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WO2008138709A2 - Verbindungsvorrichtung für strömungsmedien - Google Patents

Verbindungsvorrichtung für strömungsmedien Download PDF

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Publication number
WO2008138709A2
WO2008138709A2 PCT/EP2008/054853 EP2008054853W WO2008138709A2 WO 2008138709 A2 WO2008138709 A2 WO 2008138709A2 EP 2008054853 W EP2008054853 W EP 2008054853W WO 2008138709 A2 WO2008138709 A2 WO 2008138709A2
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WO
WIPO (PCT)
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component
connecting device
receiving opening
laser beam
line end
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/054853
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English (en)
French (fr)
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WO2008138709A3 (de
Inventor
Martin Lechner
Otfried Schwarzkopf
Original Assignee
Voss Automotive Gmbh
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202007006954U external-priority patent/DE202007006954U1/de
Application filed by Voss Automotive Gmbh filed Critical Voss Automotive Gmbh
Priority to PCT/EP2008/054853 priority Critical patent/WO2008138709A2/de
Priority to DE112008000608T priority patent/DE112008000608A5/de
Priority to CN200880012586A priority patent/CN101668980A/zh
Priority to US12/599,643 priority patent/US20110074145A1/en
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Publication of WO2008138709A3 publication Critical patent/WO2008138709A3/de

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Definitions

  • the present invention relates to a connecting device for media, in particular hydraulic flow media, consisting of a connecting part made of plastic with at least one connecting portion having a receiving opening for a tubular, to be welded by laser beam line end.
  • DE 10 2006 034 697 A1 describes a plastic line with a directly welded to a line end connector part in the form of a hydraulic angle connector or a plastic housing of another hydraulic element.
  • the plastic line and / or the connecting part should be made of a transparent plastic material for laser beams, wherein in addition all components (connecting part and line) should be formed from the same plastic material.
  • the embodiment which is transparent to laser beams excludes certain applications because, because of the required laser transparency, certain plastic components, such as reinforcing materials (eg glass / carbon fibers) and additives (eg color pigments and in particular carbon black as UV protection), do not or may be limited because such moieties would affect laser transparency to the extent that the material would be less or no longer laser transparent.
  • certain plastic components such as reinforcing materials (eg glass / carbon fibers) and additives (eg color pigments and in particular carbon black as UV protection)
  • additives eg color pigments and in particular carbon black as UV protection
  • the present invention is based on the object to provide a connecting device of the type mentioned, with which, despite the possibility of welding by laser welding a design of the connection part for almost any application is possible.
  • connection part consists of at least two components with different material properties, wherein a first component encloses the receiving opening in the region of the connection section and consists of a material largely transparent to laser beams.
  • the other, second component can be designed with respect to its material properties for virtually any application-dependent requirements, advantageously independently of its effect for laser beams.
  • the second component can be designed in particular to be laser-absorbent (not laser-transparent).
  • the second component may contain any, application-dependent material components, in particular any reinforcing materials (eg glass / carbon fibers) and / or certain, eg. B. property-modifying additives.
  • connection device 1 is a connection device according to the invention in a
  • FIG. 7 shows a further alternative embodiment in a view analogous to FIG.
  • FIG. 8 to 10 representations analogous to Fig. 6 in further embodiments.
  • a connecting device 1 consists of a connecting part 2 made of plastic.
  • the connection part 2 has at least one connection section 4 with a receiving opening 6 for a tubular, to be welded by laser beam line end 8.
  • the line end 8 may - as shown - be an end portion of a pipe or hose made of plastic or a component of any other connection or assembly part, in which case the connection part 2 z. B. at the end of a pipe or hose (fixed / formed) is.
  • the line or the line end 8 may be circular or non-circular in cross-section, z. B. oval or polygonal, be formed.
  • connection part 2 consists of at least two components K1, K2 with different material properties.
  • a first component K1 surrounds the receiving opening 6 in the region of the connection section 4 and consists of a material that is largely transparent to laser beams.
  • the other, second component K2 may consist of a laser-absorbing material, which may therefore contain any selected according to the application-dependent requirements material proportions.
