DE202006019526U1

DE202006019526U1 - Steckerteil für ein Verbindungssystem und Verbindungssystem mit einem solchen Steckerteil

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Publication number: DE202006019526U1
Application number: DE200620019526
Authority: DE
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2016-12-29

Abstract

Steckerteil (1) für ein Verbindungssystem für Leitungen, Armaturen oder Aggregate, die zur Führung eines mit einem gegenüber einem Vergleichsdruck (p₂) erhöhten Systemdruck (p₁) beaufschlagten Fluids, insbesondere von Kohlendioxid, bestimmt sind, wobei das Verbindungssystem mindestens ein Kupplungsteil (2, 2a, 2b), wie das einer Rohr- oder Schlauchleitung, das mit dem Kupplungsteil (2, 2a, 2b) verbindbare Steckerteil (1) und mindestens eine aus einem Elastomer bestehende Umfangsdichtung (3) umfasst, die in einer Ausnehmung (4, 14, 24) angeordnet ist, welche umfangsgemäß in einem Grundkörper (5) des Steckerteils (1) ausgebildet ist und die einen Grund (4a, 14a, 24a) sowie mindestens eine Flanke (4b, 14a, 24a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (3), entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand einen Spalt (7, 7a, 7b) der Aufnahmeöffnung (6) verschließt, mit der Flanke (4b, 14b, 24b) auf der Seite der Ausnehmung (4, 14, 24) in Richtung des auftretenden Druckgefälles stoffschlüssig verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckerteil für ein Verbindungssystem für Leitungen, Armaturen oder Aggregate, die zur Führung eines mit einem gegenüber einem Vergleichsdruck erhöhten Systemdruck beaufschlagten Fluids, insbesondere von Kohlendioxid, bestimmt sind, wobei das Verbindungssystem mindestens ein Kupplungsteil, wie das einer Rohr- oder Schlauchleitung, das mit dem Kupplungsteil verbindbare Steckerteil und mindestens eine aus einem Elastomer bestehende Umfangsdichtung umfasst, die in einer Ausnehmung angeordnet ist, welche umfangsgemäß in einem Grundkörper des Steckerteils ausgebildet ist und die einen Grund sowie mindestens eine Flanke aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verbindungssystem mit einem solchen Steckerteil.
Das Erfordernis einer Abdichtung entsteht überall dort, wo Räume mit unterschiedlichen Drücken voneinander getrennt werden müssen. Durch die Druckdifferenz entsteht bei einem Verbindungssystem der vorstehend beschriebenen Art in dem Spalt zwischen den Kupplungsteilen eine Strömung, die durch die Verwendung der Umfangsdichtung unterbunden werden soll. Für solche Dichtungen werden in der Fluidtechnik überwiegend elastomere Werkstoffe, z. B. in Form von O-Ringen, eingesetzt. Voraussetzung für die Erzielung der Dichtungswirkung ist dabei das Vorhandensein einer Vorpresskraft bzw. einer Vorspannung gegen die abzudichtenden Flächen, die unter Ausnutzung der Formelastizität der Dichtung bei ihrem Einbau erzeugt wird.
Ein System, das zur Führung eines mit einem Druck beaufschlagten Fluids bestimmt ist, stellt in Kraftfahrzeugen beispielsweise der Kühlkreislauf von Klimaanlagen dar. Bei Verbindersystemen im Anwendungsbereich von Kohlendioxid als Kältemittel ist dabei allerdings eine metallische Dichtung der übliche Stand der Technik.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2004 017 316 U1 ist jedoch auch ein Steckerteil der eingangs genannten Art bekannt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass in einem Vormontagevorgang jeweils Radial-Dichtringe mit definierter Form in die entsprechenden umfangsgemäß in dem Steckerteil ausgebildeten Nuten als Ausnehmungen eingelegt werden. Das vormontierte Steckerteil wird dann im Rahmen des Montagevorgangs in das Kupplungsteil eingesteckt, wobei bis zur Herstellung des Betriebszustandes eine gewisse Zeit vergehen kann. Die Zeitspanne zwischen dem eigentlichen Stecken bis zur Beaufschlagung mit Spitzendruck kann sich von mehreren Stunden bis zu einigen Tagen erstrecken.
