Die Erfindung betrifft eine Schnellverbindung zum Verbinden oder Anschliessen einer Schlauch- oder Rohrleitung, mit einem Kernteil und einem frei rotierbaren Gehäuseteil, die jeweils mit einem Ende mit einem Schlauch, Rohr oder Gerät verbunden sind, wobei zwischen Kern- und Gehäuseteil eine Dichtung angeordnet ist, wobei an der Aussenseite des Kernteils ein Ring mit einer zu dem freien Ende gerichteten Auflauffläche und mit einer dieser gegenüberliegenden Anschlagfläche ausgebildet ist, wobei der Innendurchmesser des Gehäuseteils grösser ist als der Aussendurchmesser des Kernteils und am freien Ende der Innenwand des Gehäuseteils wenigstens zwei diametral gegenüberliegende Nocken mit zu dem freien Ende gerichteten Auflaufflächen und diesen gegenüberliegenden Anschlagflächen ausgebildet sind,
wobei der lichte Abstand zwischen den Nocken etwa so gross ist wie der Aussendurchmesser des Kernteils und wobei das Gehäuseteil aus einem elastischen Material nach CH-PS 667 506 besteht.
Derartige Verbindungen werden benötigt für Rohr- oder Schlauchleitungen, wenn diese druckfest und dicht sein sollen. Insbesondere bei der Verwendung von Robotern zur Montage von Maschinen und Kraftfahrzeugen sind derartige Schnellverbindungen erforderlich. Darüber hinaus werden als Alternative zu Gummischläuchen vermehrt Kunststoffleitungen verwendet, die nicht mehr auf herkömmliche Art durch Aufschieben und Festklemmen mit einer Schlauchschelle eine dichte Verbindung ergeben. Zum Anschliessen derartiger Kunststoffleitungen sind ebenfalls Anschlusssysteme erforderlich. Zur Einhaltung strengerer Abgasvorschriften sind vermehrt derartige Kunststoffleitungen nötig, da Gummi für Benzin keine ausreichende Dichtigkeit erbringt.
Für die Herstellung grosser Mengen ist es wichtig, dass derartige Schnellanschlüsse einfach im Aufbau sind, aus wenigen Teilen bestehen und rationell herstellbar sind. Die Wirtschaftlichkeit der Robotermontage wird durch die Verwendung kostengünstiger Teile erhöht.
Im Fahrzeugbau werden zum Anschluss von Kraftstoffleitungen aus Kunststoff vorwiegend metallische Anschlussstücke verwendet, die verschraubt werden und einschliesslich der Dichtungen aus mehreren einzelnen Teilen bestehen. Ein direkter Anschluss an Kunststoffteilen wie Benzintankdurchführung, Pumpen, Filter und dergleichen ist mit diesen Teilen nur beschränkt möglich und auch die Montage mittels eines Roboters ist nicht durchführbar.
Zum Anschluss und Verbinden von Leitungen des Kühlmittelkreislaufes in Kraftfahrzeugen werden bislang Schnellverschlüsse kaum verwendet. Aber auch dieser Bereich muss aus Kostengründen automatisiert werden und der Austausch von Gummileitungen durch Leitungen aus thermoplastischen Werkstoffen ist zunehmend gefragt. Thermoplastische Schläuche können aber mit herkömmlichen Schlauchschellen nicht ausreichend abgedichtet werden, so dass auch für deren Verwendung Schnellverbindungen erforderlich sind. Der Einsatz von Schnellverbindungen im Kraftfahrzeugbau erfordert eine hohe Montage- und Betriebssicherheit, und es wird versucht, durch Verwendung möglichst weniger loser Bauteile die Fehlermöglichkeit zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schnellverbindung dahingehend auszugestalten, dass sie noch kostengünstiger herstellbar ist, einfach auch beispielsweise mittels eines Roboters montierbar ist, zuverlässig im Einsatz, eine geringe Baulänge aufweist und eine zuverlässige Abdichtung garantiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in dem Gehäuseteil ein Stutzen zum Eingriff in das Kernteil angeformt ist, dessen Aussendurchmesser geringfügig kleiner ist als der lichte Innendurchmesser des Kernteils, und dass an dem Stutzen zumindest ein Dichtelement angeordnet ist.
Bei dieser erfindungsgemässen Ausführungsform erfolgt die Abdichtung innerhalb der Schnellverbindung zwischen der Aussenseite des an dem Gehäuseteil angeformten Stutzens und der Innenfläche des Kernteils. Durch diese Anordnung der Dichtung am Gehäuseteil kann die Baulänge verkürzt werden. Zudem sind die Dichtungen, die vorzugsweise in Form von O-Ringen ausgebildet sind, die in Ringnuten an dem Stutzen angeordnet sind, besser gegen Beschädigung geschützt, während sie leicht überprüfbar und auswechselbar bleiben. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Anforderungen an die Präzision beim Spritzen der Nuten für die Dichtungen bei dem Gehäuseteil vorliegen, so dass am Kernteil keine herstellungstechnisch schwierigen Ausgestaltungen erforderlich sind.
Ferner ist von Vorteil, dass der lichte Innendurchmesser des Kernteils bei dieser Ausführungsform grösser ist, so dass sich die mit dem Kernteil zu verbindenden Elemente herstellungstechnisch vorteilhafter gestalten lassen.
