Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsstück gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1
oder Patentanspruch 3.
Bekannt ist ein Kupplungsstück in Form einer Steckkupplung für Druckleitungen
(DE 32 35 059 A1), welches zweiteilig ausgeführt ist, und zwar mit einem äußeren
Element und einem inneren Element. Das äußere Element ist hierbei hülsenartig mit
einer durchgehenden Öffnung, mit einem Außengewinde und mit einem
Außensechskant ausgeführt, so daß dieses äußere Element in eine Gewindebohrung
eines Gehäusekörper seines Bauteils oder einer Komponente durch Einschrauben
befestigt werden kann. Das innere Element, das ebenfalls hülsenartig ausgeführt ist und
einen beidendig offenen Kanal besitzt, ist von einer Stirnseite des äußeren Elementes
her in dessen Ausnehmung einführbar und dort zur Herstellung einer Verbindung
zwischen beiden Elementen durch Einrasten federnder Rastelemente hinter einer
Rastfläche verriegelbar.
Durch diese bekannte Ausbildung besteht die Möglichkeit, das äußere, hülsenartige
Element bereits bei der Herstellung der jeweiligen, das Gehäuseteil aufweisenden
Komponente in der dortigen Gewindebohrung zu montieren. Beim Anwender,
beispielsweise beim Hersteller von Maschinen usw. kann dann die Verbindung der das
Gehäuseteil aufweisenden Komponente mit einer Schlauchleitung durch einfaches
Einschieben des an dieser Schlauchleitung vormontierten inneren Elementes in das
äußere Element erfolgen. Dadurch, daß das äußere Element des Kupplungsstückes in die
Gewindebohrung des Gehäuseelementes eingeschraubt ist, ist im Bedarfsfalle,
beispielsweise für Reparaturzwecke durch Herausschrauben des äußeren Elementes ein
Lösen der Verbindung grundsätzlich möglich.
Bekannt ist weiterhin eine Rohrkupplung (US 738 503), die zum Verbinden zweier
Rohre dient und zwei Kupplungselemente aufweist, von denen jedes jeweils an einem
Ende eines Rohres befestigt ist. Die beiden Kupplungselemente sind ineinander steckbar
und durch Einrasten miteinander verbindbar. Als Rastelement dienen zwei kreisförmige
Ringe, die jeweils mit einem schrägen Schlitz versehen sind.
Bekannt ist auch eine Schnappverbindung mittels Sprengring für drehbare Gelenke mit
Abdichtung (DE 37 28 898). Es geht hier aber nicht um Kupplungsstücke zum Herstellen
einer Fluid-Verbindung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kupplungsstück aufzuzeigen, welches eine schnelle
und zuverlässige Steckverbindung zwischen Hydraulik-Komponenten ermöglicht, die im
Bedarfsfall einfach und schnell wieder gelöst werden kann und insbesondere auch für
die in Hydraulik-Systemen herrschenden hohen Drücke geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Kupplungsstück entsprechend dem Patentanspruch 1
oder Patentanspruch 3 ausgebildet.
Entsprechend dem Patentanspruch 1 ist die Rastfläche von wenigstens einem
Verriegelungselement gebildet, welches durch Einschieben in einer Achsrichtung quer
zu derjenigen Achsrichtung, in der das innere Element in das äußere Element einführbar
ist, lösbar am äußeren Element vorgesehen. Durch das Lösen dieses
Verriegelungselementes ist im Bedarfsfalle ein einfaches und schnelles Lösen der über
die Kupplung hergestellten Verbindung möglich.
Entsprechend dem Patentanspruch 3 dient als federndes Rastelement ein am inneren
Element des Kupplungsstückes vorgesehener Ring, der kegelstumpfförmig ausgeführt ist
und eine schräg zur Achse des Ringes verlaufenden Schlitz besitzt. Diese Ausbildung
des Rastelementes ist eine besonders zuverlässige und insbesondere auch für den
Hydraulikbereich bzw. die dort herrschenden hohen Drücke geeigneten Rastverbindung
zwischen den Elementen des Kupplungsstückes erreichbar.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung
wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt bzw. in einem Schnitt
entsprechend der Linie VI-VI eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Kupplungsstückes;
Fig. 3 in einer vereinfachten Darstellung und im Schnitt eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kupplungsstückes;
Fig. 4 und 5 in einer Schnittdarstellung sowie in vergrößerter Teildarstellung und
teilweise im Schnitt eine Ausführung eines Kupplungsstückes gemäß dem Stand
der Technik nach der DE 40 11 756;
Fig. 6 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I und II-II der Fig. 5;
Fig. 7 in vereinfachter Darstellung sowie im Schnitt eine zweite Ausführung eines
Kupplungsstückes nach dem Stand der Technik nach der DE 40 11 756;
Fig. 8 und 9 in Seitenansicht und im Schnitt sowie
eine dritte mögliche Ausführung nach dem Stand der Technik nach der
DE 40 11 756;
Fig. 10 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 eine weitere Ausführung nach dem Stand
der Technik nach der DE 40 11 756;
Fig. 11 und 12 in vergrößerter Detaildarstellung die Spreizhülse zur Verwendung
bei dem Kupplungsstück der Fig. 10 in einer Stirnansicht sowie im Schnitt
entsprechend der Linie III-III der Fig. 11;
Fig. 13 einen Zuschnitt aus Federblech zur Herstellung der Spreizhülse nach den
Fig. 11 und 12;
Fig. 14 eine Entriegelungshülse zusammen mit einer Teildarstellung eines zweiteiligen
Kupplungsstückes.
