DE102014225466A1

DE102014225466A1 - Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen

Info

Publication number: DE102014225466A1
Application number: DE102014225466.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Ehrhardt; Daniel Jockers; Michael Botschka; Wolfgang Grupp; Patrick Silbernagel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-16
Also published as: WO2016091440A1; EP3230644A1

Abstract

Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen mit einem Steckverbinder und einem mit ihm verbindbaren Gegenstecker, insbesondere ein Injektorrücklaufrohr eines Kraftstoffinjektors. Der Steckverbinder umfasst einen Steckerkörper und eine Hülse, wobei die Hülse den Steckerkörper zumindest teilweise radial umgebend angeordnet ist. An dem Steckerkörper ist zumindest ein federnd ausgebildeter Rastarm mit einem Rastfuß angeordnet, und an dem Gegenstecker ist zumindest eine mit dem zumindest einen Rastfuß korrespondierende Haltenase angeordnet. Im montierten Zustand des Steckverbinders auf dem Gegenstecker hintergreift der zumindest eine Rastfuß die zumindest eine Haltenase in axialer Richtung. An der Hülse ist weiterhin zumindest ein Verriegelungssteg ausgebildet, wobei der zumindest eine Verriegelungssteg in einer Verriegelungsstellung der Hülse ein radiales Aufweiten des zumindest einen Rastarms verhindert. Die Hülse ist in der Verriegelungsstellung durch ein Federelement axial gegen den Steckerkörper verspannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen, wie sie beispielsweise für ein Injektorrücklaufrohr eines Kraftstoffinjektors verwendbar ist.
Stand der Technik
Steckverbindungsanordnungen für medienführende Leitungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 2014/000964 A1 . Die bekannte Steckverbindungsanordnung weist einen Steckverbinder zum Aufsetzen auf einen Gegenstecker auf. Der Steckverbinder umfasst einen Steckerkörper und eine Hülse, wobei die Hülse den Steckerkörper zumindest teilweise radial umgebend angeordnet ist. An dem Steckerkörper ist zumindest ein elastisch ausgebildeter Rastarm mit einem Rastfuß angeordnet und an dem Gegenstecker ist zumindest eine mit dem zumindest einen Rastfuß korrespondierende Haltenase angeordnet. Im montierten Zustand des Steckverbinders auf dem Gegenstecker hintergreift der zumindest eine Rastfuß die zumindest eine Haltenase in axialer Richtung. An der Hülse ist zumindest ein Verriegelungssteg ausgebildet, wobei der zumindest eine Verriegelungssteg in einer Verriegelungsstellung der Hülse ein radiales Aufweiten bzw. Einschnüren des zumindest einen Rastarms verhindert, so dass der Steckverbinder auf dem Gegenstecker in axialer Richtung fixiert bleibt.
Derartige Steckverbinder bzw. Steckverbindungdanordnungen sind, besonders im Einsatz von Fahrzeugen, sehr hohen Vibrationsbelastungen ausgesetzt. Demzufolge kann erhöhter Verschleiß der vibrierenden und gegeneinander scheuernden Bauteile der Steckverbinderanordnung auftreten.
Offenbarung der Erfindung
Demgegenüber hat der erfindungsgemäße Steckverbinder den Vorteil, dass die Hülse gegen den Steckerkörper in axialer Richtung verspannt ist. Dadurch werden Relativbewegungen der Bauteile des Steckverbinders und Gegensteckers verhindert und somit auch ein Abscheuern der Bauteile. Der Verschleiß wird minimiert und die Lebensdauer von Steckverbinder und Gegenstecker erhöht.
Dazu umfasst die Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen einen Steckverbinder und einen mit ihm verbindbaren Gegenstecker, insbesondere ein Injektorrücklaufrohr eines Kraftstoffinjektors. Der Steckverbinder umfasst einen Steckerkörper und eine Hülse, wobei die Hülse den Steckerkörper zumindest teilweise radial umgebend angeordnet ist. An dem Steckerkörper ist zumindest ein federnd ausgebildeter Rastarm mit einem Rastfuß angeordnet, und an dem Gegenstecker ist zumindest eine mit dem zumindest einen Rastfuß korrespondierende Haltenase angeordnet. Im montierten Zustand des Steckverbinders auf dem Gegenstecker hintergreift der zumindest eine Rastfuß die zumindest eine Haltenase in axialer Richtung. An der Hülse ist weiterhin zumindest ein Verriegelungssteg ausgebildet, wobei der zumindest eine Verriegelungssteg in einer Verriegelungsstellung der Hülse ein radiales Aufweiten des zumindest einen Rastarms verhindert. Die Hülse ist in der Verriegelungsstellung durch ein Federelement axial gegen den Steckerkörper verspannt.
Die axiale Verspannung der Hülse zum Steckerkörper behindert eine Relativbewegung von Hülse zu Steckerkörper, aber auch eine Bewegung anderer Teile, wie beispielsweise etwaiger Dichtungen. Dadurch wird der Verschleiß dieser Teile minimiert bzw. verhindert.
Vorteilhafterweise ist die Haltenase des Gegensteckers radial umlaufend ausgebildet. Dadurch ist die Haltenase vergleichsweise steif gestaltet und die Verbindung zwischen Steckverbinder und Gegenstecker ist in axialer Richtung somit sehr robust ausgeführt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Hülse durch Verdrehen um ihre Längsachse um einen Winkel α gegenüber dem Steckerkörper von der Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bringbar. In der Entriegelungsstellung verhindert der zumindest eine Verriegelungssteg ein radiales Aufweiten des zumindest einen Rastarms nicht mehr. Dadurch ist der Steckverbinder in der Entriegelungsstellung vom Gegenstecker abziehbar bzw. während des Montageprozesses auf diesen aufsetzbar. Vorzugsweise beträgt der Winkel α 25° bis 50°.
