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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art. Steckverbindungen dieser Art werden zum Anschließen und
Verbinden von Rohr- und Schlauchleitungen, insbesondere bei Druckluftanlagen
in Kraftfahrzeugen verwendet. Sie sollen das Herstellen einer zuverlässigen und
druckdichten Verbindung schnell und einfach ermöglichen, im Falle einer Reparatur
aber auch lösbar
sein. Bei manchen Anwendungen kann auch gefordert sein, daß eine unzureichende
Verriegelung der Steckverbindung bei Druckbeaufschlagung feststellbar
ist, und nicht zu einer vollständigen
Trennung der Steckverbindung und verbunden damit zu einer Verletzungsgefahr
führen kann.
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Eine
Steckverbindung der angegebenen Art ist aus der
EP 0 226 689 B1 , Ausführungsbeispiel
gemäß
5 und
6 bekannt.
Bei dieser bekannten Steckverbindung sind in der den Steckzapfen
aufnehmenden Öffnung
des Außenteils
axial hintereinander zwei Ausnehmungen vorgesehen, in die das in einer
Ausnehmung des Steckzapfens angeordnete Halteelement beim Steckvorgang
nacheinander einrasten kann. Hierdurch wird der Steckzapfen im Außenteil
bereits vor Erreichen der Verriegelungsstellung durch das Halteelement
festgehalten, wobei er in dieser Stellung nicht gegenüber dem
Außenteil
abgedichtet ist. Bei Druckbeaufschlagung zeigt Entweichen von Druckmittel
an der undichten Stelle an, daß die
Steckverbindung nicht richtig geschlossen ist. Diese bekannte Steckverbindung
hat den Nachteil, daß der
Steckzapfen nach einem Steckvorgang nicht mehr von dem Außenteil
getrennt werden kann. Bei einer anderen in den
1 bis
4 der
genannten Patentschrift dargestellten Ausgestaltung einer Steckverbindung
ist das Halteelement im Außenteil
angeordnet und durch eine radiale Öffnung aus dem Außenteil
herausziehbar, wodurch der Steckzapfen von dem Außenteil
gelöst
werden kann. Diese Ausgestaltung ist verhältnismäßig aufwendig und auf eine
Anordnung des Halteelements im Außenteil beschränkt. Kommt
es zu einem Bruch des Halteelements, zum Beispiel durch Ermüdung oder
Korrosion, so kann sich die Steckverbindung selbsttätig lösen.
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Aus
der
EP 0 059 877 B1 ist
eine Kupplung für
den Anschluß von
Druckluftleitungen an Organe einer Druckluftbremse eines Kraftfahrzeugs
bekannt, bei der ein in ein Gewindeloch einschraubbares Aufnahmeteil
an seinem, in Einsteckrichtung gesehen, vorderen Ende einen gewindelosen,
rohrförmigen Fortsatz
aufweist, auf dem ein elastisch spreizbarer, geschlitzter Haltering
befestigt ist, der in eine Außennut
des Steckteils eingreift und dadurch beide Teile in axialer Richtung
relativ zueinander fixiert. Nach dem Herausschrauben des Aufnahmeteils
aus dem Gewindeloch kann der Haltering so weit aufgeweitet werden,
daß er
aus der Außennut
des Steckteils heraustritt und dieses von dem Aufnahmeteil gelöst werden
kann. Bei dieser Steckverbindung wird als nachteilig angesehen,
daß nach
dem Einschrauben des Aufnahmeteils in das Gehäuse eines Bremsorgans ohne
besondere Hilfsmittel nicht mehr geprüft werden kann, ob der Haltering
richtig am Aufnahmeteil angebracht ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der angegebenen
Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist, eine
geringe Baulänge
hat und bei der das Innenteil auf einfache Weise von dem Außenteil
gelöst
werden kann, und die in hohem Maße gegen selbsttätiges oder
versehentliches Lösen
sicher ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
daß die
Ausnehmung in der Öffnung des
Außenteils
sich bis zu der in Steckrichtung vorderen Begrenzungsfläche des
Außenteils
erstreckt, daß an
dem in Steckrichtung vorderen Ende des Außenteils ein Anschlagelement
lösbar
befestigt ist, das die Bewegung des Steckzapfens in Steckrichtung
begrenzt und daß nach
dem Entfernen des Anschlagelements von dem Außenteil der Steckzapfen mit
dem Halteelement in Steckrichtung über die Verriegelungsstellung
hinaus in eine Lösestellung
bewegbar ist, in der das Halteelement aus der Ausnehmung des Steckzapfens
entnehmbar ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Steckverbindung
ist die Ausnehmung im Außenteil,
in die das Halteelement in der Verriegelungsstellung eingreift in Einsteckrichtung
offen und Außenteil
und Steckzapfen sind so gestaltet, daß der Steckzapfen gegenüber dem
Außenteil
in Steckrichtung über
die Verriegelungsstellung hinaus in eine Lösestellung bewegt werden kann,
in der das Halteelement aus dem Außenteil heraustritt. Damit
dies beim Steckvorgang zum Anschließen einer Rohrleitung nicht
geschehen kann, ist am vorderen Ende des Außenteils ein Anschlagelement
lösbar
befestigt, das ein Verschieben des Steckzapfens in die Lösestellung
verhindert.
