DE102013112918A1

DE102013112918A1 - Steckverbinder für Fluid-Leitungen

Info

Publication number: DE102013112918A1
Application number: DE201310112918
Authority: DE
Inventors: Jochem-Andreas Heß; Andreas Suhr; Frank Zenses; Boris Thau; Adrian Klehr
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-06-12
Also published as: CN103867826A; JP2014114960A; DE202012104769U1; FR2999270A1; US9671050B2; KR102189767B1; KR20140074224A; CN103867826B; US20140167410A1; ITMI20132007A1; FR2999270B1; JP6315962B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) für Fluidleitungen, bestehend aus einem mit einem Gegenkupplungsteil (4) in Richtung einer Steckachse (X) zusammensteckbaren Kupplungsteil (2) mit einer Verriegelungseinrichtung (12) zum lösbaren Arretieren des Kupplungsteils (2) in seiner mit dem Gegenkupplungsteil (4) zusammengesteckten Kupplungslage. Als Verriegelungseinrichtung (12) ist ein klammerartiges, radial elastisch verformbares Halteelement (14) außen auf dem Kupplungsteil (2) dieses umfangsgemäß zumindest teilweise umgreifend gehalten, wobei das Halteelement (14) mit mindestens einem im Axialschnitt C-förmigen Halteabschnitt (16) in der Kupplungslage zwei äußere, radiale, flanschartige Haltestege (18, 20) des Kupplungsteils (2) und des Gegenkupplungsteils (4) radial und axial formschlüssig umgreift. Das Halteelement (14) wirkt in seinem auf dem Kupplungsteil (2) sitzenden Zustand über Fixiermittel (22) derart mit dem Kupplungsteil (2) zusammen, dass das Halteelement (14) wahlweise in unterschiedlichen relativen Drehpositionen ausrichtbar und jeweils gegen freies, uneingeschränktes Verdrehen um die Steckachse (X) relativ zu dem Kupplungsteil (2) fixiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Steckverbinder für Fluidleitungen, bestehend aus einem mit einem Gegenkupplungsteil in Richtung einer Steckachse zusammensteckbaren Kupplungsteil mit einer Verriegelungseinrichtung zum lösbaren Arretieren des Kupplungsteils in seiner mit dem Gegenkupplungsteil zusammengesteckten Kupplungslage, wobei als Verriegelungseinrichtung ein klammerartiges, radial elastisch verformbares Halteelement außen auf dem Kupplungsteil dieses umfangsgemäß zumindest teilweise umgreifend gehalten ist, wobei das Halteelement mit mindestens einem im Axialschnitt C-förmigen Halteabschnitt in der Kupplungslage zwei äußere, radiale, flanschartige Haltestege des Kupplungsteils und des Gegenkupplungsteils radial und axial formschlüssig umgreift.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung in einem weiteren Aspekt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16 auf einen Steckverbinder für Fluid-Leitungen, bestehend aus einem mit einem Gegenkupplungsteil in Richtung einer Steckachse zusammensteckbaren Kupplungsteil, wobei das Kupplungsteil als Steckerteil mit einem mit einer axialen Eingriffslänge in eine Aufnahme des als Muffenteil ausgebildeten Gegenkupplungsteils einsteckbaren Steckerzapfen ausgebildet ist.
Ein Steckverbinder der eingangs genannten Art ist beispielsweise durch jedes der Dokumente EP 1 781 979 B1 , EP 2 304 302 B1 sowie EP 1 806 528 A1 bekannt. Durch die Ausgestaltung und verliersichere, das heißt gegen Verlieren gesicherte Vormontage-Halterung des Halteelementes ist dieses grundsätzlich relativ zu dem Kupplungsteil frei verdrehbar. Dies kann im praktischen Einsatz nachteilig sein, weil es vor allem bei beengten Platzverhältnissen am jeweiligen Einbauort zu Kollisionen mit anderen Bauteilen kommen kann. Dies gilt vor allem für Ausführungen, wie insbesondere in dem Dokument EP 2 304 302 B1 zum Beispiel in 7 und 13 dargestellt, bei denen das Halteelement einen radial relativ weit vom Kupplungsteil vorstehenden Abschnitt aufweist, weil dieser Abschnitt bei Drehung des Halteelementes hebelartig verschwenkt wird.
