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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Leitungsabschnitte einer Leitung eines Automobils, umfassend ein Steckelement und einen Grundkörper mit einer Aufnahme für das Steckelement. Derartige Vorrichtungen dienen als Kupplungselement in Flüssigkeitsleitungen eines Automobils, beispielsweise Ölleitungen. Dabei ist das Steckelement mit dem einen der beiden Leitungsabschnitte verbunden und der Grundkörper mit dem anderen der beiden Leitungsabschnitte. Zum Herstellen der Verbindung wird das Steckelement in die Aufnahme des Grundkörpers eingesetzt, in der Regel verpresst. Dabei wird eine dichte Verbindung der Leitungsabschnitte miteinander erreicht. Derartige Steckverbinder sind normiert durch die Society of Automotive Engineers (SAE). Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass eine zerstörungsfreie Demontage des Steckelements aus der Aufnahme für einen Zugang zu den Leitungsabschnitten nicht möglich ist.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der in einfacher Weise eine sichere Verbindung zweier Leitungsabschnitte einer Leitung eines Automobils bereitgestellt werden kann, wobei ebenfalls in einfacher Weise eine zerstörungsfreie Demontage der Vorrichtung möglich sein soll.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass das Steckelement mindestens ein Rastelement aufweist und, dass die Aufnahme mindestens ein zu dem Rastelement des Steckelements korrespondierendes Rastelement aufweist, wobei die Rastelemente beim Einsetzen des Steckelements in die Aufnahme lösbar miteinander verrasten, und dass eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die in einer Verriegelungsposition ein Lösen der Verrastung der Rastelemente unterbindet und die in einer Entriegelungsposition ein Lösen der Verrastung der Rastelemente ermöglicht.
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Bei der Leitung kann es sich um eine Leitung für ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, zum Betrieb eines Automobils handeln. Beispielsweise kann es sich um eine Ölleitung handeln. Es ist aber auch möglich, dass die Leitung eine Wasser oder Kraftstoff für das Automobil führende Leitung ist. Das Steckelement weist eine Durchgangsöffnung auf für das durch die Leitung zu fördernde Fluid. Ebenso weist der Grundkörper eine Durchgangsöffnung für das durch die Leitung zu fördernde Fluid auf. Im in die Aufnahme des Grundkörpers eingesetzten Zustand des Steckelements fluchten die Durchgangsöffnungen miteinander. Die Durchgangsöffnungen können beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzen. Die Aufnahme kann durch eine Innenwand der Durchgangsöffnung des Grundkörpers gebildet sein. Wie eingangs erwähnt, ist das Steckelement mit dem ersten der beiden miteinander zu verbindenden Leitungsabschnitte verbindbar bzw. verbunden. Der Grundkörperr ist mit dem zweiten der beiden miteinander zu verbindenden Leitungsabschnitte verbindbar bzw. verbunden. Es wird durch die Vorrichtung also eine Kupplung für die beiden miteinander zu verbindenden Leitungsabschnitte gebildet.
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Erfindungsgemäß erfolgt beim Einsetzen des Steckelements in die Aufnahme eine lösbare Verrastung. Durch Lösen der Verrastung kann das Steckelement also in vorteilhafter Weise zerstörungsfrei demontiert werden, so dass Zugang zu den miteinander verbundenen Leitungsabschnitten besteht, beispielsweise für eine Wartung oder Reparatur. Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Rastelementen kann es sich insbesondere um Rastaufnahmen und/oder Rastvorsprünge handeln. Das Steckelement und/oder der Grundkörper können jeweils ein oder mehrere Rastelemente aufweisen. Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition verstellbar ist. Durch die Verriegelungseinrichtung wird sichergestellt, dass das Steckelement im Betrieb nicht unerwünscht, beispielsweise versehentlich, aus der Aufnahme gelöst werden kann. Vielmehr muss das Verriegelungselement zunächst in die Entriegelungsposition gebracht werden. Anschließend kann das Steckelement aus der Aufnahme demontiert werden. Erfindungsgemäß wird somit in einfach zu montierender Weise eine sichere Verbindung zweier Leitungsabschnitte einer Automobilleitung erreicht. Gleichzeitig ist in ebenfalls in einfacher Weise eine zerstörungsfreie Demontage der Vorrichtung möglich. Ein unerwünschtes Lösen der Verrastung wird durch die Verriegelungseinrichtung sicher verhindert.
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Bei dem Steckelement kann es sich abgesehen von dem mindestens einen Rastelement um ein standardisiertes Bauteil handeln, beispielsweise nach einem Standard der Society of Automotive Engineers (SAE).
