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Die Erfindung betrifft eine Klemmhülsenanordnung zur Klemmung eines Schlauchs und/oder einer Hohlnadel. Ferner betrifft die Erfindung eine Fluidleiterkomponente.
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Aus der
US 8 931 808 B1 ist eine Fitting-Baugruppe zur Verwendung in einem Flüssigchromatographiesystem bekannt, die eine Mutter mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, einem mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt proximal zu dem zweiten Ende und eine Durchgangsbohrung umfasst, wobei die Durchgangsbohrung einen verjüngten Abschnitt mit einem breiten Ende und einem schmalen Ende und einer Stufe nahe dem schmalen Ende des innen verjüngten Abschnitts umfasst, wobei die Mutter einen Schlitz aufweist, der sich von dem zweiten Ende der Mutter bereichsweise durch einen Teil des Außengewindeabschnitts erstreckt, sowie eine Klemmhülse, die ein erstes Ende, einen ersten nicht verjüngten Abschnitt, einen zweiten nicht verjüngten Abschnitt, einen ersten außen verjüngten Abschnitt, einen dritten nicht verjüngten Abschnitt, einen zweiten außen verjüngten Abschnitt und ein zweites Ende aufweist und eine Durchgangsbohrung aufweist, wobei der erste außen verjüngte Abschnitt der Hülse geeignet ist, mit dem inneren verjüngten Abschnitt des Durchgangs in der Mutter sicher in Eingriff zu kommen, wobei der erste nicht verjüngte Abschnitt und der zweite nicht verjüngte Abschnitt einen Sicherungsbund bestimmten, der für einen Eingriff mit der Stufe der Mutter ausgebildet ist, und wobei die Klemmhülse mindestens einen ersten Schlitz aufweist, der sich von dem ersten Ende der Klemmhülse zumindest zum dritten, nicht verjüngten Teil der Klemmhülse erstreckt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Klemmhülsenanordnung und einen Fluidleiterkomponente bereitzustellen, die eine vereinfachte und zuverlässigere Bedienung gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird für eine Klemmhülsenanordnung mit den folgenden Merkmalen gelöst: Klemmhülsenanordnung zur Klemmung eines Schlauchs und/oder einer Hohlnadel, mit einer Schraubhülse, die einen längs einer Mittelachse erstreckten Außengewindeabschnitt und einen axial an den Außengewindeabschnitt anschließenden Betätigungsabschnitt umfasst, der zur Einleitung eines Drehmoments auf die Schraubhülse ausgebildet ist, und die von einer koaxial zur Mittelachse erstreckten Ausnehmung durchsetzt ist, wobei die Ausnehmung einen Konusabschnitt, einen Führungsabschnitt und einen Halteabschnitt umfasst, wobei der Konusabschnitt einen Endbereich des Gewindeabschnitts durchsetzt und in Richtung des Betätigungsabschnitts verjüngt ausgebildet ist, wobei der Führungsabschnitt axial an den Konusabschnitt angrenzt und wobei der Halteabschnitt axial an den Führungsabschnitt angrenzt und mit dem Führungsabschnitt einen radial ausgerichteten Hinterschnitt ausbildet, sowie mit einer Klemmhülse, die zur Aufnahme in der Ausnehmung der Schraubhülse ausgebildet ist und die längs der Mittelachse von einer zur Aufnahme einer Hohlnadel oder eines Schlauchs ausgebildeten Halteausnehmung durchsetzt ist, wobei ein erster Außenabschnitt der Klemmhülse konusabschnittsförmig ausgebildet ist und wobei ein zweiter Außenabschnitt der Klemmhülse eine an den Führungsabschnitt der Schraubhülse angepasste Geometrie aufweist und an einem dem ersten Außenabschnitt entgegengesetzten Endbereich mit einem Radialvorsprung versehen ist, der für eine formschlüssige Verriegelung mit dem Hinterschnitt zwischen dem Führungsabschnitt und dem Halteabschnitt der Schraubhülse ausgebildet ist.
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Dabei bildet die Klemmhülsenanordnung eine Baugruppe, bei der die Klemmhülse in der Schraubhülse aufgenommen ist und bei der aufgrund der geometrischen Anpassung des Konusabschnitts der Schraubhülse an den ersten Außenabschnitt der Klemmhülse sowie des Hinterschnitts in der Schraubhülse und des Radialvorsprungs der Klemmhülse ein axialer Formschluss in zwei entgegengesetzten Raumrichtungen längs einer Mittelachse gewährleistet wird. Dementsprechend sind die Schraubhülse und die Klemmhülse bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Klemmhülsenanordnung, insbesondere für eine abdichtende Festlegung eines Schlauchs oder einer Hohlnadel an einer Fluidleiterkomponente, an einem Dosierkopf oder an einer anderen fluidführenden Komponente unverlierbar miteinander verbunden. Je nach Ausgestaltung der Schraubhülse und der Klemmhülse kann vorgesehen sein, dass die Klemmhülse unter Anwendung eines geeigneten Werkzeugs aus der Schraubhülse entfernt werden kann, um die Klemmhülse durch eine andere Klemmhülse zu ersetzen. Alternativ ist vorgesehen, dass die vorgenannten Geometrien (Konusabschnitt, erster Außenabschnitt, Hinterschnitt, Radialvorsprung) sowie die Materialeigenschaften der Klemmhülse und der Schraubhülse derart aufeinander angepasst sind, dass eine zerstörungsfreie Entfernung der Klemmhülse aus der Schraubhülse einem hohen Aufwand erfordert oder unmöglich ist.