Vorzugsweise bei einem Einsatz von Kohlendioxid als Kältemittel sind in einer Klimaanlage im Vergleich mit für halogenhaltigen Kältemittel üblichen Drücken erhöhte Drücke und Temperaturen bei den Wärmeaustauschprozessen erforderlich. So ist für den im Betrieb einer CO₂-Klimaanlage auftretenden Druck ein oberes Niveau von etwa 160 bar und ein unteres Niveau von etwa 35 bar charakteristisch. Um diesen sehr hohen Drücken und Temperaturen sowie Quellungen unter dem Einfluss des Fluids zu entsprechen, ist es bei derartigen Systemen, ebenfalls aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2004 017 316 U1 , bekannt, dem Ausdehnungsbedarf der Dichtungen dadurch zu entsprechen, dass in der Nut ein Expansionsraum für die Dichtung vorgesehen ist, wobei dies unter anderem dazu führt, dass die Umfangsdichtung im Betriebszustand in asymmetrischer Lage in der Nut angeordnet ist.
Nach der Montage ist es möglich, dass die Dichtung infolge der als Vorpressung wirkenden Radialkräfte diese Lage noch nicht einnimmt. Auch hat das Stecksystem üblicherweise ein axiales Spiel und wird beim Stecken des Steckerteils minimal übersteckt. Durch ein anschließendes Zurückziehen bzw. -schieben des Stecker- oder Kupplungsteils zur Steckkontrolle oder einer späteren Beaufschlagung mit Systemdruck werden die Kupplungsteile wieder auseinander gedrückt. Wünschenswerterweise sollte sich bei dieser Bewegung auch die Umfangsdichtung mitbewegen. In der Regel sollte bei Herstellung des Betriebszustandes die Umfangsdichtung durch den erhöhten Systemdruck axial verschoben werden, so dass sie in der Nut die Posi tion einnimmt, in der sie den Spalt zwischen dem Steckerteil und dem Kupplungsteil verschließt.
Wenn das vormontierte Steckerteil in das Kupplungsteil eingesteckt wird, ist aber als eine nachteilig auf das Verbindungssystem wirkende Begleiterscheinung festzustellen, dass z. B. durch das Aufbringen einer starken Vorpressung mit der Zeit ein Ansteigen des Reibwiderstandes auftreten kann. Dies kann nachteiligerweise sogar zu einem solch starken Anstieg der Haftreibungskraft führen, dass ein "Verkleben" der Umfangsdichtung, insbesondere an ihrem Außendurchmesser, auftritt. Dieses "Verkleben" bewirkt, dass sogar ein hoher Systemdruck die Umfangsdichtung nicht mehr axial in der Nut verschieben kann, so dass sie nach der Montage durch den bei Aufnahme der Betriebsbedingungen eintretenden Fluiddruck auch nicht mehr an einer Flanke der Nut zur Anlage gebracht werden kann, wo sie den Spalt zwischen dem Steckerteil und dem Kupplungsteil verschließen soll. Dadurch ist die Dichtungswirkung der Umfangsdichtung nicht mehr gewährleistet, d. h. es wird im Betriebszustand eine unerwünscht große Menge an Fluid über die Umfangsdichtung hinweg durchgesetzt.
Um dieses Problem zu beseitigen, ist es aus der WO 2006/051071 A1 bekannt, die Umfangsdichtung mechanisch, z. B. durch Stufen oder Schrägen, in ihrer für den Betriebszustand bestimmungsgemäßen Position festzuhalten, was jedoch mit einem konstruktiven Mehraufwand verbunden ist, da in der Nut zusätzliche Mittel zur mechanischen Hemmung der axialen Bewegung vorgesehen werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Steckerteil und ein Verbindungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei konstruktiv einfachem Aufbau und Gewährleistung einer geringen Menge des über die Umfangsdichtung hinweg durchgesetzten Fluids im Betriebszustand eine hohe Funktionssicherheit sowie bei der Herstellung der Kupplungsverbindung eine erhöhte Montagefreundlichkeit besitzt.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Umfangsdichtung, entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand einen Spalt der Aufnahmeöffnung verschließt, mit der Flanke auf der Seite der Ausnehmung in Richtung des auftretenden Druckgefälles stoffschlüssig verbunden ist. Die Umfangsdichtung kann dabei insbesondere an die Flanke des Steckerteiles vulkanisiert oder geklebt sein.
