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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung zum hydraulischen
Verbinden von zwei Hydraulikkomponenten, insbesondere in einem Kraftfahrzeug,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 201 17 431
U1 ist eine Anschlusseinrichtung bekannt, die einen ersten
Anschluss zum hydraulischen Verbinden mit einer ersten Hydraulikkomponente,
z.B, eine Rohrleitung, sowie einen zweiten Anschluss zum hydraulischen
Verbinden mit einer zweiten Hydraulikkomponente, z.B. ein Tank,
aufweist. Außerdem
ist ein Winkelstück
vorgesehen, dass den ersten Anschluss aufweist und das mit Hilfe
einer Schraube an der zweiten Hydraulikkomponente befestigt ist.
Dabei ist die zweite Hydraulikkomponente mit einem Gegenanschluss
ausgestattet, mit dem der zweite Anschluss der Anschlusseinrichtung
hydraulisch gekoppelt ist. Bei der bekannten Anschlusseinrichtung
ist die Schraube zum Festlegen des Winkelstücks an der zweiten Hydraulikkomponente
mit einem hohlen Schaft ausgestattet, der axial offen ist und radiale
Durchbrüche aufweist.
Die Schraube durchsetzt mit ihrem Schaft einen Hohlraum des Winkelstücks, der
mit dem ersten Anschluss kommuniziert. Über die Durchbrüche kommuniziert
das hohle Innere des Schraubenschafts mit dem Hohlraum des Winkelstücks. Der
in der zweiten Hydraulikkomponente vorgesehene Gegenanschluss ist
als Gewindebohrung ausgestattet, so dass die Schraube in den Gegenanschluss
einschraubbar ist und über
ihre axiale Öffnung
hydraulisch mit dem Gegenanschluss gekoppelt ist. Zur Abdichtung
der bekannten Anschlusseinrichtung sind axial zwischen dem Winkelstück und der
zweiten Hydraulikkomponente sowie axial zwischen dem Winkelstück und einem
Kopf der Schraube axial wirkende Dichtungselemente angeordnet.
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Die
bekannte Anschlusseinrichtung baut in axialer Richtung vergleichsweise
groß.
Desweiteren lassen sich große
Anzugsmomente nicht realisieren, da die Hohlschraube bei hohen Anzugsmomenten beschädigt werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Anschlusseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch einen in axialer Richtung
reduzierten Bauraum auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem 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, das Winkelstück mit einem
Steckrohr auszustatten, das den mit dem ersten Anschluss kommunizierenden
zweiten Anschluss bildet, während
gleichzeitig der Gegenanschluss mit einer Buchse ausgestattet ist,
in welche das Steckrohr zur Realisierung der hydraulisch Kopplung
eingesteckt ist. Aufgrund dieser Bauweise erfolgt die hydraulische
Kopplung zwischen den beiden Hydraulikkomponenten ausschließlich innerhalb
des Winkelstücks bzw.
ausschließlich über das
Winkelstück,
so dass insbesondere die jeweilige Schraube, mit der das Winkelstück an der zweiten
Hydraulikkomponente befestigt ist, an dieser hydraulischen Kopplung
nicht beteiligt ist. Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung realisiert
somit eine klare Trennung der Dichtfunktion, die durch das in die
Buchse einsteckbare Steckrohr realisiert ist, und der Haltefunktion,
die mit der wenigstens einen Schraube realisiert ist. Dies hat zur
Folge, dass innerhalb der Anschlusseinrichtung die ölbenetzten
Flächen
effektiv von den Schraubflächen
getrennt sind. Schraubflächen
sind regelmäßig Quelle
für Verschmutzungen,
wie z.B. Gewindeabrieb. Die erfindungsgemäße Abschlusseinrichtung vermeidet
somit den Eintrag von Verschmutzungen in das jeweilige Hydraulikmittel.
