DE102012108566A1

DE102012108566A1 - Fluidische Steckereinheit und Verbindungseinrichtung für Flüssigkeit führende Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie

Info

Publication number: DE102012108566A1
Application number: DE102012108566.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Häckel
Original assignee: Dionex Softron GmbH
Current assignee: Dionex Softron GmbH
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: DE102012108566B4; JP2014055672A; CN103675170B; CN103675170A; US9982820B2; US20140070530A1; JP5833067B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine fluidische Steckereinheit für Flüssigkeit führende Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, mit einem an einer Flüssigkeit führenden Komponente (5) vorgesehenen Steckergehäuse (21), welches einen entlang einer Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) verlaufenden Kanal (23) für die zu führende Flüssigkeit aufweist, wobei das Steckergehäuse (21) einen Steckerbereich (25) mit einem vorderen Steckerbereich (27) und einen sich in axialer Richtung daran anschließenden hinteren Steckerbereich (29) aufweist, welcher einen größeren Querschnitt aufweist als der vordere Steckerbereich (27), wobei der vordere Steckerbereich (27) einen Kopfbereich (31) und einen zwischen dem Kopfbereich (31) und dem hinteren Steckerbereich (29) vorgesehenen Befestigungsbereich (33) aufweist, in welchem ein ringförmiges Dichtelement (35) axial gehalten ist, wobei die Steckereinheit (9) zur Verbindung mit einer Buchseneinheit (7) einer weiteren, eine Flüssigkeit führenden Komponente (3) ausgebildet ist, die eine Aufnahmeausnehmung (13) aufweist, die eine innere Aufnahmeausnehmung (15) zur Aufnahme im Wesentlichen des Kopfbereichs (31) und eine sich daran in axialer Richtung anschließende äußere Aufnahmeausnehmung (17) zur Aufnahme des Nutbereichs (33) und des hinteren Steckerbereichs (29) umfasst, wobei die Steckereinheit (9) so ausgebildet ist, dass im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) ein im Wesentlichen allseitig geschlossener Ringraum für das Dichtelement (35) gebildet ist, der durch die Außenwandung des vorderen Steckerbereichs (27) und die Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) der Buchseneinheit (7) begrenzt ist, und wobei das Dichtelement (35) hinsichtlich seiner Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet ist, dass es bei einer Verbindung der Steckereinheit (9) mit der Buchseneinheit (7) derart elastisch und/oder plastisch deformierbar ist, dass das Material den im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum vollständig ausfüllt, wobei das Material des Dichtelements (35) die den im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum begrenzende Außenwandung des Steckerbereichs (25) und Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) mit einem vorgegebenen Dichtdruck beaufschlagt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbindungseinrichtung bestehend aus einer derartigen Steckereinheit (9) und einer damit koppelbaren Buchseneinheit (7), welche eine Aufnahmeausnehmung (13) aufweist, die eine innere Aufnahmeausnehmung (15) zur Aufnahme im Wesentlichen des Kopfbereichs (31) der Steckereinheit (9) und eine sich daran in axialer Richtung anschließende äußere Aufnahmeausnehmung (17) zur Aufnahme des Nutbereichs (33) und des hinteren Steckerbereichs (29) der Steckereinheit (9) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine fluidische Steckereinheit für Flüssigkeit führende Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), sowie eine fluidische Verbindungseinrichtung bestehend aus einer derartigen Steckereinheit und einer hierfür geeigneten Buchseneinheit.
In der HPLC werden Substanzen getrennt, indem sie mit hohem Druck mit Hilfe eines Lösungsmittels durch eine Säule gespült werden. Hierfür werden Pumpen benötigt, die bei hohem Druck kontinuierlich eine konstante Flussrate liefern können. Um in der HPLC schnellere oder besser aufgelöste Trennungen zu erreichen, geht der Trend hin zu noch höheren Drücken von 1500 bar und mehr.
In einem HPLC-System sind mehrere Komponenten enthalten, die fluidisch miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet werden müssen. Zur Verbindung werden Kapillarrohre eingesetzt, die an standardisierten Buchseneinheiten angeschlossen werden. Für manche Komponenten ist jedoch ein direkter Zusammenbau auf kleinem Bauraum erwünscht. Dies gilt beispielsweise für Rückschlagventile oder Filter. Hierfür muss eine andere Methode zur Gewährleistung einer dichten Verbindung verwendet werden.
In der HPLC werden für das Erzeugen des Flüssigkeitsdrucks Kolbenpumpen eingesetzt. Diese Pumpen benötigen mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil, welche mit dem Pumpenkopf, in dem sich der Arbeitszylinder befindet, verbunden werden müssen. Für die Verbindungen zwischen dem Pumpenkopf und den Ventilen sind die Anforderungen an die Belastbarkeit besonders hoch, da diese Verbindungen nicht nur dem relativ konstanten Systemdruck am Pumpenauslass, sondern bei jedem Kolbenhub der Pumpe einem ständigen Wechsel zwischen Umgebungsdruck und Systemdruck ausgesetzt sind.
Um ein gutes Kompressionsverhältnis zu erreichen, muss das Flüssigkeitsvolumen in der Verbindung und den Zuleitungen möglichst gering sein. Denn ein Totvolumen in Zuleitungen oder Verbindungen vergrößert das Gesamtvolumen, so dass die Pumpe bei gleichem Kolbenhub nur einen geringeren Systemdruck oder – bei vorgegebenem Systemdruck – nur ein geringeres Fördervolumen pro Kolbenhub erzeugen kann; denn ein Teil des Kolbenhubs wird für die Kompression der Flüssigkeit benötigt, bis der Systemdruck erreicht ist.
Eine geeignete Verbindung für derartige Komponenten der HPLC darf auf der Einlassseite keinen zu hohen Flusswiderstand aufweisen, damit ein schnelles Ansaugen des benötigten Flüssigkeitsvolumens möglich ist. Ein minimaler Innendurchmesser darf daher nicht unterschritten werden.
Zudem besteht bei einer Verbindung von Ventilen und Pumpen häufig die Forderung nach einer kurzen Baulänge der Verbindung, um die gesamte Pumpeneinheit möglichst kompakt ausbilden zu können.
