DE10111604B4

DE10111604B4 - Steckkupplung für Druckmittelsysteme

Info

Publication number: DE10111604B4
Application number: DE10111604A
Authority: DE
Inventors: Karl-Otto Geiger; Bernd Goller
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2001-03-10
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2021-03-11
Also published as: DE10111604A1; DE20009634U1

Abstract

Steckkupplung für Druckmittelsysteme, bestehend aus einem Gehäuseteil (2) und einem Steckerteil (4), wobei das Steckerteil (4) mit einem Steckerschaft (6) dichtend in einer Aufnahmeöffnung (8) des Gehäuseteils (2) einsteckbar und über eine Verriegelungseinrichtung (12) gegen Lösen arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steckerteil (4) und dem Gehäuseteil (2) ein Indikatorelement (14) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Einsteckstellung durch Verformung des Indikatorelementes (14) eine visuell erkennbare Farb- und/oder Kontraständerung des Indikatorelementes (14) auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckkupplung für Druckmittelsysteme, bestehend aus einem Gehäuseteil und einem Steckerteil, wobei das Steckerteil mit einem Steckerschaft dichtend in eine Aufnahmeöffnung des Gehäuseteils einsteckbar und über eine Verriegelungseinrichtung gegen Lösen arretierbar ist.
Derartige Steckkupplungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugbremssystemen, insbesondere bei LKW-Luftdruckbremsanlagen, eingesetzt. Oftmals besteht das Problem, dass bei ungünstigen Platzverhältnissen bzw. -Montagesituationen beim Stecken der Verbindung nicht sorgfältig genug auf eine korrekte, vollständig verriegelte Steckverbindung geachtet wird. In der Praxis sind deshalb Prüfvorgänge notwendig um zu verhindern, dass beim Aufbau beispielsweise des Bremsdruckes die Verbindung plötzlich ungewollt getrennt wird.
Aus der EP 226 689 B1 ist eine "Kupplungsvorrichtung" bekannt, bei der zur Vermeidung der beschriebenen Probleme schon im nicht ganz korrekt eingesteckten Zustand der Kupplungsteile eine Vorrastung gewährleistet ist die verhindert, dass bei Druckbeaufschlagung die Kupplung ganz getrennt wird. In dieser Vorraststellung gewährleistet eine Undichtigkeit, dass dieser Zustand akustisch durch ein Leckgeräusch wahrnehmbar ist, ohne das es zu einem vollständigen plötzlichen Druckabfall kommen kann. Die Kupplung kann beim Auftreten des Leckgeräusches weiter in die korrekt abgedichtete und arretierte "Vollraststellung" überführt werden.
Aus der EP 0 748 975 B1 ist eine Steckkupplung für Druckmittelsysteme bekannt, bei der die Verriegelungseinrichtung einerseits aus einem Doppelrastelement mit zwei elastisch verformaren Halteelementen und andererseits aus einer Rastnut des Steckerschaftes oder der Gehäuseaufnahmeöffnung besteht. In der Vorraststellung rastet zunächst nur das in Einsteckrichtung erste Halteelement bereichsweise in die Rastnut ein und in der Vollraststellung greifen beide Halteelemente bereichsweise in die Rastnut ein. Wird die Steckkupplung bei unkorrektem Sitz mit Druck beaufschlagt, ertönt ebenfalls ein Leckgeräusch.
Beide oben genannten bekannten Steckkupplungen haben zum Nachteil, dass der korrekte Sitz der Steckkupplung erst durch Druckbeaufschlagung kontrolliert wird bzw. dass ein Warnsignal durch Austreten des Fördermediums selbst erzeugt wird. Dies ist besonders bei gesundheits- oder umweltgefährdenden Fördermedien von Nachteil. Außerdem ist es notwendig, den um das Leck befindlichen Bereich nachträglich zu reinigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steckkupplung zu schaffen, die bei konstruktiv einfacher und herstellungsmäßig kostengünstiger Ausgestaltung verbesserte Steck- und Arretierungseigenschaften aufweist. Insbesondere soll ein visueller Prüfvorgang vor Druckbeaufschlagung der Steckkupplung ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zwischen dem Steckerteil und dem Gehäuseteil ein Indikatorelement derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Einsteckstellung eine visuell erkennbare Farb- und/oder Kontraständerung des Indikatorelementes auftritt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine visuelle Prüfung der Dichtigkeit auch bei ungünstigen Montageverhältnissen möglich ist, indem eine beim Zusammenfügen des Steckerteils mit dem Gehäuseteils erzeugte Kraft über ein farblich veränderbares Indikatorelement genutzt wird, um eine erkennbare Farb- und/oder Kontraständerung zu