EP1943448A1

EP1943448A1 - Fluidleitung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: EP1943448A1
Application number: EP05802239A
Authority: EP
Inventors: Claus A. Nielsen; Christian B. Hansen
Original assignee: Piflex P/S; PIFLEX PS
Current assignee: Piflex P/S; PIFLEX PS
Priority date: 2005-10-29
Filing date: 2005-10-29
Publication date: 2008-07-16
Also published as: US20080308169A1; CN101341361A; WO2007048434A1; BRPI0520652A2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung (2) und eine entsprechende Fluidleitung (2) angegeben, bei der man mehrere Rohre parallel entlang jeweils einer Schraubenlinie wickelt, am mindestens einem Ende ein Anschlußelement (6, 7) besfestigt und die Rohre in ein Kunstoff einbettet. Man möchte die Herstellung einfach gestalten. Hierzu ist vorgesehen, daß man als Kunststoff einen Flüssigsilikonkautschuk (12) verwendet.

Description

Fluidleitung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung, bei dem man mehrere Rohre parallel entlang jeweils einer Schraubenlinie wickelt, an mindestens einem Ende ein Anschlußelement befestigt und die Rohre in einen Kunststoff einbettet. Ferner betrifft die Erfindung eine Fluidleitung mit mehreren entlang jeweils einer Schraubenlinie geführten parallelen Rohren, die an mindestens einem Ende ein gemeinsames Anschlußelement aufweisen, wobei die Rohre in einen Kunststoff eingebettet sind.

Eine derartige Fluidleitung ist aus WO 2004/046601 Al bekannt. Für die Strömung des Fluids steht die Summe der Querschnitte aller Rohre zur Verfügung. Durch die schraubenlinienförmig geführten Rohre hat die Fluidleitung eine gewisse Flexibilität. Solche Fluidleitungen sind gut geeignet, Fluide unter hohem Druck und gegebenenfalls auch unter hohen Temperaturen in technischen Anwendungen zu transportieren, wenn bei diesen Anwendungen starke Vibrationen und ag- gressive Umgebungsbedingungen auftreten. Anwendungsbeispiele sind mobile Kälteanlagen, insbesondere CO₂- Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Bei derartigen Anwendungen wird aus Montagegründen auch eine gewisse Flexibilität der Leitung gewünscht, ohne daß die Leitung da- durch geschwächt wird.

Die Herstellung einer derartigen Fluidleitung erfordert jedoch einen gewissen Aufwand. Dies gilt insbesondere für den Schritt des Einbettens in den Kunststoff. In der Regel muß man dabei die Rohre von innen stabilisieren, damit sie beim Einbetten nicht beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einfach zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man als Kunststoff einen Flüssigsilikonkautschuk verwendet.

Flüssigsilikonkautschuke sind Kunststoffe, die für diese Anwendung im Vergleich zu herkömmlichem Silikongummi oder anderen Polymer-Kunststoffen, z.B. Thermoplaste, Elastomere oder thermoplastische Elastomere, bedeutende Vorteile bieten. Es handelt sich hierbei um hochelasti- sehe, hochtemperaturbeständige 2-Komponenten-Kunst- stoffe, die erst beim Zusammenbringen der beiden niedrigviskosen Komponenten unter Wärmeaufnahme aushärten. Es ist keine besondere Vorbehandlung der Oberflächen der Rohre notwendig, um eine ausreichende Haftung des ausgehärteten Flüssigsilikonkautschuks an den Oberflächen der Rohre zu erreichen. Auch bei Dehnungen von über 100 % bleibt diese Haftung erhalten. Flüssigsili- konkautschuke sind beispielsweise unter den Namen Dow Corning SILASTIC LSR, Wacker ELASTOSIL LR und GE-Bayer Silopren LSR erhältlich.

Vorzugsweise bringt man den Flüssigsilikonkautschuk im Spritzgußverfahren auf die Rohre auf. Bei dieser Vorgehensweise zeigen sich die Vorteile von Flüssigsilikonkautschuk in besonderem Maße. Man kann nämlich den Flüssigsilikonkautschuk, genauer gesagt die vorgemischten Komponenten des Flüssigsilikonkautschuks, unter ei- nem relativ niedrigen Druck in eine Spritzgußform einbringen. In der Regel reichen hier relativ geringe Einspritzdrücke von maximal 50 bar aus. Bei herkömmlichen Kunststoffen waren vielfach Drücke von mehreren 100 bar notwendig, so daß man die Rohre von innen stabilisieren mußte.