Die erfindungsgemässe Schnellverbindung besteht aus zwei Teilen mit den dazugehörigen Dichtringen. Es sind keine zusätzlichen zusammenzubauenden oder verlierbaren Teile erforderlich. Gehäuseteil und Kernteil können ohne Nachbehandlung mittels eines Spritzgiessverfahrens hergestellt werden. Das Kernteil lässt sich leicht an einem Geräteteil anformen. Es können aber auch am Gehäuseteil sowie am Kernteil geeignete Schlauchanschlussstutzen angeformt werden. Nach Zusammenfügen der Teile der Schnellverbindung ist eine Relativdrehbewegung der Teile untereinander möglich. Zum Zusammenstecken der Teile ist lediglich eine Translationsbewegung erforderlich unabhängig von der Drehorientierung von Gehäuseteil und Kernteil untereinander. Damit ist die erfindungsgemässe Schnellverbindung ideal für eine Montage mittels Roboter ausgelegt.
Ein unbeabsichtigtes \ffnen der Schnellverbindung, d.h. ein unbeabsichtigtes Auseinanderziehen von Gehäuse- und Kernteil ist nicht möglich. In Zugversuchen öffnet sich die Verbindung bis zum Bruch nicht. Als Material für das Gehäuseteil sind vorzugsweise verstärkte Thermoplaste geeignet. Derartige Materialien sind steif genug, um die Funktion im Dichtungsträger und im Rohranschlussteil, das beispielsweise ein Dornprofil aufweist, zu erfüllen, und sie sind zugleich elastisch genug, um die bei der Montage und Demontage auftretenden Deformationen zurückzustellen. Der Ring am Gehäuseteil und die den Ring haltenden Schenkel, werden vorwiegend auf Biegung beansprucht, so dass die auftretenden Dehnungen mit geeigneten Kunststoffen beherrschbar sind.
Vorzugsweise sind die Nocken an einem Ring über dessen ganze Breite in axialer Richtung ausgebildet und der Ring ist über zwei Schenkel mit dem Stutzen verbunden. Die Nocken können dabei im Bereich der Anschlüsse der Schenkel oder versetzt zu diesen an dem Ring angeordnet sein. Damit kann eine geringere Biegung des Ringes bei gleichbleibender Auslenkung der Nocken beim Schliessen oder \ffnen der Schnellverbindung erreicht werden. Wenn die Nocken gegenüber den Balken beispielsweise um ca. 90 DEG versetzt sind, wird dem unter Zugbeanspruchung eingeleiteten Moment ein Gegenmoment entgegengesetzt und es wird ebenfalls ein sicherer Eingriff der Nocken des Ringes an dem Ring an dem Kernteil erreicht, an dem die Nocken angeordnet sind, oder der die Schenkel, an dem die Nocken vorgesehen sind, verbindet. Der Ring kann kreisförmig, ellipsenförmig oder oval ausgebildet sein.
An dem an dem Gehäuseteil angeformten Stutzen sind ein oder zwei Ringe in Form von O-Ringen angeordnet. Die dafür erforderlichen Nuten lassen sich in einem Spritzgiesswerkzeug in diesem Bereich leicht ausbilden. Durch die \ffnungen zwischen den Schenkeln, die den Ring mit den Nocken halten, lässt sich der korrekte Sitz der verriegelten Schnellverbindung direkt prüfen. Bei geöffneter Schnellverbindung können durch diese \ffnung die Dichtringe an dem Gehäuseteil kontrolliert und nötigenfalls ausgetauscht werden. Zwischen die Schenkel an dem Gehäuseteil und dem Ring an dem Kernteil kann eine Gabel mit konischen Zinken eingeschoben werden, wodurch die Schenkel radial nach aussen gepresst werden, wodurch die Nocken über den äusseren Durchmesser des Ringes an dem Kernteil angehoben werden, so dass die Verbindung durch Auseinanderziehen gelöst werden kann.
Der Ring an dem Gehäuseteil wird dabei vorübergehend in Form einer Ellipse verformt. Wenn der Ring an dem Gehäuseteil elliptisch ausgebildet ist, liegen die Nocken vorzugsweise auf der kleinen Achse der Ellipse. Damit ist die Hebellänge zwischen der Auflage der Nocken an dem Ring an dem Kernteil und dem Ring an dem Gehäuseteil kleiner, wodurch ein kleineres Moment eingeleitet wird, wenn die Verbindung auf Zug belastet wird.
Vorzugsweise ist der lichte Abstand zwischen den Nocken bei noch nicht montiertem Gehäuseteil etwas kleiner als der Durchmesser der Auflage der Nocken bei geschlossener Verbindung. Damit wird ein sicherer Sitz der Nocken hinter dem Ring an dem Kernteil erreicht.
Die Anschlagflächen des Rings am Kernteil und die der Nocken am Gehäuseteil, die über der inneren Stirnfläche des Rings liegen, sind vorzugsweise senkrecht oder aber geneigt zur Längsachse gerichtet. Ein Hinterschnitt am Ring an dem Kernteil erschwert zwar die Herstellung mittels eines Spritzgussverfahrens, sie ergibt aber eine sichere Verhakung bei Belastung auf Zug. Eine Neigung gegen die Gehäuseöfffnung würde ein Auseinanderziehen der Verbindung ohne deren Beschädigung ermöglichen.
