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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Steckkupplung für
Rohr- und/oder Schlauchleitungen, bestehend aus einem Muffenteil
mit einer Steckaufnahme sowie aus einem mit einem Steckabschnitt
in die Steckaufnahme einsteckbaren Steckerteil, wobei der Steckabschnitt
in seiner eingesteckten Kupplungslage gegen das Muffenteil umfänglich abgedichtet
ist und in der Steckaufnahme über
Rastmittel lösbar
arretiert wird, wobei die Rastmittel als eine rotationssymmetrische,
umfänglich
geschlossene, schnappbare Kraftformschlußverbindung ausgebildet sind und
die schnappbare Kraflformschlußverbindung
aus einem radial nach außen
weisenden Ringsteg des Steckabschnittes sowie einem mit diesem zusammenwirkenden,
radial nach innen in die Steckaufnahme weisenden Ringsteg des Muftenteils
besteht, wobei als umfängliche
Abdichtung ein elastischer Dichtring vorgesehen ist, wobei die die
Kraftformschlußverbindung
bildenden Ringstege des Steckabschnittes und des Muffenteils in
Einsteckrichtung über
erste Konus-Wirkflächen
und in Löserichtung über zweite Konus-Wirkflächen zusammenwirken.
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Eine Steckkupplung ist beispielsweise
aus der
DE-OS 37 41 250 bekannt.
Hierbei bestehen die zum Arretieren des Steckerteils vorgesehenen
Rastmittel einerseits aus axial angeordneten, radial federelastischen
Rastarmen des Muftenteils und andererseits auf einem Ringwulst des
Steckabschnittes, wobei die Rastarme an ihren Enden mit dem Ringwulst
zusammenwirkende Rastvertiefungen aufweisen. Da es sich hierbei
um eine sehr leichtgängige Kraflformschlußverbindung
handelt, ist eine zusätzliche,
axial verschiebbare Sicherungskappe erforderlich, die in einer Sicherungsstellung
die Rastarme so umschließt,
daß diese
zwangsweise in ihrer Arretierungsstellung gehalten werden. Aufgrund
dieser konstruktiv recht aufwendigen Ausgestaltung ist diese bekannte
Steckkupplung für
manche Anwendungsfälle
womöglich
unwirtschaftlich.
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Eine ähnliche Steckkupplung ist aus
der
DE-AS 1 947 939 bekannt.
Auch hierbei sind mehrere radialbewegliche Rastarme (Haltefinger)
vorgesehen, die in einer Verriegelungslage von einer federbelasteten
Schiebehülse
des Muffenteils gesichert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von diesem Stand der Technik
eine Steckkupplung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die bei
zumindest gleich guten Gebrauchseigenschaften aufgrund von konstruktiver Einfachheit
und geringen Herstellungskosten eine verbesserte Wirtschaftlichkeit
bietet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Dichtring
in einer radialen Erweiterung der Steckaufnahme in der Kupplungslage
des Steckabschnittes diesen umschließend axial zwischen dem Ringsteg
des Steckabschnittes und einer Ringstufe des Muffenteils und dabei
derart unter elastischer Vorspannung angeordnet ist, daß er das
Steckerteil in Löserichtung
mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, wobei die zweiten Konuswirkflächen stets
in Anlage aneinander gehalten werden, so daß in der Kupplungslage eine
spielfreie Verbindung gewährleistet ist.
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Es sind folglich – anstatt einzelner Rastarme – in Umfangsrichtung
durchgehende, das heißt „linienhaft
geschlossene", ringförmige
und derart zusammenwirkende Rastmittel vorgesehen, daß das Kuppeln
(Einstecken des Steckerteils) sowie das Lösen (Herausziehen des Steckerteils)
jeweils unter elastischer Materialverformung, und zwar inbesondere
unter bereichsweiser elastischer Aufweitung des Muffenteils, erfolgt.
Hierdurch treten Umfangskräfte
auf, die derart abstützend
wirken, daß auch
ohne ein zusätzliches
Sicherungselement, wie zum Beispiel einer Sicherungskappe oder dergleichen,
hinreichend hohe Haltekräfte
gewährleistet
werden können.
Dies führt
zu einer konstruktiv sehr einfachen und somit preiswerten Ausgestaltung
bei gleichbleibend guten Gebrauchseigenschaften. Die erfindungsgemäße Steckkupplung
eignet sich hierbei vor allem für
im wesentlichen drucklose Medien und für Druckmedien im Niederdruckbereich,
insbesondere bis zu einem Druck von etwa 20 bar.