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Typischerweise ist die Schraubhülse aus einem Kunststoff, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, hergestellt und weist beispielhaft einen Elastizitätsmodul von 10.000 MegaPascal (MPa) auf. Demgegenüber ist die beispielhaft aus Kunststoff, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren, hergestellte Klemmhülse aus einem elastischeren Material mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul, beispielhaft einen Elastizitätsmodul von 1.000 MegaPascal (MPa), hergestellt. Durch diese Unterschiede hinsichtlich der Materialkennwerte für die Schraubhülse und die Klemmhülse lässt sich eine vorteilhafte Einspannung des Schlauchs oder der Hohlnadel gewährleisten. Hierbei ist davon auszugehen, dass die Abdichtwirkung zwischen der Klemmhülsenanordnung und einer Fluidleiterkomponente, einem Dosierkopf oder einer anderen fluidführenden Komponente insbesondere durch die elastische Deformation der Klemmhülse und gegebenenfalls des Schlauchs bzw. der Hohlnadel bewirkt wird. Die Aufgabe der Schraubhülse ist darin zu sehen, die notwendigen Kräfte zu elastischen Deformation der Klemmhülse bereitzustellen.
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Ein typisches Gewinde für den Außengewindeabschnitt das UNF 1/4-28, wobei sich das Außengewinde zumindest nahezu vollständig über die gesamte Länge des Außengewindeabschnitts erstrecken kann. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass angrenzend an das Außengewinde am Außengewindeabschnitt ein beispielsweise kreiszylindrischer Abschnitt angeschlossen ist, der insbesondere aus technischen Gründen vorgesehen wird, da ansonsten ein erheblicher Aufwand bei der Gestaltung der Kunststoffspritzgussform für die Schraubhülse im Bereich des Übergangs zwischen dem Außengewindeabschnitt und dem Betätigungsabschnitt getroffen werden müsste. Eine Hüllkurve für den Außengewindeabschnitt weist insbesondere eine kreiszylindrische Geometrie auf und ein Durchmesser dieser Hüllkurve ist typischerweise kleiner als ein Durchmesser einer dem Betätigungsabschnitt zugeordneten Hüllkurve. Der Betätigungsabschnitt kann in Abhängigkeit von einer vorgesehenen Betätigung (ohne oder mit Werkzeug) beispielhaft ebenfalls eine kreiszylindrische Hüllkurve aufweisen. Eine Außenoberfläche des Betätigungsabschnitts kann kreiszylindrisch oder mit einer längs der Mittelachse erstreckten Rillenstruktur oder mit einer Rändelung versehen sein. Alternativ kann der Betätigungsabschnitt wenigstens ein Paar von einander entgegengesetzten, insbesondere ebenen, Schlüsselflächen umfassen, beispielsweise in der Art einer Sechskantmutter ausgestaltet sein, um eine Betätigung, also ein Einschrauben oder Ausschrauben der Klemmhülsenanordnung mit Hilfe eines Werkzeugs vornehmen zu können.
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Die Ausnehmung in der Schraubhülse umfasst den Konusabschnitt, der für eine kraftübertragende Wechselwirkung mit dem ersten Außenabschnitt der Klemmhülse vorgesehen ist, um bei einem Einschrauben der Schraubhülse in eine Aufnahmebohrung, die beispielsweise in einer Fluidleiterkomponente ausgebildet sein kann, bei einer stirnseitigen Anlage der Klemmhülse an einer Bodenfläche eines Eingangs- oder Ausgangsanschlusses der Fluidleiterkomponente die gewünschte radial nach innen gerichtete Krafteinleitung auf die Klemmhülse gewährleisten zu können. An den Konusabschnitt schließt sich der Führungsabschnitt an, dessen Aufgabe im Wesentlichen darin zu sehen ist, eine vorteilhafte Führung für die Klemmhülse und damit für den mit der Klemmhülsenanordnung zu fixierenden Schlauch bzw. für die mit der Klemmhülsenanordnung zu fixierende Hohlnadel zu gewährleisten. Der sich in axialer Richtung an den Führungsabschnitt anschließende Halteabschnitt weist bezogen auf den Führungsabschnitt einen größeren Querschnitt auf, insbesondere weist der Halteabschnitt einen größeren Durchmesser als der Führungsabschnitt auf, wodurch der gewünschte Hinterschnitt am Übergang zwischen Führungsabschnitt und Halteabschnitt ausgebildet wird, der in nachstehend näher beschriebener Weise eine axiale Festlegung der Klemmhülse in der Schraubhülse ermöglicht.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Halteabschnitt längs der Mittelachse eine Erstreckung aufweist, die im Bereich von 100 bis 300 Prozent der axialen Erstreckung des Konusabschnitts sich längs der Mittelachse liegt. Eine axiale Erstreckung des Führungsabschnitts ist im Bereich von 300 bis 800 Prozent der axialen Erstreckung des Konusabschnitts angesiedelt.