In einer vorteilhaften Ausführung ist an der Hülse zumindest eine Rastnase angeordnet und am Steckerkörper zumindest eine dazu korrespondierende Rastnut ausgebildet. In der Verriegelungsstellung ist die zumindest eine Rastnase mit der zumindest einen Rastnut im Eingriff. Dadurch ist die rotatorische Relativposition von Hülse zu Steckerkörper bzgl. der Längsachse der Hülse in der Verriegelungsstellung fixiert und eindeutig bestimmt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die zumindest eine Rastnase und die zumindest eine Rastnut so gestaltet, dass in der Verriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase in die zumindest eine Rastnut gedrückt ist. Dies kann beispielsweise durch konische Formgebungen von Rastnase und Rastnut erfolgen. So können zwischen Rastnase und Rastnut Kontaktdrücke übertragen werden oder sogar ein Formschluss in Drehrichtung erzielt werden. Die Rastnase kann durch das Federelement in die Rastnut gedrückt werden. Dadurch kann ein Lösen der Hülse aus der Verriegelungsstellung verhindert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist am Steckerkörper zumindest eine zu der zumindest einen Rastnase korrespondierende weitere Nut ausgebildet, wobei in der Entriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase in der zumindest einen weiteren Nut angeordnet ist. Dadurch ist auch in der Entriegelungsstellung die rotatorische Relativposition von Hülse zu Steckerkörper bzgl. der Längsachse der Hülse fixiert und eindeutig bestimmt.
In alternativen Ausführungsformen zu den vorangegangen beschriebenen können Rastnase, Rastnut und weitere Nut auch entgegengesetzt angeordnet bzw. ausgebildet sein: die Rastnase am Steckerkörper und die Rastnut und die weitere Nut an der Hülse.
In vorteilhaften Ausführungen sind am Steckverbinder, also am Steckerkörper oder an der Hülse, mehr als eine Rastnase, vorzugsweise zwei oder drei Rastnasen angeordnet. Dadurch ist die Anzahl der Rastnasen minimiert, es kann aber immer noch eine homogene Verspannung der Hülse gegen den Steckerkörper gewährleistet werden. Die Anzahlen von Rastnasen, Rastnuten und weiteren Nuten sind dabei vorzugsweise gleich groß.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Steckverbindungsanordnung ist auch in der Entriegelungsstellung die Hülse durch das Federelement gegen den Steckerkörper gespannt. Dadurch kann der Steckverbinder als gesamte Baugruppe vom Gegenstecker abgezogen werden, ohne dass das Federelement die Hülse vom Steckerkörper trennt. Lagerung und Transport des Steckverbinders werden so vereinfacht, da der Steckverbinder auch im demontierten Zustand in sich zusammengebaut ist.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die weitere Nut als Durchgangsnut gestaltet, so dass die Hülse in Entriegelungsstellung in einer Richtung vom Gegenstecker weg von dem Steckerkörper abziehbar ist. Dadurch kann das Design der Hülse, speziell der vom Gegenstecker abgelegene Bereich, einfacher gestaltet werden.
Vorteilhafterweise sind an dem Steckerkörper mehr als ein Rastarm, vorzugsweise vier Rastarme, angeordnet. Dadurch sind die einzelnen Rastarme zum einen elastisch ausgebildet, zum anderen ist der Formschluss zwischen den Rastfüßen und der Haltenase weitestgehend gleichmäßig über den Umfang verteilt. Bei anliegendem Innendruck kann so eine axiale Kraft zwischen den Rastfüßen und der Haltenase weitestgehend gleichmäßig über den Umfang übertragen werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist an jedem Rastarm radial außenliegend eine Auflagefläche ausgebildet. Das Federelement ist in axialer Richtung der Hülse zwischen den Auflageflächen und einer an der Hülse ausgebildeten Bodenfläche verspannt. Dadurch ist an den Rastfüßen eine weitere Funktion integriert, nämlich die Verspannung von Hülse zu Steckerkörper. Die Auflageflächen und die Bodenfläche können einfach gefertigt werden, so dass dadurch zwei kostengünstige Federsitze für das Federelement gestaltet sind.
In vorteilhaften Weiterbildungen sind an der Hülse zwei bis acht Verriegelungsstege, vorzugsweise vier Verriegelungsstege, angeordnet. Vorteilhafterweise entspricht dabei die Anzahl der Verriegelungsstege der Anzahl der Rastarme, so dass in Verriegelungsstellung jeweils ein Verriegelungssteg das radiale Aufweiten eines Rastarms blockiert.
In vorteilhaften Ausführungen ist die Steckverbindungsanordnung in einem Common Rail System mit mindestens einem Kraftstoffinjektor mit einem Rücklaufsystem angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Steckverbinder dabei auf ein Injektorrücklaufrohr des Kraftstoffinjektors aufgesetzt. Derartige Steckverbinder bzw. Steckverbindungsanordnungen sind speziell für Drücke von 1 bar bis 50 bar geeignet, wie sie in Rücklaufsystemen bzw. Injektorrücklaufleitungen herrschen. Dabei kann der Steckverbinder durchaus aus Kunststoffmaterialien gefertigt sein.
Zeichnungen
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen im Längsschnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
2 zeigt die Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen in einem Längsschnitt, der zur 1 um 90° um die Achse des Gegensteckers gedreht ist. Dabei zeigt die 2a den Steckverbinder im verriegelten und die 2b den Steckverbinder im entriegelten Zustand.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steckverbindungsanordnung in der gleichen Ansicht wie 2. Dabei zeigt die 3a den Steckverbinder im verriegelten und die 3b den Steckverbinder im entriegelten Zustand.