In den Figuren ist 1 ein Fluidtechnik-Bauelement, das heißt beispielsweise ein hydraulisches
Bauelement bzw. der Körper eines solchen Bauelementes, welches die
unterschiedlichste Formgebung und/oder Funktion aufweisen kann, beispielsweise ein
Zylinder, ein Verkettungsblock, ein Ventil, eine Hydraulik-Pumpe oder dergleichen
Fluidtechnik- bzw. Hydraulik-Komponente sein kann. An das Hydraulik-Bauelement 1
bzw. an eine in diesem Bauelement ausgebildete Flüssigkeitsführung 2, die zum Beispiel ein
Kanal, eine Kammer oder dergleichen Flüssigkeitsführung für die unter Druck stehende
hydaulische Flüssigkeit ist, ist das eine Ende einer Leitung, die bei der Ausführungsform
nach Fig. 4 ein Schlauch 3 ist, angeschlossen und zwar unter Verwendung eines
Kupplungsstückes 4, an dem das eine Ende des Schlauches 3 in geeigneter Weise,
beispielsweise unter Verwendung einer Quetsch-Hülse unlösbar befestigt ist.
Das Kupplungsstück 4 ist zweiteilig ausgebildet und besteht zunächst aus einem
äußeren, hülsenartigen Element 5, welches an einem ersten, in der Fig. 4 oberen
Abschnitt 5' an seiner die Hülsenachse umschließenden Umfangsfläche eine Werkzeug-
Angriffsfläche bildet, das heißt bei der dargestellten Ausführungsform als Sechskant für
übliche Maulschlüssel ausgebildet ist. Dieser Abschnitt 5' weist auch die in der Fig. 4
obere Stirnseite 6 des hülsenartigen Elementes auf. An den Abschnitt 5' anschließend
besitzt das hülsenartige Element den Abschnitt 5", der die in der Fig. 4 untere Stirnseite
7 des hülsenartigen aus Metall gefertigten Elementes 5 bildet und am Umfang mit einem
Außengewinde 8 versehen ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der kleinste
Durchmesser des Abschnittes 5'.
Das hülsenartige Element 5, welches mit seinem Außengewinde 8 von der Außenseite
des Hydraulik-Bauelementes 1 her in ein Innengewinde des im Querschnitt
vergrößerten Abschnittes 2' der Flüssigkeitsführung 2 eingeschraubt ist, besitzt eine
durchgehende, das heißt von der Stirnseite 6 bis an die Stirnseite 7 reichende Bohrung 9, die
über ihre gesamte Länge einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und achsgleich mit
der Achse des hülsenartigen Elementes 5 liegt. Ausgehend von der Stirnseite 6 besitzt
die Bohrung 9 zunächst einen Abschnitt 9' und daran anschließend einen bis an die
Stirnseite 7 reichenden Abschnitt 9", der einen im Vergleich zum Abschnitt 9' größeren
Querschnitt aufweist. Am Übergang zwischen den Abschnitten 9' und 9" ist eine
ringförmige, die Achse des hülsenartigen Elementes 5 umschließende und im
wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse liegende Anlagefläche 10
gebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die axiale Länge der beiden
Abschnitte 9' und 9" etwa gleich. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Da der
Abschnitt 9' aber in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise zur axialen
Führung und radialen Fixierung des als Stecknippel ausgebildeten und ebenfalls aus
Metall gefertigten inneren Elementes 11 des Kupplungsstückes 4 dient, ist es
erforderlich, daß der Abschnitt 9' eine für diese Funktion ausreichende Länge aufweist.
Im Bereich der Stirnseite 6 bzw. an der dortigen Öffnung ist die Bohrung 9 bei der Abschrägung 9'''
angeschrägt, und zwar derart, daß sie sich im Bereich der dortigen Öffnung kegelförmig
erweitert.
Das Element 11 besteht im wesentlichen aus einem als Rohrstück oder Hülse
ausgebildeten Teil 12, welches eine kreiszylinderförmige Umfangsfläche aufweist und
mit einem Kanal 13 versehen ist, der achsgleich mit der Achse des Teiles 12 liegt und
am oberen Ende sowie am unteren Ende 12' des Teiles 12 offen ist. Am oberen Ende
des Teiles 12 ist ein auch als Schlauchtülle ausgebildeter Kopf 14 durch Hartlöten oder
auf andere geeignete Weise befestigt, und zwar derart, daß der Kanal 13 sich in einem
im Kopf 14 vorgesehenen Kanal 15 nach außen hin abgedichtet fortsetzt. An dem in der
Fig. 4 oberen Ende des Kopfes 14, der mit einem Teilbereich 14' als Handstück mit
einem im Vergleich zum Teil 12 vergrößerten Außendurchmesser ausgebildet ist, ist das
eingangs erwähnte eine Ende des Schlauches 3 befestigt.
Zwischen dem oberen und unteren Ende des Teiles 12 sind an diesem, über den
Umfang wegstehende, radial nach innen bewegbare federnde Rastelemente vorgesehen,
mit denen das als Stecknippel ausgebildete innere Element 11 durch Einrasten in dem
äußeren Element 5 gehalten ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind diese
Rastelemente von einer einzigen Spreizhülse 16 gebildet, die aus einem Federstahl mit
allen ihren Elementen einstückig durch Rollen und Stanzen hergestellt ist. Wie die
Fig. 5 und 6 besonders deutlich zeigen, ist die Spreizhülse 16 bei der Teilung 17 geteilt und
besitzt unter anderem einen hülsenartigen bzw. hohlzylinderartigen Abschnitt, der allerdings
infolge der Teilung 17 ebenfalls nicht vollständig geschlossen ist. An einer
gemeinsamen Seite des Abschnittes 18, das heißt bei der für die Fig. 4 und 5 gewählten
Darstellung an der oberen Seite des Abschnittes 18 besitzt die Spreizhülse 16 vier über
diese Seite wegstehende Spreizflügel 19, die an ihrer bezogen auf die Achse der
Spreizhülse 16 innen liegenden Seite konkav und an ihrer außen liegenden Seite
konvex, jeweils in etwa kreisbogenförmig gekrümmt und derart radial nach außen
gebogen sind, daß der radiale Abstand der Spreizflügel 19 von der Achse der
Spreizhülse 16 mit zunehmendem Abstand vom Abschnitt 18 zunimmt und die
Spreizflügel einen Winkel mit der Achse der Spreizhülse einschließen. Die Spreizflügel
19 weisen in Umfangsrichtung der Spreizhülse 16 jeweils die gleiche Breite auf.