Vorzugsweise legt man die Rohre in eine Spritzgußform ein und führt eine Komponentenmischung des Flüssigsilikonkautschuks durch einen gekühlten Einlaßkanal in die Spritzgußform ein. Mit dieser Vorgehensweise vermeidet man, daß sich die Viskosität der gemischten Komponenten im Zulauf erhöht und Verstopfungen entstehen können. Darüber hinaus kann man die fertige Leitung in der Regel ohne Anguß aus der Spritzgußform entnehmen.

Bevorzugterweise erhitzt man die Rohre vor dem Einlegen in die Spritzgußform. Flüssigsilikonkautschuk härtet unter Wärmeaufnahme aus. Wenn man in ausreichendem Maße Wärme zuführt, dann kann man das Aushärten beschleunigen. Bei einer ausreichenden Wärmezufuhr erfolgt die Aushärtung so schnell, daß kurze Taktzeiten im Herstellungsprozeß im Bereich von wenigen Sekunden erzielt werden können. Das Erhitzen der Rohre auf eine Temperatur im Bereich von etwa 150 bis 200⁰C führt auch dazu, daß sich die Haftung des Flüssigsilikonkautschuks an den Rohren verbessert.

Alternativ oder zusätzlich kann man die Spritzgußform beheizen. Auch dies führt zu einer Beschleunigung des Aushärtprozesses .

Die Aufgabe wird bei einer Fluidleitung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kunststoff ein ausgehärteter Flüssigsilikonkautschuk ist.

Ausgehärteter Flüssigsilikonkautschuk ist, wie oben erwähnt, ein hochelastischer Kunststoff, der auch hoch- temperaturbeständig ist. Er ist als 2-Komponenten- Kunststoff ausgebildet, wobei die beiden Komponenten in getrenntem Zustand und auch für eine gewisse Zeit im gemischten Zustand eine niedrige Viskosität aufweisen, also in hohem Maße fließfähig sind. Erst beim Zusammen- bringen härten sie unter Wärmeaufnahme aus und verbinden sich dabei in hervorragender Weise mit den Rohren.

Vorzugsweise überdeckt der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk eine Verbindungsanordnung zwischen den Rohren und dem Anschlußelement. Dadurch werden auch die Fügestellen an der Verbindung zwischen Rohren und Anschlußelement zuverlässig vor Korrosionsangriffen geschützt. Bevorzugterweise weisen die Rohre einen Abstand zueinander auf, in dem der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk angeordnet ist. Auf diese Weise wird im Betrieb ein Scheuern der einzelnen Rohre gegeneinander vermie- den. Dieses Scheuern könnte zu einer Beschädigung der Rohre führen.

Bevorzugterweise umgibt der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk innerhalb eines von den Rohren umgebenen Innenraums einen Hohlraum. Die Rohre sind also radial innen und außen mit dem Flüssigsilikonkautschuk abgedeckt. Gleichwohl ist innerhalb der Leitung ein Hohlraum angeordnet, in dem sich kein ausgehärteter Flüssigsilikonkautschuk befindet. Diese Ausgestaltung hat neben dem Vorteil der Gewichtsersparnis den Vorteil, daß man durch den Hohlraum andere Leitungen, beispielsweise elektrische Leitungen, führen kann.

Bevorzugterweise ist das Anschlußelement außerhalb der Längsachse der Schraubenlinie angeordnet. Dies erlaubt beim Herstellen der Leitung das Einbringen eines Kernes, um den Hohlraum zu erzeugen. In diesem Fall stört nämlich das Anschlußelement die Bewegung des Kernes beim Ein- und Ausführen nicht.