4 zeigt einen Schnitt durch die Steckverbindungsanordnung im Bereich der Verriegelungsstege. Dabei zeigen die 4a den Schnitt A-A der 2a und 3a, also in Verriegelungsstellung der Hülse und die 4b den Schnitt B-B der 2a und 3a, also in Entriegelungsstellung der Hülse.
5 zeigt einen Schnitt durch die Steckverbindungsanordnung im Bereich der Rastnasen. Dabei zeigen die 5a den Schnitt C-C der 2a und 3a, also in Verriegelungsstellung der Hülse und die 5b den Schnitt D-D der 2a und 3a, also in Entriegelungsstellung der Hülse.
6 den Ausschnitt VI der 2a und 3a in einem Ausführungsbeispiel.
7a zeigt den Schnitt E-E der der 6.
7b zeigt den Schnitt F-F der der 6.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steckverbinders, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
9 zeigt die Hülse des Ausführungsbeispiels der 8.
10 zeigt den Steckerkörper des Ausführungsbeispiels der 8.
11 zeigt den Schnitt A-A analog zur 4a in Verriegelungsstellung der Hülse, jedoch für ein Ausführungsbeispiel des Steckverbinders gemäß einer Weiterbildung zur 8.
12 zeigt den Schnitt C-C analog zur 5a in Verriegelungsstellung der Hülse, jedoch für ein Ausführungsbeispiel des Steckverbinders gemäß einer Weiterbildung zur 8.
Beschreibung
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen im Längsschnitt. Die Steckverbindungsanordnung umfasst einen Steckverbinder 100 und einen Gegenstecker 1. Der Steckverbinder 100 umfasst einen Steckerkörper 2, eine Hülse 8 und ein Federelement 12, wobei die Hülse 8 einen ersten Hülsenschenkel 31 und einen zweiten Hülsenschenkel 32 aufweist. Der Steckverbinder 100 ist mit dem Gegenstecker 1 verbunden, indem am Steckerkörper 2 angeordnete Rastfüße 6 eine am Gegenstecker 1 angeordnete Haltenase 22 in axialer Richtung hintergreifen. In diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen ist der Gegenstecker 1 ein Injektorrücklaufrohr, wobei das Injektorrücklaufrohr Bestandteil eines nicht weiter dargestellten Kraftstoffinjektors bzw. Kraftstoffeinspritzventils ist. Durch das Injektorrücklaufrohr wird abgesteuerter Kraftstoff und/oder Leckagekraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor abgeleitet. Im Folgenden wird nicht immer von einem Gegenstecker 1, sondern teilweise auch von einem Injektorrücklaufrohr 1 gesprochen. Der Steckverbinder 100 ist jedoch prinzipiell auf beliebige Anschlussteile bzw. Gegenstecker 1 aufsetzbar.
Der Steckerkörper 2 umfasst einen Steckerschaft 50 und eine Querleitung 53 mit einem ersten Steckeranschluss 51 und mit einem zweiten Steckeranschluss 52, wobei die Querleitung 53 vorzugsweise senkrecht zum Steckerschaft 50 verläuft.
In der 1 sind die beiden Steckeranschlüsse 51, 52 mit die Querleitung 53 umgebenden Schlagschützen gekennzeichnet, um die Querleitung zum Beispiel während der Montage oder im Betrieb vor Steinschlag zu schützen. In alternativen Ausführungsformen – beispielsweise für den ersten Kraftstoffinjektor eines Kraftstoffeinspritzsystems mit mehreren Kraftstoffinjektoren – umfasst der Steckerkörper 2 nur einen einzigen Steckeranschluss 51, 52.
Der Steckerkörper 2 ist mit seinem Steckerschaft 50 das Injektorrücklaufrohr 1 zumindest teilweise radial umgebend angeordnet und die Hülse 8 wiederum den Steckerkörper 2 teilweise radial umgebend angeordnet. Der Steckerkörper 2 wird zum Injektorrücklaufrohr 1 durch einen Dichtring 3 abgedichtet. Das Federelement 12 verspannt die Hülse 8 zum Steckerkörper 2 und die Hülse 8 fixiert dadurch den Steckerkörper 2 auf dem Injektorrücklaufrohr 1. Vorteilhafterweise ist das Federelement 12 als Multi Wellenfeder, bestehend aus vorzugsweise drei Lagen, ausgeführt. Andere Ausführungen des Federelements 12 sind beispielsweise: als Gummiring, als Tellerfeder, als Druckfeder, als Multiwellendruckfeder, oder als Federscheibe.
Wie die Positionierungen von Injektorrücklaufrohr 1, Steckerkörper 2 und Hülse 8 zueinander erfolgen, wird später noch genauer beschrieben.
Im Injektorrücklaufrohr 1 ist in axialer Richtung eine Rücklaufbohrung 21 ausgebildet. Die Rücklaufbohrung 21 mündet in eine in der Querleitung 53 des Steckerkörpers 2 ausgebildete Steckerbohrung 5, wobei die Steckerbohrung 5 senkrecht zur Rücklaufbohrung 21 verläuft. Das Injektorrücklaufrohr 1 ist Bestandteil eines nichtdargestellten Kraftstoffinjektors. Durch die Rücklaufbohrung 21 und die Steckerbohrung 5 kann aus dem Kraftstoffinjektor beispielsweise abgesteuerter Kraftstoff oder Leckagekraftstoff zurück in einen nichtdargestellten Sammelbehälter fließen, wobei die beiden Steckeranschlüsse 51, 52 mit Verbindungsschläuchen an den Sammelbehälter bzw. an weitere Kraftstoffinjektoren angeschlossen sind.
