DE102020206677A1

DE102020206677A1 - Steckkupplung zur Verbindung von zwei rohrförmigen Kupplungsteilen mittels einer Halteklammer

Info

Publication number: DE102020206677A1
Application number: DE102020206677.9A
Authority: DE
Inventors: Mathias Diedrich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2021-12-02
Also published as: CN113738965A

Abstract

Eine Steckkupplung umfasst zumindest einen ersten, rohrförmigen Kupplungsteil, einen zweiten, rohrförmigen Kupplungsteil 2 und eine Halteklammer 3, wobei die Halteklammer 3 zwei nebeneinander verlaufende Schenkel 4 sowie einen die Schenkel 4 endseitig verbindenden Bügel 5 umfasst. Ein endseitiger Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils ist durch eine relative Steckbewegung zwischen den Kupplungsteilen bis zum Erreichen einer Verbindungstellung in einen endseitigen Aufnahmeabschnitt 7 des zweiten Kupplungsteils 2 steckbar. Weiterhin ist die Halteklammer 3 von außen auf den zweiten Kupplungsteil 2 bis zum Erreichen einer Raststellung aufsteckbar, wobei in der Raststellung zumindest einer der zwei Schenkel 4, der als Rastschenkel 4 vorgesehen ist, in eine Durchgangsöffnung 15 des zweiten Kupplungsteils 2 eingreift und dabei in den Innenraum 17 des zweiten Kupplungsteils 2 ragt. Gekennzeichnet ist eine solche Steckkupplung dadurch, dass der zumindest eine Rastschenkel 4 temporär während der Steckbewegung infolge eines Kontakts des Steckabschnitts des ersten Kupplungsteils und des Rastschenkels 4 miteinander an mindestens einer Schrägfläche elastisch ausgelenkt wird und in der Verbindungstellung mit einem Rastabschnitt 16 in eine Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckkupplung mit einem ersten, rohrförmigen Kupplungsteil, einem zweiten, rohrförmigen Kupplungsteil und einer Halteklammer, die zwei nebeneinander verlaufende Schenkel sowie einen die Schenkel endseitig verbindenden Bügel umfasst, wobei ein endseitiger Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils durch eine relative Steckbewegung zwischen den Kupplungsteilen bis zum Erreichen einer Verbindungstellung in einen endseitigen Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils steckbar ist und wobei die Halteklammer auf den zweiten Kupplungsteil bis zum Erreichen einer Raststellung aufsteckbar ist, wobei in der Raststellung zumindest einer der zwei Schenkel der Halteklammer, der als Rastschenkel vorgesehen ist, in eine Durchgangsöffnung des zweiten Kupplungsteils eingreift und dabei in den Innenraum des zweiten Kupplungsteils ragt.
Eine solche Steckkupplung ist aus der WO 2014/136014 A1 bekannt. Zur Verbindung der beiden Kupplungsteile dieser Steckkupplung ist vorgesehen, zunächst den Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils in den Steckabschnitt des zweiten Kupplungsteils einzustecken und anschließend die Halteklammer auf den zweiten Kupplungsteil aufzustecken, wodurch die zwei Rastschenkel mit jeweils einem Rastvorsprung nicht nur in die schlitzförmige Durchgangsöffnung des zweiten Kupplungsteils sondern zudem auch in eine Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils eingreifen, wodurch die Verbindung zwischen den Kupplungsteilen mittels der Halteklammer gesichert ist.
Eine dazu ähnliche Steckkupplung ist zudem aus der DE 695 25 263 T2 bekannt, wobei dort die Halteklammer durch eine erste Öffnung in der Wandung des dortigen zweiten Kupplungsteils gesteckt wird, bis die freien Enden der Rastschenkel dieser Halteklammer in eine zweite Öffnung in der Wandung des zweiten Kupplungsteils, die der ersten Öffnung radial gegenüberliegt, ragt. Die Handhabungsreihenfolge bei dem Verbinden der Kupplungsteile entspricht dabei derjenigen, wie sie auch bei der Steckkupplung gemäß der WO 2014/136014 A1 vorgesehen ist.