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Die Klemmhülse basiert vorzugsweise auf einem rotationssymmetrisch zur Mittelachse ausgebildeten Grundkörper, der von einer koaxial zur Mittelachse erstreckten Halteausnehmung durchsetzt ist. Die Halteausnehmung ist vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet und zur Aufnahme einer Hohlnadel oder eines Schlauchs mit kreiszylindrischer Außengeometrie ausgebildet. Exemplarisch ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der Ausnehmung in der Schraubhülse geringfügig größer als ein Durchmesser der aufzunehmenden Hohlnadel bzw. des aufzunehmenden Schlauchs ausgebildet ist, so dass einerseits ein reibungsarmes Einschieben der Hohlnadel oder des Schlauchs in die Halteausnehmung der Klemmhülse gewährleistet ist und andererseits bei einer geringfügigen elastischen Deformation der Klemmhülse eine zuverlässige Festlegung der Hohlnadel oder des Schlauchs in der Klemmhülse gewährleistet werden kann. Ferner ist vorgesehen, dass sich an den ersten, konusabschnittsförmig ausgebildeten Außenabschnitt der Klemmhülse ein zweiter Außenabschnitt anschließt, der in seiner Geometrie an den Führungsabschnitt angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass der zweite Außenabschnitt der Klemmhülse in einer Querschnittsebene quer zur Mittelachse ein Profil aufweist, das geometrisch ähnlich zu einem Profil des Führungsabschnitts in der gleichen Querschnittsebene ist. Dabei ist das Profil der Klemmhülse geringfügig kleiner als das Profil des Führungsabschnitts gewählt, um eine einerseits reibungsarme und andererseits spielarme Aufnahme des zweiten Außenabschnitts der Klemmhülse im Führungsabschnitt zu gewährleisten. An einem dem ersten Außenabschnitt entgegengesetzten Endbereich ist der zweite Außenabschnitt der Klemmhülse mit wenigstens einem Radialvorsprung versehen, der sich ausgehend von der Außenoberfläche des zweiten Außenabschnitts in radialer Richtung nach außen erstreckt. Hierdurch bietet der wenigstens eine Radialvorsprung die Möglichkeit, den Hinterschnitt in der Schraubhülse zu hintergreifen, um eine axiale Festlegung der Klemmhülse in der Schraubhülse zu ermöglichen. Beispielhaft ist der Radialvorsprung als abschnittsweise zirkular umlaufender Ringbundabschnitt am Endbereich des zweiten Außenabschnitts der Klemmhülse ausgebildet. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass der Endbereich des zweiten Außenabschnitts der Klemmhülse ausgehend von einer axialen Stirnseite mit einem oder mehreren, insbesondere gleichverteilt zur Mittelachse angeordneten, Schlitzen versehen ist, um lokal zu einer Erhöhung der Flexibilität der Klemmhülse zu gelangen. Damit kann der zweite Außenabschnitt unter Deformation des mit dem Radialvorsprung versehenen Endbereichs in den Konusabschnitt und den angrenzenden Führungsabschnitt der Schraubhülse eingeschoben werden. Bei Erreichen des Hinterschnitts kann der wenigstens eine Radialvorsprung in eine Verriegelungsstellung gegenüber der Schraubhülse gehen, wodurch eine axial formschlüssige Sicherung der Klemmhülse gegenüber der Schraubhülse erzielt wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn ein Kegelwinkel des Konusabschnitts größer als ein Kegelwinkel des ersten Außenabschnitts ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass zwischen der Schraubhülse und dem ersten Außenabschnitt der Klemmhülse eine definierte Linienberührung, die insbesondere als Kreislinie beschrieben werden kann, gewährleistet werden kann. Hierdurch wird eine vorteilhafte Kraftübertragung zwischen der Schraubhülse und der Klemmhülse erzielt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass aufgrund der Linienberührung zwischen der Schraubhülse und der Klemmhülse eine lokale Konzentration für den Kraftfluss und damit eine lokale Deformation der Klemmhülse gewährleistet wird. Hiermit wird die gewünschte Abdichtung zwischen dem in der Halteausnehmung aufgenommenen Schlauch bzw. der in der Halteausnehmung aufgenommene Hohlnadel und der Klemmhülse sowie einer Fluidleiterkomponente, in die die Klemmhülsenanordnung mit dem Schlauch oder der Hohlnadel eingeschraubt wird, gewährleistet.