DE112008000810B4

DE112008000810B4 - Hydraulische Steckverbindung

Info

Publication number: DE112008000810B4
Application number: DE112008000810.8T
Authority: DE
Inventors: Yannick Christiaens; David Roger Lucien Siffelet
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2028-04-01
Also published as: WO2008128501A1; DE102008016449A1; DE112008000810A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Leitungen, insbesondere Druckleitungen für Kupplungsausrück- und Bremssysteme in Fahrzeugen, die so gestaltet ist, dass ohne zusätzliche Bauteile eine Lagezuordnung des Steckteils im Hülsenteil mit gleichzeitiger Verdrehsicherung realisiert wird, indem die Dicke der Mantelfläche jeder Steckteilhälfte eines zweiteiligen Steckteils in einem von einer Kontur abgegrenzten Bereich eine Materialschwächung und die Dicke des Hülsenteils auf der inneren Mantelfläche in dem dazu jeweils korrespondierenden, von einer Kontur abgegrenzten Bereich eine Erhöhung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steckverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Steckverbindungen dieser Art dienen zum Verbinden von Leitungen, insbesondere Druckleitungen für Kupplungsausrück- und Bremssysteme in Fahrzeugen.
Zur Herstellung einer mechanischen Verbindung, beispielsweise mit anderen Leitungen oder Bauteilen, weisen Druckleitungen endseitig Konvektoren auf, wobei die Enden als Steck- oder als Hülsenteil ausgebildet sein können. Dementsprechend ist das Ende der zu verbindenden Leitung oder der Anschluss des zu verbindenden Bauteils als Hülsen- oder Steckteil ausgeführt. Zur Gewährleistung der Dichtheit der später mit Druckmedium befüllten Leitungen, insbesondere an einer mittels einer Steckverbindung hergestellten Verbindungsstelle, ist diese mit einem Dichtelement versehen. Dazu werden vorzugsweise ringförmige Dichtelemente verwendet, die entweder vor der Montage mit dem Hülsenteil über das Steckteil geschoben werden, oder in das Hülsenteil eingelegt werden.
In der DE 10 2006 040 994 wird ein zweiteiliger, als Steckteil ausgebildeter Konnektor aus Kunststoff beschrieben, der aus zwei miteinander verbindbaren Zylinderschalen besteht. Diese Zylinderschalen sind jeweils mit Rastelementen versehen, wobei an jeder Zylinderschale beidseitig zur Zylinderachse die Rastelemente invers ausgeführt sind. Diese Rastelemente dienen lediglich zur Lagefixierung beider Zylinderschalen und haben keine Verbindungsfunktion. Die Verbindungsfunktion kann jedoch mittels eines oder mehrerer Rastelemente realisiert werden, dessen bzw. deren Ende hakenartig ausgebildet ist. Mit diesem Haken schnappt das Rastelement in eine entsprechend ausgeführte Vertiefung der zu verbindenden Zylinderschale ein. Weiterhin ist am Umfang mindestens einer Zylinderschale ein in radialer Richtung federndes Schnappelement mit einem von der Mantelfläche abstehenden Ende vorgesehen, das aufgrund seiner Elastizität seine Lage gegenüber der Mantelfläche der Zylinderschale verändern kann, so dass es zusammendrückbar ist und nach Wegfall der Radialkraft wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeht. Das so ausgebildete Steckteil wird in ein Hülsenteil eingesteckt, welches am Umfang entsprechende Aussparungen für die Schnappelemente des Steckteils aufweist. Auf diese Weise wird zwar beim Steckvorgang eine Lagezuordnung des Steckteils im Hülsenteil erreicht, die jedoch in radialer Richtung, konstruktiv bedingt, spielbehaftet ist.
Für bestimmte Anwendungsfälle ist jedoch eine exakte Lagezuordnung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung ohne zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Teile einer Steckverbindung so zu gestalten, dass ohne zusätzliche Bauteile eine Lagezuordnung des Steckteils im Hülsenteil mit gleichzeitiger Verdrehsicherung realisiert wird.
Diese Aufgabe wird mit einer hydraulischen Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist die Verbindungsstelle so gestaltet, dass der als Hülsenteil ausgebildete Anschluss, der mit einem mit einem zweiteiligen Steckteil komplettierten Ende einer Druckleitung verbindbar ist, indem die Dicke der Mantelfläche jeder Steckteilhälfte in einem von einer Kontur abgegrenzten Bereich eine Materialschwächung und die Dicke des Hülsenteils auf der inneren Mantelfläche in dem dazu jeweils korrespondierenden, von einer Kontur abgegrenzten Bereich eine Erhöhung aufweist.