Die Handhabung einer Steckkupplung gemäß der WO 2014/136014 A1 oder der DE 695 25 263 T2 ist relativ aufwändig, weil zunächst die zwei Kupplungsteile ineinander gesteckt und in dieser Stellung temporär gesichert gehalten werden müssen, wobei gleichzeitig die Halteklammer ein- oder aufgesteckt werden muss, um die Steckkupplung abschließend zu sichern.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steckkupplung hinsichtlich der Handhabbarkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe ist bei einer Steckkupplung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur Handhabung einer solchen Steckkupplung ist Gegenstand des Patentanspruchs 15. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Steckkupplung und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist eine Steckkupplung vorgesehen, die zumindest einen ersten, rohrförmigen Kupplungsteil, einen zweiten, rohrförmigen Kupplungsteil und eine Halteklammer aufweist, wobei die Halteklammer zwei nebeneinander, vorzugsweise parallel verlaufende Schenkel sowie einen die Schenkel endseitig (d.h. jeweils an einem der Enden) verbindenden Bügel umfasst. Die rohrförmigen Kupplungsteile können dabei beliebige Querschnittsformen aufweisen. Vorzugsweise können diese Querschnittsformen jedoch kreisringförmig sein. Ein endseitiger Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils einer erfindungsgemäßen Steckkupplung ist durch eine (relative) Steckbewegung zwischen den Kupplungsteilen bis zum Erreichen einer Verbindungstellung in einen endseitigen Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils steckbar. Weiterhin ist die Halteklammer von außen auf den zweiten Kupplungsteil bis zum Erreichen einer Raststellung aufsteckbar, wobei in der Raststellung zumindest einer der zwei Schenkel, vorzugsweise beide Schenkel, der Halteklammer, der/die als Rastschenkel vorgesehen sind, in eine vorzugsweise schlitzförmige Durchgangsöffnung in der Wandung des zweiten Kupplungsteils eingreift/eingreifen und dabei in den Innenraum des zweiten Kupplungsteils ragt/ragen. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist eine solche Steckkupplung dadurch, dass der zumindest eine Rastschenkel temporär während der Steckbewegung infolge eines Kontakts des Steckabschnitts des ersten Kupplungsteils und des Rastschenkels an mindestens einer (schräg, d.h. weder parallel noch senkrecht zur Steckrichtung verlaufenden) Schrägfläche (des Steckabschnitts des ersten Kupplungsteils und/oder der Halteklammer) elastisch ausgelenkt wird und in der Verbindungstellung mit einem Rastabschnitt in eine Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils eingreift.
Eine solche Steckkupplung ermöglicht im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verbinden des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils miteinander, indem zunächst die Halteklammer bis zum Erreichen der Raststellung auf den zweiten Kupplungsteil aufgesteckt und anschließend der Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils in den Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils bis zum Erreichen der Verbindungsstellung gesteckt wird. Bei einer erfindungsgemäßen Steckkupplung wird folglich die endgültig gesicherte Verbindung zwischen den Kupplungsteilen aufgrund der bereits zuvor auf den zweiten Kupplungsteil aufgesteckten Halteklammer schon mit dem Zusammenstecken der beiden Kupplungsteile realisiert, was eine einfache Handhabbarkeit der Steckkupplung ermöglicht.
Für ein Lösen einer erfindungsgemäßen Steckkupplung könnte vorgesehen sein, dass der zumindest eine Rastschenkel temporär während einer entsprechenden (relativen) Lösebewegung, in der der Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils aus dem Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils heraus gezogen wird, infolge eines Kontakts des Steckabschnitts und des Rastschenkels miteinander an mindestens einer (weiteren) Schrägfläche elastisch ausgelenkt und dadurch aus dem Eingriff mit der Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils gebracht wird. Dies kann ein Lösen der gesicherten Steckkupplung durch ausschließlich ein Auseinanderziehen der Kupplungsteile ermöglichen. Nachteilig daran könnte jedoch eine ungewollte Lösbarkeit der Steckkupplung sein, so dass vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Steckkupplung derart ausgebildet ist, dass die Halteklammer die Verbindungstellung der Kupplungsteile uneingeschränkt (d.h. nicht durch lediglich ein Auseinanderziehen der Kupplungsteile zerstörungsfrei lösbar) sichert. Dementsprechend kann im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass für ein Lösen der miteinander verbundenen Kupplungsteile zunächst die Halteklammer zumindest teilweise von dem zweiten Kupplungsteil abgezogen und anschließend der Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils aus dem Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils heraus gezogen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Steckkupplung kann vorgesehen sein, dass die Halteklammer zumindest teilweise, dann vorzugsweise zumindest im Bereich des oder der Rastschenkel, oder, besonders bevorzugt, vollständig aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen (PP), ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine Ausgestaltung der Halteklammer, die einerseits eine verlässliche Sicherung der Verbindung zwischen den Kupplungsteilen gewährleistet und gleichzeitig die Steckkräfte, die für ein Zusammenstecken der Kupplungsteile und damit auch für eine Auslenken des oder der Rastschenkel erforderlich sind, gering gehalten werden können. Zudem kann insbesondere eine Halteklammer, die vollständig aus Kunststoff ausgebildet ist, einfach und kostengünstig herstellbar sein, beispielsweise mittels eines Spritzgießprozesses.
