DE69400346T2 - Abdichtungselement für eine Schnellkupplung mit Haken oder Spannzangen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, bei einem Schnellkupplungs-Anschlußstück eine Abdichtung zwischen dem Anschlußstückkörper und der Außenseite des in den Körper eingeführten Rohres zu gewährleisten.
• Es sei hier kurz in Erinnerung gerufen, daß ein Schnellkupplungs-Anschlußstück Mittel zum Festhalten des Rohrendes in einer zur Aufnahme des Endes vorgesehenen Bohrung umfaßt. Bei diesen Mitteln unterscheidet man zwei Haupttypen: Klauen, d.h. sich im wesentlichen parallel zur Außenfläche des Rohres erstreckende und gleichmäßig um dieses herum beabstandete Arme, an deren freiem Ende ein zur Oberfläche des Rohres weisender Zacken vorgesehen ist, während der Anschlußstückkörper dem Zacken gegenüber eine Nockenfläche hat, die den Zacken dazu zwingt, in die Außenseite des Rohres einzudringen, wenn dieses in seiner Auszugsrichtung belastet wird; der zweite Typ ist eine Scheibe, deren Innenkante in Zacken geteilt ist, die sich im wesentlichen auf einer konischen Fläche erstrekken und die in die Oberfläche des Rohres eingreifen.
• Neben diesen Rückhaltemitteln enthält ein Schnellkupplungs- Anschlußstück mindestens ein Dichtungselement, das in Richtung der Einführung des Rohres in den Anschlußstückkörper gesehen jenseits der Befestigungsmittel liegt. In den meisten Fällen besteht das Dichtungselement aus einem O-Ring, der sich zwischen einer zylindrischen Aufnahme der Bohrung des Körpers und der Außenseite des in diese eingeführten Rohres erstreckt.
• Ein O-Ring hat zahlreiche Nachteile. Zunächst stößt beim Einführen das Ende des Rohres häufig an der Außenseite des Ringes an, bleibt dort hängen und dreht diesen um sich selbst, so daß im Inneren des Dichtungsringes örtliche Druckbelastungen, Einschnürungen und Verformungen auftreten, die die Qualität der resultierenden Dichtung und die Lebensdauer des Dichtungselementes beeinträchtigen. Darüber hinaus ist ein derartiges Dichtungselement schlecht dazu geeignet, Rohre aufzunehmen, deren äußerer Durchmesser aufgrund von Fertigungsstoleranzen relativ stark von einem nominalen Wert abweichen kann. Schließlich sind diese Dichtungselemente äußerst anfällig für ein Unrundwerden des in das Anschlußstück eingeführten Rohres, das mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Undichtigkeit führt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile von O-Ringen zu überwinden, indem sie eine Dichtungsvorrichtung zwischen einem Schnellkupplungs-Anschlußstück und einem Rohr angibt, wobei Mittel eingesetzt werden, die besser zum Erreichen der Dichtigkeit geeignet sind als ein einfacher O-Ring.
• Eines der bei dieser Vorrichtung eingesetzten Mittel ist das Dichtungselement selbst, welches einen ringförmigen Rotationskörper, der von zwei parallelen radialen Flächen begrenzt ist, eine zylindrische Außenfläche, die von einem teilweise torischen Wulst, der auf der zu den Seitenflächen parallelen Mittelebene der Dichtung zentriert ist, und eine teilweise torische Innenfläche hat, die ebenfalls auf der Mittelebene zentriert ist und mit jeder der radialen Flächen über eine konische Fläche, die eine Fase bildet, verbunden ist.
• Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da sie berücksichtigt, daß der Durchmesser der im Anschlußstückkörper ausgebildeten zylindrischen Aufnahme sowie die Abmessungen des Dichtungselementes bei der Herstellung wesentlich exakter eingehalten werden als der Außendurchmesser eines Rohres, das im Anschlußstückkörper aufgenominen werden soll. Es reicht somit ein leichter Preßsitz des Dichtungselements im Anschlußstück aus, um eine vollständige Dichtigkeit zu gewährleisten, wobei der leichte Preßsitz eine kleine Fläche betrifft, nämlich die des Außenwulstes. Darüber hinaus bildet die an der Außenseite des Dichtungselementes an den Wulst angrenzende zylindrische Fläche ein Mittel, das verhindert, daß das Dichtungselement beim Einführen des Rohres um sich selbst gedreht wird.