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Nach einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Rastelement des Steckelements eine an der Außenseite des Steckelements ausgebildete Umfangsnut oder einen an der Außenseite des Steckelements ausgebildeten Umfangsvorsprung umfassen. Das Steckelement kann eine zylindrische Außenfläche besitzen, auf der die Umfangsnut oder der Umfangsvorsprung ausgebildet ist. Der Umfangsvorsprung kann in Form eines Flansches ausgebildet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann das mindestens eine Rastelement der Aufnahme mindestens einen zumindest in Radialrichtung der Aufnahme elastischen Rastarm aufweisen, an dessen freiem Ende ein Rastvorsprung ausgebildet ist. Der Rastarm ist insbesondere mit seinem einen Ende fest angelenkt. Das andere Ende des Rastarms ist frei und trägt einen Rastvorsprung. Es wird somit ein Rasthaken gebildet. Die Rastvorsprünge der Rastarme können dann beispielsweise in einer Umfangsnut oder hinter einem Umfangsflansch bzw. Vorsprung des Steckelements verrasten. Es können mehrere solche Rastarme vorgesehen sein. Der mindestens eine Rastarm ist zumindest in radialer Richtung, also senkrecht zur Axialrichtung der Aufnahme, bewegbar. Die Axialrichtung der Aufnahme wird insbesondere durch die Einschubrichtung des Steckelements in die Aufnahme definiert. Sie ist in der Regel gleichzeitig die Axialrichtung der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung miteinander zu verbindenden Leitungsabschnitte, also der Fließrichtung eines Fluids durch die Leitung. Der oder die Rastvorsprünge können sich ausgehend von dem oder den Rastarmen in radialer Richtung nach innen erstrecken. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Rastarm mit seinem dem freien Ende gegenüberliegenden Ende an einem Haltering des Rastelements angeordnet ist, der auf dem Grundkörper gehalten ist. Hierbei kann der Rastarm bzw. können die Rastarme einstückig mit dem Haltering ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Verriegelungseinrichtung eine auf dem Grundkörper angeordnete, zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition drehbar gelagerte Verriegelungshülse umfassen. Die Verriegelungshülse kann in der Verriegelungsposition eine Bewegung des mindestens einen Rastarms zumindest in Radialrichtung nach außen verhindern. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Realisierung der Verriegelung erreicht. Die Verriegelungshülse kann auf den Grundkörper aufgeschoben sein. Insbesondere kann sie auch auf den Haltering und/oder den mindestens einen Rastarm des Rastelements der Aufnahme aufgeschoben sein. Durch einfaches Drehen der Verriegelungshülse, sei dies manuell oder mittels eines Werkzeugs, kann das Steckelement dann in der Aufnahme ver- und entriegelt werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Verriegelungshülse einen sich in Umfangsrichtung ändernden Innenradius besitzt, wobei sich in der Verriegelungsposition mindestens ein Abschnitt mit einem geringeren Innenradius in Radialrichtung über dem Rastvorsprung, also außerhalb des Rastvorsprungs, des mindestens einen Rastarms befindet, so dass der mindestens eine Rastarm sich nicht in Radialrichtung nach außen bewegen kann und, wobei sich in der Entriegelungsposition mindestens ein Abschnitt mit einem größeren Innenradius in Radialrichtung über dem Rastvorsprung, also außerhalb des Rastvorsprungs, des mindestens einen Rastarms befindet, so dass der mindestens eine Rastarm sich in Radialrichtung nach außen bewegen kann zum Lösen der Verrastung des Steckelements in der Aufnahme. Die Änderung des Innenradius kann dabei insbesondere in einem (ersten) axialen Abschnitt der Verriegelungshülse vorliegen. Dieser axiale Abschnitt ist insbesondere der axiale Abschnitt, in dem im zusammengesetzten Zustand der Vorrichtung auch die Rastvorsprünge angeordnet sind. Über den Umfang kann der Innenradius sich beispielsweise regelmäßig ändern. Die Änderung kann jeweils stetig erfolgen. So können Stufen vermieden werden, um das Drehen der Verrriegelungshülse zu vereinfachen. Insbesondere können an der Innenfläche der Verriegelungshülse beispielsweise hügelartige Erhöhungen vorgesehen sein in einer Anzahl und Position, die der Anzahl und Position über