Vorzugsweise ist für eine erfindungsgemäße Steckkupplung vorgesehen, dass für ein Einstecken des Steckabschnitts des ersten Kupplungsteils in den Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils eine (in Steckrichtung gerichtete) Steckkraft von höchstens 80 N erforderlich ist, um eine komfortable Handhabung der Steckkupplung zu gewährleisten. Dies kann insbesondere durch eine entsprechende Auslegung der Halteklammer und gegebenenfalls mindestens eines Dichtelements realisiert werden.
Ein solches Dichtelement kann grundsätzlich bei einer erfindungsgemäßen Steckkupplung eine abgedichtete, insbesondere auch fluiddichte Verbindung zwischen den Kupplungsteilen gewährleisten, was jedoch üblicherweise eine elastische Deformation des Dichtelements bedingt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das vorzugsweise ringförmige Dichtelement beim Einstecken des Steckabschnitts des ersten Kupplungsteils in den Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils axial (d.h.in Steckrichtung) und/oder radial (d.h. senkrecht zur Steckrichtung) deformiert wird.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Steckkupplung kann vorgesehen sein, dass ein Kontaktabschnitt zumindest eines der Schenkel, vorzugsweise beider Schenkel derart mit einer (schräg zur Aufsteckrichtung verlaufenden) Schrägfläche des zweiten Kupplungsteils zusammenwirkt/zusammenwirken, dass diese(r) Schenkel bei dem Aufstecken auf den zweiten Kupplungsteil bis zum Erreichen der Raststellung temporär elastisch ausgelenkt wird/werden. Zumindest in der Raststellung der Halteklammer ist der oder sind die Schenkel, der/die beim Aufstecken temporär elastisch ausgelenkt wurde(n), nicht mehr oder nur noch in einem relativ geringen Maße elastisch ausgelenkt beziehungsweise deformiert, was folglich dazu führt, dass für ein vollständiges Abziehen der Halteklammer von dem zweiten Kupplungsteil erneut eine (weitergehende) temporäre elastische Auslenkung erfolgen muss. Auf diese Weise wird die Halteklammer auf dem zweiten Kupplungsteil fixiert gehalten, unabhängig davon, ob der zweite Kupplungsteils mit dem ersten Kupplungsteils verbunden ist, oder nicht. Dadurch kann die Handhabung der Kupplung beim Zusammenstecken der Kupplungsteils vereinfacht werden, weil eine Lagesicherung der Halteklammer auf dem zweiten Kupplungsteil selbsttätig erfolgt. Bei der Schrägfläche kann es sich vorzugsweise um einen gekrümmt verlaufenden Abschnitt der Außenfläche des zweiten Kupplungsteils handeln. Der Kontaktabschnitt des entsprechenden Schenkels kann vorzugsweise als einfach oder doppelt abgewinkelt ausgebildeter Endabschnitt ausgebildet sein.
Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass ein/der Kontaktabschnitt des/der Rastschenkel(s) derart mit einer Schrägfläche des zweiten Kupplungsteils zusammenwirkt, dass dieser Rastschenkel bei einem teilweisen Abziehen der Halteklammer von dem zweiten Kupplungsteil ausgehend von der Raststellung bis in eine Lösestellung, in der dieser weiterhin mit dem zweiten Kupplungsteils zusammenwirkt, so weit ausgelenkt wird, dass dieser aus der Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils (vollständig) herausbewegt ist. Für ein Öffnen der Steckkupplung beziehungsweise für ein Lösen der Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen ist es dann nicht erforderlich, die Halteklammer vollständig von dem zweiten Kupplungsteil abzuziehen, was eine möglichst einfache Handhabung der Steckkupplung ermöglicht. Dabei kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Kontaktabschnitt in der Lösestellung an einen Anschlag anschlägt, der ein weitergehendes Abziehen der Halteklammer verhindert oder zumindest behindert. Ein ungewolltes vollständiges Abziehen der Halteklammer von dem zweiten Kupplungsteil kann dadurch vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Steckkupplung kann vorgesehen sein, dass die Halteklammer einen Greifabschnitt mit zwei einander gegenüberliegenden Greifflächen aufweist, wobei der Greifabschnitt in der Raststellung der Halteklammer frei zugänglich liegt. Dieser Greifabschnitt kann ein relativ einfaches, manuelles Abziehen der Halteklammer von dem zweiten Kupplungsteil ermöglichen.
Um über die Greifflächen eine für ein Abziehen der Halteklammer ausreichende Zugkraft aufbringen zu können, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass zumindest eine der Greifflächen, vorzugsweise beide Greifflächen eine strukturierte Oberfläche (mit Vorsprüngen und/oder Vertiefungen) aufweist/aufweisen.