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Für
die Funktion der erfindungsgemäßen Steckkupplung
ist es von besonderem Vorteil, wenn die schnappbare Kraftformschlußverbindung
derart ausgebildet ist, daß eine
beim Einstecken des Steckabschnittes zu überwindende Kupplungskraft kleiner
ist als eine zum Lösen
zu überwindende
Lösekraft.
Die Steckkupplung kann hierdurch sehr leicht gekuppelt werden, in
Löserichtung
ist aber eine höhere
Kraft zu überwinden,
so daß ein
ungewolltes, beispielsweise druckbedingtes Lösen der Verbindung weitgehend
ausgeschlossen ist.
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In den Ansprüchen 2 bis 16 und in der folgenden
Figurenbeschreibung sind noch weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale
der Erfindung enthalten.
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Anhand von mehreren in der Zeichnung
dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen
soll nun im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen
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1 eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Steckkupplung
im gesteckten, "gekuppelten" Zustand in einer zur Hälfte axial
geschnittenen Seitenansicht,
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2 eine
Ansicht analog zu 1 einer zweiten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steckkupplung,
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3 eine
weitere Ausführungsform
der Steckverbindung im Axialschnitt,
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4 einen
Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform
des Muffenteils der erfindungsgemäßen Steckkupplung ohne Darstellung
des Steckerteils,
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5 eine
Ansicht analog zu 4 in
einer alternativen Ausführungsform
des Muffenteils und
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6 das
Muffenteil nach 5 in
einer zur Hälfte
axialgeschnittenen Seitenansicht.
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In den verschiedenen Figuren der
Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Jede eventuell nur einmal vorkommende Beschreibung eines
Teils gilt daher analog auch bezüglich
der anderen Zeichnungsfiguren, in denen dieses Teil mit dem entsprechenden
Bezugszeichen ebenfalls zu erkennen ist.
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Die Erfindung soll nun zunächst anhand
der 1 erläutert werden.
Demnach besteht eine erfindungsgemäße Steckkupplung 1 aus
einem Muffenteil 2 und einem Steckerteil 4. Das
Muffenteil 2 besitzt eine einseitig offene Steckaufnahme 6,
in die ein schaftartiger Steckabschnitt 8 des Steckerteils 4 in Pfeilrichtung 10 einsteckbar
ist. In der eingesteckten Kupplungslage ist der Steckabschnitt 8 gegen
das Muffenteil 2 bzw. gegen die Steckaufnahne 6 umfänglich abgedichtet,
und zwar vorzugsweise über
einen Dichtring 12, der in einer radialen, ringnutartigen Erweiterung 14 der
Steckaufnahme 6 sitzt und den eingesteckten Steckabschnitt 8 umfänglich umschließt. Ferner
wird der Steckabschnitt 8 in der Kupplungslage über Rastmittel
lösbar
arretiert.
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Diese Rastmittel sind nun erfindungsgemäß als eine
rotationssymmetrische, umfänglich
geschlossene, schnappbare Kraftformschlußverbindung 18 ausgebildet.
Die diese Kraftformschlußverbindung 18 bildenden
Rastmittel bestehen vorzugsweise einerseits aus einem radial nach
außen
weisenden Ringsteg 20 des Steckabschnittes 8 sowie andererseits
aus einem mit diesem Ringsteg 20 zusammenwirkenden, radial
nach innen in die Steckaufnahme 6 weisenden Ringsteg 22 des
Muffenteils 2. Der Ringsteg 20 des Steckabschnittes 8 besitzt
einen Außendurchmesser,
der derart größer als
der Innendurchmesser des Ringsteges 22 des Muffenteils 2 ist,
daß das
Kuppeln (Bewegung des Steckerteils 4 in Pfeilrichtung 10)
und das Lösen
(Bewegung des Steckerteils 4 in Pfeilrichtung 16)
der Steckverbindung erfindungsgemäß jeweils unter elastischer
Materialverformung erfolgt, und zwar insbesondere unter elastischer
Dehnung (Aufweitung) des Muffenteils 2 im Bereich der Steckaufnahme 6,
wobei sich in der Kupplungslage – wie in 1 bis 3 jeweils
dargestellt – die
Ringstege 20, 22 den Steckabschnitt 8 arretierend
kraftformschlüssig
hintergreifen.
