DE19609925A1

DE19609925A1 - Lösbare Steckverbindung

Info

Publication number: DE19609925A1
Application number: DE19609925A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Grospietsch; Volker Dipl Ing Stampf; Alfred Dipl Ing Eusemann; Thomas Dipl Ing Ries
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-18
Also published as: US5860502A; FR2746167B1; FR2746167A1; BR9701283A

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Steckverbindung, insbesondere zum Anschluß einer Druckleitung an einen Druckmittelzylinder, mit einem in eine Bohrung eines Außenteils einsteckbaren zapfenförmi gen Innenteil, wobei zwischen dem Außenteil und dem Innenteil eine Dichtung vorgesehen ist.

Eine solche Steckverbindung ist beispielsweise in der DE 44 04 731 A1 offenbart. Das Außenteil ist Teil des Gehäuse des Druckmittel zylinders. Die Dichtung ist als O-Ring ausgebildet, der in einer Nut auf dem zapfenförmigen Innenteil (Stecker) sitzt. Das Innen teil ist in seinem hinteren Bereich konisch vergrößert. Über die vergrößerte Außenfläche sowie das vordere Ende mit geringerem Durchmesser wird die Führung und der feste Sitz des Innenteils in der gestuften Bohrung des Außenteils sichergestellt. Zwischen der Dichtung und der konischen Vergrößerung des Innenteils ist ein Stützelement vorgesehen. Ein als Federbügel ausgebildetes Siche rungselement sitzt in diametral verlaufenden Schlitzen im Außen teil und verkleinert den Innendurchmesser der Bohrung. Bei der Montage wird das Innenteil in das Außenteil und damit auch in den Federbügel eingeführt. Durch den Konus des Innenteils wird dabei der Federbügel aufgeweitet. Bei weiterem Einschieben des Innen teils in das Außenteil kommt der Federbügel in den Sicherungsbe reich der durch einen deutlich reduzierten Außendurchmesser am Innenteil gebildet wird (beispielsweise eine Nut oder ein Absatz) und schnappt durch die Federvorspannkraft ein. Ein Herausziehen des Innenteils aus dem Außenteil ist dann nicht mehr möglich.

Zur Demontage wird der Federbügel aus dem Schlitz herausgezogen. Mit dem Innenteil wird auch die Dichtung aus der Steckverbindung entfernt. Nachteilig daran ist einerseits, daß die Dichtung bei gelöster Steckverbindung verschmutzen oder beschädigt werden kann und bei einem späteren Einbau nicht mehr die optimale Dichtwirkung erzielt wird. Darüberhinaus ist es möglich, daß die Dichtung ver loren geht. Wesentliche Nachteile können auch dann auftreten, wenn die Dichtung bei gelöster Steckverbindung mit beispielsweise Mine ralöl in Verbindung kommt, während es sich bei dem Druckmittelzy linder beispielsweise um einen Bremszylinder handelt. Gegen Brems flüssigkeit resistente Dichtungen sind nicht mineralölresistent und umgekehrt. Der Dichtring wird folglich aufquellen und seine Funktion einstellen. Dies wäre im beispielhaft gewählten Fall mit nicht unerheblichen Risiken verbunden.

Bei der Montage sitzt der Federbügel bereits in seiner Sicherungs stellung in den Schlitzen im Außenteil, um dem Mechaniker durch das Einrasten des Innenteils deutlich zu signalisieren, daß die Steckverbindung ordnungsgemäß hergestellt ist. Wenn beim Einführen des Innenteils (Steckers) nicht äußerst vorsichtig gearbeitet wird, z. B. der Stecker schräg eingeführt wird, kann die Dichtung beim Zusammentreffen mit dem Sicherungsring beschädigt werden, was ebenfalls zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise des Druck mittelzylinders führen kann.

Von dieser Problemstellung ausgehend, soll eine gattungsgemäße Steckverbindung so verbessert werden, daß eine Beschädigung der Dichtung bei gelöster Steckverbindung ausgeschlossen ist.

Die Problemlösung erfolgt dadurch, daß die Dichtung in der Bohrung des Außenteils sitzt und ihr ein ihren Axialweg in Auszugsrichtung begrenzendes Sicherungselement vorgeordnet ist.

Durch die Anordnung der Dichtung im Außenteil ist es möglich, die se so festzulegen, daß sie beim Lösen der Steckverbindung auf ih rem Sitz bleibt. Im Gehäuseinneren ist sie vor Beschädigung und Verschmutzung gesichert. Durch das ihren Axialweg in Auszugsrich tung begrenzende Sicherungselement wird eine Verliersicherung ge schaffen. Weder beim Herausziehen des Innenteiles aus der Bohrung noch bei einem etwaigen Transport des Außenteils oder einer in Gravitationsrichtung angeordneten Öffnung der Bohrung kann die Dichtung aus dem Außenteil herausfallen.

