DE102009038995A1

DE102009038995A1 - Schnellkupplung mit seitlicher Stabilisierung

Info

Publication number: DE102009038995A1
Application number: DE102009038995A
Authority: DE
Inventors: Jim Grosse Pointe Woods Kerin; Richard M. Macomb Pepe
Original assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Current assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2010-03-04
Also published as: KR20100027026A; US20100052315A1; CN101660642A; JP2010071465A; FR2935457A1; CN101660642B; BRPI0902706A2

Abstract

Eine Schnellkupplung zur Verwendung mit einer Fluidleitung enthält einen Verbinderkörper, der eine Durchgangsbohrung definiert, die eine sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche vor einer Eingangsöffnung am Einschubelement-Aufnahmeende definiert. Das Einschubelement ist ein Rohr, das eine allgemein zylindrische Dichtungsfläche definiert, wobei eine radial gerichtete Umfangserweiterung in einer bestimmten Entfernung von dem freien Ende des Rohres angeordnet ist und eine hintere zylindrische Fläche hinter der Umfangserweiterung angeordnet ist. Eine Spange ist dafür geeignet, das Rohr lösbar innerhalb des Verbinderkörpers zu befestigen. Ein Stabilisierungsring sitzt zwischen der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche und der hinteren zylindrischen Fläche des Rohres. In einer Form ist der Stabilisierungsring an dem Rohr angebracht, um eine Drehung relativ zu dem Körper zu hemmen.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/092,572, eingereicht am 28. August 2008, die in vollem Umfang durch Bezugzahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Diese Erfindung betrifft Fluidleitungssysteme, die Schnellkupplungen enthalten, und insbesondere eine Schnellkupplung mit axialer Stabilisierung zwischen einander zugeordneten Kupplungselementen.
In der Kraftfahrzeugtechnik und auf anderen Gebieten werden oft Schnellkupplungen, die allgemein ein Einschubelement enthalten, das in einem Aufnahmeverbinderkörper aufgenommen und in abdichtender Weise gehalten wird, verwendet, um eine Fluidverbindung zwischen zwei Komponenten oder Kreisen herzustellen, wodurch eine Fluidleitung zwischen den zwei Komponenten gebildet wird. Der Gebrauch von Schnellkupplungen ist insofern vorteilhaft, als eine abgedichtete und gesicherte Fluidleitung mit minimalem Zeit- und Kostenaufwand hergestellt werden kann.
Es gibt eine Reihe von Verfahren und Mechanismen zum Befestigen des Einschubelements und des Aufnahmeverbinderkörpers einer Schnellkupplung. Bei einem Typ eines Halterungsmechanismus' wird eine Spange durch Schlitze geschoben, die außen in dem Verbinderkörper ausgebildet sind. Riegel, die sich durch die Schlitze hindurch erstrecken, sind in direktem Kontakt zwischen der Umfangserweiterung des Einschubelements und den rückseitigen Flächen, die die Schlitze definieren, positioniert, um ein Herausziehen des Rohrs zu verhindern. Solche Spangen werden oft als ”Hufeisen”-Spangen bezeichnet. Beispiele dieses Kupplungstyps finden sich in den US-Patenten Nr. 6,846,021 und 7,390,025 .
In solchen Kupplungen ist das Rohr ungestützt, mit Ausnahme eines Führungskontakts zwischen dem Ende des Rohres und einem Rohraufnahmeabschnitt der Bohrung, der vor der Eingangsöffnung beabstandet ist. Seitlich auf das Rohr einwirkende Kräfte, das heißt quer zur axialen Erstreckung der Kupplung, können die Integrität der Abdichtung zwischen dem Rohr und dem Körper verschlechtern, wodurch Permeationsverluste verstärkt werden. Des Weiteren kann die eingeschobene Rohrendform innerhalb des Kupplungskörpers gedreht werden.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
In einer Ausführungsform enthält die Kupplung der vorliegenden Offenbarung einen Stabilisierungsring, der zwischen dem Verbinderkörper und dem Rohr an der Eingangsöffnung angeordnet ist. Der Stabilisierungsring kann aus einem starren Material, wie zum Beispiel Aluminium oder Kunststoff, bestehen. Der Stabilisierungsring kann starr um den röhrenförmigen Abschnitt des Einschubelements herum verbunden werden, zum Beispiel durch Ausdehnung des Rohres innerhalb des Stabilisierungsrings.
Der Stabilisierungsring ist herausnehmbar in dem Halterabschnitt des Kupplungskörpers an der Eingangsöffnung aufgenommen und wirkt mit der Außenfläche des Rohres zusammen, um eine seitliche Abstützung relativ zu der Längserstreckung der Rohr. Der Stabilisierungsring verbessert das Seitenlastverhalten zwischen dem Rohr und dem Verbinderkörper. Indem der Körper und das Rohr in axialer Ausrichtung aufeinander gehalten werden, verringert sich die Seitenlast auf die innere Fluidabdichtung, wodurch Permeationsverluste verringert werden.