Um ein möglichst einfaches Lösen der Verbindung zwischen den Kupplungsteilen unter Verwendung eines Werkzeugs, wie beispielsweise eines Schraubendrehers zu ermöglichen, kann die Halteklammer vorzugsweise eine Ausnehmung (d.h. eine Vertiefung oder Durchgangsöffnung) aufweisen, die in der Raststellung mittels des Werkzeugs zugänglich ist und die derart ausgebildet ist, dass mittels des Werkzeugs eine Zugkraft zum Abziehen der Halteklammer von dem zweiten Kupplungsteil aufbringbar ist.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Steckkupplung kann vorgesehen sein, dass zumindest der oder die Rastschenkel, vorzugsweise die gesamte Halteklammer, Querschnittsflächen aufweist/aufweisen, deren (maximale) Erstreckung in Steckrichtung jeweils kleiner als senkrecht zu der Steckrichtung ausgebildet ist. Die relativ große Erstreckung senkrecht zu der Steckrichtung für zumindest die Rastschenkel kann in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, deren Hineinragen in den Innenraum des zweiten Kupplungsteils zu gewährleisten, ohne hierfür besondere Rastelemente, die als Vorsprünge der Rastschenkel ausgebildet sind, vorsehen zu müssen. Dadurch kann sich eine einfache Formgebung für die Halteklammer ergeben, was sich vorteilhaft auf die Herstellbarkeit auswirken kann.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der oder die Rastschenkel (jeweils) zwischen dem Rastabschnitt und dem Bügel einen Deformationsabschnitt aufweist/aufweisen, der im Vergleich zu dem Rastabschnitt eine größere senkrecht zu der Steckrichtung liegenden (maximale) Erstreckung aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die elastische Deformation, die der oder die Rastschenkel beim Einstecken des ersten Kupplungsteils in das zweite Kupplungsteils und gegebenenfalls beim Aufstecken und Abziehen der Halteklammer auf das zweite Kupplungsteil oder von dem zweiten Kupplungsteil erfahren, im Wesentlichen auf den/die relativ biegeweichen Deformationsabschnitt(e) beschränkt werden kann. Dies ermöglicht, insbesondere den jeweiligen Rastabschnitt des oder der Rastschenkel relativ biegesteif auszubilden sowie die maximalen Biegespannungen in dem Deformationsabschnitt relativ gering zu halten.
Eine erfindungsgemäße Steckkupplung eignet sich vorteilhaft zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug und insbesondere zur Verbindung von zwei Kupplungsteilen, die Teil eines Kühlsystems des Kraftfahrzeugs sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

1: ein zweiter Kupplungsteil sowie eine Halteklammer einer erfindungsgemäßen Steckkupplung in einer perspektivischen Darstellung;
2: die Halteklammer in einer perspektivischen Darstellung;
3: einen Längsschnitt durch die Steckkupplung in einer ersten Handhabungsstellung bei der Verbindung der Kupplungsteile;
4: einen vereinfacht dargestellten Querschnitt durch die Steckkupplung im Bereich der Halteklammer in der ersten Handhabungsstellung gemäß der 3;
5: einen Längsschnitt durch die Steckkupplung in einer zweiten Handhabungsstellung bei der Verbindung der Kupplungsteile;
6: einen vereinfacht dargestellten Querschnitt durch die Steckkupplung im Bereich der Halteklammer in der zweiten Handhabungsstellung gemäß der 5;
7: einen Längsschnitt durch die Steckkupplung in einer dritten Handhabungsstellung bei der Verbindung der Kupplungsteile;
8: einen vereinfacht dargestellten Querschnitt durch die Steckkupplung im Bereich der Halteklammer in der ersten Handhabungsstellung gemäß der 7;
9: einen Längsschnitt durch die Steckkupplung in der Verbindungstellung der Kupplungsteile;
10: einen vereinfacht dargestellten Querschnitt durch die Steckkupplung im Bereich der Halteklammer in der Verbindungstellung gemäß der 9; und
11: eine Verwendung der Steckkupplung in einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine.

Die in den Zeichnungen dargestellte Steckkupplung umfasst einen ersten, rohrförmigen Kupplungsteil 1 (vgl. die 3, 5, 7 und 9), einen zweiten, ebenfalls rohrförmigen Kupplungsteil 2 (vgl. insbesondere die 1, 3, 5, 7 und 9) sowie eine U-förmige Halteklammer 3, die zwei parallel nebeneinander verlaufende Schenkel 4, die jeweils als Rastschenkel 4 ausgebildet sind, sowie einen die Rastschenkel endseitig verbindenden Bügel 5 umfasst.