Zur Festlegung der Dichtung in Einsteckrichtung des Innenteils liegt diese vorzugsweise im Außenteil in Axialrichtung an einem radialen Absatz an.

Das Sicherungselement ist vorzugsweise ein Ring mit mindestens zwei diametral angeordneten Radialhaken. Die Radialhaken sind vor zugsweise federnd ausgebildet und das Sicherungselement besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Beim Einfügen des Sicherungselements in die Bohrung im Außenteil stützen sich die Radialhaken an der Bohrungswandung ab und krallen sich fest. Das Außenteil kann eben falls aus Kunststoff ausgebildet sein, so daß die Haken sich in der Wandung festkrallen können, um einen sicheren Sitz des Siche rungsrings zu erreichen.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Bohrung eine umlaufende Innennut (Eindrehung o. dgl.) aufweist, in der die Radialhaken einrasten können.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Außenteil mit einem die Bohrung schneidenden Schlitz versehen, in den die Radialhaken einschnappbar sind. Ein solcher Schlitz kann die Funk tion einer inneren Umfangsnut übernehmen, ist jedoch fertigungs technisch einfacher zu realisieren. Insbesondere kann er auch bei einem aus Kunststoff gespritzten Außenteil verwirklicht werden, bei dem das Anbringen einer inneren Umfangsnut nicht möglich ist, da das Bauteil sich nicht bzw. nur schlecht entformen ließe und entsprechend teure Werkzeuge erfordert.

Der Ring ist weiterhin vorzugsweise vor den Radialhaken mit einem Innenkonus versehen. Dieser Innenkonus gestattet, das Innenteil bei der Montage der Steckverbindung auf dem bzw. durch den Siche rungsring zu zentrieren. Das vordere Ende des Innenteiles kann deshalb im Durchmesser deutlich kleiner sein als der Innendurch messer der Dichtung, da es keine Zentrierfunktion mehr übernehmen muß. Etwaige Grate oder sonstige Beschädigungen der Oberfläche können deshalb das Dichtelement beim Einfügen des Innenteils nicht beschädigen.

Der Innenkonus endet vorzugsweise in Höhe des an den Radialhaken ausgebildeten axialen Absatzes.

Sofern das Außenteil in der Bohrung mit einer Umfangsnut versehen ist, kann der Ring auch vier über den Umfang gleichmäßig verteilte Radialhaken aufweisen.

Das Sicherungselement kann auch aus Metall bestehen und durch ei nen geschlitzten Ring gebildet werden, wodurch ein Federn in ra dialer Richtung möglich ist. Der Ring kann einen Außenkonus auf weisen, um das Einführen in die Bohrung zu erleichtern.

Anhand einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 den Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Steck verbindung;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Sicherungselementes im Axialschnitt;

Fig. 2a die Ansicht des Sicherungselements gemäß Sichtpfeil IIa nach Fig. 2;

Fig. 2b die Seitenansicht des Sicherungselements gemäß Sichtpfeil IIb nach Fig. 2;

Fig. 3 den Axialschnitt eines weiteren Ausführungsbeispie les des Sicherungselementes;

Fig. 3a die Ansicht des Sicherungselements gemäß Fig. 3;

Fig. 4 den Axialschnitt eines weiteren Ausführungsbeispie les des Sicherungselementes;

Fig. 4a die Ansicht des Sicherungselements gemäß Fig. 4;

Fig. 5 den Axialschnitt eines weiteren Ausführungsbeispie les des Sicherungselementes;

Fig. 5a die Ansicht des Sicherungselements gemäß Fig. 5;

Fig. 6 die Ansicht eines Nehmerzylinders mit daran vorge sehener Steckverbindung bei einem Ausführungsbei spiel;

