DE102007004170B4

DE102007004170B4 - Fluid-tight connector

Info

Publication number: DE102007004170B4
Application number: DE102007004170.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Eichberger Bernd Dipl-Ing(fh) De; Molitor Johannes Dipl-Ing(ba) De
Priority date: 2007-01-27
Filing date: 2007-01-27
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2027-01-28
Also published as: DE102007004170A1

Abstract

Fluiddichte Steckverbindung (10) mit einer eine rotationssymmetrische Aufnahme (16) aufweisenden Mutterseite (12) und mit einer zur fluiddichten Verbindung in die Aufnahme (16) einführbaren, als Hohlwelle (18) ausgebildeten Vaterseite (14), wobei die Mutterseite (12) einen konisch ausgebildeten Anlaufbereich (22), einen dem Anlaufbereich (22) nachgeordneten, zylindrisch ausgebildeten Zwischenbereich (24), einen dem Zwischenbereich (24) nachgeordneten, konisch ausgebildeten Verformungsbereich (26), einen dem Verformungsbereich (26) nachgeordneten zylindrisch ausgebildeten Stützbereich (28), einen dem Stützbereich (28) nachgeordneten zylindrisch ausgebildeten Dichtbereich (30) und einen dem Dichtbereich (30) nachgeordneten zylindrisch ausgebildeten Feinzentrierbereich (34) aufweist, der im Durchmesser kleiner ist als der vorgelagerte Dichtbereich (30), wobei die Vaterseite (14) einen konisch ausgebildeten Einführbereich (36) zum Einführen eines vaterseitigen zylindrisch ausgebildeten Feinzentrierbereichs (38) in den mutterseitigen Feinzentrierbereich (34), einen als umlaufende Nut ausgebildeten Dichtbereich (42) zur Aufnahme eines ringartig ausgebildeten Dichtelements (40) und einen Stützbereich (44), der im Durchmesser größer ausgeführt ist als der Feinzentrierbereich (38), zum Einführen in den mutterseitigen Stützbereich (34) aufweist.Fluid-tight plug-in connection (10) with a mother-side (12) having a rotationally symmetrical receptacle (16) and with a father-side (14) designed as a hollow shaft (18), which can be inserted into the receptacle (16) for fluid-tight connection, the nut-side (12) being one conical starting area (22), a cylindrical intermediate area (24) downstream from the starting area (22), a conical deformation area (26) downstream from the intermediate area (24), a cylindrical supporting area (28) downstream from the deformation area (26) , a cylindrical sealing area (30) downstream of the support area (28) and a cylindrical fine centering area (34) downstream of the sealing area (30) which is smaller in diameter than the upstream sealing area (30), the father side (14) being one conically shaped insertion area (36) for inserting a father-shaped cylindrical one n fine centering area (38) into the nut-side fine centering area (34), a sealing area (42) designed as a circumferential groove for receiving a ring-shaped sealing element (40) and a support area (44) which is larger in diameter than the fine centering area (38) , for insertion into the mother-side support area (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine fluiddichte Steckverbindung mit einer eine rotationssymmetrische Aufnahme aufweisenden Mutterseite und mit einer zur fluiddichten Verbindung in die Mutterseite einführbaren, als Hohlwelle ausgebildeten Vaterseite.The invention relates to a fluid-tight plug connection with a rotationally symmetrical receptacle on the mother side and with a fluid shaft connection that can be inserted into the nut side and is designed as a hollow shaft.

Derartige fluiddichte Steckverbindungen sind in vielfältiger Art und Weise bekannt, beispielsweise aus der DE 44 05 028 C1 und aus der DE 41 04 009 A1 .Such fluid-tight plug connections are known in a variety of ways, for example from DE 44 05 028 C1 and from the DE 41 04 009 A1 .