2 zeigt die Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen in einem Längsschnitt, der zur 1 um 90° um die Achse des Injektorrücklaufrohrs 1 gedreht ist. Es sind die wesentlichen Teile im Bereich des Steckerschafts 50 dargestellt. Dabei zeigt die 2a den Steckverbinder 100 im verriegelten und die 2b den Steckverbinder 100 im entriegelten Zustand. Die 2a und 2b sind in den größten Teilen identisch, so dass zunächst die übereinstimmenden Teile beschrieben werden.
Der Steckverbinder 100 umfasst den Steckerkörper 2, die Hülse 8 und das Federelement 12. Der Steckverbinder 100 ist mit dem Injektorrücklaufrohr 1 verbunden bzw. auf dieses aufgesetzt. Dazu ist der Steckerkörper 2 das Injektorrücklaufrohr 1 zumindest teilweise radial umgebend angeordnet und die Hülse 8 wiederum den Steckerkörper 2 zumindest teilweise radial umgebend angeordnet. Im Injektorrücklaufrohr 1 ist in axialer Richtung die Rücklaufbohrung 21 ausgebildet, welche in die Steckerbohrung 5 des Steckerkörpers 2 mündet, wobei die Steckerbohrung 5 senkrecht zur Rücklaufbohrung 21 verläuft.
In einer auf der zum Steckerkörper 2 weisenden Außenseite des Injektorrücklaufrohrs 1 ausgebildeten Nut 20 ist der Dichtring 3 angeordnet. Der Dichtring 3 wirkt mit einer am Steckerkörper 2 angeordneten Dichtfläche 4 zusammen, so dass der Dichtring 3 die Verbindung vom Injektorrücklaufrohr 1 zum Steckerkörper 2 abdichtet bzw. die Rücklaufbohrung 21 und die Steckerbohrung 5 zur Umgebung abdichtet.
Auf der Außenseite des Injektorrücklaufrohrs 1 ist weiterhin zumindest eine Haltenase 22 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Haltenase 22 radial umlaufend als nach außen gerichtete Verdickung des Injektorrücklaufrohrs 1 ausgebildet. Der Steckerkörper weist zumindest einen sich in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 erstreckenden Rastarm 28 auf. Vorteilhafterweise sind jedoch zwei bis acht Rastarme 28 gleichmäßig über den Umfang verteilt vorhanden. Jeder Rastarm 28 weist an seinem Ende einen Rastfuß 6 auf. Die Haltenase 22 wirkt mit den Rastfüßen 6 in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 zusammen. Die Verbindung von der Haltenase 22 zu den Rastfüßen 6 ist in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 formschlüssig. Diese formschlüssige Verbindung kann jedoch schon bei einer geringen axialen Kraft aufgrund der Elastizität der Rastarme 28 in radialer Richtung gelöst werden. In Verriegelungsstellung der Hülse 8 (2a) ist die Hülse 8 allerdings so zu den Rastarmen 28 angeordnet, dass ein radiales Aufweiten der Rastarme 28 behindert ist. Bei einem Druckanstieg in der Rücklaufbohrung 21 und der Steckerbohrung 5 bleibt der Steckerkörper 2 so auf dem Injektorrücklaufrohr 1 fixiert.
An der Hülse 8 ist zumindest ein Verriegelungssteg 7 angeordnet, der einer Außenwand 23 des Steckerkörpers 2 gegenüberliegt. Vorteilhafterweise entspricht die Anzahl der Verriegelungsstege 7 der Anzahl der Rastarme 28, also vorzugsweise zwei bis acht. Im Ausführungsbeispiel der 2 sind die Verriegelungsstege 7 als Verdickung der Hülse 8 im Bereich der Rastarme 28 ausgeführt. Die Verriegelungsstege 7 verhindern – wie in 2a gezeigt – in der Verriegelungsstellung der Hülse 8 ein radiales Aufweiten der Rastarme 28 bzw. Rastfüße 6. 2b zeigt die zur 2a verdrehte Entriegelungsstellung der Hülse 8, so dass in diesem Schnitt keine Verriegelungsstege 7 vorhanden sind; demzufolge können sich die Rastarme 28 bzw. Rastfüße 6 in der Entriegelungsstellung der Hülse 8 radial aufweiten, so dass die Rastfüße 6 für den Montage- bzw. Demontageprozess in axialer Richtung an der Haltenase 22 vorbei geführt werden können.
An der den Rastfüßen 6 gegenüberliegenden Seite sind am Steckerkörper 2 radial umlaufend eine erste Führungsschiene 9a und eine zweite Führungsschiene 9b angeordnet, welche radial nach außen weisen, so dass sie in radialer Richtung mit der Hülse 8 zusammenwirken. Die zwei Führungsschienen 9a, 9b positionieren so die Hülse 8 koaxial zum Steckerkörper 2. An der Hülse 8 ist zum Steckerkörper 2 hin zumindest eine Rastnase 10 angebracht. Die Rastnase 10 wirkt in Verriegelungsstellung der Hülse 8 in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 mit der zweiten Führungsschiene 9b formschlüssig zusammen. Vorzugsweise sind dabei eine bis acht Rastnasen 10 an der Hülse 8 angeordnet.
Das Federelement 12 ist in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 zwischen einer Stirnseite 25 des Steckerkörpers 2 und einem Hülsenkopf 14 der Hülse 8 verspannt. Dadurch entsteht in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 ein Kraftfluss von Hülsenkopf 14 über Federelement 12, Stirnseite 25, Steckerkörper 2 und zweite Führungsschiene 9b zu den Rastnasen 10, so dass der Bereich der Hülse 8 zwischen den Rastnasen 10 und dem Hülsenkopf 14 unter leichten Zugspannungen steht.
