DE102018212376A1

DE102018212376A1 - Fluidkupplung mit Toleranzausgleich zur flexiblen Verbindung zweier medienführender Elemente

Info

Publication number: DE102018212376A1
Application number: DE102018212376.4A
Authority: DE
Inventors: Axel Flach; Harald Kreidner; Klaus-Alexander Siegel
Original assignee: ContiTech MGW GmbH
Current assignee: ContiTech MGW GmbH
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-30
Also published as: CN110778832B; US20200032939A1; CN110778832A; US11592132B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidkupplung (1) mit Toleranzausgleich zur flexiblen Verbindung zweier medienführender Elemente. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Fluidkupplung (1) der geschilderten Art so zu verbessern, dass der Einsatz aufwändiger Verrastungssysteme für den Transport entfallen kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fluidkupplung (1) mindestens eine Transportsicherungseinrichtung (8, 12) aufweist, durch das eine Trennung der Bauteile (2, 3) der Fluidkupplung (1) voneinander vor dem Einbau verhinderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidkupplung mit Toleranzausgleich zur flexiblen Verbindung zweier medienführender Elemente, aufweisend ein erstes Bauteil zur Verbindung mit dem ersten fluidführenden Element, und ein zweites Bauteil zur Verbindung mit dem zweiten fluidführenden Element, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil in Richtung der gemeinsamen Längsrichtung translatorisch zueinander verschiebbar sind, und/oder dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil um die gemeinsame Längsrichtung rotatorisch zueinander verdrehbar sind, und/oder dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil senkrecht zu der gemeinsamen Längsrichtung kardanisch zueinander verkippbar sind.
Zum Transport von Medien wie z.B. Fluiden, Gasen oder auch pastösen Medien werden z.B. Leitungen, Schläuche, Rohre etc. verwendet. Diese können untereinander oder z.B. an Aggregate angeschlossen werden, um den Medienfluss zu realisieren. Beispielsweise werden im Automobilbereich Fluide wie z.B. Kraftstoffe, Öle, Zusatzstoffe (AdBlue®) und Kühlmittel oder Gase wie z.B. Ladeluft derartig geleitet.
Zur Herstellung dieser Verbindung bzw. dieses Anschlusses werden Kupplungen verwendet. Diese dienen der sicheren, dauerhaften und mediendichten Verbindung der Elemente.
Diese Leitungen sind fertigungsbedingt in ihrem Verlauf mit mehr oder weniger großen Toleranzen behaftet, die je nach Anwendungsfall wie z.B. dem Einbauraum im Fahrzeug zulässig sein können. Somit können Leitungen verwendet werden, die innerhalb der Kleinst- und Größtmaße der Toleranzen des Anwendungsfalls liegen.
Das Maß der Toleranzen bestimmt sich dabei je nach Anwendungsfall so, dass der Verlauf der Leitung durch die zulässigen Toleranzen nicht beeinträchtigt wird, z.B. durch eine Kollision mit Nachbarbauteilen. Auch muss innerhalb der zulässigen Toleranzen die Einbaubarkeit der Leitung eingehalten werden, damit sie mit den Anschraubpositionen, z.B. zwischen Motor und Nebenaggregaten übereinstimmt.
Die DE 10 2014 211 844 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Kupplungselement, welches zur unverlierbaren Verbindung eine Rastverbindung aufweist. Dabei beruht die Verrastung auf einschnappbaren Rastelementen. Diese müssen bei gleichzeitig hoher Festigkeit eine bestimmte Elastizität aufweisen, damit sie beim Einschnappen nicht brechen. Dazu sind relativ hochwertige Werkstoffe notwendig, wie z.B. ein glasfaserverstärktes PA 6.6, was zu erheblichen Kosten führt, da das gesamte Kupplungselement aus diesem Werkstoff hergestellt ist, obwohl nur für die Rastelemente eine entsprechende Elastizität bei hoher Festigkeit notwendig ist.
Häufig sind jedoch die beiden Bauteile der Kupplung nach dem Einbau der Leitung in Betriebsposition aufgrund der Einbaulage nicht mehr voneinander trennbar, weil z.B. die zum Auseinanderziehen der Kupplungsteile notwendige axiale Beweglichkeit der Kupplung durch die feste Anschraubung der Leitungsteile an Motor und Nebenaggregat nicht mehr gegeben ist. Daher sind die oben beschriebenen Rastelemente im Betrieb der Leitung oft nicht notwendig, so dass hier ein hoher Aufwand getrieben wird, der für den Betrieb der Fluidkupplung überflüssig sein kann.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein toleranzausgleichendes Kupplungselement der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass der Einsatz aufwändiger Verrastungssysteme entfallen kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Fluidkupplung mindestens eine Transportsicherungseinrichtung aufweist, durch das eine Trennung der Bauteile der Fluidkupplung voneinander vor dem Einbau verhinderbar ist.
Eine derartige Transportsicherung ist einfach gestaltbar und nur bis zum Einbau der Bauteile der Fluidkupplung notwendig. Daher sind die Anforderungen an die thermische Belastbarkeit sehr gering. Auf teure Werkstoffe für eine Verrastung auch im Betrieb kann daher verzichtet werden.
Während des Transportes ist es zwar möglich, dass die Beweglichkeit der Bauteile der Fluidkupplung durch eine solche Transportsicherung in Richtung der gemeinsamen Längsrichtung translatorisch oder rotatorisch zueinander oder senkrecht zu der gemeinsamen Längsrichtung kardanisch zueinander deutlich eingeschränkt oder ganz verhindert ist. Diese Beweglichkeit ist jedoch eine Anforderung, die nur für den Betrieb gilt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist eins der Bauteile der Fluidkupplung mindestens einen axial vorspringenden Kragarm auf und weist das andere der beiden Bauteile der Fluidkupplung mindestens eine radial vorspringende Rastnase auf, wobei Kragarm und Rastnase in einer Transportposition der Fluidkupplung derart korrespondieren, dass mindestens ein Kragarm über mindestens eine Rastnase ragt und die Rastnase derart weit radial vorspringt, dass ein Klemmkontakt zwischen dem Kragarm und der Rastnase erreichbar ist.
