DE102020213761B4 - hose coupling and fluid system - Google Patents
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Abstract
Schlauchkupplung (4) zur Kopplung eines Fluidschlauchs (5) mit einem Anschlussstutzen (3), mit einem längs einer Mittelachse (15) erstreckten, aus einem gummielastischen Material hergestellten Grundkörper (14) und einem am Grundkörper (14) aufgenommenen und koaxial zur Mittelachse (15) ausgerichteten Zahnring (30), wobei der Grundkörper (14) von einer längs der Mittelachse (15) erstreckten, insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildeten, Längsbohrung (45) durchsetzt ist, die einen Aufnahmeabschnitt (62) zur Aufnahme eines Fluidschlauchs (5) und einen daran angrenzenden Durchgangsabschnitt (63) aufweist, wobei Zähne (32) des Zahnrings (30) in radialer Richtung nach innen in den Aufnahmeabschnitt (62) ragen und wobei an einer Außenoberfläche (49) des Grundkörpers (14) wenigstens ein Riegelvorsprung (50) ausgebildet ist, der in radialer Richtung nach außen abragt und der für eine formschlüssige Verriegelung des Grundkörpers (14) mit dem Anschlussstutzen (3) ausgebildet ist, wobei eine Erstreckung des Riegelvorsprungs (50) längs der Mittelachse (15) eine Erstreckungszone (64) bestimmt und wobei der Zahnring (30) in der Erstreckungszone (64) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (14) längs der Mittelachse (15) als Anordnung eines Knickschutzabschnitts (41), eines Koppelabschnitts (42) und eines Dichtabschnitts (43) ausgebildet ist und dass der Riegelvorsprung (50) am Koppelabschnitt (42) ausgebildet ist.Hose coupling (4) for coupling a fluid hose (5) to a connecting piece (3), with a base body (14) which extends along a central axis (15) and is made of a rubber-elastic material and is accommodated on the base body (14) and is coaxial with the central axis ( 15) aligned toothed ring (30), wherein the base body (14) is penetrated by a longitudinal bore (45) which extends along the central axis (15) and is in particular rotationally symmetrical and which has a receiving section (62) for receiving a fluid hose (5) and a passage section (63) adjoining it, teeth (32) of the toothed ring (30) projecting inwards in the radial direction into the receiving section (62) and at least one locking projection (50) being formed on an outer surface (49) of the base body (14). is which protrudes outwards in the radial direction and which is designed for a positive locking of the base body (14) with the connecting piece (3), with an Er extension of the locking projection (50) along the central axis (15) determines an extension zone (64) and the toothed ring (30) is arranged in the extension zone (64), characterized in that the base body (14) along the central axis (15) as a Arrangement of a kink protection section (41), a coupling section (42) and a sealing section (43) is formed and that the locking projection (50) is formed on the coupling section (42).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung zur Kopplung eines Fluidschlauchs mit einem Anschlussstutzen sowie ein Fluidsystem.The invention relates to a hose coupling for coupling a fluid hose to a connecting piece and a fluid system.
Die
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schlauchkupplung und ein Fluidsystem bereitzustellen, die einen vereinfachten Aufbau aufweisen.The object of the invention is to provide a hose coupling and a fluid system that have a simplified structure.
Diese Aufgabe wird für eine Schlauchkupplung der eingangs genannten Art mit den nachfolgenden Merkmalen gelöst: die Schlauchkupplung umfasst einen längs einer Mittelachse erstreckten, aus einem gummielastischen Material hergestellten Grundkörper und einen am Grundkörper aufgenommenen und koaxial zur Mittelachse ausgerichteten Zahnring, wobei der Grundkörper von einer längs der Mittelachse erstreckten Längsbohrung durchsetzt ist, die einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Fluidschlauchs und einen daran angrenzenden Durchgangsabschnitt aufweist, wobei Zähne des Zahnrings in radialer Richtung nach innen in den Aufnahmeabschnitt ragen und wobei an einer Außenoberfläche des Grundkörpers wenigstens ein Riegelvorsprung ausgebildet ist, der in radialer Richtung nach außen abragt und der für eine formschlüssige Verriegelung des Grundkörpers mit dem Anschlussstutzen ausgebildet ist, wobei eine Erstreckung des Riegelvorsprungs längs der Mittelachse eine Erstreckungszone bestimmt und wobei der Zahnring in der Erstreckungszone angeordnet ist.This object is achieved for a hose coupling of the type mentioned at the beginning with the following features: the hose coupling comprises a base body made of a rubber-elastic material that extends along a central axis and a toothed ring that is accommodated on the base body and is aligned coaxially to the central axis, the base body being supported by a longitudinal bore extending through the central axis, which has a receiving section for receiving a fluid hose and a passage section adjoining it, teeth of the toothed ring projecting inwards in the radial direction into the receiving section and at least one locking projection is formed on an outer surface of the base body, which projects in the radial direction protrudes outwards and is designed for a positive locking of the base body with the connecting piece, wherein an extension of the locking projection along the central axis determines an extension zone and wherein the Tooth ring is arranged in the extension zone.
Der Grundkörper ist derart ausgestaltet, dass er vorzugsweise ohne zusätzliche Dichtmittel wie beispielsweise separat ausgebildete O-Ringe, abdichtend in einem Anschlussstutzen eines Funktionsgehäuses aufgenommen werden kann. Beispielhaft ist hierzu vorgesehen, dass die Schlauchkupplung längs ihrer Mittelachse in eine kreiszylindrisch ausgebildete Bohrung des Anschlussstutzens eingeschoben wird und hierbei eine bereichsweise elastische Deformation des Grundkörpers stattfindet, durch die die Abdichtwirkung gegenüber dem Anschlussstutzen gewährleistet wird.The base body is designed in such a way that it can be accommodated in a sealing manner in a connecting piece of a functional housing, preferably without additional sealing means such as, for example, separately formed O-rings. For example, it is provided that the hose coupling is pushed along its central axis into a circular-cylindrical bore of the connecting piece and in this way a regionally elastic deformation of the base body takes place, which ensures the sealing effect with respect to the connecting piece.
