DE102006015135A1

DE102006015135A1 - Lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil

Info

Publication number: DE102006015135A1
Application number: DE102006015135A
Authority: DE
Inventors: Jan Grabenstätter
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil, die ohne zusätzliche Sicherungsmittel hohen Drücken standhält, konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, deren Abdichtung zueinander durch einen zwischen Rohr und Anschlussteil angeordneten Dichtring erfolgt, wobei der Dichtring in einer Ausnehmung des Rohres angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Aus DE 44 04 731 C2 ist ein Zylinder mit Steckverbindung bekannt, wobei der Zylinder mindestens einen als Steckverbindung ausgebildeten Anschluss für eine Druckmittelleitung aufweist. Die Druckmittelleitung sitzt in einer Bohrung des Anschlusses und besitzt auf ihrem Außendurchmesser eine radiale Aufweitung. Die axiale Fixierung erfolgt über ein an der radialen Aufweitung anliegendes Federelement, welches in einer Ausnehmung der Bohrung sitzt und einem in der Bohrung angeordnetem Stützelement, welches sich über einen Dichtring an einem Anschlag der Bohrung abstützt. Radial erfolgt die Fixierung über das Stützelement, welches sich am Außendurchmesser der Druckmittelleitung und am Innendurchmesser der Bohrung abstützt. In DE 199 27 431 A1 wird ein Anschluss mit einem an einer Leitung stoffschlüssig befestigten Stecker beschrieben, wobei der Stecker in einer umlaufenden Nut einen O-Ring aufnimmt und eine Rastausnehmung für den Anschluss an einem Bauteil aufweist. Der Stecker besitzt zusätzlich einen Flansch.

Bei beiden Lösungen erfolgt die Abdichtung und die axiale und radiale Fixierung der zu verbindenden Bauteile jeweils getrennt voneinander. Daher sind zusätzliche Fixierelemente erforderlich, die den fertigungstechnischen Aufwand erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil zu entwickeln, die ohne zusätzliche Sicherungsmittel hohen Drücken standhält, geringe Montagekräfte benötigt, einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die lösbare Steckverbindung besteht zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil, deren Abdichtung zueinander durch einen zwischen Rohr und Anschlussteil angeordneten Dichtring erfolgt, wobei erfindungsgemäß im montierten Zustand der Dichtring sowohl in einer ersten Ausnehmung des Rohres als auch in einer zweiten Ausnehmung des Anschlussteils sitzt und das Rohr und das Anschlussteil abdichtet und sowohl radial und axial zueinander fixiert.

Bevorzugt ist in das Rohr das Anschlussteil einschiebbar und die erste Ausnehmung des Rohres als eine umlaufende radial nach außen gerichtete Ausbuchtung und die zweite Ausnehmung des Anschlussteils als eine umlaufende radial nach innen gerichtete Einbuchtung ausgebildet.

Der Dichtring sitzt nun in montiertem Zustand sowohl in der Ausbuchtung des Rohres als auch in der Einbuchtung des Anschlussteils und dichtet zwischen Rohr und Anschlussteil ab.

Die Breite der Ausbuchtung ist dabei etwas größer als der Durchmesser des Querschnitts des Dichtrings. Weiterhin ist der durch den Innendurchmesser im Bereich der Ausbuchtung zum Innendurchmesser des Rohres gebildete Hinterschnitt kleiner als der halbe Durchmesser des Querschnitts des Dichtrings.

Die Breite der Einbuchtung des Anschlussteils entspricht in etwa dem Durchmesser des Querschnitts des Dichtrings oder wird etwas kleiner gewählt. Die Form der Einbuchtung im Anschlussteil ist an die Form des Dichtrings angepasst und konkav gekrümmt. Dabei fällt in Montagerichtung im Bereich der Einbuchtung der Durchmesser des Anschlussteils von seinem Außendurchmesser auf einen kleinsten Durchmesser ab und erhöht sich bis auf einen Enddurchmesser, der jedoch kleiner als der anfängliche Außendurchmesser ist.