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Halteausnehmung im Bereich des ersten Außenabschnitts einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen axial anschließenden zweiten Abschnitt mit einem zweiten, kleineren Durchmesser aufweist. Die vorzugsweise als kreiszylindrische Bohrung ausgebildete Halteausnehmung ist in diesem Fall als Stufenbohrung ausgeführt, wobei ein erster in axialer Richtung längs der Mittelachse erstreckter Abschnitt dieser Stufenbohrung einen ersten (größeren) Durchmesser aufweist und ein sich daran axial anschließender zweiter Abschnitt der Stufenbohrung einen zweiten (kleineren) Durchmesser aufweist. Durch diesen Durchmessersprung, der zu einer kreisringförmigen Stirnfläche am Übergang zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der Haushalteausnehmung führt, wird eine Kraftkonzentration für einen Kraftfluss von der Schraubhülse auf die Klemmhülse und den in der Halteausnehmung aufgenommenen Schlauch bzw. die in der Halteausnehmung aufgenommene Hohlnadel bewirkt, durch die die Dichteigenschaften zwischen der Klemmhülse und dem Schlauch bzw. der Hohlnadel verbessert werden. Besonders bevorzugt sind die Schraubhülse und die Klemmhülse derart aufeinander abgestimmt, dass die Linienberührung zwischen der Schraubhülse und der Klemmhülse sowie die Linienberührung zwischen der Klemmhülse und dem Schlauch bzw. der Hohlnadel in einer Funktionsstellung für die Klemmhülsenanordnung in axialer Richtung ungefähr auf gleicher Höhe angeordnet sind, so dass ein besonders vorteilhafter Kraftfluss zwischen der Schraubhülse, der Klemmhülse und dem Schlauch bzw. der Hohlnadel gewährleistet werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung in der Schraubhülse endseitig eine Mündungsöffnung mit einem axial angrenzend an den Konusabschnitt ausgebildeten Profilabschnitt aufweist, wobei der Profilabschnitt kegelabschnittsförmig oder mit einer längs der Mittelachse konstanten, insbesondere kreisförmigen, Profilierung ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Schraubhülse im Bereich der Mündungsöffnung an zwei axial beabstandeten, kreisringförmig ausgebildeten Berührlinien, die jeweils als Kontaktumfang bezeichnet werden können, für eine Kraftübertragung am ersten Außenabschnitt der Klemmhülse anliegt, um eine besonders vorteilhafte Krafteinleitung in den zweiten Außenabschnitt der Klemmhülse zu erreichen. Dabei ist der Profilabschnitt wahlweise kegelabschnittsförmig mit einer zur Mündungsöffnung ausgerichteten Aufweitung oder mit einer konstanten, insbesondere kreisförmige, Profilierung ausgebildet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmhülse in der Schraubhülse drehbeweglich gelagert ist und dass der konusabschnittsförmig ausgebildete erste Außenabschnitt zusammen mit dem Radialvorsprung am zweiten Außenabschnitt eine axiale Festlegung der Klemmhülse in der Schraubhülse gewährleistet. Vorzugsweise sind der konusabschnittsförmig ausgebildete erste Außenabschnitt der Klemmhülse und der Führungsabschnitt der Schraubhülse hinsichtlich ihrer Profilierung in einer quer zur Mittelachse ausgerichteten Querschnittsebene derart aufeinander abgestimmt, dass auch bei einer elastischen Deformation der Klemmhülse ein vollständiges Eintauchen des konusabschnittsförmigen ersten Außenabschnitts der Klemmhülse in den Führungsabschnitt der Schraubhülse ausgeschlossen werden kann. Dementsprechend ist eine axiale Verlagerung der Klemmhülse gegenüber der Schraubhülse längs der Mittelachse in dieser Raumrichtung begrenzt. In der entgegengesetzten Raumrichtung längs der Mittelachse wird eine lineare Beweglichkeit zwischen der Klemmhülse und der Schraubhülse durch den Radialvorsprung begrenzt, der formschlüssig in den Hinterschnitt der Schraubhülse eingreift und je nach Ausgestaltung nur unter Verwendung von Werkzeugen oder gegebenenfalls nur unter Zerstörung der Schraubhülse und/oder der Klemmhülse entfernt werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn eine Stirnfläche der Klemmhülse, die an den ersten Außenabschnitt angrenzt, konvex gekrümmt oder kegelabschnittsförmig konvex ausgebildet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stirnfläche der Klemmhülse bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Klemmhülsenanordnung an einer kreisringförmig ausgebildeten, ebenen Oberfläche einer Ausnehmung (Eingangsanschluss, Ausgangsanschluss) zur Anlage kommt, die beispielsweise in einer Fluidleiterkomponente ausgebildet sein kann. Ferner weist diese Ausnehmung ein Innengewinde auf, das an den Außengewindeabschnitt der Schraubhülse angepasst ist. Durch die konvex gekrümmte oder kegelabschnittsförmig konvex ausgebildete Stirnfläche der Klemmhülse wird eine vorteilhafte elastische Deformation der Klemmhülse bei Einleitung von Axialkräften, die durch das Einschrauben der Schraubhülse auf die Klemmhülse ausgeübt werden können, gewährleistet. Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass aufgrund der konvexen Ausbildung der Stirnfläche zunächst einen radial innenliegender, unmittelbar benachbart zum Schlauch oder zur Hohlnadel angeordneter kreisringförmiger Bereich der Stirnfläche der Klemmhülse elastisch deformiert wird, wodurch die gewünschte Abdichtwirkung gegenüber dem Schlauch oder der Hohlnadel und der Klemmhülse verwirklicht werden kann. Die konvexe Gestalt der Stirnfläche lässt sich insbesondere bei einer Betrachtung der Stirnfläche der Klemmhülse in einer Blickrichtung quer zur Mittelachse erkennen, wobei ein radial innenliegender Stirnflächenbereich gegenüber dem zweiten Außenabschnitt einen größeren axialen Abstand längs der Mittelachse als ein radial außen liegender Stirnflächenbereich aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt für eine Fluidleiterkomponente zur Weiterleitung von Fluiden gelöst, der einen Grundkörper umfasst, an dem ein Eingangsanschluss für eine Fluidzufuhr und ein Ausgangsanschluss für eine Fluidabfuhr sowie ein zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss erstreckter Fluidkanal ausgebildet ist, wobei der Eingangsanschluss und/oder der Ausgangsanschluss ausgehend von einer Außenoberfläche des Grundkörpers abschnittsweise als Gewindebohrung und abschnittsweise als kreiszylindrische Bohrung ausgebildet ist, wobei die kreiszylindrische Bohrung von einer kreisförmigen Stirnfläche begrenzt ist, die vom Fluidkanal durchsetzt ist, sowie mit einer erfindungsgemäßen Klemmhülsenanordnung und mit einem invertierten Klemmhülsenanordnung aufgenommenen Schlauch oder mit einer in der Klemmhülsenanordnung aufgenommenen Hohlnadel. Bei der Fluidleiterkomponente kann es sich beispielsweise um einen Dosierkopf handeln, bei dem im Fluidkanal eine Ventileinrichtung angeordnet ist, die eine Dosierung des am Eingangsanschluss bereitgestellten Fluids an den Ausgangsanschluss ermöglicht.
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Um eine fluidisch abdichtende Kopplung zwischen dem Schlauch bzw. der Hohlnadel und der Fluidleiterkomponente zu gewährleisten, ist der Eingangsanschluss und/oder der Ausgangsanschluss der Fluidleiterkomponente in der Art einer Sacklochbohrung ausgebildet, wobei ausgehend von einer Außenoberfläche der Fluidleiterkomponente längs einer Mittelachse der Bohrung ein Innengewinde erstreckt ist, an das sich beabstandet von der Außenoberfläche der Fluidleiterkomponente eine kreiszylindrische Bohrung anschließt. Die kreiszylindrische Bohrung weist insbesondere einen Innendurchmesser auf, der einem Kernlochdurchmesser für das Gewinde entsprechen kann. Entscheidend ist, dass die kreiszylindrische Bohrung stirnseitig von einer kreisförmigen bzw. kreisringförmigen Stirnfläche begrenzt ist, die als Anlagefläche für die Stirnfläche der Klemmhülse dient. Ein derart ausgebildeter Eingangsanschluss bzw. Ausgangsanschluss wird auch als „flat-bottom“-Anschluss bezeichnet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Klemmhülsenanordnung,
- 2 eine Schnittdarstellung der Klemmhülsenanordnung gemäß der 1,
- 3 eine Draufsicht auf die Klemmhülsenanordnung gemäß der 1,
- 4 eine Ansicht von unten auf die Klemmhülsenanordnung gemäß der 1,
- 5 eine Schnittdarstellung der Klemmhülsenanordnung gemäß der 1 in einer Gebrauchssituation,
- 6 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Klemmhülsenanordnung.
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Eine in den 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungsform einer Klemmhülsenanordnung 1 umfasst eine Schraubhülse 2 sowie eine Klemmhülse 3 und ist entsprechend der Darstellung der 5 zur Festlegung eines Schlauchs 4 an einer Fluidleiterkomponente 5 vorgesehen. Bei der Fluidleiterkomponente 5 kann es sich beispielsweise um einen nicht näher dargestellten Dosierkopf eines Dosiersystems handeln.