Dies kann insbesondere bei Hydrauliksystemen, die gegenüber Verschmutzungen
besonders sensibel und empfindlich sind, wie z.B. Fahrdynamiksysteme
bei Kraftfahrzeugen, von erhöhtem
Interesse sein. Weitere Vorteile lass sich darin sehen, das z.B.
die jeweilige Schraube mit einer größeren Festigkeit ausgestattet
werden kann, obwohl sie gleichzeitig kleiner dimensioniert werden
kann. Insbesondere lässt
sich somit für
die Schraube ein größeres Anzugsmoment
realisieren, während
gleichzeitig die gesamte Anschlusseinrichtung kompakter gebaut werden
kann. Darüber
hinaus kann das Winkelstück,
in dem die hydraulische Kopplung zwischen den beiden Anschlüssen direkt
erfolgt, aufgrund der integrierten Bauweise besonders kompakt hergestellt
werden. Somit führt
auch die Ausgestaltung des Winkelstücks zu einer reduzierten Baugröße der Anschlusseinrichtung.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei der radial zwischen Steckrohr und Buchse eine Radialdichtung
vorgesehen ist. Eine derartige Radialdichtung ist insbesondere unabhängig vom Anzugsmoment
der Schrauben und insbesondere unabhängig von axialen Fertigungstoleranzen.
Zwar hängt
die Dichtwirkung einer solchen Radialdichtung von Fertigungstoleranzen
in radialer Richtung ab, diese lassen sich jedoch ver gleichsweise
einfach innerhalb relativ enger Toleranzgrenzen halten, sofern Steckrohr
und Buchse rotationssymmetrisch ausgestaltet sind. Dementsprechend
lässt sich
die Herstellung der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung preiswerter
realisieren, wobei gleichzeitig eine effektive Abdichtung erzielt
werden kann.
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Eine
besonders effektive Dichtwirkung lässt sich dann erzielen, wenn
die Radialdichtung eine Kombination aus einem O-Ring und einem damit zusammenwirkenden
Stützring
umfasst.
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Vorzugsweise
weist die Buchse einen Dichtungsabschnitt auf, in dem das Steckrohr
gegenüber der
Buchse radial abgedichtet ist. Darüber hinaus kann die Buchse
einen Einführabschnitt
aufweisen, der in einer Einsteckrichtung des Steckrohrs dem Dichtungsabschnitt
vorausgeht und der einen größeren Öffnungsquerschnitt
aufweist als der Dichtungsabschnitt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann
der Einführabschnitt
sich zum Dichtungsabschnitt hin verjüngen oder einen sich zum Dichtungsabschnitt
hin verjüngenden
konischen Abschnitt aufweisen. Insbesondere dann, wenn das Steckrohr
die Radialdichtung trägt,
führt besagte
Ausgestaltung der Buchse beim Einstecken des Steckrohrs in die Buchse
automatisch zu einer Zentrierung sowie zu einer optimalen Positionierung
der Radialdichtung.
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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 Kombi nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei
sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche
Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 einen
vereinfachten Längsschnitt durch
eine Anschlusseinrichtung nach der Erfindung,
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2 einen
vereinfachten Längsschnitt durch
ein Winkelstück
der Anschlusseinrichtung entsprechend Schnittlinien II in 5,
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3 eine
Schnittansicht wie in 2, jedoch bei einer um 90° gedrehten
Schnittebene entsprechend Schnittlinien III in 5,
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4 eine
Schnittansicht durch eine Hydraulikkomponente im Bereich der Anschlusseinrichtung,
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5 eine
Draufsicht auf das Winkelstück gemäß den 2 und 3.
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Entsprechend
den 1 bis 5 umfasst eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung 1 einen
ersten Anschluss 2, einen zweiten Anschluss 3 sowie
ein Winkelstück 4.
Die Anschlusseinrichtung 1 dient zum hydraulischen Verbinden
von zwei Hydraulikkomponenten, nämlich
einer nicht gezeigten ersten Hydraulikkomponente und einer in den 1 und 4 teilweise
gezeig ten zweiten Hydraulikkomponente 5. Vorzugsweise kommt
die Anschlusseinrichtung 1 einem Kraftfahrzeug zur Anwendung,
z.B. in einem entsprechenden Hydraulikkreis, wie z.B. in einem hydraulischen
Bremssystem, in einem hydraulischen Servolenkungssystem oder in
einem hydraulischen dynamischen Fahrzeugaufbau Stabilisierungssystem
(„Active-Body-Control-System"). Bei der ersten
Komponente handelt es sich beispielsweise um eine Hydraulikleitung,
die insbesondere als Schlauchleitung oder als Rohrleitung ausgestaltet sein
kann. Bei der zweiten Komponente 5 handelt es sich beispielsweise
um eine Hydraulikpumpe oder um einen hydraulischen Aktuator oder
um einen Hydraulikmitteltank. Vorzugsweise ist die Anschlusseinrichtung 1 für einen
Betrieb mit relativ hohen Hydraulikdrücken, die einen Bereich von
Umgebungsdruck oder Niederdruck bis etwa 200 bar abdecken, ausgelegt.