Ergänzend ist vorgesehen, dass der Grundkörper derart ausgebildet ist, so dass der Fluidschlauch, der vorzugsweise eine kreiszylindrische Außenoberfläche aufweist, abdichtend in der Längsbohrung des Grundkörpers aufgenommen werden kann, ohne dass hierzu zusätzliche Komponenten wie Dichtmittel erforderlich sind. Beispielhaft findet eine Montage des Fluidschlauchs in den Grundkörper durch einen Einsteckvorgang für den Fluidschlauch längs der Mittelachse des Grundkörpers statt. Hierbei ist vorgesehen, dass ein in der Schlauchkupplung zu montierender Endbereich des Fluidschlauchs koaxial zur Mittelachse des Grundkörpers ausgerichtet ist.In addition, it is provided that the base body is designed such that the fluid hose, which preferably has a circular-cylindrical outer surface, can be sealingly accommodated in the longitudinal bore of the base body without requiring additional components such as sealants. For example, the fluid hose is installed in the base body by inserting the fluid hose along the central axis of the base body. It is provided here that an end region of the fluid hose to be mounted in the hose coupling is aligned coaxially to the central axis of the base body.
Das gummielastische Material für den Grundkörper ist im Hinblick auf seine elastischen Deformationseigenschaften derart gewählt, dass es einerseits durch die elastische Deformation eine zuverlässige Abdichtwirkung gegenüber dem Fluidschlauch und gegenüber dem Anschlussstutzen gewährleistet und andererseits auf den Fluidschlauch einwirkende Zugbelastungen und Biegebelastungen innerhalb eines vorgebbaren Belastungsintervalls ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung auf den Anschlussstutzen übertragen kann.The rubber-elastic material for the base body is selected with regard to its elastic deformation properties in such a way that on the one hand it ensures a reliable sealing effect with respect to the fluid hose and the connection piece due to the elastic deformation and on the other hand it withstands tensile loads and bending loads acting on the fluid hose within a definable load interval without impairing the Sealing effect can be transferred to the connecting piece.
Der Zahnring kann insbesondere aus einem metallischen Material wie einem Federstahl oder einem formstabilen Kunststoffmaterial hergestellt werden. Er dient einer kombinierten kraftschlüssigen und formschlüssigen Verriegelung des Fluidschlauchs in der Schlauchkupplung. Hierzu ist der Zahnring kraftübertragend, insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig, mit dem Grundkörper verbunden und weist in radialer Richtung nach innen abragende Zähne auf. Die Zähne werden bei einem Einsteckvorgang für den Fluidschlauch in den Grundkörper elastisch deformiert und weisen dadurch eine innere Vorspannung auf, die als Verriegelungskraft auf die Außenoberfläche des Fluidschlauchs einwirkt. Diese Verriegelungskraft führt zum einen zu einer lokalen elastischen Deformation in der Außenoberfläche des Fluidschlauchs, wodurch eine formschlüssige Wirkung zwischen dem jeweiligen Zahn des Zahnrings und dem Fluidschlauch bezogen auf längs der Mittelachse auf den Fluidschlauch einwirkenden Zugkräften hervorgerufen wird. Ferner führt die Verriegelungskraft zu einer quer zur Außenoberfläche des Fluidschlauchs ausgerichteten Normalkraft, durch die in Verbindung mit einem Reibungskoeffizienten, der durch eine Materialpaarung der Materialien des Fluidschlauchs und des jeweiligen Zahns bestimmt wird, eine Reibkraft resultiert. Diese Reibkraft ermöglicht ebenfalls eine Übertragung von Zugkräften, die auf den Fluidschlauch einwirken, auf die Schlauchkupplung und von dort auf den Anschlussstutzen.The toothed ring can be made in particular from a metallic material such as spring steel or a dimensionally stable plastic material. It is used for a combined non-positive and positive locking of the fluid hose in the hose coupling. For this purpose, the toothed ring is connected to the base body in a force-transmitting manner, in particular in a form-fitting and/or cohesive manner, and has teeth that protrude inwards in the radial direction. The teeth will elastically deformed during an insertion process for the fluid hose into the base body and thus have an internal pretension which acts as a locking force on the outer surface of the fluid hose. On the one hand, this locking force leads to a local elastic deformation in the outer surface of the fluid hose, which causes a form-fitting effect between the respective tooth of the toothed ring and the fluid hose in relation to tensile forces acting on the fluid hose along the central axis. Furthermore, the locking force leads to a normal force aligned transversely to the outer surface of the fluid hose, which, in conjunction with a coefficient of friction that is determined by a material pairing of the materials of the fluid hose and the respective tooth, results in a frictional force. This frictional force also makes it possible to transfer tensile forces acting on the fluid hose to the hose coupling and from there to the connecting piece.
Der Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers ist Bestandteil der Längsbohrung, die sich längs der Mittelachse des Grundkörpers erstreckt und die vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist. An den Aufnahmeabschnitt schließt sich der Durchgangsabschnitt an, so dass der Grundkörper längs der Mittelachse vollständig von der zugehörigen Längsbohrung durchsetzt ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Innendurchmesser des Durchgangsabschnitts zumindest im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Fluidschlauchs entspricht. Hiermit kann erreicht werden, dass ein Fluidstrom, der durch den Fluidschlauch strömt, zumindest weitgehend ohne Drosselungsverluste durch die Schlauchkupplung hindurch in den Anschlussstutzen bzw. in einen sich an den Anschlussstutzen anschließenden Fluidkanal einströmen kann.The receiving section of the base body is part of the longitudinal bore which extends along the central axis of the base body and which is preferably of rotationally symmetrical design. The passage section adjoins the receiving section, so that the main body is completely penetrated by the associated longitudinal bore along the central axis. It is preferably provided that an inner diameter of the passage section corresponds at least essentially to an inner diameter of the fluid hose. It can hereby be achieved that a fluid flow which flows through the fluid hose can flow at least largely without throttling losses through the hose coupling into the connecting piece or into a fluid channel adjoining the connecting piece.