An dem Zapfen in dem Gehäuseteil sind vorzugsweise eine oder zwei Ringnuten zur Aufnahme von O-Ringen angeordnet. Es ist aber auch möglich, O-Ringe mittels Pressringen an dem Zapfen vorzusehen. Ferner ist es möglich, elastisches Material auf dem Zapfen aufzubringen, dass dann eine Dichtung mit dem Kernteil erbringt. Durch Materialauswahl und Konstruktion kann die \ffnungskraft auf ein Vielfaches der Schliesskraft gehoben werden, besonders, wenn mit Werkzeug geöffnet werden soll.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zapfen eine Abstufung auf, so dass demgemäss beispielsweise zwei O-Ringe verschiedene Durchmesser aufweisen. Entsprechend ist die Innenfläche des Kernteils abgestuft ausgebildet, so dass eine gut abdichtende Anlage an den O-Ringen erreicht wird.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuseteil aus zwei Teilen ausgebildet, nämlich aus einem Teil mit dem Zapfen mit einer Dichtung mit angeformten Anschlussstutzen für eine Leitung und aus einem Überwurfteil mit im Querschnitt etwa U-förmiger Wandung, wobei sich die innere Ringwand an dem Zapfen abstützt und an dem anderen Schenkel die Nocken für einen Hintergriff an dem Ring an dem Kernteil vorgesehen sind. Diese Ausführungsform kann sehr kurz gestaltet werden. Ferner kann die Ringwand dazu verwendet werden, von aussen auf ein an dem Schlauchanschlussstutzen aufgesteckten Schlauch zu drücken, so dass dieser Schlauch sicher an der Schnellverbindung verankert ist.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Stutzen abgestuft ausgebildet, auf der Stufe mit geringerem Aussendurchmesser ist ein Dichtring angebracht und das Kernteil ist im Inneren abgestuft ausgebildet, so dass nach dem Einstecken des Kernteils in das Gehäuseteil der Dichtring zwischen den Stufen an dem Stutzen und dem Kernteil angeordnet ist. Auch eine derartige Ausführungsform kann mit sehr geringer Baulänge hergestellt werden und ferner sind keine Ringnuten erforderlich zur Anordnung eines Dichtringes, so dass das Spritzwerkzeug einfacher ausgebildet sein kann.
In Weiterbildung der Erfindung können an dem Kernteil und/oder dem Gehäuseteil winklig angeordnete Anschlussstutzen für anzuschliessende Leitungen vorgesehen sein, so dass die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemässen Schnellverbindung weiter vergrössert sind.
Das Kernteil und/oder das Gehäuseteil bestehen vorzugsweise aus einem elastischen Polymeren wie beispielsweise Polyamid oder Polyacetal oder deren Legierungen. In dem Polymeren können Füll- und/oder Verstärkungsstoffe oder andere Additive enthalten sein.
Das Kernteil und/oder das Gehäuseteil kann fest mit einem Rohr, einem Schlauch oder einem anderen Bauteil oder Funktionsteil verbunden sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Explosivdarstellung eine Schnellverbindung,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine geschlossene Schnellverbindung mit zwei O-Dichtringen,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit abgewinkeltem Schlauchanschlussstutzen,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit einem O-Dichtring,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit O-Dichtringen mit abgestuftem Durchmesser,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit in den Bereich der Halteschenkel ragenden Nocken,
Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit Abstufungen an dem Stutzen im Gehäuseteil und abgestufter Innenfläche an dem Kernteil,
Fig.
8 einen Teilschnitt durch eine Schnellverbindung mit aus zwei Teilen bestehendem Gehäuseteil,
Fig. 8a das Gehäuseteil der Schnellverbindung nach Fig. 8 in perspektivischer Explosivdarstellung,
Fig. 9-12 eine Schnellverbindung mit ellipsenförmigem Ring in verschiedenen Zuständen,
Fig. 13-14 eine Schnellverbindung mit hinterschnittenen Nocken,
Fig. 15-22 eine Schnellverbindung in verschiedenen Stellungen während des Zusammensteckens von Gehäuse- und Kernteil und
Fig. 23-28 eine Schnellverbindung in verschiedenen Stellungen während des Auseinanderziehens von Gehäuse- und Kernteil.
Fig. 1 zeigt eine Schnellverbindung in perspektivischer Explosivdarstellung bestehend aus einem Gehäuseteil 150, einem Kernteil 152 und Dichtungen in Form von O-Ringen 154 und 156. Das Gehäuseteil 150 besteht aus einem Stutzen 158, in welchem Ringnuten 160 und 162 ausgebildet sind zur Aufnahme der O-Ringe 154 und 156. In Verlängerung des zylindrischen Stutzens 158 ist ein Stutzen 164 angeformt, der mit einem widerhakenartigen Profil 166 zum Anschluss eines Rohres oder Schlauches ausgebildet ist. Der Stutzen 158 und der Anschlussstutzen 164 sind mit einer durchgehenden Bohrung 168 ausgebildet. Im Verbindungsbereich von Stutzen 158 und Anschlussstutzen 164 ist ein in einer senkrecht zur Längsachse des Gehäuseteils 150 verlaufenden Ebene liegender Ring 170 angeformt. Von diesem Ring 170 gehen Schenkel 172 und 174 aus, die sich parallel zur Längsachse des Gehäusteils 150 erstrecken.
Am vorderen Ende der Schenkel 172 und 174 ist ein Ring 176 angeformt, an dessen Innenseite zwei Nocken 178 und 180 mit schrägen Auflaufflächen 182 und 184 und senkrecht zur Längsachse des Gehäuseteils 150 verlaufenden Anschlagflächen 186 und 188 ausgebildet sind.
Anstelle eines angeformten Ringes 170 können die Schenkel 172 und 174 mit senkrecht verlaufenden Schenkeln ausgebildet sein, die dann an dem Verbindungsbereich zwischen dem Stutzen 158 und dem Anschlussstutzen 166 angeformt sind.