  • the second component K2 consists of a polyamide, wherein this base plastic may have, for example, for the following application-dependent requirements certain material portions or additives mentioned in parentheses:
  • Mechanical strength (reinforcing materials, in particular organic and / or inorganic materials, such as fibers of glass, carbon and / or flax, glass beads, mica flakes), the choice of additives being made in accordance with the following parameters: strength (tensile strength), compressive strength ( Bursting pressures), toughness, stiffness, elasticity (for example in the case of rockfall), hardness
  • UV protection (soot, pigments, nano-pigments)
  • the wall thickness is also to be considered in addition, because the laser transmission decreases upon irradiation after an e-function.
  • R + A + T 100%, where R is the reflectivity, A is the absorption and T is the transmission.
  • the interpretation should be such that R is less than 20%.
  • the radially measured wall thickness of the laser-transparent component K1 should preferably be in the range of 1 mm to a maximum of 5 mm.
  • the fiber content should be at most about 30%, depending on the material thickness to be irradiated (eg at 1 mm about 30% and at 5 mm at most 10% up to 0%).
  • the second component K2 arbitrary fiber content of z. B. 20% to 60%.
  • the component K2 adjoining the laser-transparent component K1 is designed as a connector part with (at least) one connector shank 10, for example in the form of an angle connector as shown in FIG.
  • at least one plug-in socket can also be provided for inserting a plug shank of a further connector part.
  • a training as T-piece, straight through connector, distributor or any angle piece is possible.
  • an inner media channel 12 of the connecting part 2 is completely enclosed over its entire course length up to an inner, plug-in end region of the receiving opening 6 for the line end 8 of the material of the second component K2.
  • the inner end of the receiving opening 6 is formed by a radial contact stage 14, at which the inserted line end 8 comes to rest.
  • the inner media channel 12 passes directly into the line end 8, so that in this area of the media channel 12 is completely enclosed on the one hand by the material of the second component K2 and on the other hand by the material of the line end 8.
  • the connecting device 1 is also suitable for media which, for example, must be protected from external UV radiation.
  • the second component K2 and the line end 8 are designed with corresponding proportions of material which ensure UV resistance. This is achieved in particular by a black color.
  • connection part 2 is formed with its components K1, K2 as a one-piece multi-component molded part (injection molded part).
  • the components K1, K2 are materially homogeneous, materially connected to each other homogeneously.
  • the first component K1 may also be designed as originally separate, ring-shaped or sleeve-shaped element, which is then welded during the welding process on the one hand to the line end 8 and on the other hand to the second component K2.
  • the first component K1 covers the region of the front end of the inserted line end 8 axially in both directions. It is also possible to manufacture in such a way that one of the two components (in particular K1 or K2) is inserted as a separately preformed part into an injection mold and then the other component (K2 or K1) is injection-molded.
  • the welding takes place in particular radially in the peripheral region between the line end 8 and the receiving opening 6. Additionally or alternatively, axial welding in the region of the system stage 14 and the adjacent front end of the line end 8 can take place.
  • a plastic layer 16 to be arranged which consists of a material to be melted by laser beam.
  • a plastic layer 18 can also be arranged radially between the receiving opening 6 and the line end 8.
  • the embodiments of FIGS. 3 and 4 can also be combined with each other, d. H. Both layers 16 and 18 may be provided simultaneously.
  • the plastic layers 16, 18 may be designed as a film, sleeve, coating, printing or vapor deposition.
  • a hollow cylindrical section for example, is still radially between the first component K1 and the receiving opening 6 second component K2 arranged.
  • This section forms a melting zone 20 for the purpose of welding to the line end 8.
  • the first component K1 has a cylindrical outer surface 22 in an area axially covering at least the receiving opening 6.
  • a laser beam 24 can thereby be aligned perpendicular to the longitudinal axis 26 of the receiving opening 6 or of the connection section 4 and thus radially and also perpendicular to the outer surface 22.
  • the lowest possible reflection is achieved in order to allow the largest possible portion of the laser beam to penetrate the welding zone 28 in the radially between the receiving opening 6 and the line end 8.
  • the first component K1 has a conical surface 30 such that a laser beam 24 aligned obliquely to the longitudinal axis 26 and perpendicularly striking the conical surface 30 passes through the first component K1 penetrates to a welding zone 32 which lies axially between the stop step 14 formed in this case by the first component K1 and the front end face of the line end 8.
