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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Rohrleitungen
mit einem Außenteil und einem Innenteil, die miteinander
verbunden und voneinander getrennt werden können, wobei
das Außenteil eine Öffnung und in der Öffnung
eine Ringausnehmung aufweist, in der ein ringförmiges,
in radialer Richtung elastisch verformbares Halteelement angeordnet
ist, das Innenteil ein als Steckzapfen ausgebildetes Ende hat, das
in die Öffnung des Außenteils einsteckbar ist
und eine Umfangsausnehmung aufweist, in der, wenn das Innenteil
mit dem Außenteil verbunden ist, ein ringförmiges,
in radialer Richtung elastisch verformbares Abstützelement
angeordnet ist, das mit einem radial äußeren Bereich
aus der Umfangsausnehmung herausragt und eine Schulter bildet, an
der das Halteelement derart abstützbar ist, dass der Steckzapfen
gegen Herausziehen aus der Öffnung durch das Halteelement
verriegelt ist.
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Bei
einer aus
DE 197 28
137 A1 bekannten Steckverbindung der angegebenen Art wird
das Abstützelement vor dem Einführen des Innenteils
in die Öffnung des Außenteils auf den Steckzapfen
aufgesteckt und auf dem Steckzapfen über eine Kegelfläche,
durch die es aufgeweitet wird, bis zum Einrasten in eine Umfangsausnehmung
geschoben, in die es mit geringer radialer Vorspannung eingreift.
Erst nach diesem Montagevorgang wird der Steckzapfen in die Aufnahmebohrung
des Außenteils gesteckt, wobei ein in einer Ringausnehmung
des Außenteils angeordnetes Halteelement durch das Abstützelement
aufgeweitet und in die Ringausnehmung verdrängt wird und
nach Überspringen des Abstützelements in eine
hinter diesem vorgesehene Ausnehmung des Steckzapfens einrastet.
Die auf diese Weise bewirkte Verriegelung des Steckzapfens im Außenteil
kann wieder gelöst werden, indem ein hülsenförmiges
Entriegelungselement in die Aufnahmebohrung des Außenteils
hineingedrückt wird, durch welches das Halteelement aufgeweitet
und radial nach außen in die Ringausnehmung gedrückt
wird, so dass der Steckzapfen zusammen mit dem Abstützelement
und dem Entriegelungselement aus der Bohrung des Außenteils
herausgezogen werden kann. Bei der bekannten Steckverbindung sind
zum Aufweiten des Halteelements durch das Abstützelement beim
Steckvorgang in Steckrichtung Kräfte aufzubringen, deren
Größe als nachteilig angesehen wird.
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Aus
US 5 042 848 ist weiterhin
eine Steckverbindung bekannt, bei der in einer Ringausnehmung eines
Außenteils ein radial aufweitbares Halteelement angeordnet
ist, das aus mehreren im Abstand voneinander angeordneten Ringelementen
besteht, die durch achsparallele Stege mit einem außerhalb
des Aufnahmeteils angeordneten Ring verbunden sind. Das rohrförmige
Innenteil weist eine Ringnut auf, in die die Ringelemente des Halteelements
in der Verriegelungsstellung einrasten. Das Halteelement dieser
bekannten Steckverbindung hat eine komplizierte Formgestalt und
ist teuer in der Herstellung. Außerdem erfordert die Aufnahme
große Haltekräfte, einen verhältnismäßig
großen Querschnitt der Ringelemente und dementsprechend
eine relativ tiefe Nut im Innenteil.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich durch niedrige Steckkräfte
auszeichnet.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Ringausnehmung in der Öffnung des Außenteils
so groß bemessen ist, dass das Halteelement und das Abstützelement
gemeinsam von der Ringausnehmung aufgenommen werden können, wenn
der Steckzapfen des Innenteils sich mit dem Abschnitt der in Steckrichtung
vor der Umfangsausnehmung liegt, größten Durchmessers
durch die Ringausnehmung erstreckt und dass das in Steckrichtung
vordere Ende des Steckzapfens eine konische Zentrierfläche
hat, die sich in Steckrichtung verjüngt und deren kleinster
Durchmesser kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Abstützelements.