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Die
erfindungsgemäße Steckverbindung
hat den Vorteil, daß das
Lösen der
ineinander gesteckten Teile leicht möglich ist. Und zwar nur nach
dem Trennen des Außenteils
vom Gehäuseteil.
Solange das Außenteil
mit dem Gehäuseteil, zum
Beispiel durch Einschrauben in eine Gewindebohrung fest verbun den
ist, ist das Anschlagelement von außen nicht zugänglich und
daher ein versehentliches Lösen
der Steckverbindung nicht möglich.
Das Anschlagelement ist zudem durch das Gehäuseteil geschützt und kann
daher auch durch äußere Einwirkung
nicht zerstört
oder beschädigt
werden. Durch die Begrenzung der Einstecktiefe des Steckzapfens
mit Hilfe des Anschlagelements wird weiterhin erreicht, daß die Bohrung
im Gehäuseteil
zur Aufnahme des Außenteils keinen
besonderen Anforderungen oder Anpassungen unterliegt. Es ist keine
besonders gestaltete Formbohrung erforderlich, sondern es genügt, wenn zum
Beispiel die Bohrung mit einem Innengewinde versehen ist, in das
das Außenteil
mit einem Außengewinde
eingeschraubt werden kann. Auch die axiale Länge der Bohrung im Gehäuseteil
kann daher vergleichsweise gering bemessen sein. Von Vorteil ist weiterhin,
daß das
Halteelement bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung auf dem
Steckzapfen angeordnet ist, so daß vor der Montage des Steckzapfens
das Vorhandensein und der einwandfreie Zustand des Halteelements
kontrolliert werden kann.
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Das
Anschlagelement zur Begrenzung der Einstecktiefe des Steckzapfens
kann erfindungsgemäß so gestaltet
sein, daß es
die in Steckrichtung vordere Endfläche des Steckzapfens übergreift.
Eine noch geringere Baulänge
der Steckverbindung und kleinere Abmessungen des Anschlagelements
können
durch eine Gestaltung erreicht werden, bei der das Anschlagelement
die Mantelfläche
des vorderen Endes des Steckzapfens außen umgreift und einen Anschlag
für die
vordere Stirnfläche
des Halteelements bildet. Vorzugsweise besteht das Anschlagelement
aus einem durch einen Radialschlitz unterbrochenen Haltering, der
mit einem Haltebereich von außen
auf einem zylindrischen Fortsatz am vorderen Ende des Außenteils
lösbar
befestigt ist. Zur Befestigung kann der Haltering mit seinem Haltebereich
in eine Außennut
des Außenteils
eingreifen. Eine vorteilhaft einfa che Montage kann hierbei dadurch
erreicht werden, daß der
Haltering das Außenteil
nur auf einem Umfangswinkel von etwa 220° bis 270° umgreift, so daß er in
radialer Richtung auf das Außenteil
montierbar oder von diesem lösbar
ist. In einer anderen Ausgestaltung kann das Anschlagelement aus
einem durch einen radialen Schlitz unterbrochenen und radial zusammendrückbaren
Ring bestehen, der in eine Innennut in der Ausnehmung im Außenteil
eingreift. Bei dieser Ausgestaltung kann der Haltering sehr einfach
und kostengünstig
hergestellt werden. Verwendbar ist beispielsweise auch ein Drahtsprengring
aus rundem Federdraht oder ein genormter Sicherungsring. Die das
Außenteil
von außen
umgreifenden Halteringe können
dagegen als Blechformteil oder als Kunststoffspritzteil ausgebildet sein.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Außenteil
an seinem in Steckrichtung hinteren Ende eine Ausnehmung aufweist,
in der eine elastische Dichtung angeordnet ist, die an einer Schulter
des Innenteils anliegt und in der Verriegelungsstellung des Steckzapfens entgegen
der Steckrichtung eine axiale Kraft auf das Innenteil ausübt. Durch
die Dichtung wird die Steckverbindung axial verspannt und in einer
Stellung gehalten, in der das Anschlagelement vollkommen unbelastet
und daher für
die Haltbarkeit und Lebensdauer der Steckverbindung nicht bestimmend
ist. Ist die elastische Dichtung so angeordnet, daß sie in
der Verriegelungsstellung des Steckzapfens von außen nicht
entfernt werden kann, so muß sie
soweit elastisch verformbar angeordnet sein, daß der Steckzapfen durch Überwindung
der axialen Kraft in die Lösestellung
bewegbar ist. In der Lösestellung
ist die elastische Dichtung an einer zylindrischen oder hinterschnittenen
Fläche
im Außenteil
derart abgestützt, daß der Steckzapfen
reibschlüssig
festgehalten wird. Hierdurch wird das Entnehmen des Haltelements
erleichtert.