Die Ausnehmung kann insbesondere eine Nut sein, die einen Nutgrund und zwei Nutflanken aufweist.
Die Umfangsdichtung ist dabei bevorzugt in asymmetrischer Lage in der Nut angeordnet, wodurch in der Nut ein Expansionsraum gebildet ist, so dass die Umfangsdichtung auch im Betriebszustand – bei einer gegenüber der Raumtemperatur erhöhten Temperatur oder bei Quellung unter dem Einfluss des Fluids – ausschließlich an der Nutflanke auf der Seite des abzudichtenden Spaltes anliegt und von der gegenüberliegenden Nutflanke beabstandet ist. Ein axiales Wandern der Umfangsdichtung in den hinter ihr liegenden Expansionsraum ist auf diese Weise ausgeschlossen, wie auch eine axiale Relativbewegung der Umfangsdichtung gegenüber dem Grundkörper des erfindungsgemäßen Steckerteiles bei seiner Montage unterbunden ist.
Dabei ist es nicht notwendig, wie bekannt, zusätzliche mechanische Mittel, wie Stufen oder Schrägen, zur mechanischen Hemmung der axialen Bewegung der Umfangsdichtung vorzusehen. Die Umfangsdichtung wird allein durch den stoffschlüssigen Verbund mit der Nutflanke, sowohl, wenn das Steckerteil mit dem Schaft in die Aufnahmeöffnung des Kupplungsteiles eingesteckt wird, als auch bei einer entgegengesetzt wirkenden relativen Rückbewegung der Kupplungsteile zueinander, in der Position gehalten, in der sie dann im Betriebszustand den Spalt der Aufnahmeöffnung verschließt.
Bei dem erfindungsgemäßen Steckerteil entfällt vorteilhafterweise die Vormontage der Umfangsdichtung, da die Konfektionierung und der stoffschlüssige Verbund der Umfangsdichtung mit dem Grundkörper des Steckerteiles bereits als ein Verfahrensschritt bei der Herstellung des Steckerteils erfolgen kann.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass im Grundkörper des erfindungsgemäßen Steckerteils zur Verbindung mit einem Verbindungssystem, welches zwei Kupplungsteile, wie für Fluidleitungen, aufweist, mindestens zwei auf einander gegenüberliegenden Enden des Grundkörpers ange ordnete umfangsgemäß ausgebildete Nuten vorgesehen sind, die jeweils einen Nutgrund sowie zwei Nutflanken aufweisen, wobei in den beiden Nuten jeweils eine Umfangsdichtung, entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand den Spalt der Aufnahmeöffnung verschließt, mit einer Nutflanke, die auf der Seite, die der Mitte des Grundkörpers am nächsten liegt, stoffschlüssig verbunden ist.
Einerseits ist ein solcher erfindungsgemäßer Steckverbinder, der auch als Doppelstecker bezeichnet werden kann, vorteilhafterweise sehr kostengünstig herzustellen, da seine Fertigung keine aufwändigen Formbohrungen oder Hinterschnitte erfordert. Andererseits ermöglicht es die Verwendung eines solchen erfindungsgemäßen Doppelsteckers Fluidleitungen, z. B. Stahlleitungen, zu ihrer Verbindung miteinander ausschließlich mit an ihren Enden vorgesehenen, vorzugsweise angelöteten oder – geschweißten, Kupplungsteilen auszubilden. Damit kann die Verwendung eines Leitungssystems vermieden werden, bei dem die Fluidleitungen jeweils einendig ein Steckerteil und anderendig ein Kupplungsteil aufweisen würden. Dies ist insofern von Bedeutung, als es beispielsweise beim Anlöten oder Schweißen eines erfindungsgemäßen Steckerteils an eine Stahlleitung zu thermischen Beeinträchtigungen oder Beschädigungen der stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbundenen elastomeren Umfangsdichtung bzw. ihrer stoffschlüssigen Verbindung selbst kommen könnte, was durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Doppelsteckers aber ausgeschlossen wird. Im Sinne einer höheren Stabilität der Verbindung können die Kupplungsteile vorteilhafterweise, beispielsweise durch außenseitig umfangsgemäß angeordnete Überwurfmuttern, miteinander noch zusätzlich verschraubt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
1 im Längsschnitt, eine Darstellung einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Steckerteils bzw. auch eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems,
2 ebenfalls im Längsschnitt, eine Darstellung einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Steckerteils bzw. auch eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems.
