DE2657215B2 - Schnell-lösbare Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schnell-lösbare Kupplung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der GB-PS11 93 759 bekannt ist

Bei der bekannten Kupplung besitzt die Kupplungsmuffe zwei in Richtung auf den Kupplungsstecker vorstehende Arme, die an den Enden hakenförmig ausgebildet sind und eine Kante des Kupplungssteckers übergreifen. Die Arme sind etwa in der Mitte ihrer Länge sowie an ihrem Ende unterstützt, so daß sie im rückwärtigen Bereich hohl über dem Körper der Kupplungsmuffe liegen. Da die Arme aus Kunststoff bestehen, werden ihre vorderen hakenförmigen Enden bei einem Druck auf die rückwärtigen Bereiche von dem Kupplungsstecker abgehoben, so daß die Kupplung gelöst wird.

Bei der bekannten Kupplung haben'die Arme eine große axiale Länge, weil die Druckaufnahmebereiche sich in Längsrichtung an die Rasten anschließen. Die Arme bzw. Rasten können eine Behinderung bilden, an der man hängenbleibt und sie können sogar durch Umbiegen nach außen abgebrochen werden. Schließlich ist eine feste Verbindung zwischen Kupplungsmuffe und Kupplungsstecker nicht zu erreichen, weil beide Teile lediglich aneinander verhakt, nicht aber unter ständiger Spannung gegeneinandergedrückt werden.

Insbesondere auf medizinischem Gebiet besteht das Bedürfnis nach einer einfachen Kupplung, mit der nicht nur zwei Leitungen aneinandergesetzt werden, indem einfach das eine TeU der Kupplung in das andere eingeschoben wird, sondern bei dem die beiden Teile auch leicht unter ganz geringer Bewegung des einen Kupplungsteiles ineinandergeschoben und wieder gelöst werden können. Dies ist insbesondere wichtig, wenn eines der beiden Kupplungsteile an einen Patienten angeschlossen ist Eine weitere Forderung für eine derartige Kupplung besteht darin, daß sie einfach ist und daß jedes ihrer beiden Teile als einstückige Konstruktion ausgebildet ist und beispielsweise im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine schnell-lösbare Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei kurzen axialen Abmessungen eine sichere und feste Verbindung gewährleistet und mit kleinen Relativbewegungen der beiden Teile zusammenzustekken bzw. zu lösen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Da die Rasten Bestandteil des geschlossenen Ringes sind, stehen sie nicht einzeln ab und sie bilden keine Gefahr zum Hängenbleiben und Umknicken bzw. Abbrechen. Zum Lösen der Kupplung wird der Ring verformt, so daß er sich an den Stellen der Rasten aufweitet, während er in Querrichtung zusammengedrückt wird. Durch die Verwendung eines geschlossenen Ringes besteht außerdem eine erhöhte Formstabilität sowie eine Sicherheit gegen Materialermüdung, da die beiden Rasten jeweils von zwei Seiten her in Richtung gegeneinander gezogen werden.

Zu einer festen Verbindung der beiden Teile der Kupplung trägt außerdem das Merkmal des Anspruchs 2 bei. Die Rastflächen und die Blockierflächen gleiten so aufeinander, daß infolge der Schräge dieser Flächen die Kupplungsmuffe und der Kupplungsstecker, die sich mit anderen Fläche aneinander abstützen, axial gegeneinandergezogen werden. Die Verbindung steht daher ständig unter einer gewissen Spannung, so daß sie spielfrei ist

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der beiden Kupplungsteile vor dem Zusammenkuppeln,

F i g. 2 zeigt einen Längsschnit der Kupplungsmuffe

mit eingesetztem und blockiertem Kupplungsstecker,

F i g. 3 zeigt eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g. 2 aus Richtung des Pfeiles 3-3,

F i g. 4 zeigt eine ähnliche Ansicht wie F i g. 3, wobei der Ring der Kupplungsmuffe zusammengedrückt wird, damit die Rasten den Blockierring des Kupplungsstekkers freigeben,

F i g. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer modifizierten Form der Rasten und Blockiervorsprunge,

F i g. 6 zeigt in einer ähnlichen Ansicht wie F i g. 3 eine Modifizierung, bei der der Blockierring des Kupplungssteckers liarch zwei einander gegenüberliegende Blockiervorsprünge ersetzt ist, und die Kupplungsteile zur Sicherung gegen Verdrehen miteinander verkeilt sind, und

Fig.7 zeigt in Stirnansicht, ähnlich wie Fig. 1, eine Ausführungsform einer Mehrleitungskupplung.