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Soll
die erfindungsgemäße Steckverbindung auch
Sicherheit gegen Lösen
des Steckzapfens bei unzureichender Verriegelung bieten, so kann
dies auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß in der Öffnung des
Außenteils,
in Steckrichtung gesehen, vor der einen Ausnehmung und im Abstand
von dieser eine zweite Ausnehmung vorgesehen ist, in die das Halteelement
vor Erreichen der Verriegelungsstellung durch elastisches Zurückverformen
eingreift und dadurch den Steckzapfen in dem Außenteil festhält, wobei
in dieser Stellung die Abdichtung des Steckzapfens in der Öffnung des
Außenteils
unvollständig
und daß die
zweite Ausnehmung so ausgebildet ist, daß durch tieferes Hineindrücken des
Steckzapfens in das Außenteil
der Steckzapfen mit dem Halteelement in die Verriegelungsstellung
bewegbar ist.
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Das
Halteelement kann bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung ein radial
geschlitzter, radial verformbarer, kreisförmiger Ring sein, der einen rechteckigen
Querschnitt hat. Die Ringgestalt hat den Vorteil, daß die Einbaulage
des Rings beliebig sein kann und keine nennenswerten Radialkräfte auftreten.
Es können
aber auch Ringe anderer Querschnittsform, zum Beispiel Runddrahtringe,
als Halteelement verwendet werden. Die Ausnehmung im Steckzapfen
zur Aufnahme des Halteelements besteht erfindungsgemäß aus einer
Außennut
mit radialen Seitenflächen
für die
Abstützung
des Halteelements. An die radiale Seitenfläche der Außennut, an der sich das Halteelement
in Steckrichtung abstützt, schließt sich
radial nach innen eine sich zur Nutmitte hin verjüngende Kegelfläche an.
Die Neigung der Kegelfläche
zur Längsachse
des Steckzapfens kann 45° bis
60° betragen.
Durch die Kegelfläche
wird das Halteelement in der Verriegelungsstellung radial nach innen
abgestützt
und ist dadurch zusätzlich
gegen Ausweichen radial nach innen gesichert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung
in der Verriegelungsstellung,
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-B der Steckverbindung gemäß 1,
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3 die
Steckverbindung gemäß 1 in Lösestellung,
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung,
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Steckverbindung.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Steckverbindung
besteht aus einem Innenteil 1 und einem Außenteil 2,
die durch ein Halteelement 3 miteinander verbindbar sind.
Das Innenteil hat die Form eines Rohres und weist an einem Ende
eine Tülle 4 zur
Befestigung einer Druckleitung auf. Das andere Ende des Innenteils 1 ist
als Steckzapfen 5 ausgebildet und trägt in im Abstand voneinander
angeordneten Außennuten
einen Dichtring 6 zur Innenabdichtung und einen Dichtring 7 zur
Außenabdichtung.
An seinem in Steckrichtung vorderen Ende ist der Steckzapfen 5 mit
einer durch eine Außenringnut
gebildeten Ausnehmung 8 versehen, in der das Halteelement 3 angeordnet
ist. Die Ausnehmung 8 hat eine zylindrische Bodenfläche 9,
eine radiale vordere Seitenfläche 10,
eine radiale hintere Seitenfläche 11 und eine
die vordere Seitenfläche 10 mit
der Bodenfläche 9 verbindende
Kegelfläche 12.
In der Ausnehmung 8 befindet sich das Hal teelement 3,
das als ein von einem radialen Schlitz unterbrochener Ring aus Kunststoff
oder Metall ausgebildet ist, der einen rechteckigen Querschnitt
hat. Die Tiefe der Ausnehmung 8 ist gleich oder größer als
die radiale Dicke des Halteelements 3.
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Das
Außenteil 2 ist
als Einschraubstück
mit einem Außengewinde 13 und
einem Außensechskant 14 ausgebildet.