Durch die Gestaltung der Ausbuchtung und der Einbuchtung wird eine einfache Vormontage des Dichtrings entweder in der Ausbuchtung des Rohres oder in der Einbuchtung des Anschlussteils gewährleistet. Bevorzugt wird der Dichtring in der Ausbuchtung des Rohres vormontiert. Das Zusammenstecken von Rohr und Anschlussteil kann somit durch relativ geringe Montagekräfte realisiert werden. Bei der Montage bzw. Demontage von Rohr und Anschlussteil muss gewährleistet werden, dass der Dichtring in radialer Richtung nach außen gestaucht werden kann, so dass das Anschlussteil mit seinem Endbereich über den Dichtring schiebbar ist. Dies wird möglich dadurch, dass sich der Dichtring in axialer Richtung beim Zusammendrücken erweitern kann, da die Breite der Ausbuchtung entsprechend gewählt wurde.

Das Anschlussteil weist eine Durchgangsbohrung auf. Bei Druckbeaufschlagung wirkt zwischen Rohr und Anschlussteil eine Axialkraft, die versucht das Rohr vom Anschlussteil zu ziehen. Gleichzeitig wirkt die Axialkraft auch auf den Dichtring und versucht diesen axial zu stauchen. Einem Herausziehen des Dichtrings aus der Ausbuchtung und der Einbuchtung wird somit entgegengewirkt. Dadurch lässt sich der Dichtring bei Druckbeaufschlagung nur mit einer größeren Kraft durch den in Montagerichtung liegenden Enddurchmesser am Bereich der Einbuchtung radial nach außen drücken.

Die durch einen Druck im Rohr erzeugte Abzugskraft liegt somit deutlich über der drucklosen Demontagekraft.

Weiterhin können am Außendurchmesser des Anschlussteils radial nach außen weisende Nasen angeordnet sein, die im montierten Zustand am Innendurchmesser des Rohres anliegen oder gegen den Innendurchmesser des Rohres verspannt sind.

Alternativ ist es möglich, am Innendurchmesser des Rohres entsprechende Nasen vorzusehen, die im montierten Zustand am Außendurchmesser des Anschlussteils anliegen oder gegen den Außendurchmesser des Anschlussteils verspannt sind.

Bevorzugt werden am Außendurchmesser des Anschlussteils und/oder am Innendurchmesser des Rohres drei oder mehr Nasen angeordnet. Durch die Nasen werden Rohr und Anschlussteil zusätzlich zueinander radial fixiert.

Das Anschlussteil weist in Montagerichtung eine radial nach innen abfallende Montageschräge und das Rohr in Richtung des zu montierenden Anschlussteils eine sich radial nach außen vergrößernde Montageschräge auf, durch welche die Montage erleichtert wird.