Die Kupplungsmuffe 10 weist einen nach außen ragenden Anschlußstutzen 12 auf, der abdichtend mit einem Rohr oder einer Leitung 13, beispielsweise durch Kleben, verbunden wird. Der Kupplungsstecker 14 besitzt ebenfalls einen Anschlußstutzen 16, an dem in gleicher Weise ein Rohr oder eine Leitung 18 befestigt wird. Wenn die Teile 10 und 14 miteinander verbunden werden, entsteht eine fluiddichte Verbindung der Leitungen 13 und 18. Die Teile 10 und 14 sind vorzugsweise jeweils einstückig aus Kunststoff gegossen, beispielsweise aus einem Polymerharz.

Das dem rohrförmigen Teil 12 abgewandte Ende der Kupplungsmuffe 10 wird von einem Ring 20 gebildet, der zwei einander gegenüberliegende Rasten 22 und 24 aufweist, welche nach innen vorstehen und sich über eine begrenzte Strecke, die normalerweise etwa 30° einnimmt, über die Innenseite des Ringes 20 erstreckt Jede Raste hat pyramidenförmigen Querschnitt, wie F i g. 2 zeigt, und weist eine schräge äußere Führungsfläche 26 und eine schräge innere Rastfläche 28 auf.

Die Wand 30 des Ringes 20 ist relativ dünn, so daß der Ring 20 als ziemlich steife Feder wirkt, die durch Einwirkung einer quer zum Ring wirkenden Druckoder Ausdehnungskraft geringfügig abgeflacht wird. Um eine solche Druclikraft aufbringen zu können, weist die Wand des Ringes 20 verdickte Abschnitte 31 und 32 auf, die außen flache Druckaufnahmebereiche 34 und 36 zum Angreifen der Finger haben. Eine Verbindungsgerade zwischen den einander gegenüberliegenden Druckaufnahmebereichen 34, 36 steht rechtwinklig auf einer Verbindungsgeraden, die durch die einander gegenüberliegenden Rasten 22 und 24 hindurchgeht. Da die Wandstärke des Flinges 20 an den Rasten 22 und 24 und an den Druckiaufnahmebereichen 34 und 36 vergrößert ist, ist die Flexibilität des Ringes 20 an den zwischen den Rasten 22 und 24 und den Druckaufnahmebereichen 34 und 36 liegenden Stellen 38,40,42,44 am größten. Wenn daher vom Benutzer mit den Fingern eine Druckkraft quer zu den Druckaufnahmebereichen 34 und 36 in Richtung der Pfeile P-P in Fig.4 aufgebracht wird, ergibt sich die maximale Verbiegung des Ringes 20 in der Nähe der Stellen 38..., 44 und die Rasten 22 und 24 verschieben sich nach außen in Richtung der Pfeile Λ-Jf in F i g. 4, da der Ring 20 durch die Druckkraft geringfügig abgeflacht wird. Da an den Stellen 38..., 44 die g rößte Flexibilität vorhanden ist, ist an diesen Stellen auch die Biegung der dünnen Ringwand 30 bei einer Bewegung der Rasten 22 und 24 am größten. Das Teil 10 kann auch zwei Entspannungsschlitze 46 und 48 an der inneren Stirnseite des Ringes 20 aufweisen. Solche Schlitze bewirken, obwohl sie für die Grundwirkung der Vorrichtung nicht wesentlich sind, dennoch eine freiere Rastenwirkung der Rasten 22 und 24. Die Position der Schütze 46 und 48 in bezug auf die Rasten 22 und 24 kann so gewählt sein, daß beide Teile um 90° auseinanderliegen, wobei die Schlitze 46 und 48 sich in Ausrichtung zu den Druckaufnahmebereichen 34 und 36 befinden, und nicht in Ausrichtung zu den Rasten 22 und 24, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist
Der Kupplungsstecker 14 weist in der Nähe seines

ίο äußeren Endes einen umlaufenden Rast- und Blockierring 50 auf. Dieser besitzt eine abgeschrägte Führungsfläche 52, die mit der Führungsfläche 26 der Rasten 22 und 24 zusammenwirkt Die äußere Schrägfläche 54 des Ringes 50 dient als Blockierfläche und wirkt mit der Rastfläche 28 der Rasten 22 und 24 zusammen. Um den Kupplungsstecker 14 einwandfrei in die Kupplungsmuffe ZO einsetzen zu können, so daß die gewünschten Kräfte in der richtigen Weise auf die Rasten einwirken, besitzt der Kupplungsstecker 14 einen rohrförmigen Ansatz 56, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß er genau in eine Bohrung; 58 des verdickten Wandabschnittes 60 der Kupplungsmuffe 10 hineinpaßt Die Bohrung 58 ist mit dem engeren Abschnitt des Anschlußstutzens 12 über eine schräge Schulter 62 verbunden. Wenn der Kupplungsstecker 14 zu Beginn in das offene Ende der Kupplungsmuffe 10 eingesetzt wird, tritt der Anratz 56 von rechts her in die Bohrung 58 ein, wodurch eine exakte Ausrichtung der Teile 14 und 10 zueinander bei dem nachfolgenden Blockier- und

