-
Die Erfindung betrifft ein Kopplungselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
-
Die
DE 870 5321 U1 offenbart eine Schlauchkupplung zum Kuppeln eines Schlauchs mit einem Nippel, wobei die Kupplung ein durch Wasserdruck schließbares Ventil aufweist, das bei Einsetzen des Nippels in die Kupplung von diesem geöffnet wird. Das Ventil ist nach dem Herstellen der Kupplung in diese einsetzbar.
-
Aus der
DE 696 36 182 T2 ist ein Fluidzufuhrsystem bekannt, welches eine Mehrzahl von miteinander verschraubbaren Leitungsteilen umfasst, wobei eines dieser Leitungsteile als Rückschlagventil ausgebildet ist. Dieses Leitungssystem weist eine sehr hohe Komplexität auf.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kopplungselement zur fluidischen Kopplung eines Leitungsteils mit einem weiteren Fluidelement eines Kraftwagens bereitzustellen, welches eine einfache und unkomplexe Kopplung des Leitungsteils mit dem Fluidelement ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Kopplungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Ein solches Kopplungselement zur fluidischen Kopplung eines von einem Fluid durchströmbaren Leitungsteils mit einem weiteren, von dem Fluid durchströmbaren Leitungsteil, einem Behältnis oder dergleichen Fluidelement eines Kraftwagens, umfasst zumindest einen von dem Fluid durchströmbaren Kanal sowie wenigstens einen Steckbereich, über welchen das zu koppelnde Leitungsteil unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem Kopplungselement fluidisch verbindbar ist. Dabei ist in dem Kanal zumindest ein zwischen einer dem Kanal fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer dem Kanal fluidisch freigebenden Offenstellung bewegbarer Sperrkörper aufgenommen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kanal bei mit dem Kopplungselement fluidisch verbundenem Leitungsteil mittels des Sperrkörpers bei in eine erste Strömungsrichtung fließendem Fluid versperrbar und der Kanal bei in eine der ersten Strömungsrichtung entgegen gesetzte Strömungsrichtung fließendem Fluid freigebbar ist. Dadurch ist auf einfache und unkomplexe Art und Weise ein Rückschlagventil in dem Kopplungselement integriert, welches ein Rückfließen, das heißt ein Strömung des Fluids in eine unerwünschte Strömungsrichtung, verhindert. Dies bedeutet einen hohen Funktionserfüllungsumfang des Kopplungselements. Durch die Integration des Rückschlagventils in das Kopplungselement sind zusätzliche, separate Ventile nicht vonnöten. Dies hält die Teileanzahl und damit die Kosten gering. Außerdem sind dadurch zusätzliche Schnittstellen vermieden, welche potentielle Leckagestellen darstellen, aus welchen das Fluid unerwünschter Weise austreten kann.
-
Bevorzugt ist das Kopplungselement als sogenannte VDA-Kupplung (VDA – Verband der Automobilindustrie) als Vaterteil oder als Mutterteil ausgebildet, so dass das Leitungsteil mit dem Fluidelement besonders einfach und unaufwändig über das Kopplungselement zu koppeln ist. Das Kopplungselement stellt somit standardisierte Schnittstellen, insbesondere einen standardisierten Steckbereich, bereit, welche gewährleisten, dass das Leistungsteil dicht und einfach über das Kopplungselement mit dem weiteren Fluidelement verbunden werden kann.
-
Mittels des Kopplungselements kann beispielsweise eine Leitung, insbesondere ein Kunststoffschlauch, an einen Ausgleichsbehälter angeschlossen werden, wobei das Kopplungselement beispielsweise mit dem Ausgleichsbehälter verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Ebenso können mittels des Kopplungselements zwei Leitungen, insbesondere Schläuche, Kunststoffschläuche, Metallschläuche oder Metallleitungen oder dergleichen, miteinander fluidisch gekoppelt werden, ohne dass ein zusätzliches Rückschlagventil vorgesehen sein muss. Die Funktionalität des Rückschlagventils ist dabei durch das erfindungsgemäße Kopplungselement bereitgestellt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kopplungselement einen zu dem Versperrkörper korrespondierenden Sitz auf, an welchem der Versperrkörper in der Schließstellung den Kanal fluidisch versperrend anliegt. Ferner weist das Kopplungselement einen zu dem Versperrkörper korrespondierenden Anschlag auf, an welchem der Versperrkörper in der Offenstellung den Kanal fluidisch freigebend anliegt. Dadurch sind zwei definierte Endpositionen des Versperrkörpers geschaffen, welche ein sicheres Freigeben und Versperren des Kanals gewährleisten.
-
Ist der Versperrkörper innenumfangsseitig zumindest bereichsweise im Bereich des Steckbereichs zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegbar in dem Kanal aufgenommen, so birgt dies den Vorteil, dass das Kopplungselement einen sehr geringen Bauraumbedarf aufweist und die Ventilfunktionalität unter sehr effizienter Ausnutzung des Bauraums dargestellt ist.