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Die in der 2 näher dargestellte Schraubhülse 2 kann rein exemplarisch im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt sein und umfasst einen koaxial zu einer Mittelachse 6 ausgebildeten Außengewindeabschnitt 7 sowie einen in axialer Richtung an den Außengewindeabschnitt 7 anschließenden Betätigungsabschnitt 8. Rein exemplarisch erstreckt sich das Gewinde 9 des Außengewindeabschnitts 7 nicht über die volle axiale Erstreckung des Außengewindeabschnitts 7. Vielmehr ist vorgesehen, dass der Außengewindeabschnitt 7 an einem dem Betätigungsabschnitt 8 abgewandten Endbereich einen rein exemplarisch kreiszylindrisch und mit einem Kerndurchmesser des Gewindes 9 ausgebildeten Ansatzabschnitt 10 aufweist. Der Ansatzabschnitt 10 dient insbesondere einer erleichterten Montage des Außengewindeabschnitts 7 in eine Gewindebohrung, wie sie in der 5 schematisch dargestellt ist. An einem benachbart zum Betätigungsabschnitt 8 angeordneten Auslaufabschnitt 11, der rein exemplarisch kreiszylindrisch mit einem dem Flankendurchmesser des Gewindes 9 entsprechenden Außendurchmesser verwirklicht ist, ist ein Übergang zwischen dem Außengewindeabschnitt 7 und dem Betätigungsabschnitt 8 ausgebildet.
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Der Betätigungsabschnitt 8 ist rein exemplarisch mit längs der Mittelachse 6 ausgerichteten und in gleicher Winkelteilung auf einer Kreisbahn benachbart angeordneten, keilförmigen Erhebungen 12 ausgerüstet, die eine nicht eingezeichnete kreiszylindrische Hüllkurve begrenzen. Die Erhebungen 12 sollen bei einer manuellen Betätigung der Klemmhülsenanordnung 1 ein Abrutschen der Finger eines nicht dargestellten Bedieners zumindest weitestgehend verhindern. Die Schraubhülse 2 ist von einer Ausnehmung 15 durchsetzt, die rein exemplarisch rotationssymmetrisch zur Mittelachse 6 ausgebildet ist und die in einen Konusabschnitt 16, einen Führungsabschnitt 17 sowie einen Halteabschnitt 18 unterteilt ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Ausnehmung 15 im Bereich des Konusabschnitts 16 ausgehend von einer Mündungsöffnung 19 an einer axialen Stirnseite 20 der Schraubhülse 2 in Richtung des Führungsabschnitts 17 verjüngt ausgebildet ist. Ferner ist rein exemplarisch vorgesehen, dass der Führungsabschnitt 17 kreiszylindrisch ausgebildet ist und sich über eine Länge entlang der Mittelachse 6 erstreckt, die ein Mehrfaches der Länge des Konusabschnitts 16 beträgt. Der Halteabschnitt 18, der sich in axialer Richtung an den Führungsabschnitt 17 anschließt, weist in einer quer zur Mittelachse 6 und quer zur Darstellungsebene der 2 ausgerichteten, nicht dargestellten Querschnittsebene einen größeren Querschnitt als der Führungsabschnitt 17 auf. Hierdurch wird am Übergang zwischen dem Führungsabschnitt 17 und dem Halteabschnitt 18 bei Betrachtung aus Richtung des Führungsabschnitt 17 ein Hinterschnitt 21 gebildet, der rein exemplarisch von einer kreisringförmigen Stirnfläche 22 des Halteabschnitt 18 bestimmt wird. Beispielhaft ist vorgesehen, dass eine axiale Erstreckung des Halteabschnitts 18 ungefähr der doppelten axialen Erstreckung des Konusabschnitts 16 entspricht. Ferner ist vorgesehen, dass eine axiale Erstreckung des Konusabschnitts 16 und des Führungsabschnitts 17 größer als eine axiale Erstreckung des Außengewindeabschnitts 7 ist, so dass gemäß der 2 der Halteabschnitt 18 oberhalb des Außengewindeabschnitts 7 angeordnet ist.
