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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Rohr- und Schlauchleitungen
mit Schrägdichtring nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In
der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden
EP 0 750 152 B1 ist eine
Steckverbindung für den
Anschluss von Rohr- und Schlauchleitungen beschrieben, deren Beschreibung
voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein
soll.
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Diese
Beschreibung offenbart einen Dichtring, der eine annährend zylindrische
Form aufweist. Er dichtet mit einer Zylinderfläche an einer gegenüberliegenden
Zylinderfläche
des Stutzens ab.
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Die
Verwendung eines zylindrischen Dichtrings hat den Nachteil, dass
er an der Innenseite des Steckers befestigt ist und über einen
relativ langen Verschiebungsweg auf dem Stutzen verschoben werden
muss, bevor er dichtet. Damit entstehen unerwünscht hohe Aufschubkräfte, denn
der Dichtring wirkt mit seiner gesamten Dichtkraft über die
gesamte Verschiebungslänge
zwischen dem Stutzen und dem Stecker, wenn die beiden Teile miteinander
verrastet werden.
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Damit
wird die für
die Steckverbindung notwendige Steckkraft und die Verschiebekraft,
die benötigt
wird, den Stutzen in den Stecker hineinzuschieben gegenseitig überlagert,
was unerwünscht ist.
Zu der für
den Steckvorgang notwendigen Kraft muss noch zusätzlich die Verschiebungskraft
zur Überwindung
des Dichtungssitzes des Dichtringes auf den zylindrischen Stutzen überwunden
werden.
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Außerdem muss
bei dem bekannten, zylindrischen Dichtring eine vergrößerte Baulänge des Stutzens
in Kauf genommen werden. Nachdem vorgesehen ist, dass der Dichtring
an dem zylindrischen Außenumfang
des Stutzen abdichtend angelegt werden soll, muss der Stutzen entsprechend
lang ausgebildet werden. Es muss sowohl ein genügend langer Verschiebungsweg
für die
Dichtung bis zum Erreichen der Raststellung ermöglicht, als auch zusätzlich eine
entsprechend zylindrische Anlagefläche für den Dichtring vorgesehen
werden.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei verkürzter Baulänge des
Stutzens und des Steckers geringere Aufschubkräfte zur Herstellung der Rastverbindung
ermöglicht
werden.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre
des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Der
Dichtring ist als Schrägdichtring
ausgebildet, der einen in axialer Richtung gerichteten Basisschenkel
aufweist, der in einen U-förmig
profilierten Aufnahmeraum am Stecker einsteckbar ist und der ferner
mindestens eine im Winkel zur Einsteckrichtung angeschrägte Dichtlippe
aufweist, die sich auf einer Schräge der Rastschulter des Stutzens
abdichtend anlegt.
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Mit
der gegebenen technischen Lehre wird der Vorteil erreicht, dass
anstatt eines zylinderförmigen
Dichtringes ein sogenannter Schrägdichtring verwendet
wird, der einen in axialer Richtung sich erstreckenden, parallelen
Basisschenkel aufweist, mit dem der Schrägdichtring in einer ebenfalls
in Einsteckrichtung geöffneten,
etwa U-förmig
profilierten Nut am Stecker eingesetzt und dort gehalten ist. Diese
U-förmige
Nut bildet demzufolge den Aufnahmeraum für die Halterung des Basisschenkels
des Schrägdichtrings.
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Damit
reicht es nach der Erfindung aus, den Schrägdichtring lediglich bezüglich der
Einsteck- und der Gegenrichtung an einer Seite in einem Aufnahmeraum
am Stecker zu halten. Auf die gegenüberliegende Halterung des Schrägdichtrings
kann verzichtet werden. Dadurch wird wesentlicher Platz gespart, weil
der Schrägdichtring
an der dem Aufnahmeraum gegenüberliegenden
Seite keinen Sicherungsring und keine Anlageschulter benötigt.
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Eine
wesentliche Einsparung in der Baulänge von Stecker und zugeordnetem
Stutzen wird dadurch erreicht, dass vorgesehen ist, dass der Schrägdichtring
mit seiner Dichtlippe an der Schräge der Rastschulter des Stutzens
sich abdichtend anlegt. Es bedarf also keiner Anlage mehr an einem
lang ausgebildeten, zylindrischen Hülsenteil des Stutzens, sondern
es wird nur die kurze – im
Durchmesser sich vergrößernde – Schräge der Rastschulter
als Anlagefläche
für die
Dichtlippe des Schrägdichtrings
verwendet.