Abdichtungsvorgang sichergestellt ist

Der Ansatz 56 ist erst ein kurzes Stück in die Bohrung 58 eingedrungen, wenn die Führungsfläche 52 des Blockierringes 50 an den Führungsflächen 26 der Rasten 22 und 24 angreift Beim weiteren Einschieben des Kupplungssteckers 14 drückt die Führungsfläche 52 die Führungsflächen 26 nach außen und übt damit einen Ausdehnungsdruck in Richtung der Pfeile X-A'in F i g. 4 aus. So entsteht die Bewegung der Rasten 22 und 24, wie sie oben in Verbindung mit F i g. 4 beschrieben wurde.

Wenn die Führungsfläche 52 die Führungsflächen 26 passiert hat, greifen die Rastflächen 28 der Rasten 22 und 24 an der Blockierfläche 54 des ringförmigen Blockiervorsprungs 50 an. Die in dem Blockiervorsprung 20 durch die auf die Rasten 22 und 24 ausgeübte Aufweitung gespeicherte Federkraft treibt die Rastfläche 28 auf der Blockierfläche 54 nach unten und drückt den Kupplungsstecker 14 in seine Endposition und verriegelt ihn in dieser Stellung. Das Teil 14 besitzt einen rohrförmigen Zwischenbereich 66, dessen Außendurchmesser etwas größer ist als derjenige des rohrförmigen Ansatzes 56. Die rohrförmigen Bereiche 56 und 66 sind durch eine schräge Ringschulter 68 miteinander verbunden, deren Außenfläche in Dichtungseingriff mit der rechtwinkligen Kante am inneren Ende 70 des verstärkten Wandbereiches 60 ist Im blockierten Zustand hat die Stirnfläche 64 des Teiles 56 einen geringen Abstand von der Schrägfläche 62, so daß der Dichtungseingriff der Teile 68 und 70 nicht beeinträchtigt wird. Da die Teile 10 und 14 unter der Wirkung des gespannten federnden Ringes 20 in ihre Verriegelungs- und Abdichtposition bewegt werden, entsteht ein hörbares Klicken, das gleichzeitig anzeigt, daß der Verriegelungs- und Abdichtungszustand erreicht ist und daß die Teile der Kupplung voll in Eingriff

b5 sind. Die gleichzeitige Blockierung und Abdichtung stellt sicher, daß ein unbeabsichtigtes Lösen der Kupplungsteile tatsächlich unmöglich ist
Wenn die beiden KuDDlunesteile voneinander eelöst

werden sollen, wird eine feste Druckkraft auf die Druckaufnahmebereiche 34 und 36 ausgeübt, wodurch die oben im Hinblick auf F i g. 4 beschriebene Wirkung eintritt, um die Rasten 22 und 24 von dem Blockiervorsprung 50 zu lösen. Daraufhin kann der Kupplungsstekker 14 leicht aus der Kupplungsmuffe 10 herausgezogen werden.

Der maximale Außendurchmesser des Blockiervorsprungs 50 ist wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des Ringes 20 im Zustand des stärksten Zusammendrückens, wie Fig.4 zeigt, so daß die beschriebene Wirkung eintritt, ohne daß die Innewand des Ringes 20 den Blockiervorsprung 50 berührt