Da in der Transportposition der beiden Bauteile eine translatorische, rotatorische oder kardanische Bewegbarkeit der Bauteile zueinander nicht erforderlich ist, lassen sich die beiden Bauteile der Fluidkupplung so weit zusammenschieben, bis der Kragarm über der Rastnase zu liegen kommt. Dabei ist eine Klemmung zwischen der Rastnase und dem Kragarm erreichbar, die ausreicht, ein Auseinanderfallen der Bauteile beim Transport zu verhindern, wobei trotzdem eine leichte Montierbarkeit gegeben ist.
Da die Klemmkraft nicht sehr hoch sein muss, wird der Werkstoff der Bauteile nicht über den ggf. geringen elastischen Anteil hinaus belastet, so dass ein Bruch des Kragarms vermeidbar ist.
Auf diese Weise lässt sich der Einsatz besonders hochfester Werkstoffe für die Fluidkupplung vermeiden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kragarm eine radiale Bohrung auf, die in Transportposition der Rastnase zugeordnet ist und mit dieser korrespondiert.
Eine derartige Bohrung ist beispielsweise bei Spritzgussteilen aus Kunststoff leicht zu erzeugen und wirkt quasi wie ein Hinterschnitt, so dass in Transportposition die Klemmverbindung zwischen Kragarm und Rastnase zusätzlich einen Formschlussanteil aufweist. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein Auseinanderfallen der Bauteile beim Transport.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden Bauteile der Fluidkupplung eine Führungseinrichtung auf, die nur in Transportposition der beiden Bauteile zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil der Fluidkupplung wirksam ist.
Eine derartige Führungseinrichtung kann beispielsweise bei rohrförmingen Bauteilen aus einem Absatz am ersten Bauteil mit zugeordneter Bohrung des zweiten Bauteils aufgebaut sein, wobei die axiale Ausdehnung so bemessen ist, dass ein Eingreifen des Absatzes in die Bohrung erst beim Zusammenschieben der Bauteile möglich ist. Auf diese Weise ist die Verklemmung der Bauteile besonders einfach erreichbar, da beim Zusammenschieben eine korrespondierende Lage zwischen Kragarm und Rastnase durch die Führung erleichtert wird.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fluidkupplung 1, wobei sich die Fluidkupplung in ihrer Transportposition befindet. Die Fluidkupplung 1 weist ein Innenteil 2 und ein Außenteil 3 auf, die rohrförmig aufgebaut sind, wobei das Innenteil 2 in das Außenteil 3 einschiebbar ist. Innenteil 2 und Außenteil 3 sind über eine vorbestimmte axiale Länge von einem Ringspalt 4 beabstandet. Der Spalt 4 sorgt im montierten Zustand für eine rotatorische, translatoriche und kardanische Bewegbarkeit des Innenteils 2 gegen das Außenteil 3. Das Innenteil 2 weist außerdem eine Ringnut 5 auf, in der eine O-Ring-Dichtung 6 angeordnet ist. Die O-Ring-Dichtung sorgt im Betrieb für eine fluiddichte Abdichtung von Innenteil 2 gegen das Außenteil 3.
Das Innenteil 2 weist an seinem ersten Ende 2A einen radialen Abschlussbund 7 auf. An dem radialen Abschlussbund 7 sind an vorbestimmten Stellen radial nach außen weisende Rastnasen angeordnet, von denen hier nur eine Rastnase 8 gezeigt ist. Außerdem weist das Innenteil 2 einen weiteren, vom Abschlussbund 7 axial beabstandeten Stützbund 9 auf. Der Stützbund 9 dient zur Begrenzug der kardanischen Bewegbarkeit von Innenteil 2 und Außenteil 3 während des Betriebes.
Das Außenteil 3 weist an seinem ersten Ende 3A einen hülsenförmigen axialen Bereich 10 auf, der im gezeigten Zustand der Fluidkupplung 1 teilweise über der radialen Abschlussbund 7 des Innenteils 2 ragt. Der hülsenförmige Bereich 10 weist einen Absatz 10A auf, welcher im gezeigten Zustand axial an den Stützbund 9 des Innenteils 2 anschlägt. Der hülsenförmige Bereich 10 weist an seinem ersten Ende 10B einen Führungsbereich 11 auf, der mit geringem, hier nicht sichtbarem radialen Spiel axial über den Abschlussbund 7 des Innenteils greift und so das Außenteil 3 und das Innenteil 2 radial gegeneinander führt, wobei dieses Zusammenwirken nur in der gezeigten Transportposition der Fluidkupplung 1 wirksam ist.
An seinem ersten Ende 10B weist der hülsenförmige Bereich 10 einen axial vorspringenden Kragarm 12 auf, der in der gezeigten Position radial klemmend über die Rastnase 8 ragt. Der Kragarm 12 weist eine Bohrung 12A auf, die mit der Rastnase 8 korrespondiert, wobei die Rastnase 8 radial in die Bohrung 12A hineinragt. Dadurch besteht zwischen der Rastnase 8 und dem Kragarm 12 eine Klemmverbindung mit einem formschlüssigen Anteil.
Zur Montage der Fluidkupplung 1 an hier nicht gezeigte fluidführende Bauteile sind Innenteil 2 und Außenteil 3 axial gegeneinander auseinanderziehbar, wobei eine Kraft aufzuwenden ist, um die Klemm- und Rastverbindung zwischen dem Kragarm 12 und der Rastnase 8 zu lösen.
Mit dieser Anordnung ist die Fluidkupplung 1 gegen unbeabsichtigtes Auseinanderfallen des Außenteils 3 vom Innenteil 2 während des Transportes gesichert und kann trotzdem mit einer vom Werker aufzubringenden zumutbaren Kraft für die Montage vorbereitet werden.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)