Wie sich zunächst aus 1 ergibt, umfasst ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem für fluidische Systeme, insbesondere für CO₂ führende Systeme, im dargestellten Fall eine Steckkupplung, in der die Erfindung bevorzugt zur Anwendung gelangen kann, einen erfindungsgemäßen Steckverbinder 1, der entlang einer Achse X-X in ein Kupplungsteil 2, beispielsweise das einer Fluidleitung einführbar ist.
Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäßes Verbindungssystem mindestens eine, in der dargestellten Ausführung zwei, aus einem Elastomer bestehende Umfangsdichtungen 3. Die Umfangsdichtungen 3 sind jeweils in einer Nut 4 – als bevorzugte Form einer Ausnehmung 4 – angeordnet, welche umfangsgemäß in dem Steckerteil 1 ausgebildet ist. Jede Ausnehmung 4 (bzw. Nut 4) weist einen Grund (bzw. einen Nutgrund 4a) sowie mindestens ein Flanke 4b (bzw. zwei Nutflanken 4b, 4c) auf.
Ein Grundkörper 5 des Steckerteils 1 und das Kupplungsteil 2 können bevorzugt aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Aluminium- oder hochlegierten Edelstahllegierungen, bestehen. Die Umfangsdichtungen 3 können beispielsweise aus einer polymeren Fluor-Kohlenstoffverbindung, aus synthetischem Kautschuk, wie Silikonkautschuk, NBR oder H-NBR, PUR, EPDM, SBR o. ä., bestehen.
Das Steckerteil 1 besitzt einen in seiner Grundgestalt im Querschnitt runden Grundkörper 5, der insbesondere eine Schaftausbildung haben kann und ist in eine, in ihrer Grundgestalt im Querschnitt runde, Aufnahmeöffnung 6 des Kupplungsteiles 2 einsteckbar. Die Nuten 4 verlaufen im Mantel des Grundkörpers 5 umfangsgemäß und parallel zueinander.
Die Umfangsdichtungen 3 verschließen nach dem Einstecken, insbesondere im Betriebszustand, unter Deformation und Erzeugung einer radialen Vorpresskraft F_V jeweils einen Spalt 7 mit einer Spaltweite s. Der Spalt 7 befindet sich zwischen dem Außenradius R_SA des Grundkörpers und dem Innenradius R_OI der Aufnahmeöffnung 6 des Kupplungsteiles 2. Die jeweilige Umfangsdichtung 3 verschließt den Spalt 7 und liegt dabei jeweils zumindest radial an dem Steckerteil 1 und dem Kupplungsteil 2 an. Die Umfangsdichtungen 3 dienen dazu, einen Raum mit einem gegenüber einem Vergleichsdruck p₂ erhöhten Druck p₁ gegen den Vergleichsdruck p₂ abzudichten, wobei sich in dem Spalt 7 – wie dargestellt – bei Verwendung mehrerer Umfangsdichtungen 3 Zwischendrücke p₃ einstellen können.
Jede Umfangsdichtung 3 nimmt – wie dargestellt – im Betriebszustand in der Nut 4 jeweils eine Position ein, in der die Umfangsdichtung 3 mit einer axial gerichteten Anlagefläche FA an einer auf der Seite des abzudichtenden Spaltes liegenden Nutflanke 4b anliegt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Umfangsdichtung 3, entsprechend dieser Position auch mit der auf der Seite des abzudichtenden Spaltes 7 liegenden Nutflanke 4b stoffschlüssig verbunden ist. Dies kann bevorzugt durch eine Anvulkanisation oder Verklebung realisiert werden.
Dabei kann insbesondere – wie 1 zeigt – vorgesehen sein, dass die Umfangsdichtung 3 mit der Nutflanke 4b stoffschlüssig verbunden ist, die auf der Seite der Nut 4 liegt, auf der im Betriebszustand der Vergleichsdruck p₂ (linke Nut 4 in 1) oder zumindest ein niedrigerer Druck p₃ als der Systemdruck p₁ (rechte Nut 4 in 1) wirkt. Dadurch wird erreicht, dass die Umfangsdichtung 3 durch die Differenz zwischen dem erhöhten Druck p₁ und dem Vergleichsdruck p₂ oder im dargestellten Fall jeweils die Differenz zwischen dem Systemdruck p₁ und dem Zwischendruck p₃ bzw. die Differenz zwischen dem Zwischendruck p₃ und dem Vergleichsdruck p₂ in axialer Richtung X-X gegen die Nutflanke 4b auf der Seite des niedrigeren Druckes p₂ zusätzlich angedrückt wird.
