-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einsteckkupplung entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Derartige
Einsteckkupplungen werden beispielsweise im Fahrzeugbau bei Kraftstoffleitungen benutzt
und dienen der Herstellung einer Verbindung zwischen einem rohrförmigen,
mit einer umlaufenden Halterippe versehenen Einsteckteil und einem
muffenartigen Kupplungskörper. Das Einsteckteil kann aus
Kunststoff oder Metall hergestellt sein und das Ende einer Leitung
oder der Anschlussstutzen an einem Gehäuse sein. Der Kupplungskörper
wird üblicherweise aus Kunststoff gefertigt und an eine
Leitung montiert, kann aber auch Bestandteil eines Gehäuses
sein.
-
Einsteckkupplungen
dieser Art sind durch einen zwischen dem Kupplungskörper
und dem Einsteckteil wirksamen Verriegelungsmechanismus gekennzeichnet
und sollen eine dichtende Verbindung zwischen den jeweils zu kuppelnden
Leitungselementen darstellen. Sie sind in zahlreichen Formen bekannt
geworden, wobei ein besonderes Augenmerk auf funktionelle Zuverlässigkeit
und Eigenschaften der montagemäßigen Handhabbarkeit
gelegt worden ist.
-
Aus
der
DE 4300037 C1 ist
eine Einsteckkupplung der eingangs erwähnten Art bekannt,
bei welcher der Verriegelungsmechanismus zwischen dem Kupplungskörper
und dem Einsteckteil durch ein Bauteil dargestellt ist, das radial
zur Hauptachse verschiebbar ist und zum Hintergreifen der Halterippe
des Einsteckteiles bestimmt ist. Vergleichbare Einsteckkupplungen
sind aus der
DE 197
22 842 C2 , der
DE 10 2004 062 887 B3 , der
EP 17 19 944 A2 , der
US 2004/0189001 A1 sowie
der
DE 10 2006
019 257 A1 bekannt. Nachteilig bei diesen Steckkupplungen
ist, dass eine korrekte Verrastung des Einsteckteils in dem Kupplungskörper
nicht in allen Fällen von außen einwandfrei ersichtlich
ist. Die Montage der Einsteckkupplungen muss in zwei Richtungen
erfolgen, so dass sich der Aufwand für eine automatische Montage
deutlich erhöht. Auch ist die Anzahl der notwendigen Bauteile
hoch.
-
Eine
weitere Einsteckkupplung ist beispielsweise aus der
DE 44 13 346 C1 bekannt,
deren Verriegelungsmechanismus durch eine, in den Kupplungskörper
axial eingeschobene und in der Einschiebeposition axial begrenzt
verschiebbare Hülse dargestellt ist. Die Hülse
besteht aus einem, im Muffengrund des Kupplungskörpers
positionierten Ring, von dem aus sich achsparallel in gleichförmiger
Umfangsverteilung und in Richtung auf das offene Ende des Kupplungskörpers
hin vier Stege erstrecken, von denen zwei einander diametral gegenüberliegende, innenseitig
zum Zusammenwirken mit der Halterippe des Einsteckteils bestimmte
Rasthaken tragen. Sämtliche Stege sind radial außenseitig
mit Ansätzen versehen, die in Ausnehmungen des Kupplungskörpers
axial begrenzt bewegbar aufgenommen sind, so dass über
zwei, außenseitig an den nicht mit Rasthaken versehenen
Stegen angeformte und aus dem Kupplungskörper herausragende
Vorsprünge die Hülse erfasst und axial relativ
zu dem Kupplungskörper bewegt werden kann, um den Kupplungszustand des
Einsteckteils mit dem Kupplungskörper zu lösen.
