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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kappe für eine aus mindestens zwei Anschlüssen bestehende Schnellverbinderkupplung. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Set aus einer Schnellverbinderkupplung und einer zugehörigen Kappe.
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Schnellverbinderkupplungen werden im Bereich der Automobilindustrie regelmäßig eingesetzt, um Luft, Wasser, Öl und andere Fluide zu leiten und zu verteilen. Schnellverbinderkupplungen kommen aber auch in anderen Anwendungsbereichen zum Einsatz. Bei der Motorkühlung oder bei der Lüftung im Automobil werden beispielsweise Schnellverbinderkupplungen zwischen Leitung und Rohren eingesetzt. Bekannte Schnellverbinderkupplungen bestehen aus zwei Anschlüssen, die als männlicher und weiblicher Anschluss ausgebildet sind. Einer der Anschlüsse ist mit einer Dichtung versehen, die mit einer Dichtfläche des anderen Anschlusses zusammenwirkt, um eine abgedichtete Verbindung herzustellen. Gelegentlich kann die Schnellverbinderkupplung noch mit einem Sicherungsmittel versehen sein, das die miteinander verbundenen Anschlüsse in ihrer dichtenden Position sichert.
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Während der Montage im Automobilbereich besteht regelmäßig das Bedürfnis, einen Anschluss einer Schnellverbinderkupplung vor einer Montage des Gegenanschlusses zeitweise zu verschließen. Hierdurch kann ein Eintreten von Schmutz und Flüssigkeit in einen beispielsweise mit der Motorkühlung bereits verbundenen Anschluss vermieden werden. Zum Verschließen werden Kappen verwendet, die auf einen der Anschlüsse gesetzt werden können.
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Bei der Herstellung der Verbindung mit Hilfe einer Schnellverbinderkupplung tritt regelmäßig das Problem auf, dass eine zu große Einführ- oder Einsteckkraft erforderlich ist, um eine dichtende Verbindung zwischen den beiden Anschlussteilen herzustellen. Hierdurch werden die an dem Montageprozess beteiligten Mitarbeiter überproportional stark angestrengt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Montageprozess die Einführ- oder Einsteckkraft bei der Herstellung einer Verbindung über eine Schnellverbinderkupplung zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Kappe mit den Merkmalen aus Anspruch 1 sowie durch ein Set aus einer Schnellverbinderkupplung und einer Kappe gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Kappe für eine aus mindestens zwei Anschlüssen bestehenden Schnellverbinderkupplung gelöst. Die Schnellverbinderkupplung besitzt einen ersten Anschluss mit einer Dichtung und einen zweiten Anschluss, der eine Dichtfläche mit einem Dichtdurchmesser aufweist. Im verbundenen Zustand der Schnellverbinderkupplung liegt die Dichtfläche dichtend an der Dichtung an. Die erfindungsgemäße Kappe besitzt einen Kopf und eine Anlagefläche. Die Anlagefläche liegt im aufgesetzten Zustand der Kappe an der Dichtung des ersten Anschlusses an. Die Anlagefläche besitzt einen Durchmesser, der groß genug ist, um im aufgesetzten Zustand die Dichtung insbesondere elastisch zu komprimieren. Die erfindungsgemäße Kappe kann den ersten Anschluss der Schnellverbinderkupplung dichtend verschließen, wobei die Anlagefläche dichtend an der Dichtung anliegt. Zum Verschließen des ersten Anschlusses kann die Kappe einen geschlossenen Kopf besitzen. Es ist aber auch möglich, dass die Kappe den ersten Anschluss nicht dicht verschließt. Insbesondere kann der Kopf der Kappe nichtgeschlossen ausgebildet sein. Die Anlagefläche der Kappe gerät in Kontakt mit der Dichtung und verformt die Dichtung, um beispielsweise den dichten Abschluss des Anschlusses zu erzielen. Die Anlagefläche deformiert die Dichtung jedoch höchstens in dem Maße, in dem bei einer hergestellten Verbindung der Anschlüsse die Dichtfläche des zweiten Anschlusses die Dichtung verformt. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kappe wird die Dichtung in oder an dem ersten Anschluss aufgeweitet und erfährt eine vorzugsweise nicht-plastische Verformung. Die Dichtwirkung der schließlich hergestellten Schnellverbinderkupplung lässt trotz der eingesetzten Kappe nicht nach. Die Einsteckkraft bei einem späteren Schließen der Schnellverbinderkupplung wird deutlich reduziert. Da bereits eine Verformung der Dichtung aufgetreten ist, kann der zweite Anschluss unter verminderter Kraft aufgesteckt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Kappe einen Stutzen auf, der an einem vom Kopf fortweisenden Ende die Anlagefläche trägt. Die Kappe ist in diesem Fall ausgebildet, um anstelle des männlichen Anschlusses und des weiblichen Anschlusses dichtend abzuschließen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Stutzen seinen größten Durchmesser im Bereich der Anlagefläche, wobei der Durchmesser kleiner oder gleich dem Dichtdurchmesser ist. Hierdurch kann die Kappe mit dem Stutzen leicht und ohne große Einsetzkraft in das Anschlussteil eingesetzt werden. Durch die Anlage zwischen Anlagefläche und Dichtung wird die Kappe in dem Anschlussteil gehalten.