-
An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Leitungsteil sowie gegebenenfalls das weitere Fluidelement in dem bzw. in einem jeweiligen Steckbereich des Kopplungselements beispielsweise auf das Kopplungselement aufsteckbar ist. Um eine besonders feste Verbindung des Leitungsteils und gegebenenfalls des weiteren Fluidelements mit dem Kopplungselement in dem bzw. diesen Steckbereich bzw. Steckbereichen zu gewährleisten, kann ein zusätzliches Befestigungselement, beispielsweise eine Schelle, insbesondere eine Schlauchschelle, vorgesehen sein, welche das Leitungsteil sowie gegebenenfalls das weitere Fluidelement mit dem Kopplungselement verpresst.
-
Vorteilhafterweise ist in dem Steckbereich zumindest eine Rippe vorgesehen, welche als Abziehschutz fungiert und ein bestimmtes Kraftniveau bereitstellt, welches aufgewendet werden muss, um das Leitungselement sowie gegebenenfalls das weitere Fluidelement aus dem Steckbereich von dem Kopplungselement abzuziehen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnungen zeigen in:
-
1 eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht eines Kopplungselements zur fluidischen Kopplung dreier, von einem Fluid durchströmbarer Leitungen, wobei in das Kopplungselement ein Rückschlagventil integriert ist;
-
2 eine schematische Perspektivansicht des Kopplungselements gemäß 1;
-
3 eine schematische Längsschnittansicht des Kopplungselements gemäß den vorhergehenden Figuren;
-
4 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Kopplungselements gemäß den vorhergehenden Figuren;
-
5 eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Kopplungselements gemäß den vorhergehenden Figuren, mittels welchem zwei von einem Fluid durchströmbare Leitungen fluidisch zu koppeln sind; und
-
6 eine schematische Perspektivansicht des Kopplungselements gemäß 5.
-
Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines als VDA-Kupplung ausgebildeten Kopplungselements 10, mittels welchem drei von einem Fluid, beispielsweise Kühlwasser, eines Kraftwagens durchströmbare Leitungen fluidisch miteinander koppelbar sind. Ebenso möglich ist, dass beispielsweise zwei Leitungen mit einem Behältnis, insbesondere einem Ausgleichsbehältnis, des Kraftwagens fluidisch koppelbar sind, wobei in dem Behältnis das Fluid speicherbar ist. In diesem Falle kann das Koppelelement 10 mit dem Behältnis fluidisch verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein.
-
Zur Realisierung der fluidischen Kopplung weist das Koppelelement 10 einen ersten von dem Fluid durchströmbaren Kanal 12 sowie einen zweiten, von dem Fluid durchströmbaren Kanal 14 auf, wobei der Kanal 14 im Wesentlichen senkrecht zu dem Kanal 12 verläuft. Ferner weist das Kopplungselement 10 einen außenumfangseitig angeordneten Steckbereich 16 auf, auf welchen eine der zu koppelnden Leitungen auf das Kopplungselement 10 aufzustecken ist. Zur Darstellung einer festen Verbindung der Leitung mit dem Kopplungselement 10 über den Steckbereich 16 ist in dem Steckbereich 10 eine Rippenanordnung 18 vorgesehen, wodurch der Steckbereich 16 geriffelt ist.
-
Durch die Rippenanordnung 18 ist ein hohes Kraftniveau realisiert, das es aufzubringen gilt, um die Leitung, welche auch als Kunststoffschlauch ausgebildet sein kann, von dem Steckbereich 16 und damit von dem Kopplungselement 10 gemäß einem Richtungspfeil 20 wieder abzuziehen.
-
Die Leitung ist dabei über den Steckbereich 16 in eine Steckrichtung gemäß einem Richtungspfeil 21 auf das Kopplungselement 10 aufzustecken. An den Steckbereich 16 schließt sich in Steckrichtung gemäß dem Richtungspfeil 21 ein Anschlag 34 an, welcher ein zu weites Aufstecken der Leitung auf das Kopplungselement 10 verhindert.
-
An den Steckbereich 16 schließt sich in Richtung entgegen der Steckrichtung gemäß dem Richtungspfeil 21 ein Dichtkonus 40 an, mittels welchem das Kopplungselement 10 und die über den Steckbereich 16 mit dem Kopplungselement 10 fluidisch zu koppelnde Leitung gegen ein unerwünschtes Austreten des Fluids abgedichtet sind.
