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Die
Erfindung betrifft eine Verbindung für Fluidleitungen mit einem
Anschlussstück
und mit einem Kupplungsstück
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Verbindungen
sind bei Fluidleitungen oftmals Schwachstellen und benötigen daher
besonderes Augenmerk hinsichtlich ihrer Ausgestaltung. Gleichzeitig
unterliegen sie aufgrund von häufigen
Löse- bzw.
Verbindungsvorgängen
einem erhöhten
Verschleiß,
so dass insbesondere im Hinblick auf die Qualität hohe Maßstäbe anzulegen sind.
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Aus
der
DE 1 813 420 A1 ist
eine Verbindung für
Fluidleitungen mit einem Anschlussstück und mit einem Kupplungsstück bekannt,
wobei das Anschlussstück
fluiddicht mit dem Kupplungsstück
verbindbar ist. Die Verbindung ist hierbei als Verschraubung ausgebildet
und weist ein Abdichtungselement auf. Des Weiteren ist eine zur
Aufnahme einer O-Ringdichtung dienende umlaufende Nut auf einer Stirnfläche des
Anschlussstückes
angeordnet, deren eine axial verlaufende Begrenzungsfläche die
Zentrierfläche
eines Dichtkantenringes bildet und wobei die Nuttiefe kleiner ist
als die axiale Erstreckung des Dichtkantenringes. Die in bekannter
Weise zur Aufnahme eines O-Ringes dienende umlaufende Nut kann dabei
sowohl für
einen O-Ring als auch zur Aufnahme eines Dichtkantenringes entsprechend
ausgelegt sein, so dass eine Verschraubung geschaffen wird, die
sich zur Vereinfachung der Lagerhaltung für beide Abdichtungsarten gleich
gut eignet und für
die Dichtungselemente die Verwendung von Handelsteilen gestattet.
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Aus
der
DE 94 18 509 U1 ist
ein Anbauteil mit einem eine O-Ringnut
mit eingelegtem O-Ring aufweisenden Anschraubflansch bekannt. Dabei
weist die O-Ringnut an ihren Rändern
zwei oder mehr, sich im wesentlichen gegenüberliegende und teilweise über den
eingelegten O-Ring greifende, nach dem Einlegen des O-Ringes durch
Materialverformung gebildete Haltelaschen auf, die den O-Ring arretieren.
Hierdurch wird der O-Ring formschlüssig, ohne dass dessen erforderliche
Verpressung beeinträchtigt
wird, in der O-Ringnut gehalten. Gleichzeitig liegt der O-Ring stets
vollflächig
an den vorgesehenen Dichtflächen
an. Die Dichtflächen
werden somit weder durch einen Materialauftrag, wie beispielsweise durch
Kleber, noch durch irgendeine Deformation beeinträchtigt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Verbindung eingangs erwähnter
Art eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, durch welche insbesondere eine besonders preiswerte und
bezüglich
des Montageaufwandes vereinfachte Verbindungstechnik für fluidführende Leitungen
geschaffen wird.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Verbindung
für Fluidleitungen mit
einem Anschlussstück
und mit einem Kupplungsstück
die Verbindung als Steckverbindung auszubilden, wobei das Anschlussstück einen
Sicherungsring und einen Vorspannring aufweist, welcher den Sicherungsring
zumindest bei nicht in das Kupplungsstück eingestecktem An schlussstück radial
nach außen vorspannt.
Das Kupplungsstück
weist eine Rastkontur auf, welche in eingestecktem Zustand unter
Fluidbeaufschlagung und/oder bei einer Bewegung des Anschlussstückes entgegen
der Einsteckrichtung vom radial nach außen verstellten Sicherungsring hintergriffen
wird.
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Hierdurch
wird eine kostengünstige
und einfach zu handhabende Verbindung geschaffen, welche gleichzeitig
aufgrund einer hohen Überdeckung des
Sicherungsrings mit der Rastkontur des Kupplungsteils für hohe Drücke geeignet
ist. Gleichzeitig ermöglicht
die erfindungsgemäße Lösung zumindest ein
schnelles Montieren der Verbindung, wobei nach einem richtigen Verrasten
der Verbindung kein Selbstlösen
derselben mehr möglich
ist und dadurch eine zuverlässige
und dichte Verbindung geschaffen wird. Insbesondere durch die einfache
Montage der erfindungsgemäßen Verbindung
ist es möglich,
Fertigungszeit einzusparen und dadurch Kostenvorteile zu realisieren.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Sicherungsring quer zu seiner Umfangsrichtung
geschlitzt. Ein derartiger Schlitz gewährleistet, dass sich der Sicherungsring
problemlos an die beim Verrasten erforderliche radial aufgeweitete
Geometrie anpasst und dadurch die fixierte Verbindung zwischen Kupplungsstück und Anschlussstück gewährleistet.