  • the line end 8 can also be welded axially.
  • FIG. 8 an embodiment variant is shown in which the two components K1 and K2 are connected via, for example, conical interfaces 31, that the laser beam 24 initially radiated radially into the outer surface 22 of the first component K1 by reflections at the interfaces 31 in the Area of the axial weld zone 32 is directed.
  • the outer surface 22 or the conical surface 30 is formed "relatively smooth", that is with a maximum roughness, as is common or achievable in injection molded parts.
  • the laser beam 24 can also be aligned obliquely to the respective surface 22/30. Moreover, it is possible to make the respective surface convexly curved, in particular in the radial and / or axial section, in such a way that a lens effect for concentrating the laser beams is achieved.
  • a circumferential direction is completely around the welding region extending bead 33 is formed so that the laser beam 24 impinges on a convex curvature in the axial section of the laser-transparent component K1 and thereby focused in the welding zone 28 into (bundled) is.
  • overheating of the outer surface 22 is advantageously avoided; the heat is concentrated on the welding zone.
  • the laser beam 24 is moved around the longitudinal axis 26 (see the arrow 34) during the welding process in order to weld the line end 8 tightly over its entire circumference.
  • a mandrel 35 can be inserted from the inside, in particular through the connection part 2, into the region of the welding zone 28, wherein the support mandrel 35 is in particular characterized by a slight diameter oversize. firmly presses the line end 8 radially from the inside into the component K1. This also contributes to a high quality of the welded joint.
  • the mandrel 35 may be flexible (flexible) so that it can be inserted through the connector 2, including of course the media channel 12 must be continuously formed - even in the angular range - with the same inner cross-section (arc-shaped).
  • connection part 2 in the region of the component K2 lying outside the connection section 4 can have an arbitrary surface, for example also rib projections 36 for holding heating wires 38 of an electrical heating device.
  • This embodiment is particularly advantageous for an application in which a gefriergefährdetes medium through the connection part 2 and its media channel 12 is to be performed, as is the case for example with water pipes for windscreen washer systems in motor vehicles and in lines for a urea solution, which is NO x - Reduction additive for diesel engines with so-called SCR catalysts is used.
  • the components K1 and K2 are designed so that they differ from each other in their external appearance. This can be achieved for example by a different reflection behavior for the spectrum of visible light, in particular by different colors.
  • the first component K1 thus the welding zone is marked, in which the laser beam is to be supplied.
  • the component K1 additionally serves as an indicator of the weld zone.
  • it indicates the nature of the connection part 2 compared to other types, eg. B. molded connection parts.
  • the invention leads to the significant advantage that by far the largest part of the connecting part 2, namely the second component K2, is freely composable in its material composition and can contain any reinforcing substances and / or additives.
  • the connecting part 2 namely the second component K2
  • the laser-transparent component K1 allows optimum welding in the laser beam welding process.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Furthermore, the invention has hitherto not been limited to the feature combination defined in claim 1, but may also be defined by any other combination of specific features of all individually disclosed individual features. This means that in principle virtually every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claim 1 is to be understood only as a first formulation attempt for an invention.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (1) für Medien, insbesondere hydraulische Strömungsmedien, bestehend aus einem Anschlussteil (2) aus Kunststoff mit mindestens einem Anschlussabschnitt (4) mit einer Aufnahmeöffnung (6) für ein rohrförmiges, mittels Laserstrahl zu verschweißendes Leitungsende (8). Das Anschlussteil (2) besteht aus mindestens zwei Komponenten (K1, K2) mit unterschiedlichen Materialeigenschaften, wobei eine erste Komponente (K1) im Bereich des Anschlussabschnittes (4) die Aufnahmeöffnung (6) umschließt und aus einem für Laserstrahlen weitgehend transparenten Material besteht.

Description

VOSS Automotive GmbH, Leiersmühle 2-6, 51688 Wipperfürth
„Verbindungsvorrichtung für Strömungsmedien"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für Medien, insbesondere hydraulische Strömungsmedien, bestehend aus einem Anschlussteil aus Kunststoff mit mindestens einem Anschlussabschnitt mit einer Aufnahmeöffnung für ein rohrförmiges, mittels Laserstrahl zu verschweißendes Leitungsende.