erreichen. Diese sichtbare Veränderung des Indikatorelements kann durch verschiedene Systeme erreicht werden. In einer ersten Ausführungsvariante weist das Indikatorelement, das vorzugsweise zwischen einem am Steckschaft ausgebildeten Ringbund und dem Gehäuseteil angeordnet ist, eine oder mehrere Vertiefungen, insbesondere Nuten auf, deren Vertiefungsinnenfläche eine andere Farbe als die Umfangsfläche des Indikatorelements aufweist. Wird nun das Steckerteil in das Gehäuseteil eingeschoben, wird das aus einem druckelastischen Material gefertigte Indikatorelement zusammengepresst, so dass von außen die Vertiefungsinnenfläche nicht mehr zu sehen ist. Für den Betrachter ergibt sich daraus ein deutlich sichtbarer Farbumschlag des Indikatorringes bei vollständig eingestecktem Steckerteil.
In einer weiteren Ausfühungsform weist das Indikatorelement, vorzugsweise ein Indikatorring beispielsweise aus Schaumstoff, ein- oder aufgelagerten farbstoffenthaltende Mikrokapseln auf. Bei vollständig eingesetztem Steckerteil wird der Ring zusammengedrückt, die Mikroverkapselung platzt auf und verfärbt den Indikatorring dauerhaft.
Auch ist es möglich, die Verbindungsteile, also das Steckerteil bzw. das Gehäuseteil in einem gegenseitigen Anlagebereich direkt, insbesondere dem Ringbund stirnseitig mit den farbstoffenthaltenden Mikrokapseln zu beschichten, so dass bei Anschlag der Verbindungsteile die Farbumschlagreaktion ausgelöst wird.
Grundsätzlich ist es möglich, verschiedene bekannte Steckkupplungen mit einem erfindungsgemäßen Indikatorelement zu kombinieren bzw. diese mit einem erfindungsgemäßen Indikatorelement nachzurüsten. So kann es vorteilhaft sein, ein Indikatorelement mit den oben beschriebenen bekannten Doppelraststeckkupplungen zu verbinden, um eine zusätzliche Prüfung der Vollrastung zu gewährleisten.
Dabei muß gewährleistet sein, dass in der Vorraststellung das Medium (beispielsweise Luft) noch entweichen kann. Zu diesem Zweck kann das Indikatorelement beispielsweise aus einem luftdurchlässigen Material (zum Beispiel Schaumstoff) gefertigt sein oder alternativ kann ein axialer Spalt zwischen dem Indikatorelement und dem Steckerteil bzw. Gehäuse ein Entweichen des Mediums gewährleisten In weiteren Unteransprüchen sowie auch in der nachfolgenden Beschreibung sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung enthalten.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen
1 eine halbgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Steckkupplung in eingestecktem Zustand,
2 ein erstes erfindungsgemäßes Indikatorelement im Schnitt in einem Zustand vor dem Einstecken des Steckerteils,
3 das in 2 dargestellte Indikatorelement im eingesteckten Zustand des Steckerteils,
4 eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Indikatorelementes im Schnitt in einem Zustand vor dem Einstecken des Steckerteils,
5 das in 3 dargestellte Indikatorelement im eingesteckten Zustand des Steckerteils und
6 eine dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Indikatorelementes im eingesteckten Zustand.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben.
Wie sich zunächst aus 1 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Steckkupplung aus einem Gehäuseteil 2 und einem Steckerteil 4. Das Steckerteil 4 ist mit einem Steckerschaft 6 in einer Aufnahmeöffnung 8 des Gehäuseteils 2 entlang einer Einsteckachse X-X einsteckbar und hierbei über mindestens eine Umfangsdichtung 10 gegen die Aufnahmeöffnung 8 abgedichtet, sowie in einer bestimmten Einsteckstellung über eine Verriegelungseinrichtung 12 gegen Lösen arretierbar. Ein elastischer Haltering rastet in der Einraststellung in eine Ringnut am Steckerschaft 6 formschlüssig ein. Anstelle der Verriegelungseinrichtung 12 ist auch ein bekanntes Verriegelungssystem denkbar, das eine teilgesteckte Vorraststellung und eine ganzgesteckte Vollraststellung als Einsteckstellung gewährleistet. Das erfindungsgemäße Steckerteil 4 weist ein Indikatorelement 14 auf, das in der beispielhaft dargestellten Ausführungsvariante axial zwischen einem an dem Steckerteil 4 angeordneten Ringbund 16 und dem Gehäuseteil 2 angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das Indikatorelement 14 als elastischer Ring, beispielsweise aus einem Schaumstoff oder gummielastischen Material, ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Formgebung (vergleiche 1 bis 5) wird weiterhin erreicht, dass nur eine geringe Kraft für die Verformung bzw. Strauchung des Indikatorelements notwendig ist. Der druckelastische Ring weist zu diesem Zweck einen ringförmigen, in einer radialen, zur Steckachse senkrechten Ebene liegenden Basissteg 17 auf, der radial nach außen in einen breiteren, ebenfalls ringförmigen Verformungsabschnitt 19 übergeht. Der Basissteg weist in Richtung der Steckachse X-X eine derart geringe Länge auf, dass er im Gegensatz zum Verformungsabschnitt 19 in Endstellung der Steckverbindung nicht gestaucht ist.
