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Gegenstand der Erfindung ist eine Schnellkupplung für eine Schlauchverbindung in Kraftstoffleitungen, bestehend aus einem ersten Schlauchstutzen und einem zweiten Schlauchstutzen, wobei der erste Schlauchstutzen auf den zweiten Schlauchstutzen aufsteckbar ist, indem der erste Schlauchstutzen ein topfförmiges Gehäuse aufweist, in das der zweite Schlauchstutzen einsetzbar ist, einem Dichtring, der zwischen dem Außenumfang des zweiten Schlauchstutzens und dem Innendurchmesser des Gehäuses angeordnet ist und einem Rastelement, welches in eine Raststelle in dem Gehäuse eingreift, wobei das topfförmige Gehäuse mindestens eine Ausnehmung aufweist, die am Rand des Gehäuses beginnend sich in Richtung des Bodens des Gehäuses erstreckt, wobei der zweite Schlauchstutzen mindestens ein Formelement besitzt, welches in die mindestens Ausnehmung einführbar ist, wobei beide Schlauchstutzen jeweils mindestens ein Rastelement besitzen, welche erst dann zusammenwirken, wenn das mindestens eine Formelement seine Endlage in der mindestens einen Ausnehmung erreicht hat.
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Derartige Schlauchkupplungen werden für Leitungen im Kraftfahrzeugbau, insbesondere für Waschwasser- oder Kraftstoffleitungen, verwendet und sind daher bekannt. Der Nachteil derartiger Schlauchkupplungen besteht darin, dass diese den Anforderungen an Kraftstoffleitungen oftmals nicht genügen. Bei hohen Drucken und in Kombination mit hohen Kraftstofftemperaturen oder auch bei aggressiven Kraftstoffen, z.B. Kraftstoffe mit hohem Alkoholanteil, ist keine ausreichende Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung gegeben. Indem die aggressiven Kraftstoffbestandteile als auch die hohen Temperaturen die Materialeigenschaften der insbesondere aus Kunststoffen bestehenden Schnellkupplung negativ beeinflussen, kommt es zu diesen Erscheinungen. Eine derartige Schnellkupplung ohne zusätzliches Dichtelement ist aus der
DE 196 53 257 C2 bekannt. Eine weitere Schnellkupplung ist aus der
US 6,186,561 B1 bekannt. Die Schnellkupplung umfasst ein Gehäuse mit einem Stutzen, der mit einem Leitungsende verbunden ist. In das Gehäuse wird das zweite Leitungsende eingeschoben, wobei mehrere Dicht- und Führungselemente die Abdichtung der Verbindung gewährleisten. Ein zusätzliches drittes Sicherungsteil ist zum Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung angeordnet. Dieses Sicherungsteil besitzt zwei Hebelarme mit Rasthaken, wobei die Rasthaken im unbetätigten Zustand einen Vorsprung der Leitung hintergreifen und so ein Lösen der Verbindung verhindern. Durch Bestätigen der Hebelarme lassen werden die Rasthaken radial nach außen bewegt, so dass sie den Vorsprung freigeben und ein Lösen der Verbindung ermöglichen. Nachteilig ist auch bei dieser Schnellkupplung die Anfälligkeit gegenüber hohen Drücken und hohen Temperaturen.
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Aus der
DE 34 27 745 A1 ist eine Kupplung bekannt, bei der eine Überwurfmuffe mit einem Flansch einen Bajonettverschluss bilden, indem ein Zapfen der Muffe in eine Nut am Flansch eingreift. Die Nut verläuft zuerst axial und anschließend senkrecht dazu. Am Ende der Nut ist eine Raststelle für den Zapfen vorgesehen. Auch diese Kupplung gewährleistet bei hohen Drücken und hohen Temperaturen keine ausreichend sichere Verbindung.
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Die Druckschrift
DE 44 45 357 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Anschließen einer Druckmittelleitung an einem Gerät, wobei die Vorrichtung aus zwei aus Kunststoff bestehenden Anschlussteilen besteht, die eine Bajonettverbindung ausbilden, womit eine Verbindung zwischen den beiden Anschlussteilen gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert ist.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellkupplung zu schaffen, welche eine sicher Verbindung zweier Leitungen gewährleistet, wobei die Verbindung auch extremen Anforderungen, wie hohe Temperaturen und Drücke, sowie aggressive Medien, standhalten soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dass der Bereich der Ausnehmung, in der das Formelement seine Endlage erreicht, als Raststelle ausgebildet ist, in die das Formelement eingreift.