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In der Ausnehmung 15, insbesondere im Bereich des Konusabschnitts 16 sowie des Führungsabschnitts 17, ist eine rein exemplarisch rotationssymmetrisch zur Mittelachse 6 ausgebildete Klemmhülse 3 angeordnet, die rein exemplarisch von einer kreiszylindrischen Halteausnehmung 23 durchsetzt ist, die sich über die gesamte Länge der Klemmhülse 3 erstreckt und die zur Aufnahme eines in der 5 rein schematisch dargestellten Schlauchs 4 oder alternativ anstelle des Schlauchs zur Aufnahme einer nicht dargestellten, ähnlich wie der Schlauch 4 dimensionierten, Hohlnadel vorgesehen ist. Eine Außenoberfläche 24 der Klemmhülse 3 ist bei der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform rein exemplarisch in einen konusabschnittsförmig ausgebildeten ersten Außenabschnitt 25, einen rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten zweiten Außenabschnitt 26, einen endseitig an den ersten Außenabschnitt 25 angrenzenden, beispielhaft kreiszylindrisch ausgebildeten dritten Außenabschnitt 27 und einen axial an den zweiten Außenabschnitt 26 angrenzenden vierten Außenabschnitt 28 aufgeteilt.
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Am vierten Außenabschnitt 28 sind rein exemplarisch zwei bogenförmige Rastvorsprünge 29, 30 ausgebildet, die in radialer Richtung nach außen abragen. Beispielhaft ist vorgesehen, dass sich der erste Außenabschnitt 25 ausgehend vom kreiszylindrisch ausgebildeten dritten Außenabschnitt 27 in Richtung des kreiszylindrisch ausgebildeten zweiten Außenabschnitts 26 verjüngt. Beispielhaft beträgt ein Kegelwinkel 31 des ersten Außenabschnitts 25 ca. 25 Grad (bzw. 12,5 Grad zwischen dem ersten Außenabschnitt 26 und der Mittelachse 6). Ferner beträgt ein Kegelwinkel 32 der Schraubhülse 2 rein exemplarisch ca. 35 Grad (oder 17,5 Grad zwischen dem Konusabschnitt 16 und der Mittelachse 6). Hierdurch wird eine umlaufende, kreisförmige Linienberührung an einem Kontaktumfang 33 zwischen dem Konusabschnitt 16 und dem ersten Außenabschnitt 25 erzielt, durch die eine vorteilhafte, konzentrierte Krafteinleitung von der Schraubhülse 2 auf die Klemmhülse 3 erreicht wird, sobald eine axiale Relativbewegung der Klemmhülse 3 gegenüber der Schraubhülse 2 stattfindet, bei der der erste Au-βenabschnitt 25 in den Konusabschnitt 16 eingeschoben wird.
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Ferner ist die Halteausnehmung 23 als Stufenbohrung ausgeführt, wobei sich ausgehend von einer axialen Stirnfläche 34 der Klemmhülse 3 ein erster Ausnehmungsabschnitt 35 mit einem ersten Innendurchmesser 37 erstreckt. Der erste Ausnehmungsabschnitt 35 geht rein exemplarisch ungefähr auf der Hälfte der axialen Erstreckung des ersten Außenabschnitts 25 in einen zweiten Ausbildungsabschnitt 36 über, der einen zweiten Innendurchmesser 38 aufweist. Dabei ist der zweite Innendurchmesser 38 kleiner als der erste Innendurchmesser 37 gewählt. Hierdurch wird ebenfalls eine Kraftkonzentration im Bereich des ersten Außenabschnitts 25 für eine Kraftübertragung zwischen der Klemmhülse 3 und dem Schlauch 4 erzielt.
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Rein exemplarisch ist die Klemmhülse 3 im Bereich des vierten Außenabschnitts 28, der als Bestandteil des zweiten Außenabschnitt 26 angesehen werden kann, längs der Mittelachse 6 konusabschnittsförmig profiliert, wobei sich der vierte Außenabschnitt 28 mit zunehmendem Abstand vom ersten Außenabschnitt 25 verjüngt. Beispielhaft ist vorgesehen, dass ein erster Außendurchmesser 39 des vierten Außenabschnitts 28 größer als ein Innendurchmesser 41 des Führungsabschnitts 17 gewählt ist, während ein zweiten Außendurchmesser 40 des vierten Außenabschnitts 28 kleiner als der Innendurchmesser 41 gewählt ist. Hierdurch wird eine Montage der Klemmhülse 3 durch Einschieben in die Ausnehmung 15 ausgehend vom Konusabschnitt 16 erleichtert. Zu diesem Zweck ist ferner eine schlitzförmige Ausnehmung 42 endseitig in den vierten Außenabschnitt 28 eingebracht.
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Zudem ist vorgesehen, dass sich die Rastvorsprünge 29 und 30 bogenförmig (kreisringabschnittsförmig) über einen Teil des Umfangs der Klemmhülse 3 erstrecken, wie dies insbesondere aus der Draufsicht gemäß der 3 erkennbar ist. Hierdurch wird eine Montage der Klemmhülse 3 in die Schraubhülse 2 erleichtert.