-
Nachteilig
bei dieser Einsteckkupplung ist, dass eine korrekte Verrastung von
außen nicht ersichtlich ist. Ferner bildet die Hülse
eine Wirkfläche für die mittels O-Ringen ausgeführte
Dichtung. Aufgrund der notwendigen axialen Verschiebbarkeit der Hülse
werden die eingesetzten O-Ringe beim Einführen des Einsteckteils
in eine axiale Endlage und beim bestimmungsgemäßen
Beaufschlagen der Kupplung mit Innendruck in eine entgegengesetzte
axiale Endlage geschoben. In den vorderen Bereich, den die O-Ringe
auf ihrem Weg überstreichen müssen, kann von außen
Schmutz eindringen. Diese Verschiebung führen die O-Ringe
bei jedem Lösen und Herbeiführen eines Kupplungszustands
aus, so dass die Gefahr besteht, dass sich die O-Ringe während
dieser Bewegung verdrillen und/oder sich Schmutzteilchen in die
Dichtbereiche einlagern, wodurch eine sichere Dichtheit nicht mehr
gegeben ist. Dieses ist umso bedeutender, da diese Art von Kupplung
u. a. auch für den Einsatz in Kraftstoffleitungen Verwendung
findet. Eine serienbegleitende Dichtheitsprüfung bei der Montage
der Kupplung als Baueinheit ist nicht möglich, da die O-Ringe
erst im montierten Zustand ihre Wirkposition einnehmen.
-
Schließlich
ist aus der
DE 37 27 858 eine weitere
Einsteckkupplung bekannt, welche aus einem muffenartigen, an seinem
einen Ende zur Verbindung mit einem Schlauch bestimmten Kupplungskörper
und einem, zum Einsetzen in diesen bestimmten, an seinem abgewandten
Ende zur Verbindung mit einer Leitung bestimmten Einsteckteil besteht. Das
dem Einsteckteil zugekehrte Ende des Kupplungskörpers ist
durch einen Ringkörper gekennzeichnet, an dessen Innenseite
blockartige Sperrsegmente angeformt sind, die zum formschlüssigen
Hintergreifen einer auf dem Einsteckteil angeordneten umlaufenden
Halterippe bestimmt sind. Der Ringkörper steht über
zwei, sich achsparallel erstreckende, einander diametral gegenüberliegende
Stege mit dem Kupplungskörper in Verbindung, der ferner durch
einen innenseitig zylindrischen Aufnahmeraum gekennzeichnet ist,
der mit zwei, jeweils in Nuten des Einsteckteils aufgenommenen Dichtringen
zusammenwirkt. Ein Lösen des Kupplungszustands ist somit
durch ovale Verformung des Ringkörpers möglich.
Dieses Einsteckteil erfordert die Benutzung eines speziellen Einsteckteiles,
welches gleichzeitig als Träger der Dichtringe fungiert.
Eine besondere. Montagereihenfolge ist somit erforderlich. Zwar
bestehen zwischen den genannten Stegen Ausnehmungen – ob
hingegen ein korrekter Eingriffszustand zwischen der Halterippe
und den Sperrsegmenten gegeben ist, ist zumindest durch bloße
Inaugenscheinnahme nicht ohne weiteres hinreichend zuverlässig
feststellbar.
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einsteckteckkupplung der eingangs
bezeichneten Art bei Wahrung ihrer Funktionalität und eines
konstruktiv einfachen Aufbaus mit Hinblick auf ihre montagemäßige
Handhabbarkeit hin zu verbessern. Gelöst ist diese Aufgabe
bei einer solchen Einsteckkupplung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 1.