Das Kernteil 152 weist eine zylindrische Durchgangsbohrung 190 und eine Aussenfläche 192 auf, an welcher ein Ring 194 mit einer zu dem freien Ende gerichteten Auflauffläche 196 und eine dieser gegenüberliegenden Anschlagfläche 198 ausgebildet ist. Der lichte Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 190 ist geringfügig grösser als der Aussendurchmesser des Stutzens 158, so dass dieser Stutzen in dieser Bohrung 190 aufgenommen wird, wenn das Kernteil 152 mit dem Gehäuseteil 150 verbunden wird. Die O-Ringe 154 und 156 liegen dann an der Innenfläche 200 des Kernteils 152 abdichtend an und der vordere Mantelbereich 202 des Kernteils 152 ist in dem Raum 204 zwischen dem Stutzen 158 und den Schenkeln 172 und 174 aufgenommen.
Der Aussendurchmesser des Ringes 194 ist grösser als der lichte Abstand zwischen den Nocken 178 und 180 an dem Ring 176 des Gehäuseteils 150, so dass eine sichere Verhakung des Kernteils nach Einstecken in dem Gehäuseteil gegeben ist.
Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch die Schnellverbindung nach Fig. 1, wenn das Kernteil 152 in dem Gehäuseteil 150 eingesteckt ist. Das Kernteil 152 ist soweit eingesteckt, bis die vordere Stirnkante an dem Ring 170 zur Anlage kommt.
Fig. 3 zeigt eine Schnellverbindung 210 mit einem Gehäuseteil 212 und einem Kernteil 214. Die Ausbildung des Kernteils, des Stutzens 216 und des Ringes 218 mit den Verbindungsschenkeln 220 ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 vorgesehen. Im Unterschied zu dieser Ausführungsform ist an dem Gehäuseteil ein Schlauchanschlussstutzen 221 angeformt, der rechtwinklig zur Längsachse der Schnellverbindung 210 verläuft.
Fig. 4 zeigt eine Schnellverbindung 222 mit einem Gehäuseteil 224 und einem Kernteil 226. Im Unterschied zu den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Schnellverbindungen ist an einem Stutzen 228 nur eine Ringnut 230 zur Aufnahme eines Dichtringes 232 ausgebildet.
Fig. 5 zeigt eine Schnellverbindung 234 mit einem Gehäuseteil 236 und einem Kernteil 238. An einem Stutzen 240 an dem Gehäuseteil 236 sind zwei Ringnuten 242 und 244 ausgebildet, in welchen Dichtringe 246 und 248 aufgenommen sind. Die Ringnut 244 weist einen grösseren Durchmesser auf als die Ringnut 242 und dem entsprechend sind die Dichtungen 246 und 248 auf verschiedenen Ebenen angeordnet. Um eine gute Dichtwirkung zu erbringen, ist die Innenfläche des Kernteils 238 mit einer Abstufung 250 ausgebildet. Die übrigen Teile sind wie bei den bereits beschriebenen Schnellverbindungen ausgebildet.
Während bei den anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen von Schnellverbindungen die Nocken innerhalb des Ringes an dem Gehäuseteil liegen, ragen bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform einer Schnellverbindung 252 die an dem Gehäuseteil 254 angeordneten Nocken 256 in den Bereich der Schenkel 258 hinein, die den Ring 260 halten und die an der Aussenseite eines Stutzens 262 angeformt sind, in welchem eine Ringnut 264 zur Aufnahme eines Dichtringes 266 ausgebildet ist. Nach Einschieben eines Kernteils 268 in das Gehäuseteil 254 liegen die Anlageflächen 272 der Nocken 256 an der Anlagefläche 270 vom Ring 274 an der Aussenseite des Kernteils 268 an.
Fig. 7 zeigt eine Schnellverbindung 280 mit einem Gehäuseteil 282 mit abgewinkeltem Schlauchanstutzstutzen 284 und einem Kernteil 286. Ein Stutzen 288 an dem Gehäuseteil ist mit einer Abstufung 290 ausgebildet. Eine entsprechende Abstufung 292 ist an der Innenfläche 294 des Kernteils 286 ausgebildet. Zwischen den Stufen 290 und 292 ist ein Dichtring 296 angeordnet, wenn das Kernteil 286 in das Gehäuseteil 282 eingeschoben ist. Bei dieser Ausführungsform ist keine Ringnut in dem Stutzen 288 ausgebildet, so dass das Formwerkzeug zur Herstellung des Gehäuseteils 282 vereinfacht ist.
Fig. 8 zeigt eine Schnellverbindung 300 bestehend aus einem Gehäuseteil 302 und einem Kernteil 304. Das Gehäuseteil ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Stutzen 306 mit angeformten Schlauchanschlussstutzen 308. An der Aussenseite des Stutzens 306 ist eine Ringnut 310 ausgebildet, in welcher ein Dichtring 312 angeordnet ist. Ferner ist an der Aussenseite des Stutzens 306 ein Ring 314 mit grösserem Durchmesser angeformt, der eine Anschlagfläche 316 für das zweite Teil 318 des Gehäuseteils 302 bildet. Dieses zweite Teil 318 ist in Form einer Buchse mit einer geschlossenen inneren Ringwand 320 ausgebildet, an der zwei schmale Schenkel 322 angeformt sind, die an ihrem anderen Ende an einem Ring 321 mit angeformten Nocken versehen sind. Die Ringwandung 320 stösst mit ihrer freien Stirnfläche gegen die Anschlagfläche 316 an dem Stutzen 306 und an den äusseren Schenkel 322.