Die DE 10 2006 034 697 A1 beschreibt eine Kunststoffleitung mit einem direkt an ein Leitungsende angeschweißten Anschlussteil in Form eines Hydraulik-Winkelsteckers oder eines Kunststoffgehäuses eines sonstigen Hydraulikelementes. Für eine Verschweißung mittels Laserstrahl soll die Kunststoffleitung und/oder das Anschlussteil aus einem für Laserstrahlen transparenten Kunststoff bestehen, wobei zudem alle Bestandteile (Anschlussteil und Leitung) aus dem gleichen Kunststoffmaterial gebildet sein sollen. Die für Laserstrahlen transparente Ausgestaltung schließt aber bestimmte Applikationen aus, weil wegen der geforderten Lasertransparenz bestimmte Kunststoff- Anteile, wie Verstärkungsstoffe (z. B. Glas-/Kohlefasern) und Additive (z. B. Farbpigmente und insbesondere Ruß als UV-Schutz) nicht oder nur eingeschränkt vorgesehen werden können, weil derartige Anteile die Lasertransparenz dahingehend beeinflussen würden, dass das Material weniger oder gar nicht mehr lasertransparent wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verbindungsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der trotz der Möglichkeit der Schweißverbindung mittels Laserstrahlschweißen eine Auslegung des Anschlussteils für nahezu beliebige Applikationen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demnach besteht erfindungsgemäß das Anschlussteil aus mindestens zwei Komponenten mit unterschiedlichen Materialeigenschaften, wobei eine erste Komponente im Bereich des Anschlussabschnittes die Aufnahmeöffnung umschließt und aus einem für Laserstrahlen weitgehend transparenten Material besteht. Im übrigen Bereich des Anschlussteils kann die andere, zweite Komponente bezüglich ihrer Materialeigenschaften für praktisch beliebige, applikationsabhängige Erfordernisse ausgelegt sein, und zwar vorteilhafterweise unabhängig von ihrer Wirkung für Laserstrahlen. Dies bedeutet, dass die zweite Komponente insbesondere Laser absorbierend (nicht lasertransparent) ausgebildet sein kann. Dadurch kann die zweite Komponente beliebige, applikationsabhängige Material-Anteile enthalten, insbesondere beliebige Verstärkungsstoffe (z. B. Glas-/Kohlefasern) und/oder bestimmte, z. B. eigenschaftsverändernde Additive.
Weitere Ausgestaltungsmerkmale, besondere Ausführungsformen und erreichte Vorteile werden in der folgenden Beschreibung noch erläutert werden.
Anhand von mehreren Ausführungsbeispielen einer Verbindungsvorrichtung soll die Erfindung genauer beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung in einem
Längsschnitt des - beispielhaft als Winkelstecker ausgebildeten - Anschlussteils mit einem angeschlossenen Leitungsende,
Fig. 2 bis 5 jeweils den Bereich X aus Fig. 1 in möglichen Ausführungsvarianten,
Fig. 6 einen Axialschnitt durch den Bereich der Leitungs-
Aufnahmeöffnung mit angeschlossenem Leitungsende in einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 7 eine weitere Alternativausführung in einer Ansicht analog zu Fig.