Beidseitig von der Teilungsstelle 17 ist die Spreizhülse 16 mit jeweils einem Flügel 20
versehen. Die beiden Flügel 20 stehen über die gleiche Seite des Abschnittes 18 wie die
Spreizflügel 19 und bilden an ihrer innen liegenden und außen liegenden Seite jeweils
Zylinderflächen, die einen gleichbleibenden Abstand von der Achse der Spreizhülse 16
aufweisen und in die entsprechenden Innen- und Außenflächen des Abschnittes 18
übergehen. Diese nicht gespreizten Flügel 20 dienen in der nachstehend noch näher
beschriebenen Weise zur Halterung bzw. Fixierung der Spreizhülse 16 an dem Element
11 bzw. dessen Teil 12.
Zur Halterung und Fixierung der Spreizhülse 16 besitzt das Teil 12 an seiner
Außenfläche eine ringförmige Ausnehmung bzw. Eindrehung 21, die axial, das heißt an
beiden Seiten jeweils durch eine Schulter bzw. Ringfläche 22 bzw. 23 begrenzt ist, die
in einer senkrecht zur Achse des Teiles 12 verlaufenden Ebene liegt. Im Bereich der in
den Fig. 4 und 5 oberen Ringfläche 22 sowie im Bereich der in diesen Figuren
unteren Ringfläche 23 besitzt die Eindrehung 21 eine Tiefe, die mindestens gleich,
bevorzugt jedoch größer ist als die Dicke des für die Herstellung der Spreizhülse 16
verwendeten Flachmaterials. Weiterhin ist die Eindrehung 21 sowohl im Bereich der
Ringfläche 22 als auch im Bereich der Ringfläche 23 jeweils im wesentlichen
kreiszylinderförmig ausgebildet, und zwar mit einem Durchmesser, der geringfügig
größer ist als der Durchmesser des Abschnittes 18 der Spreizhülse 16 im entspannten
Zustand. Die axiale Breite der Eindrehung 21 insgesamt, das heißt der Abstand der
Ringflächen 22 und 23 ist gleich der axialen Länge, die die Spreizhülse 16 im Bereich
der Flügel 20 aufweist und damit gleich dem Abstand zwischen dem in der Fig. 5
unteren Rand des Abschnittes 18 und dem freien Ende der Flügel 20. Die in die
Eindrehung 21 eingesetzte Spreizhülse stützt sich somit mit den freien Enden der beiden
Flügel 20 an der Ringfläche 22 und mit dem den Spreizflügeln 19 und den Flügeln 20
abgewendeten unteren Seite bzw. Rand gegen die Ringfläche 23 ab und ist damit auch
axial nicht verschiebbar in der Eindrehung 21 bzw. am Teil 12 gehalten. Die axiale
Breite des Abschnittes 21" entspricht der axialen Breite des Abschnittes 18 der
Spreizhülse 16. Zwischen den beiden Abschnitten 21' und 21" weist die Eindrehung 21
noch einen Abschnitt 21''' auf, an welchem sich der Außendurchmesser mit
zunehmendem axialem Abstand vom Abschnitt 21" kegelstumpfförmig vergrößert, und
zwar entsprechend der Neigung der Spreizflügel 19. Der Abschnitt 21''' bildet eine
Anlage- und Stütztfläche für die Spreizflügel 19. Der Abschnitt 21''' bildet eine Anlage-
und Stützfläche für die Spreizflüge, die allerdings mit einer das freie Ende dieser
Spreizflügel 19 aufweisenden Länge, die in etwa gleich der axialen Breite des
Abschnittes 21' ist, über die der Ringfläche 22 zugewendeten Seite des Abschnittes 21'''
wegstehen und an ihren freien Enden auch radial über die Umfangsfläche des Teiles 12
vorstehen. Der maximale Durchmesser des Abschnittes 21''' ist auf jeden Fall
mindestens um die doppelte Stärke des für die Herstellung der Spreizhülse 16
verwendeten Flachmaterials kleiner als der Außendurchmesser, den das Teil 12
außerhalb der Eindrehung 21 aufweist, so daß das als Stecknippel ausgebildete Element
11 in der nachfolgend noch näher beschriebenen Weise durch Einführung und Einrasten
im Element 5 veranket werden kann.
Um trotz des Abschnittes 21''' ein beidendiges Anliegen der Spreizhülse 16 im Bereich
der Flügel 20 an den Ringflächen 22 und 23 zu erreichen und außerdem auch ein
Verdrehen der Spreizhülse 16 um die Achse des Teiles 12 zu verhindern, ist die
Eindrehung 21 dort, wo bei montierter Spreizhülse 16 die Flügel 20 angeordnet sind,
mit einer Abflachung 24 versehen, die sich über die gesamte axiale Breite der
Eindrehung, das heißt über den gesamten Bereich zwischen den Ringflächen 22 und 23 in
sämtlichen Abschnitten 21', 21" und 21''' erstreckt.
Im Bereich des Endes 12' ist das Teil 12 mit einer die Achse dieses Teiles konzentrisch
umschließenden ringförmigen Nut 25 versehen, die sowohl zum Umfang, als auch zum
Ende 12' hin derart offen ist, daß ein in dieser Nut 25 angeordneter Dichtungs- bzw. O-
Ring 26 bei am Hydraulikbauteil 1 befestigtem Kupplungsstück 4 nicht nur an seinem
radial außen liegenden Umfangsbereich, sondern auch stirnseitig jeweils gegen eine
Dichtungsfläche 27 bzw. 28 anliegt, die in der Flüssigkeitsführung 2 des Hydraulik-
Bauelementes 1 ausgebildet sind. Da die Nut 25 so ausgeführt ist, daß der O-Ring 26
auch an seinem in der Fig. 4 unteren Bereich teilweise von der Nut 25 aufgenommen
ist, ist der O-Ring 26 unverlierbar am Teil 12 gehalten. Durch geeignete
Materialauswahl sowie durch einen entsprechend großen Querschnitt ist dafür gesorgt,
daß der O-Ring ein besonders großes Rückfedervolumen aufweist.