Der Hülsenkopf 14 ist im Ausführungsbeispiel der 2 geschlossen ausgeführt. Er kann jedoch auch beispielsweise Bohrungen für weitere Anschlussteile oder Ausnehmungen für Montagewerkzeuge aufweisen.
3 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie die 2, jedoch mit unterschiedlich angeordnetem Federelement 12. Analog zur 2 zeigen 3a den Steckverbinder 100 bzw. die Steckverbindungsanordnung im verriegelten und die 3b den Steckverbinder 100 im entriegelten Zustand.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist das Federelement 12 am dem Hülsenkopf 14 gegenüberliegenden Ende der Hülse 8, nämlich im Bereich der Verriegelungsstege 7, angeordnet. Dazu weist die Hülse 8 am dem Hülsenkopf 14 gegenüberliegenden Ende eine Bodenfläche 26 auf. Der Steckerkörper 2 weist an den Rastarmen 28 Auflageflächen 27 auf. Das Federelement 12 ist zwischen der Bodenfläche 26 und den Auflageflächen 27 verspannt. Dadurch entsteht in axialer Richtung des Injektorrücklaufrohrs 1 ein Kraftfluss von Bodenflächen 26 über Federelement 12, Auflageflächen 27, Rastarme 28, Steckerkörper 2 und zweite Führungsschiene 9b zu den Rastnasen 10, so dass der Bereich der Hülse 8 zwischen den Rastnasen 10 und der Bodenfläche 26 unter leichten Druckspannungen und die Rastarme 28 dagegen unter leichten Zugspannungen stehen.
Die 4 zeigt einen Schnitt durch die Steckverbindungsanordnung im Bereich der Verriegelungsstege 7. Dabei zeigen die 4a den Schnitt A-A der 2a und 3a, also in Verriegelungsstellung der Hülse 8 und die 4b den Schnitt B-B der 2a und 3a, also in Entriegelungsstellung der Hülse 8. Das Ausführungsbeispiel der 4 weist beispielhaft vier Rastarme 28 auf. Dadurch ist vorteilhafterweise die Entriegelungsstellung der Hülse 8 (4b) um einen Winkel α, der etwa 45° groß ist, zur Verriegelungsstellung (4a) verdreht.
Die 4a und 4b zeigen die innenliegende im Querschnitt kreisförmige Haltenase 22 des Injektorrücklaufrohrs 1. Die Haltenase 22 radial umgebend sind über den Umfang verteilt vier Rastarme 28 des Steckerkörpers 2 angeordnet. Zwischen den vier Rastarmen 28 sind vier Freibereiche 13 ausgebildet. Die Rastarme 28 teilweise radial umgebend ist die Hülse 8 mit dem ersten Hülsenschenkel 31 und dem zweiten Hülsenschenkel 32 angeordnet. An jedem Hülsenschenkel 31, 32 sind jeweils zwei Verriegelungsstege 7 angeordnet, wobei die Verriegelungsstege 7 im Querschnitt kreissegmentförmig ist. Die Anzahl der Verriegelungsstege 7 und der Rastarme 28 ist vorteilhafterweise gleich groß; im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sie vier, vorzugsweise zwei bis acht.
In der 4a, also in Verriegelungsstellung der Hülse 8, sind die Verriegelungsstege 7 den Rastarmen 28 gegenüberliegend angeordnet, so dass die Verriegelungsstege 7 ein radiales Aufweiten der Rastarme 28 verhindern.
In der 4b ist die Hülse 8 in Entriegelungsstellung, das heißt um den Winkel α gegenüber der Verriegelungsstellung verdreht. In der Entriegelungsstellung sind die Verriegelungsstege 7 gegenüber den Freibereichen 13 angeordnet, so dass sie ein radiales Aufweiten der Rastarme 28 nicht mehr verhindern.
Die 5 zeigt einen Schnitt durch die Steckverbindungsanordnung im Bereich der Rastnasen 10. Dabei zeigen die 5a den Schnitt C-C der 2a und 3a, also in Verriegelungsstellung der Hülse 8 und die 5b den Schnitt D-D der 2a und 3a, also in Entriegelungsstellung der Hülse 8. Das Ausführungsbeispiel der 5 weist beispielhaft zwei Rastnasen 10 auf, wobei jeweils eine Rastnase 10 an einem Hülsenschenkel 31, 32 angeordnet ist. In alternativen Ausführungen können jedoch auch nur eine Rastnase 10 oder mehr als zwei Rastnasen 10 verwendet werden. Die Entriegelungsstellung der Hülse 8 (5b) weist denselben Winkel α zur Verriegelungsstellung (5a) auf wie die Entriegelungsstellung der 4b.
Die 5a und 5b zeigen im Steckerkörper 2 ausgebildet: jeweils zwei Rastnuten 11a und jeweils zwei weitere Nuten 11b. In alternativen Ausführungen variieren die Anzahlen der Rastnuten 11a und weiteren Nuten 11d, vorzugsweise von eins bis acht. Vorteilhafterweise sind dabei die Anzahlen für die Rastnasen 10, Rastnuten 11a und weitere Nuten 11b gleich groß. In der Verriegelungsstellung der Hülse 8 (5a) sind die zwei Rastnasen 10 jeweils in einer Rastnut 11a angeordnet. In der Entriegelungsstellung der Hülse 8 (5b) sind die zwei Rastnasen 10 jeweils in einer weiteren Nut 11b angeordnet.