Vorzugsweise stehen die Enden der Rohre tangential zur Schraubenlinie ab. In diesem Fall müssen sie am Ende der Schraubenlinie nicht abgebogen werden, sondern werden sozusagen geradeaus weitergeführt.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Enden der Rohre parallel zur Längsachse der Schraubenlinie abgebogen sind. In diesem Fall kann man ein Anschlußelement verwenden, das sich sozusagen geradlinig von der Fluidleitung fortsetzt.

Bevorzugterweise weist das Anschlußelement eine Grund- platte mit Durchgangsöffnungen auf, in die die Enden der Rohre eingesteckt sind. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, die Rohre mit dem Anschlußelement zu verbinden und gleichzeitig dafür 'zu sorgen, daß diese Verbindung dicht ist.

Vorzugsweise begrenzt die Grundplatte mit einem Gehäuseelement einen Anschlußraum, wobei das Gehäuseelement eine Öffnung aufweist. An die Öffnung kann später eine andere Leitung oder ein Stutzen angeschlossen werden, durch den Fluid zu- oder abgeführt werden soll. Man kann Grundplatte und Gehäuseelement getrennt fertigen und später verbinden. Man kann Grundplatte und Gehäuseelement auch einstückig ausbilden.

Bevorzugterweise sind die Enden der Rohre über eine

Löt- oder Schweißverbindung mit der Grundplatte verbunden. Eine Löt- oder Schweißverbindung bietet einerseits eine mechanisch ausreichende Stabilität. Andererseits läßt sich mit dieser Verbindung auch eine ausreichende Dichtigkeit bereitstellen.

Bevorzugterweise weist das Anschlußelement an seinem den Rohren zugewandten Ende eine umlaufende Vertiefung auf, in die sich der ausgehärtete Flüssigsilikonkau- tschuk erstreckt. Damit wird sozusagen eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Flüssigsilikonkautschuk und dem Anschlußelement geschaffen. Die Verbindungen zwischen den Rohren und dem Anschlußelement werden noch besser vor Korrosion geschützt.

Vorzugsweise weist das Anschlußelement einen Vorsprung auf, der sich in einen von der Schraubenlinie umschriebenen Raum hinein erstreckt. Der Vorsprung kann dabei als integrierter Teil des Anschlußelements oder als separates Bauelement ausgebildet werden, das beispielsweise an der Grundplatte befestigt wird. Mit dieser Ausgestaltung wird der Endbereich der Rohre entlastet. Die größten Spannungen in den einzelnen Rohren nach dem Wickeln und dem Verbinden mit dem Anschlußelement treten zum einen am Übergang von der Wendelstruktur in die axialen Rohrenden durch die mechanische Verformung und zum anderen an den Einlöt- oder Einschweißstellen in die Grundplatte durch thermische Belastung auf. Mit Hilfe des Vorsprungs kann man diese statisch "vorbelasteten" Bereiche der Rohre von den Stellen trennen, die beim Einbau oder im Betrieb belastet werden können, beispielsweise in Form einer dynamischen Belastung durch Vibrationen. Durch den Vorsprung wird also die Gefahr eines Leitungsbruchs verringert.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Vorsprung eine Länge aufweist, die mindestens dem Durchmesser der Schraubenlinie entspricht. Genauer gesagt entspricht die Länge mindestens dem Innendurchmesser, der durch die schrau- benlinienförmig geführten Rohre noch freigelassen wird. Mit dieser Länge kann der Vorsprung eine ausreichende Stützfunktion entfalten.

Vorzugsweise ist der Vorsprung an seinem Ende konisch ausgebildet. Er verjüngt sich also zu seinem freien En- de hin. Dadurch vergrößert sich der radiale Abstand zwischen dem Vorsprung und den Rohren zum freien Ende des Vorsprungs hin, so daß eine gewisse Flexibilität der Leitung auch im Bereich des Vorsprunges gegeben ist, ohne daß zu hohe Spannungsbelastungen auftreten.

Vorzugsweise ist zwischen dem Vorsprung und den Rohren ein radialer Abstand vorgesehen, der mit ausgehärtetem Flüssigsilikonkautschuk gefüllt ist. Auch dadurch wird unter Beibehaltung der Flexibilität der Leitung die Stützfunktion des Vorsprunges verbessert.