Schließlich sollte die für das Herstellen der Verbindung nötige Anpresskraft auf einfache Weise, vorzugsweise ohne Werkzeug, aufgebracht werden können. Hierfür eignen sich Schraubverbindungen, deren zusammenwirkende Gewinde wegen der geringen axialen Ausdehnung infolge der möglichst kurzen Baulänge einen relativ großen Durchmesser und eine relativ geringe Steigung aufweisen. Derartige Schraubverbindungen lassen sich auch noch bei dem hohen aufzubringenden Dichtdruck manuell schließen.
Bekannte Abdichtungen von Ventilen weisen meist ringförmige Dichtelemente aus PEEK oder einem anderen Elastomer auf, die die Komponenten des Ventils gegen das Ventilgehäuse und auch das Ventil gegenüber den umliegenden Komponenten stirnseitig abdichten. Diese Dichtungen sind bei 1000 bar noch zuverlässig. Bei höheren Drücken beginnt jedoch insbesondere das Dichtelement auf der Einlassseite des Ventils während des Betriebs zu extrudieren, verliert so an Vorspannung und wird undicht.
Ventile nach dem Stand der Technik, die ein ganz aus Metall bestehendes Gehäuse aufweisen, werden entweder mit PEEK-Flachdichtungen oder mit einer konischen oder gewölbten Metalldichtung abgedichtet. Bei den Flachdichtungen werden sehr hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität der Metallflächen gestellt und es wird eine sehr hohe Vorspannung benötigt, die auch bei maximalem Flüssigkeitsdruck noch vorhanden sein muss. Dies ist nicht ganz einfach, weil eine stirnseitig vorgesehene Flachdichtung aufgrund ihrer geringen Dicke kaum Elastizität (bzw. nur einen geringen elastischen Federweg) besitzt. Metalldichtungen sind extrem empfindlich gegenüber kleinen Verunreinigungen, und es besteht die Gefahr, dass bei wiederholter Montage nicht nur das Ventil, sondern auch die Dichtfläche des Pumpenkopfes beschädigt wird.
In der DE 10 2008 059 897 A1 ist in 5 eine Möglichkeit dargestellt, wie ein Filter direkt an eine für Kapillarrohre ausgelegte Buchseneinheit angeschlossen werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass diese Verbindung eine relativ große Anzahl von Komponenten benötigt und eine relativ große Baulänge erfordert. Es wird ein zusätzliches Steckergehäuse für die Vorspannung der Dichtung benötigt. Die Kraft kann nicht direkt mittels des Filters aufgebracht werden, weil dann nicht die Dichtung auf die Buchseneinheit drücken würde, sondern das Rohr. Zudem ist eine einstückige Fertigung des Filters mit dem benötigten langen Kapilarrohr praktisch unmöglich, weil ein extrem langes dünnes Loch gebohrt werden müsste. Das Rohr müsste sogar noch länger sein, als in 5 der DE 10 2008 059 897 A1 dargestellt, da für das Herstellen des Beaufschlagungsbereichs von hinten ein Werkzeug angesetzt werden muss. Es wird hier zudem vorgeschlagen, ein gezogenes Kapilarrohr mit dem Bauelement zu verschweißen, was mit einem entsprechenden herstellungstechnischen Aufwand verbunden ist.
Für Hochdruckverbindungen außerhalb der HPLC werden in der Regel Metallrohre mit konischen Enden in passende konische Gegenstücke gepresst. Hierbei bestehen die bereits genannten Nachteile von Metalldichtungen.
Im Druckbereich bis zu ca. 20 bar werden für Pressluft- und Wasserschlauchverbindungen O-Ringe eingesetzt, die eine Nut teilweise ausfüllen. Sie haben durch die Montage eine Vorspannung und werden bei Anlegen eines Drucks im Medium weiter in Richtung des abzudichtenden Spaltes gedrückt. Im Hochdruckbereich bei bis zu 2000 bar stellt die wegen Elastizität und Kompressibilität stattfindende Verformung des Dichtrings jedoch ein ernstes Problem dar. Bei dynamischer Last kann die ständige Bewegung der Dichtung zu mechanischem Verschleiß durch Abrieb führen. Zudem wird das Kompressionsverhältnis der Pumpe wesentlich verschlechtert, wenn neben dem Medium auch der Dichtring komprimiert werden muss.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fluidische Steckereinheit für Flüssigkeit führende Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, sowie eine fluidische Verbindungseinrichtung bestehend aus einer derartigen Steckereinheit und einer hierfür geeigneten Buchseneinheit zu schaffen, die einfach aufgebaut und montierbar sind, die eine geringe Baugröße aufweisen und die auch bei extrem hohen Drücken noch die geforderte Dichtigkeit und Langzeitstabilität, auch bei dynamischen Belastungen, aufweisen. Darüber hinaus soll die Steckereinheit bzw. die Verbindungseinrichtung ein niedriges Totvolumen und einen niedrigen Flusswiderstand aufweisen. Bei der Demontage der Steckereinheit soll gewährleistet werden, dass das Dichtelement nicht in der Buchseneinheit verbleibt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalskombinationen der Patentansprüche 1 bzw. 9. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine hervorragende Langzeitstabilität der Steckereinheit bzw. der gesamten Verbindung bestehend aus der Steckereinheit und der damit gekoppelten Buchseneinheit gewährleistet werden kann, wenn der Steckerbereich der Steckereinheit und die Aufnahmeausnehmung der Buchseneinheit so ausgebildet sind, dass im verbundenen Zustand von Steckereinheit und Buchseneinheit ein im Wesentlichen allseitig geschlossener Ringraum für das Dichtelement gebildet ist, der durch die Außenwandung des vorderen Steckerbereichs und die Innenwandung der Aufnahmeausnehmung der Buchseneinheit begrenzt ist. Durch das Vorsehen des Dichtelements in einem Befestigungsbereich des vorderen Steckerbereichs zwischen einem Kopfbereich des vorderen Steckerbereichs und dem hinteren Steckerbereich kann gewährleistet werden, dass das Dichtelement beim Lösen der Verbindung auf dem Steckerbereich verbleibt und nicht in der Buchseneinheit zurück bleibt. Zudem wird durch das Ausfüllen der Nut durch das Dichtelement das Volumen des Dichtelements bei vorgegebenen Außenabmessungen des Steckerbereichs (beispielsweise durch standardisierte Innenmaße der Buchseneinheit) bei gleich bleibender axialer Ausdehnung vergrößert. Hierdurch wird bei geringen Abmessungen der Steckereinheit eine sichere Abdichtung gewährleistet, da ein ausreichend großes Volumen von Dichtungsmaterial vorhanden ist, welches bei der Montage der Verbindung durch die elastische und/oder plastische Verformung des Dichtelements (ggf. auch bei einer Kompression des Dichtungsmaterials infolge des hohen Drucks, der bei der Montage auf das Dichtungsmaterial ausgeübt wird, um die Dichtigkeit der Verbindung auch bei den in der HPLC verwendeten hohen Systemdrücken zu gewährleisten) den durch die Steckereinheit und die Buchseneinheit gebildeten Ringraum vollständig ausfüllt und dabei die begrenzenden Wandungen mit dem gewünschten hohen Druck beaufschlagt. Die im montierten Zustand der Verbindung verbleibenden Spalte zwischen den Wandungen der Steckereinheit und der Buchseneinheit, die den im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum für das Dichtelement begrenzen, sind, abhängig von den Materialeigenschaften des Dichtelements, so gering gewählt, dass das Dichtungsmaterial weder durch die Vorspannung, noch durch den Flüssigkeitsdruck durch die Spalte extrudieren kann.