DE10347928A1

DE10347928A1 - Steckverbindung mit Winkelpositionierung

Info

Publication number: DE10347928A1
Application number: DE10347928A
Authority: DE
Inventors: Harald Hartmann
Original assignee: Henn GmbH and Co KG
Current assignee: Henn GmbH and Co KG
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-06-02

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Steckverbindung mit Winkelpositionierung zwischen einem Stutzen und einem mit diesem verrastbaren Stecker, bestehend aus einer in Einsteckrichtung gerichteten Verschiebeführung, die mindestens eine definierte Steck- oder Verdrehlage zwischen Stecker und Stutzen definiert. DOLLAR A Um eine einfache und leicht herstellbare Verdrehsicherung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Verschiebeführung durch mindestens ein radial am Stecker angeordnetes, nach innen in die lichte Weite des Steckers hineinragendes Führungsteil gebildet ist, welches mit einer im Stutzen angeordneten Führungsnut zusammenwirkt, die in Einsteckrichtung ausgerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit Winkelpositionierung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Steckverbindung zur Verbindung von Schlauch- und Rohrleitungen mit einem Stutzen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist beispielsweise mit der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden EP 0 750 152 B1 bekannt geworden. Die Beschreibung dieser Druckschrift soll vollinhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Bei der EP 0 750 152 B1 ist die Steckverbindung aus einem Stecker gebildet, der aus einer Innen- und einer Außenhülse besteht, die zwischen sich einen Aufnahmeraum für das Einschieben eines Schlauches bilden. Der Stecker wirkt mit einem Stutzen zusammen, der auf den Stecker aufgesteckt wird, wobei die Rastverbindung durch eine Rastfeder hergestellt wird.

Diese Steckverbindung ist auf eine winkelgerechte Montage zwischen dem Stecker und dem Stutzen angewiesen, weil nur bei winkelgerechtem Zusammenschieben von Stutzen und Stecker die Rastverbindung funktioniert.

Um die winkelgerechte Positionierung zwischen Stutzen und Stecker zu erreichen, schlägt die EP 0 750 152 B1 vor, dass radial auswärts des Stutzens Führungssicken am Stutzen angeformt sind, die innenliegende Schrägen bilden, die mit zugeordneten Einlaufschrägen am Stecker zusammenwirken.

Nachteil dieser bekannten Verschiebeführung mit Winkelpositionierung ist jedoch, dass der Stutzen relativ schwierig zu bearbeiten ist, weil radial nach außen gerichteten Führungssicken oder Ausbuchtungen relativ schwierig herzustellen sind.

Weiterer Nachteil ist, dass die Einführschräge an der radial auswärts gerichteten Sicke in Verbindung mit der zugeordneten Schräge am Stecker nur eine geringe Neigung hat. Damit ist die Gefahr verbunden, dass die beiden Schrägen winkelverdreht zueinander aufgesteckt werden können und trotzdem ein Zusammenstecken der beiden Teile möglich ist. Die beiden Schrägen können also fehlerhaft (winkelverdreht) zusammengesteckt werden, was zwar mit einer höheren Steckkraft verbunden ist, aber vom Benutzer nicht unbedingt bemerkt wird und zwangsläufig zu einem Versagen der Rastverbindung führt.

Daher konnte es zu einer Fehlbedienung in der Weise kommen, dass die beiden Teile (Stutzen und Stecker) mit relativ hoher Steckkraft außerhalb der Verschiebeführung zusammengesteckt wurden und irrtümlich angenommen wurde, dass aufgrund der hohen Steckkraft die Rastverbindung hergestellt wurde, obwohl dies nicht der Fall war.

Bei dieser Druckschrift war die Rastverbindung auf ein winkelgerechtes Zusammenführen von Stutzen und Stecker angewiesen. Konnte diese winkelgerechte Lage nicht erreicht werden, funktionierte auch die Rastverbindung nicht.

Die gleiche Kritik gilt auch für die EP-A-559505, bei der die Verschiebeführung durch aus vom Steckteil radial nach außen abgebogenen Lappen gebildet ist. Auch hier bestand die Gefahr, dass bei nicht winkelgerechtem Zusammenstecken von Stutzen und Stecker die nach außen abgebogenen Lappen unabsichtlich (und gewaltsam) verbogen wurden und hierbei der Rasteingriff nicht erreicht werden konnte. Eine betriebssichere Steckverbindung war dem gemäß nicht gegeben.