6, jedoch mit noch nicht angeschlossenem Leitungsende,
Fig. 8 bis 10 Darstellungen analog zu Fig. 6 in weiteren Ausführungsvarianten.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig. 1 besteht eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 aus einem Anschlussteil 2 aus Kunststoff. Das Anschlussteil 2 weist mindestens einen Anschlussabschnitt 4 mit einer Aufnahmeöffnung 6 für ein rohrförmiges, mittels Laserstrahl zu verschweißendes Leitungsende 8 auf. Das Leitungsende 8 kann - wie dargestellt - ein Endabschnitt einer Rohr- oder Schlauchleitung aus Kunststoff sein oder aber ein Bestandteil eines beliebigen weiteren Anschluss- oder Aggregateteils, wobei dann das Anschlussteil 2 z. B. am Ende einer Rohr- oder Schlauchleitung angeordnet (befestigt / gebildet) ist. Die Leitung bzw. das Leitungsende 8 kann im Querschnitt kreisförmig oder nicht-kreisförmig, z. B. oval oder polygonal, ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß besteht das Anschlussteil 2 aus mindestens zwei Komponenten K1 , K2 mit unterschiedlichen Materialeigenschaften. Eine erste Komponente K1 umschließt im Bereich des Anschlussabschnittes 4 die Aufnahmeöffnung 6 und besteht aus einem für Laserstrahlen weitgehend transparenten Material. Die andere, zweite Komponente K2 kann aus einem Laserstrahlen absorbierenden Material bestehen, welches deshalb beliebige, je nach den applikationsabhängigen Erfordernissen ausgewählte Materialanteile enthalten kann. Vorzugsweise besteht die zweite Komponente K2 aus einem Polyamid, wobei dieser Basis-Kunststoff beispielsweise für die folgenden applikationsabhängigen Erfordernisse bestimmte, in Klammern genannte Materialanteile bzw. Zusatzstoffe aufweisen kann:
Mechanische Festigkeit (Verstärkungsstoffe, insbesondere organische und/oder anorganische Werkstoffe, wie Fasern aus Glas, Kohlenstoff und/oder Flachs, Glaskügelchen, Glimmerplättchen), wobei die Auswahl der Zusatzstoffe in Abhängigkeit von folgenden geforderten Parametern getroffen wird: Festigkeit (Zug), Druckfestigkeit (Berstdrücke), Zähigkeit, Steifigkeit, Elastizität (beispielsweise bei Steinschlag), Härte
UV-Schutz (Ruß, Pigmente, Nano-Pigmente)
- Thermische Stabilität (Ruß)
Elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit (Ruß, metallische Partikel) - Antistatische Auslegung (Ruß, Partikel-Pigmente)
- Chemikalienbeständigkeit (Ruß, Pigmente, Beschichtungen) insbesondere zur Führung von Kraftstoffen, Ölen und dergleichen
Reduzierung der Entflammbarkeit (Brom, Phosphorverbindungen)
Bezüglich der lasertransparenten Komponente K1 ist zusätzlich auch die Wandstärke zu berücksichtigen, weil die Laser-Transmission bei Durchstrahlung nach einer e- Funktion abnimmt. Hierbei gilt R + A + T = 100 %, wobei R die Reflektivität, A die Absorption und T die Transmission bedeuten. Hierbei sollte die Auslegung jedenfalls so erfolgen, dass R kleiner 20 % ist. Die radial gemessene Wandstärke der lasertransparenten Komponente K1 sollte vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis maximal 5 mm liegen. Im Falle einer Faserverstärkung sollte der Faseranteil maximal etwa 30 % betragen, und zwar in Abhängigkeit von der zu durchstrahlenden Materialdicke (z. B. bei 1 mm etwa 30 % und bei 5 mm maximal 10 % bis zu 0 %). Demgegenüber kann die zweite Komponente K2 beliebige Faseranteile von z. B. 20 % bis 60 % enthalten.
In der in Fig. 1 veranschaulichten, bevorzugten Ausführung ist die an die lasertransparente Komponente K1 angrenzende Komponente K2 als Steckverbinderteil mit (mindestens) einem Steckerschaft 10 ausgebildet, und zwar beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt in Form eines Winkelsteckers. Alternativ oder aber zusätzlich zu dem Steckerschaft 10 kann auch mindestens eine Steckmuffe zum Einstecken eines Steckerschaftes eines weiteren Verbinderteils vorgesehen sein. Zudem ist auch eine Ausbildung als T-Stück, gerader Durchgangsverbinder, Verteiler oder beliebiges Winkelstück möglich.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein innerer Medienkanal 12 des Anschlussteils 2 über seine ganze Verlaufslänge hinweg bis zu einem inneren, einsteckseitigen Endbereich der Aufnahmeöffnung 6 für das Leitungsende 8 vollständig von dem Material der zweiten Komponente K2 umschlossen. Bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 5 wird das innere Ende der Aufnahmeöffnung 6 durch eine radiale Anlagestufe 14 gebildet, an der das eingesteckte Leitungsende 8 zur Anlage gelangt. Auf diese Weise geht der innere Medienkanal 12 unmittelbar in das Leitungsende 8 über, so dass auch in diesem Bereich der Medienkanal 12 vollständig einerseits vom Material der zweiten Komponente K2 und andererseits vom Material des Leitungsendes 8 umschlossen ist. Hierdurch eignet sich die Verbindungsvorrichtung 1 auch für Medien, die beispielsweise vor einer äußeren UV-Bestrahlung geschützt werden müssen. Dazu werden die zweite Komponente K2 und das Leitungsende 8 mit entsprechenden Materialanteilen ausgelegt, die eine UV-Beständigkeit gewährleisten. Dies wird insbesondere durch eine schwarze Färbung erreicht.