Der Stabilisierungsring kann auch eine relative Drehbewegung zwischen der Körperbohrung und der Außenfläche des Rohres um die Längsachse des Rohres herum hemmen. Eine solche Minimierung der Relativbewegung gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung, wodurch Permeationsverlusten zusätzlich entgegen gewirkt wird. Es gestattet auch eine bestimmte rotationale Ausrichtung des Rohres oder Einschubelements relativ zu dem Verbinderkupplungskörper.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Schnellkupplung, die einen Stabilisierungsring verkörpert, der die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Schnellkupplung des 1 in einem zusammengebauten Zustand.
3 ist eine seitliche Querschnittsansicht der zusammengebauten Schnellkupplung des 2, die die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Körpers der Schnellkupplung der 1–3.
5 ist eine Vorderansicht der Schnellkupplung der 1–3.
6 ist eine Vorderansicht des Stabilisierungsrings der Schnellkupplung der 1–3.
7 ist eine geschnittene Seitenansicht des in 6 veranschaulichten Stabilisierungsrings entlang der Linie 7-7 des 6.
8 ist eine geschnittene Seitenansicht des Einschubelementabschnitts der Schnellkupplung der 1 bis 3, die den an dem Rohr angebrachten Stabilisierungsring relativ zu der Rohrumfangserweiterung veranschaulicht.
9 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform des Stabilisierungsrings gemäß der Offenbarung.
10 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform des Stabilisierungsrings gemäß der Offenbarung.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Rohres, die eine modifizierte Form der Offenbarung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Schnellkupplung der vorliegenden Offenbarung wird in Verbindung mit einem Fluidleitungssystem veranschaulicht. Sie ist als eine lösbare Verbindung zwischen einem starren Rohr und anderen fluidtransportierenden Komponenten, insbesondere einem Schlauch, gezeigt. Jedoch hat die Kupplung noch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten, in denen eine fluiddichte, aber lösbare Verbindung gewünscht wird, wie zum Beispiel die Verbindung starrer Elemente eines Strömungspfades, ob druckbeaufschlagt oder nicht. Zu Beispielen gehören Kraftstoffanlagen oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen. Ein Beispiel einer lösbaren Fluidverbinderkupplung findet sich im US-Patent Nr. 7,484,774 (das Patent '774 ) mit dem Titel ”Redundant Latch/Verifier for a Quick Connector”, das am 3. Februar 2009 erteilt wurde, dessen Spezifikation und Zeichnungen in vollem Umfang durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden.
1 veranschaulicht eine Schnellkupplung 110 zum Herstellen einer trennbaren Verbindung in einer Fluidleitung. Die Kupplung 110 besteht aus einem allgemein zylindrischen Aufnahmeverbinderkörper 112 und einem Einschubelement 114, die mittels eines primären Halterelements 116 lösbar aneinander befestigt werden sollen. Ein redundantes Riegel-/Verifizierer-Element 118 kann ebenfalls verwendet werden. In vielerlei Hinsicht ähnelt die Schnellkupplung 110 den Strukturen, die im Patent '774 offenbart sind.
Während des Gebrauchs ist der Aufnahmeverbinderkörper 112 mit einer Rohrleitung oder einem Schlauch (nicht gezeigt) verbunden, die bzw. der ebenfalls Teil des Fluidleitungssystems ist. Der Aufnahmeverbinderkörper 112 und das Einschubelement 114 können miteinander verbunden werden, um eine permanente, aber trennbare Verbindung in der Fluidleitung zu bilden.
Wie in 1 veranschaulicht, ist das Einschubelement 114 am Ende eines starren Rohres 115 ausgebildet, das eine äußere zylindrische Dichtungsfläche 194 aufweist. Es enthält eine radial vergrößerte Umfangserweiterung 190, die eine nach hinten weisende radiale ringförmige Anschlagfläche 191 in einer zuvor festgelegten Entfernung des einem freien oder offenen Ende 192 des Rohres 115 definiert. Die hintere zylindrische Außenfläche 195 des Rohres 115 erstreckt sich nach hinten, des der Umfangserweiterung 190 fort.
Der Verbinderkörper 112 ist in den 1–5 veranschaulicht. Der Verbinderkörper 112 ist hohl und enthält eine allgemein zylindrische Wand 120. Es versteht sich, dass das Äußere des Körpers jede beliebige Form annehmen kann, ohne des der Erfindung abzuweichen. Er könnte zum Beispiel ein 90° Knie zwischen seinen Enden enthalten, was eine übliche Form für einen Verbinderkörper ist.
Der Verbinderkörper enthält einen Schaftabschnitt 122 aus Metall, der an einem separaten geformten Haltergehäuse 124 aus einem Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polyamid, angebracht ist. Eine solche Konfiguration ist im US-Patent Nr. 7,497,480 mit dem Titel ”Hybrid Quick Connector” offenbart, das am 3. März 2009 erteilt wurde, dessen Spezifikation und Zeichnungen hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden.
Wenden wir uns 4 zu. Die Innenfläche der Wand 120 definiert eine Durchgangsbohrung 126 von einer Eingangsöffnung 127 am Einschubelement-Aufnahmeende 128 bis zum Schlauchanschlussende 130. Es ist zu beachten, dass der Begriff ”axial” im Sinne des vorliegenden Textes in Längsrichtung entlang der Verbinderkörperwand 120 meint. Die Begriffe ”seitlich” und ”quer” meinen in einer Ebene allgemein senkrecht zur Längserstreckung der Körperwand 120.