Der an einer Außenoberfläche des Grundkörpers ausgebildete Riegelvorsprung ist für eine formschlüssige Verriegelung des Grundkörpers im Anschlussstutzen ausgebildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Anschlussstutzen eine, vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildete, Bohrung zur Aufnahme der Schlauchkupplung aufweist und dass an einer Innenoberfläche dieser Bohrung eine radial nach außen erstreckte Riegelausnehmung ausgebildet ist. In diesem Fall greift der Riegelvorsprung bei einer Montage der Schlauchkupplung in den Anschlussstutzen in die Riegelausnehmung ein. Vorteilhaft ist es, wenn in einer quer zur Mittelachse der Schlauchkupplung sowie des Anschlussstutzens ausgerichteten Querschnittsebene eine Profilierung des Riegelvorsprungs zumindest nahezu identisch, insbesondere geometrisch ähnlich, zu einer Profilierung der Riegelausnehmung ausgebildet ist.The locking projection formed on an outer surface of the base body is formed for positive locking of the base body in the connecting piece. Provision is preferably made for the connecting piece to have a bore, preferably of circular-cylindrical design, for receiving the hose coupling, and for a locking recess which extends radially outward to be formed on an inner surface of this bore. In this case, the locking projection engages in the locking recess when the hose coupling is installed in the connecting piece. It is advantageous if, in a cross-sectional plane aligned transversely to the central axis of the hose coupling and the connecting piece, a profiling of the locking projection is at least almost identical, in particular geometrically similar, to a profiling of the locking recess.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass für eine Kopplung eines Fluidschlauchs mit dem Anschlussstutzen, der an einem Funktionsgehäuse eines Fluidsystems ausgebildet sein kann, zunächst die Schlauchkupplung in die Bohrung des Anschlussstutzens eingesteckt wird. Im Zuge dieses Montagevorgangs, der als linearer Einsteckvorgang oder als Kombination eines linearen Einsteckvorgangs und einer Drehbewegung durchgeführt werden kann, wird der Grundkörper elastisch deformiert. Dies gilt insbesondere für den Bereich des Grundkörpers, der mit dem Riegelvorsprung versehen ist. Sobald der Riegelvorsprung im Bereich der Riegelausnehmung im Anschlussstutzen eintrifft, wird die formschlüssige Verriegelung zwischen dem Riegelvorsprung des Grundkörpers und der Riegelausnehmung des Anschlussstutzens gebildet. Anschließend wird der Fluidschlauch in die Schlauchkupplung eingeschoben, wodurch eine Stabilisierung des Grundkörpers zumindest im Hinblick auf Kräfte, die quer zur Mittelachse des Grundkörpers einwirken, erfolgt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der hülsenförmig ausgebildete Fluidschlauch, der in die Längsbohrung des Grundkörpers eingesteckt wird, die Wandstärke des Grundkörpers in radialer Richtung vergrößert und somit zumindest im Hinblick auf radial, also quer zur Mittelachse der Längsbohrung, wirkende Kräfte einen vergrößerten Deformationswiderstand gewährleistet.It is preferably provided that, for coupling a fluid hose to the connecting piece, which can be formed on a functional housing of a fluid system, the hose coupling is first inserted into the bore of the connecting piece. In the course of this assembly process, which can be carried out as a linear insertion process or as a combination of a linear insertion process and a rotary movement, the base body is elastically deformed. This applies in particular to the area of the base body that is provided with the locking projection. As soon as the locking projection arrives in the area of the locking recess in the connecting piece, the form-fit locking between the locking projection of the base body and the locking recess of the connecting piece is formed. The fluid hose is then pushed into the hose coupling, as a result of which the base body is stabilized at least with regard to forces acting transversely to the central axis of the base body. This is due to the fact that the sleeve-shaped fluid hose, which is inserted into the longitudinal bore of the base body, increases the wall thickness of the base body in the radial direction and thus ensures increased deformation resistance, at least with regard to forces acting radially, i.e. transversely to the central axis of the longitudinal bore.
Der Riegelvorsprung erstreckt sich zwischen einer quer zur Mittelachse der Längsbohrung ausgerichteten ersten Radialebene und einer quer zur Mittelachse der Längsbohrung ausgerichteten zweiten Radialebene, die parallel zur ersten Radialebene ausgerichtet ist. Diese Erstreckung des Riegelvorsprungs kann auch als Längserstreckung längs der Mittelachse bezeichnet werden. Der Zahnring ist derart am Grundkörper aufgenommen, dass er zwischen der ersten Radialebene und der zweiten Radialebene angeordnet ist. Hierdurch ermöglicht der Zahnring, der aus einem weniger elastischen Material als der Grundkörper hergestellt ist, eine zusätzliche radiale Stabilisierung des mit dem wenigstens einen Riegelvorsprung versehenen Koppelabschnitts des Grundkörpers. Hiermit wird eine Widerstandsfähigkeit des Grundkörpers gegen eine unerwünschte Entriegelung des Riegelvorsprungs aus dem Anschlussstutzen vergrößert.The locking projection extends between a first radial plane oriented transversely to the central axis of the longitudinal bore and a second radial plane oriented transversely to the central axis of the longitudinal bore, which is oriented parallel to the first radial plane. This extent of the locking projection can also be referred to as the longitudinal extent along the central axis. The toothed ring is accommodated on the base body in such a way that it is arranged between the first radial plane and the second radial plane. As a result, the toothed ring, which is made of a less elastic material than the base body, enables additional radial stabilization of the coupling section of the base body that is provided with the at least one locking projection. This increases the resistance of the base body to an undesired unlocking of the locking projection from the connecting piece.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Grundkörper längs der Mittelachse als Anordnung eines Knickschutzabschnitts, eines Koppelabschnitts und eines Dichtabschnitts ausgebildet ist und dass der Riegelvorsprung am Koppelabschnitt ausgebildet ist.According to the invention, it is provided that the base body is designed along the central axis as an arrangement of a kink protection section, a coupling section and a sealing section and that the locking projection is designed on the coupling section.