Weiterhin kann bei bekannten Steckverbindern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16 beispielsweise durch Druckpulsationen und daraus resultierende Vibrationen das als Steckerteil ausgebildete Kupplungsteil innerhalb der Aufnahme des Gegenkupplungsteils relativ zur Steckachse verkippen oder sogar in der Aufnahme verkanten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen solchen Steckverbinder so zu verbessern, dass bei einer Montage in engen Bauräumen Kollisionen mit sonstigen, umliegenden Bauteilen vermieden werden können. Weiterhin soll die Sicherheit gegen Verkippen und Verkanten des Steckerteils innerhalb der Aufnahme verbessert werden.
In einem ersten Erfindungsaspekt wird speziell die erste Teilaufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 enthalten.
In einem zweiten Erfindungsaspekt wird speziell die zweite Teilaufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 17 bis 24 enthalten.
Die beiden Erfindungsaspekte können unabhängig voneinander angewandt werden, mit Vorteil aber auch in Kombination miteinander, wobei alle Teilmerkmale in beliebigen Merkmalskombinationen vorgesehen sein können.
Gemäß dem ersten Aspekt und dem Anspruch 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Halteelement in seinem auf dem Kupplungsteil sitzenden Zustand über Fixiermittel derart mit dem Kupplungsteil zusammenwirkt, dass das Halteelement wahlweise in unterschiedlichen relativen Drehpositionen ausrichtbar und jeweils gegen freies, uneingeschränktes Verdrehen um die Steckachse relativ zu dem Kupplungsteil fixiert ist. Dadurch kann vorteilhafterweise bei oder vor dem Steckvorgang des Kupplungsteils das auf diesem vormontiert sitzende Halteelement in Drehrichtung so ausgerichtet werden, dass es im Montagebereich beim Stecken frei und ohne Kollisionen platzierbar ist. Das Halteelement kann sich dann auch im weiteren Betrieb nicht mehr frei, sondern allenfalls nur noch über einen eingeschränkten Drehwinkelbereich hinweg verdrehen, so dass auch dann Kollisionen mit umliegenden Bauteilen vermieden werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt und dem Anspruch 16 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Eingriffslänge des Steckerzapfens mindestens seinem äußeren Durchmesser entspricht. Durch die somit gegenüber dem Stand der Technik verlängerte Eingriffslänge wird der Steckerzapfen innerhalb der Aufnahme besser gegen Verkippen abgestützt. In Kombination damit können auf dem Steckerzapfen mindestens zwei axial beabstandete Dicht- und/oder Stützringe angeordnet sein, wobei eine Haupt-Mediendichtung bevorzugt etwa im axial mittigen Bereich der Eingriffslänge, und somit in einer bezüglich Kipp-Bewegungen neutralen Zone, angeordnet ist.
Anhand der Zeichnungen sollen im Folgenden für beide Erfindungsaspekte bevorzugte Ausführungen beispielhaft genauer erläutert werden. Dabei zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders zusammen mit einem zugehörigen, beispielhaften Gegensteckverbinder in einem getrennten Zustand vor dem Zusammenstecken bzw. nach einem Trennen,
2 einen Axialschnitt in der Ebene II-II gemäß 1 im gesteckten und verriegelten Zustand der Kupplungsteile, wobei das Gegenkupplungsteil nur gekürzt veranschaulicht ist,
3 eine Seitenansicht des Steckverbinders in der ersten Ausführung gemäß Pfeilrichtung III in 1,
4 eine axiale Draufsicht in Pfeilrichtung IV gemäß 3,
5 einen Axialschnitt in der Ebene V-V gemäß 4,
6 eine gesonderte Perspektivansicht eines Halteelementes in der Ausführung gemäß 1 bis 5, wobei ein bügelartiges Löseelement weggelassen wurde,
7 bis 9 jeweils eine Ansicht analog zu 4 in unterschiedlichen Ausführungsvarianten,
10 eine gesonderte perspektivische Explosionsdarstellung des Halteelementes mit seinem bügelartigen Löseelement in der Ausführung gemäß 9,
11 eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Steckverbinders in einem Axialschnitt zusammen mit einer Ausschnittvergrößerung,
12 einen Querschnitt in der Schnittebene XII-XII gemäß 11,
13 einen weiteren, vergrößerten Axialschnitt analog zu 2 in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung und
14 eine Ausschnittvergrößerung des Bereiches XIV in 13 in einer Ausführungsvariante.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels sowie auch unabhängig von den Merkmalskombinationen und Rückbeziehungen der Ansprüche eine erfinderische Bedeutung haben.