Durch diese konstruktive Gestaltung der Mantelflächen beider Zylinderhälften des Steckteils und der dazu invers ausgeführten Innenfläche der Hülse wird entlang der Konturen ein Absatz erzeugt, wodurch zunächst bei der Montage eine zwangsgeführte Lagezuordnung beider Bauteile erzielt wird, die den Steckvorgang erleichtert. Gleichzeitig bildet dieser Absatz einen Anschlag für das Steckteil im Hülsenteil nicht nur in axialer, sondern auch in radialer Richtung. Mit diesem Anschlag in radialer Richtung wird eine Verdrehsicherung erreicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Materialschwächung einer Steckteilhälfte durch eine Absenkung von der ursprünglichen Mantelfläche erzielt, die jenseits der Kontur auf einen vorgegebenen Betrag abfällt und in dem von der Kontur abgegrenzten Bereich konstant ist. Allerdings kann ebenso gut die Absenkung entlang der Kontur von der ursprünglichen Mantelfläche so erfolgen, dass sie kontinuierlich in dem von der Kontur abgegrenzten Bereich bis auf eine bestimmte Dicke abfällt, so dass eine schiefe Ebene entsteht. In vorteilhafter Weise verläuft die Kontur auf der Mantelfläche der Steckteilhälfte, ausgehend von deren Mittellinie, in einem Winkel symmetrisch zu dieser, bis die Breite der Mantelfläche erreicht ist. Die Innenfläche des Hülsenteils ist im Verbindungsbereich zu diesen Konturen invers ausgeführt, wobei sie zahlenmäßig mit den Konturen des Steckteils übereinstimmen. Im Hülsenteil wird durch die entsprechende Kontur eine Grenze zwischen einer Anhebung innerhalb der Innenmantelfläche definiert, die einer Materialverdickung zur entsprechend korrespondierenden Absenkung des Steckteils entspricht.
Als „Absenkung” wird dabei eine einstufige Verringerung des ursprünglichen Durchmessers einer Steckteilhälfte auf einen kleineren Durchmesser und demzufolge eine „Anhebung” als eine einstufige Verringerung des ursprünglichen Innendurchmessers auf einen entsprechend kleineren Innendurchmesser des Hülsenteils definiert.
Zur Reduzierung der Kosten ist mindestens für beide Steckteilhälften Kunststoff vorgesehen, so dass diese in einem kostengünstigen Spritzgießverfahren herstellbar sind. Das Hülsenteil, das beispielsweise dem Anschluss eines Bauteils innerhalb der hydraulischen Strecke entspricht, kann allerdings ebenfalls kostengünstig aus Kunststoff hergestellt werden, wenn es die auftretenden Druckkräfte erlauben.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.
Es zeigen:
1 eine räumliche Darstellung der zu verbindenden Bauteile,
2 eine Draufsicht der zu verbindenden Bauteile,
3 eine Schnittdarstellung der Bauteile gemäß 2.
Die 1 zeigt die zu verbindenden Bauteile in einer räumlichen Darstellung. In diesem Beispiel ist der Anschluss eines Nehmerzylinders als Hülsenteil 1 ausgeführt, der mit dem Ende einer Druckleitung 2 verbunden werden soll. Zu diesem Zweck ist die Druckleitung 2 in ihrem Endbereich mit einem Steckteil 3 versehen. Zur Abdichtung der Druckleitung 2 im Anschluss des Nehmerzylinders bzw. im Hülsenteil 1 dient ein als O-Ring 7 ausgeführtes Dichtelement. Aus Kostengründen ist es vorteilhaft, zumindest das Steckteil 3 aus einem Kunststoffmaterial herzustellen. Das Hülsenteil 1 kann, je nach geforderter Festigkeit, auch aus einem anderen kostengünstigen, gießfähigen Werkstoff bestehen.