Aus der DE 41 04 009 A1 ist eine fluiddichte Steckverbindung mit einer eine rotationssymmetrische Aufnahme aufweisenden Mutterseite und mit einer zur fluiddichten Verbindung in die Aufnahme einführbaren, als Hohlwelle ausgebildeten Vaterseite, bekannt, wobei die Mutterseite einen konisch ausgebildeten Anlauf-/ Verformungsbereich, einen dem Verformungsbereich nachgeordneten zylindrischen Stützbereich und einen dem Stützbereich nachgeordneten Dichtbereich aufweist und das die Vaterseite einen konischen Einführbereich, einen nutenartigen Dichtbereich zur Aufnahme eines ringartig ausgebildeten Dichtelements und einen Stützbereich zum Einführen in den mutterseitigen Stützbereich aufweist.From the DE 41 04 009 A1 A fluid-tight plug-in connection is known with a mother-side having a rotationally symmetrical receptacle and with a father-side designed as a hollow shaft, which can be inserted into the receptacle for a fluid-tight connection has downstream sealing area and that the father side has a conical insertion area, a groove-like sealing area for receiving a ring-shaped sealing element and a support area for insertion into the mother-side support area.

Eine derartige Ausführung ist geeignet für fluiddichte Steckverbindungen mit einem kleinen fluidführenden Querschnitt sodass ein Dichtelement mit den Größenverhältnissen Schnurstärke/Durchmesser von 1/3 zum Einsatz kommen kann.Such an embodiment is suitable for fluid-tight plug-in connections with a small fluid-carrying cross section, so that a sealing element with the size ratios of cord thickness / diameter of 1/3 can be used.

Das Dichtelement ist am Ende des Vaterteils positioniert, dies ist bei einem Verhältnis Stützlänge/Durchmesser von 3/1 praktikabel.The sealing element is positioned at the end of the male part, this is practical with a support length / diameter ratio of 3/1.

Für Anwendungen in denen größere fluidführende Querschnitte mit einem Verhältnis Stützlänge/Durchmesser von ca. 1/1 und einem Verhältnis Schnurstärke/Durchmesser von ca. 1/7 gefügt und sicher abgedichtet werden sollen stellt dieser Aufbau keine befriedigende Lösung dar.For applications in which larger fluid-carrying cross sections with a ratio of support length / diameter of approx. 1/1 and a ratio of cord thickness / diameter of approx. 1/7 are to be joined and securely sealed, this structure is not a satisfactory solution.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung für größere fluidführende Querschnitte bereitzustellen, bei der Beschädigungen beim Fügeprozess am Dichtelement, der Mutterseite und/oder der Vaterseite minimiert werden.The present invention is therefore based on the object of providing a plug connection for larger fluid-carrying cross sections, in which damage during the joining process on the sealing element, the mother side and / or the father side is minimized.

Diese Aufgabe wird durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Mutterseite weist folglich einen Anlaufbereich, einen Zwischenbereich, einen Verformungsbereich, einen Stützbereich, einen Dichtbereich und einen Feinzentrierbereich auf.This object is achieved by a plug connection with the features of claim 1. The mother side consequently has a run-up area, an intermediate area, a deformation area, a support area, a sealing area and a fine centering area.

Zwischen dem Anlaufbereich und dem Verformungsbereich der Mutterseite ist ein zylindrischer Zwischenbereich vorgesehen, gemeinsam mit der Schulter hinter dem Dichtelement an der Vaterseite wird beim Verpressen des Dichtelements ein begrenzter Raum geschaffen, der ein Ausschlaufen des Dichtelementes verhindert. Aufgrund der beschriebenen Geometrie von Mutterseite und Vaterseite kann ein funktionssicheres Fügen der beiden Seiten erzielt werden, wobei ein Beschädigen der Vaterseite, Mutterseite und/oder des Dichtelements beim Fügen weitgehend ausgeschlossen wird.A cylindrical intermediate area is provided between the run-up area and the deformation area of the mother side. Together with the shoulder behind the sealing element on the father side, a limited space is created when the sealing element is pressed, which prevents the sealing element from running out. Due to the described geometry of the mother side and father side, a functionally reliable joining of the two sides can be achieved, wherein damage to the father side, mother side and / or the sealing element during joining is largely excluded.

Der konisch ausgebildete, mutterseitige Anlaufbereich kann durch eine vorzugsweise zwischen zwei Radien liegenden Fase realisiert sein. Hierdurch wird verhindert, dass das vaterseitige Dichtelement beim Einführen der Vaterseite in die Mutterseite beschädigt wird. Das Dichtelement kann entlang des Anlaufbereichs beim Einführen derart gleiten, dass eine ungewollte Verformung des Dichtelements ausgeschlossen wird.The conically shaped, start-up area on the mother side can be realized by a chamfer, preferably lying between two radii. This prevents the sealing element on the father side from being damaged when the father side is inserted into the mother side. The sealing element can slide along the run-up area during insertion in such a way that an undesired deformation of the sealing element is excluded.

