DE10047509B4

DE10047509B4 - Steckverbindung für Druckmittel-Leitungen

Info

Publication number: DE10047509B4
Application number: DE10047509A
Authority: DE
Inventors: Bernd Goller
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: DE10047509A1; DE10047872A1

Abstract

Steckverbindung (1) für Druckmittel-Leitungen, bestehend aus zwei Kupplungsteilen, und zwar aus einem Steckerteil (2) und einem Aufnahmeteil (4), wobei das Steckerteil (2) einen in eine Aufnahmeöffnung (8) des Aufnahmeteils dichtend einsteckbaren und in einer Steckposition über ein Halteelement (10) arretierbaren Steckabschnitt (6) aufweist, wobei das an dem einen Kupplungsteil gelagerte und von einem Blechformteil gebildete Halteelement (10) mindestens ein radial federelastisch bewegliches Rastelement (12) aufweist, welches in der verriegelten Steckposition zur Abstützung einer entgegen der Einsteckrichtung (14) des Steckerteils (2) wirkenden Lösekraft (F) eine Raststufe (16) des anderen Kupplungsteils radial rastend hintergreift, wobei das Rastelement (12) einstückig mit einem als eine geschlitzte Federhülse (22) ausgebildeten und dadurch radial federelastisch verformbaren Trägerabschnitt (18) des Halteelementes (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (12) aus abgewinkelten Stegen nach Art eines in sich formstabilen Stab-Tragwerkes ausgebildet ist, wobei das Rastelement (12) einen schräg zur Steckrichtung und zur Radialen verlaufenden, als Stützstrebe...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Druckmittel-Leitungen, bestehend aus zwei Kupplungsteilen, und zwar einem Steckerteil und einem Aufnahmeteil, wobei das Steckerteil einen in eine Aufnahmeöffnung des Aufnahmeteils dichtend einsteckbaren und in einer Steckposition über ein Halteelement arretierbaren Steckabschnitt aufweist, wobei das an dem einen Kupplungsteil gelagerte und von einem Blechformteil gebildete Halteelement mindestens ein radial federelastisch bewegliches Rastelement aufweist, welches in der verriegelten Steckposition zur Abstützung einer entgegen der Einsteckrichtung des Steckerteils wirkenden Lösekraft eine Raststufe des anderen Kupplungsteils radial rastend hintergreift, wobei das Rastelement einstückig mit einem als eine geschlitzte Federhülse ausgebildeten und dadurch radial federelastisch verformbaren Trägerabschnitt des Halteelementes verbunden ist.
Eine derartige Steckverbindung ist aus der DE 41 01 757 A1 bekannt, und zwar durch die darin offenbarten Ausführungen gemäß 6 und 7. In diesen Ausführungen weist die bekannte Steckverbindung ein hülsenförmiges Haltelement mit zwei diametral gegenüberliegenden Rastelementen auf. Jedes Rastelement ist mit einem federelastisch verformbaren Trägerabschnitt verbunden, wobei jeder Trägerabschnitt als ein derart aus einer zylindrischen Hülse frei geschnittener Federarm ausgebildet ist, dass sich jeder Federarm in Umfangsrichtung kreisbogenförmig über etwa 90° hinweg erstreckt. Dazu weist die Hülse entsprechend winklig verlaufende Schlitze auf, so dass eigentlich nur die Bereiche jedes bogenförmig verlaufenden Federarms federelastisch sind. Jedes Rastelement besteht aus umgewinkelten Stegabschnitten der Hülse, wobei ein schräg zur Steckrichtung und zur Radialen verlaufender Steg in der Steckposition zur abstützenden Anlage zwischen der Raststufe und einer gegenüberliegenden Stützfläche des anderen Kupplungsteils gelangt. Dieser schräg verlaufende Stützsteg ist aber einseitig in radialer Richtung frei beweglich, so dass beim Steckvorgang eine zusätzliche Verformung dieses Stützsteges erfolgt, und in der verriegelten Steckposition können nur relativ geringe Kräfte gegen Lösen aufgenommen werden. Daher eignet sich diese bekannte Steckverbindung nicht für höhere Drücke des jeweiligen Druckmittels.