Wie sich zunächst aus 1 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 aus einem Kupplungsteil 2, welches mit einem Gegenkupplungsteil 4 in Richtung einer Steckachse X – siehe dazu 2 – zusammensteckbar ist. In den dargestellten, bevorzugten Ausführungen ist das Kupplungsteil 2 als Steckerteil mit einem in eine Aufnahme 6 des als Muffenteil ausgebildeten Gegenkupplungsteils 4 einsteckbaren Steckerzapfen 8 ausgebildet. Zur umfangsgemäßen Abdichtung des Steckerzapfens 8 innerhalb der eine zylindrische Innenfläche aufweisenden Aufnahme 6 trägt der Steckerzapfen 8 mindestens eine Umfangsdichtung, insbesondere in Form eines in einer umfangsgemäßen Ringnut 9 angeordneten Dichtrings 10, siehe insbesondere 2 sowie zu der Ringnut 9 auch 3 und 5, wo der Dichtring 10 nicht dargestellt ist.
Der Steckverbinder 1 weist weiterhin eine Verriegelungseinrichtung 12 zum lösbaren Arretieren des Kupplungsteils 2 in seiner mit dem Gegenkupplungsteil 4 zusammengesteckten Kupplungslage auf, siehe 2. Diese Verriegelungseinrichtung 12 weist ein klammerartiges, radial elastisch verformbares Halteelement 14 auf, welches außen auf dem Kupplungsteil 2 – dieses umfangsgemäß zumindest teilweise umgreifend – gehalten ist. Gemäß 2, 11 und 13 ist dabei vorgesehen, dass das Halteelement 14 mit mindestens einem im Axialschnitt C-förmigen Halteabschnitt 16 in der Kupplungslage zwei äußere, radial nach außen ragende, flanschartige Haltestege 18 und 20 des Kupplungsteils 2 einerseits und des Gegenkupplungsteils 4 andererseits radial und in axialer Richtung formschlüssig umgreift.
Gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ist hierbei vorgesehen, dass das Halteelement 14 in seinem auf dem Kupplungsteil 2 sitzenden Zustand – siehe dazu die Darstellungen in 1, 3 bis 5, 7 bis 9 sowie 11 und 12 – über Fixiermittel 22 derart mit dem Kupplungsteil 2 zusammenwirkt, dass das Halteelement 14 wahlweise in unterschiedlichen relativen Drehpositionen ausrichtbar und in jeder der Drehpositionen gegen freies, bezüglich des Drehwinkels uneingeschränktes Verdrehen um die Steckachse X relativ zu dem Kupplungsteil 2 fixiert ist. Die relative Verdrehung bzw. Drehausrichtung des Halteelementes 14 gegenüber dem Kupplungsteil 2 ist in den 4, 7 bis 9 und 12 durch Doppelpfeile 24 veranschaulicht.
Grundsätzlich kann es sich um eine in Drehrichtung formschlüssige Fixierung des Halteelementes 14 relativ zu dem Kupplungsteil 2 handeln.
In den dargestellten, bevorzugten Ausführungen wird allerdings das Halteelement 14 über die Fixiermittel 22 derart in Drehrichtung kraftformschlüssig fixiert, dass es relativ zu dem Kupplungsteil 2 mit stufiger Verrastung verdrehbar und in die unterschiedlichen Drehpositionen ausrichtbar ist. Dazu sind die Fixiermittel 22 einerseits von einer umfänglichen Rastkontur 26 des Kupplungsteils 2 und andererseits von mindestens einem mit der nach Art einer Nockenbahn mit einem von der Kreisform abweichenden Umfangsverlauf ausgebildeten Rastkontur 26 zusammenwirkenden Rastnocken 28 des Halteelementes 14 gebildet. Wie sich aus den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen gemäß 1, 4, 7 bis 9 sowie 11 und 12 ergibt, können die Fixiermittel 22 bzw. die Rastkontur 26 im Zusammenwirken mit dem/jedem Rastnocken 28 für eine stufige Verrastung in mindestens sechs unterschiedlichen Drehstellungen, insbesondere mit gleichmäßiger Drehwinkel-Unterteilung, ausgelegt sein. Bei der ersten Ausführung gemäß 1 bis 6 handelt es sich um eine wellenartige Auslegung der Rastkontur 26 für zwölf Raststellungen, so dass das Halteelement 14 in Stufen von jeweils 30° rastend drehbar ist. Gemäß 7 ist die Rastkontur 26 für sechs verschiedene Raststellungen und somit für Drehstufen von jeweils 60° ausgelegt. Bei den Ausführungen gemäß 8 und 9 handelt es sich jeweils um acht unterschiedliche Rast-Drehstellungen in Drehschritten von jeweils 45°.