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Befestigungsbereich als Nutbereich ausgebildet sein, in welchem das ringförmige Dichtelement gehalten ist oder welchen das ringförmige Dichtelement (35) umgreift. Hierdurch ergibt sich zumindest nach einem erfolgten Zusammenbau von Steckereinheit und einer entsprechenden Buchseneinheit eine axiale Befestigung des Dichtelements auf der Steckereinheit, so dass dieses beim Lösen der Verbindung mit aus der Buchseneinheit herausgezogen wird. Grundsätzlich kann jedoch jede geeignete andere Verbindungsart zur axial ausreichend festen Verbindung des Dichtelements mit dem Befestigungsbereich verwendet werden, wobei der Befestigungsbereich auch denselben Querschnitt aufweisen kann, wie der Kopfbereich. Als Befestigungsart kommt beispielsweise das Verkleben oder das Herstellen eines Reibschlusses (beispielsweise durch Aufschrumpfen oder radiales Anpressen des Dichtelements mittels eines ringförmigen, das Dichtelement umgreifenden Anpresselements) in Betracht.
Zur einfachen, lösbaren Verbindung der Steckereinheit mit der Buchseneinheit kann an der Steckereinheit ein Montagebereich zur Verbindung der Steckereinheit mit einer Buchseneinheit vorgesehen sein.
Der Montagebereich kann ein Gewinde umfassen, welches am hinteren Steckerbereich oder einem damit verbundenen Teil, insbesondere einem Flanschbereich, vorgesehen ist und welches mit einem Gewinde der mit der Steckereinheit koppelbaren Buchseneinheit verbindbar ist. Das Vorsehen des Gewindes am hinteren Steckerbereich weist allerdings üblicherweise den Nachteil auf, dass es zur Aufnahme der nötigen hohen Axialkraft (die zur Erzeugung des hohen Dichtdrucks innerhalb des Dichtelements erforderlich ist) über eine relativ große axiale Länge vorgesehen sein muss, da der Umfang des hinteren Steckerbereichs üblicherweise relativ klein ist. Deshalb ist es von Vorteil, das Gewinde der Steckereinheit in einem Bereich bzw. an einem Teil der Steckereinheit vorzusehen, welches einen größeren Durchmesser aufweist. Hierfür eignet sich insbesondere ein mit dem hinteren Steckerbereich verbundener Flanschbereich.
Ein derartiger Flanschbereich kann jedoch in einer anderen Ausführungsform so ausgebildet sein, dass er ein Verschrauben der Steckereinheit mit der Buchseneinheit ermöglicht.
Nach einer einfach herzustellenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckereinheit bzw. Verbindungseinrichtung weist der Kopfbereich der Steckereinheit zumindest in einem axial rückwärtigen, an den Nutbereich angrenzenden Teilbereich eine zur Längsachse des Steckergehäuses parallele Umfangsfläche auf. Unter einer parallelen Umfangsfläche wird dabei jede Fläche verstanden, die in jedem axialen Längsschnitt (d.h. unabhängig von der Wahl der Schnittebene, welche durch die Längsachse verläuft) eine zur Längsachse des Steckergehäuses parallele Schnittlinie aufweist. Weist die hintere Aufnahmeausnehmung der Buchseneinheit, die mit dem Kopfbereich der Steckereinheit zusammenwirkt, zumindest in dem betreffenden axialen Bereich (der im montierten Zustand der Verbindungseinrichtung den Kopfbereich mit der parallelen Umfangsfläche aufnimmt) ebenfalls eine zur Längsachse der Buchseneinheit parallele Innenwandung auf, und entspricht der Öffnungsquerschnitt in diesem Bereich im Wesentlichen der Außenkontur des Kopfbereichs, so wird hierdurch bereits vor Erreichen des montierten Zustands ein sehr geringer Spalt zwischen den den Ringraum für das Dichtelement begrenzenden Wandungen der Buchseneinheit und der Steckereinheit sichergestellt. Ein Extrudieren des Dichtungsmaterials bei der Herstellung der endgültigen Montageposition wird auf diese Weise sicher verhindert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann auch das ringförmige Dichtelement über seine axiale Ausdehnung eine zur Längsachse des Steckergehäuses parallele Umfangsfläche aufweisen, die bereits im unmontierten Zustand im Wesentlichen mit einer ebenfalls zur Längsachse des Steckergehäuses parallelen Umfangsfläche des hinteren Steckerbereichs fluchtet. Der Begriff der parallelen Umfangsfläche bzw. Umfangswandung wird auch hier in dem vorstehend erläuterten Sinn verwendet. Hierbei handelt es sich um eine einfach herzustellende Ausführungsform der Steckereinheit. Weist dabei auch die äußere Aufnahmeausnehmung der Buchseneinheit eine achsparallele Innenwandung auf, und entspricht der Öffnungsquerschnitt der äußeren Aufnahmeausnehmung im Wesentlichen der Außenkontur des Querschnitts des hinteren Steckerbereichs, so ergibt sich wiederum der Vorteil, dass bei der Montage der Verbindungseinrichtung bereits vor dem Erreichen der endgültigen Relativposition von Stecker- und Buchseneinheit der Ringraum für das Dichtelement auch an der rückwärtigen Seite des Dichtelements (in Einschubrichtung der Steckereinheit in die Buchseneinheit gesehen) bereits geschlossen ist. Ein Extrudieren des Dichtungsmaterials bei der Bewegung der Steckereinheit in die endgültige Montageposition kann so sicher vermieden werden. Da das Dichtelement mit seiner Außenkontur im Wesentlichen mit der Außenkontur des hinteren Steckerbereichs fluchtet, ist nur eine relativ geringe elastische bzw. plastische Deformation des Dichtelements erforderlich, um eine vollständige Abdichtung zu erreichen. Bei dem hohen, in der HPLC für die Vorspannung verwendeten Druck kann dabei von einem quasi hydraulischen Verhalten des Dichtungsmaterials innerhalb des Dichtelements ausgegangen werden.
