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Schlauchkupplung
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B e s c h r e 1 b u n g Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine steckbare Schlauchkupplung,
bei der ein Schlauchende zur Herstellung einer Schlauchverbindung in eine Anschlußhülse
eingesteckt wird, und zwar insbesondere gegen einen nur geringen Widerstand federnder
Rastelemente, nach dem Einschieben aber nur gegen einen signifikanten Widerstand
durch die Rastelemente aus der Hülse wieder herausziehbar ist, zu schaffen, die
mit dem gleichen Komfort schnell, zuverlässigr sicher und ohne Hilfswerkzeuge oder
zweite Arbeitsgänge wie
aufwendige und mehrteilig ausgebildete Schlauchkupplungen
steckbar ist, im Gegensatz zu solchen Kupplungen jedoch so betont einfach ausgebildet
und preiswert herstellbar ist, daß sie auch im Rahmen der Großserienfertigung und
Massenfertigung, insbesondere im Bereich der Automobilmontage marktgerecht eingesetzt
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Schlauchkupplung,
die die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale erfindungswesentlich
aufweist.
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Die Anschlußhülse der Schlauchkupplung gemäß der Erfindung ist also
einstückig mit einem angeformten Federzungenkranz ausgestattet, in dem eine relativ
breite Ringnut ausgebildet ist, die einen Dichtungsring und einen als hintergreifendes
Rastelement dienenden Zylinderring mit Spiel aufnimmt, der seinerseits fest mit
dem einzusteckenden Schlauchende verbunden ist, vorzugsweise als separates Teil
vorgeformt und dann auf diesem Schlauchende verschweißt, verklebt oder in anderer
Weise unlösbar befestigt ist. Dabei ist dieser Zylinderring nach einer Ausgestaltung
der Erfindung vorzugsweise selber ein Kunststoff-Schlauchabschnitt, dessen Innendurchmesser
zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des anzuschließenden Schlauchendes
ist. Dieser zylindrische Schlauchabschnitt wird über das Ende des anzuschließenden
Schlauches geschoben und dann auf diesem befestigt, insbesondere durch Verschweißen
und/oder Verkleben vorzugsweise durch insbesondere punktweises Ultraschallverschweißen.
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Zur besseren Abstützung und Halterung des Dichtringes, in der Regel
eines O-Ringes aus Gummi, ist die axial innen liegende radiale Begrenzungsfläche
der Ringnut zumindest im wesentlichen profilkomplementär zum Profil des Dichtungsringes
ausgebildet.
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Die axial außen liegende radiale Begrenzungsfläche der Nut ist sich
nach axial innen öffnend und nach axial außen verjüngend als relativ steil gestellte
Konusfläche, also als Innenkegelfläche mit großem Öffnungswinkel, ausgebildet.
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Diese Fläche dient als Rastfläche und Halteanschlag für den mit dem
Schlauch verbundenen Zylinderring. Je steiler diese Konusfläche zur Schlauchachse
und zur koaxialen Hülsenachse steht, desto größer ist die Kraft, die aufgewendet
werden muß, um den gekuppelten Schlauch aus der Kupplungshülse herauszuziehen. Umgekehrt,
je stärker diese Konusfläche gegen die Mittelachse der Kupplung geneigt ist, um
so geringer sind die zum Herausziehen des angeschlossenen Schlauchendes erforderlichen
Zugkräfte. Mit anderen Worten, durch eine Einstellung der Neigung dieser Haltekonusfläche
kann die zum Trennen der Schlauchkupplung erforderliche Zugkraft vorab genau eingestellt
werden.
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Der durch die axial außen liegenden Zungenfederkanten gebildete Kragen
der Hülse ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise relativ spitzkeglig
und sich nach axial innen verjüngend abgefast, um das Einstecken des Schlauchendes
in die Anschluß- oder Kupplungshülse, genauer gesagt, das Hindurchzwingen des mit
dem Schlauchende fest verbundenen Zylinderringes durch die nach radial innen vorspringende
Eingangswulst des Federzungenringes so gering wie sinnvollerweise wünschenswert
zu halten. Auch hier gilt, daß die Neigung dieser Kegelfläche gegen die Mittelachse
der Kupplung die zum Einstecken des Schlauchendes erforderliche Schubkraft definiert.