Bei der in 11 und 12 dargestellten Ausführung wirkt die beispielhaft sternartig mit acht Raststufen ausgebildete Rastkontur 26 mit mindestens zwei Rastnocken 28 des Halteelementes 14 zusammen, wobei die Rastnocken 28 gegenüber der Rastkontur 26 derart asymmetrisch versetzt angeordnet sind, dass sie jeweils einzeln in unterschiedlichen Drehpositionen des Halteelementes 14 mit jeweils einer Raststufe der Rastkontur 26 zusammenwirken, siehe dazu 12. Durch diese Ausgestaltung kann eine Vervielfachung – hier eine Verdoppelung – der Anzahl der möglichen Rast-Drehstellungen im Vergleich zu der Anzahl der Raststufen der Rastkontur 26 erreicht werden.
Zu bemerken ist noch, dass der hier verwendete Begriff „Raststellung” des Halteelementes 14 nicht unbedingt als nur eine genau definierte Winkelstellung, sondern gegebenenfalls als ein eingeschränkter Drehbewegungsbereich zu verstehen ist. Somit kann sich das Halteelement 14 auf dem Kupplungsteil 2 gegebenenfalls über einen zwischen zwei Raststellungen definierten und dadurch begrenzten Drehwinkelbereich von beispielsweise jeweils bis zu 45° oder z. B. 22,5° verdrehen.
Bei den dargestellten, bevorzugten Ausführungen ist weiterhin vorgesehen, dass das Kupplungsteil 2 für die vormontierte, verliersichere Halterung des Halteelementes 14 im Anschluss an den Haltesteg 18 eine radiale Ringnut 30 zur Aufnahme von korrespondierenden radialen Ringbundabschnitten 32 im Bereich der C-förmigen Halteabschnitte 16 des Halteelementes 14 aufweist. Dabei ist die Ringnut 30 axial zwischen dem Haltesteg 18 und einem Fixierringsteg 34 gebildet. Dieser Fixierringsteg 34 stützt das Halteelement 14 beim Steckvorgang axial ab.
Das Halteelement 14 ist zweckmäßig als einteilige elastische Ringklammer ausgebildet, die zur radialelastischen Verformbarkeit in einem Umfangsbereich eine axial und radial durchgehende Ringunterbrechung 36 (siehe dazu 6 und 10) aufweist, so dass im Grunde zwei federelastische, bogenförmige Rastarme gebildet sind, die jeweils mindestens einen der C-förmigen Halteabschnitte 16 aufweisen bzw. bilden. Das Halteelement 14 ist dadurch quer zur Steckachse X unter elastischer Aufweitung montierbar und demontierbar.
Das Halteelement 14 weist weiterhin im Bereich des bzw. jedes Halteabschnittes 16 auf der beim Steckvorgang dem Kupplungsteil 4 zugewandten Seite einen Haltebund 37 mit einer radial inneren Schrägfläche 38 derart auf (siehe auch hierzu insbesondere 6 und 10 sowie auch die 2, 11, 13 und 14), dass beim Stecken durch Anlage des Haltesteges 20 des Gegenkupplungsteils 4 ein radialelastisches Aufweiten des Halteelementes 14 bewirkt wird, bis der bzw. jeder Halteabschnitt 16 mit dem Haltebund 37 den Haltesteg 20 formschlüssig rastend hintergreift. Somit ist eine formschlüssige Rastverbindung zwischen den Kupplungsteilen 2, 4 gebildet, so dass beim Zusammenstecken eine automatische, selbsttätige Rast-Verriegelung erreicht wird. Bei dem zuvor beschriebenen Steckvorgang bleibt die Halterung des Halteelementes 14 am Kupplungsteil 2 erhalten, indem jeder radiale Ringbundabschnitt 32 beim Steckvorgang in Eingriff in der Ringnut 30 bleibt. Die Ringbundabschnitte 32 und die Haltebunde 37 weisen einander axial gegenüberliegende Halteflächen auf, die – in Anpassung mit korrespondierenden Halteringflächen der Haltestege 18, 20 der beiden Kupplungsteile 2, 4 – mit einem Hinterschneidungswinkel größer/gleich 90° ausgelegt sind, um einen echten Formschluss und dadurch hohe Halte- und Abzugskräfte zu gewährleisten.