Die Dichtungsfläche 27, mit der der O-Ring 26 mit seinem radial außen liegenden
Bereich zusammenwirkt, ist von der kreiszylinderförmigen Innenfläche eines
Abschnittes 2" der Flüssigkeitsführung 2 gebildet, der (Abschnitt) einen im Vergleich
zum Abschnitt 2' kleineren Durchmesser aufweist, welcher in etwa gleich oder
geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Teiles 12. Die Fläche 27 des
Abschnittes 2" dient somit ebenfalls als Abstützfläche für eine radiale Abstützung bzw.
Fixierung des Teiles 12 bzw. des Elementes 11. Die Dichtungsfläche 28 ist dadurch
gebildet, daß die Flüssigkeitsführung 2 anschließend an den Abschnitt 2" einen
Abschnitt 2''' mit einem im Vergleich zum Abschnitt 2" verkleinerten Durchmesser
aufweist, so daß am Übergangsbereich zwischen den Abschnitten 2" und 2''' als
Schulter die ringförmige Dichtungsfläche 28 gebildet ist. Der Durchmesser des
Abschnittes 2''' entspricht dem Durchmesser des Teiles 12 am Ende 12'.
Die Verwendung des vorstehend beschriebenen Kupplungsstückes 4 erfolgt in der
Weise, daß beim Herstellen der später miteinander zu verbindenden Komponenten
eines hydraulischen Systems, beispielsweise bei der Herstellung der Hydraulik-Bauteile
1 und der Schläuche 3, mit denen diese Hydraulik-Bauteile verbunden werden sollen,
die Hydraulik-Bauteile 1 jeweils mit den Elementen 5 und die Leitungen jeweils mit
den Elementen 11 vormontiert werden. Dies ist bei der Fertigung der Hydraulik-
Bauteile, aber auch bei der Fertigung der Schläuche 3 ohne Probleme rationell möglich.
Nach dem Einbau der Hydraulik-Bauelemente 1 beispielsweise in ein Kraftfahrzeug
oder in eine Maschine können dann diese Bauelemente 1 in besonders einfacher und
montagefreundlicher Weise mit den Hydraulik-Leitungen verbunden werden, und
zwar durch Einstecken des jeweiligen Elementes 11 in das zugehörige Element 5. Bei
diesem Einstecken werden die Spreizflügel 19 der Spreizhülse 16 des Elementes 11
jeweils federnd radial nach innen gedrückt. Nach dem Passieren der Schulter bzw.
Ringfläche spreizen sich die Spreizflügel 19 wieder auseinander und rasten mit ihren
freien Enden hinter die Ringfläche ein, so daß das jeweilige Element 11 durch
Einrasten unlösbar am Element 5 gehalten und damit der Schlauch 3 mit dem
entsprechenden Hydraulik-Bauteil 1 verbunden ist. Mit dem O-Ring 26, der beim
Einstecken des Elementes 11 in das jeweilige Element 5 zunächst, das heißt bis zum
Einrasten der Spreizflügel 19 hinter die Anlagefläche 10, stärker elastisch komprimiert
wird und nach dem Einrasten der Spreizflügel 19 an der Anlagefläche 10 immer noch
elastisch verformt dicht gegen die Dichtungsflächen 27 und 28 anliegt, ist nicht nur der
Übergang zwischen dem Abschnitt 2''' der Flüssigkeitsführung und dem Kanal 13 nach
außen hin abgedichtet, sondern die mit dem Kupplungsstück 4 zum Hydraulik-Bauteil 1
hergestellte Verbindung insgesamt. Dies bedeutet auch, daß durch das
Zusammenwirken des O-Ringes 26 mit den Dichtungsflächen 27 und 28 am Hydraulik-
Bauteil 1 keine weitere Abdichtung zwischen diesem Hydraulik-Bauteil 1 und dem
hülsenartigen Element 5 und/oder zwischen den beiden Elementen 5 und 11 erforderlich
ist. Die gesamte Abdichtung wird also mit einem einzigen O-Ring 26 erreicht.
Durch die vorbeschriebene Fixierung der Spreizhülse 16 mittels der Flügel 20 und der
Eindrehung 21 hat den Vorteil, daß die Spreizhülse 16 praktisch ohne Spiel auch in
axialer Richtung des Teiles 12 an diesem befestigt ist, so daß das gesamte
Rückstellvermögen des O-Ringes 26 für das Einrasten der Spreizflügel 19 an der Fläche
10 und das elastische Anliegen des O-Ringes 26 gegen die Dichtungsflächen 27 und 28
genutzt werden kann.
Um insbesondere bei dynamischen bzw. wechselnden Lasten einen Verschleiß der
Anlagefläche 10 durch die Spreizflügel 19 zu vermeiden, weist die Spreizhülse 19
zumindest an diesen Spreizflügeln 19 leicht abgerundete Kanten auf. Weiterhin können
die Spreizflügel an ihren freien Enden so abgeschrägt sein, daß sie dort möglichst
großflächig gegen die Anlagefläche 10 anliegen. Um trotz großflächiger Anlage das
Einrasten der Spreizflügel 19 hinter die Anlagefläche 10 zu erleichtern, kann es aber
zweckmäßig sein, die Spreizflügel 19 an ihren freien Enden mit einer nicht
abgeschrägten Kante herzustellen und anstelle hiervon die Anlagefläche 10 leicht
abzuschrägen, das heißt als Kegelfläche auszubilden, um so die großflächige Anlage der
Spreizflügel 19 an der Anlagefläche 10 zu erzielen. Weiterhin besteht das Element 5
zumindest im Bereich der Anlagefläche 10 aus einem harten, verschleißfesten Material,
das heißt aus hochwertigem Stahl.
Die Montage der Spreizhülse 16 an dem Teil 12 ist in besonders einfacher Weise durch
Aufschieben der Spreizhülse 16 vom Ende 12' her möglich. Die Durchmesser sind
hierbei selbstverständlich so gewählt, daß die Spreizhülse 16 beim Aufschieben nicht
überdehnt wird, das heißt nach dem Aufschieben das Teil 12 im Bereich der Eindrehung 21
fest anliegend umschließt.