Je flacher die Kegelfläche gegen die Mittelachse geneigt ist, desto geringer sind
die zum Einstecken des Schlauchendes erforderlichen Schubkräfte.
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Zur sicheren Positionierung,Zentrierung und Halterung des vorderen
Schlauchendes in der Anschlußhülse ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung der
Innendurchmesser der Hülse axial außen vom Hülsenkragen bis zu einem zum Herstellen
einer ausreichend sicheren Dichtung erforderlichen Abstand axial innen hinter dem
Dichtungsring unter Wahrung eines geringen Überittasses zumindest im wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser des Schlauchendes. Dieser Abschnitt der Hülse ist dabei
axial so lang bemessen, daß die axial innen liegende Stirnseite des anzuschließenden
Schlauchendes ausreichend weit durch den Dichtungsring hindurchgeführt ist, um eine
einwandfreie Abdichtung des Rings spalts zwischen dem Außenmantel des Schlauchendes
und dem Innenmantel der Hülse zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise ist zu diesem
Zweck weiterhin am Boden des axial äußeren Einsteckbereichs axial innen ein Anschlagfalz
ausgebildet, an den die Stirnseite des anzuschließenden Schlauchendes beim Einstecken
anschlägt und der Benutzer dadurch die Gewähr hat, daß das Schlauchende ausreichend
tief in die Hülse und durch den Dichtungsring hindurch eingesteckt ist. Hinter dem
Ringfalz ist der Innendurchmesser der Anschlußhülse vorzugsweise zumindest im wesentlichen
gleich dem Innendurchmesser des anzuschließenden bzw. angeschlossenen Schlauches
ausgebildet.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur,
Fig. 1 im Axialschnitt und in Teildarstellung ein Ausführungsbeispiel einer lösbaren
Schlauchkupplung gemäß der Erfindung.
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Die in der Figur dargestellte Schlauchkupplung besteht aus einer Anschlußhülse
1 aus einem Hülsenkörper 2 mit einstückig angeformten axialen Zungenfederelementen3,
in denen eine umlaufende, nach radial innen offene Ringnut 4 ausgebildet ist. Die
Ringnut 4 ist axial so breit ausgebildet, daß sie mit axialem Spiel axial innen
liegend einen Dichtungsring 5 und axial außen vor diesem liegend einen fest mit
einem Schlauchende 6 verschweißten Zylinderring 7 aufnehmen kann. In dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht der Schlauch 6 aus PVC und ist der Zylinderring 7 ein
Polyamidschlauchabschnitt, dessen Innendurchmesser mit geringem Übermaß fast gleich
dem Außendurchmesser des Schlauchendes 6 ist. Dieser Schlauchabschnitt 7 wird während
eines werkseitigen Vormontageschrittes axial auf das Schlauchende 6 aufgeschoben
und dann durch Ultraschall-Punktschweißen mit diesem unlösbar fest verschweißt.
Die so armierten Schlauchenden dienen dann ohne jede weitere Bearbeitung als Kupplungsstecker.
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Die axial innen liegende radiale Begrenzungsfläche 8 der Ringnut 4
ist als Hohlkehle mit angenähert kreisförmigem Profil, also zumindest im wesentlichen
profilkomplementär zum Profil des O-Rings 5 ausgebildet, um dadurch die Lage des
Dichtungsrings 5 in der Nut 4 zu stabilisieren.
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Die der Begrenzungsfläche 8 axial außen gegenüberliegende radiale
Begrenzungsfläche 9 der Nut 4 ist als eine sich nach axial innen öffnende Kegelfläche
ausgebildet, die relativ steil zur Mittelachse 10 der Kupplung steht und als Halteschräge
dient, die einem Herausziehen des Schlauchendes 6 und einem Hindurchzwingen des
mit diesem fest verbundenen Zylinderringes 7 durch die nach radial innen vorspringende
Wulst 11 im Kragen des Federzungenringes einen beabsichtigten Widerstand entgegensetzt.
