DE20108408U1 - Steckkupplung - Google Patents

Steckkupplung

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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckkupplung zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mit einem elastisch verformbaren pfannenartigen Kupplungsteil mit einer Kugelpfanne, einem Einführabschnitt, der an dem offenen Ende der Kugelpfanne angeformt ist, und einer rohrförmigen Wand, die an dem Einführabschnitt angeformt ist und die Kugelpfanne mit Abstand umgibt, und einem elastisch verformbaren kugelartigen Kupplungsteil mit
&iacgr;&ogr; einem Kugelkopf und einem an dem zweiten Bauteil festgelegten Befestigungsabschnitt, wobei die Steckkupplung durch Einschnappen des Kugelkopfes in die Kugelpfanne schließbar ist.
Eine Steckkupplung dieser Art ist aus der DE 198 36 108 Al der Anmelderin bekannt. Bei dieser Steckkupplung sind in dem Zwischenraum zwischen der rohrförmigen Wand und der Kugelpfanne des pfannenartigen Kupplungsteils sehnenförmige Versteifungsstege mit radialen Rippen angeordnet. Das pfannenartige Kupplungsteil ist in eine an dem zugehörigen Bauteil vorgesehene Fassung seitlich oder axial so einschiebbar, dass die rohrförmige (zylindrische) Wand an einer entsprechenden Wand der Fassung anliegt. Hierbei kann die Wand der Fassung mit einem radial einwärts ragenden Umfangsrand versehen sein, der in eine Ringnut an der zylindrischen Wand des pfannenartigen Kupplungsteils einschnappbar ist.
Diese Steckkupplung hat sich in der Praxis bestens bewährt. Die rohrförmige Wand mit den sehnenförmigen Versteifungsstegen und radialen Rippen sorgt für einen sicheren Halt der Steckkupplung bei guter Schwingungsdämpfung. Allerdings lässt sich diese Steckkupplung nur zum Verbinden von Bauteilen verwenden, von denen das eine mit einer entsprechenden Fassung zur Aufnahme der rohrförmigen Wand des pfannenartigen Kupplungsteils versehen ist.
Aus dem DE-GM 299 20 379.4 der Anmelderin ist eine ähnliche Steckkupplung bekannt, bei der jedoch das pfannenartige Kupplungsteil ohne rohrförmige Wand und ohne dazwischenliegende Versteifungsstege und -rippen ausgebildet ist.
Statt dessen ist die Wandstärke der Kugelpfanne und des daran angeformten Befestigungsabschnittes entsprechend verdickt. Das pfannenartige Kupplungsteil dieser Steckkupplung wird an dem zugehörigen Bauteil in der Weise befestigt, dass es in ein Befestigungsloch des Bauteils eingeführt wird, wobei dann das Bauteil in eine Ringnut des pfannenartigen Kupplungsteils einschnappt. Auch diese Steckkupplung hat sich in der Praxis bewährt, wenngleich für bestimmte Anwendungszwecke noch bessere Dämpfungseigenschaften wünschenswert wären.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckkupplung der eingangs angegebenen Art so weiterzubilden, dass das pfannenartige Kupplungsteil trotz ausgezeichneter schwingungsdämpfender Eigenschaften der Steckkupplung in möglichst einfacher Weise an dem zugehörigen Bauteil befestigt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einführabschnitt des pfannenartigen Kupplungsteils einen Ringflansch aufweist, und dass an der Außenseite der Wand des pfannenartigen Kupplungsteils in Umfangsrichtung verteilte, nach außen ragende Haltesegmente angeformt sind, die so ausgebildet sind, dass das pfannenartige Kupplungsteil in ein entsprechend dimensioniertes Befestigungsloch des ersten Bauteils einführbar ist, um das erste Bauteil zwischen den Haltesegmenten und dem Ringflansch einzuspannen und dadurch das pfannenartige Kupplungsteil an dem ersten Bauteil festzulegen.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Steckkupplung lässt sich das pfannenartige Kupplungsteil in extrem einfacher Weise an dem zugehörigen Bauteil befestigen, da hierzu das pfannenartige Kupplungsteil lediglich in das zugehörige Befestigungsloch des ersten Bauteils eingeführt werden muß, wobei dann das Bauteil zwischen den Ringflansch und den Haltesegmenten einschnappt. Das betreffende Bauteil, das zumindest im Befestigungsbereich plattenförmig ausgebildet ist, braucht daher nicht mit einer eigenen Fassung zur Aufnahme des pfannenartigen Kupplungsteils versehen werden. Die rohrförmige Wand des pfannenartigen Kupplungsteils sowie Versteifungsstege, die zweckmäßigerweise zwischen der rohrförmigen Wand und der Kugelpfanne vorgesehen sind, verleihen der Steckkupplung trotzdem ausgezeichnete schwingungsdämpfende Eigenschaften.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an der Innenseite des Einführabschnittes des pfannenartigen Kupplungsteils mehrere in Umfangsrichtung verteilte Vorsprünge vorgesehen, die bei geschlossener Steckkupplung zu Stabilisierungszwecken an dem bolzenförmig ausgebildeten Befestigungsabschnitt des kugelartigen Kupplungsteils anliegen.