Alternativ dazu oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß das Anschlußelement einen zu den Rohren hin vorste- henden umlaufenden Flansch aufweist, der die Schraubenlinie in einem Endbereich umgibt. Der Flansch bildet also eine Art "Kappe", die den Endbereich ^' der Fluidlei- tung umgibt. Auch zwischen dieser Kappe und den Außenseiten der Rohre kann wiederum ein radialer Abstand vorgesehen sein, der mit Flüssigsilikonkautschuk aufgefüllt ist. Zusätzlich ergibt sich noch eine bessere Schutzwirkung der Verbindungsstellen zwischen den Rohren und dem Anschlußelement gegen Einwirkungen von außen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Fluidleitung in schematischer Darstellung mit radial ausgerichteten Rohrenden, Fig. 2 die Fluidleitung nach Fig. 1 mit jeweils einem Anschlußelement an den Enden,

Fig. 3 die Fluidleitung nach Fig. 2 nach dem Einbet- ten in Flüssigsilikonkautschuk:,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform eines Rohrbündels mit axial ausgerichteten Rohrenden,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch die Leitung nach Fig. 4 mit Anschlußelement und massiver Kunststoffeinbettung,

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Ausgestal- tung mit einem Hohlraum innerhalb des Flüssigsilikonkautschuks,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Leitung nach Fig. 5,

Fig. 8 eine zweite Abwandlung der Ausgestaltung nach

Fig. 5,

Fig. 9 eine dritte Abwandlung der Ausgestaltung nach Fig. 5,

Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Ξpritzgußanlage und

Fig. 11 verschiedene Verfahrensschritte bei der Erzeugung der Fluidleitung. Fig. 1 zeigt eine Rohrwendel 1 einer Fluidleitung 2. Die Rohrwendel 1 weist mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Rohre 3 auf, von denen jedes Rohr 3 entlang einer Schraubenlinie gewickelt worden ist. Alle Rohre 3 sind dabei parallel geführt, so daß die Hubhöhe der Schraubenlinie der Summe der Durchmesser der sechs Rohre 3 entspricht.

Die Rohre 3 weisen Enden 4, 5 auf, die tangential zu der Rohrwendel 1 abstehen. Mit anderen Worten stehen die Enden 4, 5 der Rohre 3 parallel zu einer ersten Ebene und senkrecht zu einer zweiten Ebene, die durch die Achse der Rohrwendel 1 verlaufen. Dies ergibt eine kurze Baulänge der Rohrwendel 1 mit Enden 4, 5. Anstel- Ie einer Ausrichtung der Rohrenden 3 in rein tangentialer Richtung ist es auch möglich, die Rohrenden 3 in einem anderen Winkel, beispielsweise parallel zur Achse der Rohrwendel 1, zu verbiegen, wenn dies für bestimmte Einbauverhältnisse vorteilhaft ist.

Fig. 2 zeigt die Rohrwendel 1 vor dem Einlegen in ein Spritzgußwerkzeug. An den beiden Rohrenden 4, 5 sind Anschlußelemente 6, 7 angeordnet. Diese Anschlußelemente 6, 7 können mit den Enden 4, 5 der Rohre 3 in geeig- neter Weise verbunden sein, beispielsweise durch Löten, Schweißen, Kleben oder andere Verfahren.

Die Anschlußelemente 6, 7 dienen dazu, Öffnungen 8 der Rohrenden 4, 5 zu einem gemeinsamen Fluidanschluß zu verbinden. Hierzu weist das Anschlußelement 6 eine Öffnung 9 und das Anschlußelement 7 eine Öffnung 10 auf, die später verwendet werden können, um die Fluidleitung 2 mit anderen Bauteilen zu verbinden. Vor dem Einlegen in das Spritzgußwerkzeug wird in die Rohrwendel 1 ein Kern 11 eingesteckt, dessen Aufgabe es ist, beim Spritzgießen im Inneren der Rohrwendel 1 einen Hohlraum freizuhalten. Der Kern 11 sollte dabei allseitigen Abstand zur Rohrwendel 1 haben, so daß die Rohre 3 der Rohrwendel 1 vollständig mit Kunststoff umkleidet werden können.