Der Verformungsbereich dient zur Verformung des Dichtelements. Die Lage des Verformungsbereichs ist so gewählt, dass sich zum Zeitpunkt der beginnenden Verformung die Schulter des vaterseitigen Stützbereichs bereits in den Anlaufbereich der Mutterseite eingetaucht ist und somit das Dichtelement keine Möglichkeit hat, aus dem Verformungsbereich herauszuquellen und/oder eine Schlaufe zu bilden. Der konisch ausgebildete Verformungsbereich kann von zwei Radien eingefasst ausgebildet sein.The deformation area serves to deform the sealing element. The position of the deformation area is selected so that at the time of the beginning of the deformation, the shoulder of the father-side support area is already immersed in the start-up area of the mother side and thus the sealing element has no possibility of swelling out of the deformation area and / or forming a loop. The conically shaped deformation region can be formed surrounded by two radii.

Der Stützbereich trennt den Verformungsbereich und den Dichtbereich. Die Abmessungen des vaterseitigen und mutterseitigen Stützbereichs werden derart festgelegt, dass der mutterseitige Dichtbereich vom vaterseitigen Einführbereich nicht kontaktiert, und deshalb nicht beschädigt werden kann. Ein schräges, und damit zu Beschädigungen führendes Einführen der Vaterseite in die Mutterseite kann zusätzlich durch das Vorsehen einer Zentrieraussparung an der Vaterseite und einen in die Zentrieraussparung eingreifenden, mutterseitigen Zentrierbolzen verhindert werden. Hierdurch kann zusätzlich eine mögliche Rotationsbewegung zwischen Mutterseite und Vaterseite um die Mittellängsachse minimiert oder verhindert werden.The support area separates the deformation area and the sealing area. The dimensions of the father-side and mother-side support area are determined such that the mother-side sealing area is not contacted by the father-side insertion area and therefore cannot be damaged. An oblique insertion of the father side into the mother side, which leads to damage, can additionally be prevented by providing a centering recess on the father side and a centering bolt on the mother side engaging in the centering recess. In this way, a possible rotational movement between the mother side and father side about the central longitudinal axis can be minimized or prevented.

Der mutterseitige Dichtbereich bildet in der Endposition der Verbindung mit dem Dichtelement die radial gesehen äußere Dichtkontur. Wie bereits erwähnt, kann der Dichtbereich aufgrund der beschriebenen Geometrien nicht beschädigt werden.In the end position of the connection with the sealing element, the sealing area on the mother side forms the radially outer sealing contour. As already mentioned, the sealing area cannot be damaged due to the geometries described.

Der sich dem Dichtbereich anschließende, mutterseitige Feinzentrierbereich sorgt in Verbindung mit dem vaterseitigen Feinzentrierbereich dafür, dass die Vaterseite koaxial zur Mutterseite in der Endlage angeordnet ist, wodurch die Verformung des Dichtelements weitgehend homogen ist.The fine centering area on the mother side adjoining the sealing area, in conjunction with the fine centering area on the father side, ensures that the father side is arranged coaxially to the mother side in the end position, whereby the deformation of the sealing element is largely homogeneous.

Die als Hohlwelle ausgebildete Vaterseite sieht einen insbesondere konisch, zwischen zwei Radien liegenden Einführbereich vor, an den sich der Feinzentrierbereich anschließt. Dieser liegt in der Endlage im mutterseitigen Feinzentrierbereich. Der insbesondere als umlaufende Nut ausgebildete Dichtbereich der Vaterseite dient zur Aufnahme des Dichtelements, insbesondere eines gummielastischen O-Rings.The father side designed as a hollow shaft provides an in particular conical insertion area lying between two radii, to which the fine centering area adjoins. This is in the end position in the fine centering area on the mother side. The sealing area on the father side, which is designed in particular as a circumferential groove, serves to receive the sealing element, in particular a rubber-elastic O-ring.

Der vaterseitige Stützbereich wird in der Endlage vom mutterseitigen Stützbereich aufgenommen.The father-side support area is taken up by the mother-side support area in the end position.