Der erste Kupplungsteil 1 bildet an seinem steckseitigen Ende einen Steckabschnitt 6 aus, der für ein Einstecken in einen Aufnahmeabschnitt 7 des zweiten Kupplungsteils 2 vorgesehen und dementsprechend ausgebildet ist. Der Steckabschnitt 6 des ersten Kupplungsteils 1, der über seine gesamte Länge einen konstanten Innendurchmesser aufweist, umfasst, ausgehend von dem steckseitigen Ende, einen Führungsbereich 8, der durch einen sich aufweitenden Außendurchmesser gekennzeichnet ist. Dieser Führungsbereich 8 dient einerseits dazu, eine Selbstzentrierung des ersten Kupplungsteils 1 beim Einstecken in den zweiten Kupplungsteil 2 zu erreichen. Weiterhin weitet dieser beim Einstecken des ersten Kupplungsteils 1 ein innerhalb des Aufnahmeabschnitts 7 des zweiten Kupplungsteils 2 angeordnetes, erstes Dichtelement 9 in Form eines konventionellen O-Rings 9 auf, so dass dieser O-Ring 9 anschließend unter elastischer Aufweitung einen Dichtbereich 10 des Steckabschnitts 6, der dem Führungsbereich 8 nachfolgt, kontaktiert. Der Dichtbereich 10 weist in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel einen konstanten Außendurchmesser über seiner Länge auf. An den Dichtbereich 10 grenzt ein Aufweitbereich 11 an, der anfänglich sich konisch aufweitend ausgebildet ist und abschließend über eine relativ kurze Distanz einen konstanten Außendurchmesser aufweist. An den Aufweitbereich 11 schließt sich eine umlaufende Rastvertiefung 12 an, die einerseits von dem rückseitigen Ende des Aufweitbereichs und andererseits von einem umlaufenden Begrenzungsvorsprung 13 begrenzt ist. Der erste Kupplungsteil 1 bildet weiterhin noch einen von dem Begrenzungsvorsprung 13 beabstandeten, ebenfalls umlaufenden Anlagevorsprung 14 aus, der in einer Verbindungstellung der Steckkupplung an der freien Stirnseite des zweiten Kupplungsteils 2 anliegt.
Der zweite Kupplungsteil 2 weist in seinem Aufnahmeabschnitt 7, ausgehend von dem freien Ende, zunächst einen relativ großen Innendurchmesser und anschließend einen relativ kleinen Innendurchmesser auf. Der relativ große Innendurchmesser ist dabei geringfügig größer als der Außendurchmesser des Begrenzungsvorsprungs 13 sowie als der entsprechend dimensionierte, maximale Außendurchmesser des Aufweitbereichs 11 (in dem Abschnitt mit konstantem Außendurchmesser) des ersten Kupplungsteils 1. Der relativ kleine Innendurchmesser des zweiten Kupplungsteils 2 ist dagegen nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Dichtbereichs 10 des ersten Kupplungsteils 1. Durch diese Kombination annähernd gleicher Innen- und Außendurchmesser der Kupplungsteile 1, 2 wird in der Verbindungstellung der Steckkupplung eine koaxiale Ausrichtung der Kupplungsteile 1, 2 sichergestellt.
In die Wandung des zweiten Kupplungsteils 2 sind in zwei radial gegenüberliegenden Abschnitten jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende, schlitzförmige Durchgangsöffnung 15 ausgebildet, die der Aufnahme jeweils eines der Rastschenkel 4 der Halteklammer 3 dienen. In einer Raststellung der auf den zweiten Kupplungsteil 2 aufgesteckten Halteklammer 3 (vgl. 1) ragt jeweils ein innen beziehungsweise dem jeweils anderen Rastschenkel 4 gegenüber liegender Teil eines Rastabschnitts 16 der Rastbügel 4 in den Innenraum 17 des zweiten Kupplungsteils 2 sowie, in der Verbindungstellung der beiden Kupplungsteile 1, 2, in die Rastvertiefung 12 des ersten Kupplungsteils 1. Dadurch kann die Halteklammer 3 die Verbindung der beiden Kupplungsteile 1, 2 in der Verbindungsstellung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen sichern.
Für ein Verbinden der Kupplungsteile 1, 2 werden diese zunächst in etwa koaxial zueinander ausgerichtet (vgl. 3 und 4) und anschließend durch eine Relativbewegung ineinander gesteckt (vgl. 5 bis 10). Die Halteklammer 3 ist dabei bereits bis in die Raststellung auf den zweiten Kupplungsteil 2 aufgesteckt.