Die Bohrung 126 des Verbinderkörpers 112 erstreckt sich vollständig durch den Verbinderkörper 112 hindurch. Veränderungen des Durchmessers der Wand 120 des Verbinderkörpers 112 unterteilen die Durchgangsbohrung 126 in voneinander unterscheidbare Sektionen, und zwar eine Haltergehäusesektion 132, eine Abdichtkammer 134 und eine Rohrendaufnahme 136. Es ist zu beachten, dass der Begriff ”vorn” im Sinne des vorliegenden Textes in einer Richtung axial des dem Einschubelement-Aufnahmeende 128 in Richtung des Schlauchanschlussendes 130 allgemein entlang der Mittelachse meint. Der Begriff ”hinten” meint in einer Richtung axial des dem Schlauchanschlussende 130 in Richtung des Einschubelement-Aufnahmeendes 128 allgemein entlang der Mittelachse.
Die Haltergehäusesektion 132 befindet sich neben dem Einschubelement-Aufnahmeende 128. Die Haltergehäusesektion 132 wird durch einen Rand 140 definiert, der eine quer verlaufende planare, nach hinten weisende Fläche 129 aufweist, die das Eingangsloch oder die Eingangsöffnung 127 zur Durchgangsbohrung 126 am Einschubelement-Aufnahmeende 128 definiert. Der Rand 140 ist durch mehrere Stege mit dem vorderen Rand 142 verbunden. Wie in 3 zu sehen, nimmt der Spalt zwischen dem Rand 140 und dem vorderen Rand 142 die primäre Spange 116 und den sekundären Riegel/Verifizierer 118 auf, der dazu dient, das Einschubelement 114 in einer bestens bekannten Weise lösbar in der Bohrung 126 des Verbinderkörpers 112 zu sichern.
Die Bohrung 126 definiert eine sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche 139 an der Eingangsöffnung 127. Die Bohrung 126 ist so bemessen, dass sie sich beim Einführen des Einschubelements 114 in die Eingangsöffnung 127 des Körpers 116 an der Umfangserweiterung 190 vorbei bewegt.
Die Form der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 ist in 5 am besten zu sehen. Sie ist dafür konfiguriert, den Stabilisierungsring oder Einsatz 500, der unten noch ausführlich beschrieben wird, aufzunehmen und abzustützen. Die axiale Fläche 139 enthält einen zylindrischen oder bogenförmigen Abschnitt 144. Sie definiert auch ein Paar Ausnehmungen in Form von nach außen gerichteten Ausdehnungshohlräumen 145. Sie definiert auch einen radial nach außen gerichteten mittigen Schlitz 146.
Die Rohrendaufnahme 136 wird durch eine zylindrische Bohrungsfläche 137, die in der Haltergehäusesektion 124 ausgebildet ist, und eine koaxiale Bohrungsfläche 138 im Schaftabschnitt 122 gebildet. Die Rohrendaufnahme 136 ist dafür bemessen, die zylindrische Außenfläche 194 des Rohres 115 des Einschubelements 114 aufzunehmen und zu führen.
Wenden wir uns 4 zu. Die Abdichtkammer 134 ist axial vor der Haltergehäusesektion 132 ausgebildet. Sie wird durch radiale ringförmige Wände 151 und 152 des Körpers 112 innerhalb der Bohrung 127 und die axiale zylindrische Fläche 135 in dem Schaftabschnitt 122 definiert. Sie ist dafür bemessen, das Dichtungselement 148 zu beherbergen, um eine Fluidabdichtung zwischen dem Verbinderkörper 112 und dem Einschubelement 114 zu bilden.
Wie in 3 veranschaulicht, ist das Dichtungselement in Form eines O-Rings 148 so bemessen, dass es straff in der Abdichtkammer 134 an der zylindrischen Fläche 135 und straff um die äußere zylindrische Dichtungsfläche 194 des Rohres 115, das das Einschubelement 114 definiert, herum sitzt. Der O-Ring 148 wird axial in der Abdichtkammer 134 durch radiale ringförmige Wände 151 und 152 gehalten.
Der Fluiddurchgang 138 wird durch den Abschnitt mit kleinstem Durchmesser der Wand 120 definiert. Er definiert den übrigen Teil der Durchgangsbohrung 126.
Es ist zu beachten, dass die Schnellkupplung 110 für eine deutlichere Darstellung so gezeigt ist, dass sich ihre Längserstreckung in einer allgemein horizontalen Ebene befindet, und dass die Begriffe ”oben”, ”unten” und ”Seiten” zum Beschreiben des Verbinderkörpers 116 verwendet wurden. Es ist zu erkennen, dass die ”obere” Konfiguration der primären Spange 116 zugeordnet ist und die untere Konfiguration dem redundanten Riegel/Verifizierer 118 zugeordnet ist. Jedoch kann die Verbinderkupplung 110 im Gebrauch in jeder beliebigen Ausrichtung, ohne Berücksichtigung der horizontalen und vertikalen Ebene, positioniert sein, und ”oben” und ”unten” sind nur für die Veranschaulichung im vorliegenden Text relevant.