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Zweckmäßig ist
am Anschlussstück
in Einsteckrichtung vor dem Sicherungsring ein Dichtungsring angeordnet,
welcher in einer zugehörigen
ersten Ringnut lagefixiert ist. Dieser Dichtungsring ist für die eigentliche
Abdichtung zwischen Kupplungsstück und
Anschlussstück
verantwortlich und gewährleistet den
leckagefreien Betrieb.
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Entsprechend
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das
Anschlussstück
in Einsteckrichtung nach dem Sicherungsring eine zweite Nut auf,
welche den Vorspannring aufnimmt. Zum Lösen der Verbindung ist der
Vorspannring aus der zweiten Nut entnehmbar, so dass sich der Sicherungsring,
welcher günstiger
Weise radial nach innen vorgespannt ist, entspannen kann und bei entnommenem
Vorspannring in die zweite Nut eindringen kann. Durch das Eindringen
des Sicherungsrings in die zweite Nut wird ein radialer Abstand
desselben zur Rastkontur geschaffen, derart, dass der Sicherungsring
die Rastkontur nicht mehr hintergreift und das Anschlussstück einfach
und schnell aus dem Kupplungsstück
herausgezogen werden kann. Zum Lösen
der Verbindung ist somit zuerst ein Entnehmen des Vorspannringes
aus der zweiten Nut erforderlich, was ein unbeabsichtigtes Lösen der
Verbindung verhindert.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche
oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Anschlussstück
und ein Kupplungsstück
einer Verbindung vor dem Verbinden,
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2 ein
in das Kupplungsstück
eingestecktes Anschlussstück,
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3 die
Verbindung kurz vor dem Verrasten,
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4 die
Verbindung in verrastetem Zustand,
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5 die
Verbindung beim Lösen,
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6 eine
Darstellung wie in 3, jedoch bei einer detaillierten
Explosionsdarstellung.
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Entsprechend 1 weist
die erfindungsgemäße Verbindung 1 ein
Anschlussstück 2 sowie
ein damit verbindbares Kupplungsstück 3 auf, wobei durch
Einstecken des Anschlussstückes 2 in
Einsteckrichtung 7 in das Kupplungsstück 3 eine fluiddichte
Verbindung 1 geschaffen wird. Gemäß den 1 bis 5 ist
von den Verbindungen 1 jeweils nur ein oberer Bereich oberhalb
einer nicht näher
bezeichneten Trennebene dargestellt. Generell ist die Verbindung 1 als
Steckverbindung ausgebildet.
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Gemäß 1 weist
das Anschlussstück 2 einen
Sicherungsring 4 auf, welcher ein im Querschnitt mehrflächiges Profil
besitzt. Des Weiteren weist das Anschlussstück 2 einen Vorspannring 5 auf,
welcher den Sicherungsring 4 zumindest bei nicht in das Kupplungsstück eingestecktem
Anschlussstück 2 (vergleiche 1)
radial nach außen
vorspannt. Eine derartige radiale Vorspannung nach außen tritt
jedoch in gewissen Fällen
auch bei in das Kupplungsstück
3 eingestecktem An schlussstück 2 auf;
in der Regel vor einer Druckbeaufschlagung der Fluidverbindung 1 (vergleiche 3).
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In
Einsteckrichtung 7 nach dem Sicherungsring 4 weist
das Anschlussstück 2 eine
zweite Nut 14 auf, welche den Vorspannring 5 aufnimmt
und welche einerseits von einem ringförmig abstehenden Kragen 15 und
andererseits von einer ersten Abstützfläche 8 begrenzt ist
(vgl. auch 6). Die erste Abstützfläche 8 ist
dabei in Einsteckrichtung 7 ansteigend am Anschlussstück 2 angeordnet
und berührt
gemäß 5 den
Sicherungsring 4 an einer der ersten Abstützfläche 8 zugewandten
ersten Fläche 10.
Der Sicherungsring 4 ist quer zu seiner Umfangsrichtung, also
parallel zu einer Einsteckrichtung 7 geschlitzt, so dass
er unter Aufweitung seines Radius entlang der ersten Abstützfläche 8 verstellt
werden kann. Generell bildet der in der zweiten Nut 14 angeordnete
Vorspannring 5 für
den Sicherungsring 4 einen federnden und diesen nach außen vorspannenden
Anschlag.
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In
Einsteckrichtung 7 vor dem Sicherungsring 4 weist
das Anschlussstück 2 eine
erste Ringnut 12 auf, in welcher ein Dichtungsring 13 angeordnet ist,
der bei in das Kupplungsstück 3 eingestecktem Anschlussstück 2 die
Verbindung 1 abdichtet (vgl. 2 bis 5).