Zu einer gegenüber liegenden Nutflanke 4c kann dabei ein Abstand E bestehen, so dass die Umfangsdichtung 3 asymmetrisch in der Nut 4 angeordnet ist. Dieser Abstand E bezeichnet einen Expansionsraum, der gewährleistet, dass die Umfangsdichtung 3 auch im Betriebszustand – bei einer gegenüber der Raumtemperatur erhöhten Temperatur oder bei Quellung unter dem Einfluss des Fluids – ausschließlich an der Nutflanke 4b auf der Seite des abzudichtenden Spaltes anliegt und von der gegenüberliegenden Nutflanke 4c beabstandet ist.
Mit Vorteil kann dabei vorgesehen sein, dass der Expansionsraum derart ausgebildet ist, dass eine Ausdehnung der Umfangsdichtung 3, wie sie im Betriebszustand auftritt, senkrecht zur Wirkungsrichtung der Vorpresskaft F_V erfolgt, wobei im Betriebszustand der gegenüber dem Vergleichsdruck p₂ erhöhte Druck p₁ oder der Zwischendruck p₃ die Vorpresskraft F_V der Umfangsdichtung 3 erhöht.
Wegen der unter Betriebsbedingungen sich einstellenden Deformation der Umfangsdichtung 3 in axialer Richtung X-X sollte auf eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Nutgrund 4a und der Umfangsdichtung 3 verzichtet werden.
Ebenso kann zur Erhöhung der Vorpresskraft F_V vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Grundkörper 5 des erfindungsgemäßen Steckerteils 1 aus einem Werkstoff besteht, welcher einen derart höheren thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten als das Kupplungsteil 2 aufweist, dass der Spalt 7 zwischen dem Steckerteil 1 und dem Kupplungsteil 2 bei steigenden Temperaturen kleiner wird.
Die in 2 dargestellte zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Steckerteils 1 bzw. erfindungsgemäßen Verbindungssystems weist prinzipiell den gleichen grundlegenden Aufbau wie die erste Ausführung auf. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass das Steckerteil – wie bereits erwähnt – als Doppelstecker ausgebildet ist.
Im Einzelnen ist vorgesehen, dass im Grundkörper 5 des Steckerteiles 1 zur Verbindung mit dem Verbindungssystem, welches in der in 2 dargestellten Ausführung zwei Kupplungsteile 2a, 2b aufweist, mindestens zwei auf einander gegenüberliegenden Enden A, B des Grundkörpers 5 angeordnete umfangsgemäß ausgebildete Nuten 14, 24 vorgesehen sind, die jeweils einen Nutgrund 14a, 24a sowie zwei Nutflanken 14b, 14c, 24a, 24b aufweisen, wobei in den beiden Nuten 14a, 24a jeweils eine Umfangsdichtung 3, entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand den jeweiligen Spalt 7a, 7b der Aufnahmeöffnungen 6b verschließt, mit einer Nutflanke 14b, 24b, die auf der Seite, die der Mitte des Grundkörpers 5 am nächsten liegt, stoffschlüssig verbunden ist.