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Daher
reicht es zur Herstellung der Rastverbindung aus, die beiden Teile,
nämlich
Stutzen und Stecker, gegeneinander zu führen und ineinander zu stecken,
ohne dass bereits schon der Schrägdichtring
mit seiner Dichtlippe in Dichtungseingriff mit dem Stutzen kommt.
Die hierfür
erforderliche Einsteckkraft ist daher wesentlich geringer als vergleichsweise
beim Stand der Technik, wo die Dichtlippe schon einen wesentlichen
Reibungswiderstand beim Herstellen der Rastverbindung darstellte.
Dies wird nach der Erfindung vermieden.
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Mit
zunehmender Einstecktiefe des Stutzens in den Stecker kommt somit
die Dichtlippe des Schrägdichtrings
erst kurz vor Herstellen der Steckverbindung in Dichteingriff mit
der Schräge
an der Rastschulter des Stutzens, und erst auf diesem kurzen Verschiebungsweg
wird sodann die Dichtverbindung hergestellt, bis die beiden Teile
(Stutzen und Stecker) ineinander verrastet sind.
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Zu
diesem Zeitpunkt, wenn die Dichtwirkung der Dichtlippe an der Schräge der Rastschulter
des Stutzens erreicht wird, ist bereits die größte Kraft für die Herstellung der Rastverbindung überwunden, weil
die Rastfeder schon vorher – der
Dichtlippe vorauslaufend – an
der Schräge
des Stutzens aufgeweitet wird. Die erforderliche Steckkraft zur
Herstellung der Rastverbindung wird also nacheinander folgend aufgebracht
und nicht zusammen, wie beim Stand der Technik.
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Vorstehend
wurde beschrieben, dass der Schrägdichtring
mit seinem in Einsteckrichtung parallel ausgerichteten Basisschenkel
in einem ebenfalls parallel zur Einsteckrichtung ausgebildeten Aufnahmeraum
eingesteckt wird. Dies setzt voraus, dass der Basisschenkel fest
und unverschiebbar in diesem Aufnahmeraum aufgenommen wird. Zu diesem Zweck
sieht die Erfindung zwei verschiedene Ausführungsformen vor:
In einer
ersten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Basisschenkel formschlüssig und abdichtend in diesen
U-förmig
profilierten Aufnahmeraum eingeschoben wird, wodurch es zu einer
in Verdrängung
der im Aufnahmeraum eingeschlossenen Luft kommt. Damit diese Luft
entfernt werden kann, wird erfindungsgemäß eine Kanüle zusammen mit dem Dichtring
in den Aufnahmeraum eingeführt.
Die Kanüle
bewirkt die Entlüftung
des Aufnahmeraums, wenn der Basisschenkel des Schrägdichtrings
in den Aufnahmeraum unter Verdrängung
des Luftvolumens eingesetzt wird.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass
statt der Einführung
einer Kanüle
zwecks Entlüftung
des Aufnahmeraums der Schrägdichtring
in seiner oberen Deckfläche
ein Luftventil trägt,
welches einseitig die Luft aus dem Aufnahmeraum entweichen lässt, aber
keine Luft mehr zurückströmen lässt.
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Die
Erfindung ist im übrigen
nicht auf einen Schrägdichtring
mit einer einzigen Dichtlippe beschränkt. Es kann in einer Weiterbildung
der Erfindung auch vorgesehen sein, dass statt einer Dichtlippe
zwei einander entgegengesetzt gestellte Dichtlippen vorhanden sind,
die sich jeweils dichtend an der Schräge anlegen.
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Bei
einer zweiflügligen
Dichtlippe besteht der Vorteil, dass die Steckverbindung sowohl
gegen Überdruck
als auch gegenüber
Unterdruck absolut dicht ist.
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Der
Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht
nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination
der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
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Alle
in den Unterlagen, einschließlich
der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswegen
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es
zeigen:
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1:
Schnitt durch eine Steckverbindung nach der Erfindung vor Erreichen
der Raststellung;
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2:
Schnitt durch eine Steckverbindung nach 1 vor Erreichen
der Dichtstellung;
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3:
Schnitt durch die Steckverbindung nach 1 in der
Dicht- und Raststellung;
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4:
ein vergrößerter Teilschnitt
durch die Steckverbindung im Bereich des Schrägdichtringes bei dessen Montage;
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5:
der fertigmontierte Schrägdichtring nach 3 in
seiner Montagestellung;
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6:
ein gegenüber 3 und 4 abgewandelte
Ausführungsform
eines Schrägdichtrings;
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7: eine gegenüber den beiden anderen Ausführungsformen
nochmals abgewandelte Ausführungsform
eines Schrägdichtrings.