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Neben der vorstehenden Ausgestaltung, bei der die Kappe einen Stutzen aufweist, kann die Kappe auch ausgebildet sein, um mindestens eine Aufnahme zu besitzen, die eine innenliegende Anlagefläche besitzt. Bevorzugt besitzt die mindestens eine Aufnahme ihren geringsten Durchmesser im Bereich der Anlagefläche, wobei der Durchmesser größer oder gleich dem Dichtdurchmesser ist. In dieser Ausgestaltung bildet die Kappe das weibliche Gegenstück zu dem männlichen Anschluss.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die Anlagefläche eine oder mehrere Aussparungen für ein Schmiermittel. Bevorzugt ist die Aussparung in der Anlagefläche als umlaufende Schmiermittelnut ausgebildet. Die Schmiermittelnut ist dafür vorgesehen, ein an dem Anschlussteil vorhandenes Schmiermittel oder über die Kappe eingebrachtes Schmiermittel an der Dichtung zu halten, so dass die Einsteckkraft bei Herstellung der Verbindung durch das Schmiermittel weiter reduziert ist.
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Bevorzugt besitzt die Kappe an dem vom Kopf fortweisenden Ende einen Einführabschnitt, dessen Durchmesser sich endseitig verjüngt. Hierdurch wird die Kappe beim Einsetzen in das Anschlussteil zentriert und eine Beschädigung der Dichtung durch die Kappe vermieden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Set, bestehend aus einer Schnellverbinderkupplung mit mindestens zwei Anschlüssen und einer Kappe für einen der Anschlüsse gelöst. Ein erster Anschluss der Schnellverbinderkupplung besitzt eine Dichtung und ein zweiter Anschluss eine Dichtfläche, die einen Dichtdurchmesser aufweist. Die Kappe besitzt einen Kopf und eine Anlagefläche, die im aufgesetzten Zustand an der Dichtung des ersten Anschlusses anliegt. Die Anlagefläche weist einen Durchmesser auf, der groß genug ist, um im aufgesetzten Zustand die Dichtung zu komprimieren. Die erfindungsgemäße Kappe kann vor einer Verbindung der Anschlussteile mit der Schnellverbinderkupplung auf den ersten Anschluss aufgesetzt werden, wo die Anlagefläche der Kappe dann beispielsweise eine dichtende Verbindung mit der Dichtung des ersten Anschlusses eingeht.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Dichtung im ersten Anschluss als O-Ring ausgebildet. Bevorzugt ist der O-Ring in einer Nut gelagert, wobei die Nut eine Tiefe aufweist, die geringer als der Durchmesser des O-Ringes ist. Hierdurch wird der O-Ring sowohl durch die Anlagefläche der Kappe als auch durch die Dichtfläche des zweiten Anschlusses deformiert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch die Breite der Nut, quer zur Tiefe größer als der Durchmesser des O-Ringes, so dass eine Deformation des O-Ringes in der Nut erfolgen kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Dichtung im ersten Anschluss durch die eingesetzte Kappe visko-elastisch verformt. Nach Entfernen der Kappe erfolgt eine insbesondere vollständige Rückformung der Dichtung, die allerdings, insbesondere bei einer viskosen Verformung, eine gewisse Zeit dauert. In dieser Zeit ist die Einsetzkraft für den Anschluss der Schnellverbinderkupplung besonders niedrig.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung über eine Schnellverbinderkupplung gelöst. Hierbei wird eine erfindungsgemäße Kappe vor einer Verbindung der Anschlüsse in den ersten Anschluss gesetzt. Die Kappe weitet eine Dichtung in dem Anschlussteil auf, ohne deren Dichteigenschaften in der Schnellverbinderkupplung zu beeinträchtigen. Die Aufweitung durch die Kappe bewirkt eine reduzierte Einsetzkraft für einen nach Entfern der Kappe eingesetzten zweiten Anschluss.