Für das Einstecken des Elementes 11 in das jeweilige Element 5 ist wegen der hierbei
notwendigen elastischen Verformung der Spreizflügel 19 eine gewisse Kraft erforderlich.
Um diese Kraft aufbringen zu können und dabei insbesondere auch zu vermeiden, daß
beim Einschieben des Elementes 11 in das Element 5 eine mechanische Krafteinwirkung
auf den mit dem Element 11 verbundenen Schlauch 3 erfolgt und dieser möglicherweise
durch übermäßiges Biegen bzw. Abknicken beschädigt wird, ist der Kopf 14 in der oben
beschriebenen Weise als relativ großflächiges bzw. großvolumiges Handstück oder
Angriffselement für ein Montagewerkzeug ausgebildet.
Fig. 7 zeigt ein Kupplungsstück 4a, welches sich von dem Kupplungsstück 4 im
wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß das dem Element 11 entsprechende
Element 11a den Kopf 14 nicht aufweist, und daß anstelle des Schlauches 3 mit dem
Element 11a das eine Ende eines gekrümmten Rohrstückes 29 oder geradlinigen
Rohrstückes 30 beispielsweise durch Hartlöten fest verbunden ist.
Die Fig. 8 und 9 zeigen das Kupplungsstück 4b, welches sich vom Kupplungsstück
4 wiederum nur hinsichtlich des dem Element 11 entsprechenden Elementes 11b
unterscheidet, das heißt das Element 11b besitzt an seinem oberen Ende ein Winkelstück 31
mit einem Anschlußgewinde 32, mit dem eine in ihrer Art an sich beliebig ausgebildete
Hydraulikleitung mit einer normalen Verschraubung befestigt werden kann. Bei dem
Kupplungsstück 4b dient das zylinderförmig ausgebildete Winkelstück 31 gleichzeitig
als Handhabe beim Einstecken des Elementes 11b in das Element 5.
Fig. 10 zeigt in einer Darstellung ähnlich der Fig. 4 ein zweiteiliges Kupplungsstück 4c,
welches in vielerlei Hinsicht dem Kupplungsstück 4 der Fig. 4 sehr ähnlich ist,
allerdings in einigen Aspekten eine wesentliche Verbesserung darstellt.
In der Fig. 10 ist das Hydraulik-Bauelement 1 mit der in diesem Bauelement
ausgebildeten Flüssigkeitsführung 2 gezeigt, die allerdings abweichend zu Fig. 4 im
wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweist (Abschnitt 2") und sich lediglich
im Bereich der Außenseite des Hydraulik-Bauteils 1, an der das Kupplungsstück 4c
vorgesehen ist, erweitert und zwar zur Bildung des mit dem Innengewinde versehenen
Abschnittes 2'.
Das Kupplungsstück 4c besteht wiederum aus dem Element 5, welches in gleicher
Weise wie das Element 5 des Kupplungsstückes 4 ausgebildet und im Abschnitt 2'
befestigt ist. In der Fig. 10 ist daher das Element 5 mit all seinen Teilen mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet, wie sie auch in den Fig. 4 bis 6 verwendet sind.
Das Kupplungsstück 4c besteht weiterhin aus dem Element 11c, welches hinsichtlich
seiner Ausbildung dem Element 11 sehr ähnlich ist und im wesentlichen aus einem als
Rohrstück oder Hülse ausgebildeten Teil 32 besteht, welches eine kreiszylinderförmige
Umfangsfläche aufweist und mit einem Kanal 34 versehen ist, der achsgleich mit der
Achse des Teiles 33 liegt. Am unteren Ende ist der Kanal 34 offen. Am oberen Ende
endet der Kanal 34 in einem als Winkelstück ausgebildeten Kopf 35, der beispielsweise
einstückig mit dem Teil 33 hergestellt ist und eine mit einem Innen- bzw.
Anschlußgewinde 36 versehene Öffnung zum Anschließen des Hydraulik-Schlauches
34 aufweist. Auch bei dem Kupplungsstück 4c dient der Kopf 35 wiederum als
Handhabe beim Einschieben des Elementes 11c in das Element 5.
Zwischen dem Kopf 35 und dem unteren Ende 33' des Teiles 32 sind an diesem über
den Umfang wegstehende, federnd radial nach innen bewegbare Rastelemente
vorgesehen, mit denen das als Stecknippel ausgebildete Element 11c durch Einrasten in
dem äußeren Element 5 gehalten ist. Die Rastelemente sind von einer einzigen
Spreizhülse 37 gebildet, die aus einem Zuschnitt 38 aus einem Federstahl-Blech
einstückig durch Stanzen und Rollen hergestellt ist. Die Spreizhülse 37 ist bei der Teilung 39 geteilt
und besitzt unter anderem einen hülsenartigen bzw. hohlzylinderartigen Abschnitt 40. An einer
gemeinsamen Seite des Abschnittes 40, das heißt bei der für die Fig. 10 gewählten
Darstellung an der oberen Seite dieses Abschnittes sind sechs über diese Seite nach
oben wegstehende Spreizflügel 41 vorgesehen, die an ihrer bezogen auf die Achse der
Spreizhülse 37 innenliegende Seite konkav und an ihrer außenliegenden Seite konvex,
jeweils in etwa kreisbogenförmig gekrümmt und derart radial nach außen gebogen sind,
daß der radiale Abstand der Spreizflügel 41 von der Achse der Spreizhülse 37 mit
zunehmendem Abstand vom Abschnitt 40 zunimmt und die Spreizflügel 41 einen
Winkel mit der Achse der Spreizhülse einschließen. Die Spreizflügel 41 weisen in
Umfangsrichtung der Spreizhülse 37 in etwa die gleiche Breite auf. Wie insbesondere die
Fig. 11 und 12 zeigen, sind (im Gegensatz zur Spreizhülse 16) bei der Spreizhülse
37 die Spreizflügel 41 über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen.
Insbesondere sind bei der Spreizhülse 37 auch unmittelbar an die Teilung 39
anschließend beidseitig jeweils ein Spreizflügel 41 vorgesehen. Ein spreizflügelfreier
Bereich, wie er bei der Spreizhülse 16 an den Flügeln 20 vorhanden ist, fehlt somit bei
der Spreizhülse 37.