Eine weitere Steckverbindung bzw. eine Rohr-Schnellverbindung ist aus der US 3 933 378 bekannt. Dabei sind sowohl das Steckerteil als auch das Aufnahmeteil von spanlos umgeformten Rohrenden gebildet. Das Halteelement ist als Blechhülse ausgebildet und auf dem Steckerteil so gehalten, dass es im eingesteckten Zustand das Aufnahmeteil außen koaxial übergreift. Die Blechhülse selbst ist umfangsgemäß geschlossen und daher in sich unbeweglich, und sie weist mehrere federelastische Rastelemente in Form von freigeschnittenen, sich entgegen der Steckrichtung schräg radial nach innen erstreckenden Federarmen auf, die eine äußere Raststufe des Aufnahmeteils radial federnd (rastend) hintergreifen. Bei dieser bekannten Steckverbindung ist die Arretierung gegen eine entgegen der Einsteckrichtung wirkende, mechanische und/oder aus innerer Druckbeaufschlagung resultierende Lösekraft allein durch die Knick- bzw. Biegefestigkeit der Federarme begrenzt, so dass sie sich nur für relativ geringen Druck eignen dürfte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der genannten Art zu schaffen, die sich bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit auch für höhere Drücke und daraus resultierende höhere Lösekräfte eignet.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Rastelement aus abgewinkelten Stegen nach Art eines in sich formstabilen Stab-Tragwerkes ausgebildet ist, wobei das Rastelement einen schräg zur Steckrichtung und zur Radialen verlaufenden, als Stützstrebe zwischen einer Stützfläche des einen Kupplungsteils und der Raststufe des anderen Kupplungsteils wirkenden Steg aufweist, der auf seiner der Raststufe zugekehrten Seite in einen eine radiale Querstrebe bildenden Steg übergeht, der sich mit seinem radial äußeren Ende zwischen dem einen Kupplungsteil und dem Trägerabschnitt des Haltelementes abstützt, und wobei die Stützstrebe über einen radialen, flächig an der Stützfläche anliegenden Anlagesteg mit dem Trägerabschnitt verbunden ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Arretierung auch gegen eine hohe, insbesondere druckbedingte Lösekraft gewährleistet, indem das bzw. jedes Rastelement selbst in sich als Stab-Tragwerk äußerst formstabil ausgebildet ist, da der Kraftfluß stets zumindest über zwei gegeneinander abgestützte Tragwerksstreben erfolgt. Durch die Verbindung mit dem federelastischen Trägerabschnitt erfolgt beim Stecken bzw. Lösen eine etwa radiale Bewegung des/jedes Rastelementes in seiner Gesamtheit, d. h. im wesentlichen ohne eigene Verformung, statt dessen aber unter federelastischer Verformung des Trägerabschnittes. Somit dient der Trägerabschnitt zur Halterung, Positionierung und Federkraftbeaufschlagung des/jedes Rastelementes. Vorteilhafterweise ist dabei das Halteelement – trotz der verbesserten Stabilität – sehr einfach und kostengünstig als Blechformteil (Stanzbiegeteil) aus Federstahlblech herstellbar und auch auf einfache Weise montierbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand von in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigen
1 einen perspektivischen Teil-Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung im gesteckten und arretierten Zustand der Kupplungsteile,
2 eine halb-axial geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform nach 1,
3 eine gesonderte Perspektivansicht nur des Halteelementes der Ausführung nach 1 und 2,
4 eine Stirnansicht des Halteelementes nach 3,
5 einen Querschnitt in der Ebene V-V gemäß 4 im Bereich eines Rastelementes,
6 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung,
7 einen vergrößerten, perspektivischen Längsschnitt der Ausführung nach 6 und
8 eine vergrößerte Perspektivansicht nur des Halteelemelementes der Ausführung nach 6 und 7.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und brauchen daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben zu werden.