Die primäre Spange 116 vom ”Hufeisen”-Typ ist in den 1 bis 3 veranschaulicht. Sie ist vorzugsweise aus einem elastischen, flexiblen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, geformt. Die primäre Spange 116, die sich quer durch den oberen Abschnitt der Haltergehäusesektion 132 zwischen den Rändern 140 und 142 erstreckt, ist demontierbar mit dem Verbinderkörper 112 verbunden. Sie enthält ein Paar länglicher, allgemein paralleler, voneinander beabstandeter Schenkel 196. Die Schenkel 196 sind mit einem Querelement 198 verbunden und erstrecken sich des diesem. Das Querelement 198 stellt einen Abstand zwischen den Schenkeln 196 her, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des zylindrischen Rohres 115 des Einschubelements 114 ist. Die Anordnung der Schenkel 196 mit dem Querelement 198 gestattet eine nach außen gerichtete Ausdehnung der Schenkel 196, um das Hineinschieben und das Freigeben des Einschubelements zu ermöglichen. In der verriegelten Position liegen die Schenkel 196 zwischen der hinteren radialen ringförmigen Anschlagfläche 191 der Umfangserweiterung 190 des Einschubelements 190 und einer vorderen Fläche des Randes 140 an, wie in 3 gezeigt. In dieser Position verhindern die Schenkel ein Herausziehen des Einschubelements 114 aus der Bohrung 126 des Körpers 112. Die zylindrische Dichtungsfläche 194 des Rohres 115 ist in zylindrischen Bohrungen 137 und 138 angeordnet, und das O-Ring-Dichtelement 148 dichtet gegen die Fläche 194 ab. Die Bohrungen 137 und 138 sind etwas größer bemessen als die äußere zylindrische Dichtungsfläche 194 des Rohres 115. Das Rohr ist somit gegen seitliche Bewegung gesichert.
Der redundante Riegel/Verifizierer 118 ist in den 1 und 2 veranschaulicht. Seine Konfiguration entspricht der, die in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 7,497,480 beschrieben ist.
Der redundante Riegel/Verifizierer 118 ist aus einem elastischen, flexiblen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, geformt. Der redundante Riegel/Verifi zierer 118 befindet sich an der Unterseite der Haltergehäusesektion 132. Er kann quer zu dem Verbinderkörper 112 zu der, und des der, Durchgangsbohrung 126 zwischen einer radial inneren, oder verriegelten, Position und einer radial äußeren, oder unverriegelten, Position verschoben werden. In seiner verriegelten Position verhindert er ein versehentliches Öffnen der primären Spange 116. In einigen Anwendungen könnte er auch eine radial verschiebbare Verriegelungsnase 172 enthalten, wie veranschaulicht. In der verriegelten Position liegt eine Fläche der Nase 172 an der radialen Anschlagfläche 191 der Umfangserweiterung 190 an, um ein Herausziehen des Rohres 114 aus dem Verbinderkörper 112 zu verhindern.
Der redundante Riegel/Verifizierer 118 ist hier nur zu Veranschaulichungszwecken gezeigt. Er ist kein notwendiges Element einer Schnellkupplung, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
In der veranschaulichten Ausführungsform, und wie am besten in den 5 bis 8 zu sehen, ist der Stabilisierungsring oder Einsatz 500 der Kupplung 110 dafür konfiguriert, zwischen dem Rohr 115 und dem Verbinderkörper 112 vor der Eingangsöffnung 127 zu sitzen und eine zusätzliche seitliche oder quer gerichtete Abstützung für das Rohr 115 relativ zu dem Körper 112 zu bieten. Er ist ein planares, scheibenartiges Element von kurzer axialer Erstreckung zwischen der vorderen planaren Fläche 501 und der hinteren planaren Fläche 503. Der Stabilisierungsring 500 ist insbesondere symmetrisch. Folglich braucht er während der Montage nicht speziell dahingehend ausgerichtet zu werden, welche planare Fläche des Stabilisierungsrings 500 nach vorn und welche nach hinten weist.
Der Einsatz 500 enthält eine Außenumfangsfläche 502, die ein allgemein zylindrisches oder bogenförmiges Segment 505 definiert, das mit der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 des Halterabschnitts 132 zusammenwirkt.
Der Ring 500 ist dafür konfiguriert, den Hohlraum zwischen der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 und der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 des Halterabschnitts 132 an der Eingangsöffnung 127 auszufüllen. Die Außenumfangsfläche 502 des Rings 500 hat eine Form, die zu der Form der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 komplementär ist. Er enthält Vorsprünge 508, die sich radial nach außen erstrecken und so geformt sind, dass sie die nach außen gerichteten Ausdehnungshohlräume 145 in Eingriff nehmen, die durch die Fläche 139 definiert werden. Die Umfangsfläche 502 definiert des Weiteren einen mittigen Vorsprung 509, der innerhalb des mittigen radialen Schlitzes 146 ruht, der durch die axiale Fläche 139 an der Eingangsöffnung 127 definiert wird.
Die Umfangsfläche 502 ist geringfügig kleiner bemessen als der Umfang der Stabilisierungsring-Stützfläche 139, so dass der Einsatz 500 exakt, aber frei beweglich innerhalb der Stützfläche 139 passt. Somit kann der Einsatz 500 axial nach vorn in eine Position innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche bewegt werden, ohne dass eine nennenswerte axiale Kraft für ein solches Einführen erforderlich ist. Doch nach diesem Einführen wirkt die Umfangsfläche 502 des Einsatzes 500 mit der Fläche 139 zusammen, um eine seitliche oder Querbewegung zu hemmen.