Bei beiden Ausführungen war im übrigen nur ein geringes Winkelverdrehspiel zwischen dem Stutzen und dem Stecker erlaubt, um eine funktionsfähige Rastverbindung herzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung mit Winkelpositionierung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass unabhängig von der Funktion der Rastverbindung eine Verschiebeführung zwischen dem Stecker und dem Stutzen gewährleistet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeführung durch mindestens ein radial am Stecker angeordnetes, nach innen in die lichte Weite des Steckers hineinragendes Führungsteil gebildet ist, welches mit einer im Stutzen angeordneten Führungsnut zusammenwirkt, die in Einsteckrichtung ausgerichtet ist.

Mit der gegebenen technischen Lehre ist der Vorteil verbunden, dass unabhängig von der Rastverbindung lediglich mindestens ein radial nach innen gerichtetes Führungsteil am Stecker vorhanden sein muss, welches mit einer ebenfalls vertieft im Stutzen ausgebildeten Führungsnut in Einsteckrichtung zusammenwirkt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Führungsnut die Stirnseite des Stutzens durchbricht und sich nach hinten in den Führungsstutzen als halboffene Nut erstreckt.

Damit wird der Vorteil erreicht, dass zur Herstellung der Steckverbindung zunächst die Verschiebeführung in Eingriff kommt, weil das am Stecker angeordnete Führungsteil zunächst in die Verschiebeführung eingreift und dort entlang verschoben wird.

Bei weiterem Eindringen des Stutzens in den Stecker kommt erst die zur Herstellung der Rastverbindung notwendige Schräge am Stutzen in Eingriff mit der dem Stecker zugeordneten Rastfeder, hebt diese hoch und stellt bei weiterem Einstecken des Stutzens in den Stecker die Rastverbindung her.

Gleichzeitig oder kurz nacheinander wird auch die Dichtverbindung zwischen dem im Stecker angeordneten Dichtring und einer zugeordneten Dichtfläche am Stutzen hergestellt.

Es finden zeitlich nacheinander gesehen also drei verschiedene Vorgänge statt, die voneinander funktionell entkoppelt sind.

Zunächst kommt die erfindungsgemäße Verschiebeführung zwischen dem Stutzen und dem Stecker in Eingriff, wodurch eine sehr geringe Einsteckkraft zwischen dem Stutzen und dem Stecker gefordert wird.

Mit zunehmender Eindringtiefe des Stutzens in den Stecker kommt die Rastverbindung in Kraft, wodurch die Einsteckkraft erhöht werden muss. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verschiebeführung bereits schon in Eingriff, so dass damit sichergestellt ist, dass die jetzt erforderliche Steckkraft der Steckverbindung zugeordnet ist. Der Bediener dieser Steckverbindung merkt also sehr frühzeitig, ob er eine winkelgerechte Stecklage zwischen dem Stutzen und dem Stecker erreicht hat.

Zu Beginn des Eingriffs der Verschiebeführung ist also keinerlei Steckkraft erforderlich, und man merkt sehr gut, ob die beiden Teile winkelgerecht zueinander geführt wurden. Erst mit weiterem Einstecken der Steckverbindung kommt dann die eigentliche Rastverbindung in Funktion. Am Schluss, wenn die Rastverbindung eingerastet ist, wird auch die Dichtverbindung zwischen dem Dichtring im Stecker und der zugeordneten Fläche am Stutzen hergestellt, wodurch dann bei weiterem Einstecken eine klassische Verformung des Dichtrings erreicht wird.

Bedingt durch die Tatsache, dass am Stecker mindestens ein radial einwärts gerichtetes Führungsteil angeordnet ist, ist es möglich, das Führungsteil mit sehr steilen Einführschrägen und Anschlagkanten auszubilden.

Damit ist ein gut geführtes, winkelgerechtes Einführen in die in Längsrichtung ausgerichtete Führungsnut am Stutzen möglich. Ein gewaltsames Verdrehen der beiden Teile gegeneinander, wenn das Führungsteil im Eingriff mit der Führungsnut am Stutzen ist, ist praktisch ausgeschlossen.

Dies war beim Stand der Technik nicht der Fall. Beim Stand der Technik waren relativ schwach geneigte Führungsschrägen vorhanden, die ein gewaltsames Verdrehen der beiden einander zugeordneten Teile nicht vermeiden konnten.