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Das
Kupplungsstück 3 weist
gemäß 1 und 6 eine
Rastkontur 6 auf, welche von dem Sicherungsring 4 bzw.
von einer zweiten Fläche 11 des Sicherungsringes 4 bei
in das Kupplungsstück 3 eingestecktem
Anschlussstück 2 hintergriffen
wird. In verrastetem Zustand liegen somit die zweite Fläche 11 des
Sicherungsringes 4 an einer zugewandten zweiten Abstützfläche 9 des
Kupplungsstücks 3 an. Zur
besseren Verständlichkeit
sind die unterschiedlichen Flächen
des Sicherungsringes 4 sowie des Anschlussstückes 2 bzw.
des Kupplungsstückes 3 in
einer Detailzeichnung in 6 dargestellt.
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Im
folgenden soll das Verbinden bzw. ein Lösen der Verbindung 1 in
aufeinander folgenden Schritten detailliert erläutert werden.
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In 1 ist
eine Ausgangsstellung der Verbindung 1 gezeigt, bei welcher das
Anschlussstück 2 noch
nicht in das Kupplungsstück 3 eingesteckt
ist und die Verbindung 1 somit noch nicht geschlossen ist.
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Entsprechend 2 ist
das Anschlussstück 2 bereits
großteils
in das Kupplungsstück 3 in
Einsteckrichtung 7 eingesteckt, wobei der in der ersten Ringnut 12 liegende
Dichtungsring 13 noch vor dem Sicherungsring 4 bzw.
dem Vorspannring 5 in das Kupplungsstück 3 geschoben wird
und aufgrund einer im wesentlichen passgenauen Ausbildung des Anschlussstückes 2 bzw.
des Kupplungsstückes 3 zusammengedrückt wird.
Der zusammengedrückte Dichtring 13 gewährleistet
somit eine fluiddichte Verbindung des Anschlussstückes 2 mit
dem Kupplungsstück 3.
Beim Einstecken des Anschlussstückes 2 in
das Kupplungsstück 3 gleitet
eine dritte Fläche 16 des
Sicherungsringes 4 entlang der Rastkontur 6 und
verstellt den Sicherungsring 4 radial gegen die Vorspannkraft
des Vorspannringes 5 nach innen. Bei diesem Einsteckvorgang
wird der Vorspannring 5 federelastisch gestaucht und der
Sicherungsring 4, welcher radial nach innen vorgespannt
ist, in Richtung der zweiten Nut 14 gedrückt. Während des
gesamten Einsteckvorganges liegt dabei der Sicherungsring 4 mit
seiner ersten Fläche 10 an
der ersten Abstützfläche 8 des
Anschlussstückes 2 an
(vergleiche 6). In dieser Phase bildet der
Vorspannring 5 einen federnden Anschlag für den Sicherungsring 4.
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In 3 ist
das Anschlussstück 2 so
weit in das Kupplungsstück 3 eingesteckt,
dass eine Berührungskante,
gebildet von der zweiten Fläche 11 und der
dritten Fläche 16 des
Sicherungsringes 4 einen Scheitelpunkt der Rastkontur 6 überschritten
hat. Nach dem Überschreiten
dieses Scheitelpunktes ist eine freie radiale nach außen Bewegung
des Sicherungsringes 4 möglich, so dass dieser in Vorspannrichtung
des Vorspannringes 5 radial nach außen verstellt wird.
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Wie
in 3 dargestellt, hintergreift der Sicherungsring 4 im
eingesteckten Zustand die Rastkontur 6 derart, dass bei
einem Herausziehen des Anschlussstückes 2 entgegen der
Einsteckrichtung 7 die zweite Fläche 11 des Sicherungsringes 4 mit
der zweiten Abstützfläche 9 der
Rastkontur 6 in Berührung
tritt und ein Herausziehen des Anschlussstückes 2 aus dem Kupplungsstück 3 entgegen
der Einsteckrichtung 7 verhindert.
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In 4 ist
ein Zustand gezeigt, bei dem die Verbindung 1 unter Fluidbeaufschlagung
steht und/oder das Anschlussstück 2 entgegen
der Einsteckrichtung 7 verstellt worden ist, letzteres
kann auch durch die Druckbeaufschlagung verursacht werden. Dabei
wird der Sicherungsring 4 radial entlang der ersten Abstützfläche 8 nach
außen
aufgeweitet und stützt
sich dann einerseits mit seiner ersten Fläche 10 an der ersten
Abstützfläche 8 des
Anschlussstückes 2 ab
und andererseits mit der zweiten Fläche 11 an der zweiten
Abstützfläche 9 der
Rastkontur 6. Die Bewegung des Anschlussstückes 2 entgegen
der Einsteckrichtung 7 kann dabei – wie bereits erwähnt – durch
einen Fluiddruck in den mittels der Verbindung 1 miteinander verbundenen
Fluidleitungen bewirkt werden, der hierdurch eine automatische Verrastung
und damit stabile Verbindung zwischen dem Anschlussstück 2 und
dem Kupplungsstück
ermöglicht.