Die achsparallelen Wandungen des Kopfbereichs bzw. des vorderen und hinteren Steckerbereichs sowie des Dichtelements können zur Gewährleistung einer einfachen Herstellbarkeit eine im Wesentlichen kreiszylindrische Außenkontur aufweisen.
Das Dichtelement kann eine ebene, kreisringförmige Stirnfläche aufweisen, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Steckergehäuses verläuft. Hierdurch wird zumindest bei Beginn des Beaufschlagens des Dichtelements mit der Anpresskraft praktisch die gesamte Kraft auf die Stirnfläche ausgeübt, wodurch sich innerhalb des vorderen (buchseninneren) Bereichs des Dichtelements schnell ein hoher Druck aufbaut, der quasi hydraulisch innerhalb des Dichtelements auf sämtliche den Ringraum begrenzende Wandungen übertragen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung mit einer Buchseneinheit und einer Steckereinheit im axialen Längsschnitt im unmontierten Zustand;
2 eine Darstellung der Verbindungseinrichtung in 1 während der Montage in einer Montageposition, ab welcher der Ringraum für das Dichtelement allseitig geschlossen ist;
3 eine Darstellung der Verbindungseinrichtung in 1 während der Montage in einer Montageposition, ab welcher die Kompression des Dichtelements beginnt; und
4 eine Darstellung der Verbindungseinrichtung in 1 in der fertig montierten Position, in der die Kompression des Dichtelements abgeschlossen ist.
1 zeigt eine Verbindungseinrichtung 1 zur fluidischen Verbindung einer ersten Flüssigkeit führenden Komponente 3, insbesondere einer HPLC-Komponente wie einer HPLC-Pumpe, und einer zweiten Flüssigkeit führenden Komponente 5, insbesondere einer HPLC-Komponente wie einem Rückschlagventil. Aus Gründen der Einfachheit sind von den Komponenten nur diejenigen Teile dargestellt, welche die Verbindungseinrichtung 1 betreffen. Die Verbindungseinrichtung selbst umfasst eine an der ersten Komponente 5 vorgesehene Buchseneinheit 7 und eine an der zweiten Komponente vorgesehene Steckereinheit 9.
Die Buchseneinheit 7 umfasst ein Buchsengehäuse 11 aus einem ausreichend festen Material (wie z.B. Stahl, vorzugsweise Edelstahl, oder eine Titanlegierung), in welchem eine Aufnahmeausnehmung 13 vorgesehen ist, die eine Längsachse A aufweist. Die Aufnahmeausnehmung 13 umfasst eine innere Aufnahmeausnehmung 15 mit einem kleineren Öffnungsquerschnitt und eine sich in axialer Richtung daran anschließende äußere Aufnahmeausnehmung 17 mit einem größeren Öffnungsquerschnitt. Die äußere Aufnahmeausnehmung 17 kann sich in einem äußersten Bereich nochmals erweitern, beispielsweise durch das Vorsehen eines gefasten Bereichs 19, um das Einführen der Steckereinheit 9 zu erleichtern.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die innere Aufnahmeausnehmung 15 und die äußere Aufnahmeausnehmung 17 entlang der Achse A einen konstanten Querschnitt auf, wobei der Übergang sprungartig verläuft.
Die Steckereinheit 9 weist ein Steckergehäuse 21 auf, welches einen entlang einer Längsachse A‘ des Steckergehäuses verlaufenden Kanal 23 für die zu führende Flüssigkeit aufweist. Der Kanal 23 kann als axiale Bohrung ausgebildet sein. Das Steckergehäuse 21 besteht ebenfalls aus einem ausreichend festen Material, beispielsweise Stahl, Edelstahl oder einer Titanlegierung, so dass das Steckergehäuse 21 dem Druck der zu führenden Flüssigkeit standhält. Des Weiteren bestehen das Steckergehäuse 21 und das Buchsengehäuse 11 bzw. zumindest die mit der zu führenden Flüssigkeit in Kontakt gelangenden Innenwandungen des Kanals 23 bzw. der Aufnahmeausnehmung 13 vorzugsweise aus einem gegenüber der zu führenden Flüssigkeit inerten Material.
Sowohl das Steckergehäuse 21 als auch das Buchsengehäuse 11 können einstückig mit einem weiteren Teil der zweiten bzw. der ersten Komponente 5, 3 ausgebildet sein.
Das Steckergehäuse 21 weist einen Steckerbereich 25 auf, der aus einem vorderen Steckerbereich 27 und einem hinteren Steckerbereich 29 besteht. Der vordere Steckerbereich ist in axialer Richtung in einen Kopfbereich 31 und einen als Nutbereich 33 ausgebildeten Befestigungsbereich unterteilt. Der Nutbereich 33 muss sich jedoch nicht zwingend, wie in 1 dargestellt, bis an den hinteren Steckerbereich 29 erstrecken. Der Nutbereich 33 muss allerdings so ausgebildet sein, dass er geeignet ist, ein ringförmiges Dichtelement 35 auf dem Steckerbereich zu halten. Das Dichtelement kann, wie in 1 dargestellt, im axialen Längsschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sein.
Die Außenkontur des Kopfbereichs 31 ist so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt der inneren Aufnahmeausnehmung 15 entspricht. Die innere Aufnahmeausnehmung 15 ist in axialer Richtung so tief ausgebildet, dass sie den Kopfbereich 31 in seiner vollen axialen Länge aufnehmen kann. Zumindest der axiale Bereich des hinteren Steckerbereichs 29 weist eine solche Außenkontur auf, dass sie im Querschnitt im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt des damit zusammenwirkenden axialen Bereichs der äußeren Aufnahmeausnehmung 17 (siehe die nachfolgende Beschreibung) entspricht.