Der Stabilisierungsring 500 dient dazu, nach dem Einführen in die Öffnung, die durch die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche 139 an der Eingangsöffnung 127 des Verbinderkörpers 116 definiert wird, eine Drehung des Stabilisierungsrings 500 relativ zu dem Körper 116 zu verhindern. Die axiale Außenfläche 502 des Rings 500 wird innerhalb der Stabilisierungsring-Stützfläche 139 des Körpers 116 gestützt. Die Vorsprünge 508 und 509 des Rings 500 sind in den Ausdehnungshohlräumen 145 und dem Schlitz 146 im Körper 116 angeordnet, um eine relative Drehung zu verhindern.
Der Stabilisierungsring 500 enthält eine Durchgangsbohrung, die durch die axiale Innenfläche 504 definiert wird, um mit der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 zusammenzuwirken. In der veranschaulichten Ausführungsform der 1 bis 8 ist die axiale Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 allgemein zylindrisch. Er hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115. Die axiale Innenfläche 504 enthält eine Reihe radial nach außen gerichteter Ausnehmungen 510, die um die Fläche herum beabstandet sind. Die Ausnehmungen 510 wirken mit der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 zusammen.
Die Ausnehmungen 510 an der axialen Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 nehmen die hintere zylindrische Außenfläche 195 des Rohres 115 hinter der radialen ringförmigen Anschlagfläche 191 der Umfangserweiterung 190 in Eingriff. Es wird in Betracht gezogen, dass der Stabilisierungsring 500 an der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 in der zweckmäßigen, zuvor festgelegten Entfernung von der Umfangserweiterung 190 während des Rohrendherstellungsprozesses angebracht wird. Die axiale Position des Rings 500 wird zuerst relativ zu dem Ende des Rohres 115 und der radialen Umfangserweiterung 190 eingerichtet und dann das Rohr von innen her aufgeweitet. Bei der Verformung des Rohres 115 radial nach außen verformt sich das Rohr ein wenig und nimmt die Ausnehmungen 510 in Eingriff, um das Rohr hinter der zylindrischen Außenfläche 195 an der axialen Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 zu befestigen. Die Eingriffnahme mit den Ausnehmungen 510 dient der weiteren Verbesserung des Greifens zwischen dem Ring 500 und dem Rohr 115.
Wie in 9 veranschaulicht, kann der Stabilisierungsring 500 eine mittige Bohrung ohne Ausnehmungen an der axialen Innenfläche 504 enthalten. Die Aufweitung der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 während des Anbringungsprozesses sichert den Stabilisierungsring 500 kraftschlüssig an dem Rohr 115.
Wie in 3 veranschaulicht, ist der Stabilisierungsrings 500 bei vollständig eingesetztem Rohr 115 – das heißt, wenn sich die Umfangserweiterung 190 vor den Schenkeln 196 der primären Spange 116 befindet – im Eingriff mit der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 der Bohrung 126 an der Eingangsöffnung 127 positioniert, um eine Drehung des Rohres 114 relativ zum Ring 500 zu verhindern. Die Vorsprünge 508 und 509 stehen mit den nach außen gerichteten Ausdehnungshohlräumen 145 und dem mittigen radialen Schlitz 146 in Eingriff, um eine Drehung des Rings 500 relativ zu dem Verbinderkörper 116 zu verhindern.
Wenden wir uns 8 zu. Die Umfangserweiterung 190 des Rohres 115 ist so gebildet, dass die radiale ringförmige Anschlagfläche 191 in einer bestimmten Entfernung von dem freien Ende des Rohres 115 angeordnet wird. Diese Entfernung ist so gewählt, dass die zylindrische Dichtungsfläche 194 innerhalb der Bohrungsflächen 137 und 138 der Rohrendaufnahme 136 gestützt wird, während sich die Umfangserweiterung 190 vor den Schenkeln 196 der Spange 116 befindet.
Der Einsatz oder Stabilisierungsring 500 ist an der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 befestigt, während die hintere planare Fläche 503 um eine Entfernung ”L” von der hinteren radialen ringförmigen Anschlagfläche 191 dergestalt beabstandet ist, dass bei vollständig in die Bohrung 126 eingeführtem Rohr der Ring 500 axial innerhalb der axialen Innenfläche 139 ausgerichtet ist. Diese Beziehung positioniert den Stabilisierungsring 500 innerhalb des Verbinderkörpers 116 so, dass sich die vordere planare Fläche 501 vor der quer verlaufenden, nach hinten weisenden Fläche 129, die die Eingangsöffnung 127 definiert, befindet und die Umfangsfläche 502 die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche 139 in Eingriff nimmt.
Es wird in Betracht gezogen, den Stabilisierungsring 500 während des Rohrendherstellungsschrittes an dem Rohr 115 an der beschriebenen festen Position anzubringen. Wie erläutert, wird der Stabilisierungsring 500 an dem Rohr 115 durch Ausdehnung des Rohres von innen her angebracht, wodurch die hintere zylindrische Außenfläche 195 veranlasst wird, die zylindrische Innenfläche 504 in kraftschlüssigen Eingriff zu nehmen. Diese Ausdehnung bewirkt auch ein Eingreifen zwischen den Ausnehmungen 510 des Stabilisierungsrings 500 und der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115.