Bei der Erfindung besteht der weitere Vorteil, dass aufgrund des radial am Stecker nach innen gerichteten Führungsteils am Stutzen eine radial nach innen gerichtete Führungsnut ausgebildet werden kann. Dies führt zu einer besonders einfachen Herstellung des Stutzens, weil eine solche Führungsnut einfach hergestellt werden kann.

Es bedarf keiner radial auswärts gerichteter Ausweitungen oder Ausformungen, wie sie beim Stand der Technik notwendig waren. Eine solche Verschiebeführung lässt sich an verschiedenen Materialien realisieren, weil eine radial einwärts gerichtete Führungsnut am Stutzen in jedem beliebigen Material eines Stutzens eingebracht werden kann. Es kann deshalb ein Kunststoffstutzen, ein Gussstutzen oder ein Metallrohr verwendet werden, weil dort sehr einfach derartige Führungsnuten eingebracht werden können.

Die Erfindung ist im übrigen nicht darauf beschränkt, dass nur eine einzige Verschiebeführung zwischen dem Stecker und dem Stutzen vorhanden ist. Es können auch mehrere, am Umfang verteilt angeordnete Verschiebeführungen angeordnet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Verschiebeführung vollkommen unabhängig von der Verrastung zwischen dem Stutzen und dem Stecker ist. Erfindungsgemäß arbeitet die Verrastung zwischen Stecker und Stutzen in jeder beliebigen Verdrehlage, so dass es nicht darauf ankommt, dass eine solche Verschiebeführung überhaupt vorgesehen ist. Beim Stand der Technik war eine solche Verschiebeführung zwingend notwendig.

In machen Anwendungsfällen wird es jedoch erwünscht, dass der am Stecker ansetzende Schlauch in einer besonderen Winkelpositionierung zum Stutzen steht und für diesen Fall sieht kommt die erfindungsgemäße Verschiebeführung zum Einsatz.

Vorteilhaft ist, dass man die Führungsnut am Stutzen stets einformen kann und in Abhängigkeit, ob eine Winkelpositionierung gefordert ist oder nicht kann man am Stecker dann entweder das Führungsteil anbringen oder nicht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Führungsteil am Stecker als radial einwärts geformte Sicke ausgebildet ist.

Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Statt der Ausbildung als Sicke kann das Führungsteil auch als am Innenumfang des Steckers angeformtes Plättchen ausgebildet sein. Ein solches separat anzubringendes Führungsteil kann angeklebt, angenietet, angeschweißt, angelötet und in anderer Weise angebracht werden.

Damit ist klar, dass der Stutzen immer mit seiner der Verdrehsicherung zugeordneten Führungsnut ausgeführt werden kann und die geforderte Winkelpositionierung nur durch Maßnahmen am Stecker hergestellt wird.

Dadurch, dass die Rastung unabhängig von der Verdrehlage zwischen Stutzen und Stecker ist, ist es möglich, die Breite der Führungsnut am Stutzen breiter zu machen als die Breite des am Stecker angeordneten Führungsteils. Dadurch können die beiden Teile in einem bestimmten Winkelverdrehspiel zueinander verdreht werden, was die Einführung des Führungsteils in die Führungsnut besonders einfach macht.

In der gezeigten Ausführungsform wird als Dichtring ein sogenannter Schrägdichtring verwendet, der auf der Schräge der Rastschulter am Stutzen sich dichtend anlegt. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Statt eines Schrägdichtrings können auch zylindrische Dichtringe verwendet werden, die sich auf entsprechenden Zylinderflächen des Stutzens dichtend anlegen.

Im übrigen ist die Erfindung auch nicht auf eine Rastfeder mit insgesamt drei verschiedenen Raststellen (Rastpositionen) beschränkt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schlägt die Erfindung vor, dass die Rastfeder einen mittleren Rastbügel aufweist und seitlich im Abstand davon angeformte Rastschenkel ausbildet, so dass insgesamt an drei verschiedenen Stellen am Umfang des Stutzens gerastet wird.