Der Dichtring ist bevorzugt als O-Ring ausgebildet und das Rohr aus Kunststoff gefertigt, wobei das Rohr an einem oder beiden Enden entsprechend vorgefertigt und mit dem O-Ring versehen sein kann. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Kunststoffrohren besteht darin, dass sich auf einfachere Weise die gestiegenen Restschmutzanforderungen erfüllen lassen, als beispielsweise bei Gummischläuchen. Dies ist insbesondere, beim Einsatz des Rohres als Nachlaufleitung in Bremssystemen von Bedeutung. Dadurch wird auch die Abgabe von Weichmacher oder Ruß an die Bremsflüssigkeit verhindert und die Beständigkeit gegen über der Umgebung verbessert. Ohne zusätzliche Sicherungselemente ist mit der vorliegenden Erfindung eine kostengünstige lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr und einem Anschlussteil (z.B. einem Stecker) herstellbar. Durch die Veränderung der Größe des Hinterschnitts der Ausbuchtung im Rohr und die Tiefe der Einbuchtung im Anschlussteil und deren Enddurchmesser können auf einfache Art und Weise im Kraft-Weg-Verlauf beliebige Montagekräfte realisiert werden und es ist möglich, die Montage- und Demontagekraft im drucklosen Zustand gering zu gestalten und dennoch bei Druckbeaufschlagung eine sichere Verbindung zwischen Rohr und Anschlussteil zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 Ende eines Rohres 1 im Querschnitt,
2 Teil-Längsschnitt eines Anschlusselementes 3 in Form eines Steckers, der in den Innendurchmesser des Rohrendes steckbar ist,
3 Längsschnitt der montierten Steckverbindung aus einem Rohr gem. 1 und einem Stecker gem. 2.
In 1 ist ein Ende eines Rohres 1 mit einem Innendurchmesser dR und einem Außendurchmesser D1 dargestellt. Das Rohr 1 besteht bevorzugt aus Kunststoff und dient hier als Rücklaufleitung vorzugsweise zum Zylinder/Reservoir eines Bremssystems. Die Rohrwandung weist eine Ausbuchtung 1.1 mit einem Innendurchmesser DR auf, die zum Innendurchmesser dR des Rohres 1 einen Hinterschnitt H bildet und an deren Innendurchmesser DR ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring 2 mit seinem Außendurchmesser AD anliegt. Die Breite b1 der Ausbuchtung 1.1 ist dabei etwas größer als der Durchmesser des Querschnitts des Dichtrings 2 (Rundschnurstärke SD des O-Rings). Der Innendurchmesser dR des Rohres und der Innendurchmesser DR der Ausbuchtung 1.1 sowie das Material des O-Rings sind dabei so zu wählen, dass der O-Ring funktionssicher eingeschoben werden kann und mit seinem Außendurchmesser AD am Innendurchmesser DR der Ausbuchtung 1.1 anliegt. Weiterhin ist am Rohr in Richtung zum einzuschiebenden Anschlusselement 3 (s. 2) eine radial nach außen weisende Montageschräge 1.4 vorhanden.
Das Anschlusselement 3 ist gem. 2 in Form eines rotationssymmetrischen Steckers mit einem Außendurchmesser DA ausgebildet. In Montagerichtung weist das Anschlusselement 3 eine Einbuchtung 3.1 mit einer Breite b3 auf. Die Einbuchtung besitzt eine konkave Krümmung, die dem Schnurdurchmesser SD des O-Rings angepasst ist und in Montagerichtung zuerst auf einen kleinsten Durchmesser dS abfällt und dann auf einen Enddurchmesser DS ansteigt, der geringer ist als der Außendurchmesser DA. Der kleinste Durchmesser dS ist dem als O-Ring ausgebildeten Innendurchmesser ID des Dichtrings angepasst. Zur zusätzlichen radialen Fixierung zwischen Rohr 1 und Anschlussteil 3 weist das Anschlussteil 3 an seinem Außendurchmesser DA radial nach außen gewölbte Nasen 3.2 auf. Weiterhin besitzt das Anschlussteil eine Durchgangsbohrung 3.3 mit einem Durchmesser dA.
Zur Gewährleistung einer funktionssicheren Montage ist nach der Einbuchtung 3.1 am Anschlusselement 3 in Montagerichtung eine radial nach innen gerichtete Montageschräge 3.4 vorgesehen.
Die Größe des Hinterschnitts H im Rohr 1 sowie der kleinste Durchmesser ds und der Enddurchmesser Ds im Anschlussteil 3 (Stecker) bestimmen dabei die Montage- und Demontagekraft sowie die Abzugskraft bei Druckbeaufschlagung.
In 3 ist der Längsschnitt der montierten Steckverbindung aus einem Rohr 1 gem. 1 und einem Anschlussteil 3 (Stecker) gem. 2 dargestellt.
Der O-Ring (Dichtring 2) sitzt dabei sowohl in der Ausbuchtung 1.1 des Rohres 1 als auch in der Einbuchtung 3.1 des Anschlussteils 3 (Stecker).
Zur Herstellung der Steckverbindung wurde zuerst der O-Ring (Dichtring 1) in der Ausbuchtung 1.1 des Rohres 1 vormontiert. Anschließend wurde das Anschlussteil in das Rohr 1 geschoben. Durch die Montageschräge 3.4 des Anschlusselements 3 wird der O-Ring (Dichtring 2) bei entsprechender Montagekraft zusammengedrückt, bis er über den Enddurchmesser der Einbuchtung 3.1 schnappt und dadurch in die Einbuchtung 3.1 eingreift. Ein weiteres Einschieben des Anschlusselementes 3 ist nun nicht mehr möglich, da der Dichtring 2 durch die Ausbuchtung 1.1 im Rohr 1 axial fixiert ist. Gleichzeitig fixieren die auf dem Außendurchmesser DA des Anschlussteils 3 angeordneten Nasen 3.2 das Anschlussteil 3 und das Rohr 1 zusätzlich radial zueinander. Das Rohrende wird dabei etwas gespreizt.
Die Demontage erfolgt in umgekehrter Richtung durch Herausziehen des Anschlusselementes aus dem Rohr 1 mit einer Demontagekraft, die geeignet ist, den Dichtring 2 so radial nach außen zusammenzudrücken, dass der Enddurchmesser DS der Einbuchtung 3.1 darunter hindurch passt.
In montiertem Zustand bei Druckbeaufschlagung (3) versucht der Druck p den O-Ring axial zu stauchen, wodurch er gegen die Ausbuchtung 1.1 und die Einbuchtung 3.1 radial verspannt wird. Dadurch wird einer radialen Weitung des O-Rings (Dichtring 2) durch den in Demontagerichtung auch auf das Anschlussteil 3 wirkenden Druck p und einem Herausziehen des O-Rings (Dichtring 2) aus der Ausbuchtung 1.1 und der Einbuchtung 3.1 entgegengewirkt. Die Abzugskraft bei Druckbeaufschlagung liegt somit deutlich über der Demontagekraft in drucklosem Zustand.
Neben der vorgenannt beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, die Steckverbindung so zu gestalten, dass der O-Ring auf dem Anschlussteil vormontiert wird.