Bevorzugt ist das Anschlussteil 2 mit seinen Komponenten K1 , K2 als einstückiges Mehrkomponenten-Formteil (Spritzgussteil) ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Komponenten K1 , K2 materialeinheitlich, stoffschlüssig homogen miteinander verbunden sind. Alternativ dazu kann aber die erste Komponente K1 auch als ursprünglich separates, ring- oder hülsenförmiges Element ausgebildet sein, welches dann beim Schweißvorgang einerseits mit dem Leitungsende 8 und andererseits auch mit der zweiten Komponente K2 verschweißt wird. Hierbei überdeckt die erste Komponente K1 den Bereich des Stirnendes des eingesteckten Leitungsendes 8 axial in beiden Richtungen. Es ist auch eine Herstellung in der Weise möglich, dass eine der beiden Komponenten (insbesondere K1 oder aber K2) als separat vorgeformtes Teil in ein Spritzwerkzeug eingelegt und dann die andere Komponente (K2 oder K1 ) angespritzt wird.
Die Verschweißung erfolgt insbesondere radial im Umfangsbereich zwischen dem Leitungsende 8 und der Aufnahmeöffnung 6. Zusätzlich oder aber alternativ kann auch eine axiale Verschweißung im Bereich der Anlagenstufe 14 und des anliegenden Stirnendes des Leitungsendes 8 erfolgen. Gemäß Fig. 3 kann es dazu zweckmäßig sein, in diesem Bereich, d. h. axial zwischen dem Leitungsende 8 und der Anlagestufe 14, eine Kunststoffschicht 16 anzuordnen, die aus einem mittels Laserstrahl zu schmelzenden Werkstoff besteht. Gemäß Fig. 4 kann grundsätzlich auch radial zwischen der Aufnahmeöffnung 6 und dem Leitungsende 8 eine solche Kunststoffschicht 18 angeordnet sein. Die Ausführungen gemäß Fig. 3 und 4 können auch miteinander kombiniert werden, d. h. es können beide Schichten 16 und 18 gleichzeitig vorgesehen sein. Die Kunststoffschichten 16, 18 können als Folie, Hülse, Beschichtung, Bedruckung oder Bedampfung konzipiert sein.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist radial zwischen der ersten Komponente K1 und der Aufnahmeöffnung 6 noch ein beispielsweise hohlzylindrischer Abschnitt der zweiten Komponente K2 angeordnet. Dieser Abschnitt bildet eine Aufschmelzzone 20 zwecks Verschweißung mit dem Leitungsende 8.
Für das Verschweißen im Laserstrahl-Schweißverfahren ist es vorteilhaft, wenn die erste Komponente K1 in einem zumindest die Aufnahmeöffnung 6 axial überdeckenden Bereich eine zylindrische Außenfläche 22 aufweist. Wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, kann hierdurch ein Laserstrahl 24 senkrecht zur Längsachse 26 der Aufnahmeöffnung 6 bzw. des Anschlussabschnittes 4 und damit radial und auch senkrecht zur Außenfläche 22 ausgerichtet werden. Hierdurch wird eine geringstmögliche Reflexion erreicht, um einen möglichst großen Anteil des Laserstrahls zur Schweißzone 28 im radial zwischen der Aufnahmeöffnung 6 und dem Leitungsende 8 eindringen lassen zu können.
Wie weiterhin in Fig. 6 dargestellt ist, kann es alternativ oder zusätzlich vorteilhaft sein, wenn die erste Komponente K1 eine Konusfläche 30 derart aufweist, dass ein schräg zur Längsachse 26 ausgerichteter und die Konusfläche 30 senkrecht treffender Laserstrahl 24 durch die erste Komponente K1 hindurch bis zu einer Schweißzone 32 eindringt, die axial zwischen der in diesem Fall von der ersten Komponente K1 gebildeten Anschlagstufe 14 und dem vorderen Stirnende des Leitungsendes 8 liegt. Hierdurch lässt sich das Leitungsende 8 auch axial verschweißen.