Statt der Einrastung an drei verschiedenen Stellen können selbstverständlich auch mehr oder weniger Raststellen gewählt werden.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

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.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: perspektivische Ansicht einer Steckverbindung im gelösten Zustand
2: die Stirnansicht der Steckverbindung im eingesteckten Zustand
3: eine vergrößerte Stirnansicht nach 2
4: die Steckverbindung nach 1 zu Beginn des Eingriffs der Verschiebeführung
5: die Steckverbindung nach 5 im fertig verrasteten Zustand Die Steckverbindung besteht aus einem zylindrischen Stutzen 1, an dessen Außenumfang eine Rastschulter 2 angeformt ist, die in Einsteckrichtung vorne die Schräge 3 ausbildet, hinter der sich eine steil abfallende Rastfläche 4 anschließt.
Der zylindrische Außenumfang des Stutzens 1 setzt sich nach vorne in Form eines zylindrischen Hülsenteils 5 fort.
Die Mantelfläche des Hülsenteils 5 ist durch eine in Einsteckrichtung ausgerichtete Führungsnut 12 durchbrochen, die vertieft in das Material des Hülsenteils 5 eingeformt ist und relativ steile seitliche Anschlagkanten 23 aufweist.
Wichtig ist, dass sich die Mündung der Führungsnut 12 in die Stirnseite 13 des zylindrischen Hülsenteils 5 des Stutzens 1 erstreckt.
Der Stecker 7 wird bevorzugt durch ein Metallteil gebildet, kann jedoch auch durch ein Kunststoffteil ausgebildet werden. Es ist nur beispielhaft dargestellt, dass der Stecker 7 mit einem Schlauch 6 verbunden ist, der auf die Zylinderfläche 15 des Steckers 7 aufgeschoben ist und dort mit einer Schelle 8 festgehalten wird.
Der Stecker 7 kann auch werkstoffeinstückig mit einem Schlauch verbunden sein und beispielsweise an diesen Schlauch angespritzt sein.
Die Rastverbindung wird durch eine Rastfeder 9 hergestellt, die gemäß 4 und 5 im wesentlichen aus einem U-förmigen Metallteil aus Runddraht besteht, welches in ihrem mittleren Bereich einen Rastbügel 11 aufweist, der sich durch einen entsprechenden Durchbruch im Stecker 7 hindurchgreift. Der Durchbruch wird durch eine Führungssicke 17 begrenzt.
Die Seitenschenkel der U-förmigen Rastfeder 9 werden durch jeweils zwei einander gegenüberliegende und spiegelsymmetrisch zueinander ausgerichtete Rastschenkel 10 ausgebildet. Diese greifen ebenfalls durch Durchbrüche im Stecker 7 hindurch und ragen in den Innenumfang des Steckers 7 hinein.
Die Einstecköffnung des Steckers 7 ist nach vorne hin durch einen Ringwulst 16 begrenzt, an den sich die vorher beschriebene Zylinderfläche 15 anschließt.
Im Bereich der Zylinderfläche 15 ist das Führungsteil 14 eingeformt, welches im Ausführungsbeispiel als vertieft eingeformte Sicke ausgebildet ist, die relativ steilwandige Anschlagkanten 24 ausbildet. Diese Anschlagkanten 24 wirken mit den steilen Anschlagkanten 23 im Bereich der Führungsnut 12 am Stutzen 1 zusammen.
In der Einsteckrichtung vorne ist eine Einführschräge 12 angeordnet, welche auf die Mündung der Führungsnut 12 an der Stirnseite 13 des Stutzens 1 gerichtet ist.
Wenn der Stutzen 1 in den Stecker 7 eingeführt wird, so wie dies in 4 dargestellt ist, dann greift zunächst das Führungsteil 14 in den vorderen Bereich der Führungsnut 12 ein. Wichtig hierbei ist, dass im Bereich der Aufnahmenut 18 ein Dichtring 20 mit einer schräg nach innen gerichteten Dichtlippe 19 angeordnet ist. Bei der ersten Einführbewegung ist die Dichtlippe 19 noch nicht im Dichtungseingriff mit der Schräge 3 an der Rastschulter 2 des Stutzens 1.
Dadurch ergibt sich eine sehr geringe Einsteckkraft des Stutzens 1 in den Stecker 7, weil noch kein Reibungswiderstand an der Dichtlippe 19 überwunden werden muss.
Mit weiteren Einstecken des Stutzens 1 in Pfeilrichtung 25 in den Stecker 7 gelangt der Rastbügel 11 auf die Schräge 3 der Rastschulter 2 und wird von dieser hochgehoben, wodurch die gesamte Rastfeder 9 radial nach außen verdrängt wird. Hierbei bewegen sich auch die Rastschenkel 10 in ihren Durchbrüchen im Stecker 7 und bilden so einen Einführquerschnitt, der größer ist als der Umfang der Rastschulter 2.
Erst wenn der Rastbügel 11 die Schräge 3 überwunden hat, fällt er an der Rastfläche 4 nach unten, wodurch die gesamte Rastfeder 9 sich in ihrem Durchmesser verringert und die Rastschenkel 10 sich an den Rastflächen 4 anlegen und hiermit die Verrastung herstellen.
Damit wird eine dreifache Verrastung hergestellt, nämlich einerseits im mittleren Teil über den Rastbügel 11 und seitlich entfernt im Bereich der beiden Rastschenkel 10.
Es werden damit sehr hohe Haltekräfte erzeugt und das Führungsteil 14 befindet sich nach wie vor im Verschiebeeingriff mit der Führungsnut 12.
Hieraus wird deutlich, dass die Verschiebeführung auch entfallen kann, weil die Rastverbindung der Rastfeder an jedem beliebigen Punkt an der Rastschulter 2 erfolgen kann.
Nur dadurch, dass die Verschiebeführung vorhanden ist, wird eine bestimmte Winkelverdrehlage zwischen dem Stecker 7 und dem Stutzen 1 herbeigeführt.
Die Breite der Führungsnut 12 kann nun wesentlich größer gewählt werden als die Breite des Führungsteils 14, wodurch ein gewisses Verdrehspiel zwischen den beiden Teilen 1, 7 möglich ist, ohne dass die Rastverbindung dadurch beeinträchtigt wird. Dies war beim Stand der Technik nicht der Fall.
Die 5 zeigt, dass an den freien vorderen Enden der Rastschenkel 10 noch auswärts geformte Federenden 21 angeordnet sind.