Die 2 und 3 verdeutlichen die Wirkungsweise einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines als druckelastischer Ring ausgebildeten Indikatorelementes 14. Aus 2 wird deutlich, dass der druckelastische Ring auf seiner Umfangsfläche 24 Vertiefungen 20 aufweist, die derart ausgebildet sind, dass sich die Vertiefungen 20 beim Zusammenschieben der Steckkupplung verschliessen. Die Vertiefungen 20 beispielsweise senkrecht zur Steckachse X-X verlaufende Rillen oder Nuten, unterscheiden sich farblich von den Umfangsflächen 24 des Indikatorelements 14. Beispielsweise können die Vertiefungen 20 schwarz und die Umfangsflächen 24 weiss eingefärbt sein, bzw. sind sämtliche Farbgebungen, die einen sichtbaren Kontrast aufweisen, möglich. Wird nun das Steckerteil 4 in das Gehäuseteil 2 eingeführt und in die Einsteckstellung gebracht, wird das Indikatorelement 14 zusammengedrückt, so dass von außen die Farbe der Vertiefungen 20 nicht mehr sichtbar ist. Für den Monteur ist damit eine Kontrolle der Einsteckposition möglich, da in eingestecktem Zustand der Steckkupplung lediglich die Farbgebung der Umfangsflächen 24 sichtbar ist. Alternativ ist es auch möglich, die Vertiefungen 20 nicht vollständig, sondern lediglich deren Vertiefungsgründe einzufärben.
Die 4 und 5 verdeutlichen eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Indikatorelementes 14. Das ebenfalls als druckelastischer Ring ausgeführte Indikatorelement 14 weist auf seiner Umfangsfläche 24 ebenfalls Vertiefungen 20, insbesondere Nuten 22, auf. Innerhalb der Vertiefungen 20 ist eine Beschichtung aus farbstoffenthaltenden Mikrokapseln 26 aufgebracht bzw. angeordnet. Wird nun das Indikatorelement 14 durch Zusammenstecken der Steckkupplung zusammengedrückt, platzt die Mikroverkapselung auf, und der Farbstoff tritt aus den zusammengepreßten Vertiefungen 20 nach außen hervor und verfärbt das Indikatorelement 14. Der Farbstoff in den Mikrokapseln 26 weist dabei einen deutlichen Kontrastunterschied zu dem Indikatorelement 14 auf. Auch ist es möglich, die farbstoffenthaltenden Mikrokapseln 26 derart in das Indikatorelement 14 einzulagern, dass der Farbstoff nicht aus den zusammengepressten Vertiefungen 20 nach außen hervortritt, sondern das Innere des Indikatorelementes 14 verfärbt. im Gegensatz zum langsamen Schließen der Vertiefungen 20 bei dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei der Verwendung mikroverkapselten Farbstoffs der plötzliche Farbumschlag des Indikatorelementes bei Erreichen der gewünschten Einsteckstellung vorteilhaft.
Der Verformungsabschnitt 19 ist vorteilhafterweise auf der dem Steckerteil 4 zugewandten Seite in Steckrichtung wellenartig ausgebildet bzw. ist die Materialstärke des Verformungsabschnitts 19 zwischen den Vertiefungen 20 und dem Steckerteil 4 möglichst gering, um die Stauchung des Indikatorelementes 14 zu erleichtern.
6 zeigt eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Steckkupplung. Als Indikatorelement 14 wirken farbstoffenthaltende Mikrokapseln 26, die direkt in einem Anlagebereich auf das Steckerteil 4 und/oder das Gehäuseteil 2 aufgebracht werden. Die Mikroverkapselung platzt durch den Anlagenkontakt zwischen dem Steckerteil 4 und dem Gehäuseteil 2 auf und verursacht einen sichtbaren Farbumschlag.
Selbstverständlich sind außer den dargestellten Ausführungsbeispielen auch weitere Ausführungen und Anordnungen des Indikatorelementes 14 möglich. Das Indikatorelement 14 ist als separates, bei beliebigen Kupplungen nachrüstbares Bauteil herstellbar, die erfindungsgemäße Steckkupplung kann aber mit einem bereits vormontierten Indikatorelement 14 hergestellt werden. Die Montage bzw. die vollständige und korrekte Arretierung des Steckerteils 4 im Gehäuseteil 2 ist auch unter ungünstigen Raumverhältnissen möglich. Die Kontrolle der Steckkupplung kann vor Druckbeaufschlagung erfolgen und ist damit sicher und vermeidet eventuell anfallende Nacharbeiten.