Dazu ist in Fig. 8 eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der die beiden Komponenten K1 und K2 derart über beispielsweise konische Grenzflächen 31 verbunden sind, dass der zunächst radial in die Außenfläche 22 der ersten Komponente K1 eingestrahlte Laserstrahl 24 durch Reflexionen an den Grenzflächen 31 in den Bereich der axialen Schweißzone 32 gerichtet wird.
Die Außenfläche 22 bzw. die Konusfläche 30 ist „relativ glatt" ausgebildet, d. h. mit einer maximalen Rauhigkeit, wie sie bei Spritzgussteilen üblich oder erreichbar ist.
Grundsätzlich kann unter bestimmten Bedingungen der Laserstrahl 24 auch schräg zur jeweiligen Oberfläche 22/30 ausgerichtet werden. Außerdem ist es möglich, die jeweilige Fläche so, insbesondere im Radial- und/oder Axialschnitt gesehen konvex gekrümmt, zu gestalten, dass eine Linsenwirkung zur Konzentration der Laserstrahlen erreicht wird. Dazu wird auf die Ausführung in Fig. 9 verwiesen, wonach auf der Außenfläche 22 ein in Umfangshchtung vollständig um den Schweißbereich verlaufender Wulst 33 gebildet ist, so dass der Laserstrahl 24 auf eine im Axialschnitt konvexe Wölbung der lasertransparenten Komponente K1 trifft und dadurch in die Schweißzone 28 hinein fokussiert (gebündelt) wird. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Überhitzung der Außenfläche 22 vermieden; die Wärme wird auf die Schweißzone konzentriert.
Gemäß Fig. 6 wird beim Schweißprozess jeweils der Laserstrahl 24 um die Längsachse 26 herum bewegt (vgl. den Pfeil 34), um das Leitungsende 8 über seinen gesamten Umfang dicht zu verschweißen.
In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Aufnahmeöffnung 6 bezüglich ihres Innenquerschnittes in Anpassung an den Außenquerschnitt des Leitungsendes 8 derart auszulegen, dass das Leitungsende 8 radial spielfrei mit einer Übergangspassung oder einer Presspassung einsteckbar ist. Auf diese Weise kann - neben der mechanischen Festigkeit - eine bezüglich der Dichtheit hochwertige Schweißverbindung erreicht werden.
Dazu ist in Fig. 10 veranschaulicht, dass für die Dauer des Schweißvorgangs ein Stützdorn 35 von innen - insbesondere durch das Anschlussteil 2 hindurch - in den Bereich der Schweißzone 28 eingeführt werden kann, wobei der Stützdorn 35 - insbesondere durch ein geringfügiges Durchmesser-Übermaß - das Leitungsende 8 radial von innen fest in die Komponente K1 presst. Auch dies trägt zu einer hohen Qualität der Schweißverbindung bei. Im Falle eines Winkelverbinders (vgl. Fig. 1 ) kann der Stützdorn 35 flexibel (biegsam) ausgebildet sein, damit er durch das Anschlussteil 2 eingeschoben werden kann, wozu natürlich der Medienkanal 12 durchgehend - auch im Winkelbereich - mit dem gleichen Innenquerschnitt ausgebildet sein muss (bogenförmig).
Wie sich noch aus Fig. 7 ergibt, kann das Anschlussteil 2 im außerhalb des Anschlussabschnittes 4 liegenden Bereich der Komponente K2 eine beiliebige Oberfläche, beispielsweise auch Rippenansätze 36 zur Halterung von Heizdrähten 38 einer elektrischen Heizeinrichtung aufweisen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für eine Applikation vorteilhaft, bei der ein gefriergefährdetes Medium durch das Anschlussteil 2 bzw. dessen Medienkanal 12 geführt werden soll, wie es beispielsweise bei Wasserleitungen für Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen sowie auch bei Leitungen für eine Harnstofflösung der Fall ist, die als NOx- Reduktionsadditiv für Dieselmotoren mit so genannten SCR-Katalysatoren eingesetzt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Komponenten K1 und K2 so konzipiert, dass sie sich von ihrem äußeren Aussehen voneinander unterscheiden. Dies kann beispielsweise durch ein unterschiedliches Reflexionsverhalten für das Spektrum des sichtbaren Lichtes erreicht werden, insbesondere durch unterschiedliche Farben. Durch die erste Komponente K1 wird somit die Schweißzone gekennzeichnet, in der der Laserstrahl zugeführt werden soll. Somit dient die Komponente K1 zusätzlich als Indikator für die Schweißzone. Außerdem kennzeichnet sie die Art des Anschlussteils 2 gegenüber andersartigen, z. B. angespritzten Anschlussteilen.