-
Erfindungswesentlich
ist hiernach ein Koppelelement, welches in den Kupplungskörper
einsetzbar und in seiner axialen Position festlegbar ist. Dieses
bildet über eine Ringschulter eine erste axiale Wirkfläche
für eine Dichtungsanordnung. Dieses bildet auch den Träger
für den wenigstens einen Rasthaken, der zum Zusammenwirken
mit der Halterippe bestimmt ist. Zusammen mit einer weiteren, durch das
Gehäuse des Kupplungskörpers gebildeten Ringschulter
ist in Verbindung mit den einander zugekehrten, radial voneinander
beabstandeten zylindrischen Flächen des Einsteckteils und
des Gehäuses des Kupplungskörpers ein Ringraum
dargestellt, in dem die Dichtungsanordnung axial unverschiebbar festgelegt
und nach Maßgabe einer elastischen Verformung dichtend
an den genannten Flächen anliegend gehalten ist. Die Funktion
und die Lage der Dichtungsanordnung, die aus wenigstens einem Dichtring
bestehen kann, wird somit durch ein Einschieben des Einsteckteils
in den sowie durch dessen Entnahme aus dem Kupplungskörper
nicht beeinträchtigt. Das Einsteckteil kann von herkömmlicher
zylindrischer und bis auf die Halterippe völlig glattwandiger
Art sein. Man erkennt, dass die Einsteckkupplung durch relativ wenig
Bauelemente gekennzeichnet ist.
-
Die
Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf Maßnahmen
gerichtet, die alternativ oder auch gleichzeitig, einander ergänzend,
zur besonders einfachen Überprüfung eines korrekten
Verrastungszustands des Einsteckteils in dem Kupplungskörper
bestimmt sind.
-
Die
Merkmale der Ansprüche 4 und 5 sind auf eine nähere
Ausgestaltung des Koppelelements gerichtet. Zu dessen bereits genannter
Funktion als Träger des/der Rasthaken tritt hiernach hinzu,
dass dieses über seinen Ringkörper eine Zentrierungsfunktion
auf das Einsteckteil ausübt. Dies ist von großer
Bedeutung für eine zuverlässige Dichtungswirkung
von reproduzierbarer Qualität.
-
Die
Merkmale der Ansprüche 6 bis 8 sind auf eine weitere Ausgestaltung
des Koppelelements, insbesondere dessen Festlegung in bzw. an dem
Kupplungskörper gerichtet. Besonders vorteilhaft ist, dass auch
der Befestigungszustand des Koppelelements in dem Kupplungskörper
von außen durch bloße Inaugenscheinnahme feststellbar
ist.
-
Die
Rasthaken sind entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 an einem
Ringelement angebracht. Dies eröffnet einfache Möglichkeiten
der Darstellung einer Entriegelung des Eingriffs des Rasthakens
mit der Halterippe, indem das Ringelement lediglich radial verformt
wird.
-
Die
Merkmale des Anspruchs 10 sind auf eine konstruktive Darstellung
des Koppelelements mit Hinblick auf eine visuelle Erkennbarkeit
eines korrekten Eingriffszustands zwischen dem Kupplungskörper
und dem Einsteckteil gerichtet. Wesentlich ist hiernach die Einrichtung
einer seitlichen Ausnehmung und die Positionierung der Halterippe
sowie der Rasthaken mit der Maßgabe, dass deren Eingriff mit
der Halterippe innerhalb der Ausnehmung von außen her visuell
wahrnehmbar ist.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen,
näher erläutert werden.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
teilweise Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen
Einsteckkupplung;
-
2 einen
Längsschnitt der Einsteckkupplung gemäß 1 im
Eingriffszustand;
-
3 eine
perspektivische vorderseitige Ansicht des Kupplungskörpers
zur Erläuterung einer Entriegelung;
-
4 eine
Explosionsdarstellung der Einsteckkupplung gemäß 1;
-
5 eine
Querschnittsdarstellung der Einsteckkupplung entsprechend einer
Schnittebene V–V der 6;
-
6 eine
Seitenansicht der Einsteckkupplung gemäß 1 im
Eingriffszustand.
-
Die
in 1 gezeigte Einsteckkupplung besteht global aus
einem rohrförmigen Einsteckteil 1, einem muffenartigen
Kupplungskörper 2 und einem Koppelelement 22,
wobei in der gezeigten Darstellungsform das Einsteckteil 1 noch
nicht in den Kupplungskörper 2 eingeführt
ist. Man erkennt auf dem Einsteckteil 1 eine umlaufende Halterippe 3 und
auf dem Koppelelement 22 beispielhaft als Paar angeordnete
Rasthaken 4, 4', die sich einander diametral gegenüberliegen.