den Umfang des Grundkörpers bzw. der Aufnahme vorgesehener Rastarme und Rastvorsprünge entspricht. Sind beispielsweise vier gleichmäßig über den Umfang der Aufnahme verteilte Rastvorsprünge und Rastarme vorgesehen, können entsprechend ebenfalls vier gleichmäßig über den Umfang der Innenfläche der Verriegelungshülse verteilte Erhöhungen vorgesehen sein. Durch Drehen der Verriegelungshülse können die Erhöhungen jeweils in eine Position oberhalb der Rastvorsprünge gebracht werden, so dass die Rastarme und mit ihnen die Rastvorsprünge nicht in Radialrichtung nach außen bewegt werden können. Ein Lösen der Verrastung des Steckelements in der Aufnahme wird also verhindert. Zum Lösen der Verrastung muss die Verriegelungshülse zunächst gedreht werden bis sich die Abschnitte mit einem größeren Innendurchmesser jeweils in Radialrichtung oberhalb der Rastvorsprünge befinden. Die Rastvorsprünge können dann mit den Rastarmen nach außen federn, so dass die Verrastung des Steckelements gelöst werden kann Weiterhin kann die Verriegelungshülse an ihrer Innenfläche im Bereich des mindestens einen Abschnitts mit größerem Innendurchmesser mindestens eine Aufnahme für den mindestens einen Rastvorsprung aufweisen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Rastelement der Aufnahme weiterhin mindestens einen zumindest in Radialrichtung der Aufnahme elastischen Sicherungsarm aufweist, an dessen freiem Ende ein Sicherungsvorsprung ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Sicherungsvorsprung in Axialrichtung versetzt zu dem mindestens einen Rastvorsprung des Rastelements der Aufnahme angeordnet ist. Der mindestens eine Sicherungsarm kann mit seinem dem freien Ende gegenüberliegenden Ende ebenfalls an dem auf dem Grundkörper gehaltenen Haltering angeordnet sein. Die Sicherungsarme bilden zusammen mit den Sicherungsvorsprüngen Sicherheitshaken. Die Sicherungsarme können dabei eine andere Länge aufweisen als die Rastarme, beispielsweise kürzer sein. Auf diese Weise wird bei gleichem Ausgangspunkt an dem Haltering erreicht, dass die Rastvorsprünge in einer anderen axialen Ebene angeordnet sind als die Sicherungsvorsprünge. Wiederum können mehrere derartige Sicherungsarme vorgesehen sein. Während sich der oder die Rastvorsprünge ausgehend von dem oder den Rastarmen in radialer Richtung nach innen erstrecken können, ist es möglich, dass sich der oder die Sicherungsvorsprünge von dem oder den Sicherungsarmen in radialer Richtung nach außen erstrecken.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Verriegelungshülse mindestens eine Durchgangsöffnung aufweisen, in die in der Verriegelungsposition der Verriegelungshülse mindestens ein Sicherungsvorsprung eintritt, so dass eine Drehung der Verriegelungshülse aus ihrer Verriegelungsposition in ihre Endriegelungsposition verhindert wird. Die Sicherungsvorsprünge sind dabei derart federvorbelastet, dass sie selbsttätig in die Durchgangsöffnung eintreten und in dieser verbleiben, wenn sich die Verriegelungshülse in der Verriegelungsposition befindet. Ein Drehen der Verriegelungshülse aus ihrer Verriegelungsposition heraus in ihre Entriegelungsposition ist erst daran möglich, wenn zuvor der oder die Sicherungsvorsprünge gegen ihre Federvorbelastung von außen durch die Durchgangsöffnung aus dieser heraus in radialer Richtung nach innen gedrückt werden. Hierfür ist ein spezielles Demontagewerkzeug, beispielsweise eine geeignete Zange, erforderlich, so dass sich das Steckelement im Betrieb nicht unerwünscht aus der Aufnahme lösen lässt. Es ist möglich, dass nicht für sämtliche Sicherungsvorsprünge eine entsprechende Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Auf diese Weise muss das Demontagewerkzeug nicht sämtliche Sicherungsvorsprünge nach innen drücken. Das Eingreifen des Werkzeugs und damit die Demontage werden auf diese Weise vereinfacht.
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Das Steckelement und/oder der Grundkörper und/oder die Rastelemente können aus einem Kunststoff bestehen. Dies ist herstellungstechnisch besonders einfach. Außerdem sind die Bauteile auf diese Weise besonders leicht und kostengünstig. Durch die erfindungsgemäße lösbare Verrastung wird ein solcher Kunststoffwerkstoff für die vorliegende Anwendung ermöglicht.