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Um der Dichtung Gelegenheit zur Verformung zu geben, hat es sich bereits als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kappe für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer in oder an dem ersten Anschluss verbleibt, bis eine Verbindung der Schnellverbinderkupplung hergestellt wird. Durch das Einhalten der Mindestzeitdauer, beispielsweise von 24, 48 oder mehr Stunden, kann die Dichtung sich elastisch und auch viskos verformen, ohne dass eine plastische Verformung an der Dichtung eintritt. Bevorzugt wird nach dem Entfernen der Kappe höchstens eine maximale Dauer gewartet, bis eine Verbindung der Schnellverbinderkupplung hergestellt wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Dichtung sich elastisch zurückverformt und gegebenenfalls auch eine viskose Rückformung langsam einsetzt. Eine vollständige Rückformung kann aber während der Maximaldauer zwischen der Verwendung der Kappe und des Anschlussteils nicht eintreten. Dennoch wird bei der anschließenden Herstellung der Schnellverbinderkupplung eine optimale Dichtwirkung erreicht.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 einen Schnellverbinder mit aufgesetzter Kappe,
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2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus 1,
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3 ein Detail aus der Schnittansicht in 2,
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4 einen verschlossenen Schnellverbinder mit zwei Anschlussteilen,
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5 einen Schnitt entlang der Linie V-V aus 4,
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6 eine Detailansicht aus der Schnittansicht in 5,
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7 eine perspektivische Ansicht einer Kappe,
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8 eine Seitenansicht der Kappe,
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9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX aus 8,
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10 eine zweite Ausgestaltung in einer Schnittansicht entsprechend 2,
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11 ein Detail aus 10 und
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12 eine dritte Ausgestaltung einer Kappe in einer Schnittansicht und einer Detailansicht D.
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Die 1 und 2 zeigen einen ersten Anschluss 10, in dem dichtend eine Kappe 12 eingesetzt ist. Der Anschluss 10 besitzt einen Anschlussstutzen 14, dessen freies Ende mit einem umlaufenden Wulstabschnitt 16 versehen ist. Der Anschlussstutzen 14 besitzt eine zylindrische Anlagefläche, die beispielsweise zur Verbindung mit Schläuchen und Rohren geeignet ist. Der Wulstabschnitt 16 besitzt zum Ende des ersten Anschlusses hin zunächst einen zunehmenden und anschließend einen sich verjüngenden Durchmesser.
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Der Anschlussstutzen 14 schließt mit einer Anlagefläche 18 ab. Die Anlagefläche 18 ist an einem Anschlusskopf 20 ausgebildet. Der Anschlusskopf 20 ist vorgesehen, um entweder einen zweiten Anschluss oder die Kappe 12 aufzunehmen. Der Anschlusskopf 20 besitzt einen Schlitz 22, der nicht vollständig umläuft. In dem Schlitz 22 kann eine Klemmfeder 24 angeordnet sein, die einen zweiten Anschluss an dem ersten Anschluss sichert.
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Die Kappe 12 besitzt einen Kopf mit einem beispielsweise ringförmigen Griffteil 26 und in dem dargestellten Beispiel mit einer Kopfplatte 28. Die Kopfplatte 28 besitzt einen Außendurchmesser, so dass sie bündig in einer Aufnahme 30 des ersten Anschlusses 10 aufgenommen werden kann.
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In der Aufnahme 30 sind zwei Absätze 31, 33 vorgesehen, wobei die Aufnahme des ersten Anschlusses mit dem ersten Absatz 33 in die Durchführung 34 des Stutzens 14 übergeht.