Eine erfindungsgemäße Steckverbindung 1 besteht aus zwei Kupplungsteilen, und zwar aus einem Steckerteil 2 und einem Aufnahmeteil 4. Das Steckerteil 2 ist mit einem endseitigen Steckabschnitt 6 in eine Aufnahmeöffnung 8 des Aufnahmeteils 4 dichtend einsteckbar und in einer bestimmten Steckposition über ein Halteelement 10 gegen Lösen arretierbar. Dieses Halteelement 10 wird von einem einteiligen Blechformteil bzw. Stanzbiegeteil gebildet. Weiterhin ist das Halteelement 10 an einem der beiden Kupplungsteile, bei den dargestellten Ausführungen bevorzugt auf dem Aufnahmeteil 4, gelagert und weist bevorzugt zwei radial federelastisch bewegliche Rastelemente 12 auf, die in der verriegelten Steckposition zur Abstützung einer entgegen der Einsteckrichtung 14 in 1, 2 und 7 des Steckerteils 2 wirkenden Lösekraft F eine Raststufe 16 des anderen Kupplungsteils, wie dargestellt des Steckerteils 2, radial rastend so hintergreifen, dass eine formschlüssige Arretierung des Steckerteils 2 relativ zum Aufnahmeteil 4 erreicht wird.
Erfindungsgemäß besteht jedes Rastelement 12 aus gebogenen Blechstegen, die gemeinsam ein in sich formstabiles Stab-Tragwerk bilden. Dabei ist jedes Rastelement 12 einstückig mit einem radial federelastisch verformbaren Trägerabschnitt 18 des Halteelementes 10 verbunden.
Hierzu wird insbesondere auf die Detail-Darstellungen des Halteelementes 10 in den 3 bis 5 einerseits und in 8 andererseits verwiesen. Demnach ist der Trägerabschnitt 18 des Halteelementes 10 als eine an einer Umfangstelle einen durchgehenden Schlitz 20 aufweisende und dadurch federelastisch spreizbare Federhülse 22 gebildet. Das Halteelement 10 sitzt mit dieser Federhülse 22 koaxial auf dem Aufnahmeteil 4, wobei jedes Rastelement 12 zum Zusammenwirken mit der Raststufe 16 des Steckabschnittes 6 durch eine radiale Öffnung 24 des Aufnahmeteils 4 radial nach innen in die Aufnahmeöffnung 8 ragt (vgl. insbesondere 2 und 7). Jedes Rastelement 12 weist dabei einen schräg zur Steckrichtung und zur Radialen verlaufenden, als Stützstrebe 26 direkt zwischen einer Stützfläche 28 des Aufnahmeteils 4 und der Raststufe 16 des Steckabschnittes 6 wirkenden Steg auf, der auf seiner der Raststufe 16 zugekehrten Seite in einen eine radiale Querstrebe 30 bildenden Steg übergeht, der sich seinerseits mit seinem radial äußeren Ende im Bereich der radialen Öffnung 24 zwischen dem Aufnahmeteil 4 und dem Trägerabschnitt 18 bzw. der Federhülse 22 des Halteelementes 10 axial abstützt, und zwar insbesondere in Wirkrichtung der Lösekraft F. Somit erfolgt dabei zur Aufnahme der Lösekraft F ein Kraftfluß über jeweils zwei Tragwerkstege, nämlich jeweils über die schräge Stützebene 26 und die radiale Querstrebe 30. Vorzugsweise ist dabei jeweils die schräge Stützstrebe 26 über einen radialen Anlagesteg 32 mit dem Trägerabschnitt 18 bzw. der Federhülse 22 verbunden, wobei der Anlagesteg 32 flächig an der radialen Stützfläche 28 des Aufnahmeteils 4 anliegt. Die Stützfläche 28 wird von einem Öffnungsrand der Öffnung 24 gebildet.
Wie sich weiterhin vor allem aus 3, 4 und 8 ergibt, weist die Stützstrebe 26 in ihrem Übergangsbereich zu der Querstrebe 30, das heißt im Bereich einer Biegekante zwischen Stütz- und Querstrebe, eine kreisbogenförmige, an die zylindrische Kontur des Steckabschnittes 6 angepaßte Anlagekontur 34 auf.