Fig. 7 den Nehmerzylinder nach Fig. 6 im Axialschnitt.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steckverbindung im Axi alschnitt. Das Außenteil 1 weist eine Stufenbohrung 5 auf, in die das Innenteil 2 einsteckbar ist. Im in Einsteckrichtung vorderen Teil 5a der Stufenbohrung 5 liegt an einem Absatz 9 das Dichtele ment 3 an, das mit seinem äußeren Umfang gegen die Bohrungswandung im Außenteil 1 abdichtet. Am inneren Durchmesser ist das Dichtele ment zur Mitte hin verjüngt, so daß es im Bereich 8 seinen klein sten Durchmesser mit der höchsten statischen Vorspannung zum Stecker hin aufweist. Diese Vorspannung überträgt sich auch nach außen, hier liegen die eigentlichen Dichtstellen des Dichtele ments. In Fig. 1 ist der mit 8 bezeichnete entspannte Zustand des Dichtelements 3 mit gestrichelter Linie dargestellt. Das Innenteil 2 ist in bekannter Weise konusförmig verbreitert, wobei die Füh rung des Innenteils 2 in der Stufenbohrung 5 über den vorderen Teil mit schmaleren Durchmesser und dem sich an den Konus 7 an schließenden hinteren Teil mit größerem Durchmesser erfolgt. Dem Dichtelement 3 vorgeordnet ist das Sicherungselement 4, das als Ring ausgebildet ist, wie den Fig. 2 bis 2b entnehmbar ist.

In das Außenteil 1 ist ein die Bohrung 5 vor der Sitzfläche des Dichtelements 3 schneidender Schlitz 6 vorgesehen. Das Sicherungs element 4 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und weist zwei diametral angeordnete Radialhaken 41, 42 auf. Die Radialhaken 41, 42 sind mit axialen Absätzen 41a, 42a versehen. Im vorderen Be reich ist das Sicherungselement 4 mit einem Innenkonus 43 verse hen, der axial etwa in Höhe der axialen Absätze 41a, 42a endet und in eine Fase 44 übergeht. Der Innenkonus 43 des Sicherungselements 4 stützt sich in montiertem Zustand der Steckverbindung auf dem Außenkonus 7 des Innenteils 2 ab. Die lichte Weite W₄ zwischen den Radialhaken 41, 42 ist größer als der größere Durchmesser der Stu fenbohrung 5 im Außenteil 1. Die Ausnehmungen 45 dienen als Monta gehilfe für das Sicherungselement 4, um die Radialhaken beim Ein fügen so positionieren zu können, daß sie in den Schlitz 6 später eingreifen. Beim Einschieben des Sicherungselements 4 in die Stu fenbohrung 5 kann dieses nach vorne geschoben werden. Wenn das Sicherungselement 4 mit den Radialhaken 41, 42 den Schlitz 6 er reicht, schnappen diese auseinander und das Sicherungselement 4 rastet in das Außenteil 1 ein. Bei einer axialen Verschiebung in entgegengesetzter Richtung laufen die Absätze 41a, 42a an den durch den Schlitz 6 gebildeten Absatz im Außenteil 1 an. Ein Her ausnehmen des Sicherungselements 4 aus dem Außenteil 1 wird damit verhindert. Das Innenteil 2 kann zur Montage der Steckverbindung in die Stufenbohrung 5 eingeführt werden. Über den Konus 43 am Sicherungsring 4 erfolgt eine Ausrichtung des Innenteils 2 in der Bohrung 5. Beim weiteren Einschub laufen die Konusse 7 und 43 an einander. Das Innenteil 2 wird soweit eingeschoben, bis es durch das herkömmliche Sicherungselement 10, das in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt ist, verrastet wird. Hierzu sind in bekannter Weise im Außenteil 1 hier nicht näher dargestellte dia metrale Schlitze vorgesehen, in die das als Federbügel ausgebilde te Sicherungselement 10 eingeschoben werden kann. Das Innenteil 2 weist einen gegenüber seiner Führungsfläche tiefer liegenden Ab satz 11 auf hinter den das Sicherungselement 10 eingreift und die Steckverbindung verriegelt.

Beim Herausziehen des Innenteils 2 aus dem Außenteil 1 kann das Dichtelement 3 nur so weit mitgezogen werden, bis die Absätze 41a, 42a gegen den Schlitz anlaufen. Ein Herausfallen ist wirksam ver hindert. Um das Sicherungselement 4 aus dem Außenteil 1 zu entfer nen, ist dieses entweder zu zerstören oder es muß versucht werden, es über den Schlitz 6 so weit zusammenzudrücken, daß die Radialha ken 41, 42 außer Eingriff mit dem Schlitz 6 kommen.

Um eine Beschädigung des Dichtelements 3 beim Montieren der Steck verbindung wirksam zu vermeiden, kann der vordere Teil des Innen teiles 2 im Durchmesser wesentlich kleiner sein, als der Innen durchmesser des Dichtelements 3. Der Konus 43 des Sicherungsringes 4 ist dann entsprechend so auszubilden, daß die Einführung des In nenteils 2 in den kleineren Teil der Stufenbohrung 5 erfolgt, ohne daß der vordere Teil mit dem Dichtelement 3 dabei in Berührung kommt. Hierzu ist der Innendurchmesser des Sicherungsringes 4 ent sprechend zu wählen. Die Ausbildung des vorderen Endes des Innen teiles 2 ist entsprechend mit strichpunktierten Linien 12 darge stellt.