Fig. 3 zeigt die Fluidleitung 2 nach dem Spritzgußpro- zeß . Die gesamte Rohrwendel 1 und auch die Rohrenden 3, 4 sind von einem Mantel 12 aus ausgehärtetem Flüssigsilikonkautschuk umgeben. Der Mantel 12 weist angespritzte Fortsätze 13, 14 auf, die sich bis zu den Anschlußelementen 6, 7 erstrecken.

Der Kern 11 ist nun aus der Fluidleitung 2 entfernt, so daß die Fluidleitung 2 einen zylindrischen Hohlraum 15 aufweist .

Als Flüssigsilikonkautschuk für den Mantel 12 kann man beispielsweise Dow Corning SILASTIC LSR, Wacker ELASTOSIL LR und GE-Bayer Silopren LSR verwenden.

Die Verwendung von Flüssigsilikonkautschuk hat den Vor- teil, daß der Mantel 12 hochelastisch und auch hochtemperaturbeständig ist. Flüssigsilikonkautschuk ist ein 2-Komponenten-Kunststoff . Bei diesem Kunststoff härten die beiden niedrigviskosen Komponenten erst beim Zusammenbringen unter Wärmeaufnahme aus . Wenn man vor dem Einbringen der Rohrwendel 1 in eine Spritzgußform die Rohrwendel 1 beheizt und/oder die Spritzgußform erwärmt, dann erfolgt der Aushärtprozeß in der Spritzgußform so schnell, daß kurze Taktzeiten realisiert werden können. Das Aushärten kann man dabei innerhalb von wenigen Sekunden erreichen.

Die niedrigviskosen Komponenten von Flüssigsilikonkau- tschuk ermöglichen es, die Mischung aus den beiden Komponenten mit einem relativ niedrigen Druck von wenigen bar in die Spritzgußform einzuspeisen. Dementsprechend' müssen die Rohre 3, die vorzugsweise aus Metall gebildet sind, nicht von innen unterstützt werden. Sie kön- nen relativ dünnwandig bleiben, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie beim Spritzgießen verformt werden.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, werden nicht nur die Rohre 3, sondern auch die an den Rohren 3 befestigten Anschlußelemente 6, 7 in den Kunststoff mit eingebettet. Dadurch werden auch die Fügestellen an der Verbindung zwischen den Rohren 3 und den Anschlußelementen 6, 7 zuverlässig vor Korrosionsangriffen geschützt.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer

Rohrwendel 1, bei der die Enden 3 nun parallel zur Achse der Rohrwendel 1 abgebogen sind. Auch hier handelt es sich um sechs Rohre 3. Bei der Darstellung der Fig. 4 liegen im mittleren Bereich jeweils zwei Rohre über- einander, so daß insgesamt nur vier Enden 4 der Rohre 3 zu sehen sind.

Das andere Ende der Rohrwendel 1 kann genauso aufgebaut sein, wie das dargestellte Ende. Es ist aber auch mög- lieh, das andere Ende der Rohrwendel 1 so auszubilden, wie dies beispielsweise im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert worden ist. Fig. 5 zeigt eine Fluidleitung 2 mit der Rohrwendel 1 aus Fig. 4 im geschnittenen Zustand. Der Kunststoff des Mantels 12 ist sozusagen durchsichtig dargestellt, damit man die Rohre 3 erkennen kann.

Zwischen den Rohren 3 befindet sich jeweils ein Abstand 16, der ebenfalls mit dem Flüssigsilikonkautschuk des Mantels 12 ausgefüllt ist. Grundsätzlich handelt es sich bei den Darstellungen von fertigen Leitungen immer um ausgehärteten Flüssigsilikonkautschuk. Der Flüssigsilikonkautschuk verhindert ein Scheuern der Rohre 3 aneinander, wenn die Fluidleitung 2 Vibrationen ausgesetzt ist. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 ist kein Hohlraum 15 vorgesehen. Vielmehr umgibt der Flüssigsi- likonkautschuk die Rohre 3 nicht nur in Form eines Mantels, sondern füllt auch das Innere vollständig aus.