In der Handhabungsstellung, wie sie in den 5 und 6 dargestellt ist, ist dieses Ineinanderstecken soweit erfolgt, dass der Führungsbereich 8 des ersten Kontaktteils 1 den O-Ring 9 kontaktiert. Dabei wurde der Führungsbereich 8 bereits durch eine zweites, ebenfalls ringförmiges Dichtelement 18 geführt, das mit einer rückseitigen Stirnseite an dem O-Ring 9 anliegt und dessen vorderseitige Stirnseite für einen Kontakt mit der konischen Aufweitung des Aufweitbereichs 11 des ersten Kupplungsteils 1 in der Verbindungstellung der Kupplungsteile 1, 2 vorgesehen ist, wobei das zweite Dichtelement 18 dann (auch) in axialer Richtung elastisch deformiert ist. Hierzu weist diese Stirnseite des zweiten Dichtelements 18 einen zu dem Aufweitbereich 11 des ersten Kupplungsteils 1 komplementären, trichterförmigen Verlauf auf. In der Handhabungsstellung gemäß den 5 und 6 befinden sich die Rastabschnitte 16 der Rastschenkel 4 der Halteklammer 3 noch angrenzend an den Dichtbereich 10 des ersten Kupplungsteils 1, so dass die Rastschenkel 4 noch nicht durch ein Zusammenwirken mit dem Aufweitbereich 11 des ersten Kupplungsteils 1 beziehungsweise konkret mit der als Schrägflächen dienenden konischen Aufweitung davon ausgelenkt sind.
Ein solches Auslenken der Rastschenkel 4 liegt in der Handhabungsstellung, wie sie in den 7 und 8 dargestellt ist, vor. Werden die beiden Kupplungsteile 1, 2 ausgehend von dieser Handhabungsstellung noch etwas weiter bis zum Erreichen der Verbindungstellung gemäß den 9 und 10 zusammengesteckt, rasten die Rastschenkel 4 der Halteklammer 3 infolge ihrer elastischen Auslenkung in die Rastvertiefung 12 des ersten Kupplungsteils 1, wodurch die Verbindung zwischen den Kupplungsteilen 1, 2 gegen ein ungewolltes Lösen gesichert ist. Dabei ist diese Sicherung uneingeschränkt, da die die Rastvertiefung 12 begrenzende Stirnseite des Aufweitbereichs 11 eine senkrechte Ausrichtung bezüglich der (entlang der Längsachsen 22 der Kupplungsteile 1, 2 verlaufenden) Steckrichtung aufweist, so dass durch ausschließlich ein Ausüben einer Zugkraft auf die Kupplungsteile 1, 2 keine Auslenkung der Rastschenkel 4 und damit kein zerstörungsfreies Lösen der Verbindung zwischen den Kupplungsteilen 1, 2 möglich ist.
Für ein solches Lösen der Verbindung zwischen den Kupplungsteilen 1, 2 und damit für ein Öffnen der Steckkupplung ist vielmehr vorgesehen, dass die Halteklammer 3 ausgehend von der Raststellung ein Stück weit von dem zweiten Kupplungsteil 2 bis zum Erreichen einer Lösestellung abgezogen wird, wobei jeweils ein Kontaktabschnitt 19 der Rastschenkel 4, der als doppelt (um jeweils 90°) abgewinkelter Endabschnitt des jeweiligen Rastschenkels 4 ausgebildet ist, an dem als Schrägfläche dienenden, angrenzenden Abschnitt der gekrümmten Außenfläche des zweiten Kupplungsteils 2 entlanggleitet, wodurch die Rastschenkel 4 soweit ausgelenkt werden, dass deren Rastabschnitte 16 beim Erreichen der Lösestellung aus der Rastvertiefung 12 des ersten Kupplungsteils 1 vollständig heraus bewegt sind.
In der Lösestellung sind die Kontaktabschnitte 19 der Rastschenkel jeweils in einer Vertiefung 20 des zweiten Kupplungsteils 2 angeordnet, wobei die einander zugewandten Grundflächen der beiden Vertiefungen 20 parallel zueinander verlaufen und dadurch nicht mehr als Schrägflächen wirken. Dadurch und in Kombination mit der Rückstellwirkung der ausgelenkten Rastschenkel 4 verbleibt die Halteklammer 3 selbsttätig in der Lösestellung. Zudem bilden obere, beziehungsweise in Abziehrichtung gelegene Begrenzungsflächen der Vertiefungen 20 Anschläge 21 für die Kontaktabschnitte 19 aus, die ein Abziehen der Halteklammer 3 von dem zweiten Kupplungsteil 2 über die Lösestellung hinaus verhindern.