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Der Grundkörper und das Rastelement der Aufnahme können durch ein gemeinsames Bauteil gebildet sein, also einstückig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Grundkörper und dem Rastelement um getrennte Bauteile handelt. Es ist dann in vorteilhafter Weise weiter möglich, dass der Grundkörper aus einem härteren Material besteht als das mindestens eine Rastelement der Aufnahme. Hierdurch wird einerseits eine hohe Stabilität durch den harten Grundkörper erreicht. Gleichzeitig wird eine einfache Montage und Demontage durch das weichere Rastelement erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im montierten Zustand in einer Seitenansicht,
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2 die Vorrichtung aus 1 in einer längsgeschnittenen Ansicht,
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3 das Rastelement der Aufnahme der in der 2 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
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4 einen Schnitt entlang der Linie D-D in 1 in einer ersten Betriebsstellung,
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5 einen Schnitt entlang der Linie D-D in 1 in einer zweiten Betriebsstellung, und
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6 einen Schnitt entlang der Linie C-C in 1.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Verbinden zweier nicht gezeigter Leitungsabschnitte einer Fluidleitung eines Automobils, beispielsweise einer Ölleitung. Sie umfasst ein Steckelement 10 welches, wie insbesondere in 2 zu erkennen, zwei hohlzylindrische Abschnitte mit unterschiedlichem Außendurchmesser umfasst. Das Steckelement 10 begrenzt eine zylindrische Durchgangsöffnung 12 mit gleichbleibendem Durchmesser für das durch die Leitung des Automobils zu führende Fluid. Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus einen Grundkörper 14, der ebenfalls eine im Querschnitt kreisförmige Durchgangsöffnung 16 für das durch die Leitung zu führende Fluid begrenzt. Das Steckelement 10 ist mit seinem Abschnitt mit dem verringerten Außendurchmesser in eine durch die Durchgangsöffnung 16 gebildete Aufnahme 18 eingesetzt, wie insbesondere in 2 zu erkennen. Im Betrieb ist das Steckelement 10 mit einem ersten der beiden Leitungsabschnitte verbunden und der Grundkörper 14 mit einem zweiten der beiden Leitungsabschnitte. Das Fluid fließt durch die Leitungsabschnitte und die Durchgangsöffnungen 12, 16 der Vorrichtung entlang der Axialrichtung, die in den 1 und 2 bei dem Bezugszeichen 20 gezeigt ist.
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Bei dem Bezugszeichen 22 in 2 ist ein Dichtring, vorliegend ein O-Ring zu erkennen, der im Betrieb die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellte Verbindung der Leitungsabschnitte abdichtet. An der Innenseite des Grundkörpers 14 ist ein Klemmring 24 befestigt, der dafür sorgt, dass vor dem Einsetzen des Steckelements 10 in die Aufnahme 18 der Dichtring 22 an dem Grundkörper 14 gehalten wird.
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Insbesondere in 2 ist zu erkennen, dass das Steckelement 10 an seinem innerhalb der Aufnahme 18 angeordneten Abschnitt einen in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 26 als Rastelement umfasst. Auf dem Grundkörper 14 ist ein korrespondierendes Rastelement 28 angeordnet, welches in 3 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist. Das Rastelement 28 umfasst einen Haltering 30, mit dem es auf den Grundkörper 14 aufgeschoben wird, wie in 2 zu erkennen. Ausgehend von dem Haltering 30 erstrecken sich in dem gezeigten Beispiel vier elastische Rastarme 32, an deren freiem Ende jeweils ein in radialer Richtung nach innen angeordneter Rastvorsprung 34 ausgebildet ist. Auf diese Weise werden vier in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Halterings 30 verteilte Rasthaken gebildet. Beim Einsetzen des Steckelements 10 in die Aufnahme 18 werden die Rastvorsprünge 34 und mit ihnen die Rastarme 32 durch den Umfangsflansch 26 des Steckelements 10 zunächst in radialer Richtung nach außen gedrückt bis sie hinter dem Umfangsflansch 26 verrasten, wie in 2 gezeigt. Es ist dabei möglich, für eine Demontage das Steckelement 10 wieder aus der Aufnahme 18 herauszuziehen, wobei die Rastvorsprünge 34 und mit ihnen die Rastarme 32 in radialer Richtung wieder nach außen gedrückt werden bis der Umfangsflansch 26 an den Rastvorsprüngen 34 vorbeigelangt ist.