Zur Fixierung der Spreizhülse 37 am Teil 33 ist eine ebenfalls aus einem Zuschnitt aus
Stahlblech oder Federstahlblech durch Rollen hergestellte Hülse 42 (Stütz- oder
Befestigungshülse) vorgesehen, die die Achse des Teiles 33 konzentrisch umschließt
und mit ihrem in der Fig. 10 oberen Bereich den Abschnitt 40 der Spreizhülse 37
manschettenartig umschließt und diesen Abschnitt gegen die Umfangsfläche des Teiles
33 bzw. gegen die Bodenfläche einer in der Umfangsfläche des Teiles 33 zur Aufnahme
des Abschnittes 40 vorgesehenen nutenförmigen Vertiefung drückt. Mit ihrem in der
Fig. 10 unteren Teilbereich steht die Hülse 42 über den Abschnitt 40 vor und liegt
gegen die Umfangsfläche des Teiles 33 an und ist an diesem Teil durch eine in eine
Umfangsnut des Teiles 33 eingreifende Sicke 43 oder auf andere Weise gesichert,
beispielsweise durch Schweißen (Punktschweißen) usw. In geeigneter Weise (zum Beispiel
Schweißen) sind auch die Hülse 42 und der Abschnitt 40 der Spreizhülse 37
miteinander verbunden.
Durch die Hülse 42 ist einerseits die Spreizhülse 37 insbesondere auch gegen axiales
Verschieben am Teil 33 gesichert. Durch die Hülse 43 wird weiterhin auch verhindert,
daß sich der Abschnitt 40 der Spreizhülse 37 radial nach außen spreizt, wenn die
Spreizflügel 41 federnd radial nach innen bewegt werden. Die Hülse 42 trägt somit
auch ganz entscheidend zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit
des Kupplungsstückes 4c bei.
Die Eindrehung bzw. nutenförmige Ausnehmung 44 zur Aufnahme des Abschnittes 40
weist an ihrem in der Fig. 10 oberen Randbereich wiederum einen kegelstumpfförmigen
Abschnitt 44' auf, der dem Abschnitt 21''' des Elementes 11 entspricht und eine Anlage-
Stützfläche für die Spreizflügel 41 bildet, um diese in ihrer Wirkung zu unterstützen.
Wie die Fig. 10 zeigt, besitzt das rohrartige Teil 33 zwei Abschnitte und zwar
ausgehend von dem Kopf 35 einen Abschnitt 33" mit einem etwas größeren
Außendurchmesser, der an den Durchmesser der Bohrung 9 angepaßt ist und an diesen
nach unten anschließend den Abschnitt 33''', der einen etwas kleineren
Außendurchmesser aufweist und bis an das Ende 33' reicht. Der Übergang zwischen
den Abschnitten 33" und 33''' befindet sich etwa im Bereich der freien Enden der
Spreizflügel 41. Die Differenz der Durchmesser der Abschnitte 33" und 33''' ist
mindestens gleich, bevorzugt jedoch etwas größer als die doppelte Materialstärke des
für die Spreizhülse 37 verwendeten Materials. Weiterhin ist der Außendurchmesser der
Hülse 42 gleich, bevorzugt jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Abschnittes
33".
Im Bereich des unteren Endes 33' ist das Teil 33 mit einer ringförmigen Nut 45
versehen, die nur zum Umfang hin offen ist. In dieser Nut sind ein Dichtungsring bzw.
O-Ring 46 sowie ein Stützring 47 vorgesehen, und zwar letzterer an der dem Ende 33'
abgewandten Seite des Dichtungsringes 46.
Die Verwendung des Kupplungsstückes 4c folgt in der gleichen Weise, wie dies
vorstehend für das Kupplungsstück 4 beschrieben wurde, das heißt die beispielsweise in
einem Kraftfahrzeug befestigten und mit den Elementen vormontierten Hydraulik-
Bauteile können durch einfaches Einstecken der an den Schläuchen 3 vormontierten
Elemente 11c montagefreundlich miteinander verbunden werden. Bei diesem
Einstecken werden die Spreizflügel 41 radial nach innen gedrückt. Nach dem Passieren
der Schulter bzw. Ringfläche spreizen sich die Spreizflügel 41 wieder auseinander und
rasten mit ihren freien Enden 41' hinter der Ringfläche des jeweiligen Elementes 5 ein,
so daß die Elemente 5 und 11c durch Einrasten unlösbar miteinander verbunden sind
und damit auch die Hydraulikverbindung zwischen dem Schlauch und dem
entsprechenden Hydraulik-Bauteil hergestellt ist. Der O-Ring 46 liegt dabei dichtend
gegen die Innenfläche der Flüssigkeitsführung bzw. des Abschnittes 2" an, während der
Stützring 47 in bekannter Weise ein Extrudieren des Dichtungsringes in den
abzudichtenden Spalt verhindert. Da der Dichtungsring 46 lediglich gegen eine
kreiszylinderförmige, die Achse des Teiles 33 konzentrisch umschließende Fläche
anliegt und nicht zugleich auch gegen eine der Flüssigkeitsführung ausgebildete
Schulter, wie dies bei dem Dichtungsring 26 des Kupplungsstückes 4 der Fall ist, kann
das Element 11c auch nach seiner Verbindung mit dem Element 5 um die Achse des
Teiles 33 um 360° oder mehr gedreht bzw. geschwenkt werden, und zwar ohne
Beschädigung des Dichtungsringes 46. Hierdurch ist ein Ausrichten des Schlauches 3
bzw. des als Winkelstück ausgebildeten Kopfes 35 nach der Verbindung der Elemente 5
und 11c möglich, wodurch die Montage noch weiter vereinfacht wird. Da der
Dichtungsring 46 lediglich gegen die zylinderförmige Innenfläche der
Flüssigkeitsführung 2 anliegt, ist auch (im Vergleich zum Kupplungsstück 4) das
Einbringen des Elementes 11c in das jeweilige Element 5 mit geringerem Kraftaufwand
möglich. Ein Komprimieren des Dichtungsringes 46 in Einschieberichtung ist nicht
notwendig.