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Bei der Durchführung des Montagevorgangs für die Klemmhülse 3 in die Schraubhülse 2 werden die Rastvorsprünge 29, 30 bei einem Einschieben der Klemmhülse 3 in die Ausnehmung 15 zunächst im Bereich des Konusabschnitts 16 elastisch radial nach innen deformiert. Bei fortschreitendem Einschieben der Klemmhülse 3 in die Schraubhülse 2 durchlaufen die Rastvorsprünge 29, 30 den Führungsabschnitt 17 und hintergreifen am Ende des Führungsabschnitts 17 durch elastische Rückdeformation den Hinterschnitt 21 zwischen dem Führungsabschnitt 17 und dem Halteabschnitt 18. Hierdurch wird eine axial formschlüssige Verriegelung der Klemmhülse 3 an der Schraubhülse 2 in Richtung des Konusabschnitts 16 gewährleistet. In der Gegenrichtung wird durch die geometrische Gestaltung des ersten Außenabschnitts 25 und des Führungsabschnitt 17 ebenfalls eine axial formschlüssige Verriegelung der Klemmhülse 3 in der Schraubhülse 2 erreicht.
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Die Stirnfläche 34 der Klemmhülse 3 ist rein exemplarisch konusabschnittsförmig ausgebildet und verjüngt sich mit zunehmendem Abstand vom dritten Außenabschnitt 27. Dadurch wird erreicht, dass bei einer Anlage der Klemmhülse 3 an einer rein exemplarisch kreisringförmig und eben ausgebildeten Bodenfläche 55 eines Eingangsanschlusses 54, wie er in der 5 schematisch dargestellt ist, zunächst eine kreislinienförmige Anlage der Klemmhülse 3 an der Bodenfläche 55 erfolgt. Hierdurch wird eine vorteilhafte Krafteinleitung von der Bodenfläche 55 auf die Klemmhülse 3 und von dort auf den Schlauch 4 geleistet, um eine vorteilhafte Abdichtwirkung zwischen der Bodenfläche 55, der Klemmhülse 3 und dem Schlauch 4 zu erzielen. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Eingangsanschluss 54 in einem Grundkörper 59 der Fluidleiterkomponente 5 ausgebildet ist.
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Wie aus der Darstellung der 5 weiterhin entnommen werden kann, umfasst der Eingangsanschluss 54 ausgehend von der Bodenfläche 55 einen beispielhaft kreiszylindrisch ausgebildeten Bohrungsabschnitt 56 sowie einen Gewindeabschnitt 57, wobei der Gewindeabschnitt 57 auf den Außengewindeabschnitt 7 der Schraubhülse 2 derart angepasst ist, dass die Schraubhülse 2 in den Eingangsanschluss 54 eingeschraubt werden kann.
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Im Zuge der Schraubbewegung, die eine Überlagerung einer Rotationsbewegung mit einer Linearbewegung darstellt, erfolgt die gewünschte Ausübung einer Anpresskraft von der Schraubhülse 2 auf die Klemmhülse 3 und den Schlauch 4, wodurch eine fluiddichte Kopplung zwischen dem Schlauch 4 oder einer anstelle des Schlauchs 4 zu montierenden, nicht dargestellten Hohlnadel und einem dem Eingangsanschluss 54 zugeordneten und die Fluidleiterkomponente 5 durchsetzenden Fluidkanal 58 gewährleistet ist.
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Die in der 6 dargestellte zweite Ausführungsform einer Klemmhülsenanordnung 61 unterscheidet sich vom grundsätzlichen Aufbau nicht von der Klemmhülsenanordnung 1 gemäß den 1 bis 5, so dass, auch bei anderer Dimensionierung, auf eine neuerliche Beschreibung für funktionsgleiche Komponenten verzichtet wird. Abweichend von der Klemmhülsenanordnung 1 ist bei der Klemmhülsenanordnung 61 eine modifizierte Ausgestaltung des Konusabschnitts 62 der Schraubhülse 66 vorgesehen, da in axialer Richtung angrenzend an den übereinstimmend mit dem Konusabschnitt 16 der Schraubhülse 2 gestalteten Konusabschnitt 62 ein zusätzlicher Profilabschnitt 63 vorgesehen ist, der rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildet ist und einen kreislinienförmigen Kontaktumfang 64 mit einem fünften Außenabschnitt 65 der modifizierten Klemmhülse 3 ausbildet. Exemplarisch ist vorgesehen, dass an der ansonsten gleichartig aufgebauten Klemmhülse 67 ein fünfter Außenabschnitt 65 axial an den ersten Außenabschnitt 25 angrenzt und rein exemplarisch einen kleineren Kegelwinkel als der erste Außenabschnitt 25 aufweist. Durch diese Konfiguration wird erreicht, dass zwischen der Schraubhülse 66 und der Klemmhülse 67 axial versetzt zueinander angeordnete kreisringförmige Kontaktbereiche (Kontaktumfang 33 und Kontaktumfang 64) ausgebildet werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Krafteinleitung zwischen der Schraubhülse 66 und der Klemmhülse 67 gewährleistet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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