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Der
Dichtungsring 13 in der ersten Ringnut 12 ist
dabei so positioniert, dass er auch bei verstelltem Anschlussstück 2 immer
noch gequetscht ist und dadurch die Verbindung 1 fluiddicht
abdichtet.
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In 5 ist
die Verbindung 1 beim Lösen
des Anschlussstückes 2 aus
dem Kupplungsstück 3 gezeigt.
Zum Lösen
wird zunächst
der Vorspannring 5 aus der zweiten Ringnut 14 am
Anschlussstück 2 entnommen,
wodurch der radial nach innen vorgespannte Sicherungsring 4 sich
entspannt und in die zweite Nut 14 eindringt. Neben einer
Entnahme des Vorspannringes 5 aus der zweiten Nut 14 ist
zum Lösen
der Verbindung 1 zusätzlich
eine Herabsetzung des Fluiddruckes und/oder ein Verstellen des Anschlussstückes 2 in
Einsteckrichtung 7 bzw. ein Verstellen des Kupplungsstückes 3 entgegen
der Einsteckrichtung 7 erforderlich. Durch die Verstellbewegung
rutscht der Sicherungsring 4 gemäß 5 in die
zweite Ringnut 14, wodurch die dritte Fläche 16 des
Sicherungsringes 4 einen radialen Abstand zur Rastkontur 6 einnimmt.
Eine Verrastung und damit eine Lagefixierung des Anschlussstückes 2 im
Kupplungsstück 3 ist
somit aufgehoben und das Anschlussstück 2 kann entgegen
der Einsteckrichtung 7 aus dem Kupplungsstück 3 herausgezogen
werden. Die dichtende Wirkung des Dichtringes 13 ist dabei bis
kurz vor dem Ausfahren des Anschlussstückes 2 aus dem Kupplungsstück 3 gewährleistet.
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Denkbar
ist auch, dass eine in Einsteckrichtung 7 gewandte und
nicht näher
bezeichnete Seite des Kragens 15 bei geschlossener Verbindung 1 fluchtend
mit einer Außenkante
des Kupplungsstückes 3 verlaufen
muss, so dass sich ein einwandfreier Sitz des Anschlussstückes 2 im
Kupplungsstück 3 und
dadurch eine zuverlässige
Verbindung der beiden einfach optisch kontrollieren lässt.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, bei einer Verbindung
1 mit einem Anschlussstück 2 und
einem Kupplungsstück 3 die
Verbindung 1 als Steckverbindung auszubilden, wobei das
Anschlussstück 2 einen
Sicherungsring 4 sowie einen Vorspannring 5 aufweist,
welcher den Sicherungsring 4 zumindest bei nicht in das
Kupplungsstück 3 eingestecktem
Anschlussstück 2 radial
nach außen
vorspannt. Das Kupplungsstück 3 weist
eine Rastkontur 6 auf, an welcher eine zweite Abstützfläche 9 vorgesehen
ist, welche entgegen der Einsteckrichtung 7 ausgerichtet
ist. In eingestecktem Zustand weitet sich der Sicherungsring 4 unter
Fluidbeaufschlagung und/oder bei einer Bewegung des Anschlussstückes 2 entgegen
der Einsteckrichtung 7 radial entlang seiner ersten Abstützfläche 8 nach
außen
und stützt
sich einerseits mit einer ersten Fläche 10 an der ersten
Abstützfläche 8 ab
und andererseits mit einer zweiten Fläche 11 an der zweiten
Abstützfläche 9 der
Rastkontur 6. Durch die Anlage der zweiten Fläche 11 des
Sicherungsringes 4 an der zweiten Abstützfläche 9 der Rastkontur 6 wird
diese vom Sicherungsring 4 hintergriffen, so dass das Anschlussstück 2 im
Kupplungsstück 3 lagefixiert
gehalten wird.
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Zum
Lösen der
Verbindung 1 wird der Vorspannring 5 entnommen
und das Anschlussstück 2 in Einsteckrichtung 7 verstellt,
so dass der radial nach innen vorgespannte Sicherungsring 4 entlang
der ersten Abstützfläche 8 in
die zweite Nut 14 eindringen kann und dadurch einen radialen
Abstand zwischen sich und. die Rastkontur 6 bringt.