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Indem zwei Leitungen durch den Formschluss zwischen mindestens einem Formelement und mindestens einer Ausnehmung miteinander verbunden werden und diese Verbindung durch mindestens eine zusätzliche Rastverbindung gesichert wird, erhält man eine Schlauchkupplung, die auch unter schwierigen Betriebsbedingungen, wie hohe Drücke, hohe Temperaturen und aggressive Medien, einen zuverlässigen Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Lösen bietet. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Schlauchkupplung sehr wenige Bauteile auf, wodurch sie besonders kostengünstig ist. Insbesondere zur Sicherung der Verbindung wird kein separates Bauteil benötigt.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung der mindestens einen Ausnehmung hat diese einen einer Gewindesteigung ähnlichen, kontinuierlichen Verlauf, indem sie in einem Winkel zur Längsachse und entlang des Umfangs verläuft.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist die Ausnehmung einen diskontinuierlichen Verlauf auf, indem sie am Rand des Gehäuses beginnend einen ersten axial verlaufenden Bereich besitzt, an den sich ein zweiter Bereich anschließt, der senkrecht zum ersten Bereich und entlang des Umfangs verläuft.
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Die Endlage des Formelements lässt sich in einfacher Weise durch die Gestaltung der Ausnehmung definieren. So ist es denkbar, dass das Formelement seine Endlage durch einen Kraftschluss erreicht, indem es von der Ausnehmung geklemmt wird.
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Das Formelement ist besonders zuverlässig in seiner Endlage, da der Bereich der Ausnehmung, in der das Formelement seine Endlage erreicht, als Raststelle ausgebildet ist, in die das Formelement eingreift.
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Eine weitere Erhöhung der Sicherheit gegen ein ungewolltes Lösen wird dadurch erreicht, dass zwei Formelemente angeordnet sind, die in je eine Ausnehmung eingreifen.
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Die Schlauchkupplung lässt sich mit mehreren Formelementen und Ausnehmungen gut montieren, wenn die Formelemente und Ausnehmungen bezogen auf ihre radiale Anordnung jeweils symmetrisch am Umfang angeordnet sind.
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Die Formelemente lassen sich gegen Beschädigungen von außen schützen, wenn die Ausnehmungen im Gehäuse auf der Innenseite angeordnet sind und die Tiefe der Ausnehmungen in etwa der halben Gehäusewanddicke entspricht. Damit sind die Formelemente durch das Gehäuse geschützt.
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In einer anderen Ausführung sind die Ausnehmungen als Schlitze im Gehäuse ausgeführt. Das hat den Vorteil, dass zum einen die Formelemente mit einer radial größeren Ausdehnung gestaltet werden können, wodurch sich die Stabilität der Formelemente erhöhen lässt. Zum anderen wird mit dieser Ausgestaltung die Möglichkeit eröffnet, das korrekte Erreichen der Verbindung mittels einer Sichtkontrolle und/oder einer haptischen Kontrolle zu prüfen. Durch die haptische Kontrolle kann die Schlauchkupplung an schwer einsehbaren Stellen und durch die Sichtkontrolle an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt werden. Damit erhöhen sich die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Schlauchkupplung.
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Die Rastelemente zur Sicherung der Verbindung lassen sich in besonders einfach und damit kostengünstig gestalten, wenn das mindestens eine Rastelement am zweiten Schlauchstutzen ein Rasthaken und das mindestens eine Rastelement am Gehäuse eine Raststelle oder das mindestens eine Rastelement am zweiten Schlauchstutzen eine Raststelle und das mindestens eine Rastelement am Gehäuse ein Rasthaken ist.
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Die Raststelle ist in einer einfachen Ausführung eine Ausnehmung, in die der mindestens eine Rasthaken eingreift.