• Die Fase, die jeweils durch den konischen Teil der Innenfläche gebildet wird, bietet ferner eine bessere Führung für das Rohr als der torische Teil der Innenfläche eines herkömmlichen O-Ringes.
• Vorzugsweise ist der Radius des torischen Wulstes kleiner als der der torischen Innenfläche.
• Demzufolge kann man für einen vorgegebenen nominalen Durchmesser ein Dichtungselement mit einem sehr kleinen Innendurchmesser vorsehen, welcher kleiner ist als der eines herkömmlichen O-Ringes, wodurch sichergestellt ist, daß die bei ein- und demselben nominalen Außendurchmesser eines Rohres auftretenden starken Schwankungen ausgeglichen werden, d.h. es wird sichergestellt, daß unabhängig vom tatsächlichen Durchmesser eines Rohres bei einem vorgegebenen nominalen Durchmesser das Dichtungselement fest am Rohr anliegt, wodurch eine Unrundheit der Rohre besser ausgeglichen bzw. dieser sogar entgegengewirkt werden kann, jedoch ohne daß dadurch das Einführen des Rohres in das Dichtungselement erschwert würde und/oder ohne daß dieses eine Verformung des Dichtungselementes zur Folge hätte.
• Ein weiteres erfindungsgemäßes Mittel ist eine Anschlagschulter für das Dichtungselement im Anschlußstückkörper, die die Form eines konischen Napfes hat, um beim Einführen des Rohres eine axiale Verschiebung des Dichtungsmaterials zu gestatten und so das Einführen zu erleichtern.
• Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung.
• Es wird auf die beigefügte, eine einzige Figur umfassende Zeichnung Bezug genommen, die ein erfindungsgemäßes Dichtungselement zeigt.
• Die Figur zeigt in schematischer vergrößerter Darstellung den Körper C, eines Schnellkupplungs-Anschlußstückes, dessen (nicht dargestellte) Klauen bzw. Klammern auf der rechten Seite liegen würden. Der Körper C hat eine gestufte Bohrung B, die mindestens eine zylindrische Aufnahme 1a und mindestens eine Schulter 1b aufweist. Die Aufnahme 1a ist dazu bestimmt, ein Dichtungselement 2 aufzunehmen, um die Dichtigkeit zwischen dem Ende 3 eines Rohres und dem Körper C zu gewährleisten, wobei die Schulter 1b einen axialen Anschlag für das Dichtungselement 2 bildet, wenn dieses im Körper C angeordnet wird.
• Das Dichtungselement 2 ist ein ringformiger Körper, der axial von zwei parallelen Flächen 4 und 5 und außen von einer zylindrischen Fläche 6 begrenzt ist. In der Mitte, d.h. in gleichem Abstand von den Flächen 4 und 5 wird die zylindrische Fläche von einem Wulst 7 mit torischer Außenfläche überragt. Als Anhaltspunkt sei erwähnt, daß der Außendurchmesser des Wulstes etwa 5 bis 10% größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Fläche 6. Beim Einführen des Dichtungselementes 2 in die Aufnahme 1 wird lediglich der Wulst leicht zusammengedrückt, wobei bei der Herstellung die Abmessungen sowohl des Durchmessers der Aufnahme als auch des Durchmessers des Wulstes und der zylindrischen Fläche 6 so genau eingehalten werden, daß diese Kompression ausreicht, um eine gute Abdichtung an der Aufnahme zu gewährleisten.
• Die Innenfläche 8 des Dichtungselementes hat einen torischen Mittelteil 9 und zwei konische Seitenteile 10 und 11, die tangential zum konischen Mittelteil sind und eine Fase zum Einführen des Rohres 3 bilden. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer bevorzugten Ausführungsform der halbe Kegelwinkel ungefähr 42º bis 43º beträgt.