Die Erfindung führt zu dem wesentlichen Vorteil, dass der weitaus größte Teil des Anschlussteils 2, nämlich die zweite Komponente K2, in ihrer Materialzusammensetzung frei komponierbar ist und beliebige Verstärkungsstoffe und/oder Additive enthalten kann. So ist beispielsweise für eine hohe mechanische Festigkeit ein hoher Glasfaser-Anteil von z. B. 30 bis 50 % möglich. Dennoch lässt die lasertransparente Komponente K1 eine optimale Verschweißung im Laserstrahl-Schweißverfahren zu.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

Ansprüche
1. Verbindungsvorrichtung (1) für Medien, insbesondere hydraulische Strömungsmedien, bestehend aus einem Anschlussteil (2) aus Kunststoff mit mindestens einem Anschlussabschnitt (4) mit einer Aufnahmeöffnung (6) für ein rohrförmiges, mittels Laserstrahl zu verschweißendes Leitungsende (8), d ad u rch g e ke n n ze i ch n et, d a s s das Anschlussteil (2) aus mindestens zwei Komponenten (K1, K2) mit unterschiedlichen Materialeigenschaften besteht, wobei eine erste Komponente (K1) im Bereich des Anschlussabschnittes (4) die Aufnahmeöffnung (6) umschließt und aus einem für Laserstrahlen weitgehend transparenten Material besteht.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung insbesondere der ersten Komponente (K1) derart, dass das Leitungsende (8) radial und/oder axial verschweißbar ist.
3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die andere, an die lasertransparente erste Komponente (K1) angrenzende zweite Komponente (K2) als Steckverbinderteil mit mindestens einem Steckerschaft (10) und/oder mindestens einer Steckmuffe ausgebildet ist.
4. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadu rch gekennzeichnet, dass ein innerer Medienkanal (12) des Anschlussteils (2) über seine ganze Verlaufslänge hinweg bis zu einem inneren einsteckseitigen Endbereich der Aufnahmeöffnung (6) für das Leitungsende (8) vollständig von dem Material der zweiten Komponente (K2) umschlossen ist.
5. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (2) mit seinen Komponenten (K1 , K2) als einstückiges Mehrkomponenten-Formteil ausgebildet ist.
6. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aufnahmeöffnung (6) eine mittels Laserstrahl aufschmelzbare Kunststoffschicht (16, 18) zur axialen und/oder radialen Schweißverbindung des Leitungsendes (8) vorgesehen ist.
7. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass die erste Komponente (K1 ) in einem zumindest die Aufnahmeöffnung (6) axial überdeckenden Bereich eine in etwa zylindrische Außenfläche (22) aufweist.
8. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dad u rch ge ken nze ich n et, dass die erste Komponente (K1 ) eine Konusfläche (30) derart aufweist, dass ein schräg zur Längsachse (26) ausgerichteter und die Konusfläche (30) senkrecht treffender Laserstrahl (24) durch die erste Komponente (K1) hindurch in den Bereich einer die Aufnahmeöffnung (6) begrenzenden Anschlagstufe (14) eindringt.
9. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (K1, K2) sich von ihrem äußeren Aussehen voneinander unterscheiden.
10. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dad u rch ge ken nze ich n et, dass die erste Komponente (K1 ) außenseitig derart linsenartig ausgebildet ist, dass ein auftreffender Laserstrahl (24) in Richtung der Schweißzone (28, 32) gebündelt wird.
11. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten (K1 , K2) derart über insbesondere konische Grenzflächen (31) verbunden sind, dass ein Laserstrahl (24) durch Reflexion an den Grenzflächen (31) umlenkbar ist.
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