Dem Ring 321 sind die Nocken 324 angeformt, die bei eingeschobenem Kernteil 304 hinter dessen Ring 326 greifen. Die Innenfläche des Kernteils 304 ist mit einer Stufe 328 komplementär zu dem Ring 314 an dem Stutzen 306 ausgebildet. Die Ringwandung 320 sitzt mit ihrer Innenfläche 330 auf einem auf dem Anschlussstutzen 308 anzuordnenden Schlauch auf, so dass dieser sich nicht von dem dornartigen Profil 332 abheben und der Stutzen gegen Abbrechen geschützt werden kann. Durch die Ausbildung des Gehäuseteils 302 aus den zwei Teilen 306 und 318 kann die Baulänge der Schnellverbindung weiterhin reduziert werden.
Die Fig. 9 bis 12 zeigen eine Schnellverbindung 350 bestehend aus einem Gehäuseteil 352 und einem Kernteil 354. Der an dem Gehäuseteil 352 über Schenkel 356 und 358 gehaltene Ring 360 ist elliptisch ausgebildet. Die an der Innenseite des Ringes angeformten Nocken 362 und 364 liegen dabei auf der kleinen Achse der Ellipse. Während die Fig. 9 und 10 die Schnellverbindung 350 in zusammengestecktem Zustand zeigen, in welchem der Ring 360 die elliptische Form angenommen hat, ist in den Fig. 11 und 12 die Schnellverbindung 350 während des Einschiebens des Kernteils 354 in das Gehäuseteil 352 gezeigt. Der Ring 360 wird dabei verformt, wenn die Nocken 362 und 364 über den Ring 366 an der Aussenseite des Kernteils 354 gleiten, so dass er die in Fig. 12 gezeigte Gestalt annimmt. Wenn die Nocken hinter den Ring 366 gelangt sind, nimmt der Ring wieder die in Fig. 10 gezeigte Form an.
Fig. 13 und 14 zeigen eine Schnellverbindung 370, bei welcher die Anschlagflächen 372 an Nocken 374 an dem Gehäuseteil 376 und die Anschlagfläche 378 an dem Ring 380 an dem Kernteil 382 hinterschnitten ausgebildet sind, so dass eine Verhakung erfolgt. Das in Fig. 14 angedeutete Spiel a erlaubt ein Ein- und Ausrasten der Nocken 374 hinter dem Haltering 380.
Die Fig. 15 bis 22 zeigen eine Schnellverbindung 390 während des Zusammensteckens eines Gehäuseteils 392 und eines Kernteils 394. In dem Gehäuseteil 392 ist ein Stutzen 396 mit einem Dichtring 398 angeformt. Ein mit diametral gegenüberliegenden Nocken 400 ausgebildeter Ring 402 an dem Gehäuseteil 392 weist in entspanntem Zustand etwa kreisförmige Gestalt auf. Während des Einschiebens des Kernteils 394 in das Gehäuseteil 392 gleiten die Nocken 400 auf dem Ring 404 an der Aussenseite des Kernteils 394, wodurch der Abstand der Nocken an dem Ring 402 ständig vergrössert wird und der Ring verformt wird, so dass er eine ellipsenförmige Gestalt annimmt, wobei die Nocken an dem Ring 402 auf der grossen Achse der Ellipse liegen. Kurz vor dem Hintergreifen der Nocken des Gehäuseteils hinter dem Ring an dem Kernteil nimmt der Ring die in Fig. 20 gezeigte Form an.
Wenn das Kernteil weiter in das Gehäuseteil eingeschoben wird, schnappen die Nocken an dem Ring hinter den Ring an dem Kernteil, so dass der Ring 402 an dem Gehäuseteil wieder die kreisförmige Gestalt annimmt, die in Fig. 22 gezeigt ist.
Fig. 23 bis 28 zeigen die in den Fig. 15 bis 22 beschriebene Schnellverbindung 390, die getrennt werden soll. Dazu wird unter die Schenkel 405 und 406, die den Ring 402 halten, ein gabelförmiges Werkzeug 408 mit Zinken 410 und 412 eingeschoben. Die Zinken 410 und 412 sind konisch, d.h. sie sind spitz zulaufend ausgebildet. Während des Einschiebens der Zinken 410 und 412 zwischen die Schenkel 405 und 406 an dem Gehäuseteil 392 und der Aussenseite des Kernteils 394 werden die Schenkel angehoben, bis der Abstand der Nocken 400 grösser ist als der Durchmesser des Ringes 404 an der Aussenseite des Kernteils 394. Jetzt kann das Kernteil 394 aus dem Gehäuseteil 392 herausgezogen werden, da keine Anlage der Nocken 400 an dem Ring 404 mehr gegeben ist.
Wenn das Kernteil 394 völlig herausgezogen ist, können sich die Zinken 410 und 412 nicht mehr auf der Aussenseite des Kernteils abstützen, so dass diese zueinander hin gedrückt werden, wodurch der Ring 402 des Gehäuseteils 392, der zwischenzeitlich die in Fig. 26 gezeigte elliptische Gestalt angenommen hat, wieder die in Fig. 28 gezeigte kreisförmige Gestalt annimmt. Somit ist es möglich, die erfindungsgemässe Schnellverbindung jederzeit zusammenzufügen und wieder zu lösen, wobei aber ein unbeabsichtigtes Trennen von Gehäuse- und Kernteil nicht möglich ist.