Wie aus 1 erkennbar, ist die Druckleitung 2 in ihrem Endbereich mit zwei umlaufenden Wülsten 13a und 13b versehen, die zur Lagefixierung des O-Rings 7 und des Steckteils 3 dienen. Aufgrund der Wulst 13b, die zur Definition der axialen Lage des Steckteils 3 auf der Druckleitung 2 vorgesehen ist, ist dieses aus Montagegründen zweiteilig ausgeführt, wobei die Hälften 3a, 3b invers zueinander gestaltet sind. Somit kann das Steckteil 3 aus den Steckteilhälften 3a und 3b zusammengefügt werden. Zur Lagepositionierung der Steckteilhälften 3a und 3b zueinander sind diese mit entsprechenden Positionierelementen versehen. Außer einer in jede Steckteilhälfte 3a und 3b an der entsprechenden Stelle komplementär zur Wulst 13b eingearbeiteten Nut 14 tritt aus jeder Steckteilhälfte 3a und 3b in radialer Richtung mindestens ein Stift 11 als Positionierelement heraus, dessen Größe und Form mit der jeweiligen Aussparung 4 der gegenüber liegenden Steckteilhälfte 3a oder 3b korrespondiert, so dass beide Steckteilhälften 3a und 3b miteinander verbunden werden können. Zur Sicherung dieser Position sind die Steckteilhälften 3a und 3b außerdem jeweils mit mindestens einem Rasthaken 5 versehen, der ebenfalls in eine Aussparung 6 der gegenüber liegenden Steckteilhälfte 3a oder 3b hineinragt und mit seinem Haken in dieser verrastet. Weiterhin ist der Umfang jeder Steckteilhälfte 3a, 3b mit einem radial nach außen federnden Schnapphaken 8 versehen. Mit Hilfe dieser Schnapphaken 8 ist der Außendurchmesser des Steckteils 3 variabel, so dass sich dieser durch Einwirkung einer Kraft in radialer Richtung verringert. Bei Wegfall der Krafteinwirkung nehmen die Schnapphaken 8 wieder ihre Ausgangsposition ein, wodurch das Steckteil 3 wieder seinen ursprünglichen Außendurchmesser erreicht. Die Querschnittsform der Schnapphaken 8 korrespondiert wiederum mit an entsprechender Stelle im Hülsenteil 1 vorgesehenen Aussparungen 12, so dass über diese eine Verbindung herstellbar ist, die eine Lagepositionierung im Hülsenteil 1 in radialer und axialer Richtung sicherstellt.
2 zeigt die zu verbindenden Bauteile, Hülsenteil 1 und das mit dem Steckteil 3 versehene Ende einer Druckleitung 2, in einer Draufsicht, wobei nur eine Steckteilhälfte 3a oder 3b sichtbar ist. Aus dieser Figur sind die Positionierelemente am Umfang einer Steckteilhälfte 3a, 3b deutlich erkennbar, die sowohl aus jeweils einem von der gegenüber liegenden Steckteilhälfte 3a, 3b in der Aussparung 6 verrastenden Rasthaken 5 als auch aus in die entsprechenden Aussparungen 4 der Steckteilhälfte 3a, 3b eingesteckten Stifte 11 bestehen. Weiterhin ist der am Umfang der Steckteilhälfte 3a, 3b vorgesehene Schnapphaken 8 ersichtlich. Die mit dem Steckteil 3 versehene Druckleitung 2 ist weiterhin im Endbereich mit einem O-Ring 7 komplettiert, der hinter der Wulst 13a auf den Außendurchmesser der Druckleitung 2 aufgezogen ist. Aus dieser 2 ist ebenfalls erkennbar, dass die Steckteilhälften 3a und 3b endseitig mit Absenkungen 9 versehen sind, die die Dicke des Materials im vorderen Bereich des Steckteils 3 schwächen, und ausgehend von der Mittellinie einer Steckteilhälfte 3a, 3b in einem Winkel symmetrisch zu dieser bis zur Breite der Mantelfläche der Steckteilhälfte 3a, 3b verlaufen.
Das in dieser Figur dargestellte, mit dem Steckteil 3 zu verbindende Hülsenteil 1, weist eine Mantelfläche auf, die an der entsprechenden Stelle im Steckbereich jeweils mit gegenüber liegenden Aussparungen 12 zur Aufnahme der Schnapphaken 8 des Steckteils 3 versehen ist.
3 zeigt Bauteile der erfindungsgemäßen Steckverbindung aus 2 in einer Schnittdarstellung. Hierbei ist die mit dem O-Ring 7 und einer Steckteilhälfte 3a, 3b komplettierte Druckleitung 2 erkennbar. Ebenfalls sind in der Steckteilhälfte 3a, 3b die Positionierelemente, Rasthaken 5 und Aussparung 6 sowie die Stifte 11 mit den zugeordneten Aussparungen 4 dargestellt. Aus dieser Figur ist ebenfalls deutlich die Lagefixierung des O-Rings 7 und der Steckteilhälfte 3a, 3b auf der Druckleitung 2 erkennbar. Dazu dienen die auf der Druckleitung 2 angebrachten Wülste 13a und 13b, wobei die Wulst 13a, wie auch aus 2 ersichtlich, zur Lagefixierung des O-Rings 7 und die Wulst 13b, wie bereits erwähnt, zur Lagefixierung der Steckhälften 3a, 3b dient. Dazu ist in den Steckteilhälften 3a und 3b an der entsprechenden Stelle eine Nut 14 eingebracht.