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Die
Steckverbindung nach der Erfindung hat den Vorteil, dass das Abstützelement
und das Halteelement gemeinsam in die Ringausnehmung im Außenteil eingesetzt
werden können. Das Abstützelement wird jeweils
zweckmäßig in Steckrichtung hinter dem Halteelement
angeordnet. Wird anschließend das Innenteil mit seinem
Steckzapfen in das Außenteil gesteckt, so ist es lediglich
erforderlich, das Abstützelement mit Hilfe der Zentrierfläche
des Steckzapfens aufzuweiten und den Steckzapfen soweit durch das
Abstützelement zu schieben, bis das in der Ringausnehmung
gehaltene Abstützelement in die Umfangsausnehmung des Steckzapfens
einrastet. Die hierzu erforderlichen Axialkräfte sind deutlich niedriger
als die Axialkräfte, die benötigt werden um das
Abstützelement durch das Halteelement hindurchzudrücken.
Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung wird somit
eine Verringerung der Steckkräfte ermöglicht.
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Die
Erfindung hat weiterhin des Vorteil, dass eine Vormontage des Abstützelements
auf dem Innenteil entfallen kann. Die Vormontage des Abstützelements
und des Halteelements beschränkt sich daher auf das Außenteil,
so dass eine separater Vormontageschritt am Innenteil und damit
verbundene Kosten eingespart werden können. Die erfindungsgemäße
Gestaltung eignet sich daher besonders für Steckverbindungen,
bei denen das Innenteil ein gezogenes Rohr ist und durch Kaltverformen
des Rohres die Umfangsausnehmung gebildet ist. Bei der Formung der
Umfangsausnehmung kann auch vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser
des als Steckzapfen ausgebildeten Endes des gezogenen Rohrs auf
ein genaues Passungsmaß kalibriert wird. Derartige Fertigungsschritte
werden üblicherweise vollautomatisch durchgeführt
und eignen sich daher weniger für die Integration von Montageschritten
wie das Einsetzen des Abstützelements in die Umfangsausnehmung.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt
ist. Es zeigen
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1 ein
Außenteil einer Steckverbindung nach der Erfindung halbseitig
geschnitten,
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2 ein
Innenteil einer Steckverbindung nach der Erfindung, halbseitig geschnitten,
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3 das
Außenteil gemäß 1 und das Innenteil
gemäß 2 in der Verriegelungsstellung,
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4 das
Lösen der Verbindung von Außenteil und Innenteil
mittels Lösewerkzeug.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Steckverbindung umfasst ein Innenteil 1,
ein Außenteil 2, ein Halteelement 3 und
ein Abstützelement 4, durch welche das Innenteil 1 und
das Außenteil 2 miteinander verbindbar sind. Das
Innenteil 1 besteht aus einem mit einem Druckmedium beaufschlagbaren
Rohr, dessen dargestelltes Ende zur Bildung eines Steckzapfens 5 einen
auf ein genaues Passungsmaß kalibrierten Außendurchmesser
hat. Das in Steckrichtung vordere Ende des Steckzapfens 5 ist
auf seiner Außenseite mit einer Kegelfläche 6 versehen,
deren Durchmesser zum vorderen Ende hin abnimmt. Im Bereich seines
hinteren Drittels weist der Steckzapfen 5 eine Umfangsausnehmung 7 auf,
die durch Kaltverformen gebildet ist und einen halbkreisförmigen
Querschnitt hat. Der kleinste Durchmesser der Kegelfläche 6 ist
kleiner als der Innendurchmesser des Abstützelements 4.
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Das
Außenteil 2 weist zur Aufnahme des Steckzapfens 5 eine
durchgehende Aufnahmebohrung 10 mit einem vorderen Bohrungsabschnitt 11 und
einem hinteren Bohrungsabschnitt 12 auf. Der Bohrungsabschnitt 1 hat
einen größeren Innendurchmesser als der Bohrungsabschnitt 12 und
sein Innendurchmesser ist an den Außendurchmesser des Steckzapfens 5 angepasst.