Auch die Außenkontur des Dichtelements 35 ist vorzugsweise so gewählt, dass sie im Querschnitt im Wesentlichen dem Öffnungsquerschnitt des damit zusammenwirkenden axialen Bereichs der äußeren Aufnahmeausnehmung 17 (siehe die nachfolgende Beschreibung) entspricht.
Im Hinblick auf eine möglichst einfache Herstellbarkeit weisen die innere und die äußere Aufnahmeausnehmung 15, 17 über die gesamte axiale Länge einen jeweils konstanten Öffnungsquerschnitt auf. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es muss lediglich gewährleistet sein, wie aus den nachstehenden Ausführungen deutlich werden wird, dass zumindest im montierten Zustand das Dichtelement 35 allseitig von der Umfangswandung des Steckerbereichs 25 bzw. der Innenwandung der Aufnahmeausnehmung 13 begrenzt ist. Zumindest im montierten Zustand (4) müssen die Spalte zwischen diesen Wandungen so klein sein, dass auch bei dem zu tolerierenden Druck der zu führenden Flüssigkeit (diese kann von der ersten zur zweiten Komponente 3, 5 strömen oder umgekehrt; selbstverständlich kann auch eine statische Flüssigkeitssäule unter entsprechendem Druck im Kanal 23 bzw. in der inneren Aufnahmeausnehmung vorhanden sein) das Material des Dichtelements 35 nicht durch die Spalte extrudieren kann.
Wie in 1 gezeigt, kann der Nutbereich 33 als umlaufende Nut mit konstanter Tiefe und Breite ausgebildet sein. Zur Fixierung des Dichtelements 35 auf dem Steckerbereich 25 würde es jedoch auch genügen, wenn die Nut, über den Umfang gesehen, nur teilweise ausgebildet wäre oder eine variierende Tiefe aufweisen würde. Es würde auch genügen, wenn das ringförmige Dichtelement 35 an seiner Innenwandung einen umlaufenden Vorsprung aufweisen würde, welcher in eine entsprechende Nut auf dem vorderen Steckerbereich 27 eingreift. Bei all diesen möglichen Varianten wäre gewährleistet, dass das Dichtelement 35 bei einer Demontage der Verbindungseinrichtung 1 auf der Steckereinheit 9 verbliebe und nicht nachträglich mit ggf. großer Mühe aus der Aufnahmeausnehmung 13 der Buchseneinheit entfernt werden müsste.
Der Befestigungsbereich zur axialen Fixierung des Dichtelements 35 kann jedoch nicht nur als Nutbereich 33, sondern auch in jeder geeigneten anderen Art und Weise ausgebildet sein, die es ermöglicht, eine ausreichend sichere axiale Befestigung des Dichtelements 35 auf dem Befestigungsbereich zu gewährleisten (zumindest nach einer erstmaligen Montage von Steckereinheit und Buchseneinheit). Als Befestigungsart kommt beispielsweise das Verkleben oder das Herstellen eines Reibschlusses (beispielsweise durch Aufschrumpfen des Dichtelements 35) in Betracht. Der Befestigungsbereich kann dabei auch denselben Querschnitt aufweisen kann, wie der Kopfbereich.
Innerhalb der axialen Länge des Befestigungsbereichs können auch geeignete Mittel zur Fixierung des Dichtelements 35 vorgesehen sein, beispielsweise ein oder mehrere ringförmige Elemente, die das Dichtelement 35 umgreifen und einen radialen Anpressdruck erzeugen, welcher zu einem ausreichenden Reibschluss zwischen dem Dichtelement und dem Befestigungsbereich führt. Hierzu können das eine oder die mehreren ringförmigen Elemente aufgepresst oder gekrimpt werden. Nach einer anderen Ausführungsform kann der hintere Steckerbereich 29 mit Haltemitteln versehen sein, welche mit dem Dichtelement 35 zu dessen axialer Fixierung zusammenwirken.
Grundsätzlich sei im Sinne der vorliegenden Beschreibung unter dem Begriff des Befestigungsbereichs die axiale Ausdehnung zumindest eines Teils der axialen Länge des das Dichtelement 35 tragenden Teils der Steckereinheit 9 verstanden, innerhalb welcher geeignete Mittel zur axialen Fixierung des Dichtelements vorgesehen sind. Selbstverständlich kann die axiale Länge des Befestigungsbereichs auch der axialen Länge des Dichtelements entsprechen.
Das Dichtelement 35 besteht aus einem Material, vorzugsweise einem Kunststoff wie einem Polyetherketon (PEK), insbesondere aus einem Polyetheretherketon (PEEK), welches in der Lage ist, langfristig und mit der gewünschten Langzeitstabilität einen ausreichend hohen Druck in dem das Dichtelement 35 begrenzenden Ringraum aufrechtzuerhalten, der die Dichtigkeit der Verbindungseinrichtung gegenüber dem Flüssigkeitsdruck gewährleistet. Der hierfür innerhalb des Materials des Dichtelements nötige Druck wird durch das Aufbringen einer entsprechend hohen Vorspannung bei der Montage der Verbindungseinrichtung erzeugt. Als weitere Materialien für das Dichtelement 35 eignen sich beispielsweise auch Polytetrafluorethylen (PTFE) oder ein „high density“-Polyethylen (PE-HD).
Die Dichtigkeit der Verbindung wird vorzugsweise dadurch sichergestellt, dass der Druck, mit dem das Dichtelement 35 die umgebenden Wandungen beaufschlagt, größer ist als der Flüssigkeitsdruck. Die Dichtigkeit der Verbindung kann sich jedoch auch dann ergeben, wenn der durch die bei der Montage der Verbindungseinrichtung erzeugte Vorspannung hervorgerufene Druck zwar kleiner ist als der Flüssigkeitsdruck, wenn das Dichtelement jedoch so vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird, dass hierdurch der Druck im Dichtelement über den durch die Vorspannung erzeugten Druck hinaus soweit erhöht wird, dass die Verbindung abgedichtet wird. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erfolgt die Beaufschlagung des Dichtelements 35 durch den Flüssigkeitsdruck an der Stirnseite 37 des Dichtelements 35.