Da bei dem Kupplungsstück 4c die Spreizhülse 37 an ihrem gesamten Umfang die
Spreizflügel 41 aufweist, ergibt sich eine im Vergleich zum Kupplungsstück 4
wesentlich verbesserte Verankerung des Elementes 11c im Element 5, und zwar
hinsichtlich statischer und dynamischer Belastungen. Um auch hier insbesondere bei
dynamischen bzw. wechselnden Lasten den Verschleiß der Anlagefläche 10 durch die
Spreizflügel 41 zu reduzieren, weist die Spreizhülse 37 an diesen Spreizflügeln wieder
leicht abgerundete Kanten auf. Weiterhin sind die Spreizflügel 41 bevorzugt an ihren
freien Enden so abgeschrägt, daß sie dort möglichst großflächig gegen die Anlagefläche
10 anliegen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen als Ausführungsform der Erfindung ein Kupplungsstück 4d,
welches sich von dem Kupplungsstück 4c im wesentlichen nur dadurch unterscheidet,
daß anstelle des Elementes 5 ein Element 5a vorgesehen ist, dessen Bohrung 9 einen
konstanten Querschnitt aufweist. Die der Schulter bzw. der Anlagefläche 10
entsprechende Anlagefläche ist bei dem Kupplungsstück 4d von zwei Gabelarmen 48
eines gabelförmigen Verriegelungselementes 49 gebildet. Das Verriegelungselement 49
ist mit seinen Gabelarmen 48 von der Seite her in eine in den als Sechskant
ausgebildeten Kopf bzw. Abschnitt 5' eingebrachte und die Bohrung 9 schneidende
Ausnehmung 50 eingesetzt, und zwar derart, daß die beiden Gabelarme 48, die mit
ihren in der Bohrung 9 liegenden Bereichen die Rast- bzw. Anlagefläche für die
Spreizflügel 41 bilden, in einer Ebene senkrecht zur Achse der Bohrung liegen und das
Verriegelungselement 49 mit einem abgewinkelten Ende 51 über den Umfang des
Abschnittes 5', das heißt über eine Sechskant-Seite dieses Abschnittes wegsteht. Durch
federndes Einrasten am Abschnitt 5' oder auf andere, geeignete Weise ist das
Verriegelungselement 49 an diesem Abschnitt 5' gegen ungewolltes Herausrutschen aus
der Ausnehmung 50 gesichert. Wie die Fig. 2 zeigt, sind die beiden Gabelarme 48 an
ihren innenliegenden Seiten insbesondere auch im Bereich des Endes 51
kreisbogenförmig so geformt, daß sie in bezug auf die Achse des Elementes 5a auf
einem möglichst großen Winkelbereich als Anlagefläche für die Spreizflügel 41 wirksam
sind.
Bei am Element 5a vorgesehenen Verriegelungselement 49 erfolgt die Verbindung der
Elemente 5a und 11c in der gleichen Weise, wie dies vorstehend für das
Kupplungsstück 4c beschrieben wurde. Mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges,
beispielsweise mit Hilfe eines Schraubenziehers kann zum Lösen der Verbindung das
Verriegelungselement 49 aus dem Element 5a entfernt werden, womit nach Freigabe der
Spreizflügel 41 das Element 11c aus dem Element 5a herausgezogen werden kann.
Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist nicht nur das relativ einfache Wiederlösen der
beiden Elemente des Kupplungsstückes 1d, sondern vorteilhaft ist auch, daß das
Element 5a mit dem Verriegelungselement 49 praktisch an beliebiger Stelle einer
Außenfläche des Hydraulik-Bauteiles 1 vorgesehen werden kann, da durch die
Unterbringung des Verriegelungselementes 49 in dem Abschnitt 5' des Elementes 5a die
wieder lösbare Verbindung unter Verwendung des Verriegelungselementes 49 praktisch
an jeder Stelle einer Fläche des Hydraulik-Bauteiles vorgesehen werden kann.
Die kegelstumpfförmigen Abschnitte 21''' bzw. 44' bei den Kupplungsstücken 4 bis 4d
wirken nicht nur abstützend für die Spreizflügel 19 bzw. 41 der Spreizhülsen 16 und
37, sondern diese kegelstumpfförmigen Flächen erhöhen die Betriebssicherheit auch
insofern, als durch sie nach der Montage der jeweiligen Spreizhülse 16 bzw. 37 auf
jeden Fal zwangsläufig sichergestellt ist, daß die Spreizfinger 19 bzw. 41 die
erforderliche Abspreizung aufweisen, das heißt in der erforderlichen Weise über die
Umfangsfläche des jeweiligen Elementes 11, 11a, 11b bzw. 11c wegstehen. Durch die
kegelstumpfförmigen Abschnitte 21''' und 44 ist es weiterhin auch möglich, die
jeweilige Spreizhülse 16 bzw. 37 durch einfaches Stanzen und Rollen beispielsweise
aus dem Zuschnitt 38 herzustellen, ohne daß ein weiterer Arbeitsgang für das
Abspreizen der Spreizflügel 19 bzw. 41 notwendig ist. Diese erfolgt dann zwangsläufig
durch die Abstützflächen bei der Montage der jeweiligen Spreizhülse 19 bzw. 37.
Hiermit ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung.