Nachdem die Umfangserweiterung 190 ordnungsgemäß ausgebildet ist und der Stabilisierungsring 500 ordnungsgemäß an seinem Platz sitzt, kann das Rohr 115 bei Vollendung des Schnellkupplungsmontageprozesses durch die Eingangsöffnung 127 hindurch in die Bohrung 126 des Verbinderkörper 112 eingeführt werden.
Nach der Vollendung sitzt die äußere zylindrische Dichtungsfläche 194 in der Rohrendaufnahme 136, die durch die Flächen 137 und 138 definiert wird, und das Dichtelement 148 sitzt in der Abdichtkammer 134 in abdichtender Beziehung zu der Fläche 135 der Bohrung 126 und der äußeren zylindrischen Dichtungsfläche 194 des Rohres 115. Die Umfangserweiterung 190 ist so positioniert, dass sich die radiale ringförmige Anschlagfläche 191 axial vor den Schenkeln 196 der Spange 116 befindet. Der Stabilisierungsring 500 ist so angeordnet, dass die Außenumfangsfläche 502 innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 ausgerichtet ist. Diese letztere Beziehung zwischen dem Stabilisierungsring 500 und dem Körper 112 stützt das Rohr 115 und hemmt eine seitliche Verschiebung des Rohres 115 relativ zu dem Körpers 112. Die feste Eingriffnahme der zylindrischen Innenfläche 504 mit der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 hemmt eine rotationale Verschiebung des Rohres 115 relativ zum Verbinderkörper 112.
In einer Schnellkupplung ohne Stabilisierung wird das freie Ende des Rohres 115 in den Rohraufnahmeabschnitt oder die Aufnahme 136 der Bohrung 126 geführt. Des Weiteren bietet das Dichtelement 148 einen gewissen Widerstand gegen eine seitliche oder Querbewegung des Rohres 115 relativ zu der Körperbohrung 126, da es sich in abdichtendem Kontakt mit der zylindrischen Außenfläche 194 des Rohres und der zylindrischen Innenfläche 135 der Bohrung 126 an der Abdichtkammer 134 befindet. Es gibt jedoch keine seitliche Abstützung für das Rohr 115 hinter der Rohrendaufnahme 136, für Beispiel neben der Eingangsöffnung 127 am Einschubelement-Aufnahmeende 123.
Bei dem Stabilisierungsring 500 der vorliegenden Erfindung steht die zylindrische Außenfläche 502 des Stabilisierungsrings 500 in Kontakt mit der inneren, sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 der Körperbohrung 126 an der Eingangsöffnung 127. Die zylindrische Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 steht in Kontakt mit der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115. Eine Querbelastung des Rohres 115 wird von dem Rohr 115 durch den Stabilisierungsring 500 zu dem Verbinderkörper 116 übertragen. Diese Beziehung verbessert die Fähigkeit der Kupplung, einer Fehlausrichtung zu widerstehen.
Es ist zu beachten, dass die Größe der zylindrischen Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 so bemessen ist, dass sie sich nicht an der Umfangserweiterung 190 in dem Rohr 115 vorbei bewegen kann. Der Ring 500 muss vor dem Endherstellungsprozess zur Ausbildung der Umfangserweiterung 190 an dem Rohr 115 angebracht werden. Alternativ kann der Stabilisierungsring 500 an dem Rohr 115 von seinem entgegengesetzten Ende her montiert und in seine Position neben der Umfangserweiterung 190 geschoben werden.
Der Einsatz oder Stabilisierungsring 500 wird an der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 befestigt, bevor das Einschubelement 114 in den Verbinderkörper 112 eingeführt wird. Weil sich der Ring 500 nicht relativ zu dem Rohr 115 drehen kann, ist die Ausrichtung des Rohres relativ zu dem Verbinderkörper ebenfalls fest. Diese Beziehung ist signifikant, wenn es wichtig ist, diese rotationale Beziehung zu kontrollieren, wie zum Beispiel in Fällen, wo der Schaftabschnitt 122 in einem Winkel relativ zu der Längsachse der Bohrung 126 ausgebildet ist.
Es wird in Betracht gezogen, dass die zylindrische Innenfläche 504 jede beliebige Form aufweisen kann, die eine Drehung des Rohres 115 relativ zu dem Stabilisierungsrings 500 hemmt. Zum Beispiel, wie in 10 gezeigt, weist die axiale Innenfläche 804 des Rings 800 eine hexagonale Form auf, die durch Abflachungen 806 definiert wird. Es wird in Betracht gezogen, den Stabilisierungsring 800 während des Endherstellungsprozesses entsprechend an dem Rohr 115 zu positionieren und zu befestigen. Die über die Abflachungen 806 gemessene Entfernung würde geringfügig größer sein als der Durchmesser der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115. Während des Endherstellungsprozesses würde das Rohr 115 in Richtung der Ecken 810, die durch benachbarte Abflachungen 806 definiert werden, aufgeweitet werden. Das Rohr 115 würde auf diese Weise gegen eine Drehung relativ zu dem Stabilisierungsring 800 fixiert werden.