Die Fluidleitung 2 weist eine gegenüber der Darstellung der Fig. 2 und 3 abgewandelte Form eines Anschlußele- ments 17 auf. Das Anschlußelement 17 weist eine Grundplatte 18 auf, die zusammen mit einem Gehäuseelement 19 einen Anschlußraum 20 umgibt. Das Gehäuseelement 19 weist eine Öffnung 21 zum Anschlußraum 20 hin auf.

Die Grundplatte 18 weist für jedes Ende 4 der Rohre 3 eine Durchgangsbohrung 22 auf. Das Ende 4 ist durch die Durchgangsbohrung 22 hindurchgeführt und mit Hilfe einer Löt- oder Schweißnaht 23 mit der Grundplatte 18 verbunden. Die Löt- oder Schweißnaht 23 hat dabei zwei Aufgaben. Sie fixiert zum einen die Enden 4 der Rohre 3 mechanisch an der Grundplatte 18. Zum anderen dichtet sie den Anschlußraum 20 zur Rohrwendel 1 hin ab. Da die Verbindung zwischen den Enden 4 und der Grundplatte 18 vor dem Erzeugen des Mantels 12 aus Flüssigsilikonkautschuk erfolgt, sind auch die Löt- oder Schweißnähte 23 von dem Mantel 12 aus Flüssigsilikon- kautschuk abgedeckt. Damit wird verhindert, daß diese Löt- oder Schweißnaht 23 durch äußere Einflüsse korrodieren kann.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Fluid- leitung 2. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch hier ist der Flüssigsilikonkautschuk des Mantels 12 wieder "durchsichtig" dargestellt, so daß man die Rohre 3 erkennen kann.

Im Gegensatz zu der Darstellung nach Fig. 5 ist nun der Hohlraum 15 wieder vorgesehen, der während des Spritzgußvorganges durch den Kern 11 ausgefüllt war. Es ist aber erkennbar, daß die Rohre 3 sowohl radial innen als auch radial außen vom Mantel 12 aus ausgehärtetem Flüs- sigsilikonkautschuk abgedeckt sind. Auch hier sind zwischen den Rohren 3 Abstände vorgesehen, in die der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk eingedrungen ist.

Das Gehäuseelement 19 weist auf seiner den Rohren 3 zu- gewandten Seite eine umlaufende Vertiefung 24 auf. Im Grunde ist diese Vertiefung 24 im Bereich der Grundplatte 18 angeordnet. Wenn sich das Gehäuseelement 19 über die Grundplatte 18 hinaus weiter in Richtung auf die Rohre 3 erstreckt, dann kann die Vertiefung 24 auch woanders vorgesehen sein. Der Mantel 12 erstreckt sich bis in die Vertiefung 24. Damit wird eine noch bessere Abdichtung zu den Schweiß- oder Lötnähten 23 erreicht. Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltung ähnlich zu Fig. 5. Gleiche Elemente sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch hier ist der Mantel 12 aus ausgehärtetem Flüssigsilikonkautschuk wieder durchsichtig dargestellt. Er füllt die Rohrwendel 1 vollständig aus.

Das Anschlußelement 17 weist einen Vorsprung 25 auf, der sich über eine Länge in die Rohrwendel 1 aus den Rohren 3 erstreckt, die mindestens dem Innendurchmesser der Rohrwendel 1 entspricht. Der Vorsprung 25 kann, wie dargestellt, einteilig mit der Grundplatte 18 ausgebildet sein. Er kann aber auch als getrenntes Bauteil ausgebildet sein, das an der Grundplatte 18 befestigt wird.

Der Vorsprung 25 weist über seinen gesamten Umfang einen radialen Abstand 29 zu den Rohren 3 auf, der wiederum mit dem ausgehärteten Flüssigsilikonkautschuk ausgefüllt ist.

Der Vorsprung 25 weist an seinem Ende eine konische Verjüngung 26 auf, in der sich der Abstand zu den Rohren 3 vergrößert .

Mit dieser Ausgestaltung wird der Endbereich der Rohrwendel entlastet. Die größten Spannungen in den einzelnen Rohren 3 aus Metall entstehen nach dem Wickeln und dem Anbringen der Enden 4 am Anschlußelement 17. Sie treten zum einen am Übergang von der Wendelstruktur zu den axialen Enden 4 auf und zwar hauptsächlich durch die mechanische Verformung. Zum anderen treten sie an den Befestigungsstellen der Rohrenden 4 in der Grund- platte 18 auf und zwar hauptsächlich durch thermische Belastung.