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Bei
der Verwirklichung der Erfindung ist es gleichgültig, ob der Stecker mit einem
Schlauch als werkstoffgetrenntes Teil verbunden ist oder ob der Stecker
und der Schlauch ein werkstoffeinstückiges Teil bilden. Im letzteren
Fall ist der Stecker beispielsweise am Schlauch angespritzt.
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In
der nach 1 gezeigten Stellung wird ein etwa
zylindrischer Stutzen 1 in die Einführöffnung eines Steckers 7 eingeführt.
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Der
Stutzen 1 weist einen hinteren zylindrischen Querschnitt
auf, in dessen Mantelfläche
eine Rastschulter 2 angeordnet ist. Die Rastschulter 2 wird
durch eine in Einsteckrichtung ansteigende Schräge 4 gebildet, die
in eine steil ausgebildete Rastfläche 3 übergeht.
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In
Einsteckrichtung vor der Rastschulter 2 ist noch ein zylindrisches
Hülsenteil 5 am
Stutzen 1 angeformt, dessen vordere Stirnseite 6 im verrasteten Zustand
an einer zugeordneten Anschlagkante 8 des Steckers 7 anschlägt.
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Die
Rastverbindung des Steckers 7 wird mit einer Rastfeder 9 hergestellt,
von der die beiden parallel zueinander verlaufenden Rastschenkel 10 nur teilweise
in 2 dargestellt sind.
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Die
beiden Rastschenkel 10 greifen durch Durchbrüche 11 im
Stecker 7 hindurch. In der verrasteten Stellung legen sie
sich an der Rückseite
der Rastfläche 3 des
Stutzens 1 an, wodurch die Steckverbindung hergestellt
ist.
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Die 1 zeigt,
dass zur Herstellung der Steckverbindung zunächst der Stutzen 1 in
den Stecker 7 eingeführt
wird, wobei im Innenraum des Steckers 7 ein Schrägdichtring 18 montiert
ist, dessen Dichtlippe 20 nach 1 noch keinen
Dichtungseingriff mit dem Hülsenteil 5 eingeht.
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Gleichzeitig
wird bei der Steckbewegung die Rastfeder 9 auf die Schräge 4 auflaufen.
Damit wird die Rastfeder 9 radial geweitet. Die Einsteckkraft,
die zum Einstecken des Stutzens 1 in den Stecker 7 verwendet
wird, wird zur Herstellung der Rastverbindung verwendet, ohne dass
ein Reibungswiderstand an der Dichtlippe 20 überwunden
werden muss.
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Mit
weiterer Steckbewegung in Pfeilrichtung 32 gelangt die
schräg
nach hinten in Pfeilrichtung 32 geneigte Dichtlippe des
Schrägdichtringes 18 in Dichtungseingriff
mit der Schräge 4 an
der Rastschulter 2 des Stutzens 1. Gleichzeitig
oder kurz danach ist damit die Raststellung erreicht, weil die Rastschenkel 10 hinter
den Rastflächen 3 des
Stutzens 1 einrasten.
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Wichtig
ist, dass der Verschiebungsweg zur Herstellung der Dichtung sehr
kurz ist. Der kurze Dichtungsweg 27 ergibt sich aus dem
Beginn der Schräge
im Vergleich zur Lage der Dichtlippe. Die Dichtlippe 20 ist
deshalb nur die Hälfte
der Schräge 4 heraufgerutscht,
um dann mit der Schrägen
in Dichteingriff zu kommen.
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Die 3 zeigt
weitere Einzelheiten der Montage des Schrägdichtrings 18. Der
Schrägdichtring 18 weist
einen in Einsteckrichtung (Pfeilrichtung 23) nach hinten
gerichteten Basisschenkel 19 auf, der in einen zugeordneten
Aufnahmeraum 17 am Stecker 7 formschlüssig aufgenommen
ist.
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Der
Aufnahmeraum wird durch eine zylindrische Anlagefläche 14 des
Steckers 7 gebildet, die in eine hierzu senkrecht abgekröpfte Ringnut 15 übergeht,
die ihrerseits in eine untere Anlagefläche 16 übergeht.
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Die
beiden Anlageflächen 14 und 16 sind
annähernd
parallel zueinander gerichtet. Sie können jedoch auch im Winkel
konisch zulaufend ausgerichtet sein, um einen Aufnahmeraum 17 zu
schaffen, der sich vom Einführende
hin nach hinten erweitert.
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Um
den Basisschenkel 19 in Pfeilrichtung 23 in den
etwa U-förmig
profilierten Aufnahmeraum 17 hineinzubringen, ist es erforderlich,
das sich in diesem Aufnahmeraum bildende Luftpolster zu entfernen.