Je steiler
die Kegelfläche 9 zur Mittelachse 10 steht, um so größer
ist die Zugkraft, die erforderlich ist, um das Schlauchende 6 aus der Anschlußhülse
1 herauszuziehen. Umgekehrt, je flacher die Kegelfläche 9 gegen die Mittelachse
10 geneigt ist, um so leichter läßt sich das Schlauchende 6 aus der Anschlußhülse
1 herausziehen. Die jeweils zum Lösen der Kupplung erforderliche Zugkraft ist also
in einfacher Weise durch den Grad der Schrägstellung in der Kegelfläche 9 gegenüber
der Mittelachse 10 der Kupplung einstellbar.
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Entsprechendes gilt für die auf der Innenseite des Hülsenkragens 12
ausgebildete kegelförmige Anfasung 13. Je flacher die Kegelfläche 13 zur Mittelachse
10 steht, desto leichter läßt sich das mit dem Zylinderring 7 verbundene Schlauchende
6 in die Kupplungshülse einführen.
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Zur sicheren Zentrierung und Halterung des Schlauchendes 6 in der
Anschlußhülse 1 ist der Innendurchmesser der Hülse 1 axial außen vom Hülsenkragen
12 nach axial einwärts bis zu einem zum Herstellen einer ausreichend sicheren Dichtung
erforderlichen Abstand hinter dem Dichtungsring 5 unter Wahrung eines geringen Übermaßes
zumindest im wese#tlichen gleich dem Außendurchmesser des Schlauchendes 6. Auf dem
Boden des axial äußeren Hülsenteils ist ein nach radial einwärts vorspringender
Ringfalz 14 ausgebildet, der als Anschlag für die Stirnseite 15 des Schlauchendes
6 dient und so beim Einstecken des Schlauchendes 6 in die Anschlußhülse 1 merklich
durch Anschlag signalisiert, daß die Stirnseite 15 des Schlauchendes 6 ausreichend
weit durch den Dichtungsring 5 hindurchgeschoben ist, um eine sichere Abdichtung
des Außenmantels des Schlauchendes 6 gegenüber der Innenwandung der Anschlußhülse
1 zu gewährleisten. Axial innen hinter dem Ringfalz 14 ist der Innendurchmesser
des Hülsenkörpers 2 zumindest im
wesentlichen gleich dem Innendurchmesser
des koaxial justierten Schlauchendes 6.
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Um die Dichtheit der Verbindung und die richtige Lage des Dichtungsringes
zuverlässig überprüfen zu können, ist die Anschlußhülse 1 insgesamt aus durchsichtigem
Kunststoff, hier aus dem unter dem Handelsnamen Trogamit T der Dynamit Nobel im
Handel befindlichen Polyamid, hergestellt.
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In der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung ist die Schlauchkupplung
gemäß der Erfindung lösbar. Ohne weiteres ist jedoch ersichtlich, daß der Zylinderring
7 zusätzlich auch fest mit der Anschlußhülse 1 verbunden werden kann, insbesondere
durch Verschweißen oder Verkleben, wobei dann die in Figur 1 gezeigte fluiddichte
Steckverbindung unlösbar wird. Wenn die Herstellung einer solchen unlösbaren Steckverbindung
von vorn herein geplant und beabsichtigt ist, kann selbstverständlich auch der gesamte
Kragenteil 9, 11, 12, 13 der Anschlußhülse 1 fortgelassen werden, kann also die
Nut 4 als nach axial außen offener Ringfalz ausgebildet sein.
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Die Schlauchkupplung gemäß der Erfindung wird vorzugsweise überall
dort eingesetzt, wo in Montagearbeitstakten bei der Großserien- dder Maßenfertigeng
problemlos, zuverlässig und rasch steckbar Schlauchverbindungen hergestellt werden
müßen, beispielsweise also beim Kraftfahrzeugbau im Rahmen der Waschanlagen oder
beim Verschalten der Unterdruck steuerleitungen oder beim Bau von Fluidsteuerungssystemen
im Anlagenbau.