Die Vorspannung wird also auf einem kleinen Querschnitt stirnseitig aufgebracht und verbreitet sich quasi hydraulisch im gesamten Dichtring. Dadurch kann durch eine verhältnismäßig niedrige Kraft ein hoher Vorspanndruck erreicht werden. Wenn der Druck der Vorspannung höher als der maximal auftretende Flüssigkeitsdruck ist, wird der Dichtring während des Betriebs nicht weiter komprimiert. Der Dichtring wird beim Lösen der Verbindung in einer Nut auf der Steckereinheit gehalten.
Die Montage der Verbindungseinrichtung wird im Folgenden anhand der 2 bis 4 näher erläutert.
2 zeigt einen Zustand der Verbindungseinrichtung 1 während der Montage, in dem der Steckerbereich 25 bereits so weit in die Aufnahmeausnehmung 13 der Buchseneinheit eingeschoben wurde, dass der Kopfbereich 31 in die innere Aufnahmeausnehmung 15 und der vordere Teil des hinteren Steckerbereichs 29 in den außen liegenden Teil der äußeren Aufnahmeausnehmung 17 eingreift. Es ist also bereits ein im Wesentlichen allseitig geschlossener Ringraum für das Dichtelement 35 gegeben. Selbstverständlich fluchten dabei auch bereits die Achsen A bzw. A‘ der Aufnahmeausnehmung 13 bzw. des Steckerbereichs 25. Vorzugsweise sollte also bereits im unmontierten Zustand die axiale Länge des Dichtelements 35 kleiner oder gleich der axialen Länge (Tiefe) der äußeren Aufnahmeausnehmung 17 sein.
3 zeigt die Verbindungseinrichtung 1 in einem Montagezustand, in welchem das Dichtelement 35 mit seiner Stirnseite 37 gerade an der ringförmigen bodenseitigen Innenwandung der äußeren Aufnahmeausnehmung 17 anliegt und ab dem die Druckbeaufschlagung des Dichtelements 35 bei einem weiteren Ineinanderschieben von Steckereinheit 9 und Buchseneinheit 7 beginnt.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Verbinden der Steckereinheit 9 mit der Buchseneinheit 7 selbstverständlich vorzugsweise lösbar erfolgt. Dabei kann jede geeignete Verbindungstechnik verwendet werden, beispielsweise ein Verschrauben. Hierzu kann beispielsweise am äußeren Umfang eines Flanschbereichs 39 der Steckereinheit 9, welcher mit dem hinteren Steckerbereich 29 verbunden ist, ein Außengewinde vorgesehen sein (nicht dargestellt), welches mit einem am Buchsengehäuse 11 vorgesehenen Innengewinde (nicht dargestellt) zusammenwirkt. Es kann jedoch auch unmittelbar am hinteren Steckerbereich 29 ein Außengewinde vorgesehen sein, welches mit einem am axial äußeren Teil der äußeren Aufnahmeausnehmung vorgesehenen Innengewinde zusammenwirkt. Bei dieser Variante müssen die Gewinde jedoch wegen des üblicherweise geringen Durchmessers des Steckerbereichs 25 von einem bis wenigen Millimetern eine relativ große axiale Länge aufweisen, um die bei hohen Flüssigkeitsdrücken zur Abdichtung erforderliche hohe Vorspannung sicher aufnehmen zu können.
In einer anderen, ebenfalls nicht dargestellten Variante kann der Flanschbereich 39 mittels Schrauben oder Bolzen mit dem Buchsengehäuse 11 verbunden werden, die in Bohrungen des Buchsengehäuses 11 eingreifen oder diese durchgreifen.
4 zeigt die Verbindungseinrichtung im fertig montierten Zustand. Hier ragt der Nutbereich 33 um eine geringe axiale Länge in die innere Aufnahmeausnehmung 15. Dies ist dadurch bedingt, dass das Material des Dichtelements 35 eine bestimmte Kompressibilität aufweist und auch eine gewisse plastische oder elastische Deformation des Dichtelements erfolgt, damit das Material des Dichtelements den dieses umschließenden Ringraum vollständig ausfüllt.
Das Aufbringen des Dichtelements 35 auf den Steckerbereich 25 derart, dass es bereits im Ausgangszustand (vor der ersten Montage) in die Nut des Nutbereichs 33 eingreift, kann beispielsweise durch Warmverformung erfolgen.
Es ist jedoch auch möglich, das Dichtelement der Steckereinheit 9 so vorzusehen, dass es vor der erstmaligen Montage noch nicht oder nur unwesentlich in den Nutbereich 33 eingreift. Beispielsweise kann das ringförmige Dichtelement 35 einen solchen Innendurchmesser aufweisen, dass es noch auf den Steckerbereich 25 (bis in den Nutbereich 33) aufgeschoben werden kann. Die Außenkontur des Dichtelements sollte dabei so beschaffen sein, dass es zusammen mit der Steckereinheit 9 noch ohne große Kraft in die Buchseneinheit 7 eingeschoben werden kann. Erst durch die Deformation des Dichtelements 35 während des Montagevorgangs greift dieses dann in die Nut ein. Da eine Verformung in dieser Größenordnung bei den in Frage kommenden Materialen für das Dichtelement 35 praktisch immer mit einer ausreichenden plastischen Verformung verbunden ist, kann sichergestellt werden, dass das Dichtelement 35 bei einer Demontage der Verbindungseinrichtung 1 auf der Steckereinheit 9 verbleibt.
Das Dichtelement 35 kann dabei auch so ausgebildet sein, dass seine axiale Länge im unmontierten Zustand größer ist als die axiale Ausdehnung der Nut des Nutbereichs 33.
Grundsätzlich weist die Ausbildung der inneren und äußeren Aufnahmeausnehmung 15, 17 mit achsparallelen Wandungen den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit auf. Zudem wird bei einem ausreichend kleinen Querschnittsunterschied in diesen Bereichen das Dichtelement an einer relativ kleinen Stirnfläche mit der Kraft beaufschlagt, die die Vorspannung erzeugt. Somit kann bereits mit einer relativ geringen Anpresskraft zwischen der Buchsen- und Steckereinheit ein hoher Druck im Dichtelement 35 erzeugt werden.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die durch die Anpresskraft im Dichtelement 35 erzeugte Vorspannung größer als der maximale Flüssigkeitsdruck ist. Das Dichtelement 35 dichtet den diesen umgebenden Ringraum sowohl stirnseitig als auch radial ab. Wird die axiale Länge des Dichtelements 35 so gewählt, dass die Umfangs-Dichtfläche groß gegen die absichtlich klein gewählte, von der Anpresskraft beaufschlagte Stirnfläche des Dichtelements ist (mindestens um den Faktor 5), ergibt sich eine insgesamt so große Dichtfläche, dass die Verbindungseinrichtung relativ unempfindlich gegenüber Verunreinigungen im Bereich der Dichtflächen wird.