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Der zweite Absatz 31, der entfernt von dem ersten Absatz 33 angeordnet ist, bildet mit einem Haltering 32 eine Nut zur Aufnahme eines O-Ringes 36. Für den Haltering 32 kann ein weiterer Absatz 38 vorgesehen sein. Wie in der Detailansicht aus 3 zu erkennen, bilden der zweite Absatz 31 und der Haltering 32 eine im Wesentlichen rechteckige Nut, in der der O-Ring 36 ruht. Der Haltering 32 besitzt eine Einführschräge 39, die das Einführen der Kappe 12 und des zweiten Anschlusses erleichtert und die Einführbewegung im Bereich der Dichtung zentriert.
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Aus der Kopfplatte 28 steht ein Kappenstutzen 40 vor. Der Kappenstutzen 40 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Aufbau auf, der sich zum freien Ende des Kappenstutzens 40 hin verjüngt. Wie in 3 deutlich zu erkennen, steht ein Anlagebereich 42 aus dem Kappenstutzen 40 vor.
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3 zeigt den Anlagebereich 42 in Zusammenwirkung mit dem O-Ring 36, wodurch der O-Ring in die zwischen Haltering 32 und Absatz 31 gebildete Nut gedrückt wird. 3 zeigt ebenfalls, dass der Außendurchmesser der Anlagenfläche 42 kleiner als der Innendurchmesser der Aufnahme 30 ist. Gleichwohl ist der Außendurchmesser der Anlagenfläche 42 groß genug, um die Dichtung 36 zu deformieren. Hierbei erfolgt ausschließlich eine elastische und viskose Deformation des O-Ringes 36. Der O-Ring 36 ist bevorzugt aus einer Kautschukart, wie Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Perfluorkautschuk (FFKM und FFPM), oder anderes hergestellt. Wichtig bei dem verwendeten Material für den O-Ring ist, dass durch die Kappe keine die geforderte Dichtwirkung beeinträchtigende plastische Verformung des O-Rings einsetzt und somit die Dichtwirkung nicht verändert wird.
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4 zeigt den zweiten Anschluss 44 an dem ersten Anschluss 10, wobei der zweite Anschluss 44 wieder einen Anschlussstutzen 46 zur Verbindung mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung aufweist.
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4 und 5 zeigen den zweiten Anschluss 44 in dem ersten Anschluss der Schnellverbinderkupplung eingesetzt. Der zweite Anschluss 44 besitzt einen Anschlussstutzen 46, der zur Verwendung mit Schläuchen oder Rohren vorgesehen ist. Der zweite Anschluss 44 besitzt einen Anschlusskopf 48, der eine umlaufende Vertiefung 49 aufweist. Die umlaufende Vertiefung 49 ist dafür vorgesehen, die Klemmfeder 24 aufzunehmen und so den zweiten Anschluss 44 an dem ersten Anschluss 10 zu sichern.
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Der Anschlusskopf 48 besitzt an seinem freien Ende eine Dichtfläche 50, die an der Dichtung 36 anliegt. Die Position der Kappe 12 wie auch des zweiten Anschlusses in der Aufnahme 30 des ersten Anschlusses ist durch den ersten Absatz 33 begrenzt. Sowohl der zweite Anschluss als auch die Kappe mit ihrem Stutzen stoßen stirnseitig an dem ersten Absatz 33 an.
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7 zeigt die Kappe 12 in einer perspektivischen Ansicht. Deutlich zu erkennen ist das ringförmige Griffteil 26 an der Kopfplatte 28. Die Anlagefläche 18 ist eine zylindrische Fläche, die vorstehend um den Kappenstutzen 40 umläuft.
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9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IX-IX aus 8. An der Schnittdarstellung zu erkennen ist, dass die Wandstärke 52 zum freien Ende des Stutzens in dem Endbereich 50 abnimmt. Hierdurch ist eine flexible Einführung des Stutzens in die Aufnahme des ersten Anschlusses möglich, ohne die vorstehende Dichtung zu beschädigen.