Sind zum Verbinden zweier Bauteile mehrere Steckkupplungen erforderlich, so kann es zweckmäßig sein, die pfannenartigen Kupplungsteile der Steckkupplung durch einen oder mehrere Verbindungsarme einstückig miteinander zu verbinden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteran-Sprüchen hervor.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer geschlossenen Steckkupplung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Steckkupplung in Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht des pfannenartigen Kupplungsteils der Steckkupplung;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung in Blickrichtung der Pfeile IV-IV in Fig. 5; Fig. 5 eine Unteransicht des pfannenartigen Kupplungsteils; Fig. 6 eine Draufsicht auf das pfannenartige Kupplungsteil; Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des pfannenartigen Kupplungsteils;
Fig. 8 eine perspektivische Draufsicht auf zwei miteinander verbundene pfannenartige Kupplungsteile;
Fig. 9 eine Unteransicht der beiden pfannenartigen Kupplungsteile in Fig. 8.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Steckkupplung im eingebauten und geschlossenen Zustand, in dem sie zwei Bauteile 2, 4 miteinander verbindet. Die Bauteile 2, können aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, wobei das Bauteil 2 zumindest im Bereich der Steckkupplung plattenförmig ausgebildet und mit einem Befestigungsloch 3 versehen ist. Das Bauteil 2 kann beispielsweise aus der Motorhaube und das Bauteil 4 aus dem Motorblock eines Kraftfahrzeuges bestehen.
Die Steckkupplung besteht aus einem pfannenartigen Kupplungsteil 6 und einem kugelartigen Kupplungsteil 8, die jeweils mit ihrem zugehörigen Bauteil 2 bzw. 4 lösbar verbunden sind, wie im folgenden noch genauer erläutert wird. Das pfannenartige Kupplungsteil 6 ist aus einem Werkstoff mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften, z.B. thermoplastischem Elastomer oder Gummi, hergestellt, während das kugelartige Kupplungsteil 8 beispielsweise aus einem durch einen Füllstoff verstärkten Kunststoff oder aus Metall besteht.
Das pfannenartige Kupplungsteil 6, das in den Figuren 3 bis 7 genauer dargestellt ist, besteht aus einer Kugelpfanne 10, einem Einführabschnitt 12, der an dem offenen Ende der Kugelpfanne 10 angeformt ist, einem Ringflansch 14 mit einer Dichtlippe 16 und einer rohrförmigen Wand 18. Der Ringflansch 14 ist an der Unterseite der rohrförmigen Wand 18 angeformt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch ist. Die rohrförmige Wand 18 umgibt die Kugelpfanne 10 mit Abstand, wobei in dem Zwischenraum zwischen der Kugelpfanne 10 und der Wand 18 sehnenförmige Versteifungsstege 20 angeordnet sind, siehe insbesondere Figuren 6 und 7. Die leicht gekrümmt ausgebildeten sehnenförmigen Versteifungsstege 20 sind mit ihren Enden an der Wand 18 angeformt, während sie in ihrem mittleren Bereich unmittelbar an der Kugelpfanne 10 angeformt sind.