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Der an dem Schlauchstutzen angeordnete mindestens eine Rasthaken lässt sich vor Beschädigungen schützen, wenn er axial in Richtung dieses Schlauchstutzens ausgerichtet ist. Mit dieser Ausbildung ist er innerhalb des Gehäuses des anderen Schlauchstutzens angeordnet.
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Eine größere Sicherheit gegen ein ungewolltes Lösen der Verbindung wird mit einer Schlauchkupplung erreicht, bei der am Gehäuse und am zweiten Schlauchstutzen jeweils mindestens zwei Rastelemente angeordnet sind.
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Die Sicherheit gegen ein ungewolltes Lösen wird weiter dadurch erhöht, dass die Rastelemente bezogen auf ihre radiale Anordnung symmetrisch am Umfang angeordnet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung lässt sich die Montage und insbesondere die Demontage weiter vereinfachen, indem an dem mindestens einen Rasthaken in axialer Ausrichtung ein Betätigungselement für den Rasthaken angeformt ist.
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An zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung,
- 2: einen Schnitt der Schlauchkupplung aus 1,
- 3: eine zweite Ausführungsform der Schlauchkupplung,
- 4: eine dritte Ausführungsform der Schlauchkupplung im Schnitt und
- 5: einen Schlauchstutzen nach 4 in perspektivischer Darstellung.
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Die Schlauchkupplung 1 in 1 besteht aus einem ersten Schlauchstutzen 2 und einem zweiten Schlauchstutzen 3. Beide Schlauchstutzen 2, 3 besitzen ein Tannenbaumprofil 4 zum Anschluss einer Leitung, z.B. eines Schlauchs einer Kraftstoffleitung. Der erste Schlauchstutzen 2 weist im Anschluss an das Tannenbaumprofil 4 ein topfförmiges Gehäuse 5 auf, in das der zweite Schlauchstutzen 3 eingesetzt ist. Das Gehäuse 5 weist zwei Ausnehmungen 6 auf, die am Umfang des Gehäuses 5 im radialen Abstand von 180° angeordnet sind. Die Ausnehmungen 6 besitzen einen ersten Bereich 7, der am Rand des Gehäuses 5 beginnend, in axialer Richtung verläuft. Daran schließt sich ein zweiter Bereich 8 an, der sich entlang des Umfangs des Gehäuses 5 rechtwinklig zum ersten Bereich 7 erstreckt. Der zweite Schlauchstutzen 3 weist an seinem Außenumfang zwei zylinderförmige Formelemente 9 auf, welche mit den Ausnehmungen 6 des ersten Schlauchstutzens 2 zusammenwirken. Zum Schließen der Schnellkupplung 1 wird der zweite Schlauchstutzen 3 in den ersten Schlauchstutzen 2 entlang der Längsachse 10 so eingeschoben, dass die Formelemente 9 im ersten Bereich 7 der Ausnehmungen 6 entlang gleiten. Erreichen die Formelemente 9 das Ende des ersten Bereichs 7 wird die Vorwärtsbewegung gestoppt. Durch Verdrehen der beiden Schlauchstutzen 2, 3 gleiten die Formelemente 9 nunmehr entlang des zweiten Bereichs 8 der Ausnehmungen 6 bis in ihre Endlage. Mit Erreichen der Endlage durch die Formelemente 9 ist die Schlauchkupplung 1 geschlossen. Die von außen sichtbaren Formelemente 9 erlauben zudem eine Sichtkontrolle. Für eine zusätzliche Sicherung der Endlage ist am Ende des zweiten Bereichs 8 eine an die Form der Formelemente 9 angepasste Raststelle 11 vorgesehen. Aufgrund ihrer Formgebung bietet die Raststelle 11 eine gewisse Sicherheit gegen ein ungewolltes Lösen der Schlauchkupplung.
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Die eigentliche Sicherung der Schnellkupplung 1 ist in 2 dargestellt. Das topfförmige Gehäuse 5 besitzt neben den Ausnehmungen 6 zwei als Raststellen wirkende Schlitze 12, die um jeweils 90° verdreht zu der Raststelle 11 am Ende des zweiten Bereichs 8 der Ausnehmungen 6 angeordnet sind. Der zweite Schlauchstutzen 3 besitzt zwei Rasthaken 13, die wiederum um jeweils 90° verdreht zu den Formelementen 9 angeordnet sind. Die Rasthaken 13 sind einteilig am dem Ende des zweiten Schlauchstutzen 3, welches dem ersten Schlauchstutzen 2 zugewandt ist, angeformt. Sie erstrecken sich axial in Richtung des zweiten Schlauchstutzens 3. Infolge dieser Ausbildung können die Rasthaken in radialer Richtung federn.