-
In dem Kanal 14 ist ein Versperrkörper in Form einer Kugel 22 angeordnet, welche zwischen einer Schließstellung und zumindest einer Offenstellung bewegbar ist. Dabei ist die Kugel 22 von dem den Kanal 14 durchströmenden Fluid bewegbar, in dem das Fluid die Kugel 22 mitnimmt und somit diese in ihrer Schließstellung oder in ihrer Offenstellung bewegt. In der Schließstellung liegt die Kugel 22 an einem korrespondierenden Ventilsitz 24 an, und das Fluid kann den Kanal 14 nicht mehr in Strömungsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 21 durchströmen. Ein Rückfluss des Fluids von dem Kanal 14 in den Kanal 12 ist somit vermieden. Fließt das Fluid von dem Kanal 12 in den Kanal 14 und damit in Richtung gemäß dem Richtungspfeil 20, so bewegt das Fluid die Kugel 22, die Kugel 22 hebt von ihrem Ventilsitz 24 ab und gibt den Kanal 14 frei. Dabei wird die Kugel 22 von dem Fluid lediglich so weit bewegt, bis die Kugel 22 an einem Anschlag 26 in dem Kanal 14 in einer ihren Offenstellungen anliegt.
-
Der Ventilsitz 24 und der Anschlag 26 gewährleisten dabei eine definierte Führung und somit eine sichere und definierte Funktionalität eines durch den Ventilsitz 24 und die bewegbare Kugel 22 gebildeten und in das Kopplungselement 10 integrierten Rückschlagventils. Zur Verbesserung der Führung der Kugel 22 sind in dem Kanal 14 Rippen 28 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung des einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Kanals 14 über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
-
Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, ist dabei die Kugel 22 überwiegend in dem Steckbereich 16 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegbar, so dass die Funktionalität des Rückschlagventils unter besonders effizienter Ausnutzung des Bauraums dargestellt ist, so dass das Kopplungselement 10 einen geringen Bauraumbedarf aufweist.
-
Die Integration der Funktionalität des Rückschlagventils in das Kopplungselement 10 vermeidet die Notwendigkeit zumindest eines weiteren, separaten Rückschlagventils bei der Kopplung der Leitungen, so dass keine zusätzlichen Schnittstellen und damit potentielle Leckagestellen entstehen, über welche das Fluid unerwünschter Weise austreten könnte.
-
Mit dem Kanal 12 sind die entsprechenden Leitungen oder das Behältnis beispielsweise derart koppelbar, dass die Leitungen in jeweilige, innenumfangsseitige Steckbereiche 30 und 32 des Kopplungselements und damit in das Kopplungselement 10 einsteckbar oder auf entsprechende, außenumfangseitige Steckbereiche 30 und 32 und somit auf das Kopplungselement 10 aufsteckbar und damit fluidisch mit dem Kopplungselement 10 verbindbar sind.
-
Bei dem Steckbereich 32 handelt es sich in dieser konkreten Ausführungsform um einen Steckbereich 32 zur fluidischen Kopplung eines Schlauchs der Bauart NW 12. Der Steckbereich 16 ist dabei für einen Schlauch mit einem Innendurchmesser von 18 Millimetern ausgebildet.
-
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kopplungselements 10, wobei der Steckbereich 16 dazu ausgebildet ist, ein Polyamidrohr auf das Kopplungselement 10 aufzustecken. Im Übrigen trifft das zu dem Kopplungselement gemäß den 1 bis 3 Geschilderte analog auf das Kopplungselement gemäß 4 zu.
-
5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform des Kopplungselements 10, wobei das Kopplungselement 10 nun lediglich einen von dem Fluid durchströmbaren Kanal 14 aufweist, in welchem die Kugel 22 zum fluidischen Versperren und Freigeben des Kanals 14, abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids, bewegbar aufgenommen und mittels der Rippen 28 geführt ist. Im Übrigen trifft das zu dem Kopplungselement 10 gemäß den vorhergehenden Figuren Geschilderte analog auf das Kopplungselement 10 gemäß den 5 und 6 zu.
-
In einem dem Steckbereich 16 gegenüber liegenden Verbindungsbereich 36 des Kopplungselements 10 gemäß den 5 und 6 ist eine weitere, von dem Fluid durchströmbare Leitung mit dem Kopplungselement 10 fluidisch koppelbar. Auch an den Verbindungsbereich 36 schließt sich ein Dichtkonus 38 an, mittels welchem das Kopplungselement 10 und die über den Verbindungsbereich 36 mit dem Kopplungselement 10 fluidisch zu koppelnde Leitung gegeneinander gegen ein Austreten des Mediums abgedichtet sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kopplungselement
- 12
- Kanal
- 14
- Kanal
- 16
- Steckbereich
- 18
- Rippenanordnung
- 20
- Richtungspfeil
- 21
- Richtungspfeil
- 22
- Kugel
- 24
- Ventilsitz
- 26
- Anschlag
- 28
- Rippe
- 30
- Steckbereich
- 32
- Steckbereich
- 34
- Anschlag
- 36
- Verbindungsbereich
- 38
- Dichtkonus
- 40
- Dichtkonus
-
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 8705321 U1 [0002]
- DE 69636182 T2 [0003]