1: Rohr
1.1: Ausbuchtung
1.4: Montageschräge
2: Dichtring
3: Anschlussteil
3.1: Einbuchtung
3.2: Nasen
3.3: Durchgangsbohrung
3.4: Montageschräge
b1: Breite der Ausbuchtung 1.1
b3: Breite der Einbuchtung 3.1
d_A: Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 3.3
d_R: Innendurchmesser des Rohres 1
d_S: kleinster Durchmesser im Bereich der Ausnehmung 3.1
AD: Außendurchmesser des Dichtrings 2 (O-Ring)
D1: Außendurchmesser des Rohres 1
D_A: Außendurchmesser des Anschlussteils 3
D_R: Innendurchmesser der Ausbuchtung 1.1
D_S: Enddurchmesser im Bereich der Ausnehmung 3.1
H: Hinterschnitt
ID: Innendurchmesser des Dichtrings 2 (O-Ring)
L1: Länge des Steckbereiches des Rohres 1
L3: Länge des Steckbereiches des Anschlussteils 3
SD: Rundschnurstärke des Dichtrings (O-Ring)

Claims

Lösbare Steckverbindung zwischen einem Rohr (1) und einem Anschlussteil (3), deren Abdichtung zueinander durch einen zwischen Rohr (1) und Anschlussteil (3) angeordneten Dichtring (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (2) in einer Ausnehmung des Rohres (1) sitzt.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Rohr (1) ein Anschlussteil (3) einschiebbar ist und die erste Ausnehmung des Rohres (1) als eine umlaufende radial nach außen gerichtete Ausbuchtung (1.1) und die zweite Ausnehmung des Anschlussteils (3) als eine umlaufende radial nach innen gerichtete Einbuchtung (3.1) ausgebildet sind.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b1) der Ausbuchtung (1.1) größer ist als der Durchmesser des Querschnitts – Rundschnurstärke (SD) des Dichtrings (2).
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Innendurchmesser (D_R) der Ausbuchtung (1.1) zum Innendurchmesser (dR) des Rohres (1) gebildete Hinterschnitt (H) kleiner ist als SD/2.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b3) der Einbuchtung (3.1) des Anschlussteils (3) ≤ dem Durchmesser des Querschnitts-Rundschnurstärke (SD) des Dichtrings (2) ist.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) an den Innendurchmesser (ID des Dichtrings und die Form des Dichtrings (2) angepasst ist.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (3.1) konkav gekrümmt ist und in Montagerichtung vom Außendurchmesser (D_A) des Anschussteils (3) auf einen kleinsten Durchmesser (ds) abfällt und sich auf einen Enddurchmesser (D_S) erhöht, wobei gilt (d_S) < (D_S) < (D_A).
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Außendurchmesser (D_A) des Anschlussteils (3) radial nach außen weisende Nasen (3.2) angeordnet sind, die im montierten Zustand am Innendurchmesser (d_R) des Rohres (1) anliegen oder gegen den Innendurchmesser (d_R) des Rohres (1) verspannt sind.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Außendurchmesser (D_A) des Anschlussteils (3) drei oder mehr Nasen (3.2) in gleichen Teilabständen zueinander angeordnet sind.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Innendurchmesser (d_R) des Rohres (1) radial nach innen weisende Nasen angeordnet sind, die im montierten Zustand am Außendurchmesser (D_A) des Anschlussteils (3) anliegen oder gegen den Außendurchmesser (D_A) des Anschlussteils (3) verspannt sind.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Innendurchmesser (d_R) des Rohres (1) mindestens drei Nasen in gleichen Teilabständen zueinander angeordnet sind.
Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (2) als O-Ring ausgebildet ist.