Bei der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausgestaltung kann gemäß 3 bis 10 die umfängliche, nockenbahnartige Rastkontur 26 am Außenumfang des Fixierringsteges 34 gebildet sein. Dazu kann der Fixierringsteg 34 in axialer Draufsicht polygonal oder sternförmig ausgebildet sein, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken. Die Rastkontur 26 kann auch in Umfangsrichtung einen wellenartigen Verlauf mit radialen „Bergen und Tälern” aufweisen, vergleiche 4 und 9.
In den Ausführungen gemäß 1 bis 8 ist in Verbindung damit vorgesehen, dass das Halteelement 14 in seinem der Ringunterbrechung 36 diametral gegenüberliegenden Bereich einen axial vorstehenden und am Außenumfang des Fixierringsteges 34 und an der dort gebildeten Rastkontur 26 anliegenden Rastnocken 28 aufweist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei im Bereich des Rastnockens 28 ein radial in die Ringnut 30 des Kupplungsteils 2 eingreifender Führungsansatz 40 angeordnet. Durch diesen Führungsansatz 40 wird der Rastnocken 28 sicher in Anlage und Eingriff an der Rastkontur 26 gehalten. Der Führungsansatz 40 ist auch in 6 gut erkennbar.
In der alternativen, in 9 und 10 veranschaulichten Ausführungsform weist das Halteelement 14 in zwei der Ringunterbrechung 36 benachbarten Bereichen jeweils einen von zwei axial vorstehenden und am Außenumfang des Fixierringsteges 34 und an der dort gebildeten Rastkontur 26 anliegenden Rastnocken 28 auf. Auch dabei ist vorzugsweise im der Ringunterbrechung 36 diametral gegenüberliegenden Bereich ein radial in die Ringnut 30 des Kupplungsteils 2 eingreifender Führungsansatz 40 angeordnet, siehe 10.
Bei der in 11 und 12 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 ist die Rastkontur 26 innerhalb der Ringnut 30 zwischen dem Haltesteg 18 und dem Fixierringsteg 34 gebildet, und zwar durch eine entsprechende Profilierung im Nutgrundbereich der Ringnut 30. Daher ist der/jeder Rastnocken 28 im Innenbereich des jeweiligen Ringbundabschnittes 32 des Halteelementes 14 in einer radial nach innen vorspringenden Anordnung vorgesehen. Innerhalb der Ringnut 30 ist zudem ein kreisförmiger Führungsabschnitt 41 zur Verdrehung und für die Lösebewegungen des Halteelementes 14 gebildet, siehe insbesondere die Ausschnittvergrößerung in 11 sowie auch 12.
In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsvariante kann die Rastkontur 26 auch am Außenumfang des Haltesteges 18 vorgesehen sein, wobei dann das Halteelement 14 in einem inneren Umfang den oder die Rastnocken 28 aufweist.
In allen Ausführungen kann die Rastkontur 26 beliebig, insbesondere analog zu einem der in den 4, 7 bis 9 und 12 veranschaulichten Beispiele, ausgebildet sein.
Wie sich weiterhin aus 4, 7 bis 10 und 12 ergibt, weist das Halteelement 14 in bevorzugter Ausgestaltung im Bereich der Ringunterbrechung 36 ein diese überbrückendes bügelartiges Löseelement 42 derart auf, dass durch eine manuelle radiale Druckbetätigung das Halteelement 14 zum Lösen des Kupplungsteils 2 radial spreizbar ist. Das Löseelement 42 ist mit seinen beiden Enden insbesondere gelenkig mit dem Halteelement 14 verbunden. Das Löseelement 42 steht in radialer Richtung von dem Halteelement 14 vor, so dass speziell wegen dieses vorstehenden Löseelementes 42 die erfindungsgemäße Ausgestaltung der rastenden Drehausrichtbarkeit ein besonderer Vorteil ist.
Anhand der 11 und 12 soll nun der oben bereits allgemein angesprochene zweite Erfindungsaspekt genauer erläutert werden.