Wird es nicht entfernt, kann der Basisschenkel 19 nicht
vollständig
in den Aufnahmeraum 17 eingeschoben werden.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass eine Kanüle 24 mit
einem Entlüftungskanal 25 mit
ihrer vorderen Spitze in den Aufnahmeraum 17 eingeschoben
wird und so das Luftvolumen über
den Entlüftungskanal 25 in
Pfeilrichtung 26 entlüftet
wird.
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Somit
kann bei eingeschobener Kanüle 24 der
Basisschenkel 19 des Schrägdichtrings 18 vollständig in
den Aufnahmeraum 17 eingeschoben werden und saugt sich
dort fest. Bei Entfernung der Kanüle 24 in Pfeilrichtung 26 ist
damit ein einwandfreier Sitz des Schrägdichtrings 18 gegeben.
Dieser ist gegen Herausziehen in beiden axialen Richtungen 23, 26 gesichert.
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An
die Anlagefläche 14 des
Steckers 7 schließt
sich im übrigen
eine Schräge 13 an,
die in den Durchbruch 11 übergeht, durch welchen die Rastfeder 9 mit
den Rastschenkeln 10 hindurchgreift. Jenseits des Durchbruches 11 ist
ein Verstärkungsrand 12 am
Stecker angeformt.
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Am
Basisschenkel 19 bildet der Schrägdichtring 18 eine
dort ansetzende Dichtlippe 20, die schräg nach unten in Richtung zur
Einsteckrichtung geneigt ist.
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Die
Dichtlippe 20 bildet in Einsteckrichtung ein Schräge 21,
die den Dichteingriff mit der Schräge 4 am Stutzen 1 erbringt.
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Um
die Dichtlippe 20 einfedern zu lassen, ist zwischen dem
Basisschenkel 19 und der Dichtlippe 20 ein Einschnitt 22 angeordnet,
der sich über
die gesamte Umfangslänge
des Schrägdichtrings 18 erstreckt.
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Die 4 zeigt
die fertigmontierte Lage des Schrägdichtrings 18, wenn
die Kanüle 24 in
Pfeilrichtung 26 entfernt wurde.
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Die 5 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform
eines Schrägdichtrings 18.
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Anstatt
der Verwendung einer Kanüle 24 zur Entlüftung des
Aufnahmeraums 17 bildet der Schrägdichtring 18 ein,
an seiner der Anlagefläche 14 anliegenden
Seite ein Luftventil 28.
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Das
Luftventil wird durch eine in Einsteckrichtung entgegengesetzt gerichtete
Ventillippe 29 gebildet, die sich über die gesamte Umfangslänge des
Schrägdichtrings 18 erstreckt
und eine sich daran anschließende
Aussparung 30 aufweist. Hinter der Aussparung 30 ist
eine Freistellung 31 angeordnet. Wird somit der Basisschenkel 19 des
Schrägdichtrings
in den Aufnahmeraum 17 eingepresst, dann führt das
verdichtete Luftvolumen zu einer Druckerhöhung im Aufnahmeraum und das
verdichtete Luftvolumen strömt
unter elastischer Verformung der Ventillippe 29 über diese
Ventillippe 29 hinweg in Pfeilrichtung 26 in die
Aussparung und sodann in die sich daran anschließende Freistellung 31 nach
außen
hin weg.
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Die 6 zeigt
als weitere Ausführungsform,
dass nicht nur eine einflügelige
Dichtlippe 20 verwendet werden kann, sondern dass eine
zweiflügelige
Dichtlippe 20, 20' an
einem Schrägdichtring 18' verwendet werden
kann.
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Eine
solche zweiflügelige
Dichtung ist sowohl zur Führung
eines Unterdruckals auch eines Überdruckmediums
in einer Steckverbindung nach der Erfindung geeignet.
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- 1
- Stutzen
- 2
- Rastschulter
- 3
- Rastfläche
- 4
- Schräge
- 5
- Hülsenteil
- 6
- Stirnseite
- 7
- Stecker
- 8
- Anschlagkante
- 9
- Rastfeder
- 10
- Rastschenkel
- 11
- Durchbruch
- 12
- Verstärkungsrand
- 13
- Schräge
- 14
- Anlagefläche
- 15
- Ringnut
- 16
- Anlagefläche
- 17
- Aufnahmeraum
- 18
- Schrägdichtring 18'
- 19
- Basisschenkel
- 20
- Dichtlippe 20'
- 21
- Schräge
- 22
- Einschnitt
- 23
- Pfeilrichtung
- 24
- Kanüle
- 25
- Entlüftungskanal
- 26
- Pfeilrichtung
- 27
- Dichtungsweg
- 28
- Luftventil
- 29
- Ventillippe
- 30
- Aussparung
- 31
- Freistellung
- 32
- Pfeilrichtung