Für den Fall, dass die Vaterseite den in Anspruch 5 beschriebenen Zentrierbereich vorsieht, kann erreicht werden, dass das Dichtelement konzentrisch zur Achse der Mutterseite eingeführt und der Dichtbereich auf der Mutterseite nicht beschädigt werden kann.In the event that the father side provides the centering area described in claim 5, it can be achieved that the sealing element is introduced concentrically to the axis of the mother side and the sealing area on the mother side cannot be damaged.

Die Vaterseite kann zudem einen Flansch vorsehen, der als Anlagefläche dienen kann. Der Flansch kann mittels Verbindungsschrauben endgültig festgesetzt werden.The father side can also provide a flange that can serve as a contact surface. The flange can be finally fixed using connecting screws.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further details of the invention can be found in the subclaims.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.In the following description, the invention is described and explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the figures.

Dabei zeigen:

1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Montagepositionen.

Show:

1 to 4th an embodiment of the invention in different mounting positions.

Die in den Figuren dargestellte Steckverbindung 10 umfasst eine Mutterseite 12 und eine Vaterseite 14. Die Mutterseite 12 sieht eine Aufnahme 16 für eine vaterseitige Hohlwelle 18 vor. Die Mutterseite 12 sieht zudem einen zylindrischen Zentrierbolzen 19 vor, der beim Fügen der beiden Seiten in eine vaterseitige Zentrieraussparung 20 eingreift.The connector shown in the figures 10th includes a mother side 12th and a father's side 14 . The mother side 12th sees a shot 16 for a father-side hollow shaft 18th in front. The mother side 12th also sees a cylindrical centering pin 19th before, when joining the two sides in a father-side centering recess 20th intervenes.

Die mutterseitige Aufnahme 16 weist einen konisch ausgebildeten Anlaufbereich 22, einen sich an den Anlaufbereich 22 anschließenden, zylindrisch ausgebildeten Zwischenbereich 24, einen sich an den Zwischenbereich 24 anschließenden, konisch ausgebildeten Verformungsbereich 26, einen sich an den Verformungsbereich 26 anschließenden, zylindrisch ausgebildeten Stützbereich 28, einen sich an den Stützbereich 28 anschließenden, zylindrisch ausgebildeten Dichtbereich 30, einen sich an den Dichtbereich 30 anschließenden, konisch ausgebildeten Übergangsbereich 32 und einen sich an den Übergangsbereich 32 anschließenden, zylindrisch ausgebildeten Feinzentrierbereich 34 auf.The mother-side admission 16 has a conical starting area 22 to the start area 22 adjoining, cylindrical intermediate area 24th , one at the intermediate area 24th subsequent, conically shaped deformation area 26 , one at the deformation area 26 adjoining, cylindrical support area 28 , one at the support area 28 subsequent, cylindrical sealing area 30th , contact the sealing area 30th adjoining, conical transition area 32 and one at the transition area 32 adjoining, cylindrical centering area 34 on.

Die vaterseitige Hohlwelle 18 wird von einem konisch ausgebildeten Einführbereich 36, einem sich an den Einführbereich 36 anschließenden Feinzentrierbereich 38, einen sich an den Feinzentrierbereich 38 anschließenden, ein Dichtelement 40 aufnehmenden, nutartig ausgebildeten Dichtbereich 42 und einen sich an den Dichtereich 42 anschließenden Stützbereich 44 gebildet. Die Hohlwelle 18 ist dabei an einem Flansch 46, der die Zentrieraussparung 20 aufweist, angeordnet. Wie aus 2 deutlich wird, tritt beim Fügen der beiden Seiten zunächst der Zentrierbolzen 19 in die Zentrieraussparung 20 ein. Hierdurch wird verhindert, dass der vaterseitige Einführbereich 36 und/oder das vaterseitige Dichtelement 40 beim Fügevorgang beschädigt werden. Zudem findet eine Vorzentrierung statt.The father-side hollow shaft 18th is created by a conical insertion area 36 , one at the insertion area 36 subsequent fine centering area 38 , focus on the fine centering area 38 subsequent, a sealing element 40 receiving, groove-like sealing area 42 and one at the poetry realm 42 adjoining support area 44 educated. The hollow shaft 18th is on a flange 46 that the centering recess 20th has arranged. How from 2nd it becomes clear that the centering bolt occurs when joining the two sides 19th in the centering recess 20th on. This prevents the father-side insertion area 36 and / or the father-side sealing element 40 be damaged during the joining process. Pre-centering also takes place.