Bei dem als Steckerteil ausgebildeten Kupplungsteil 2 greift der Steckerzapfen 8 mit einer bestimmten axialen Eingriffslänge L in die Aufnahme 6 des als Muffenteil ausgebildeten Gegenkupplungsteils 4 ein. Hierbei ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Eingriffslänge L des Steckerzapfens 8 mindestens seinem äußeren Durchmesser D_Z entspricht. Folglich gilt: L ≥ D_Z. Im Interesse einer dennoch möglichst kurzen axialen Baulänge sollte die Eingriffslänge L des Steckerzapfens 8 aber nur bis zum 2- bis 2,5-fachen des äußeren Durchmessers D_Z betragen. Vorzugsweise gilt aber, dass L etwa D_Z entspricht, wodurch sowohl eine verbesserte Kippsicherheit, als auch eine noch hinreichend kurze Baulänge erreicht werden. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff „Eingriffslänge” L die axial zwischen einem freien Zapfenende 44 des Steckerzapfens 8 und einer an eine äußere, d. h. im oder nahe am Mündungsbereich der Aufnahme 6 des Gegenkupplungsteils 4 zur Anlage gelangende Dichtung 46 angrenzenden Nutflanke 48 gemessene Länge. Dazu wird auf 13 verwiesen. Die äußere Dichtung 46 liegt demnach im gesteckten Zustand im oder nahe am Mündungsbereich der Aufnahme 6 des Gegenkupplungsteils 4, siehe auch 14.
Weiterhin trägt der Steckerzapfen 8 – analog zu dem oben schon beschriebenen Dichtring 10 – eine in einer Ringnut 50 sitzende Mediendichtung 52. Hierbei ist die die Mediendichtung 52 aufnehmende Ringnut 50 bezüglich ihrer axialen Nutmitte vom freien Ende 44 des Steckerzapfens 8 um einen axialen Abstand a beabstandet, der bevorzugt maximal der halben Eingriffslänge L entspricht, insbesondere plus/minus der halben axialen Nutbreite n. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung entspricht a der halben Eingriffslänge L; folglich gilt:
a = 0,5 L. Der übrige Bereich der Eingriffslänge L zwischen der Nutmitte der Ringnut 50 und der äußeren Dichtung 46 bzw. der Nutflanke 48 hat die in 11 mit a' eingezeichnete Länge, wobei in der bevorzugten Ausgestaltung a = a' ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung trägt der Steckerzapfen 8 in einem sich an das freie Zapfenende 44 anschließenden Bereich einen in einer weiteren Ringnut 54 sitzenden Stützring 56. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass diese Ringnut 54 bezüglich ihrer axialen Nutmitte vom freien Ende 44 des Steckerzapfens 8 um einen axialen Abstand b beabstandet ist, der mindestens einem Fünftel und höchstens einem Drittel des Durchmessers D_Z des Steckerzapfens 8 entspricht. Folglich gilt: 1/3 D_Z ≥ b ≥ 1/5 D_Z.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Steckerzapfen 8 bezüglich seines äußeren Durchmesser D_Z in Anpassung an die Aufnahme 6 des Gegenkupplungsteils 4 und an deren inneren Durchmesser D_A derart ausgelegt ist, dass ein radiales Umfangsspiel eine Spaltweite c von maximal 1/100 mm aufweist. Folglich gilt hier: c ≤ 1/100 mm.
Durch die beschriebene Ausgestaltung wird eine erhöhte Sicherheit gegen Kippen und Verkanten des Steckerzapfens 8 relativ zur Steckachse X innerhalb der Aufnahme 6 des Gegenkupplungsteils 4 erreicht. Zudem liegt vorteilhafterweise die Mediendichtung 52 bezüglich der noch möglichen Kippbewegungen in einer neutralen Zone. Dies trägt zu guten Dichtungseigenschaften bei.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Mediendichtung 52 von einem O-Ring insbesondere aus einem Fluor-Silikon-Kautschuk, Kurzbezeichnung FVMQ, gebildet ist. Dieses Material zeichnet sich durch eine gute Beständigkeit gegen tiefe Temperaturen von bis zu –40°C aus. Die äußere Dichtung 46 kann bevorzugt von einem Dichtring aus einem Fluor-Polymer-Kautschuk, Kurzbezeichnung FKM, gebildet sein. Entsprechendes gilt mit Vorteil auch für den Stützring 56. FKM zeichnet sich durch ein gutes Permeationsverhalten und gute chemische Beständigkeit aus.
Bei der Ausführung gemäß 11 ist die äußere Dichtung 46 von einem Dicht-O-Ring mit einer bei Dichtringen üblichen O-Ring-Verpressung gebildet. Hierbei greift die äußere Dichtung 46 vollständig in die zylindrische Innenfläche der Aufnahme 6 ein und ist folglich innerhalb einer Ringnut 58 gekammert. Bei der in 12 dargestellten Variante wird die äußere Dichtung 46 von einem O-Ring gebildet, der im äußeren Mündungsbereich der Aufnahme 6 mit geringerer Verpressung zur dichtenden Anlage gelangt.