In dieser Figur ist ebenfalls das Hülsenteil 1 im Schnitt dargestellt. Außer der Aussparung 12 in der Mantelfläche ist eine Materialverdickung 10 im Innern sichtbar. Diese Materialverdickung 10 erhöht die Dicke des Materials des Hülsenteils in einem bestimmten Bereich, der von einer Kontur 15 begrenzt wird. Dieser Bereich ist in der Ausdehnung und der Form zu den abgesenkten Bereichen der Steckhälften 3a, 3b invers ausgeführt. Auf diese Weise wird beim Verbinden von Steckteil 3 und Hülsenteil 1 eine Zwangsführung erzeugt, die durch die konstruktive Gestaltung gleichzeitig als Verdrehsicherung beider Teile zueinander fungiert. Mit dieser Zwangsführung wird sichergestellt, dass der Zeitaufwand zur Montage beider Teile erheblich verringert wird. Außerdem sind die Steckteilhälften 3a und 3b aus spritzgießfähigem Kunststoff hergestellt, so dass deren Herstellung kostengünstig möglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Hülsenteil
2: Druckleitung
3: Steckteil
3a: Steckteilhälfte
3b: Steckteilhälfte
4: Aussparung
5: Rasthaken
6: Aussparung für Rasthaken
7: O-Ring
8: Schnapphaken
9: Absenkung an Steckteilhälfte
10: Materialverdickung im Innern des Hülsenteils
11: Stift
12: Aussparung für Schnapphaken
13a: Wulst
13b: Wulst
14: Nut
15: Kontur an Steckteilhälfte
16: Kontur im Hülsenteil

Claims

Hydraulische Steckverbindung mit einem Hülsenteil (1), das mit einer mit einem Steckteil (3) sowie einem Dichtelement komplettierten Druckleitung (2) verbunden wird, wobei das Steckteil (3) aus zwei komplementär gestalteten kraft- und formschlüssig miteinander verbundenen Steckteilhälften (3a, 3b) gebildet wird, deren Mantelfläche mit jeweils mindestens einem elastischen Schnapphaken (8) versehen ist und die Mantelfläche des Hülsenteils (1) zur Aufnahme der Schnapphaken (8) eine entsprechende Anzahl an Aussparungen (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Mantelfläche jeder Steckteilhälfte (3a, 3b) in einem von einer Kontur (15) abgegrenzten Bereich eine Materialschwächung und die Dicke des Hülsenteils (1) auf deren inneren Mantelfläche in dem dazu jeweils korrespondierenden, von einer Kontur (16) abgegrenzten Bereich eine Erhöhung aufweist.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung der Steckteilhälfte (3a, 3b) durch eine Absenkung (9) von der ursprünglichen Mantelfläche erzielt wird, die jenseits der Kontur (15) auf einen Betrag abfällt und in dem von der Kontur (15) abgegrenzten Bereich konstant ist.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung der Steckteilhälfte (3a, 3b) durch eine Absenkung (9) von der ursprünglichen Materialfläche erzielt wird, die jenseits der Kontur (15) kontinuierlich in einem von der Kontur abgegrenzten Bereich bis auf einen bestimmten Betrag abfällt.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (15) auf der Mantelfläche einer Steckteilhälfte (3a, 3b), ausgehend von deren Mittellinie, in einem Winkel symmetrisch zu dieser bis zur Breite der Mantelfläche verläuft.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Steckbereichs des Hülsenteils (1) Konturen (16) vorgesehen sind, die zahlenmäßig den Konturen (15) der Steckteilhälften (3a, 3b) entsprechen.
Hydraulische Steckverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kontur (16) eine Grenze zwischen einer Anhebung (10) innerhalb der Innenmantelfläche der Hülse definiert, indem die Materialverdickung dem Betrag der entsprechend korrespondierenden Absenkung (9) des Steckteils (3) entspricht.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und Form der Kontur (16) im Hülsenteil (1) zur Kontur (15) auf der Mantelfläche der Steckteilhälfte (3a, 3b) invers ausgeführt ist.
Hydraulische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Steckteil (3) aus Kunststoff hergestellt ist.