Der Bohrungsabschnitt 12 befindet sich im Wesentlichen
in einem als Schlauchtülle 13 ausgebildeten Teil
des Außenteils 2, der zum Anschluss an eine Druckmittelleitung
dient. In dem Bohrungsabschnitt 11 sind eine Ringausnehmung 14 und
beiderseits der Ringausnehmung 14 und in einem Abstand
von dieser Dichtringnuten 15, 16 vorgesehen. Die
Dichtringnut 15 befindet sich an der Einstecköffnung
der Aufnahmebohrung 10 und ist nach Außen durch
einen kegeligen Wandabschnitt 17 begrenzt,. In den Dichtringsnuten 15, 16 befinden sich
Dichtringe 18, 19. Die Ringausnehmung 14 hat in
Steckrichtung gesehen eine vordere Anlagefläche 20 und
eine hintere Anlagefläche 21, die durch eine konkav
gekrümmte Übergangsfläche stufenlos miteinander
in Verbindung stehen. Die vordere Anlagefläche 20 ist
eine Kegelfläche, deren Durchmesser in Einsteckrichtung
des Steckzapfens 5 zunimmt und die vorzugsweise in einem
Winkel von 30° zur Längsachse geneigt ist. Die
hintere Anlagefläche 21 ist ebenfalls als Kegelfläche
mit einer zur Anlagefläche 20 entgegengesetzten
Neigung von 80° zur Längsachse ausgebildet. Die
Anlagefläche 21 könnte jedoch auch steiler,
d. h. mit größerer Neigung ausgebildet sein.
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Zwischen
der Dichtringnut 15 und der Ringausnehmung 14 ist
der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung auf ein Maß vergrößert,
das nur geringfügig größer ist als der
Außendurchmesser, den das Abstützelement 4 hat,
wenn es in der Umfangsausnehmung 7 des Steckzapfens 5 angeordnet ist.
Der vergrößerte Innendurchmesser ist notwendig, damit
der Steckzapfen 5 gemeinsam mit dem in der Umfangsausnehmung 7 angeordneten
Abstützelement 4 aus dem Außenteil 2 entnommen
werden kann.
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Wie 2 zu
entnehmen, sind in der Ringausnehmung 14 das Halteelement 3 und
das Abstützelement 4 angeordnet, wobei sich das
Abstützelement 4 in Steckrichtung hinter dem Halteelement 3 befindet.
Das Halteelement 3 und das Abstützelement 4 sind
als geschlitzte Runddraht-Sprengringe ausgebildet und können
z. B. aus rostfreiem Federstahl, Federbronze oder auch Kunststoff
bestehen. Das Halteelement 3 hat einen Innendurchmesser, der
gleich oder etwas kleiner ist als der Außendurchmesser
des Steckzapfens 5, so dass das Halteelement 3 das
Bestreben hat den Steckzapfen 5 eng anliegend oder mit
geringer Vorspannung zu umgreifen. Das Abstützelement 4 hat
einen Innendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als
der kleinste Durchmesser der Umfangsausnehmung 7, so dass
das Abstützelement 4 mit geringer Vorspannung
an der Wand der Umfangsausnehmung 7 anliegt.
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Zum
Verbinden des Innenteils 1 mit dem Außenteil 2 wird
der Steckzapfen 5 in die Aufnahmebohrung 10 des
Außenteils 2 gesteckt, das, wie in 2 gezeigt,
in der Ringausnehmung 14 das Halteelement 3 und
das Abstützelement 4 enthält. Bei diesem Vorgang
wird durch die Kegelfläche 6 zunächst
der Dichtring 18 aufgeweitet. Anschließend bewirkt
die Kegelfläche 6 die Zentrierung des Halteelements 3 und
des Abstützelements 4 und die radiale Aufweitung
des Abstützelements 4, wodurch dieses vollständig
in die Ringausnehmung 14 hineingedrängt wird.