Die Aufgabe des Knickschutzabschnitts besteht darin, einen Übergangsbereich zwischen dem flexibel ausgebildeten Fluidschlauch und dem notwendigerweise weitgehend formstabil ausgebildeten Grundkörper der Schlauchkupplung zu schaffen. Hierbei ist vorgesehen, dass der Knickschutzabschnitt eine geringere Biegsamkeit und damit ein höheres Widerstandsmoment gegen Biegung als der Fluidschlauch und eine größere Biegsamkeit und damit ein geringeres Widerstandsmoment gegen Biegung als der an den Knickschutzabschnitt angrenzende Koppelabschnitt aufweist.The task of the anti-kink section is to provide a transitional area between to create the flexible fluid hose and the necessarily largely dimensionally stable base body of the hose coupling. It is provided here that the anti-kink section has less flexibility and thus a higher moment of resistance to bending than the fluid hose and greater flexibility and thus a lower moment of resistance to bending than the coupling section adjoining the anti-kink section.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Knickschutzabschnitt, der Koppelabschnitt und der Dichtabschnitt einstückig aus einem einzigen gummielastischen Material, insbesondere in einem Kunststoffspritzgussverfahren, hergestellt sind.By way of example, it is provided that the kink protection section, the coupling section and the sealing section are produced in one piece from a single rubber-elastic material, in particular in a plastic injection molding process.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper bereichsweise aus unterschiedlichen gummielastischen Materialien, insbesondere mit unterschiedlichen Deformations- und/oder Reibungseigenschaften, insbesondere in einem Zwei-Komponentenspritzgussverfahren oder einem Mehrkomponentenspritzgussverfahren, hergestellt ist.Alternatively, provision can be made for the base body to be produced in regions from different rubber-elastic materials, in particular with different deformation and/or friction properties, in particular in a two-component injection molding process or a multi-component injection molding process.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Knickschutzabschnitt zumindest bereichsweise eine geringere Wandstärke, insbesondere bei geringerem Außendurchmesser, als der daran angrenzende Koppelabschnitt aufweist, um den gewünschten Unterschied hinsichtlich der Deformationseigenschaften zu erzielen. Der Koppelabschnitt weist verglichen mit dem Knickschutzabschnitt eine geringere Flexibilität auf und gewährleistet hiermit eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen dem Fluidschlauch und dem Anschlussstutzen. Zur Abstützung von Zugkräften, die längs der Mittelachse auf den Fluidschlauch einwirken, sowie von Biegekräften, die quer zur Mittelachse auf den Fluidschlauch einwirken, ist eine formschlüssige Verriegelung zwischen der Schlauchkupplung und dem Anschlussstutzen vorteilhaft. Hierzu ist der Riegelvorsprung an einer Außenoberfläche des Koppelabschnitts ausgebildet. Der an den Koppelabschnitt in axialer Richtung längs der Mittelachse angrenzende Dichtabschnitt hat die Aufgabe, eine fluiddichte Kopplung zwischen der Schlauchkupplung und dem Anschlussstutzen zu gewährleisten. Vorzugsweise ist der Dichtabschnitt hierzu mit einer oder mehreren umlaufenden Dichtungen, beispielsweise Dichtringen, versehen, die insbesondere einstückig, am Grundkörper ausgebildet sind.Furthermore, it is preferably provided that the anti-buckling section has a smaller wall thickness, in particular with a smaller outer diameter, than the adjacent coupling section, at least in regions, in order to achieve the desired difference in terms of the deformation properties. Compared to the kink protection section, the coupling section has less flexibility and thus ensures a reliable transmission of force between the fluid hose and the connecting piece. A positive locking between the hose coupling and the connecting piece is advantageous for supporting tensile forces which act on the fluid hose along the central axis and bending forces which act on the fluid hose transversely to the central axis. For this purpose, the locking projection is formed on an outer surface of the coupling section. The sealing section adjoining the coupling section in the axial direction along the central axis has the task of ensuring a fluid-tight coupling between the hose coupling and the connecting piece. For this purpose, the sealing section is preferably provided with one or more peripheral seals, for example sealing rings, which are formed in particular in one piece on the base body.