Claims

Steckkupplung für Druckmittelsysteme, bestehend aus einem Gehäuseteil (2) und einem Steckerteil (4), wobei das Steckerteil (4) mit einem Steckerschaft (6) dichtend in einer Aufnahmeöffnung (8) des Gehäuseteils (2) einsteckbar und über eine Verriegelungseinrichtung (12) gegen Lösen arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steckerteil (4) und dem Gehäuseteil (2) ein Indikatorelement (14) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Einsteckstellung durch Verformung des Indikatorelementes (14) eine visuell erkennbare Farb- und/oder Kontraständerung des Indikatorelementes (14) auftritt.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (14) als druckelastischer Ring ausgebildet ist, der derart außen um den Steckerschaft (6) angeordnet ist, dass sich der druckelastische Ring beim Zusammenschieben der Steckkupplung verformt.
Steckkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Umfangsfläche (24) des druckelastischen Rings mindestens eine Vertiefung (20) derart ausgebildet ist, dass sich die Vertiefung (20) eine andere Farbe als das restliche Indikatorelement (14), insbesondere als dessen Umfangsfläche (24), aufweist.
Steckkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Umfangsfläche (24) des druckelastischen Rings mindestens eine Vertiefung (20) derart ausgebildet ist, dass sich die Vertiefung (20) beim Zusammenschieben der Steckkupplung verschliesst, wobei in der Vertiefung (20) farbstoffenthaltende Mikrokapseln (26) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass die Mikroverkapselung in der Einsteckstellung aufbricht und die Farbe aus der Vertiefung (20) hervortritt.
Steckkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Materialstruktur des druckelastischen Ringes farbstoffenthaltende Mikrokapseln (26) derart eingelagert sind, dass die Mikroverkapselung in der Einsteckstellung aufbricht und sich das Indikatorelement (14) dauerhaft verfärbt.
Steckkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20) als senkrecht zur Steckachse (X-X) auf der Umfangsfläche (24) des druckelastischen Ringes umlaufende Rille ausgeformt ist, wobei der druckelastische Ring mindestens eine, vorzugsweise mehrere, derartiger Rillen aufweist.
Steckkupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der druckelastische Ring einen dünnen, in zur Steckachse (X-X) senkrecht liegender Ebene angeordneten, ringförmigen Basissteg (17) aufweist, der radial nach außen in einen breiteren, ebenfalls ringförmigen Verformungsabschnitt (19) übergeht, wobei die dem Steckerschaft (6) zugewandte Seite des Verformungsabschnitts (19) ein in Richtung der Einsteckachse (X-X) etwa sinusförmig ausgebildetes Profil derart aufweist, dass die Materialstärke des druckelastischen Ringes sowohl im Bereich der Vertiefungen (20) als auch zwischen den Vertiefungen (20) gering ist.
Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (2) und/oder das Steckerteil (4) mit farbstoffenthaltenden Mikrokapseln (26) derart beschichtet ist, dass die Mikroverkapselung in Einsteckstellung aufbricht.