Je nach Ausführungsform des Steckverbinders 100 können die weiteren Nuten 11b ebenfalls in Form von Rastnuten oder als Durchgangsnuten ausgebildet sein:

– Sind die weiteren Nuten 11b als Rastnuten ausgebildet, so muss zur Demontage der Steckverbinder 100 in Entriegelungsstellung zuerst vom Gegenstecker 1 abgezogen werden, und anschließend kann erst die Hülse 8 nach unten vom Steckerkörper 2 abgezogen werden. Die Montage erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.
– Sind die weiteren Nuten 11b als Durchgangsnuten ausgebildet, so kann in Entriegelungsstellung die Hülse 8 vom Steckerkörper 2 nach oben abgezogen werden, auch wenn der Steckerkörper 2 noch auf dem Gegenstecker 1 sitzt. Die Montage erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.

In alternativen Ausführungsformen können die Rastnasen 10 auch am Steckerkörper 2 und demzufolge dann die Rastnuten 11a und die weiteren Nuten 11b an der Hülse 8 ausgebildet sein.
In den Schnittdarstellungen der 5a und 5b ist die Funktionsweise der Verriegelung alleine nicht zu erkennen.
Daher zeigt 6 den Ausschnitt VI der 2a und 3a als Ausführungsbeispiel für das Zusammenwirken von einer Rastnase 10 mit einer Rastnut 11a in Verriegelungsstellung der Hülse 8. Die am ersten Hülsenschenkel 31 angeordnete Rastnase 10 weist eine Erhebung 10a auf, welche in Verriegelungsstellung in der in der zweiten Führungsschiene 9b ausgebildeten Rastnut 11a angeordnet ist.
Die 7a zeigt den Schnitt E-E der der 6 mit jeweils einer Rastnase 10 am ersten Hülsenschenkel 31 und am zweiten Hülsenschenkel 32. An jeder Rastnase 10 ist eine Erhebung 10a ausgebildet.
Die 7b zeigt den Schnitt F-F der 6 mit den in der zweiten Führungsschiene 9b ausgebildeten zwei Rastnuten 11a und zwei weitere Nuten 11b, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die zwei weitere Nuten 11b als Durchgangsnuten ausgebildet sind. Sind die Rastnasen 10 der Hülse 8 in Verriegelungsstellung mit ihren Erhebungen 10a in den Rastnuten 11a angeordnet, so ist eine Verschiebung der Hülse 8 vom Gegenstecker 1 bzw. vom Injektorrücklaufrohr 1 weg durch einen Formschluss zwischen den Erhebungen 10a mit den Rastnuten 11a blockiert. Die weiteren Nuten 11b dagegen sind so gestaltet, dass in Entriegelungsstellung, also bei der Anordnung der Rastnasen 10 in den weiteren Nuten 11b, die Hülse 8 in axialer Richtung vom Gegenstecker 1 bzw. Injektorrücklaufrohr 1 weg verschoben werden kann.
In den Ausführungsbeispielen, in denen die Hülse 8 nach oben, also vom Gegenstecker 1 weg, vom Steckerkörper 2 abgezogen werden kann, weist die erste Führungsschiene 9a entsprechende ähnliche Ausnehmungen auf wie die Durchgangsnuten 11b in der zweiten Führungsschiene 9b, um die Rastnasen 10 auch durch die erste Führungsschiene 9a ziehen zu können.
In den 8 bis 10 werden im Folgenden weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Hülse 8 nach unten, also zum Gegenstecker 1 bzw. Injektorrücklaufrohr 1 hin, verschoben werden kann, und anschließend der Steckerkörper 2 vom Gegenstecker 1 abgezogen werden kann.
Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders 100. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Gegenstecker 1 nicht dargestellt. Die Hülse 8 weist keinen Hülsenkopf 14 auf, sondern ein Anschlussteil 40, welches mit der Hülse 8 verclipst ist und der Montage / Demontage bzw. Verriegelung / Entriegelung des Steckverbinders 100 auf dem Gegenstecker 1 dient. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 8 nicht nach oben, also vom Gegenstecker 1 weg, abziehbar, sondern kann nur zusammen mit dem Steckerkörper 2 vom Gegenstecker 1 abgezogen werden. Dazu sind der erste Hülsenschenkel 31 und der zweite Hülsenschenkel 32 nicht nach unten zum Injektorrücklaufrohr 1 weisend angeordnet, sondern nach oben zum Anschlussteil 40 weisend. Anschließend kann dann die Hülse 8 nach Entfernung des Anschlussteils 40 vom Steckerkörper 2 nach unten abgezogen werden. In dieser Ausführungsform des Steckverbinders 100 ist vorteilhaft, dass der vom Gegenstecker 1 abgezogene Steckverbinder 100 in einer Baugruppe transportiert werden kann, ohne dass die Hülse 8 vom Steckerkörper 2 durch das Federelement 12 getrennt wird.
Im Ausführungsbeispiel der 8 ist das Federelement 12 ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 3 zwischen der Bodenfläche 26 der Hülse 8 und den Auflageflächen 27 des Steckerkörpers 2 verspannt.
Die 9 zeigt die Hülse 8 des Ausführungsbeispiels der 8. Über den Umfang verteilt sind vier Verriegelungsstege 7 an der Hülse 8 angeordnet. Die Verriegelungsstege 7 überragen die Bodenfläche 26, so dass das Federelement 12 durch die Verriegelungsstege 7 koaxial zur Hülse 8 positioniert wird.