The invention relates to a quick connection for connecting or connecting a hose or pipe, with a core part and a freely rotatable housing part, each of which is connected at one end to a hose, pipe or device, a seal being arranged between the core and housing part, wherein a ring is formed on the outside of the core part with a run-up surface facing the free end and with a stop surface opposite it, the inside diameter of the housing part being larger than the outside diameter of the core part and at least two diametrically opposed cams on the free end of the inside wall of the housing part are formed with ramp surfaces facing the free end and opposing stop surfaces,
wherein the clear distance between the cams is approximately as large as the outer diameter of the core part and the housing part consists of an elastic material according to CH-PS 667 506.
Such connections are required for pipe or hose lines if they are to be pressure-tight and tight. Such quick connections are required in particular when using robots to assemble machines and motor vehicles. In addition, as an alternative to rubber hoses, plastic lines are increasingly being used, which no longer produce a tight connection in the conventional manner by pushing on and clamping with a hose clamp. Connection systems are also required to connect such plastic lines. Plastic pipes of this type are increasingly required to comply with stricter exhaust gas regulations because rubber does not provide sufficient tightness for petrol.
For the production of large quantities, it is important that such quick connections are simple in construction, consist of a few parts and can be produced efficiently. The cost-effectiveness of robot assembly is increased by using inexpensive parts.
In vehicle construction, mainly metallic connecting pieces are used to connect plastic fuel lines, which are screwed together and including the seals consist of several individual parts. Direct connection to plastic parts such as gas tank feedthroughs, pumps, filters and the like is only possible with these parts to a limited extent, and assembly using a robot is also not feasible.
So far, quick-release fasteners have hardly been used for connecting and connecting lines of the coolant circuit in motor vehicles. But this area also needs to be automated for cost reasons and the replacement of rubber lines with lines made of thermoplastic materials is increasingly in demand. However, thermoplastic hoses cannot be adequately sealed with conventional hose clamps, so that quick connections are also required for their use. The use of quick connections in motor vehicle construction requires a high level of assembly and operational safety, and attempts are made to reduce the possibility of errors by using as few loose components as possible.
The invention is based on the object of designing the quick connection in such a way that it can be produced even more cost-effectively, can also be easily assembled, for example by means of a robot, is reliable in use, has a short overall length and guarantees a reliable seal.
This object is achieved according to the invention in that a socket is formed in the housing part for engagement in the core part, the outside diameter of which is slightly smaller than the inside diameter of the core part, and that at least one sealing element is arranged on the socket.
In this embodiment according to the invention, the sealing takes place within the quick connection between the outside of the connecting piece formed on the housing part and the inside surface of the core part. The overall length can be shortened by this arrangement of the seal on the housing part. In addition, the seals, which are preferably designed in the form of O-rings which are arranged in ring grooves on the connecting piece, are better protected against damage, while they remain easy to check and replace. Another advantage can be seen in the fact that the requirements for precision when injecting the grooves for the seals are present in the housing part, so that no technically difficult designs are required on the core part.
It is also advantageous that the inside diameter of the core part is larger in this embodiment, so that the elements to be connected to the core part can be made more technically advantageous.
The quick connection according to the invention consists of two parts with the associated sealing rings. No additional parts to be assembled or lost are required. The housing part and core part can be manufactured without post-treatment using an injection molding process. The core part can be easily molded onto a device part. Suitable hose connectors can also be molded onto the housing part and the core part. After assembling the parts of the quick connection, a relative rotary movement of the parts with one another is possible. To put the parts together, only a translational movement is required, irrespective of the rotational orientation of the housing part and core part with one another. The quick connection according to the invention is thus ideally designed for assembly by means of robots.
An unintentional opening of the quick connection, i.e. unintentional pulling apart of the housing and core parts is not possible. The connection does not open in tensile tests until it breaks. Reinforced thermoplastics are preferably suitable as the material for the housing part. Such materials are stiff enough to perform the function in the seal carrier and in the pipe connection part, which has, for example, a mandrel profile, and they are also elastic enough to reset the deformations that occur during assembly and disassembly. The ring on the housing part and the legs holding the ring are predominantly subjected to bending, so that the occurring strains can be controlled with suitable plastics.
The cams are preferably formed on a ring over its entire width in the axial direction and the ring is connected to the connecting piece via two legs. The cams can be arranged on the ring in the region of the connections of the legs or offset to these. This means that less bending of the ring can be achieved while the cam deflection remains the same when the quick connection is closed or opened. If the cams are offset by approximately 90 ° relative to the beams, for example, a counter-moment is counteracted to the torque which is introduced under tensile stress and a secure engagement of the cams of the ring on the ring on the core part on which the cams are arranged is also achieved. or which connects the legs on which the cams are provided. The ring can be circular, elliptical or oval.
One or two rings in the form of O-rings are arranged on the connecting piece formed on the housing part. The grooves required for this can be easily formed in an injection mold in this area. The correct fit of the locked quick connection can be checked directly through the openings between the legs that hold the ring with the cams. When the quick connection is open, the sealing rings on the housing part can be checked through this opening and replaced if necessary. A fork with conical prongs can be inserted between the legs on the housing part and the ring on the core part, as a result of which the legs are pressed radially outwards, whereby the cams are raised above the outer diameter of the ring on the core part, so that the connection is made through Pull apart can be solved.
The ring on the housing part is temporarily deformed in the form of an ellipse. If the ring on the housing part is elliptical, the cams preferably lie on the minor axis of the ellipse. The lever length between the bearing of the cams on the ring on the core part and the ring on the housing part is thus smaller, as a result of which a smaller moment is initiated when the connection is loaded under tension.
Preferably, the clear distance between the cams when the housing part is not yet mounted is somewhat smaller than the diameter of the support of the cams when the connection is closed. This ensures that the cams are securely seated behind the ring on the core part.