Abschließend wird der Vollständigkeit halber noch erwähnt, dass in allen Ausführungsformen das Kupplungsteil 2 und das Gegenkupplungsteil 4 auf ihren der Steckverbindungsseite gegenüberliegenden Seiten grundsätzlich beliebige Anschlusselemente aufweisen können. In den dargestellten Ausführungen weist das bevorzugt als Steckerteil ausgebildete Kupplungsteil 2 einen Anschlussdorn 60 für eine nicht dargestellte Fluid-Leitung (Rohr oder Schlauch) auf. Das bevorzugt als Muffenteil ausgebildete Gegenkupplungsteil 4 kann einen Einschraubstutzen 62 aufweisen. Natürlich kann mindestens eines der Kupplungsteile 2, 4 auch direkt, einstöckig, an bestimmten Aggregaten ausgebildet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im jeweiligen unabhängigen Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des jeweiligen unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
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

EP 1781979 B1 [0003]
EP 2304302 B1 [0003, 0003]
EP 1806528 A1 [0003]

Claims

Steckverbinder (1) für Fluidleitungen, bestehend aus einem mit einem Gegenkupplungsteil (4) in Richtung einer Steckachse (X) zusammensteckbaren Kupplungsteil (2) mit einer Verriegelungseinrichtung (12) zum lösbaren Arretieren des Kupplungsteils (2) in seiner mit dem Gegenkupplungsteil (4) zusammengesteckten Kupplungslage, wobei als Verriegelungseinrichtung (12) ein klammerartiges, radial elastisch verformbares Halteelement (14) außen auf dem Kupplungsteil (2) dieses umfangsgemäß zumindest teilweise umgreifend gehalten ist, wobei das Halteelement (14) mit mindestens einem im Axialschnitt C-förmigen Halteabschnitt (16) in der Kupplungslage zwei äußere, radiale, flanschartige Haltestege (18, 20) des Kupplungsteils (2) und des Gegenkupplungsteils (4) radial und axial formschlüssig umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) in seinem auf dem Kupplungsteil (2) sitzenden Zustand über Fixiermittel (22) derart mit dem Kupplungsteil (2) zusammenwirkt, dass das Halteelement (14) wahlweise in unterschiedlichen relativen Drehpositionen ausrichtbar und jeweils gegen freies, uneingeschränktes Verdrehen um die Steckachse (X) relativ zu dem Kupplungsteil (2) fixiert ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) über die Fixiermittel (22) derart in Drehrichtung kraftformschlüssig fixiert wird, dass es relativ zu dem Kupplungsteil (2) mit stufiger Verrastung verdrehbar und in die unterschiedlichen Drehpositionen ausrichtbar ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (22) von einer umfänglichen Rastkontur (26) des Kupplungsteils (2) und mindestens einem mit der Rastkontur (26) zusammenwirkenden Rastnocken (28) des Halteelementes (14) gebildet sind.
Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (22) für eine stufige Verrastung in mindestens sechs, insbesondere in sechs, acht oder zwölf, Drehstellungen, insbesondere mit gleichmäßiger Drehwinkel-Unterteilung, ausgelegt sind.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (2) zur Halterung des Halteelementes (14) im Anschluss an den Haltesteg (18) eine radiale Ringnut (30) zur Aufnahme von korrespondierenden radialen Ringbundabschnitten (32) des Halteelementes (14) aufweist, wobei die Ringnut (30) axial zwischen dem Haltesteg (18) und einem Fixierringsteg (34) gebildet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) als einteilige elastische Ringklammer ausgebildet ist, die zur radialelastischen Verformbarkeit eine axial und radial durchgehende Ringunterbrechung (36) aufweist, wobei das Halteelement (14) quer zur Steckachse (X) unter elastischer Aufweitung montierbar und demontierbar ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) im Bereich des/jedes Halteabschnittes (16) auf der beim Steckvorgang dem Gegenkupplungsteil (4) zugewandten Seite derart mit einer radial inneren Schrägfläche (38) ausgebildet ist, dass beim Stecken durch Anlage des Haltesteges (20) des Gegenkupplungsteils (4) ein radialelastisches Aufweiten des Halteelementes (14) bewirkt wird, bis der/jeder Halteabschnitt (16) den Haltesteg (20) formschlüssig rastend hintergreift.