Obwohl bei dem obigen Ausführungsbeispiel ebene Führungsflächen 26 an den Rasten 22 und 24 und eine Führungsfläche 52 an dem Blockiervorsprung 50 vorgesehen sind, können auch entweder die Führungsflächen an den Rasten oder die Führungsfläche an dem Blockierring, oder beide, gekrümmt sein oder ungleiche Neigungswinkel haben. Das gleiche gilt für die Rastflächen 28 und 54. Die Bedeutung dieser Merkmale sei anhand von F i g. 5 erläutert Diese Abbildung zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform 50a des Blockiervorsprungs und eine abgeänderte Ausführungsform 24a einer Raste. Jeder dieser Querschnitte stellt ein kreisförmiges Profil für den Blockiervorsprung und für die Raste dar. Die Tangente T durch die Berührungspunkte der beiden Berührungsflächen verläuft unter einem schrägen Winkel zur axialen Richtung, in der die Kupplungskraft V durch die Vorrichtung verläuft. Auf diese Weise wird eine Kraft Crechtwinklig zu der Tangente zwischen den Teilen 50a und 24a ausgeübt Diese Kraft Cläßt sich in eine vertikale Kraft V und eine horizontale Kraft H auflösen, die die gewünschte Ausdehnungskraft zum Auseinanderspreizen der Rasten enthält, wie es zuvor unter Bezugnahme auf F i g. 4 erläutert wurde. Hieraus ersieht man, daß die gewünschten Kräfte zum Auseinanderspreizen der Rasten oder zum Eintreiben des Kupplungssteckers 14 in seine Verriegelungsposition entstehen, solange die Profile der Rasten 22 und 24 und der Blockiervorsprung 50 einander an einer Fläche des Ringes oder der Rasten berühren, die bzw. deren Tangente unter einem Winkel zur Achsrichtung des Ringes 20 geneigt ist Eine derartige Fläche wird hier vereinfacht als zur Achsrichtung »geneigt« bezeichnet

Zusätzlich können die gegeneinanderstoßenden Flächen jeweils flach ausgebildet sind, anstatt fluiddichte Abdichtungen zwischen der kantigen Ecke der Fläche 70 zu bilden. Ferner können Dichtungsteile wie O-Ringe zwischen diesen Flächen oder zwischen dem rohrförmigen Teil 56 und der Bohrung 58 angeordnet werden. Anstelle eines ringförmigen Blockiervorsprunges 50, wie in F i g. 3 dargestellt, kann der Kupplungsstecker 14 zur Erzielung der Blockierfunktion zwei einander gegenüberliegende separate Vorsprünge 72 und 74 aufweisen, wie F i g. 6 zeigt

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Blockiervorsprünge 72 und 74 im wesentlichen der Kontur der Rasten 22 und 24 des Kupplungssteckers 10 angepaßt Diese Form kann benutzt werden, wenn die Kupplungsteile mit einem Keil 76 an dem rohrförmigen Ansatz 56, der in einer in der Innenwand des verstärkten Wandteiles 60 gebildeten Keilnut 78 liegt, miteinander verkeilt sind. Eine derartige Verkeilung kann benutzt werden, wenn Relativdrehungen zwischen den beiden Kupplungssteilen verhindert werden sollen und um die Kupplungsteile 10 und 14 in gegenseitiger Winkelausrichtung zu halten.
Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung führt auf sehr einfache Weise auch zu unterschiedlichen Arten von Mehrleitungs-Kupplungen, von denen ein Beispiel in F i g. 7 dargestellt ist Bei dieser Ausführungsform weist der Kupplungsstecker 80 eine Anzahl von Bohrungen 82,84 usw. auf, von denen jede, ähnlich wie

m es für die Teile 10 und 12 in F i g. 3 beschrieben wurde, eine Leitung aufnehmen kann. Typischerweise sind sechs derartiger Bohrungen in Winkelabständen von 60° um die Achse des Teils 80 angeordnet obwohl selbstverständlich auch andere Bohrungszahlen möglich

r> sind. Die den Rasten 22 und 24 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels entsprechenden Rasten 86 und 88 befinden sich an der Innenseite des Ringes 90, der dem Ring 20 entspricht. Wie im Falle des Ringes 20 ist auch der Ring 90 als durchgehender Ring mit verdickten und

2D dünneren Wandbereichen ausgebildet, um im wesentlichen dieselbe Funktion zu erfüllen wie der Ring 20. In gleicher Weise ist das Kupplungsteil 92 in F i g. 7 mit mehreren Bohrungen 94, % usw. versehen, die den Bohrungen 82, 84 usw. entsprechen und in gleicher

:5 Anzahl vorhanden sind, so daß die mit den Bohrungen 82, 84 usw. verbundenen Leitungen an die mit den Bohrungen 94, 96 usw. verbundenen Leitungen angekuppelt werden können. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 6 wird die Funktion des Kupplungsstek-

3(1 kers vorzugsweise von zwei Blockiervorsprüngen 98 und 100 wahrgenommen, die mit den Fassungsrasten 86 und 88 zusammenwirken. Zur Erzielung der richtigen Ausrichtungen der Bohrungen 82, 84, 94,96 usw. ist in der Basisplatte der Kupplungsmuffe 80 eine Stange 102

r> in einer Bohrung 104 befestigt Eine Seite der Stange 102 trägt einen Keil 106, der in einer Keilnut 108 liegt Die Keilnut 108 befindet sich in der Innenwand einer Bohrung 110, die im Kupplungszustand der Bohrung 104 gegenüberliegt Die Bohrungen 94 und 96 führen in