Es weist zur Aufnahme des Steckzapfens 5 eine durchgehende
Aufnahmebohrung 15 auf, deren Innendurchmesser an den Durchmesser
des Steckzapfens 5 angepasst ist. Die Einstecköffnung der
Aufnahmebohrung 15 ist durch zwei von einer kurzen Zylinderfläche 34 getrennte
Kegelflächen 16, 17 erweitert.
Die Kegelfläche 16 dient zum
radialen Zusammendrücken
des Halteelements 3 beim Steckvorgang. An der Kegelfläche 17 stützt sich
der in der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung
elastisch verformte Dichtring 7 ab, wodurch eine axiale
Kraft erzeugt wird, die entgegen der Steckrichtung auf den Steckzapfen 5 einwirkt.
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In
der Aufnahmebohrung 15 ist durch eine eingestochene Nut
eine ringförmige
Ausnehmung 18 gebildet, deren Breite und radiale Tiefe
so groß bemessen
sind, daß das
Halteelement 3 etwa mit der Hälfte seines Ringquerschnitts
in die Ausnehmung 18 eindringen kann. Die Ausnehmung 18 wird
entgegen der Steckrichtung durch eine radiale Seitenfläche 19 und
in Steckrichtung durch eine sich in Steckrichtung verjüngende Kegelfläche 20 begrenzt.
Das in Steckrichtung vordere Ende des Außenteils 2 weist einen
zylindrischen Fortsatz 21 auf, der durch eine Außennut 22 von
dem Außengewinde 13 getrennt
ist. Innerhalb des Fortsatzes 21 ist in der Aufnahmebohrung 15 eine
Ausnehmung 23 ausgebildet, die sich bis zur Stirnfläche des
Fortsatzes 21 erstreckt und entgegen der Steckrichtung
durch eine radiale Seitenfläche 24 begrenzt
wird. Die Ausnehmung 23 hat die gleiche radiale Tiefe wie
die Ausnehmung 18. Den Fortsatz 21 umgreift ein
ringförmiges, aus
Blech geformtes Anschlagelement 25, das durch einen sich über einen
Umfangswinkel von 235° erstreckenden, radialen
Schlitz unterbrochen ist. Zur axialen Fixierung greift das Anschlagelement 25 mit
einem Kragen 26 in die Außennut 22 ein. Ein
zweiter, radial nach innen gerichteter Kragen 27 des Anschlagelements 25 befindet
sich in einem Abstand vor der Stirnfläche des Fortsatzes 21 und
erstreckt sich radial nach innen bis vor die Stirnfläche des
Steckzapfens 5, so daß der
Steckzapfen 5 bei einer Bewegung in Steckrichtung mit seiner
Stirnfläche
an dem Kragen 27 anschlägt
und nicht mehr weiter in Steckrichtung bewegt werden kann. Der Außendurchmesser des
Anschlagelements 25 ist gleich oder etwas kleiner als der
Innendurchmesser des Gewindes, in das das Außenteil 2 mit seinem
Außengewinde 13 einschraubbar
ist.
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1 zeigt
die Steckverbindung in der Verriegelungsstellung, in der der Steckzapfen 5 wirksam durch
den Dichtring 6 in der Bohrung 15 abgedichtet ist
und in der der Dichtring 7 den Steckzapfen 5 in
axialer Richtung mit der Seitenfläche 10 gegen das Halteelement 3 und
dieses wiederum gegen die Seitenfläche 24 der Ausnehmung 23 drückt. Das
Halteelement 3 liegt hierbei mit seiner zylindrischen Mantelfläche an der
Innenfläche
der Ausnehmung 23 an. Einer elastischen Verformung des
Halteelements 3 radial nach innen wirkt die Kegelfläche 12 entgegen.
In dieser Verriegelungsstellung ist der axiale Abstand zwischen
der Stirnfläche
des Steckzapfens 5 und dem Kragen 27 deutlich
kleiner als die axiale Länge der
Ausnehmung 23. Hierdurch wird gewährleistet, daß in der
Anschlagposition des Steckzapfens 5 sich das Halteelement 3 noch
innerhalb der Ausnehmung 23 befindet.
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Wird
beim Einstecken des Steckzapfens 5 in das Außenteil 2 die
in 1 gezeigte Verriegelungsstellung nicht erreicht,
so rastet das Halteelement 3 bei der Bewegung des Steckzapfens 5 entgegen
der Steckrichtung in die Ausnehmung 18 ein und verhindert
dadurch, daß der
Steckzapfen 5 aus dem Außenteil 2 heraustreten
kann. In der Stellung des Steckzapfens 5, in der das Halteelement 3 an
der Seitenfläche 19 der
Ausnehmung 18 anliegt, sind die Dichtringe 6 und 7 nicht
mehr wirksam. Das Druckmittel kann daher durch den Spalt zwischen
Steckzapfen 5 und Außenteil 2 austreten
und dadurch den fehlerhaften Steckvorgang hörbar oder sichtbar anzeigen.