Des Weiteren kann dabei mit Vorteil vorgesehen sein, dass zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Enden A, B des Grundkörpers 5, auf denen jeweils um fangsgemäß mindestens eine Nut 14, 24, im dargestellten Fall jeweils zwei Nuten 14, 24, ausgebildet sind, ein umfangsgemäß verlaufender Abschnitt 8 ausgebildet ist, der einen Außendurchmesser R_SB aufweist, welcher größer ist als der Außendurchmesser R_SA an den Enden A, B des Grundkörpers 5. Der Abschnitt kann dabei mindestens eine Anschlagfläche FB, FC für eines der beiden Kupplungsteile 2a, 2b, vorzugsweise zwei voneinander abgewandte Anschlagflächen FB, FC für beide Kupplungsteile 2a, 2b, aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So ist es z. B. möglich, dass beim Zusammenstecken des Steckerteils 1 und des Kupplungsteils 2 eines erfindungsgemäßen Systems eine zusätzliche Verrastung der beiden Kupplungsteile erfolgt, bei der das Stecksystem ein dafür üblicherweise erforderliches axiale Spiel hat. Auch bei einem eventuellen Überstecken des erfindungsgemäßen Steckerteils 1 bei der Montage und einem anschließenden Zurückziehen wird – auch dann, wenn die Umfangsdichtung 3 mit großer Anpresskraft F_V am Innenumfang des Kupplungsteils 2 anliegt – die Umfangsdichtung 3 nicht von der jeweiligen Nutflanke 4b, 14b, 24b, an der sie im Betriebszustand bestimmungsgemäß anliegen soll, weggedrängt.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 11 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

1: Steckerteil
2, 2a, 2b: Kupplungsteil
3: Umfangsdichtung
4, 14, 24: Nut für 3 in 5
4a, 14a, 24a: Nutgrund von 4
4b, 14b, 24b: Nutflanken von 4 bei 7
4c, 14c, 24c: Nutflanke von 4
5: Grundkörper von 1
6, 6a, 6b: Aufnahmeöffnung von 2, 2a, 2b
7, 7a, 7b: Spalt zwischen 1 und 2, 2a, 2b
8: Absatz von 5
A, B: Enden von 1 (2)
E: Abstand zwischen 3 und 4c
F_V: Vorpresskraft von 3
FA: Anlagefläche von 3 an 4b
FB, FC: Anlageflächen von 8 für 2a, 2b
p₁: hoher Fluiddruck, Systemdruck
p₂: niedriger Fluiddruck, Umgebungsdruck
p₃: mittlerer Fluiddruck, Zwischendruck
R_SA: Außenradius von 5
R_SB: Außenradius von 5 bei 8
R_OI: Innenradius von 6
s: Spaltweite von 7
X-X: Längsachse von 1, 2,, 2a, 2b

Claims

Steckerteil (1) für ein Verbindungssystem für Leitungen, Armaturen oder Aggregate, die zur Führung eines mit einem gegenüber einem Vergleichsdruck (p₂) erhöhten Systemdruck (p₁) beaufschlagten Fluids, insbesondere von Kohlendioxid, bestimmt sind, wobei das Verbindungssystem mindestens ein Kupplungsteil (2, 2a, 2b), wie das einer Rohr- oder Schlauchleitung, das mit dem Kupplungsteil (2, 2a, 2b) verbindbare Steckerteil (1) und mindestens eine aus einem Elastomer bestehende Umfangsdichtung (3) umfasst, die in einer Ausnehmung (4, 14, 24) angeordnet ist, welche umfangsgemäß in einem Grundkörper (5) des Steckerteils (1) ausgebildet ist und die einen Grund (4a, 14a, 24a) sowie mindestens eine Flanke (4b, 14a, 24a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (3), entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand einen Spalt (7, 7a, 7b) der Aufnahmeöffnung (6) verschließt, mit der Flanke (4b, 14b, 24b) auf der Seite der Ausnehmung (4, 14, 24) in Richtung des auftretenden Druckgefälles stoffschlüssig verbunden ist.
Steckerteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (3) an die Flanke (4b, 14b, 24b) vulkanisiert oder geklebt ist.
Steckerteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung eine Nut (4, 14, 24) ist, die einen Nutgrund (4a, 14a, 24a) und zwei Nutflanken (4b, 4c, 14b, 14c, 24b, 24c) aufweist.
Steckerteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (3) in asymmetrischer Lage in der Nut (4, 14, 24) angeordnet ist, wodurch in der Nut (4, 14, 24) ein Expansionsraum (E) gebildet ist, so dass die Umfangsdichtung (3) im Betriebszustand ausschließlich an der Nutflanke (4b, 14b, 24b) anliegt, mit der sie stoffschlüssig verbunden ist und von der gegenüberliegenden Nutflanke (4c, 14c, 24c) beabstandet ist.