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Die oben erläuterte Montage und Demontage des Steckelements 10 ist allerdings nur möglich, wenn sich eine Verriegelungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Entriegelungsposition befindet. Die Verriegelungseinrichtung umfasst in dem gezeigten Beispiel eine auf den Grundkörper 14 und das Rastelement 28 aufgeschobene Verriegelungshülse 36. Die Ausgestaltung und die Funktion der Verriegelungshülse 36 soll mit Bezug auf die 4 und 5 näher erläutert werden. Dort ist zu erkennen, dass die Verriegelungshülse 36 einen sich in Umfangsrichtung verändernden Innendurchmesser aufweist. Insbesondere ist die Verriegelungshülse 36 an ihrer Innenseite mit vier gleichmäßig über den Umfang verteilten hügelartigen Erhebungen 38 versehen. Jeweils zwischen den Erhebungen 38 befinden sich ebenfalls vier gleichmäßig über den Innenumfang der Verriegelungshülse 36 verteilt angeordnete Aufnahmen 40. In 4 ist die Entriegelungsposition der Verriegelungshülse 36 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass in dieser Position die Aufnahmen 40 jeweils in Radialrichtung über den bzw. außerhalb der Rastvorsprünge 34 liegen. Die Rastvorsprünge 34 und mit ihnen die Rastarme 32 können sich in dieser Entriegelungsposition also in radialer Richtung nach außen bewegen, insbesondere für eine Montage und Demontage des Steckelements 10. Zum Erreichen der Verriegelungsposition wird die Verriegelungshülse 36 aus der in 4 gezeigten Position entlang des Pfeils 48 in die in 5 gezeigte Verriegelungsposition gedreht. In dieser Verriegelungsposition befinden sich gerade die Erhebungen 38 der Verriegelungshülse 36 in Radialrichtung über den bzw. außerhalb der Rastvorsprünge 34. Die Rastvorsprünge 34 können in diesem Zustand also nicht in Radialrichtung nach außen bewegt werden. Ein Lösen der Verrastung des Steckelements 10 an den Rastvorsprüngen 34 ist somit nicht möglich, so dass auch eine Demontage des Steckelements 10 in diesem Zustand nicht möglich ist.
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Anhand des in 6 gezeigten Schnitts entlang der Linie C-C in 1 soll eine Sicherungsfunktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen ein unbeabsichtigtes Bewegen der Verriegelungshülse 36 in die Entriegelungsposition erläutert werden. Hierzu wird zunächst noch einmal Bezug auf 3 genommen. Dort ist zu erkennen, dass das Rastelement 28 neben den Rastarmen 32 vier jeweils zwischen zwei Rastarmen 32 angeordnete und sich in gleichmäßigen Umfangsabständen von dem Haltering 30 erstreckende elastische Sicherungsarme 42 aufweist. An ihrem freien Ende ist an den Sicherungsarmen 42 jeweils ein Sicherungsvorsprung 44 ausgebildet. Die Sicherungsvorsprünge 44 erstrecken sich in dem gezeigten Beispiel in radialer Richtung nach außen. In 6, in der sich die Verriegelungshülse 36 in ihrer Verriegelungsposition befindet, ist zu erkennen, dass diese in der dort gezeigten axialen Ebene zwei sich diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnungen 46 aufweist. Außerdem weist sie zwei ebenfalls einander diametral gegenüberliegende Ausbuchtungen 48 an ihrer Innenfläche auf. Die Durchgangsöffnungen 46 und die Ausbuchtungen 48 sind gleichmäßig über den inneren Umfang der Verriegelungshülse 36 verteilt und, wie in 6 zu erkennen, in der Verriegelungsposition jeweils in Radialrichtung oberhalb bzw. außerhalb eines Sicherungsvorsprungs 44 angeordnet. Insbesondere sind die sich in Radialrichtung unterhalb bzw. innerhalb der Durchgangsöffnungen 46 befindenden Sicherungsvorsprünge 44 aufgrund der Federvorbelastung der Sicherungsarme 42 in die Durchgangsöffnungen 46 eingetreten. Dadurch ist eine Drehung der Verriegelungshülse 36 aus der in 6 gezeigten. Verriegelungsposition nicht mehr möglich. Hierzu ist vielmehr ein Spezialwerkzeug erforderlich, beispielsweise eine Zange, welches zunächst die Sicherungsvorsprünge 44 gegen ihre Federvorbelastung in radialer Richtung nach innen aus den Durchgangsöffnungen 46 herausdrückt.
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Es sei noch angemerkt, dass einige oder sämtliche Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus einem Kunststoffwerkstoff bestehen können. Darüber hinaus sei angemerkt, dass das Rastelement 28 in denn gezeigten Beispiel einstückig ausgebildet ist und insbesondere aus einem weicheren Material bestehen kann als der ebenfalls einstückig ausgebildete Grundkörper 14.