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Die
zweite Komponente 5 ist mit einem Gegenanschluss 6 ausgestattet,
der im montierten Zustand gemäß 1 mit
dem zweiten Anschluss 3 hydraulisch gekoppelt ist. In entsprechender
Weise weist dann auch die erste Hydraulikkomponente einen entsprechenden,
nicht gezeigten Gegenanschluss auf, der im montierten Zustand mit
dem ersten Anschluss 2 auf geeignete Weise hydraulisch
gekoppelt ist.
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Erfindungsgemäß ist nun
das Winkelstück 4 mit
einem Steckrohr 7 ausgestattet, das als Hülse, also
hohl ausgestaltet ist und einen Kanal 8 enthält. Bezüglich des
Steckrohrs 7 erstreckt sich der darin angeordnet Kanal 8 axial,
so dass dieser im Folgenden auch als Axialkanal 8 bezeichnet
wird. Das Steckrohr 7 bildet den zweiten Anschluss 3 der
Anschlusseinrichtung 1 bzw. weist diesen auf.
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Das
Steckrohr 7 bzw. sein Axialkanal 8 ist mit dem
ersten Anschluss 2 kommunizierend verbunden. Hierzu enthält das Win kelstück 4 einen
weiteren Kanal 9, der bezüglich des Steckrohrs 7 radial
verläuft und
im Folgenden daher auch als Radialkanal 9 bezeichnet wird.
Axialkanal 8 und Radialkanal 9 gehen innerhalb
des Winkelstücks 4 ineinander über und kommunizieren
dadurch miteinander. An seinem vom Axialkanal 8 entfernten
Ende des Radialkanals 9 ist der erste Anschluss 2 ausgebildet.
Auf entsprechende Weise ist an dem vom Radialkanal 9 entfernten Ende
des Axialkanals 8 der zweite Anschluss 3 ausgebildet.
Dementsprechend kommunizieren innerhalb des Winkelstücks 4 die
beiden Anschlüsse 2, 3 miteinander.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung 1 ist
außerdem
der in der zweiten Hydraulikkomponente 5 ausgebildete Gegenanschluss 6 mit einer
Buchse 10 ausgestattet. Diese Buchse 10 ist ebenfalls
in der zweiten Hydraulikkomponente 5 ausgebildet. Darüber hinaus
ist die Buchse 10 komplementär zum Steckrohr 7 gestaltet,
so dass das Steckrohr 7 gemäß 1 in die
Buchse 10 eingesteckt werden kann.
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Darüber hinaus
ist die Anschlusseinrichtung 1 mit wenigstens einer Schraube 11 ausgestattet,
mit deren Hilfe das Winkelstück 4 an
der zweiten Hydraulikkomponente 5 drehfest und axialfest
befestigt werden kann. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform
sind zwei derartige Schrauben 11 vorgesehen, die in komplementäre Gewindebohrungen 12 eingeschraubt
sind, die ihrerseits in die zweite Hydraulikkomponente 5 eingebracht
sind.
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Eine
weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung 1 wird
darin gesehen, dass radial zwischen Steckrohr 7 und Buchse 10 eine Radialdichtung 13 angeordnet
ist. Eine derartige Radialdichtung 13 erzeugt zwischen
dem Steckrohr 7 und der Buchse 10 eine radiale
Dichtwirkung, die unabhängig
ist von der axialen Relativlage zwischen Steckrohr 7 und Buchse 10 und
die außerdem
unabhängig
ist von Axialkräften,
mit welchen das Winkelstück 4 an
der zweiten Hydraulikkomponente 5 befestigt ist. Die Dichtfunktion
ist daher unabhängig
von der Haltefunktion.