Die 10 zeigt den Steckerkörper 2 des Ausführungsbeispiels der 8. Der Steckerkörper 2 umfasst den Steckerschaft 50, und senkrecht zu diesem angeordnet die beiden Steckeranschlüsse 51, 52. Der Steckerschaft 50 umfasst im Wesentlichen in Richtung des nicht dargestellten Kraftstoffinjektors: die erste Führungsschiene 9a, die zweite Führungsschiene 9b mit der zumindest einen Rastnut 11a und mit der zumindest einen weiteren Nut 11b und vier Rastarme 28 mit jeweils einem Rastfuß 6. Die weitere Nut 11b kann in diesem Ausführungsbeispiel analog zur Rastnut 11a ausgeführt sein. Das Federelement 12 verspannt die Rastnasen 10 in der Entriegelungsstellung in den weiteren Nuten 11b; in diesem Ausführungsbeispiel würden die Rastnasen 10 dann sowohl in den Rastnuten 11a (Verriegelungsstellung) als auch in den weiteren Nuten 11b (Entriegelungsstellung) einrasten.
11 zeigt einen Schnitt A-A im Bereich der Verriegelungsstege 7 analog zur 4a in Verriegelungsstellung der Hülse 8, jedoch für ein Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 gemäß einer Weiterbildung zur 8. In dieser Weiterbildung weist der Steckerkörper 2 drei Rastarme 28 auf und demzufolge die Hülse 8 drei Verriegelungsstege 7. Weiterbildungen zu der Ausführungsform der 8 beruhen auf dem Prinzip, dass die Hülse 8 bei Demontage nach unten vom Steckerkörper 2 abgezogen wird. Vorteilhafterweise kann somit die Hülse 8 im Bereich der Verriegelungsstege 7 durchgängig über ihren gesamten Umfang gestaltet sein, wie in 11 dargestellt. Dies hat den Vorteil, dass die Hülse 8 im Bereich der Verriegelungsstege 7 eine hohe radiale Steifigkeit besitzt; die Schließfunktion der Hülse 8 in der Verriegelungsstellung ist dadurch sehr robust ausgeführt. In alternativen Ausführungen können auch mehr oder weniger Rastarme 28 und Verriegelungsstege 7 vorhanden sein, vorzugsweise jeweils zwei bis acht.
12 zeigt einen Schnitt C-C im Bereich der Rastnasen 10 analog zur 5a in Verriegelungsstellung der Hülse 8, jedoch für ein Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 gemäß einer Weiterbildung zur 8. Auch hier hat die Hülse 8 einen kreisringförmigen Querschnitt und ist über ihren gesamten Umfang geschlossen. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Rastnase 10 am Steckerkörper 2 angeordnet. Demzufolge sind eine Rastnut 11a und eine weitere Nut 11b an der Hülse 8 ausgebildet.
In alternativen Ausführungsformen können die Rastnasen 10 auch an der Hülse 8 und demzufolge dann die Rastnuten 11a und die weiteren Nuten 11b am Steckerkörper 2 ausgebildet sein. Weiterhin können die Anzahlen von Rastnasen 10, Rastnuten 11a und weiteren Nuten 11b vorzugsweise jeweils von eins bis acht variieren.
Die Montage des Steckverbinders 100 auf den Gegenstecker 1 erfolgt folgendermaßen:
Der Steckverbinder 100 wird in Entriegelungsstellung der Hülse 8 auf ein Anschlussteil bzw. einen Gegenstecker 1, beispielsweise auf das Injektorrücklaufrohr 1 aufgesetzt. Durch eine Drehbewegung der Hülse 8 gegenüber dem Steckerkörper 2 um den Winkel α wird die Hülse 8 in Verriegelungsstellung gebracht. Die Hülse 8 ist somit als Drehverriegelungselement gestaltet. In Verriegelungsstellung fixieren die Rastnasen 10 durch ihre Anordnung in den Rastnuten 11a die Hülse 8 in ihrer Position am Steckerkörper 2 und verhindern eine relative rotatorische Bewegung zwischen Hülse 8 und Steckerkörper 2. In Verriegelungsstellung der Hülse 8 behindern die Verriegelungsstege 7 ein radiales Aufweiten der Rastarme 28 und sichern dadurch den Formschluss in axialer Richtung zwischen den Rastfüßen 6 und der Haltenase 22. Der Steckerkörper 2 bzw. Steckverbinder 100 bleibt so in axialer Richtung auf dem Gegenstecker 1 fixiert. Bei diesem Verbindungsprinzip kann je nach Ausführungsform ein rotatorischer Freiheitsgrad zwischen Steckverbinder 100 und Injektorrücklaufrohr 1 frei bleiben, so dass eine rotatorische Relativbewegung von Steckverbinder 100 zu Gegenstecker 1 auch in Verriegelungsstellung der Hülse 8 möglich ist.
Das Federelement 12 fixiert durch seine Vorspannung die Rastnasen 10 in axialer Richtung in den Rastnuten 11a. Das Federelement 12 kann dafür an zwei Positionen angebracht werden, nämlich im Bereich des Hülsenkopfes 14 oder im Bereich der Bodenfläche 26, wie in den 2 und 3 dargestellt. Weiterhin gleicht das Federelement 12 die Fertigungstoleranzen für alle in dem Fixierungsprozess beteiligten Geometrien aus, so dass eine robuste Vorspannung zwischen Rastnasen 10 und Rastnuten 11a bzw. zwischen Steckerkörper 2 und Hülse 8 vorhanden ist.
Durch die Vorspannung zwischen Steckerkörper 2 und Hülse 8 werden die Vibrationen im gesamten Steckverbinder 100 bzw. in der gesamten Steckverbindungsanordnung reduziert. Dadurch wird ein Abscheuern bzw. Verschleißen der beteiligten Kontaktpartner, also Rastarme 28, Rastfüße 6, Haltenase 22, Verriegelungsstege 7, Rastnasen 10 und Rastnuten 11a, Federelement 12, Bodenflächen 26 und Auflageflächen 27, verhindert. Das Federelement 12 erhöht durch seine Funktionen somit die Lebensdauer des gesamten Steckverbinders 100.