Die nachstehend genutzten Bezeichnungen „erste“, „zweite“, ... dienen lediglich zur Unterscheidung der damit bezeichneten Komponenten und sind in diesem Zusammenhang nicht als Zahlenwerte zu verstehen.The designations "first", "second", ... used below only serve to distinguish between the components they designate and are not to be understood as numerical values in this context.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erste Außenoberfläche des Knickschutzabschnitts als kreiszylindrische Mantelfläche ausgebildet ist, die einen ersten Außendurchmesser aufweist und dass an der ersten Außenoberfläche wenigstens eine radial nach außen abragende und parallel zur Mittelachse erstreckte Verstärkungsrippe ausgebildet ist. Die Aufgabe der Verstärkungsrippe besteht darin, bei der Montage der Schlauchkupplung in den Anschlussstutzen eine Einleitung eines Drehmoments um die Mittelachse des Grundkörpers zu erleichtern und ferner eine lokale Versteifung des Knickschutzabschnitts gegenüber der Einwirkung von Biegekräften zu erzielen. Durch die Anordnung der wenigstens einen Verstärkungsrippe an der ersten Außenoberfläche des Knickschutzabschnitts wird eine gezielte Richtungsabhängigkeit für die Biegesteifigkeit des Knickschutzabschnitts ermöglicht. Diese Richtungsabhängigkeit kann beispielsweise in Abstimmung mit der Anordnung des wenigstens einen Riegelvorsprungs gewählt werden, um in Raumrichtungen, in der eine unerwünschte Entriegelung des Riegelvorsprungs aus dem Anschlussstutzen bei einer Aufbringung von Biegekräften auf den Fluidschlauch eintreten könnte, durch eine höhere Flexibilität des Knickschutzabschnitts einer solchen unerwünschte Entriegelung entgegenzutreten.In a development of the invention, it is provided that a first outer surface of the anti-buckling section is designed as a circular-cylindrical lateral surface that has a first outer diameter, and that at least one reinforcing rib that projects radially outward and extends parallel to the central axis is formed on the first outer surface. The task of the reinforcing rib is to facilitate the introduction of a torque about the central axis of the base body when the hose coupling is installed in the connecting piece and also to achieve local reinforcement of the anti-kink section against the effects of bending forces. The arrangement of the at least one reinforcement rib on the first outer surface of the anti-buckling section enables a targeted directional dependency for the flexural rigidity of the anti-buckling section. This directional dependency can be selected, for example, in coordination with the arrangement of the at least one locking projection, in order to prevent unwanted unlocking of the locking projection from the connecting piece when bending forces are applied to the fluid hose in spatial directions, through greater flexibility of the kink protection section oppose unlocking.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine zweite Außenoberfläche des Koppelabschnitts als kreiszylindrische Mantelfläche ausgebildet ist, die einen zweiten Außendurchmesser aufweist, der größer als der erste Außendurchmesser des Knickschutzabschnitts ist, und dass der Riegelvorsprung als kreiszylindrischer Ringabschnitt von der Außenoberfläche des Koppelabschnitts abragt. Unter der zusätzlichen Annahme, dass ein Durchmesser der Längsbohrung im Bereich des Aufnahmeabschnitts zumindest im Wesentlichen konstant ist, weist der Koppelabschnitt aufgrund des zweiten Außendurchmessers, der größer als der erste Außendurchmesser des Knickschutzabschnitts ist, verglichen mit dem Knickschutzabschnitt eine größere Wandstärke auf und damit auch eine höhere Steifigkeit bezüglich einer Einleitung von Biegekräften quer zur Mittelachse. Mit der Ausgestaltung des Riegelvorsprungs als kreiszylindrischer Ringabschnitt wird bei der Montage der Schlauchkupplung in den Anschlussstutzen eine zumindest weitgehend homogene elastische Deformation des Grundkörpers erzielt, womit unerwünschte Spannungsspitzen im Material des Grundkörpers vermieden werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn am Koppelabschnitt zwei, oder ein Vielfaches von zwei, spiegelsymmetrisch zur Mittelachse angeordnete(r) Riegelvorsprünge ausgebildet sind.In a further embodiment of the invention, it is provided that a second outer surface of the coupling section is designed as a circular-cylindrical lateral surface that has a second outer diameter that is larger than the first outer diameter of the kink protection section, and that the locking projection protrudes from the outer surface of the coupling section as a circular-cylindrical ring section. Under the additional assumption that a diameter of the longitudinal borehole in the area of the receiving section is at least essentially constant, the coupling section has a greater wall thickness than the anti-buckling section due to the second outer diameter, which is larger than the first outer diameter of the anti-buckling section, and thus also a higher rigidity with regard to the introduction of bending forces transverse to the central axis. With the design of the locking projection as a circular-cylindrical ring section, an at least largely homogeneous elastic deformation of the base body is achieved during assembly of the hose coupling in the connecting piece, with which undesirable stress peaks in the material of the base body are avoided. This applies in particular when two locking projections, or a multiple of two, are formed on the coupling section and are arranged mirror-symmetrically to the central axis.
Vorteilhaft ist es, wenn der Riegelvorsprung in einer quer zur Mittelachse ausgerichteten Querschnittsebene bezogen auf die Mittelachse einen ersten Winkelbereich bestimmt und dass die Verstärkungsrippe in der Querschnittsebene bezogen auf die Mittelachse einen zweiten Winkelbereich bestimmt, der abseits des ersten Winkelbereichs liegt. Dabei wird der erste Winkelbereich von Verbindungslinien zwischen der Mittelachse und in Umfangsrichtung ausgebildeten Übergängen zwischen der zweiten Außenoberfläche des Koppelabschnitts und dem Riegelvorsprung bestimmt. Ferner wird der zweite Winkelbereich von Verbindungslinien zwischen der Mittelachse und in Umfangsrichtung ausgebildeten Übergängen zwischen der ersten Außenoberfläche des Knickschutzabschnitts und der Verstärkungsrippe bestimmt. Dabei ist vorgesehen, dass sich der erste Winkelbereich und der zweite Winkelbereich nicht überschneiden, womit gewährleistet werden kann, dass eine Flexibilität des Grundkörpers gegenüber quer zur Mittelachse ausgerichteten Biegekräften in Raumrichtungen, in denen eine unerwünschte Entriegelung des wenigstens einen Riegelvorsprungs zu befürchten sein könnte, erhöht ist.It is advantageous if the locking projection is aligned transversely to the central axis sectional plane relative to the central axis determines a first angular range and that the reinforcing rib in the cross-sectional plane relative to the central axis determines a second angular range, which is apart from the first angular range. The first angular range is determined by connecting lines between the central axis and transitions formed in the circumferential direction between the second outer surface of the coupling section and the locking projection. Furthermore, the second angular range is determined by connecting lines between the central axis and transitions formed in the circumferential direction between the first outer surface of the anti-buckling section and the reinforcing rib. It is provided that the first angular range and the second angular range do not overlap, which can ensure that the flexibility of the base body is increased with respect to bending forces aligned transversely to the central axis in spatial directions in which an undesired unlocking of the at least one locking projection could be feared is.