1: Fluidkupplung
2: Innenteil
2A: erstes Ende des Innenteils 2
3: Außenteil
3A: erstes Ende des Außenteils 3
4: Spalt zwischen Innenteil 2 und Außenteil 3
5: Ringnut im Innenteil 2
6: O-Ring-Dichtung
7: Abschlussbund des Innenteils 2
8: Rastnase
9: Stützbund
10: hülsenförmiger Bereich des Außenteils 3
10A: Absatz des hülsenförmigen Bereichs 10
10B: erstes Ende des hülsenförmigen Bereichs 10
11: Führungsbereich des hülsenförmigen Bereichs 10
12: Kragarm
12A: Bohrung des Kragarms 12

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014211844 A1 [0006]

Claims

Fluidkupplung (1) mit Toleranzausgleich zur flexiblen Verbindung zweier medienführender Elemente, aufweisend ein erstes Bauteil (2) zur Verbindung mit dem ersten fluidführenden Element, und ein zweites Bauteil (3) zur Verbindung mit dem zweiten fluidführenden Element, wobei das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) in Richtung der gemeinsamen Längsrichtung translatorisch zueinander verschiebbar sind, und/oder dass das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) um die gemeinsame Längsrichtung rotatorisch zueinander verdrehbar sind, und/oder dass das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) senkrecht zu der gemeinsamen Längsrichtung kardanisch zueinander verkippbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkupplung (1) mindestens eine Transportsicherungseinrichtung (8, 12) aufweist, durch das eine Trennung der Bauteile (2, 3) der Fluidkupplung (1) voneinander vor dem Einbau verhinderbar ist.
Fluidkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eins der Bauteile (2, 3) der Fluidkupplung (1) mindestens einen axial vorspringenden Kragarm (12) aufweist und das andere der beiden Bauteile (3, 2) der Fluidkupplung (1) mindestens eine radial vorspringende Rastnase (8) aufweist, wobei Kragarm (12) und Rastnase (8) in einer Transportposition der Fluidkupplung (1) derart korrespondieren, dass mindestens ein Kragarm (12) über mindestens eine Rastnase (8) ragt und die Rastnase (8) derart weit radial vorspringt, dass ein Klemmkontakt zwischen dem Kragarm (12) und der Rastnase (8) erreichbar ist.
Fluidkupplung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragarm (12) eine radiale Bohrung (12A) aufweist, die in Transportposition der Rastnase (8) zugeordnet ist und mit dieser korrespondiert.
Fluidkupplung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (2, 3) der Fluidkupplung (1) eine Führungseinrichtung (11) aufweisen, die nur in Transportposition der beiden Bauteile (2, 3) zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Bauteil (3) der Fluidkupplung (1) wirksam ist.