An der rohrförmigen Wand 18 sind radial vorstehende Haltesegmente 22 angeformt, die die in den Figuren dargestellte Form haben. Genauer gesagt, sind die Haltesegmente an ihrer Oberseite 24 abgeschrägt, um leichter in das Befestigungsloch des Bauteils 2 eingeführt werden zu können. An ihrer Unterseite 28 sind die Haltesegmente 22 dach- oder keilförmig ausgebildet, aus Gründen, die noch genauer erläutert werden. Außerdem sind die Haltesegmente 22 mit kreisbogenförmigen Außenseiten 26 versehen, was ebenfalls das Einführen in das Befestigungsloch 3 des Bauteils 2 erleichtert.
Der Einführabschnitt 12 hat eine konische Innenseite 30, an der mehrere in Umfangsrichtung verteilte Rippen 32 angeformt sind. Die - im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel fünf- Rippen 32 haben einen rechteckigen Querschnitt bzw. Um-
riss, wie insbesondere in Fig. 5 zu sehen ist. Die Rippen 32 tragen zur Stabilität der Steckkupplung bei, was noch genauer erläutert wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Versteifungsrippen 20 und drei Haltesegmente 22 vorgesehen, die jeweils in radialer Richtung zueinander ausgerichtet sind, wobei die Versteifungsstege 20 und Haltesegmente 22 im wesentlichen die gleiche Umfangserstreckung haben. Diese Konstruktion erleichtert das Einführen des pfannenartigen Kupplungsteils 6 in das Befestigungsloch 3 des Bauteils 2, wie ebenfalls noch genauer erläutert wird.
Das kugelartige Kupplungsteil 8 (s. Fig. 1) besteht aus einem Kugelkopf 34 und einem bolzenförmigen Befestigungsabschnitt 36, die über eine Ringnut 37 miteinander einstückig verbunden sind. Der Kugelkopf 34 ist mit einer Schlüsselausnehmung 38 zum Ansetzen eines Antriebselementes versehen. Der Befestigungsabschnitt 36 ist mit einem Schraubbolzen 40 fest verbunden, der in eine entsprechende Gewindebohrung des Bauteils 4 eingeschraubt wird. Es versteht sich jedoch, dass die Befestigung des kugelartigen Kupplungsteils 8 an dem Bauteil 4 auch in anderer Weise gestaltet werden könnte.
Zum Einbauen der Steckkupplung werden die beiden Kupplungsteile 6 und 8 jeweils mit ihrem zugehörigen Bauteil 2 bzw. 4 verbunden. Hierzu wird das pfannenartige Kupplungsteil 6 von unten in das Befestigungsloch 30 des Bauteils 2 eingeführt. Während der Lochrand des Befestigungsloches 3 an der abgeschrägten O-berseite 24 der Haltesegmente 22 entlanggleitet, wird die rohrformige Wand 18 nach innen „gefaltet". Da die Haltesegmente 22 und die Versteifungsstege 20 radial ausgerichtet sind und im wesentlichen die gleiche Umfangserstreckung haben, lassen sich die entsprechenden Abschnitte der Wand 18 problemlos nach innen verformen. Den Haltesegmenten 22 können daher relativ große radiale Abmessungen verliehen werden, ohne dass zu große Kräfte zum Einführen des pfannenartigen Kupplungsteils 6 in das Befestigungsloch 3 erforderlich sind. Beispielsweise kann die radiale Abmessung der Haltesegmente 22 ungefähr 1/8 bis 1/10 des Außendurchmessers der zylindrischen Wand 18 betragen.
Am Ende des Einführvorgangs schnappt das Bauteil 2 zwischen den Ringflansch 14 und die Haltesegmente 22 ein. Genauer gesagt, wird das Bauteil 2 zwischen der Dichtlippe 16 des Ringflansches 14 und der dachförmigen Unterseite 28 der Haltesegmente 22 eingespannt. Die Dachform der Unterseite 28 der Haltesegmente 22 erlaubt es, Bauteile 2 unterschiedlicher Dicke - innerhalb eines gewissen Variationsbereiches - zwischen den Haltesegmenten 22 und dem Ringflansch 14 aufzunehmen. Dies wird durch die Elastizität des "Firstes" der Dachform und eine entsprechend unterschiedlich starke Verformung in axialer Richtung der Haltesegmente 22 ermöglicht. Hat das pfannenartige Kupplungsteil 6 beispielsweise einen Außendurchmesser in der Größenordnung von 15 bis 20mm, so lässt es sich in Verbindung mit Bauteilen 2 einer Dicke zwischen 1,5 bis 2,5mm verwenden.