Es wird des Weiteren in Betracht gezogen, den Stabilisierungsring 500 aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel einem polymeren Gummi, herzustellen. Bei Verformung würde er genügend Elastizität besitzen, um eine Rückstellkraft zu bewirken. Die zylindrische Außenfläche 502 würde etwas größer bemessen werden als die innere, sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche 139, die in der Bohrung 126 des Körpers 116 an der Eingangsöffnung 127 definiert wird. Durch das Einführen des Stabilisierungsrings 500 würde der Ring 500 genügend radial verformt werden, um zu bewirken, dass die zylindrische Innenfläche 502 gegen die hintere zylindrische Außenfläche 195 des Rohres 115 zusammengedrückt wird, wodurch eine Kraft ausgeübt wird, um eine Drehung des Rohres 115 relativ zu dem Ring 500 zu hemmen. Zwischen der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 und der axialen Innenfläche 504 des Stabilisierungsrings 500 könnte auch ein Klebstoff aufgetragen werden.
Wenden wir uns 11 zu, wo eine Modifizierung der hinteren zylindrischen Außenfläche 195 des Rohres 115 veranschaulicht ist, die den Widerstand gegen eine Drehung des Rohres 115 relativ zum Stabilisierungsring 500 verstärkt. Die hintere zylindrische Außenfläche 195 enthält mehrere gleichmäßig voneinander beabstandete, radial nach außen gerichtete Erhöhungen 197 oder Rohrhalteflächen. Diese Erhöhungen sind so voneinander beabstandet, dass sie auf die Ausnehmungen 510 des Einsatzes oder Stabilisierungsrings 500 ausgerichtet sind und darin aufgenommen werden. Die Erhöhungen 197 können in dem Rohr 115 mittels eines beliebigen bekannten Prozesses ausgebildet werden, wie zum Beispiel durch externes Quetschen des Rohres oder Ausdehnen des Rohres in einer Formpresse.
Die Erhöhungen sind relativ zu der Umfangserweiterung 191 so positioniert, dass, wenn das Rohr 115 vollständig eingesetzt ist, der Stabilisierungsring 500 in einer Entfernung ”L” von der radialen Fläche 191 der Umfangserweiterung 190 und innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche 139 angeordnet ist.
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

- US 6846021 [0004]
- US 7390025 [0004]
- US 7484774 [0020, 0020, 0021]
- US 7497480 [0025, 0037]

Claims

Schnellkupplung, die Folgendes umfasst: einen Verbinderkörper, der eine Durchgangsbohrung mit einer Eingangsöffnung in einem Einschubelement-Aufnahmeende definiert, wobei der Körper eine sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche an dem Einschubelement-Aufnahmeende vor der Eingangsöffnung definiert, wobei der Verbinderkörper des Weiteren eine Rohrendaufnahme vor der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche definiert; ein Einschubelement, das ein Rohr definiert, das Folgendes aufweist: ein freies Ende und eine radial vergrößerte Umfangserweiterung, die von dem freien Ende beabstandet ist, eine zylindrische Dichtungsfläche, die sich zwischen dem freien Ende und der Umfangserweiterung erstreckt, und eine hintere zylindrische Fläche hinter der Umfangserweiterung; einen Stabilisierungsring, der die hintere zylindrische Fläche des Rohres umgibt, wobei der Stabilisierungsring eine sich axial erstreckende Fläche enthält, die innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 1, wobei die Stabilisierungsring-Stützfläche dafür konfiguriert ist, den Stabilisierungsring aufzunehmen und abzustützen, und wobei der Stabilisierungsring eine Außenumfangsfläche enthält, deren Form zu der Form der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche komplementär ist, und so konfiguriert ist, dass er genau passend, aber frei beweglich innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 2, wobei die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche mindestens einen nach außen gerichteten Ausdehnungshohlraum definiert und die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings mindestens einen Vorsprung definiert, der in dem mindestens einen Ausdehnungshohlraum angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 3, wobei die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche mehrere Ausdehnungshohlräume definiert und die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings einen Vorsprung definiert, der in jedem Ausdehnungshohlraum angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 2, wobei der Stabilisierungsring eine zylindrische Innenfläche enthält, die kraftschlüssig mit der hinteren zylindrischen Fläche des Rohres in Eingriff steht.
Schnellkupplung nach Anspruch 5, wobei die zylindrische Innenfläche des Stabilisierungsrings eine Reihe radial nach außen gerichteter Ausnehmungen enthält, die um die zylindrische Innenfläche herum beabstandet sind.
Schnellkupplung nach Anspruch 5, wobei die hintere zylindrische Fläche des Rohres radial nach außen in eine kraftschlüssige Eingriffnahme mit der zylindrischen Innenfläche des Stabilisierungsrings aufgeweitet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 6, wobei die hintere zylindrische Fläche des Rohres radial nach außen in eine kraftschlüssige Eingriffnahme mit der zylindrischen Innenfläche des Stabilisierungsrings aufgeweitet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 2, wobei die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings geringfügig kleiner bemessen ist als die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche, so dass sie frei beweglich darin angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 9, wobei der Stabilisierungsring aus Metall besteht.
Schnellkupplung nach Anspruch 7, wobei die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings geringfügig kleiner bemessen ist als die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche, so dass sie frei beweglich darin angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 11, wobei der Stabilisierungsring aus Metall besteht.