Die in der bevorzugten Ausführungsform des Halteelementes 10 vorgesehenen zwei Rastelemente 12 können an zwei diametral etwa gegenüberliegenden Stellen des Umfanges der Federhülse 22 angeordnet sein. Es ist aber besonders vorteilhaft, wenn (siehe dazu insbesondere 4) die Rastelemente 12 – bezogen auf eine diametral und durch den Schlitz 20 der Federhülse 22 verlaufende Mittelebene 36 – derart (vorzugsweise symmetrisch) angeordnet sind, dass bei der jeweils beim Stecken oder Lösen auftretenden, im wesentlichen radialen Bewegung der Rastelemente 12 nur eine minimale radiale Aufweitung der Federhülse 22 erfolgt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Rastelemente 12 jeweils dort im Bereich der Federhülse 22 angeordnet sind, wo die Federhülse 22 beim Spreizen ihre maximale Verformungsbewegung in radialer Richtung ausführt. Diesbezüglich ist es besonders zweckmäßig, wenn die Rastelemente 12 – jeweils bezogen auf ihre eigenen radial verlaufenden Mittenebenen 38 – auf der dem Schlitz 20 der Federhülse 22 in Umfangsrichtung zugewandten Seite einen Winkel α im Bereich von etwa 150° einschließen. Somit sind die Rastelemente 12 gerade bewußt nicht genau diametral gegenüberliegend angeordnet, sondern jedes Rastelement 12 ist gegenüber einer genau um 180° diametral gegenüberliegenden Anordnung um etwa 15° in Richtung des Schlitzes 20 versetzt angeordnet. Diese Ausgestaltung führt zu einer optimalen Kinematik des Halteelementes 10 im Bereich der Rastelemente 12 und bezüglich der radialen Aufweitung der Federhülse 22.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 bis 5 ist die Federhülse 22 durchgehend etwa kreisringförmig ausgebildet, so dass sich die Federhülse 22 beim Spreizen auch insgesamt über ihren gesamten Umfang hinweg elastisch so verformt, dass sie sich im Durchmesser vergrößert.
Demgegenüber ist bei der Ausführung nach 6 bis 8 vorgesehen, dass die Federhülse 22 in ihrem dem Schlitz 20 diametral gegenüberliegenden Umfangsbereich ein Gelenk 40 derart aufweist, dass zwei symmetrische Federarme 22a und 22b gebildet sind, die jeweils eines der beiden Rastelemente 12 tragen. Hierbei erfolgt beim Spreizen eine Verformung hauptsächlich im Bereich des Gelenkes 40, was zur weiteren Verbesserung der Kinematik im Bereich der Rastelemente 12 beiträgt. Wie dargestellt, kann das Gelenk 40 mit Vorteil durch eine sickenartige Kontur, beispielsweise als radiale Einbuchtung, der Federhülse 22 gebildet sein.
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Federhülse 22 im Bereich des Schlitzes 20 Kraftangriffe 42 für ein nicht dargestelltes Spreizwerkzeug aufweist. Gemäß 3 und 4 kann es sich beispielsweise um etwa radial nach außen umgebogene Enden der Federhülse 22 handeln. Bei der Ausführung nach 6 bis 8 sind die den Schlitz 20 begrenzenden Enden der Federhülse 22 jeweils zunächst etwa radial nach außen abgewinkelt und dann wieder etwa in Umfangsrichtung aufeinander zu gerichtet, wobei diese gegenüberliegenden Enden zwei ebenfalls gegenüberliegende Ausnehmungen 44 aufweisen, in die eine Art Seegerringzange zum Spreizen abrutschsicher angesetzt werden kann.
Bei der Ausführung nach 1 und 2 ist das Steckerteil 2 mit seinem Steckabschnitt 6 von einem spanlos durch Stauchen umgeformten Endabschnitt eines Rohres 46 gebildet. Die Raststufe 16 wird dabei durch eine wulstartige Ringerhebung 48 gebildet. Das Aufnahmeteil 4 besteht demgegenüber aus einem Formteil, welches mit einem Rohr 50 dicht verbunden ist.
Bei der Ausführung nach 6 und 7 ist auch das Aufnahmeteil 4 von einem spanlos umgeformten Ende des Rohres 50 durch entsprechende Aufweitungen gebildet.
Zur gegenseitigen Abdichtung der beiden Kupplungsteile 2, 4 dient eine Umfangsdichtung 52, beispielsweise in Form eines – bevorzugt mit einem Stützring versehenen – O-Rings.