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Bei
der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Radialdichtung
ein Dichtelement 14, das hier als O-Ring ausgestaltet ist.
Desweiteren ist die Radialdichtung 13 hier zusätzlich mit einem
Stützring 15 ausgestattet,
der für
eine optimale Positionierung des Dichtelements 14 sorgt.
Der Stützring 15 kann
umfangsmäßig geschlitzt
oder ungeschlitzt ausgestaltet sein. Grundsätzlich ist auch eine andere
Ausgestaltung der Radialdichtung 13 möglich.
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Bevorzugt
wird die hier gezeigte Ausführungsform,
bei der das Steckrohr 7 die Radialdichtung 13 trägt und zu
diesem Zweck eine Umfangsnut 16 aufweist. In diese Umfangsnut 16 ist
die Radialdichtung 13 bzw. sind deren Komponenten, also
das Dichtelement 14 und der Stützring 15 eingesetzt.
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Zur
Optimierung der Dichtungswirkung der Radialdichtung 13 ist
die Buchse 10 im Bereich der Radialdichtung 13 mit
einem zylindrischen Dichtungsabschnitt 17 ausgestattet.
Mit diesem Dichtungsabschnitt 17 wirkt die Radialdichtung 13 zusammen.
Da der Dichtungsabschnitt 17 zylindrisch ausgestaltet ist
und somit in Axialrichtung einen konstanten Querschnitt aufweist,
kommt es für
die radiale Dichtwirkung nicht auf die axiale Position zwischen Radialdichtung 13 und
Dichtungsabschnitt 17 an, solange sich die Radialdichtung 13 innerhalb
des Dichtungsabschnitt 17 befindet.
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Wie
insbesondere aus 4 hervorgeht, ist die Buchse 10 außerdem mit
einem Einführabschnitt 18 versehen.
Dieser Einführabschnitt 18 ist
bezüglich einer
Einsteckrichtung, in welcher das Steckrohr 7 in die Buchse 10 bei
der Montage der Anschlusseinrichtung 1 eingesteckt wird,
vor dem Dichtungsabschnitt 17 angeordnet. Desweiteren besitzt
der Einführabschnitt 18 einen
größeren Öffnungsquerschnitt
als der Dichtungsabschnitt 17. Diese Bauweise erleichtert
das Einstecken des Steckrohrs 7 mit daran gehalterter Radialdichtung 13 in
die Buchse 10. Insbesondere lässt sich hierdurch eine Beschädigung der
Radialdichtung 13 bei der Montage der Anschlusseinrichtung 1 vermeiden.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform
weist der Einführabschnitt 18 außerdem einen
konischen Abschnitt 19 auf, der sich zum Dichtungsabschnitt 17 hin
verjüngt.
Mit Hilfe des konischen Abschnitts 19 wird beim Einstecken
des Steckrohrs 7 in die Buchse 10 eine Zentrierung
der Radialdichtung 13 sowie eine optimale Positionierung
der Radialdichtung 13 innerhalb der Umfangsnut 16 erzielt.
Außerhalb
des konischen Abschnitts 19 ist der Einführabschnitt 18 hier
zylindrisch ausgestaltet. Bei einer alternativen Ausführungsform
kann der Einführabschnitt 18 insgesamt
konisch ausgestaltet sein.
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Bei
der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind zur Befestigung
des Winkelstücks 4 an
der zweiten Hydraulikkomponente 5 zwei Schrauben 11 vorgesehen.
Die beiden Schrauben 11 besitzen jeweils eine Längsmittelachse 20.
Diese beiden Längsmittelachsen 20 erstrecken
sich parallel zu einer Längsmittelachse 21 des
Steckrohrs 7. Die beiden Schrauben 11 sind beiderseits
des Steckrohrs 7 angeordnet. Vorzugsweise befindet sich
das Steckrohr 7 mittig zwischen den beiden Schrauben 11.
Außerdem
können – wie hier – die Längsmittelachsen 20 der
Schrauben 11 und die Längsmittelachse 21 des
Steckrohrs 7 in einer gemeinsamen Ebene 22 liegen,
welche gemäß 5 die
Schnittebene der Darstellung gemäß 2 ist.