• In der Figur ist der Querschnitt eines dem erfindungsgemäßen Dichtungselement entsprechenden O-Ringes 12 dargestellt. Es wird deutlich, daß der konische Bereich 10 und 11 das Einführen eines Rohres erlaubt, das einen größeren Außendurchmesser haben kann als eines, das vom O-Ring aufgenommen werden könnte, da an dieser Stelle der O-Ring eine Fläche 13 hat, die viel zu frontal zum Ende des Rohres steht. Anders ausgedrückt könnte ein O-Ring 12, der im Hinblick auf die Abmessungen dem erfindungsgemäßen Dichtungselement entspricht, unter den gleichen Bedingungen nur Rohre mit einem kleineren Durchmesser d als dem Durchmesser D des Rohres 3 aufnehmen. Bei einem vorgegebenen Rohrdurchmesser steht somit ein dickeres Dichtungselement zur Verfügung als bei Verwendung eines herkömmlichen O-Rings, wobei der Materialgewinn durch den schraffierten Bereich A gekennzeichnet ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit die Preßkraft des Dichtungselementes auf das Rohr stärker. Dieses bildet sozusagen eine Zwinge um das Rohr, die das Rohr umfängt und einem Unrundwerden entgegenwirkt bzw. es zumindest besser umspannt hält als ein herkömmlicher O-Ring.
• Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Dichtungselement beim Einführen eines Rohres mehr Material zusammengedrückt werden muß als bei einem herkömmlichen O-Ring, gewährleisten die Einführungsfasen, wie oben erwähnt, dennoch ein leichtes Einführen. Gibt man der Schulter 1b eine konische Form, so bewirkt dies darüber hinaus ein axiales Mitnehmen des Dichtungsmaterials beim Einführen des Rohres 3 und eine Verformung des Dichtungselementes, wie sie durch die Strichpunktlinien in der Figur angedeutet ist, wodurch die Einführung des Rohres in den Körper C weiter verbessert wird. Ferner wirken die den Wulst 7 einfassenden zylindrischen Abschnitte 6 dadurch, daß sie durch die Aufnahme 1 abgestützt sind, einer Drehung des Dichtungselementes um sich selbst beim Einführen oder beim Herausziehen entgegen.
• Abschließend ist zu bemerken, daß das erfindungsgemäße Dichtungselement symmetrisch ist und daß die Kraft, die erforderlich ist, um es in der Aufnahme 1 anzuordnen, geringer ist als die, die nötig ist, um einen O-Ring mit entsprechenden Abmessungen dort anzuordnen. Daraus resultiert ein leichterer Zusammenbau insbesondere bei automatisierter Fertigung.

Claims (5)

1. Dichtungselement mit einem ringförmigen Rotationskörper, der von zwei parallelen radialen Flächen (4, 5) begrenzt ist, einer zylindrischen Außenfläche (6), die von einem teilweise torischen Wulst (7) überragt wird, der auf der zu den Flächen (4, 5) parallelen Mittelebene des Dichtungselementes zentriert ist, und mit einer teilweise torischen Innenfläche (9), die ebenfalls auf der Mittelebene zentriert ist und mit den radialen Flächen jeweils über eine konische Fläche (10, 11) verbunden ist, die eine Fase bildet.

2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des torischen Wulstes (7) kleiner ist als der der torischen Innenfläche (9).

3. Dichtungsvorrichtung für ein Rohr (3), das in der Bohrung (B) eines Körpers (C), insbesondere eines Schnellkupplungs-Anschlußstückes, aufgenommen ist, wobei die Bohrung (B) eine zylindrische Aufnahme (1a) und eine Schulter (1b) hat, tind wobei die Vorrichtung ein Dichtungselement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 enthält, das sich zwischen dem Rohr (3) und der zylindrischen Aufnahme (1a) der Bohrung (B) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (1b) der Bohrung eine konische Fläche bildet, deren Spitze in Richtung der Einführung des Rohres in die Bohrung (B) weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel am Scheitelpunkt der konischen Fläche (1b) ungefähr 160º beträgt.