Claims

Steckverbindung (1) für Druckmittel-Leitungen, bestehend aus zwei Kupplungsteilen, und zwar aus einem Steckerteil (2) und einem Aufnahmeteil (4), wobei das Steckerteil (2) einen in eine Aufnahmeöffnung (8) des Aufnahmeteils dichtend einsteckbaren und in einer Steckposition über ein Halteelement (10) arretierbaren Steckabschnitt (6) aufweist, wobei das an dem einen Kupplungsteil gelagerte und von einem Blechformteil gebildete Halteelement (10) mindestens ein radial federelastisch bewegliches Rastelement (12) aufweist, welches in der verriegelten Steckposition zur Abstützung einer entgegen der Einsteckrichtung (14) des Steckerteils (2) wirkenden Lösekraft (F) eine Raststufe (16) des anderen Kupplungsteils radial rastend hintergreift, wobei das Rastelement (12) einstückig mit einem als eine geschlitzte Federhülse (22) ausgebildeten und dadurch radial federelastisch verformbaren Trägerabschnitt (18) des Halteelementes (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (12) aus abgewinkelten Stegen nach Art eines in sich formstabilen Stab-Tragwerkes ausgebildet ist, wobei das Rastelement (12) einen schräg zur Steckrichtung und zur Radialen verlaufenden, als Stützstrebe (26) zwischen einer Stützfläche (28) des einen Kupplungsteils und der Raststufe (16) des anderen Kupplungsteils wirkenden Steg aufweist, der auf seiner der Raststufe (16) zugekehrten Seite in einen eine radiale Querstrebe (30) bildenden Steg übergeht, der sich mit seinem radial äußeren Ende zwischen dem einen Kupplungsteil und dem Trägerabschnitt (18) des Haltelementes (10) abstützt, und wobei die Stützstrebe (26) über einen radialen, flächig an der Stützfläche (28) anliegenden Anlagesteg (32) mit dem Trägerabschnitt (18) verbunden ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (22) des Haltelementes (10) an einer Umfangsteile einen durchgehenden Schlitz (20) aufweist und dadurch für die radiale Bewegung des Rastelementes (12) federelastisch spreizbar ausgebildet ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Trägerabschnitt (18) zwei gleichartige Rastelemente (12) einstückig verbunden sind, wobei die Rastelemente (12) – bezogen auf eine diametral und durch den Schlitz (20) der Federhülse (22) verlaufende Mittelebene (36) – derart vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind, dass bei der beim Stecken oder Lösen auftretenden, im wesentlichen radialen Bewegung der Rastelemente (12) eine minimale radiale Aufweitung der Federhülse (22) erfolgt.
Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente (12) – bezogen auf ihre radial verlaufenden Mittenebenen (38) – auf der dem Schlitz (20) der Federhülse (22) in Umfangsrichtung zugewandten Seite einen Winkel (α) im Bereich von etwa 150° einschließen.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10) mit seinem Trägerabschnitt (18) auf dem Aufnahmeteil (4) gelagert ist, wobei das bzw. jedes Rastelement (12) zum Zusammenwirken mit der an dem Steckabschnitt (6) des Steckerteils (2) gebildeten Raststufe (16) durch eine Öffnung (24) des Aufnahmeteils (4) radial in die Aufnahmeöffnung (8) ragt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstrebe (26) des/jedes Rastelementes (12) im Übergangsbereich zu der Querstrebe (30) eine kreisbogenförmige, an die Kontur des Steckabschnittes (6) angepaßte Anlagekontur (34) aufweist.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (22) in ihrem dem Schlitz (20) diametral gegenüberliegenden Umfangsbereich ein Gelenk (40) derart aufweist, dass zwei symmetrische Federarme (22a, 22b) gebildet sind, die jeweils eines der beiden Rastelemente (12) tragen.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (22) im Bereich des Schlitzes (20) Kraftangriffe (42) für ein Spreizwerkzeug aufweist.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerteil (2) mit seinem Steckabschnitt (6) und/oder das Aufnahmeteil (4) im Bereich der Aufnahmeöffnung (8) von einem bzw. jeweils einem spanlos durch Stauchen umgeformten Endabschnitt eines Rohres (46 bzw. 50) gebildet ist/sind.