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Vorzugsweise
weist das Winkelstück 4 für beide
Schrauben 11 jeweils eine Durchgangsöffnung 23 auf, durch
die hindurch die Schraube 11 in die jeweilige Gewindebohrung 12 der
zweiten Hydraulikkomponente 5 eingesetzt ist. Außerdem ist
das Winkelstück 4 hier
für jede
Schraube 11 mit einer Senköffnung 24 versehen, in der im montierten
Zustand gemäß 1 ein
Kopf 25 der jeweiligen Schraube 11 versenkt angeordnet
ist.
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Bemerkenswert
ist, dass die Verschraubungen, also die Schrauben 11 und
die Gewindebohrungen 12, außerhalb des Hydraulikpfads
der Anschlusseinrichtung 1, also außerhalb der Kanäle 8, 9 angeordnet
sind. Schraubflächen
der Schrauben 11 und der Gewindebohrungen sind somit beabstandet
und getrennt von Flächen
der Kanäle 8, 9,
die im Betrieb des Hydrauliksystems mit Hydraulikmittel benetzt sind.
Auf diese Weise lässt
sich effektiv ein Schmutzeintrag von den Schraubflächen in
das Hydraulikmittel vermeiden.
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Wie
den 1 bis 3 entnehmbar ist, baut die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung 1 zumindest
in axialer Richtung vergleichsweise kompakt. Erreicht wird dies
durch die vollständige
Integration der beiden Anschlüsse 2 und 3 in
das Winkelstück 4,
wodurch gleichzeitig eine dichte Führung der Hydraulik innerhalb
der Anschlusseinrichtung 1 erleichtert ist. Die beiden
Kanäle 8, 9 sind
im Winkelstück 4 zueinander
senkrecht orientiert. Dementsprechend ist eine Hauptströmungsrichtung
im ersten Anschluss 2 gegenüber einer Hauptströmungsrichtung im
zweiten Anschluss 3 um 90° geneigt. Die 90°-Umlenkung
im Winkelstück 4 ermöglicht eine
zu einer Oberfläche 26 der
zweiten Hydraulikkomponente 5 parallele Führung der
gegebenenfalls als Hydraulikleitung ausgestalteten ersten Hydraulikkomponente. Die
Hydraulikverbindung zwischen den beiden Komponenten benötigt dementsprechend
relativ wenig Bauraum.
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Des
Weiteren ist hier das Winkelstück 4 außerdem mit
einem zylindrischen Kopf 27 ausgestattet, der vergleichsweise
einfach herstellbar ist. Bezüglich
dieses Kopfs 27 ist das Steckrohr 7 vorzugsweise
koaxial angeordnet, so dass es zentrisch vom Kopf 27 absteht.
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Vorzugsweise
ist der erste Anschluss 2, der hier radial am Kopf 27 angeordnet
ist, als Schraubanschluss ausgestaltet, so dass die erste Hydraulikkomponente
auf entsprechende Weise mit dem ersten Anschluss 2 verschraubbar
ist. Vorzugsweise ist das Winkelstück 4 insgesamt rotationssymmetrisch ausgestaltet,
was dessen Herstellung, z.B. als Drehteil, vereinfacht.
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- 1
- Anschlusseinrichtung
- 2
- erster
Anschluss
- 3
- zweiter
Anschluss
- 4
- Winkelstück
- 5
- zweite
Hydraulikkomponente
- 6
- Gegenanschluss
- 7
- Steckrohr
- 8
- Axialkanal
- 9
- Radialkanal
- 10
- Buchse
- 11
- Schraube
- 12
- Gewindebohrung
- 13
- Radialdichtung
- 14
- Dichtelement
- 15
- Stützring
- 16
- Ringnut
- 17
- Dichtungsabschnitt
- 18
- Einführabschnitt
- 19
- konischer
Abschnitt
- 20
- Längsmittelachse
von 11
- 21
- Längsmittelachse
von 7
- 22
- Ebene
- 23
- Durchgangsöffnung
- 24
- Senköffnung
- 25
- Kopf
von 11
- 26
- Oberfläche von 5
- 27
- Kopf
von 4