Bevorzugt ist vorgesehen, wenn der Durchgangsabschnitt mehrere längs der Mittelachse aneinandergereihte, radial nach außen abragende, insbesondere keilförmig profilierte, Außendichtringe mit einem dritten Außendurchmesser aufweist. Diese Außendichtringe sind derart ausgebildet, dass innerhalb eines vorgebbaren Druckdifferenzintervalls zwischen einem Fluiddruck im Fluidschlauch und einem Umgebungsdruck keine Undichtigkeiten vorliegen.Provision is preferably made for the passage section to have a plurality of outer sealing rings, which are lined up along the central axis and protrude radially outwards, in particular have a wedge-shaped profile, and have a third outer diameter. These outer sealing rings are designed in such a way that there are no leaks within a predeterminable pressure difference interval between a fluid pressure in the fluid hose and an ambient pressure.
Zweckmäßig ist es, wenn angrenzend an den Durchgangsabschnitt an einer Innenoberfläche des Aufnahmeabschnitts mehrere längs der Mittelachse aneinandergereihte, radial nach innen abragende, insbesondere keilförmig profilierte, Innendichtringe ausgebildet sind. Die Aufgabe der Innendichtringe besteht in einer abdichtenden Kopplung des Grundkörpers mit dem Fluidschlauch. Bevorzugt sind die Innendichtringe jeweils gleichartig keilförmig profiliert. Besonders bevorzugt ist die keilförmige Profilierung der Innendichtringe jeweils symmetrisch zu einer Symmetrieachse ausgebildet und die Symmetrieachsen benachbarter Innendichtringe sind parallel zueinander und jeweils in einem spitzen Winkel zur Mittelachse der Längsbohrung ausgerichtet.It is expedient if, adjacent to the passage section, on an inner surface of the receiving section, a plurality of inner sealing rings are arranged in a row along the central axis and protrude radially inward, in particular with a wedge-shaped profile. The task of the inner sealing rings consists in a sealing coupling of the base body with the fluid hose. Preferably, the inner sealing rings each have the same wedge-shaped profile. The wedge-shaped profiling of the inner sealing rings is particularly preferably designed symmetrically to an axis of symmetry and the symmetry axes of adjacent inner sealing rings are aligned parallel to one another and in each case at an acute angle to the central axis of the longitudinal bore.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zahnring einen kreisringförmig ausgebildeten Trägerring und mehrere in radialer Richtung nach innen vom Trägerring abragende Zähne aufweist, wobei der Trägerring vom Grundkörper umschlossen ist und wobei die Zähne abschnittsweise in den Aufnahmeabschnitt hineinragen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Trägerring stoffschlüssig im Grundkörper aufgenommen ist, insbesondere vom gummielastischen Material des Grundkörpers vollständig umschlossen und stoffschlüssig damit verbunden ist. Die an einer Innenumfangsfläche des Trägerrings angeordneten Zähne ragen in radialer Richtung nach innen ab und durchsetzen die Innenoberfläche der Längsbohrung in radialer Richtung nach innen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass größte Oberflächen der Zähne jeweils auf einer Kegelmantelfläche liegen, die symmetrisch zur Mittelachse der Längsbohrung angeordnet ist.In an advantageous development of the invention, it is provided that the toothed ring has a circular ring-shaped support ring and a plurality of teeth projecting inward from the support ring in the radial direction, the support ring being surrounded by the base body and the teeth protruding in sections into the receiving section. Provision is preferably made for the carrier ring to be integrally accommodated in the base body, in particular to be completely surrounded by the rubber-elastic material of the base body and to be integrally connected thereto. The teeth arranged on an inner peripheral surface of the carrier ring protrude inward in the radial direction and pass through the inner surface of the longitudinal bore inward in the radial direction. Provision is preferably made for the largest surfaces of the teeth to each lie on a cone surface which is arranged symmetrically to the central axis of the longitudinal bore.
Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Fluidsystem dadurch gelöst, dass das Fluidsystem ein Funktionsgehäuse aufweist, in dem wenigstens ein Fluidkanal ausgebildet ist, der an einer Außenoberfläche des Funktionsgehäuses in einem, insbesondere als kreiszylindrische Hülse ausgebildeten, Anschlussstutzen ausmündet, wobei der Fluidkanal im Bereich des Anschlussstutzens als Profilausnehmung ausgebildet ist und wobei der Anschlussstutzen wenigstens eine von der Profilausnehmung ausgehende, radial nach außen erstreckte Riegelausnehmung aufweist, wobei das Fluidsystem eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung aufweist, deren Riegelvorsprung formschlüssig in der Riegelausnehmung des Anschlussstutzens aufgenommen ist. Bei dem Funktionsgehäuse kann es sich beispielsweise um ein Ventilgehäuse handeln, in dem wenigstens ein Ventil angeordnet ist. Alternativ kann es sich bei dem Funktionsgehäuse um ein Verteilergehäuse handeln, in dem mehrere Fluidkanäle ausgebildet sind, die an zugehörigen Anschlussstutzen ausmünden, um beispielsweise eine Verteilung eines druckbeaufschlagten Arbeitsfluids an mehrere Anschlussstutzen zu ermöglichen. Der Anschlussstutzen ist auf die Schlauchkupplung dahingehend angepasst, dass er eine Profilausnehmung aufweist, die zur Aufnahme zumindest eines Abschnitts der Schlauchkupplung, insbesondere des Koppelabschnitts und des Dichtabschnitts, ausgebildet ist. Ferner weist der Anschlussstutzen wenigstens eine Riegelausnehmung auf, die ausgehend von einer Innenoberfläche der Profilausnehmung in radialer Richtung nach außen erstreckt ist und die zur Aufnahme des Riegelvorsprungs ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Anzahl und eine Geometrie von Riegelausnehmungen des Anschlussstutzens einer Anzahl und einer Geometrie von Riegelvorsprüngen der Schlauchkupplung entspricht. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Anschlussstutzen als kreiszylindrische Hülse ausgehend von einer Außenoberfläche des Funktionsgehäuses erstreckt ist und von einer quer zu einer Mittelachse der kreiszylindrischen Hülse erstreckten, vorzugsweise symmetrisch zur Mittelachse ausgerichteten, Ausnehmung durchsetzt ist, wodurch zwei gegenüberliegend angeordnete Riegelausnehmung gebildet werden.The object of the invention is achieved for a fluid system in that the fluid system has a functional housing in which at least one fluid channel is formed, which opens out on an outer surface of the functional housing in a connection piece, in particular designed as a circular-cylindrical sleeve, with the fluid channel in the area of the The connecting piece is designed as a profile recess and the connecting piece has at least one locking recess that starts from the profile recess and extends radially outwards, the fluid system having a hose coupling according to the invention, the locking projection of which is accommodated in a form-fitting manner in the locking recess of the connecting piece. The functional housing can be a valve housing, for example, in which at least one valve is arranged. Alternatively, the functional housing can be a distributor housing in which several fluid channels are formed, which open out at associated connection pieces, for example to enable a pressurized working fluid to be distributed to several connection pieces. The connecting piece is adapted to the hose coupling in that it has a profile recess which is designed to accommodate at least one section of the hose coupling, in particular the coupling section and the sealing section. Furthermore, the connecting piece has at least one locking recess which, starting from an inner surface of the profile recess, extends outwards in the radial direction and which is designed to accommodate the locking projection. Provision is preferably made for a number and a geometry of locking recesses in the connecting piece to correspond to a number and a geometry of locking projections on the hose coupling. Provision is particularly preferably made for the connecting piece to extend as a circular-cylindrical sleeve starting from an outer surface of the functional housing and to be penetrated by a recess which extends transversely to a central axis of the circular-cylindrical sleeve and is preferably aligned symmetrically with respect to the central axis, as a result of which two locking recesses arranged opposite one another are formed.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Fluidsystems mit einem Anschlussstutzen, einer darin aufgenommenen Schlauchkupplung sowie einem endseitig in der Schlauchkupplung aufgenommenen Fluidschlauch, -
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Fluidsystems gemäß der1 , -
3 eine Schnittdarstellung des Anschlussstutzens und der darin aufgenommenen Schlauchkupplung, und -
4 eine Querschnittsdarstellung des Anschlussstutzens und der darin aufgenommenen Schlauchkupplung ausgehend von der Darstellung der3 .
-
1 a perspective view of a fluid system with a connecting piece, a hose coupling accommodated therein and a fluid hose accommodated at the end in the hose coupling, -
2 an exploded perspective view of the fluid system according to FIG1 , -
3 a sectional view of the connecting piece and the hose coupling accommodated therein, and -
4 a cross-sectional view of the connecting piece and the hose coupling accommodated therein, based on the representation of FIG3 .
Ein in den
Der Anschlussstutzen 3 und die Schlauchkupplung 4 des Fluidsystems 1 sind derart aufeinander angepasst, dass ein Fluidschlauch 5 werkzeuglos in die Schlauchkupplung 4 eingesteckt werden kann und dort fluiddicht aufgenommen wird. Hierbei ist ferner gewährleistet, dass eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen 3 und der Schlauchkupplung 4 vorliegt, so dass hierüber eine fluiddichte Verbindung des Fluidschlauchs 5 mit einem im Funktionsgehäuse 2 ausgebildeten und nur schematisch dargestellten Fluidkanal 6 gewährleistet wird.The connecting
Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Anschlussstutzen 3 als kreiszylindrische Hülse ausgebildet ist, in der der Fluidkanal 6 abschnittsweise als Profilausnehmung 7 verwirklicht ist. Rein exemplarisch weist die in der
Ferner ist der Übergangsabschnitt 9 mit einer Innenoberfläche 11 in der Art eines Kegelmantelabschnitts ausgebildet, die bei einer Montagebewegung für die Schlauchkupplung 4 als axiale Anschlagfläche für einen Einsteckvorgang der Schlauchkupplung 4 in den Anschlussstutzen 3 genutzt werden kann. Der erste Bohrungsabschnitt 8 der Profilausnehmung 7 weist eine Profilierung in der Darstellungsebene gemäß der
Der in der
Wie aus den Darstellungen der
Die in den
Die Funktion des Knickschutzabschnitts 41 besteht darin, einen Übergang zwischen dem Fluidschlauch 5, der eine hohe Flexibilität aufweist, und dem Koppelabschnitt 42, der verglichen mit dem Fluidschlauch 5 eine geringe Flexibilität aufweist, zu schaffen. Um diese Funktion zu gewährleisten weist der Knickschutzabschnitt 41, der in der Art einer kreiszylindrischen Hülse ausgebildet ist, einen ersten Außendurchmesser 44 auf. Der erste Außendurchmesser 44 ist bezogen auf einen Innendurchmesser 46 einer Längsbohrung 45, die die Schlauchkupplung 4 längs der Mittelachse 15 durchsetzt, derart gewählt, dass eine hierdurch bestimmte Wandstärke 47 des Knickschutzabschnitts 41 die gewünschte Flexibilität aufweist.The function of
Die Längsbohrung 45 kann in einen Aufnahmeabschnitt 62, der sich längs des Knickschutzabschnitts 41 und des Koppelabschnitts 42 bis kurz vor das Ende des Dichtabschnitts 43 erstreckt, und einen axial daran angrenzenden, den Endbereich des Dichtungsabschnitt 43 durchsetzenden Durchgangsabschnitt 63 unterteilt werden.The