Wie insbesondere in den Figuren 3 und 6 zu sehen ist, ist die rohrförmige Wand 18 angrenzend am Ringflansch 14 mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten abgerundeten Noppen 42 versehen. Die Noppen 42 sorgen für einen spielfreien Sitz des Kupplungsteils 6 im Befestigungsloch 3 des Bauteils 2.
Das kugelartige Kupplungsteil 8 wird mit dem Bauteil 4 dadurch verbunden, dass der Schraubbolzen 40 in die entsprechende Gewindebohrung des Bauteils 4 eingeschraubt wird.
Zum Schließen der Steckkupplung ist dann lediglich erforderlich, dass das kugelartige Kupplungsteil 8 axial in das pfannenartige Kupplungsteil 6 eingesteckt wird, bis der Kugelkopf 34 in die Kugelpfanne 10 einrastet. Der Kugelkopf 34 wird dann auf mehr als der Hälfe seiner Oberseite von der Kugelpfanne 10 umgriffen. Hierbei liegen die Rippen 32 an dem bolzenformigen Befestigungsabschnitt 36 des kugelartigen Kupplungsteils 8 an. Die Rippen 32 sorgen daher für eine Stabilisierung der Steckkupplung; genauer gesagt, verhindern sie ein unbeabsichtigtes Lösen („Ausknöpfen") des Kugelkopfes 34 aus der Kugelpfanne 10 sowie des Kupplungsteils 6 aus dem Bauteil 2.
Werden zwei oder mehr Steckkupplungen zum Verbinden zweier Bauteile 2, benötigt, so ist gemäß der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass die pfannenartigen Kupplungsteile 6a, 6b der Steckkupplungen
durch Verbindungsarme 44, 46 miteinander verbunden sind. Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel besteht die Verbindung aus einem geradlinigen Verbindungsarm 44, der auf der die Mittelpunkte der Kupplungsteile 6a, 6b verbindenden Geraden liegt, sowie aus zwei beidseitig zu dem Verbindungsarm 44 vorgesehenen Verbindungsarmen 46, die die in den Figuren 8, 9 dargestellte rechtwinklig abgebogene Form haben. Die Verbindungsarme 44, 46 sind jeweils an den Ringflanschen 14 der Kupplungsteile 6a, 6b einstückig angeformt.
Während der geradlinige Verbindungsarm 44 glatt ausgebildet ist, haben die rechtwinklig abgebogenen Verbindungsarme 46 einen U-förmigen Querschnitt, wie in Fig. 9 zu sehen ist. Hierbei ragen sie um einen vorgegebenen Betrag unter die gemeinsame Ebene der Unterseiten der Kupplungsteile 6a, 6b vor. Dieser Betrag ist so gewählt, dass die Verbindungsarme 46 im geschlossenen Zustand der Steckkupplung an der Oberseite des Bauteils 4 anliegen. Auf diese Weise verhindern die Verbindungsarme 46 ein Kippen der Kupplungsanordnung um die durch die Mittelpunkte der Kupplungsteile 6a, 6b verlaufende Verbindungslinie.
Die Verbindungsarme 44, 46 sorgen somit nicht nur für eine einfachere Handhabung und Montage der Steckkupplungen, sondern auch für einen besseren Halt der pfannenartigen Kupplungsteile an dem zugehörigen Bauteil. Es versteht sich, dass Verbindungsarme entsprechend den Verbindungsarmen 44, 46 zum Verbinden von auch mehr als zwei Steckkupplungen verwendet werden können.