Anstelle eines Schlitzes 6 kann, sofern dies produktionstechnisch möglich ist, eine umlaufende Ringnut in das Außenteil 1 einge bracht werden.

Fig. 3, 3a zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Siche rungselementes 4′, das ringförmig ausgebildet ist und vier jeweils um 90° versetzte Radialhaken 41′ aufweist. Das Sicherungselement 4′ kann aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Es kann in die zuvor beschriebene umlaufende Ringnut im Außenteil 1 eingesetzt werden und sichert dann das Dichtungselement 3 entsprechend wie das Sicherungselement 4. Bei einem Außenteil 1 ohne Ringnut ver krallt sich ein metallisches Bauteil 4′ in der Stufenbohrung 5. Weitere Ausgestaltungen eines Sicherungselementes 4′′ bzw. 4′′′ zeigen

Fig. 4 bis 5a. Das ringförmige Sicherungselement 4′′, 4′′′ ist jeweils wie mit 46 bezeichnet geschlitzt. Der Ring 4′′ kann einen Konus 47 aufweisen, über den das Einschieben in die Stufenbohrung 5 erleichtert wird. Beim Einschieben des Sicherungs elementes 4′′, 4′′′ gestattet der Schlitz 46 ein zusammendrücken. Die Bauteile 4′′ und 4′′′ halten sich ohne zusätzliche Ringnut oder Schlitz 6 einfach durch ihre Eigenspannung in der Stufenboh rung 5 des Außenteils 1.

Fig. 6 und 7 offenbaren die Möglichkeit für die Ausbildung ei nes weiteren Ausführungsbeispieles eines Sicherungselementes 4a für das Dichtelement 3. Wie für das zur Sicherung des Innenteils 2 vorgesehene Sicherungselement 10, weist das Außenteil 1 zwei wei tere diametrale Schlitze 13 auf, in die ein Federbügel 4a in ana loger Ausbildung zum Federbügel 10 eingesteckt wird und gegen den das Dichtelement 3 bei der Demontage anlaufen kann.

Bezugszeichenliste

1 Außenteil
2 Innenteil
3 Dichtelement
4 Sicherungselement
5 Stufenbohrung
5a vorderer Teil von 5
6 Schlitz
7 Außenkonus
8 Ausnehmung
9 Absatz
10 Sicherungselement
11 Absatz
12 Linie
13 Schlitz
41 Radialhaken
42 Radialhaken
41a Absatz
42a Absatz
43 Innenkonus
44 Fase
45 Ausnehmung
46 Schlitz

Claims

1. Lösbare Steckverbindung, insbesondere zum Anschluß einer Druckleitung an einen Druckmittelzylinder mit einem in eine Bohrung (5) eines Außenteils (1) einsteckbaren zapfenförmigen Innenteil (2), wobei zwischen dem Außenteil (1) und dem In nenteil (2) eine Dichtung (3) vorgesehen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtung (3) in der Bohrung (5) des Außen teiles (1) sitzt und ihr ein ihren Axialweg in Auszugsrich tung begrenzendes Sicherungselement (4) vorgeordnet ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) im Außenteil (1) in Axialrichtung an einem radialen Absatz (9) anliegt.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4) ein Ring mit mindestens zwei diame tral angeordneten Radialhaken (41, 42) ist.

4. Sicherungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) eine Radialnut aufweist, in die die Radi alhaken (41, 42) einschnappbar sind.

5. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (1) mit einem die Bohrung (5) schneidenden Schlitz (6) versehen ist, in den die Radialhaken (41, 42) einschnappbar sind.

6. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4) vier über den Umfang gleichmäßig verteilte Radialhaken (41′) aufweist.

7. Steckverbindung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß die Radialhaken (41, 42, 41′) federnd ausgebildet sind.

8. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4) vor den Radialhaken (41, 42, 41′) mit einem Innenkonus (43) versehen ist.

9. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus (43) axial in Höhe des an den Radialhaken (41, 42) ausgebildeten axialen Absatz (41a, 42a) endet.

10. Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4, 4′, 4′′, 4′′′) aus Kunststoff ist.

11. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4′′) ein geschlitzter Ring ist.

12. Steckverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (4′′) einen Außenkonus (47) aufweist.

13. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (1) zwei diametrale auf die Bohrung (5) reichende Schlitze (13) aufweist und das Sicherungselement (4a) ein in die Schlitze (13) einsteckbarer Drahtbügel ist.