Das weitere Vorschieben des Steckzapfens 5 bewirkt dann
die Aufweitung des Dichtrings 16, wobei der Steckzapfen 5 mit
seiner Mantelfläche an dem Dichtring 15, dem Halteelement 3 und
dem Abstützelement 4 entlang gleitet. Das Eindringen
des Steckzapfens 5 in die Aufnahmebohrung 10 endet
sobald die Umfangsausnehmung 7 das an der Anlagefläche 21 anliegende
Abstützelement 4 erreicht, so dass dieses in die
Umfangausnehmung 7 einrastet und dadurch den Steckzapfen 5 festhält.
In der Gegenrichtung stützt sich, wie in 3 gezeigt,
das Abstützelement 4 an dem Anstützelement 3 und
dieses wiederum an der Anlagefläche 20 ab, so
dass der Steckzapfen 5 formschlüssig mit dem Außenteil 2 verriegelt
ist.
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Ein
Lösen der verriegelten Steckverbindung ist nur möglich,
wenn, wie in 4 gezeigt, ein hülsenförmiges,
geteiltes Lösewerkzeug 25 auf das Innenteil 1 aufgesetzt
und in die Aufnahmebohrung 10 des Außenteils 2 hineingedrückt
wird. Hierbei wird durch das Lösewerkzeug 25 das
Halteelement 3 durch die auf das Lösewerkzeug 25 einwirkende Druckkraft
radial aufgeweitet und auf das Abstützelement 4 gedrückt,
so dass anschließend der Steckzapfen 5 zusammen
mit dem Abstützelement 4 durch das in der Ringausnehmung 14 zurückbleibende
Halteelement 3 nach außen aus der Aufnahmebohrung 10 heraus
gezogen werden kann. Bei diesem Lösevorgang verbleibt das
Abstützelement 4 in der Umfangsausnehmung 7 des
Steckzapfens 5.
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Für
das erneute Einstecken des Steckzapfens 5 kann das Halteelement 3 in
der Umfangsausnehmung 7 bleiben, denn beim Hineindrücken
des Steckzapfens mit montiertem Abstützelement 4 kann durch
das Abstützelement 4 das Halteelement 3 erneut
aufgeweitet werden und bedingt durch die Neigung der Anlagefläche 21 kann
das Abstützelement 4 soweit durch das Halteelement 3 hindurch
gedrückt werden, dass das Halteelement 3 aufgrund
seiner Federwirkung wieder in die in 3 gezeigte
Verriegelungsposition springt. Allerdings ist für das Erreichen
der Verriegelungsstellung mit auf dem Steckzapfen 5 montierte
Abstützelement 4 eine höhere Steckkraft
erforderlich als beim Stecken mit im Außenteil angeordneten
Abstützelement 4.
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Alternativ
kann nach dem Lösen der Steckverbindung das Abstützelement 4 auch
von dem Steckzapfen 5 gelöst und erneut in die
Ringausnehmung 14 im Außenteil eingesetzt werden,
so dass der Steckvorgang wie oben in Verbindung mit den 1 bis 3 beschrieben
durchgeführt werden kann.
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Unterbleibt
versehentlich das Einsetzen des Halteelements 3 oder des
Abstützelements 4 in die Ringausnehmung 14,
so ist eine Verriegelung des Steckzapfens 5 im Außenteil 2 nicht
möglich. Dies kann leicht durch Auseinanderziehen von Innenteil 1 und
Außenteil 2 festgestellt werden. Eine Fehlbedienung
ist daher nicht möglich. Wurde versehentlich das Abstützelement 4 in
Steckrichtung vor dem Halteelement 3 angeordnet, so ist
ein Ineinanderstecken und Verriegeln der Steckverbindung gleichwohl
möglich, da das Abstützelement 4 in jedem
Fall in die Umfangsausnehmung 7 einrastet und dann durch
das Halteelement 3 hindurchgedrückt werden kann.
Allerdings erfordert in diesem Fall der Steckvorgang, wie oben beschrieben
eine etwas höhere Steckkraft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19728137
A1 [0002]
- - US 5042848 [0003]