Claims (14)

1. Steckkupplung zum lösbaren Verbinden eines ersten Bauteils (2) mit einem zweiten Bauteil (4) mit
einem elastisch verformbaren pfannenartigen Kupplungsteil (6) mit einer Kugelpfanne (10), einem Einführabschnitt (12), der an dem offenen Ende der Kugelpfanne (10) angeformt ist, und einer rohrförmigen Wand (18), die an dem Einführabschnitt (12) angeformt ist und die Kugelpfanne (10) mit Abstand umgibt, und
einem elastisch verformbaren kugelartigen Kupplungsteil (8) mit einem Kugelkopf (34) und einem an dem zweiten Bauteil (4) festgelegten Befestigungsabschnitt (36),
wobei die Steckkupplung durch Einschnappen des Kugelkopfes (34) in die Kugelpfanne (10) schließbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einführabschnitt (12) des pfannenartigen Kupplungsteils (6) einen Ringflansch (14) aufweist, und dass an der Außenseite der Wand (18) des pfannenartigen Kupplungsteils (6) in Umfangsrichtung verteilte, nach außen ragende Haltesegmente (22) angeformt sind, die so ausgebildet sind, dass das pfannenartige Kupplungsteil (6) in ein entsprechend dimensioniertes Befestigungsloch (3) des ersten Bauteils (2) einführbar ist, um das erste Bauteil (2) zwischen den Haltesegmenten (22) und dem Ringflansch (14) einzuspannen und dadurch das pfannenartige Kupplungsteil (6) an dem ersten Bauteil (2) festzulegen.
2. Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltesegmente (22) an ihrer dem Ringflansch (14) zugewandten Unterseite (28) dachförmig ausgebildet sind, um mittels elastischer Verformung Bauteile (2) unterschiedlicher Stärke zwischen sich und dem Ringflansch (14) einspannen zu können.
3. Steckkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltesegmente (22) an ihrer von dem Ringflansch (14) abgewandten Oberseite (24) zum leichteren Einführen in das Befestigungsloch (3) des ersten Bauteils (2) abgeschrägt sind.
4. Steckkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei Haltesegmente (22) vorgesehen sind, deren radiale Abmessung ca. 1/8 bis 1/10 des Außendurchmessers der rohrförmigen Wand (18) beträgt.
5. Steckkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum zwischen der Kugelpfanne (10) und der rohrförmigen Wand (18) sehnenförmige Versteifungsstege (20) vorgesehen sind, die unmittelbar an der Kugelpfanne (10) und der rohrförmigen Wand (18) angeformt sind.
6. Steckkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltesegmente (22) und die Versteifungsstege (20) in gleicher Anzahl vorgesehen und radial zueinander ausgerichtet sind.
7. Steckkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite der rohrförmigen Wand (18) angrenzend an den Ringflansch (14) mehrere in Umfangsrichtung verteilte Noppen (42) vorgesehen sind, um das pfannenartige Kupplungsteil (6) spielfrei in dem Befestigungsloch (3) des ersten Bauteils (2) zu halten.
8. Steckkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführabschnitt (12) des pfannenartigen Kupplungsteils (6) eine konische Innenseite (30) hat, an der mehrere in Umfangsrichtung verteilte Vorsprünge (32) vorgesehen sind, die bei geschlossener Steckkupplung zu Stabilisierungszwecken an dem bolzenförmig ausgebildeten Befestigungsabschnitt (36) des kugelförmigen Kupplungsteils (6) anliegen.
9. Steckkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (32) einen rechteckigen Querschnitt haben.
10. Steckkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pfannenartige Kupplungsteil (6a) mit dem pfannenartigen Kupplungsteil (6b) mindestens einer weiteren Steckkupplung durch einen oder mehrere Verbindungsarme (44, 46) einstückig verbunden ist.
11. Steckkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verbindungsarme (44, 46) an den Ringflanschen (14) der pfannenartigen Kupplungsteile (6a, 6b) angeformt sind.
12. Steckkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verbindungsarme (44, 46) einen U-förmigen Querschnitt haben.
13. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verbindungsarme (44, 46) so dimensioniert sind, dass sie bei geschlossener Steckkupplung an der Oberseite des zweiten Bauteils (4) anliegen.
14. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die pfannenartigen Kupplungsteile (6a, 6b) zweier Steckkupplungen durch einen geradlinigen Verbindungsarm (44) und zwei beidseitig hierzu angeordnete, rechtwinklig abgebogene Verbindungsarme (46) miteinander verbunden sind.
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