Mit Hilfe des Vorsprungs 25 kann man diese statisch "vorbelasteten" Bereiche der Rohrleitung 2 von den

Stellen trennen, die im Betrieb dynamisch belastet werden können, insbesondere durch Vibrationen. Dadurch wird die Gefahr eines Bruchs der Leitung verringert.

Der radiale Abstand 29 zwischen den Rohren 3 und dem Vorsprung 25 sowie das konische Ende 26 erlauben eine gewisse Flexibilität der Leitung 2 auch im Bereich des Vorsprungs 25, ohne daß zu hohe Spannungsbelastungen auftreten.

Fig. 8 zeigt eine gegenüber Fig. 7 abgewandelte Ausgestaltung des Anschlußelements 17. Gleiche und funktionsgleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7 versehen. Auch hier ist der Mantel 12 aus ausgehärtetem Flüssigsilikonkautschuk wiederum durchsichtig dargestellt.

Das Anschlußelement 17 weist einen umlaufenden Flansch 27 auf, der nach Art einer Kappe die Rohre 3 in ihrem Endbereich umgibt. Der Flansch 27 weist an seinem offenen Ende eine Durchmessererweiterung 28 auf. Der Flansch 27 hat einen radialen Abstand 29 zu den Rohren 3 bzw. deren Enden 4. Der Mantel 12 erstreckt sich in diesen Abstand 29 hinein.

Auch der Flansch 27 erstreckt sich in Axialrichtung der Fluidleitung 2 über mindestens eine Länge, die dem Außendurchmesser der Rohrwendel 1 entspricht. Die Funkti- onsweise ist im wesentlichen die gleiche wie beim Vorsprung 25. Zusätzlich ergibt sich eine noch bessere Schutzwirkung der Löt- oder Schweißnaht 23 gegen Einwirkungen von außen.

Fig. 9 zeigt eine Ausgestaltung, die die Merkmale der Anschlußelemente der Fig. 7 und 8 kombiniert. Das Anschlußelement 17 weist sowohl einen Vorsprung 25 als auch einen umlaufenden Flansch 27 auf. Dadurch werden die Enden 4 der Rohre 3 noch besser abgestützt.

Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung eine Spritzgußanlage 30 zur Einbettung der Rohrwendel 1 in den Mantel 12. Zwei Komponenten A, B werden aus zwei Behäl- tern 31, 32 einem Mischer 33 zugeführt. Dem Mischer 33 kann bei Bedarf auch noch eine Farbe 34 zugeführt werden. Die gemischten Komponenten A, B werden über eine Leitung einer Spritzgußform 36 zugeführt. Die Spritzgußform wird auch als "Spritzgußwerkzeug" bezeichnet. Die Spritzgußform 36 weist einen Anschluß 37 auf, in den die Leitung 35 mündet. Dieser Anschluß 37 ist gekühlt. Dies verhindert, daß die Mischung aus den beiden Komponenten A, B bereits im Anschluß 37 ihre Viskosität erhöht und aushärtet. Im übrigen ist die Spritzgußform 36 vorgewärmt. Vor dem Einlegen kann man die Rohrwendel 1 erwärmen, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 150 bis 200°C. Durch die Wärmezufuhr zu den gemischten Komponenten des Flüssigsilikonkautschuks wird ein sehr schnelles Aushärten in dem Hohlraum 38 der Spritzgußform 36 erreicht. Durch das Kühlen des Anschlusses 37 läßt sich ein praktisch angußfreies Spritzgußteil in Form einer Fluidleitung 2 erzeugen. Fig. 11 zeigt schematisch einzelne Verfahrensschritte zum Herstellen der Fluidleitung. Gleiche Elemente wie in den Fig. 1 bis 10 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Spritzgußform 36 wird geöffnet (Fig. IIa) . Die Rohrwendel 1 mit den Anschlußelementen 4, 5 und gegebenenfalls dem Kern 11 wird in die Spritzgußform 36 eingelegt und die Spritzgußform 36 wird geschlossen (Fig. IIb) . Alsdann wird Flüssigsilikonkautschuk: 39 über die Leitung 35 und den gekühlten Anschluß 37 zugeführt (Fig. llc) . Sobald der Hohlraum 38 gefüllt ist (Fig. lld) , wird durch Wärmezufuhr und/oder Zeitablauf dafür gesorgt, daß der Flüssigsilikonkautschuk 39 aushärtet. Sobald der Flüssigsilikonkautschuk 39 ausgehärtet ist, wird die Spritzgußform 36 geöffnet und die fertige Fluidleitung 2 kann entnommen werden (Fig. lle) . Gegebenenfalls muß der Kern 11 noch entfernt werden. Die Fluidleitung 2 kann praktisch ohne Anguß entnommen wer- den.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung (2), bei dem man mehrere Rohre (3) parallel entlang jeweils einer Schraubenlinie wickelt, an mindestens einem Ende (4, 5) ein Anschlußelement (6, 7; 17) befestigt und die Rohre (3) in einen Kunststoff einbettet, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunststoff einen Flüssigsilikonkautschuk (12) verwendet .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Flüssigsilikonkautschuk (12) im Spritzgußverfahren auf die Rohre (3) aufbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohre (3) in eine Spritzgußform (36) einlegt und eine Komponentenmischung des Flüssigsilikonkautschuks (12) durch einen gekühlten Einlaßkanal (37) in die Spritzgußform (36) einführt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohre (3) vor dem Einlegen in die Spritzgußform (36) erhitzt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spritzgußform (36) beheizt.