Schnellkupplung nach Anspruch 2, wobei der Körper mindestens eine zylindrische Bohrungsfläche enthält, die die Rohrendaufnahme definiert, und der Körper eine Haltergehäusesektion zwischen der mindestens einen zylindrischen Bohrungsfläche und der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche definiert, wobei die Kupplung eine Spange in der Haltergehäusesektion aufweist, die voneinander beabstandete Schenkel aufweist, wobei die äußere zylindrische Dichtungsfläche des Rohres in der mindestens einen zylindrischen Bohrungsfläche angeordnet, wobei die Umfangserweiterung eine hintere radiale ringförmige Anschlagfläche enthält, die an den Schenkeln anliegt, und wobei der Stabilisierungsring eine vordere planare Fläche und eine hintere planare Fläche enthält, wobei der Stabilisierungsring um eine Entfernung ”L” von der hinteren radialen ringförmigen Anschlagfläche dergestalt angeordnet ist, dass sich die vordere planare Fläche vor der Eingangsöffnung, die durch den Körper definiert wird, befindet, wobei sich die Außenumfangs fläche des Stabilisierungsrings innerhalb der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche des Verbinderkörpers befindet.
Schnellkupplung nach Anspruch 13, wobei der Stabilisierungsring eine zylindrische Innenfläche enthält, die kraftschlüssig mit der hinteren zylindrischen Fläche des Rohres in Eingriff steht.
Schnellkupplung nach Anspruch 14, wobei die zylindrische Innenfläche des Stabilisierungsrings eine Reihe radial nach außen gerichteter Ausnehmungen enthält, die um die Fläche herum beabstandet sind.
Schnellkupplung nach Anspruch 13, wobei die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche mindestens einen nach außen gerichteten Ausdehnungshohlraum definiert und die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings mindestens einen Vorsprung definiert, der in dem mindestens einen Ausdehnungshohlraum angeordnet ist.
Schnellkupplung nach Anspruch 16, wobei die sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche mehrere Ausdehnungshohlräume definiert und die Außenumfangsfläche des Stabilisierungsrings einen Vorsprung definiert, der in jedem solchen Ausdehnungshohlraum angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Einschubelements für eine Schnellkupplung, wobei das Einschubelement ein starres Rohr umfasst, das Folgendes aufweist: ein freies Ende und eine radial vergrößerte Umfangserweiterung, die von dem freien Ende beabstandet ist, eine zylindrische Dichtungsfläche, die sich zwischen dem freien Ende und der Umfangserweiterung erstreckt, und eine hintere zylindrische Fläche hinter der Umfangserweiterung, und einen Stabilisierungsring, der an der hinteren zylindrischen Fläche hinter der Umfangserweiterung befestigt ist, wobei die Schritte Folgendes umfassen: Bereitstellen eines starren Rohres, das ein freies Ende und eine zylindrische Außenfläche aufweist; Bereitstellen eines Stabilisierungsrings, der eine Außenumfangsfläche und eine axiale Innenfläche aufweist; Positionieren des Stabilisierungsrings an der zylindrischen Fläche des Rohres; Ausbilden der Umfangserweiterung mit einer hinteren radialen ringförmigen Anschlagfläche, die um eine bestimmte Entfernung von dem freien Ende des Rohres beabstandet ist; Positionieren des Stabilisierungsrings in einer zuvor festgelegten Entfernung von der hinteren ringförmigen Anschlagfläche; Aufweiten des Rohres, um den Stabilisierungsring an der hinteren zylindrischen Fläche zu befestigen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die axiale Innenfläche des Stabilisierungsrings allgemein zylindrisch ist und eine Reihe radial nach außen gerichteter Ausnehmungen enthält, die um die Fläche herum beabstandet sind, wobei die Schritte des Weiteren Folgendes umfassen: Aufweiten des Rohres, um zu veranlassen, dass die hintere zylindrische Fläche des Rohres die Ausnehmungen in Eingriff nimmt.
Verfahren zum Hemmen einer relativen Drehung in einer Fluidkupplung zwischen einem Einschubelement und einem Verbinderkörper, der eine Rohraufnahmebohrung aufweist und eine sich axial erstreckende Stabilisierungsring-Stützfläche definiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Stabilisierungsrings und Befestigen des Stabilisierungsrings an dem Einschubelement; Einsetzen des Einschubelements in die Rohraufnahmebohrung; wodurch der Stabilisierungsring mit der sich axial erstreckenden Stabilisierungsring-Stützfläche in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 20, das des Weiteren Folgendes enthält: Bereitstellen mindestens eines Vorsprungs an einer Außenfläche des Stabilisierungsrings, und Bereitstellen eines nach außen gerichteten Ausdehnungshohlraums, der in dem Verbinderkörper durch die Stabilisierungsring-Stützfläche definiert ist, wobei die Schritte des Weiteren das Anordnen des mindestens einen Vorsprungs in dem Ausdehnungshohlraum umfassen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Stabilisierungsring aus einem starren Material besteht und wobei das Ineingriffbringen des Einschubelements mit dem Stabilisierungsring das Aufweiten eines Abschnitts des Einschubelements in eine Eingriffnahme mit einer axialen Innenfläche des Stabilisierungsrings enthält.