Die vollständig aus Kunststoff ausgebildete Halteklammer 3 weist Querschnittsflächen auf, die durch zwei parallel verlaufende, relativ lange Seiten sowie durch diese parallel verlaufenden Seiten jeweils endseitig verbindende, teilkreisförmig nach außen gekrümmte Seiten begrenzt sind. Dadurch ergeben sich für sämtliche Querschnittsflächen der Halteklammer 3, mit Ausnahme derjenigen der Kontaktabschnitte 19, Erstreckungen, die in Steckrichtung deutlich kleiner als in Querrichtung sind. Dadurch ist eine belastungsoptimierte Dimensionierung für die Halteklammer 3 realisiert. Die relativ große Dimensionierung senkrecht zur Steckrichtung bewirkt dabei im Bereich der Rastabschnitte 16 der Rastschenkel 4, dass diese abschnittsweise in den Innenraum 17 des zweiten Kupplungsteils 2 ragen, gleichzeitig aber auch innerhalb der jeweiligen Durchgangsöffnung 15 des zweiten Gehäuseteils 2 angeordnet sind, wodurch eine vorteilhafte Abstützung für die Rastabschnitte 16 realisiert ist. Im Bereich des Bügels 5 der Halteklammer 3 führt die relativ große Dimensionierung senkrecht zur Steckrichtung dazu, dass ein Greifabschnitt 23 ausgebildet ist, der ein relativ großflächiges Greifen der Halteklammer 3 und damit ein manuelles Abziehen der Halteklammer 3 von dem zweiten Kontaktteil 2 beziehungsweise aus der Raststellungen heraus bis in die Lösestellung ermöglicht. Für eine möglichst gute kraftschlüssige Übertragung der dabei auf die Halteklammer 3 übertragenen Zugkräfte weisen Greifflächen 24 des Greifabschnitts 23 beziehungsweise des Bügels 3, die von den parallel verlaufenden Seiten der Querschnittsflächen des Bügels 3 definiert sind, eine strukturierte Oberfläche auf, wobei sich diese Strukturierung aus einer Mehrzahl von länglichen, parallel verlaufenden Vorsprüngen 25 ergibt.
Der Bügel 5 bildet, mittig zwischen den Rastschenkeln 4 gelegen, auf der dem zweiten Kupplungsteil 2 angrenzenden Seite eine Aussparung 26 aus, die in der Raststellung der Halteklammer 3 zugänglich ist, so dass in diese ein Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher einsteckbar ist, um ein Abziehen der Halteklammer 3 von dem zweiten Kupplungsteil 2 mittels des Werkzeugs zu bewirken oder zumindest zu unterstützen.
Die Rastschenkel 4 der Halteklammer 3 weisen weiterhin zwischen dem jeweiligen Rastabschnitt 16 und dem Bügel 5 einen Deformationsabschnitt 27 auf, der im Vergleich zu dem Rastabschnitt 16 eine kleinere Erstreckung senkrecht zu der Steckrichtung aufweist. Dadurch wird im Bereich der Deformationsabschnitte eine relativ hohe Elastizität realisiert, so dass die elastische Deformation der Rastschenkel 4 beim Aufstecken und Abziehen sowie in der Lösestellung primär im Bereich der Deformationsabschnitte 27 stattfindet.
Die 11 zeigt eine mögliche Verwendung der Steckkupplung als Teil eines Kühlsystems einer Brennkraftmaschine 28 eines Kraftfahrzeugs, wobei konkret vorgesehen ist, mittels der Steckkupplung einen Kühlkanal der Brennkraftmaschine 1 mit einer zu einem Kühlmittelkühler (nicht dargestellt) des Kühlsystems führenden Kühlmittelleitung 29 zu verbinden.
Bezugszeichenliste

1: erster Kupplungsteil
2: zweier Kupplungsteil
3: Halteklammer
4: (Rast-)Schenkel der Halteklammer
5: Bügel der Halteklammer
6: Steckabschnitt des ersten Kupplungsteils
7: Aufnahmeabschnitt des zweiten Kupplungsteils
8: Führungsbereich des Steckabschnitts
9: erstes Dichtelement / O-Ring
10: Dichtbereich des Steckabschnitts
11: Aufweitbereich des Steckabschnitts
12: Rastvertiefung des ersten Kupplungsteils
13: Begrenzungsvorsprung des ersten Kupplungsteils
14: Anlagevorsprung des ersten Kupplungsteils
15: Durchgangsöffnung des zweiten Kupplungsteils
16: Rastabschnitt des Rastbügels
17: Innenraum des zweiten Kupplungsteils
18: zweites Dichtelement
19: Kontaktabschnitt der Rastschenkel
20: Vertiefung des zweiten Kupplungsteils
21: Anschlag des zweiten Kupplungsteils
22: Längsachse eines Kupplungsteils
23: Greifabschnitt der Halteklammer
24: Greiffläche des Greifabschnitts
25: Vorsprung der Halteklammer
26: Aussparung der Halteklammer
27: Deformationsabschnitt des Rastschenkels
28: Brennkraftmaschine
29: Kühlmittelleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/136014 A1 [0002, 0003, 0004]
DE 69525263 T2 [0003, 0004]

Claims

Steckkupplung mit - einem ersten, rohrförmigen Kupplungsteil (1), - einem zweiten, rohrförmigen Kupplungsteil (2) und - einer Halteklammer (3), die zwei nebeneinander verlaufende Schenkel (4) sowie einen die Schenkel (4) endseitig verbindenden Bügel (5) umfasst, - wobei ein endseitiger Steckabschnitt (6) des ersten Kupplungsteils (1) durch eine relative Steckbewegung zwischen den Kupplungsteilen (1, 2) bis zum Erreichen einer Verbindungstellung in einen endseitigen Aufnahmeabschnitt (7) des zweiten Kupplungsteils (2) steckbar ist und - wobei die Halteklammer (3) auf den zweiten Kupplungsteil (2) bis zum Erreichen einer Raststellung aufsteckbar ist, wobei in der Raststellung zumindest einer der zwei Schenkel (4) der Halteklammer (3), der als Rastschenkel (4) vorgesehen ist, in eine Durchgangsöffnung (15) des zweiten Kupplungsteils (2) eingreift und dabei in den Innenraum (17) des zweiten Kupplungsteils (2) ragt, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Rastschenkel (4) - temporär während der Steckbewegung infolge eines Kontakts des Steckabschnitts (6) des ersten Kupplungsteils (1) und des Rastschenkels (4) an mindestens einer Schrägfläche elastisch ausgelenkt wird und - in der Verbindungstellung mit einem Rastabschnitt (16) in eine Rastvertiefung (12) des ersten Kupplungsteils (1) eingreift.