Sowohl der Kupplungskörper 2 als auch das Einsteckteil 1 sind
an ihren einander abgekehrten Enden mit beispielhaft gezeigten Anschlüssen 12, 13 versehen,
an welche ein Rohr oder ein Schlauch aufgepresst oder angeschweißt
werden können. Hier sind aber auch andere Ausführungsformen
möglich, insbesondere kann es sich bei diesen Anschlüssen 12, 13 auch
um Bestandteile eines Gehäuses oder eines anderen Bauteiles
unmittelbar handeln.
-
Abgesehen
von seiner Bemessung ist das Einsteckteil 1 somit nur durch
die Halterippe 3 an den Kupplungskörper 2 angepasst
und im Übrigen außenseitig glattwandig ausgebildet.
-
2 zeigt
den Eingriffszustand der Einsteckkupplung. Beim Einführen
des Einsteckteiles 1 in den Kupplungskörper 2 trifft
dessen Halterippe 3 auf eine Einführschräge
der Rasthaken 4, 4', wodurch diese radial nach
außen elastisch verformt werden, so dass der Abstand dieser
Haken sich vergrößert und das Einsteckteil 1 weiter
in Richtung auf den Eingriffszustand hin geschoben werden kann. Sobald
sich die Halterippe 3 hinter den jeweiligen Haltekanten 10, 10' der
Rasthaken 4, 4' befindet, federn diese elastisch
soweit zurück, dass sie auf der glattwandigen Außenseite
des Einsteckteiles 1 zur Anlage kommen. Hierdurch ist ein
Formschluss in axialer Richtung zwischen dem Einsteckteil 1 und dem
Kupplungskörper 2 hergestellt.
-
Der
Kupplungskörper 2 ist durch ein rohrförmiges
Gehäuse 8 gekennzeichnet, dessen Innendurchmesser
größer als der Außendurchmesser des Einsteckteiles 1 angelegt
ist, so dass sich zwischen diesen ein Ringraum 11 ergibt,
in dem axial aufeinanderfolgend ein erster Dichtring 5,
ein Stützring 6 und ein zweiter Dichtring 7 aufgenommen
sind. Diese Ringe liegen im Eingriffszustand der Einsteckkupplung
axial aneinander, wobei eine, den Ringraum 11 auf der,
dem Anschluss 12 zugekehrten Seite des Gehäuses 8 begrenzende,
sich radial erstreckende Ringschulter 24 eine axiale Wirkfläche
für den Dichtring 7 bildet.
-
Beim
Einschieben des Einsteckteiles 1 wird dessen freies Ende
durch den Dichtring 5, den Stützring 6 und
den Dichtring 7 innerhalb des Ringraumes 11 des
Gehäuses 8 geführt. Die Dichtringe 5, 7 werden
dabei elastisch verformt und sind radial zwischen den zylindrischen
Innen- und Außenwandungen des Ringraumes 11, somit
zwischen den einander radial zugekehrten Seiten des Gehäuses 8 und
des Einsteckteils 1 so gespannt, dass sie den Ringraum 11 gegen
dem Außenraum des Kupplungskörpers 2 abdichten.
Der Stützring 6 trennt die beiden Dichtringe 5 und 7,
um separate Dichtbereiche für jeden Dichtring 5, 7 zu
erhalten. Gleichzeitig wird das Einsteckteil 1 in dem Ringraum 11 des
Gehäuses 8 zentriert.
-
Der
Dichtring 7 und der Stützring 6 ist optional
einsetzbar, wenn sehr hohe Dichtheit und Redundanz gefordert ist.
Grundsätzlich ist an dieser Stelle somit ein einzelnes
ringförmiges Dichtelement ausreichend.