The stop faces of the ring on the core part and that of the cams on the housing part, which lie above the inner end face of the ring, are preferably directed perpendicularly or else at an incline to the longitudinal axis. An undercut on the ring on the core part complicates the manufacture by means of an injection molding process, but it results in a secure hooking when loaded under tension. An inclination towards the housing opening would allow the connection to be pulled apart without damaging it.
One or two ring grooves for receiving O-rings are preferably arranged on the pin in the housing part. However, it is also possible to provide O-rings on the journal by means of press rings. Furthermore, it is possible to apply elastic material to the pin, which then provides a seal with the core part. Through the choice of material and construction, the opening force can be increased to a multiple of the closing force, especially when opening with a tool.
According to a preferred embodiment, the pin has a gradation so that, for example, two O-rings have different diameters. Correspondingly, the inner surface of the core part is designed in a stepped manner, so that a good sealing contact with the O-rings is achieved.
According to a further preferred embodiment, the housing part is formed from two parts, namely from one part with the spigot with a seal with integrally formed connecting pieces for a line and from a union part with an approximately U-shaped wall in cross section, the inner ring wall being located on the spigot supports and on the other leg the cams are provided for a rear grip on the ring on the core part. This embodiment can be made very short. Furthermore, the ring wall can be used to press from the outside onto a hose attached to the hose connector, so that this hose is securely anchored to the quick connection.
According to a further preferred embodiment, the socket is of stepped design, a sealing ring is attached to the step with a smaller outside diameter and the core part is stepped on the inside, so that after inserting the core part into the housing part, the sealing ring between the steps on the socket and the Core part is arranged. Such an embodiment can also be produced with a very small overall length and, furthermore, no ring grooves are required for the arrangement of a sealing ring, so that the injection mold can be made simpler.
In a further development of the invention, angled connecting pieces for lines to be connected can be provided on the core part and / or the housing part, so that the possible uses of the quick connection according to the invention are further increased.
The core part and / or the housing part preferably consist of an elastic polymer such as polyamide or polyacetal or their alloys. Fillers and / or reinforcing materials or other additives can be contained in the polymer.
The core part and / or the housing part can be firmly connected to a tube, a hose or another component or functional part.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:
1 is a perspective exploded view of a quick connection,
2 shows a partial section through a closed quick connection with two O-sealing rings,
3 shows a partial section through a quick connection with an angled hose connector,
4 shows a partial section through a quick connection with an O-sealing ring,
5 is a partial section through a quick connection with O-rings with a graduated diameter,
6 shows a partial section through a quick connection with cams projecting into the region of the holding legs,
7 is a partial section through a quick connection with gradations on the socket in the housing part and graded inner surface on the core part,
Fig.
8 shows a partial section through a quick connection with a housing part consisting of two parts,
8a, the housing part of the quick connector according to FIG. 8 in a perspective exploded view,
9-12 a quick connection with an elliptical ring in different states,
13-14 a quick connection with undercut cams,
Fig. 15-22 a quick connection in different positions during the plugging together of the housing and core part and
23-28 a quick connection in different positions during the pulling apart of the housing and core part.
Fig. 1 shows a quick connection in an exploded perspective view consisting of a housing part 150, a core part 152 and seals in the form of O-rings 154 and 156. The housing part 150 consists of a socket 158, in which annular grooves 160 and 162 are formed to accommodate the O-rings 154 and 156. In the extension of the cylindrical connecting piece 158, a connecting piece 164 is formed, which is designed with a barb-like profile 166 for connecting a pipe or hose. The connector 158 and the connector 164 are formed with a through bore 168. A ring 170 is formed in the connection area of connection 158 and connection connection 164 in a plane running perpendicular to the longitudinal axis of the housing part 150. Legs 172 and 174 extend from this ring 170 and extend parallel to the longitudinal axis of the housing part 150.
A ring 176 is formed on the front end of the legs 172 and 174, on the inside of which two cams 178 and 180 are formed with oblique run-up surfaces 182 and 184 and stop surfaces 186 and 188 running perpendicular to the longitudinal axis of the housing part 150.
Instead of a molded-on ring 170, the legs 172 and 174 can be formed with vertically extending legs, which are then molded onto the connection area between the connection 158 and the connection connection 166.
The core part 152 has a cylindrical through-bore 190 and an outer surface 192, on which a ring 194 is formed with a run-up surface 196 directed towards the free end and a stop surface 198 opposite this. The inside diameter of the through-hole 190 is slightly larger than the outside diameter of the socket 158, so that this socket is received in this hole 190 when the core part 152 is connected to the housing part 150. The O-rings 154 and 156 then lie sealingly on the inner surface 200 of the core part 152 and the front jacket region 202 of the core part 152 is accommodated in the space 204 between the connection piece 158 and the legs 172 and 174.
The outer diameter of the ring 194 is greater than the clear distance between the cams 178 and 180 on the ring 176 of the housing part 150, so that there is a secure hooking of the core part after insertion in the housing part.
FIG. 2 shows a partial section through the quick connection according to FIG. 1 when the core part 152 is inserted into the housing part 150. The core part 152 is inserted until the front end edge comes into contact with the ring 170.
3 shows a quick connection 210 with a housing part 212 and a core part 214. The design of the core part, the connecting piece 216 and the ring 218 with the connecting legs 220 is provided as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2. In contrast to this embodiment, a hose connection piece 221 is formed on the housing part and runs at right angles to the longitudinal axis of the quick connection 210.
FIG. 4 shows a quick connection 222 with a housing part 224 and a core part 226. In contrast to the quick connections shown in FIGS. 1 to 3, only an annular groove 230 for receiving a sealing ring 232 is formed on a connecting piece 228.