1: Stutzen
2: Rastschulter
3: Schräge
4: Rastfläche
5: Hülsenteil
6: Schlauch
7: Stecker
8: Schelle
9: Rastfeder
10: Rastschenkel
11: Rastbügel
12: Führungsnut (Stutzen 1)
13: Stirnseite
14: Führungsteil
15: Zylinderfläche
16: Ringwulst
17: Führungssicke
18: Aufnahmenut
19: Dichtlippe
20: Dichtring
21: Federende
22: Einführschräge (steil) Verschiebeführung – Rastverbindung –
: Dichtverbindung
23: Anschlagkante (Stutzen)
24: Anschlagkante (Stecker)
25: Pfeilrichtung

Claims

Steckverbindung mit Winkelpositionierung zwischen einem Stutzen (1) und einem mit diesem verrastbaren Stecker (7), bestehend aus einer in Einsteckrichtung gerichteten Verschiebeführung die mindestens eine definierte Steck- oder Verdrehlage zwischen Stecker und Stutzen definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeführung durch mindestens ein radial am Stecker (7) angeordnetes, nach innen in die lichte Weite des Steckers (7) hineinragendes Führungsteil (14) gebildet ist, welches mit einer im Stutzen angeordneten Führungsnut (12) zusammenwirkt, die in Einsteckrichtung ausgerichtet ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (12) die Stirnseite (13) des Stutzens (1) durchbricht und sich nach hinten in den Stutzen (1) als halboffene Nut erstreckt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenstecken der Steckverbindung zunächst die Verschiebeführung zwischen dem Stutzen und dem Stecker in Eingriff kommt, dass mit weiterem Zusammenstecken die Rastverbindung einrastet und schließlich die Dichtverbindung zwischen dem Dichtring im Stecker und der zugeordneten Fläche am Stutzen hergestellt wird.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (14) am Stecker (7) als radial einwärts geformte Sicke ausgebildet ist.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung durch eine Rastfeder (9) gebildet ist, die in ihrem mittleren Bereich einen Rastbügel (11) aufweist, der durch einen Durchbruch im Stecker (7) hindurch greift und dass die Seitenschenkel der U-förmigen Rastfeder 9 durch jeweils zwei einander gegenüberliegende und spiegelsymmetrisch zueinander ausgerichtete Rastschenkel (10) ausgebildet sind, diese die durch weitere Durchbrüche im Stecker (7) hindurch greifen und in den Innenumfang des Steckers (7) hineinragen.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstecköffnung des Steckers (7) nach vorne durch einen Ringwulst (16) begrenzt ist, an den sich eine Zylinderfläche (15) anschließt, in der das Führungsteil (14) eingeformt ist, die als vertieft eingeformte Sicke ausgebildet ist, und steilwandige Anschlagkanten 24 ausbildet, die mit den steilen Anschlagkanten (23) im Bereich der Führungsnut (12) am Stutzen (1) zusammen wirken.