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Zum Schließen der Schnellkupplung 1 wird der zweite Schlauchstutzen 3 in das Gehäuse 5 eingeschoben. Der Rand des Gehäuses 5 lenkt dabei die Rasthaken 13 radial in Richtung der Längsachse 10 aus. Mit der anschließenden Verdrehen der beiden Schlauchstutzen, durch die die Formelemente 9 in ihre Endlage gebracht werden, werden die Schlitze 12 mit den Rasthaken 13 in Deckung gebracht. Dadurch verrasten die Rasthaken 13 mit den Schlitzen 12, indem sie in ihre Ausgangslage zurückschwenken. Nach diesem Verrasten ist ein Verdrehen der beiden Schlauchstutzen 2, 3 ausgeschlossen. Damit wird verhindert, dass sich die Formelemente 9 in den Ausnehmungen 6 bewegen können. Die Schlauchkupplung 1 ist gegen ein ungewolltes Lösen gesichert. Zudem sind die Rasthaken 13 vor äußeren Beschädigungen geschützt, da sie innerhalb des Gehäuses 5 des ersten Schlauchstutzens 2 angeordnet sind.
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Zum Lösen der Schlauchkupplung 1 werden die an den Rasthaken 13 angeformten Betätigungselemente 14 zusammengedrückt. Infolge des Zusammendrückens der axial ausgerichteten Betätigungselemente 14 werden die Rasthaken 13 radial in Richtung der Längsachse 10 ausgelenkt, so dass sie nicht mehr in die Schlitze 12 eingreifen. Dadurch lassen sich die Schlauchstutzen 2, 3 verdrehen, so dass die Formelemente 9 entlang des zweiten Bereichs 8 zum ersten Bereich 7 der Ausnehmungen 6 bewegt werden, um anschließend die beiden Schlauchstutzen 2, 3 durch Auseinanderziehen voneinander zu trennen.
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Die Schlauchkupplung 1 in 3 unterscheidet sich von der Schlauchkupplung nach 1 in der Form der Ausnehmungen 6. Anstelle von zwei senkrecht zueinander angeordneten Bereichen weisen die Ausnehmungen 6 einen kontinuierlichen Verlauf in Umfangsrichtung und in einem Winkel α zur Längsachse 10 auf.
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Die Schlauchkupplung in 4 entspricht im Wesentlichen der Schlauchkupplung in 1. Lediglich die Rasthaken 13 sind an dem ersten Schlauchstutzen 2 angeordnet und verrasten mit den Schlitzen 12. Die Schlitze 12 sind am Schlauchstutzen 3 angeordnet und in 5 näher dargestellt. Der Schlauchstutzen 3 weist zwei umlaufende Bünde 15, 16 auf. Der Bund 15 dient als Anschlag für einen Dichtring 17, welcher zur Abdichtung der Schlauchkupplung 1 vorgesehen ist. Dabei ist es möglich, statt des einen Dichtrings 17 mehrere Dichtelemente vorzusehen. Der andere Bund 16 ist zweigeteilt, wobei die Unterbrechungen die Schlitze 12 bilden. Auf jeweils einer an den jeweiligen Schlitz 12 angrenzenden Seite des Bundes 16 besitzt dieser jeweils eine Stufe 18. Die Stufen 18 dienen dem Durchgriff der Betätigungselemente 14 und der Rasthaken 13, wenn die Formelemente 9 in die Ausnehmungen 6, insbesondere entlang des ersten Bereichs 7, gleiten. Erst mit dem Verdrehen der beiden Schlauchstutzen 2, 3, mit dem die Formelemente 9 ihre Endlage erreichen, werden die Rasthaken 13 von den jeweiligen Stufen 18 in die jeweiligen Schlitze 12 bewegt.