Ein Innendurchmesser des Durchgangsabschnitts 63 entspricht hierbei zumindest im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Fluidschlauchs 5. An einem dem Durchgangsabschnitt 63 abgewandten Endbereich des Aufnahmeabschnitts 62 ist ein radial nach innen ragender, umlaufender Dichtring 65 einstückig am Grundkörper 14 angeformt, der ein Eindringen von Verschmutzungen in den Aufnahmeabschnitt 62 bei eingestecktem Fluidschlauch 5 verhindern soll. Im Übrigen verbessert der Dichtring 65 auch eine Kraftübertragung zwischen dem Fluidschlauch 5 und dem Knickschutzabschnitt 41.An inner diameter of the
Der an den Knickschutzabschnitt 41 angrenzende Koppelabschnitt 42, der rein exemplarisch ebenfalls in der Art einer kreiszylindrischen Hülse ausgebildet ist, weist einen zweiten Außendurchmesser 48 auf, der größer als der erste Außendurchmesser 44 ist, so dass der ebenfalls von der Längsbohrung 45 durchsetzte Koppelabschnitt 42 eine größere Wandstärke und damit eine geringere Flexibilität als der Knickschutzabschnitt 41 aufweist. An einer rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten zweiten Außenoberfläche 49 des Koppelabschnitts 42 sind beispielhaft zwei, spiegelsymmetrisch zur Mittelachse 15 angeordnete Riegelvorsprünge 50 ausgebildet, die jeweils in der Art von Kreisringabschnitten verwirklicht sind.The
Wie aus der Schnittdarstellung der
Aus der Darstellung der
Ferner ist vorgesehen, dass ein vierter Außendurchmesser 53 der vierten Außenoberflächen 52 zumindest im Wesentlichen einem Innendurchmesser 22 der kreiszylindrischen Bereiche der Profilausnehmung 7 entspricht. Bei dieser geometrischen Gestaltung der Riegelvorsprünge 50 kann beispielhaft vorgesehen werden, dass die Schlauchkupplung 4 zunächst um 90 Grad verdreht gegenüber der Stellung, wie sie in der
Eine Einleitung eines für diese rotatorische Relativbewegung der Schlauchkupplung 4 gegenüber dem Anschlussstutzen 3 erforderlichen Drehmoments kann von einem Benutzer manuell an einander entgegengesetzt am Knickschutzabschnitt 41 ausgebildeten Verstärkungsrippen 54 eingeleitet werden. Die Verstärkungsrippen 54 sind jeweils als kreisringförmige Abschnitte an der ersten Außenoberfläche 40 des Knickschutzabschnitts 41 ausgebildet und erstreckten sich rein exemplarisch längs der Mittelachse 15 über die gesamte Länge des Knickschutzabschnitts 41.An introduction of a torque required for this rotational relative movement of the
Wie aus der Darstellung der
Ferner ist vorgesehen, dass der Zahnring 30 im Hinblick auf seine axiale Positionierung längs der Mittelachse 15 ebenfalls zwischen den beiden Axialebenen 55 und 56 angeordnet ist. Hierdurch kann der Zahnring 30 den Koppelabschnitt 42 im Bereich der Riegelvorsprünge 50 gegenüber radial nach innen wirkenden Deformationskräften stabilisieren und somit eine zuverlässige Verriegelung der Schlauchkupplung 4 im Anschlussstutzen 3 unterstützen.Furthermore, it is provided that the
Der Zahnring 30 umfasst einen lediglich in der
Der an den Koppelabschnitt 42 angrenzende Dichtabschnitt 43 ist zur abdichtenden Anlage an einer Innenoberfläche 23 des zweiten Bohrungsabschnitts 10 des Anschlussstutzens 3 ausgebildet. Hierzu weist der Dichtabschnitt 43 rein exemplarisch drei längs der Mittelachse 15 angereihte, radial schräg nach außen ausgerichtete und keilförmig profilierte Außendichtringe 57 auf, wobei ein dritter Außendurchmesser 58 der in der
Innerhalb der Längsbohrung 45 der Schlauchkupplung 4 sind korrespondierend zu den Außendichtringen 57 zumindest weitgehend identisch geformte Innendichtringe 59 ausgebildet, die für eine abdichtende Anlage an der Außenoberfläche 60 des Fluidschlauchs 5 vorgesehen sind. Die Innendichtringe 59 weisen im Wesentlichen die gleiche keilförmige Profilierung wie die Außendichtringe 57 auf, sich jedoch in radialer Richtung schräg nach innen erstreckt.Within the
Sowohl eine Schrägstellung der Außendichtringe 57 als auch eine Schrägstellung der Innendichtringe 59 ist derart gewählt, dass bei einem Montagevorgang für die Schlauchkupplung 4 in den Anschlussstutzen 3 und bei einem Montagevorgang, also einer Einsteckbewegung, für den Fluidschlauch 5 in die Schlauchkupplung 4 jeweils eine elastische Ausweichbewegung der jeweiligen Außendichtringe 57 bzw. der jeweiligen Innendichtringe 59 stattfinden kann.Both an inclined position of the outer sealing rings 57 and an inclined position of the inner sealing rings 59 are selected in such a way that during an assembly process for the
Hingegen findet bei einer Einleitung einer Zugkraft auf den Fluidschlauch für eine Demontagebewegung der Schlauchkupplung 4 aus dem Anschlussstutzen 3 oder für eine Demontagebewegung des Fluidschlauchs 5 aus der Schlauchkupplung 4 eine elastische Deformation der jeweiligen Außendichtringe 57 bzw. Innendichtringe 59 statt. Diese elastische Deformation führt zu einer Erhöhung der jeweiligen Reibkräfte zwischen Anschlussstutzen 3 und Schlauchkupplung 4 bzw. zwischen der Schlauchkupplung 4 und dem Fluidschlauch 5 führen. In Kombination mit der Wechselwirkung zwischen den Riegelvorsprüngen 50 und den Anlageflächen 18 sowie der Wechselwirkung zwischen den Zähnen 32 und dem Fluidschlauch 5 wird hierdurch innerhalb eines vorgebbaren Zugkraftintervalls ein Entnehmen des Fluidschlauchs 5 aus der Schlauchkupplung 4 und ein Entriegeln der Schlauchkupplung 4 aus dem Anschlussstutzen 3 verhindert.On the other hand, when a tensile force is introduced onto the fluid hose for a disassembly movement of the
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2020
- 2020-11-02 DE DE102020213761.7A patent/DE102020213761B4/en active Active
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EP1754921A2 (en) | 2005-08-19 | 2007-02-21 | FESTO AG & Co | Connecting device for connecting a fluid |
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