Steckkupplung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung derart, dass die Halteklammer (3) die Verbindungstellung der Kupplungsteile (1, 2) uneingeschränkt sichert
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer (3) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktabschnitt (19) zumindest eines der Schenkel (4) derart mit einer Schrägfläche des zweiten Kupplungsteils (2) zusammenwirkt, dass dieser Schenkel (4) bei dem Aufstecken auf den zweiten Kupplungsteil (2) bis in die Raststellung temporär elastisch ausgelenkt wird.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein/der Kontaktabschnitt (19) des zumindest einen Rastschenkels (4) derart mit einer Schrägfläche des zweiten Kupplungsteils (2) zusammenwirkt, dass dieser Rastschenkel (4) bei einem teilweisen Abziehen der Halteklammer (3) von dem zweiten Kupplungsteil (2) ausgehend von der Raststellung bis in eine Lösestellung so weit ausgelenkt wird, dass dieser aus der Rastvertiefung (12) des ersten Kupplungsteils (1) herausbewegt ist.
Steckkupplung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (19) in der Lösestellung an einen Anschlag (21) anschlägt, der ein weitergehendes Abziehen der Halteklammer (3) von dem zweiten Kontaktteil (2) behindert.
Steckkupplung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (19) als einfach oder doppelt abgewinkelter Endabschnitt des entsprechenden Schenkels (4) ausgebildet ist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Dichtelement (9, 18), das beim Einstecken des Steckabschnitts (6) des ersten Kupplungsteils (1) in den Aufnahmeabschnitt (7) des zweiten Kupplungsteils (2) axial und/oder radial deformiert wird.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslegung der Halteklammer (3) und gegebenenfalls des Dichtelements (9, 18) derart, dass für ein Einstecken des Steckabschnitts (6) des ersten Kupplungsteils (1) in den Aufnahmeabschnitt (7) des zweiten Kupplungsteils (2) eine Steckkraft von höchsten 80 N erforderlich ist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer (3) einen Greifabschnitt (23) mit zwei einander gegenüberliegenden Greifflächen (24) aufweist, wobei der Greifabschnitt (23) in der Raststellung der Halteklammer (3) frei zugänglich liegt.
Steckkupplung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Greifflächen (24) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer (3) eine Aussparung (26) aufweist, die in der Raststellung frei zugänglich liegt und die derart ausgebildet ist, dass zum Abziehen der Halteklammer (3) von dem zweiten Kupplungsteil (2) eine Zugkraft auf eine Begrenzungsfläche der Aussparung (26) aufbringbar ist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der mindestens eine Rastschenkel (4) der Halteklammer (3) Querschnittsflächen aufweist, deren Erstreckung in Steckrichtung jeweils kleiner als senkrecht dazu ausgebildet ist.
Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rastschenkel (4) zwischen dem Rastabschnitt (16) und dem Bügel (5) einen Deformationsabschnitt (27) aufweist, der im Vergleich zu dem Rastabschnitt (16) eine kleinere senkrecht zu der Steckrichtung liegende Erstreckung aufweist.
Verfahren zur Handhabung einer Steckkupplung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Verbinden des ersten Kupplungsteils (1) und des zweiten Kupplungsteils (2) miteinander zunächst die Halteklammer (3) bis zum Erreichen der Raststellung auf den zweiten Kupplungsteil (2) aufgesteckt und anschließend der Steckabschnitt (6) des ersten Kupplungsteils (1) in den Aufnahmeabschnitt (7) des zweiten Kupplungsteils (2) gesteckt wird.