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die umfängliche Rastkontur (26) am Außenumfang des Fixierringsteges (34) gebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierringsteg (34) polygonal oder sternförmig ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) in seinem der Ringunterbrechung (36) diametral gegenüberliegenden Bereich einen axial vorstehenden und am Außenumfang des Fixierringsteges (34) und an der dort gebildeten Rastkontur (26) anliegenden Rastnocken (28) aufweist, wobei vorzugsweise im Bereich des Rastnockens (28) ein radial in die Ringnut (30) des Kupplungsteils (2) eingreifender Führungsansatz (40) angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) in zwei der Ringunterbrechung (36) benachbarten Bereichen jeweils einen von zwei axial vorstehenden und am Außenumfang des Fixierringsteges (34) und an der dort gebildeten Rastkontur (26) anliegenden Rastnocken (28) aufweist, wobei vorzugsweise im der Ringunterbrechung (36) diametral gegenüberliegenden Bereich ein radial in die Ringnut (30) des Kupplungsteils (2) eingreifender Führungsansatz (40) angeordnet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die umfängliche Rastkontur (26) innerhalb der radialen Ringnut (30) zwischen dem Haltesteg (18) und dem Fixierringsteg (34) gebildet ist, wobei das Halteelement (14) zumindest einen radial nach innen ragenden Rastnocken (28) an wenigstens einem der Ringbundabschnitte (32) aufweist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die umfängliche Rastkontur (26) im äußeren Umfangsbereich des Haltesteges (18) gebildet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) im Bereich der Ringunterbrechung (36) ein diese überbrückendes, bügelartiges Löseelement (42) derart aufweist, dass durch eine manuelle radiale Druckbetätigung das Halteelement (14) zum Lösen des Kupplungsteils (2) spreizbar ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (2) als Steckerteil mit einem in eine Aufnahme (6) des als Muffenteil ausgebildeten Gegenkupplungsteils (4) einsteckbaren Steckerzapfen (8) ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) für Fluid-Leitungen, bestehend aus einem mit einem Gegenkupplungsteil (4) in Richtung einer Steckachse (X) zusammensteckbaren Kupplungsteil (2), wobei das Kupplungsteil (2) als Steckerteil mit einem mit einer axialen Eingriffslänge (L) in eine Aufnahme (6) des als Muffenteil ausgebildeten Gegenkupplungsteils (4) einsteckbaren Steckerzapfen (8) ausgebildet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffslänge (L) des Steckerzapfens (8) mindestens seinem äußeren Durchmesser (D_Z) entspricht.
Steckverbinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffslänge (L) des Steckerzapfens (8) maximal dem 2- bis 2,5-fachen des äußeren Zapfen-Durchmessers (D_Z) entspricht.
Steckverbinder nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffslänge (L) als axiale Länge zwischen einem freien Zapfenende (44) des Steckerzapfens (8) und einer an eine äußere Dichtung (46) angrenzenden Nutflanke (48) definiert ist, wobei die äußere Dichtung (46) im gesteckten Zustand im oder nahe am Mündungsbereich der Aufnahme (6) des Gegenkupplungsteils (4) liegt.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerzapfen (8) eine in einer Ringnut (50) sitzende Mediendichtung (52) trägt, wobei die Ringnut (50) bezüglich ihrer axialen Nutmitte vom freien Ende (44) des Steckerzapfens (8) um einen axialen Abstand (a) beabstandet ist, der maximal der halben Eingriffslänge (L) entspricht, vorzugsweise plus/minus der halben axialen Nutbreite (n) der Ringnut (50).
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerzapfen (8) in einem sich an das freie Zapfenende (44) anschließenden Bereich einen in einer Ringnut (54) sitzenden Stützring (56) trägt, wobei diese Ringnut (54) bezüglich ihrer axialen Nutmitte vom freien Ende (44) des Steckerzapfens (8) um einen axialen Abstand (b) beabstandet ist, der mindestens einem Fünftel und höchstens einem Drittel des Durchmessers (D_Z) des Steckerzapfens (8) entspricht.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerzapfen (8) bezüglich seines äußeren Durchmessers (D_Z) in Anpassung an die Aufnahme (6) des Gegenkupplungsteils (4) und an deren inneren Durchmesser (D_A) derart ausgelegt ist, dass ein radiales Umfangsspiel eine Spaltweite (c) von maximal 1/100 mm aufweist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mediendichtung (52) von einem O-Ring insbesondere aus einem Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ) gebildet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Dichtung (46) von einem Dichtring aus einem Fluor-Polymer-Kautschuk (FKM) gebildet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (56) als Dichtring aus einem Fluor-Polymer-Kautschuk (FKM) ausgebildet ist.