6. Fluidleitung (2) mit mehreren entlang jeweils einer Schraubenlinie geführten parallelen Rohren (3), die an mindestens einem Ende (4, 5) ein gemeinsames Anschlußelement (6, 7; 17) aufweisen, wobei die Rohre (3) in einen Kunststoff eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein ausgehärteter Flüssigsilikonkautschuk (12) ist.

7. Fluidleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk

(12) eine Verbindungsanordnung (23) zwischen den Rohren (3) und dem Anschlußelement (17) überdeckt.

8. Fluidleitung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) einen Abstand (16) zueinander aufweisen, in dem der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk (12) angeordnet ist.

9. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk (12) innerhalb eines von den Rohren (3) umgebenen Innenraums einen Hohlraum (15) umgibt.

10. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (6, 7) außerhalb der Längsachse der Schraubenlinie angeordnet ist.

11. Fluidleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (4, 5) der Rohre (3) tangential zur Schraubenlinie abstehen.

12. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (4) der Rohre (3) parallel zur Längsachse der Schraubenlinie abgebogen sind.

13. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (17) eine Grundplatte (18) mit Durchgangsöffnungen (22) aufweist, in die die Enden (4) der Rohre (3) eingesteckt sind.

14. Fluidleitung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (18) mit einem Gehäuseelement (19) einen Anschlußraum (20) begrenzt, wobei das Gehäuseelement (19) eine Öffnung (21) aufweist.

15. Fluidleitung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (4) der Rohre (3) über eine Löt- oder Schweißverbindung (23) mit der Grundplatte (18) verbunden sind.

16. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement

(17) an seinem den Rohren (3) zugewandten Ende eine umlaufende Vertiefung (24) aufweist, in die sich der ausgehärtete Flüssigsilikonkautschuk: (12) erstreckt .

17. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (17) einen Vorsprung (25) aufweist, der sich in einen von der Schraubenlinie umschriebenen Raum hinein erstreckt.

18. Fluidleitung nach Anspruch 17, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Vorsprung (25) eine Länge aufweist, die mindestens dem Durchmesser der Schraubenlinie entspricht.

19. Fluidleitung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Vorsprung (25) an seinem Ende (26) konisch ausgebildet ist.

20. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorsprung (25) und den Rohren (3) ein radialer Abstand (29) vorgesehen ist, der mit ausgehärtetem Flüssigsilikonkautschuk (12) gefüllt ist.

21. Fluidleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement

(17) einen zu den Rohren (3) hin vorstehenden umlaufenden Flansch (27) aufweist, der die Schraubenlinie in einem Endbereich umgibt.