal 21 des Gegenelements 12 ein. Der Dichtring 11 in der zweiten Umfangsnut 10 liegt dabei abdichtend der Wand des Kanals 21 an und dichtet einerseits die Steckverbindung, d.h. den Endabschnitt der Fluidleitung 1 gegenüber dem Gegenelement 12, ab und sorgt dabei dafür, daß andererseits der in der Fluidleitung 1 und dem Kanal 21 anstehende hydraulische Druck des Fluids nicht direkt auf die Verbindung zwischen der Steckarmatur 2 und dem Endabschnitt der Fluidleitung 1 einwirken kann, welche Verbindung mithin nicht hydraulisch dicht sein muß.
Angemerkt sei an dieser Stelle noch, daß in den Endabschnitt der Fluidleitung 1 innenumfangsseitig eine Stahlhülse (nicht gezeigt) eingepreßt sein kann, die sich in axialer Richtung bis zur Steckarmatur 2 und ggf. darüber hinaus erstreckt. Vermittels einer solchen Stahlhülse kann der Endabschnitt der Fluidleitung 1 insbesondere im Bereich der Umfangsnut 10 ausgesteift bzw. armiert werden, damit die im Verhältnis dünne Wandung des Endabschnitts der Fluidleitung 1 im Bereich des Nutgrunds der Umfangsnut 10 insbesondere bei hydraulischen Lastwechseln nicht einer übermäßig großen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist.
Zur Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird nunmehr auf die 4 und 5 Bezug genommen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform im wesentlichen durch die andersartige Ausbildung der ersten Umfangsnut 3' und der zweiten Umfangsnut 10' an dem Endabschnitt der Fluidleitung 1'.
Die erste Umfangsnut 3' beginnt hierbei nicht an einer Radialfläche, sondern an einer Widerlagerzone 22, in der sich der Außendurchmesser des Endabschnitts der Fluidleitung 1' stetig bis auf den Durchmesser eines zylindrischen Abschnitts 23 verkleinert. Die Umfangsnut 3' endet an einem von der Widerlagerzone 22 axial beabstandeten, durch axiales Stauchen aus dem Endabschnitt gebildeten ringförmigen Widerlagervorsprung 24.
Der Endabschnitt der Fluidleitung 1' behält in Fügerichtung gesehen nach dem Widerlagervorsprung 24 den Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 23, der als kleinster Durchmesser der Widerlagerzone 22 gebildet ist, bis zu einer radialen Ringfläche 25 am axial in Fügerichtung über die Steckarmatur 2' vorstehenden Bereich des Endabschnitts bei.
Die Steckarmatur 2' endet mit einer ringförmigen Radialfläche 26, die zusammen mit der gegenüberstehenden Ringfläche 25 und einem Teil des zylindrischen Abschnitts 23 die zweite Umfangsnut 10' begrenzt bzw. bildet.
Ein in die zweite Umfangsnut 10' eingelegter Dichtring 11' dichtet auch bei dieser zweiten Ausführungsform wie zuvor beschrieben sowohl die Steckverbindung an sich als auch die Verbindungsfläche zwischen dem Endabschnitt der Fluidleitung 1' und der Steckarmatur 2' gegenüber dem in der Fluidleitung anstehenden hydraulischen Druck ab. Auch bei der zweiten Ausführungsform sorgt eine Spangenfeder 19' für die Fixierung der Steckverbindung.
Vorgeschlagen wird ein Endabschnitt einer Fluidleitung aus Kunststoff mit einer durch Umspritzen koaxial angeformten Steckarmatur aus Kunststoff zur abgedichteten Steckverbindung mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement. Der Endabschnitt mit angeformter Steckarmatur zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß an ihm eine erste Umfangsnut angeordnet ist, in deren Bereich die Steckarmatur unter formschlüssigem Eindringen des Kunststoffs der Steckarmatur in die erste Umfangsnut angeformt ist, und daß der Endabschnitt in Fügerichtung der Steckarmatur über diese axial vorsteht und in dem über die Steckarmatur vorstehenden Bereich eine zweite Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtrings ausgebildet ist. Aufgrund dieser Anordnung sorgt der Dichtring sowohl für die Abdichtung zwischen dem Endabschnitt mit der daran angeformten Steckarmatur gegenüber dem komplementär ausgebildeten Gegenelement der Steckverbindung als auch dafür, daß der hydraulische Leitungsdruck nicht direkt auf die Verbindungsfläche zwischen dem Endabschnitt und der angeformten Steckarmatur einwirken kann.

1, 1': Fluidleitung
2, 2': Steckarmatur
3, 3': erste Umfangsnut
4: Nutgrund
5: Radialfläche
6: Radialfläche
7: Innendurchmesser
8: kegelstumpfförmiger Übergang
9: Ausgangsdurchmesser
10, 10': zweite Umfangsnut
11, 11': Dichtring
12, 12': Gegenelement
13: mittlerer Abschnitt
14: Bohrung
15: Ringschulter
16: Umfangsnut
17: Schlitz
18: Schlitz
19, 19': Spangenfeder
20: Bereich
21: Kanal
22: Widerlagerzone
23: zylindrischer Abschnitt
24: Widerlagervorsprung
25: Ringfläche
26: Radialfläche

Claims

Endabschnitt einer Fluidleitung (1; 1') aus Kunststoff mit einer durch Umspritzen koaxial angeformten Steckarmatur (2; 2') aus Kunststoff zur abgedichteten Steckverbindung mit einem komplementär ausgebildeten Gegenelement (12; 12'), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Endabschnitt eine erste Umfangsnut (3; 3') angeordnet ist, in deren Bereich die Steckarmatur (2; 2') unter formschlüssigem Eindringen des Kunststoffes der Steckarmatur (2; 2') in die erste Umfangsnut (3; 3') angeformt ist, wobei der Endabschnitt in Fügerichtung der Steckarmatur (2; 2') über diese axial vorsteht und in dem über die Steckarmatur (2; 2') vorstehenden Bereich eine zweite Umfangsnut (10; 10') zur Aufnahme eines Dichtrings (11; 11') ausgebildet ist.
Endabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umfangsnut (3) einen zylindrischen Nutgrund (4) aufweist und beiderseits von ringförmigen Radialflächen (5, 6) begrenzt ist.
Endabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ersten Umfangsnut (3) gleich oder größer dem Außendurchmesser der Fluidleitung (1) ist.
Endabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umfangsnut (3') zwischen einer Widerlagerzone (22) mit sich stetig verkleinerndem Außendurchmesser des Endabschnitts und einem davon axial beabstandeten durch axiales Stauchen gebildeten ringförmigen Widerlagervorsprung (24) des Endabschnitts gebildet ist.
Endabschnitt nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt in Fügerichtung nach dem Widerlagervorsprung (24) den durch die Widerlagerzone (22) gebildeten kleinsten Durchmesser beibehält bis zu einer radialen Ringfläche (25) am axial in Fügerichtung über die Steckarmatur (2') vorstehenden Bereich des Endabschnitts, wobei die Steckarmatur (2') mit einer ringförmigen Radialfläche (26) endet und wobei die zweite Umfangsnut (10') zwischen der radialen Ringfläche (25) und der ringförmigen Radialfläche (26) ausgebildet ist.
Endabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt aus Polyamid 12 geformt ist, während die Steckarmatur (2; 2') aus Polyamid 6.6 mit einem Glasfaseranteil von 35 % gebildet ist.
Endabschnitt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polyamide zur Verbesserung eines Stoffschlusses haftungsmodifiziert sind.