-
Wie
aus einer Zusammenschau der 3 und 4 hervorgeht,
besteht das Koppelelement 22 aus einem Ringkörper 15,
dessen eine, in der Eingriffposition dem Anschluss 12 zugekehrte
Seite eine Ringschulter 23 bildet, welche eine axiale Wirkfläche für
den Dichtring 5 bildet. Die aus den Dichtringen 5, 7 sowie
dem Stützring 6 bestehende Anordnung ist somit
zwischen den durch die Ringschultern 23, 24 dargestellten
Wirkflächen axial eingespannt und in ihrer Position eindeutig
fixiert.
-
An
den Ringkörper 15, und zwar auf dessen der Ringschulter 23 axial
abgekehrter Seite sind zwei sich achsparallel erstreckende zylindrische,
einander diametral gegenüberliegende Laschen 17 angeformt, zwischen
denen, jeweils unter Belassung von Schlitze 25 sich zwei,
zylindrische, einander ebenfalls diametral gegenüberliegende
Stege 26 erstrecken, an deren, dem Einsteckteil 1 zugekehrten
freien Enden radial innenseitig die genannten Rasthaken 4, 4' angeformt
sind. Die Stege 26 sind im Übrigen durch eine
ausgehend von dem radialen Niveau des Ringkörpers 15 sich
nach außen erstreckende Stufe 27 gekennzeichnet.
-
Mit 22', 22'', 22''', 22'''' sind
elastisch federnde Verbindungselemente bezeichnet, die an radial außen
gelegenen Stellen der freien Enden der Stege 26 angeformt
sind, und mit diesen zusammen mit seitlichen, einander gegenüberliegenden,
untereinander gleich beschaffenen, segmentartigen Entriegelungselementen 14, 14' ein
polygonartiges Ringelement 28 bilden. Im Einbauzustand
des Koppelelements 22, der im Folgenden noch erläutert
werden wird, ragen die radial außenseitig ebenfalls segmentartigen
Rasthaken 4, 4' teilweise in Ausnehmungen 29 des
Gehäuses 8 hinein, die in dessen dem Koppelelement 22 zugekehrte
Stirnseite 30 eingeformt sind.
-
Ein
möglicher vorteilhafter Entriegelungsmechanismus wird in 3 gezeigt.
Zur Entriegelung werden Kräfte in Richtung der Pfeile F
und F' auf die Entriegelungselemente 14, 14' aufgebracht.
Diese Kräfte wirken über die Verbindungselelemente 22'. 22''. 22'''. 22'''' auf
die Rasthaken 4, 4' in der Form, dass sich diese
in Richtung der Pfeile S aufgrund der Symmetrieeigenschaften des
Ringelements 28 elastisch nach außen verformen.
Aufgrund dieser Bewegung wird der Formschluss in axialer Richtung
zwischen dem Einsteckteil 1 und dem Kupplungskörper 2 gelöst.
Das Einsteckteiles 1 kann nun aus dem Kupplungskörper 2 herausgezogen
werden.
-
4 zeigt
alle Bauteile der Einsteckkupplung in einer Explosionsdarstellung.
Mit 16, 16' (5) sind
Rastzylinder bezeichnet, die an der Außenseite der Laschen 17 in
einander gegenüberliegenden Positionen, sich senkrecht
zu einer Längsachse des Ringkörpers 15 erstreckend,
angeformt sind.
-
Zur
Montage der Bauteile der Einsteckkupplung wird zuerst der Dichtring 5 in
das Gehäuse 8 eingeführt, danach der
Stützring 6 und schließlich der Dichtring 7.
Als letztes Bauteil wird das Koppelelement 22 in das Gehäuse 8 eingeführt.
Alternativ dazu können sämtliche dieser Bauteile
auch auf einen Montagedorn aufgesetzt werden, der dann diese gemeinsam
in das Gehäuse 8 einführt. Wesentlich
ist, dass sämtliche dieser Bauteile in einer axialen Bewegung
in das Gehäuse 8 einführbar sind.