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Bei der Verwendung wird die Kappe 12 in den ersten Anschluss 10 eingesetzt. Hier verbleibt die Kappe bevorzugt mehrere Tage, in denen die Anlagefläche 42 an dem O-Ring 36 anliegt. Die dabei erzeugte Anlagekraft ist nicht so groß, dass eine plastische Verformung des O-Ringes 36 einsetzt. Vielmehr erfolgt eine ausschließlich elastische und viskose Verformung des O-Ringes, der bevorzugt aus einem Gummi besteht. Dieses Gummi besitzt ein Formgedächtnis, wodurch der O-Ring 36 nach Entfernen der Kappe in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Hierbei ist es so, dass die elastischen Verformungen des O-Ringes 36 relativ schnell wieder ausgeglichen werden, während die viskosen Verformungen eine längere Zeit für ihren Ausgleich brauchen. In der Zeit nach Entfernen der Kappe 12 ist die Einsetzkraft für den zweiten Anschluss 44 deutlich geringer. Die Dichtungswirkung des O-Ringes 36 gegenüber der Dichtfläche bleibt dabei unverändert.
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9 zeigt einen der 2 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung. Zur besseren Übersicht werden auch in der zweiten Ausgestaltung gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen belegt. Wie in den 10 und 11 dargestellt, besitzt der Kappenstutzen 40 im Bereich seiner Anlagenfläche 18 eine umlaufende Nut 54. Die Nut 54 erlaubt es einerseits, Schmiermittel über die Kappe in den ersten Anschluss einzubringen und dort in Kontakt mit dem O-Ring für ein späteres Einführen des Stutzens. Auch kann ein auf dem O-Ring 36 vorgesehenes Schmiermittel über die Nut 54 am O-Ring 36 gehalten werden.
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12 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform, bei der ein erster Anschluss 56 einen außenliegenden O-Ring 58 trägt. Der erste Anschluss 56 besitzt einen Anschlusskörper, aus dem ein Befestigungsstutzen 62 vorsteht. Der Befestigungsstutzen 62 ist in 12 nur teilweise dargestellt. Der Anschlusskörper 60 besitzt einen vorstehenden Flansch 64, der zugleich als stirnseitige Anlagefläche für eine Kappe oder ein zweites Anschlussteil dient.
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12 zeigt eine Kappe 66 mit einem knaufförmigen Griffteil 68 und einer innenliegenden zylindrischen Anlagefläche 70. Die Kappe 66 besitzt eine Aufnahme 72, deren Mantelfläche von der Anlagefläche 70 gebildet ist. Mit der Aufnahme 72 wird die Kappe 66 auf den ersten Anschluss 56 gesetzt. Anders als bei der eingesetzten Kappe besitzt die aufgesetzte Kappe die Anlagefläche 70 für den Dichtring 58 und den minimalen Radius innerhalb der Aufnahme 72. Wie in dem Detail D zu erkennen, ist in der Anlagefläche eine umlaufende Nut 74 vorgesehen, die im aufgesetzten Zustand der Kappe an dem O-Ring 58 anliegt. Der O-Ring 58 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Nut 76 angeordnet, die in dem ersten Anschluss 56 gebildet ist. Der O-Ring 58 steht aus der Nut 76 hervor, so dass der O-Ring durch die Kappe 66 gequetscht wird.
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Wie bei der eingesetzten Kappe wird auch bei der aufgesetzten Kappe 66 der O-Ring 58 verformt, wodurch ein späteres Aufsetzen des Anschlussteils erleichtert wird und die entsprechende Einsteckkraft reduziert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erster Anschluss
- 12
- Kappe
- 14
- Anschlussstutzen
- 16
- Wulstabschnitt
- 18
- Anlagefläche
- 20
- Anschlusskopf
- 22
- Schlitz
- 24
- Klemmfeder
- 26
- ringförmiges Griffteil
- 28
- kopfförmige Platte
- 30
- Aufnahme des ersten Anschlusses
- 31
- zweiter Absatz
- 32
- Haltering
- 33
- erster Absatz
- 34
- Durchführung des Stutzens
- 36
- O-Ring
- 38
- Absatz
- 39
- Einführschräge
- 40
- Kappenstutzen
- 42
- Anlagefläche
- 44
- zweiter Anschluss
- 46
- Anschlussstutzen
- 48
- Anschlusskopf
- 49
- Vertiefung
- 50
- Dichtfläche
- 52
- Wandstärke
- 54
- Nut
- 56
- erster Anschluss
- 58
- O-Ring
- 60
- Anschlusskörper
- 62
- Befestigungsstutzen
- 64
- Flansch
- 66
- Kappe
- 68
- knaufförmiges Griffteil
- 70
- Anlagefläche
- 72
- Aufnahme
- 74
- Nut
- 76
- Nut