5 shows a quick connection 234 with a housing part 236 and a core part 238. Two ring grooves 242 and 244 are formed on a connecting piece 240 on the housing part 236, in which sealing rings 246 and 248 are accommodated. The annular groove 244 has a larger diameter than the annular groove 242 and accordingly the seals 246 and 248 are arranged on different levels. In order to achieve a good sealing effect, the inner surface of the core part 238 is designed with a gradation 250. The remaining parts are designed as in the quick connections already described.
1 to 5, the cams lie within the ring on the housing part, in the embodiment of a quick connection 252 shown in FIG. 6, the cams 256 arranged on the housing part 254 protrude into the region of the legs 258 into it, which hold the ring 260 and which are formed on the outside of a connecting piece 262, in which an annular groove 264 is formed for receiving a sealing ring 266. After inserting a core part 268 into the housing part 254, the contact surfaces 272 of the cams 256 bear against the contact surface 270 from the ring 274 on the outside of the core part 268.
FIG. 7 shows a quick connection 280 with a housing part 282 with an angled hose connection piece 284 and a core part 286. A connection piece 288 on the housing part is formed with a gradation 290. A corresponding gradation 292 is formed on the inner surface 294 of the core part 286. A sealing ring 296 is arranged between the steps 290 and 292 when the core part 286 is inserted into the housing part 282. In this embodiment, no annular groove is formed in the connecting piece 288, so that the molding tool for producing the housing part 282 is simplified.
8 shows a quick connection 300 consisting of a housing part 302 and a core part 304. The housing part is formed in two parts and consists of a socket 306 with molded hose connection socket 308. On the outside of the socket 306 an annular groove 310 is formed, in which a sealing ring 312 is arranged. Furthermore, a ring 314 with a larger diameter is formed on the outside of the connector 306 and forms a stop surface 316 for the second part 318 of the housing part 302. This second part 318 is designed in the form of a bushing with a closed inner ring wall 320, on which two narrow legs 322 are formed, which are provided at their other end on a ring 321 with molded cams. The free end face of the ring wall 320 abuts the stop face 316 on the connection piece 306 and on the outer leg 322.
The ring 321 is formed with the cams 324, which engage behind the ring 326 when the core part 304 is inserted. The inner surface of the core part 304 is formed with a step 328 complementary to the ring 314 on the nozzle 306. The inner surface 330 of the ring wall 320 sits on a hose to be arranged on the connecting piece 308, so that it does not stand out from the mandrel-like profile 332 and the connecting piece can be protected against breaking off. The overall length of the quick connection can be further reduced by forming the housing part 302 from the two parts 306 and 318.
9 to 12 show a quick connection 350 consisting of a housing part 352 and a core part 354. The ring 360 held on the housing part 352 via legs 356 and 358 is elliptical. The cams 362 and 364 formed on the inside of the ring lie on the small axis of the ellipse. 9 and 10 show the quick connector 350 in the assembled state, in which the ring 360 has taken on the elliptical shape, in FIGS. 11 and 12 the quick connector 350 is shown during the insertion of the core part 354 into the housing part 352. The ring 360 is deformed when the cams 362 and 364 slide over the ring 366 on the outside of the core part 354, so that it takes on the shape shown in FIG. 12. When the cams have come behind the ring 366, the ring returns to the shape shown in FIG. 10.
13 and 14 show a quick connection 370, in which the stop surfaces 372 on cams 374 on the housing part 376 and the stop surface 378 on the ring 380 on the core part 382 are undercut, so that hooking takes place. The play a indicated in FIG. 14 allows the cams 374 to be locked in and out behind the retaining ring 380.
15 to 22 show a quick connection 390 while a housing part 392 and a core part 394 are being plugged together. In the housing part 392 a connecting piece 396 with a sealing ring 398 is formed. A ring 402 formed on the housing part 392 with diametrically opposed cams 400 has an approximately circular shape in the relaxed state. During the insertion of the core part 394 into the housing part 392, the cams 400 slide on the ring 404 on the outside of the core part 394, as a result of which the distance between the cams on the ring 402 is continuously increased and the ring is deformed so that it takes on an elliptical shape , the cams on the ring 402 lying on the major axis of the ellipse. Shortly before the cams of the housing part engage behind the ring on the core part, the ring takes on the shape shown in FIG. 20.
As the core member is inserted further into the housing member, the cams on the ring snap behind the ring on the core member so that the ring 402 on the housing member resumes the circular shape shown in FIG. 22.
23 to 28 show the quick connection 390 described in FIGS. 15 to 22, which is to be disconnected. For this purpose, a fork-shaped tool 408 with prongs 410 and 412 is inserted under the legs 405 and 406, which hold the ring 402. The tines 410 and 412 are conical, i.e. they are tapered. During the insertion of the tines 410 and 412 between the legs 405 and 406 on the housing part 392 and the outside of the core part 394, the legs are raised until the distance between the cams 400 is greater than the diameter of the ring 404 on the outside of the core part 394. Now the core part 394 can be pulled out of the housing part 392 since the cams 400 no longer bear against the ring 404.
When the core part 394 is completely pulled out, the tines 410 and 412 can no longer be supported on the outside of the core part, so that they are pressed towards one another, as a result of which the ring 402 of the housing part 392, which in the meantime has the elliptical shape shown in FIG. 26 has assumed the circular shape shown in Fig. 28 again. It is thus possible to assemble and disconnect the quick connection according to the invention at any time, but inadvertent separation of the housing and core parts is not possible.