Steckerteil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Expansionsraum (E) derart ausgebildet ist, dass eine Ausdehnung der Umfangsdichtung (3), wie sie im Betriebszustand bei einer gegenüber der Raumtemperatur erhöhten Temperatur oder durch Quellung unter dem Einfluss des Fluids auftritt, senkrecht zur Wirkungsrichtung der Vorpresskraft (F_V) erfolgt, wobei im Betriebszustand der gegenüber dem Vergleichsdruck (p₂) erhöhte Druck (p₁) oder ein Zwischendruck (p₃) die Vorpresskraft (F_V) der Umfangsdichtung (3) erhöht.
Steckerteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) aus einem Werkstoff besteht, welcher einen derart höheren thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten als das Kupplungsteil (2, 2a, 2b) aufweist, dass der Spalt (7, 7a, 7b) bei steigenden Temperaturen kleiner wird.
Steckerteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (5) zwei oder mehr umfangsgemäß ausgebildete Ausnehmungen (4, 14, 24) angeordnet sind, wobei in allen Nuten (4, 14, 24) jeweils eine Umfangsdichtung (3), entsprechend der Position, in der sie im Betriebszustand den Spalt (7a, 7b) der Aufnahmeöffnung (6) verschließt, mit einer Nutflanke (4b, 14c, 24c) stoffschlüssig verbunden ist.
Steckerteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (5) zur Verbindung mit einem Verbindungssystem, welches zwei Kupplungsteile (2a, 2b), wie die von Fluidleitungen, aufweist, mindestens zwei auf einander gegenüberliegenden Enden (A, B) des Grundkörpers (5) angeordnete umfangsgemäß ausgebildete Ausnehmungen (14, 24) vorgesehen sind, die jeweils einen Grund (14a, 24a) sowie mindestens eine Flanke (14b 24b) aufweisen, wobei in den beiden Ausnehmungen (14, 24) jeweils eine Umfangsdichtung (3) mit der Flanke (14b, 24b), die auf der Seite, die der Mitte des Grundkörpers (5) am nächsten liegt, stoffschlüssig verbunden ist.
Steckerteil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Enden (A, B) des Grundkörpers (5), auf denen jeweils umfangsgemäß mindestens die Ausnehmung (14, 24) ausgebildet ist, ein umfangsgemäß verlaufender Abschnitt (8) ausgebildet ist, der einen Außendurchmesser (R_SB) aufweist, welcher größer ist als der Außendurchmesser (R_SA) an den Enden (A, B) des Grundkörpers (5).
Steckerteil (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (8) mindestens eine Anschlagfläche (FB, FC) für eines der beiden Kupplungsteile (2a, 2b), vorzugsweise zwei voneinander abgewandte Anschlagflächen (FB, FC) für beide Kupplungsteile (2a, 2b), aufweist.
Verbindungssystem für Leitungen, Armaturen oder Aggregate, die zur Führung eines mit einem gegenüber einem Vergleichsdruck (p₂) erhöhten Systemdruck (p₁) beaufschlagten Fluids, insbesondere von Kohlendioxid, bestimmt sind, wobei das Verbindungssystem mindestens ein Kupplungsteil (2, 2a, 2b), wie das einer Rohr- oder Schlauchleitung, das mit dem Kupplungsteil (2, 2a, 2b) verbindbare Steckerteil (1) und mindestens eine aus einem Elastomer bestehende Umfangsdichtung (3) umfasst, die in einer Ausnehmung (4, 14, 24) angeordnet ist, welche umfangsgemäß in einem Grundkörper (5) des Steckerteils (1) ausgebildet ist und die einen Grund (4a, 14a, 24a) sowie mindestens eine Flanke (4b, 14a, 24a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsdichtung (3), entsprechend einer Position, in der sie im Betriebszustand einen Spalt (7, 7a, 7b) der Aufnahmeöffnung (6) verschließt, mit der Flanke (4b, 14b, 24b) auf der Seite der Ausnehmung (4, 14, 24) in Richtung des auftretenden Druckgefälles stoffschlüssig verbunden ist.
Verbindungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerteil (1) entlang einer Steckachse (X-X) in eine Aufnahmeöffnung (6) des Kupplungsteils (2) mit einem durch den Grundkörper (5) gebildeten Schaft, auf dessen Mantelfläche die Nut (4) umfangsgemäß verläuft, einsteckbar ist, wodurch senkrecht zur Steckachse (X-X) eine radiale Verpressung der Umfangsdichtung (3) erfolgt.
Verbindungssystem nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch die Merkmale eines der Ansprüche 2 bis 10.