-
Während
dieser Einführbewegung stoßen die Rastzylinder 16, 16' gegen
die Innnenseite der Wandung des Gehäuses 8. Durch
eine an ihrer Stirnseite angebrachte Einführschräge 20 verformen
sich die Laschen 17, 17' elastisch radial einwärts,
so dass das Koppelelement 22 weiter in das Gehäuse 8 eingeführt
werden kann. Auf dem weiteren Verschiebeweg kommen die Rastzylinder 16, 16' in
eine deckungsgleiche Position mit radialen Bohrungen 19, 19' des
Gehäuses 8. Aufgrund der elastischen Vorspannung
der Laschen 17, 17' werden die Rastzylinder 16, 16' in
die Bohrungen 19, 19' eingeführt und bilden
einen Formschluss, so dass die Position des Koppelelements 22 in
dem Gehäuse 8 axial gesichert ist. Da die Bohrungen 19 von
der Außenseite des Gehäuses 8 her offen
zugänglich sind, ist auch der Eingriffszustand der Rastzylinder 16, 16' und
damit die korrekte Fixierung des Koppelelements 22 innerhalb des
Kupplungskörpers 2 durch bloße äußere
Inaugenscheinnahme überprüfbar.
-
In
dieser gesicherten Position des Koppelelements 22 bildet
dessen Ringschulter 23 eine Wirkfläche für
den Dichtring 5. Gleichzeitig zentriert der Ringkörper 15 des
Koppelelements 22 das Einsteckteil 1 in dem Gehäuse 8.
Aufgrund der axialen und radialen Fixierung des Koppelelements 22 in
dem Gehäuse 8 sind axial beiderseits der Anordnung
der Ringe 5, 6, 7 Wirkflächen
definiert, zwischen denen diese Anordnung axial festgesetzt ist.
-
Der
durch eine Verrastung der beiden Rastzylinder 16, 16' in
den Bohrungen 19 gekennzeichnete Einbauzustand des Koppelelements 22 ist
ferner dadurch gekennzeichnet, dass im Eingriffszustand der Einsteckkupplung
die einander zugekehrten Stirnseiten 28' des Ringelements 28 und 17' der
Laschen 17 nach Maßgabe eines Abstands 31 zueinander
gehalten sind. Eine Haltekante 10, die als jeweiliger integraler
Teil der Rasthaken 4, 4' unmittelbar zum Hintergreifen
der Halterippe 3 bestimmt ist, befindet sich axial an einer
Stelle innerhalb des des genannten Abstands 31.
-
6 zeigt
eine vollständig verrastete erfindungsgemäße
Einsteckkupplung. Man kann optisch die ordnungsgemäß verrastete
Position der Haltekante 10 hinter der Halterippe 3 erkennen,
da die axiale Position der Haltekante innerhalb der durch den Abstand 31 definierten
Ausnehmung 29 positioniert ist.
-
Ferner
ist zu erkennen, dass bei einer ordnungsgemäß verrasteten
Position des Rasthakens 4 dessen radiale Außenseite
bündig mit einer Gehäusekante 21 des
Gehäuses 8 abschließt. Bei nicht ordnungsgemäßer
Verrastung des Rasthakens 4 liegt die Haltekante 10 auf
dem Außendurchmesser der Halterippe 3 auf, so
dass sich der Rasthaken 4 radial über die Gehäusekante 21 hinaus
verformt, ein Umstand der optisch erkennbar und ferner ertastbar
ist.
-
Somit
gibt es zwei unabhängig voneinander wirkende Mechanismen
einer Rastkontrolle.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4300037
C1 [0004]
- - DE 19722842 C2 [0004]
- - DE 102004062887 B3 [0004]
- - EP 1719944 A2 [0004]
- - US 2004/0189001 A1 [0004]
- - DE 102006019257 A1 [0004]
- - DE 4413346 C1 [0005]
- - DE 3727858 [0007]