Beim weiteren Fügen, wie es in 3 dargestellt ist, gelangt das Dichtelement 40 in den Verformungsbereich 26, in dem das Dichtelement 40 nach axial innen verformt wird. Aufgrund des nun fast vollständig in die Zentrieraussparung 20 eingetauchten Zentrierbolzens 19 sind eine Kontaktierung, und damit auch eine Beschädigung des Einführbereichs 36 am mutterseitigen Stützbereich 28, und insbesondere am mutterseitigen Dichtbereich 30, ausgeschlossen.When further joining, as in 3rd is shown, the sealing element arrives 40 in the deformation area 26 in which the sealing element 40 is deformed axially inwards. Because of the now almost completely in the centering recess 20th immersed centering pin 19th are contacting and thus damage to the lead-in area 36 on the mother-side support area 28 , and in particular on the nut-side sealing area 30th , locked out.

In der in der 4 dargestellten Endmontagelage liegt dann das elastisch verformte Dichtelement 40 im Dichtbereich 30. Der vaterseitige Stützbereich 44, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des mutterseitigen Stützbereich 28, befindet sich in dieser Position weitestgehend im mutterseitigen Stützbereich 28. Der vaterseitige Feinzentrierbereich 38 liegt im mutterseitigen Feinzentrierbereich 34. Hierdurch wird eine koaxiale Anordnung der Hohlwelle 18 zur Aufnahme 16 gewährleistet und das Dichtelement 40 wird homogen beaufschlagt. Eine Verdrehsicherung zwischen Mutterseite 12 und Vaterseite 14 wird insbesondere aufgrund des in die Zentrieraussparung 20 eingreifenden Zentrierbolzens 19 dargestellt. Insofern treten keine zu Beschädigungen führenden, aus Rotationsbewegungen resultierenden Rotationsspannungen im Dichtelement 40 auf.In the in the 4th illustrated final assembly position is then the elastically deformed sealing element 40 in the sealing area 30th . The father-side support area 44 , whose diameter is slightly smaller than the diameter of the mother-side support area 28 , is in this position largely in the mother-side support area 28 . The father-side fine centering area 38 lies in the fine centering area on the mother side 34 . This creates a coaxial arrangement of the hollow shaft 18th to record 16 guaranteed and the sealing element 40 is applied homogeneously. An anti-twist device between the nut side 12th and father side 14 is due in particular to the centering recess 20th engaging centering pin 19th shown. In this respect, there are no rotational tensions in the sealing element that lead to damage and result from rotational movements 40 on.

Zur endgültigen Festsetzung der beiden Seiten kann der Zentrierbolzen 19 als Gewindebolzen ausgeführt sein, auf den in der Endmontagelage eine Gewindemutter aufschraubbar ist, die gegen den Flansch 46 wirkt.The centering pin can be used to finally fix the two sides 19th be designed as a threaded bolt on which a threaded nut can be screwed in the final assembly position, which against the flange 46 works.

Claims

Fluid-tight plug-in connection (10) with a mother-side (12) having a rotationally symmetrical receptacle (16) and with a father-side (14) designed as a hollow shaft (18), which can be inserted into the receptacle (16) for fluid-tight connection, the nut-side (12) being one conical starting area (22), a cylindrical intermediate area (24) downstream from the starting area (22), a conical deformation area (26) downstream from the intermediate area (24), a cylindrical supporting area (28) downstream from the deformation area (26) , a cylindrical sealing area (30) downstream of the support area (28) and a cylindrical fine centering area (34) downstream of the sealing area (30) which is smaller in diameter than the upstream sealing area (30), the father side (14) being one conically shaped insertion area (36) for inserting a father-shaped cylindrical one n fine centering area (38) into the nut-side fine centering area (34), a sealing area (42) designed as a circumferential groove for receiving a ring-shaped sealing element (40) and a support area (44) which is larger in diameter than the fine centering area (38) , for insertion into the mother-side support area (34).

Plug connection (10) after Claim 1 , in which the diameter of the nut-side sealing area (30) is the same or only slightly smaller than the diameter of the nut-side support area (28).

Plug connection (10) according to at least one of the preceding claims, in which the father side (14) has a centering recess (20) running parallel to the central longitudinal axis of the father-side support region (44) for engaging a nut-side centering bolt (19) when joining the two sides.