4(i Durchlässe 110 und 112 hinein, die in die Offnungen 114 und 116 münden. In gleicher Weise führen die Bohrungen 82 und 84 in Durchlässe 118 und 120, die jeweils in bezug auf die öffnungen 114 und 116 ausgerichtet werden. In die die Durchlässe 118 und 120 umgebenden Flächen des Teiles 80 sind O-Ringe 122, 124 eingesetzt, gegen die sich die die Öffnungen 114 und 116 des Kupplungssteckers 92 umgebenden Flächen legen, so daß eine fluiddichte Abdichtung zwischen den zueinander ausgerichteten öffnungen und Durchlässen

ίο entsteht Der Kupplungsstecker 92 kann mit einem Flansch 126 versehen sein, der Schraublöcher 128 aufweist so daß der Kupplungsstecker an einer Montagewand oder an einem anderen geeigneten Montageteil angeschraubt werden kann.

Außer der Schaffung einer abdichtenden Verbindung zvischen Fluidleitungen kann die Kupplung für jede ArI von schnell-lösbarer Verbindung benutzt werden, beispielsweise als elektrische Kupplungen. Die Druckaufnahmebereiche 36 können zur Erhöhung dei

bo Griffigkeit mit profilierten Reibflächen versehen werden. Die Kupplungsteile und die durch sie verbundenen Vorrichtungen müssen nicht notwendigerweise zylindrischen Querschnitt haben. Die Ausdrücke »Rohr« unc »rohrförmig« sind daher in allgemeinem Sinne zt verstehen und umfassen auch Rohre und Leitungen mil nicht-kreisförmigem Querschnitt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schnell lösbare Kupplung, bestehend aus einer Kupplungsmuffe und einem in diese einschiebbaren Kupplungsstecker mit einer oder mehreren An- s schlußöffnungen, wobei an einem Kupplungsteil nach innen vorstehende Rasten mit Führungsflächen und Rastflächen und an dem anderen Kupplungsteil ein im Kupplungszustand mit den Rasten zusammenwirkender Blockiervorsprung vorgesehen ist, der beim Kuppeln zunächst die Rasten nach außen drückt, die dann in den Raum hinter dem Blockiervorsprung einrasten, wobei die Rasten an einem Teil aus elastischem Material angeordnet sind, das versetzt zu den Rasten gegenüberliegende is Druckaufnahmebereiche aufweist, die bei Betätigen die Rasten freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten (22, 24) am Ende der Kupplungsmuffe (10) als Teil eines steifen geschlossenen Ringes (30) aus elastischem Material angeordnet sind, und die gegenüberliegenden Druckaufnahmebereiche (34, 36) versetzt zu den Rasten am Kupplungsmuffenumfang vorgesehen sind und diejenigen Bereiche des Ringes (20), die zwischen den Rasten (22, 24) und den Druckaufnahmebereichen (34,36) liegen, eine solche Flexibilität haben, daß der Ring sich bei Druckeinwirkung auf die Druckaufnahmebereiche (34, 36) in Querrichtung so weit aufweitet, daß die Rasten den Blockiervorsprung (50) des Kupplungstückes (14) freigeben.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastflächen (28) der Rasten (22,24) und eine Blockierfläche (54) an der Rückseite des Blockiervorsprunges (50) derart abgeschrägt sind, daß sie im Kupplungszustand die Kupplungsmuffe (10) und den Kupplungsstecker (14), nachdem diese axial gegeneinander-gestoßen sind, permanent weiter axial gegeneinanderdrücken.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (30) des Ringes (20) zwischen den Rasten (24,26) und den Druckaufnahmebereichen (34, 36) dünner ist als an den Rasten und in den Druckaufnahmebereichen.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Führungsflächen (26,52) an den Rasten (22,24) oder an dem Blockiervorsprung (50) in bezug auf die Achsrichtung geneigt ist

5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand so des Körpers (60) der Kupplungsmuffe (10) dicker ist als die Wand (30) des Ringes (20) und daß die Kupplungsmuffe (10) zwischen diesen Wänden Spannungsentlastungsschlitze (46,48) aufweist

6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsstecker und die Kupplungsmuffe jeweils mehrer öffnungen aufweisen, von denen jede an eine externe Leitung anschließbar ist

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