Fig. 3 zeigt als weitere Ausführung der Erfindung ein Kupplungsstück 4e, welches im
wesentlichen dem Kupplungsstück 4 entspricht, bei dem jedoch anstelle der Spreizhülse
16 ein Ring 53 vorgesehen ist, der in einer der Eindrehung 21 entsprechenden
Eindrehung 54 des Elementes 11d angeordnet ist. Im Bereich der Eindrehung 54 besitzt
das Element 11d einen gleichbleibenden Außendurchmesser, das heißt es fehlt dort insbesondere
der kegelstumpfförmige Abschnitt 21'''. Der Ring 53 ist geschlitzt, das heißt mit einem
durchgehenden Schlitz 55 versehen, der schräg verlaufend vorgesehen ist, das heißt der
Schlitz 55 liegt in einer gedachten Ebene, die kleiner als 90° geschnitten wird. Der Ring
53, der mit seiner Achse achsgleich oder parallel zur Achse des Elementes 11d liegt,
kann sich mit seiner oberen und seiner unteren Stirnfläche jeweils gegen eine die
Eindrehung 54 begrenzende Ringfläche abstützen. An der Umfangsfläche ist der Ring 53
kegelstumpfförmig derart ausgebildet, daß sich der Außendurchmesser dieses Ringes bei
der für die Fig. 3 gewählten Darstellung von der oberen Stirnfläche zur unteren
Stirnfläche des Ringes 53 hin verringert, das heißt der Ring 53 mit seiner den kleineren
Außendurchmesser aufweisenden Stirnseite. Zumindest an der den größeren
Durchmesser aufweisenden Stirnseite ist der Außendurchmesser des Ringes 53 größer als
der Durchmesser des Abschnittes 9' der Bohrung 9, so daß das Element 11d durch den
Ring 53 am Element 5 verankert ist. Durch den Schlitz 55 kann der aus einem
federnden bzw. elastischen Material, vorzugsweise aus Federstahl hergestellte Ring 53
als Feder- oder Spreizring wirken, das heißt beim Einschieben des Elementes 11d in das
Element 5 bzw. die dortige Bohrung 9 wird über die kegelstumpfförmige Außenfläche
56, die gegen die Fläche der Bohrung 9 zu Anlage kommt, der Ring 53 zunächst im
Sinne einer Verkleinerung seines Außendurchmessers elastisch verformt und schnappt
dann hinter die Anlagefläche 10, womit das Element 11d verriegelt ist. Es versteht sich,
daß im verriegelten Zustand der Innendurchmesser des Ringes 53 größer ist als der
Außendurchmesser des Elementes 11d im Bereich der Eindrehung 54. Durch den
schrägen Verlauf des Schlitzes 55 wird trotz einer relativ großen Schlitzbreite eine
zuverlässige Verankerung des Elementes 11d im Element 5 auch bei den bei
hydraulischen Anwendungen hohen Betriebsdrücken, beispielsweise etwa 250 bar,
erreicht und zwar dadurch, daß sich die Schlitzenden in der oberen und unteren
Stirnfläche des Ringes 53 nicht unmittelbar gegenüberliegt. Durch die
kegelstumpfförmige Außenfläche 56 ist auch bei dieser Ausführung im Bedarfsfall ein
Entriegeln mittels der Entriegelungshülse 52 möglich.
Fig. 14 zeigt eine Entriegelungshülse 52, das heißt ein Werkzeug, welches insbesondere für die
Verwendung bei dem Kupplungsstück 4c bestimmt ist und mit welchem es problemlos
möglich ist, die beiden Elemente 5 und 11c dieses Kupplungsstückes im Reparaturfalle,
das heißt bei aus dem Hydraulik-Bauteil 1 herausgeschraubtem Element 5 wieder
voneinander zu trennen. Die aus Metall hergestellte Entriegelungshülse 52, die zum Beispiel von
einer Länge eines Rohrstückes gebildet ist oder aus einem Zuschnitt aus Metallblech
durch Rollen hergestellt ist, besitzt einen Innendurchmesser, der gleich dem
Außendurchmesser der Hülse 42 ist, und einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist
als der Durchmesser der Bohrung 9 des Elementes 5.
Um die Entriegelungshülse 52 verwenden zu können, ist das Element 11c so
ausgebildet, daß der Außendurchmesser der Hülse 42 wenigstens um die doppelte
Wandstärke der Entriegelungshülse 52 kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 9.
Zum Lösen des Elementes 11c von dem aus dem Hydraulik-Bauteil 1
herausgeschraubten Element 5 wird die Entriegelungshülse 52 vom Ende 33' her auf das
Teil 33 aufgeschoben, und zwar in das offene Ende des Elementes 5 hinein bis in den
Bereich der Spreizflügel 41. Diese werden dann mit der Entriegelungshülse 52 radial
nach innen gedrückt, so daß sie von der Anlagefläche 10 freikommen und das Element
11c vom Element 5 abgezogen werden kann. Da die Spreizflügel 41 gleichmäßig um
den Umfang des Teiles 33 verteilt vorgesehen sind, das heißt die Spreizhülse 37 keinen
Bereich ohne Spreizflügel 41 aufweist, ist beim Aufschieben der Entriegelungshülse 52
auf die Spreizarme 41 eine exakte Zentrierung der Entriegelungshülse in bezug auf die
Achse des Teiles 33 gewährleistet und dadurch mit der Entriegelungshülse 52 ein
gleichmäßiges Nachinnendrücken sämtlicher Spreizflügel 41 möglich. Das Entriegeln
mit der Entriegelungshülse 52, das heißt das gleichmäßige Nachinnendrücken der
Spreizflügel 41 wird weiterhin auch durch den die Anlage- bzw. Stützfläche für den
Spreizfinger 41 bildenden Abschnitt 44' unterstützt.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Unabhängig von der
speziellen Ausgestaltung verbinden alle beschriebenen Ausführungsformen den Vorteil,
daß beim Einbau der Hydraulik-Komponenten beispielsweise in ein Fahrzeug oder in
eine Maschine die Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten in einfacher
Weise lediglich durch eine Steckmontage durchgeführt werden kann, mit dem Vorteil
einer Schraubverbindung, mit der es möglich ist, die betreffende Verbindung im
Reparaturfalle wieder zu lösen. Bei den Kupplungsstücken 4, 4a, 4b, 4c ist dies nur mit
einem entsprechenden Werkzeug möglich. Die Kupplungsstücke weisen
selbstverständlich solche Abmessungen auf, daß sie bei den üblichen Hydraulik-
Komponenten verwendet werden können. Bei einer bevorzugten Verwendung für
Komponenten der Mikro-Hydraulik beträgt die Länge der Elemente 5 bzw. 5a (Abstand
der Stirnflächen 6 und 7) beispielsweise nur 14 mm. Die übrigen Abmessungen sind
dann ebenfalls entsprechend klein.