Zum Demontieren des Steckverbinders 100 vom Gegenstecker 1 müssen die Rastfüße 6 entriegelt werden. Hierzu müssen die Verriegelungsstege 7 der Hülse 8 in die Freibereiche 13 zwischen den Rastarmen 28 gedreht werden.
Der Demontageprozess beinhaltet dazu die folgenden Schritte:

– Axiale Verschiebung der Hülse 8 entgegen der Federkraft des Federelements 12 bis die Rastnasen 10 aus den Rastnuten 11a geführt sind. Während dieser Verschiebung wird die Hülse 8 von den beiden Führungsschienen 9a, 9b geführt.
– Rotation der Hülse 8 um den Winkel α gegenüber dem Steckerkörper 2 bis die Rastnasen 10 gegenüberliegend den weiteren Nuten 11b angeordnet sind.
– Anordnung der Rastnasen 10 in den weiteren Nuten 11b. In dieser Stellung der Hülse 8 – der Entriegelungsstellung – sind die Rastarme 28 freigegeben, so dass der Steckverbinder 100 abgezogen werden kann.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/000964 A1 [0002]

Claims

Steckverbindungsanordnung für medienführende Leitungen mit einem Steckverbinder (100) und einem mit ihm verbindbaren Gegenstecker (1), insbesondere ein Injektorrücklaufrohr eines Kraftstoffinjektors, wobei der Steckverbinder (100) einen Steckerkörper (2) und eine Hülse (8) umfasst, wobei die Hülse (8) den Steckerkörper (2) zumindest teilweise radial umgebend angeordnet ist, wobei an dem Steckerkörper (2) zumindest ein federnd ausgebildeter Rastarm (28) mit einem Rastfuß (6) angeordnet ist und wobei an dem Gegenstecker (1) zumindest eine mit dem zumindest einen Rastfuß (6) korrespondierende Haltenase (22) angeordnet ist, wobei im montierten Zustand des Steckverbinders (100) auf dem Gegenstecker (1) der zumindest eine Rastfuß (6) die zumindest eine Haltenase (22) in axialer Richtung hintergreift, wobei an der Hülse (8) zumindest ein Verriegelungssteg (7) ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Verriegelungssteg (7) in einer Verriegelungsstellung der Hülse (8) ein radiales Aufweiten des zumindest einen Rastarms (28) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (8) in der Verriegelungsstellung durch ein Federelement (12) axial gegen den Steckerkörper (2) verspannt ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verdrehen der Hülse (8) um ihre Längsachse um einen Winkel α gegenüber dem Steckerkörper (2) die Hülse (8) von der Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bringbar ist, wobei in der Entriegelungsstellung der zumindest eine Verriegelungssteg (7) ein radiales Aufweiten des zumindest einen Rastarms (28) nicht mehr verhindert.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (8) zumindest eine Rastnase (10) angeordnet ist und dass am Steckerkörper (2) zumindest eine dazu korrespondierende Rastnut (11a) ausgebildet ist, wobei in der Verriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) mit der zumindest einen Rastnut (11a) im Eingriff ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Rastnase (10) und die zumindest eine Rastnut (11a) so gestaltet sind, dass in der Verriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) in die zumindest eine Rastnut (11a) gedrückt ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Steckerkörper (2) zumindest eine zu der zumindest einen Rastnase (10) korrespondierende weitere Nut (11b) ausgebildet ist, wobei in der Entriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) in der zumindest einen weiteren Nut (11b) angeordnet ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Steckerkörper (2) zumindest eine Rastnase (10) angeordnet ist und dass an der Hülse (8) zumindest eine dazu korrespondierende Rastnut (11a) ausgebildet ist, wobei in der Verriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) in der zumindest einen Rastnut (11a) angeordnet ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Rastnase (10) und die zumindest eine Rastnut (11a) so gestaltet sind, dass in der Verriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) in die zumindest eine Rastnut (11a) gedrückt ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (8) zumindest eine zu der zumindest einen Rastnase (10) korrespondierende weitere Nut (11b) ausgebildet ist, wobei in der Entriegelungsstellung die zumindest eine Rastnase (10) in der zumindest einen weiteren Nut (11b) angeordnet ist.
Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Rastnase (10), vorzugsweise zwei oder drei Rastnasen (10), an dem Steckverbinder (100) angeordnet sind.
Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auch in der Entriegelungsstellung die Hülse (8) durch das Federelement (12) gegen den Steckerkörper (2) gespannt ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Nut (11b) als Durchgangsnut gestaltet ist, so dass die Hülse (8) in Entriegelungsstellung in einer Richtung vom Gegenstecker (1) weg von dem Steckerkörper (2) abziehbar ist.
Steckverbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Rastarm (28), vorzugsweise vier Rastarme (28), an dem Steckerkörper (2) angeordnet sind.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rastarm (28) radial außenliegend eine Auflagefläche (27) ausgebildet ist und dass das Federelement (12) in axialer Richtung der Hülse (8) zwischen den Auflageflächen (27) und einer an der Hülse (8) ausgebildeten Bodenfläche (26) verspannt ist.
Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bis acht Verriegelungsstege (7), vorzugsweise vier Verriegelungsstege (7), an der Hülse (8) angeordnet sind.
Common Rail System mit mindestens einem Kraftstoffinjektor mit einem Rücklaufsystem und einer Steckverbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.