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Zum
Lösen der
Steckverbindung muß zuerst das
Außenteil 2 aus
dem angeschlossenen Gehäuseteil
herausgeschraubt werden, damit das Anschlagelement 25 zugänglich ist.
Mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs kann dann das Anschlagelement 25 in
radialer Richtung von dem Fortsatz 21 abgezogen werden,
wobei es elastisch aufgeweitet wird. Anschließend wird der Steckzapfen 5 unter
Verformung des Dichtrings 7, wie in 3 gezeigt,
soweit in das Außenteil
hineingedrückt,
bis das Halteelement 3 frei liegt. In dieser Stellung des
Steckzapfens 5 befindet sich der Dichtring 7 etwa
zur Hälfte
innerhalb der Zylinderfläche 34 und
wird dadurch reibschlüssig
in dieser Lage gehalten. Das Halteelement 3 kann daher, ohne
daß es
zusätzlicher
Maßnahmen
zur Fixierung des Steckzapfens 5 bedarf, durch Aufweiten
von dem Steckzapfen 5 abgenommen werden. Danach kann der
Steckzapfen 5 aus dem Außenteil 2 herausgezogen
werden.
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Die
in 4 gezeigte Steckverbindung stimmt in ihrem grundsätzlichen
Aufbau bis auf die Gestaltung des Anschlagelements mit der vorstehend
beschriebenen Steckverbindung überein.
Das Anschlagelement 28 ist als ringförmiges Kunststoffspritzteil
ausgebildet, das durch einen radialen, sich über einen Ringsektor von 90° erstreckenden
Schlitz unterbrochen ist. Das Anschlagelement 28 umgreift den
Fortsatz 21 des Außenteils 2 und
ist mit einem Befestigungswulst 29 in der Außennut 22 des
Fort satzes 21 fixiert. Der vordere, konisch verjüngte Abschnitt
des Anschlagelements 28 hat einen sich radial nach innen
erstreckenden Bund 30, der in der gezeigten Verriegelungsstellung
der Steckverbindung das vordere Ende des Steckzapfens 5 umgreift
und einen axialen Anschlag für
das Halteelement 3 bildet, durch den das Halteelement 3 in
axialer Richtung in der Ausnehmung 23 des Außenteils 2 gehalten
wird. Zum Trennen des Steckzapfens 5 von dem Außenteil 2 kann
das Anschlagelement 28 aufgeweitet und in radialer Richtung
von dem Fortsatz 21 abgezogen werden.
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Die
Steckverbindung gemäß 5 unterscheidet
sich von den vorangegangenen Steckverbindungen dadurch, daß in der
Ausnehmung 23 ein als Sicherungsring ausgebildetes Anschlagelement 31 angeordnet
ist, das die Ausnehmung 23 in Steckrichtung verschließt und einen
festen Anschlag für das
Halteelement 3 bildet. Das Anschlagelement 31 besteht
aus einem durch einen radialen Schlitz unterbrochenen, aus Federstahl
hergestellten Ring, der mit seinem radial äußeren Rand in eine in der Ausnehmung 23 vorgesehene
Innennut 32 eingreift. An den beiden Umfangsenden des Anschlagelements 31 ist
jeweils ein sich in axialer Richtung erstreckender Lappen 33 angebracht,
an dem das Anschlagelement 31 mit Hilfe einer Zange gegriffen
und soweit zusammengedrückt
werden kann, daß es
aus der Innennut 32 herausnehmbar ist. Bei dem in 5 gezeigten
Beispiel hat das Anschlagelement 31 einen Innendurchmesser,
der geringfügig
größer ist
als der Außendurchmesser
des vorderen Endes des Steckzapfens 5. Dies ermöglicht eine
etwas geringere axiale Baulänge
des Außenteils 2.
Das Anschlagelement 31 kann aber auch einen Innendurchmesser haben,
der kleiner ist als der Außendurchmesser
des vorderen Endes des Steckzapfens 5. Es bildet dann einen
Anschlag für
den Steckzapfen 5 und nicht für das Halteelement 3.
Dem Nachteil einer etwas größeren Baulänge des
Außenteils 2 steht
dann der Vorteil gegenüber,
daß als
Anschlagelement 31 genormte Ausführungen von Sicherungsringen
verwendet werden können.