Darüber hinaus wird durch eine derart hohe Vorspannung der Vorteil erreicht, dass das Dichtelement 35 auch bei Anlegen des maximal zulässigen Flüssigkeitsdrucks nicht weiter komprimiert wird. Die Kompressibilität des Dichtelements 35 wirkt sich also nicht auf Eigenschaften der betreffenden Komponenten 5, 7 aus. Handelt es sich bei der ersten und zweiten Komponente 3, 5 um eine HPLC-Pumpe bzw. um ein damit zu verbindendes Rückschlagventil, so wird beispielsweise das Kompressionsverhältnis der Pumpe nicht durch die Kompressibilität des Dichtelements 35 beeinflusst und es tritt kein mechanischer Verschleiß auf.
Da die Verbindungseinrichtung auch keinerlei Verbindungen mittels dünner Kapillare erfordert, sondern eine direkte Verbindung der Komponenten 3, 5 ermöglicht, besteht auch nicht die insbesondere bei dynamischer Last gegebene Gefahr, dass Verbindungsrohre platzen können. Bei der Steckereinheit 9 wird eine hervorragende Stabilität bei geringen Außenabmessungen des Steckerbereichs 25 erreicht. Im hinteren Steckerbereich 29 wirkt der Flüssigkeitsdruck auf eine relativ dicke Wandstärke. Im Nutbereich 33 ist die Wandstärke des Steckerbereichs 25 geringer, jedoch wird dieser Bereich von außen vorgespannt. Bei steigendem Flüssigkeitsdruck wird die Wand zunächst entspannt und dann in die Gegenrichtung gespannt. Dadurch kann ein größerer Teil des elastischen Bereichs ausgenutzt werden, als ohne Vorspannung.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungseinrichtung
3: erste Komponente (an welcher die Buchseneinheit vorgesehen ist)
5: zweite Komponente (an welcher die Steckereinheit vorgesehen ist)
7: Buchseneinheit
9: Steckereinheit
11: Buchsengehäuse
13: Aufnahmeausnehmung
15: innere Aufnahmeausnehmung
17: äußere Aufnahmeausnehmung
19: gefaster Bereich
21: Steckergehäuse
23: Kanal
25: Steckerbereich
27: vorderer Steckerbereich
29: hinterer Steckerbereich
31: Kopfbereich
33: Nutbereich
35: Dichtelement
37: Stirnseite des Dichtelements
39: Flanschbereich
A: Längsachse der Aufnahmeausnehmung
A‘: Längsachse der Steckerbereichs

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008059897 A1 [0011, 0011]

Claims

Fluidische Steckereinheit für Flüssigkeit führende Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, a) mit einem an einer Flüssigkeit führenden Komponente (5) vorgesehenen Steckergehäuse (21), welches einen entlang einer Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) verlaufenden Kanal (23) für die zu führende Flüssigkeit aufweist, b) wobei das Steckergehäuse (21) einen Steckerbereich (25) mit einem vorderen Steckerbereich (27) und mit einem sich in axialer Richtung an den vorderen Steckerbereich (27) anschließenden hinteren Steckerbereich (29) aufweist, welcher einen größeren Querschnitt aufweist als der vordere Steckerbereich (27), c) wobei der vordere Steckerbereich (27) einen Kopfbereich (31) und einen zwischen dem Kopfbereich (31) und dem hinteren Steckerbereich (29) vorgesehenen Befestigungsbereich (33) aufweist, in welchem ein ringförmiges Dichtelement (35) axial gehalten ist oder welchen ein ringförmiges Dichtelement (35) umgreift, d) wobei die Steckereinheit (9) zur Verbindung mit einer Buchseneinheit (7) einer weiteren, eine Flüssigkeit führenden Komponente (3) ausgebildet ist, die eine Aufnahmeausnehmung (13) aufweist, die eine innere Aufnahmeausnehmung (15) zur Aufnahme im Wesentlichen des Kopfbereichs (31) und eine sich daran in axialer Richtung anschließende äußere Aufnahmeausnehmung (17) zur Aufnahme des Befestigungsbereichs (33) und des hinteren Steckerbereichs (29) umfasst, wobei die Steckereinheit (9) so ausgebildet ist, dass im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) ein im Wesentlichen allseitig geschlossener Ringraum für das Dichtelement (35) gebildet ist, der durch die Außenwandung des vorderen Steckerbereichs (27) und die Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) der Buchseneinheit (7) begrenzt ist, und e) wobei das Dichtelement (35) hinsichtlich seiner Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet ist, dass es bei einer Verbindung der Steckereinheit (9) mit der Buchseneinheit (7) derart elastisch und/oder plastisch deformierbar ist, dass das Material den im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum vollständig ausfüllt, wobei das Material des Dichtelements (35) die den im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum begrenzende Außenwandung des Steckerbereichs (25) und Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) mit einem vorgegebenen Dichtdruck beaufschlagt.
Steckereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (33) als Nutbereich ausgebildet ist, in welchem das ringförmige Dichtelement (35) gehalten ist oder welchen das ringförmige Dichtelement (35) umgreift.
Steckereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagebereich (39) zur Verbindung der Steckereinheit (9) mit einer Buchseneinheit (7) vorgesehen ist.
Steckereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebereich (39) ein Gewinde umfasst, welches am hinteren Steckerbereich (29) oder einem damit verbundenen Teil, insbesondere einem Flanschbereich (39), vorgesehen ist, wobei das Gewinde des Montagebereichs (39) mit einem Gewinde der mit der Steckereinheit (9) koppelbaren Buchseneinheit (7) verbindbar ist, oder dass der Montagebereich (39) einen Flanschbereich (39) umfasst, welcher mit dem hinteren Steckerbereich (29) verbunden ist, wobei der Flanschbereich (39) mit der mit der Steckereinheit (9) koppelbaren Buchseneinheit (7) verbindbar ist, beispielsweise durch Verschrauben.
Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (31) zumindest in einem axial rückwärtigen, an den Nutbereich (33) angrenzenden Teilbereich eine zur Längsachse des Steckergehäuses (21) parallele Umfangsfläche aufweist.
Steckereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtelement (35) über seine axiale Ausdehnung eine zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) parallele Außenumfangsfläche aufweist, die im unmontierten Zustand im Wesentlichen mit einer ebenfalls zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) parallelen Umfangsfläche des hinteren Steckerbereichs (29) fluchtet.
Steckereinheit nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (31) und der hintere Steckerbereich (29) sowie das Dichtelement (35) eine im Wesentlichen kreiszylindrische Außenkontur aufweisen.
Steckereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (35) eine ebene, kreisringförmige Stirnfläche (37) aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Steckergehäuses ausgebildet ist und dass die Umfangsfläche des Dichtelements (35) groß ist gegen die Stirnfläche (37).
Fluidische Verbindungseinrichtung zur fluidischen Verbindung von Flüssigkeit führenden Komponenten, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, a) mit einer an einer zweiten Komponente (5) vorgesehenen Steckereinheit (9) mit einem Steckergehäuse (21), welches einen entlang einer Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) verlaufenden Kanal (23) für die zu führende Flüssigkeit aufweist, b) wobei das Steckergehäuse (21) einen Steckerbereich (25) mit einem vorderen Steckerbereich (27) und mit einem sich in axialer Richtung an den vorderen Steckerbereich (27) anschließenden hinteren Steckerbereich (29) aufweist, welcher einen größeren Querschnitt aufweist als der vordere Steckerbereich (27), c) wobei der vordere Steckerbereich (27) einen Kopfbereich (31) und einen zwischen dem Kopfbereich (31) und dem hinteren Steckerbereich (29) vorgesehenen Befestigungsbereich (33) aufweist, in welchem ein ringförmiges Dichtelement (35) axial gehalten ist, und d) mit einer an einer ersten Komponente (3) vorgesehenen Buchseneinheit (7), welche zur fluidischen Verbindung mit der Steckereinheit (9) der zweiten Komponente (5) koppelbar ist, e) wobei die Buchseneinheit (7) eine Aufnahmeausnehmung (13) aufweist, die eine innere Aufnahmeausnehmung (15) zur Aufnahme im Wesentlichen des Kopfbereichs (31) der Steckereinheit (9) und eine sich daran in axialer Richtung anschließende äußere Aufnahmeausnehmung (17) zur Aufnahme des Befestigungsbereichs (33) und des hinteren Steckerbereichs (29) der Steckereinheit (9) umfasst, f) wobei der Steckerbereich (25) der Steckereinheit (9) und die Aufnahmeausnehmung (13) der Buchseneinheit (7) so ausgebildet sind, dass im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) ein im Wesentlichen allseitig geschlossener Ringraum für das Dichtelement (35) gebildet ist, der durch die Außenwandung des vorderen Steckerbereichs (27) und die Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) der Buchseneinheit (7) begrenzt ist, und g) wobei das Dichtelement (35) hinsichtlich seiner Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet ist, dass es bei einer Verbindung der Steckereinheit (9) mit der Buchseneinheit (7) derart elastisch und/oder plastisch deformierbar ist, dass das Material den im verbundenen Zustand von Steckereinheit (9) und Buchseneinheit (7) im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum vollständig ausfüllt, wobei das Material des Dichtelements (35) die den im Wesentlichen allseitig geschlossenen Ringraum begrenzende Außenwandung des Steckerbereichs (25) und Innenwandung der Aufnahmeausnehmung (13) mit einem vorgegebenen Dichtdruck beaufschlagt.
Steckereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (33) als Nutbereich ausgebildet ist, in welchem das ringförmige Dichtelement (35) gehalten ist oder welchen das ringförmige Dichtelement (35) umgreift.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeausnehmung (13) der Buchseneinheit (7) und der Steckerbereich (25) der Steckereinheit (9) so ausgebildet sind, dass diese bei der Verbindung axial ineinander schiebbar sind, wobei bereits kurz vor Erreichen der axialen Endposition, in welcher im Dichtelement (35) der vorgegebene Dichtdruck erreicht ist, ein allseitig geschlossener Ringraum gebildet ist, in welchem das Dichtelement (35) aufgenommen ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckereinheit (9) und die Buchseneinheit (7) jeweils einen Montagebereich (39) zur lösbaren Verbindung der Steckereinheit (9) mit der Buchseneinheit (7) aufweisen.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebereiche jeweils ein Gewinde zur Verschraubung der Steckereinheit (9) mit der Buchsenreinrichtung (7) umfassen, wobei das Gewinde der Steckereinheit (9) am hinteren Steckerbereich (29) oder einem damit verbundenen Teil, insbesondere einem Flanschbereich (39) vorgesehen ist, oder wobei der Montagebereich der Steckereinheit einen Flanschbereich (39) umfasst, welcher mit dem hinteren Steckerbereich (29) verbunden ist, wobei der Flanschbereich (39) mit dem Montagebereich der Buchseneinheit (7) lösbar verbindbar ist, beispielsweise durch Verschrauben.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (31) der Steckereinheit (9) zumindest in einem axial rückwärtigen, an den Nutbereich (33) angrenzenden Teilbereich eine zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) parallele Umfangsfläche aufweist, wobei die Außenkontour des Querschnitts in diesem Teilbereich im Wesentlichen dem Querschnitt der inneren Aufnahmeausnehmung (15) der Buchseneinheit (7) entspricht.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtelement (35) über seine axiale Ausdehnung eine zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) parallele Umfangsfläche aufweist, die im unmontierten Zustand im Wesentlichen mit einer ebenfalls zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) parallelen Umfangsfläche des hinteren Steckerbereichs (29) fluchtet, wobei die Außenkontour des Querschnitts in diesem axialen Teilbereich der Steckereinheit (9) im Wesentlichen dem Querschnitt der äußeren Aufnahmeausnehmung (17) der Buchseneinheit (7) entspricht.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere (27) und hintere (29) Steckerbereich sowie das Dichtelement (35) eine im Wesentlichen kreiszylindrische Außenkontur aufweisen.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (35) eine ebene, kreisringförmige Stirnfläche (37) aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (A‘) des Steckergehäuses (21) ausgebildet ist und dass sich der Durchmesser der inneren Aufnahmeausnehmung (15) im Wesentlichen sprungartig in den Durchmesser der äußeren Aufnahmeausnehmung (17) erweitert.