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Die schnappbare Kraftformschlußverbindung 18 ist
derart ausgebildet, daß eine
beim Einstecken des Steckabschnittes 8 zu überwindende
Kupplungskraft F1 kleiner ist als eine zum
Lösen (Herausziehen
des Steckabschnittes 8) zu überwindende Lösekraft
F2. Hierzu wirken die die Kraftformschlußverbindung
18 bildenden Ringstege 20, 22 beim Kuppeln, das
heißt
in Einsteckrichtung 10, über erste Konus-Wirkflächen 24a, 24b sowie
beim Lösen
(Bewegung in Löserichtung 16) über zweite
Konus-Wirkflächen 26a, 26b zusammen,
wobei vorzugsweise die ersten Konus-Wirkflächen 24a, b einen
Ko nuswinkel α aufweisen,
der kleiner als der Konuswinskel β der zweiten
Konus-Wirkflächen 26a,
b ist. Vorzugsweise liegt der Konuswinkel α der ersten Konus-Wirkflächen 24a,
b im Bereich von etwa 20° bis
40°; er
beträgt
insbesondere etwa 30°.
Demgegenüber
ist der Konuswinkel β der
zweiten Konus-Wirkflächen 26a,
b "steiler", er liegt im Bereich von etwa 90° bis 150° und beträgt insbesondere etwa 120°.
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Im Zusammenhang mit der vorgesehenen schnappbaren
Kraftformschlußverbindung 18 ist
es nun ferner besonders vorteilhaft, wenn der Steckabschnitt 8 an
seinem in Einsteckrichtung (Pfeilrichtung 10) weisenden
Ende einen in der eingesteckten Kupplungslage mit geringem Umfangsspiel
axial in einen Zentrierbereich 28 der Steckaufnahme 6 eingreifenden
Zentrieransatz 30 aufweist. Der Zentrieransatz 30 ist
bevorzugt rohrförmig
mit zylindrischem Außenumfang
ausgebildet, so daß der
Zentrierbereich 28 einen entsprechend zylindrischen Innenumfang
besitzt. Der Zentrieransatz 30 schließt sich an den Ringsteg 20 an,
das heißt
die erste Konus-Wirkfläche 24b des
Ringsteges 20 des Steckabschnittes 8 geht in die
zylindrische Außenfläche des
Zentrieransatzes 30 über.
Diese vorteilhafte Ausgestaltung des in den Zentrierbereich 28 eingreifenden
Zentrieransatzes 30 trägt
zu einer guten Funktion der Kraftformschlußverbindung 18 beim
Kuppeln sowie auch beim Lösen
der Verbindung bei.
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Es ist weiterhin vorgesehen, daß der oben bereits
erwähnte
elastische Dichtring 12 in der Kupplungslage des Steckabschnittes 8 diesen
umschließend
axial zwischen dem Ringsteg 20 des Steckabschnittes 8 und
einer Ringstufe 32 des Muffenteils 2 angeordnet
ist und dabei insbesondere derart unter elastischer Vorspannung
steht, daß er
das Steckerteil 4 in Löserichtung
16 mit einer Vorspannkraft Fv beaufschlagt.
Hierdurch werden vorteilhafterweise in der Kupplungslage die zweiten
Konus-Wirkflächen 26a,
b stets in Anlage aneinander gehalten, so daß in der Kupplungslage eine
spielfreie Verbindung gewährleistet
ist.
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Zum Lösen der erfindungsgemäßen Steckkupplung 1 ist
es aufgrund der hierzu erforderlichen relativ hohen Lösekraft
F2 vorteilhaft, wenn das Steckerteil 4 in
seinem in der Kupplungslage mit geringem axialen Abstand außerhalb
der Steckaufnahme 6 liegenden Bereich einen radialen Ringbund 34 aufweist.
Hierdurch kann zum Lösen
ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher, zwischen
das Muffenteil 2 und den Ringbund 34 eingeführt und
dann so hebelartig bewegt werden, daß das Steckerteil 4 sich
unter Überwindung
der Lösekraft
F2 in Löserichtung 16 bewegt.
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Die bislang beschriebenen Merkmale
gelten im wesentlichen für
alle Ausführungsformen
gleichermaßen.
Im folgenden sollen nun aber noch einige Ausführungsvarianten
anhand der einzelnen Zeichnungsfiguren erläutert werden.
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Wie in 1 und 3 jeweils dargestellt ist, kann
das Steckerteil 4 mit Vorteil als Formteil aus Kunststoff
oder Metall ausgebildet sein, wobei es zum Anschließen einer
nicht dargestellten Leitung einen Anschlußstutzen 36 aufweist,
der in den dargestellten Ausführungsbeispielen
bevorzugt als üblicher
Einschlagdorn ausgebildet ist.
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Bei der Ausführungsform nach 2 ist demgegenüber das
Steckerteil 4 von einem Rohrstück 38 aus Kunststoff
oder Metall gebildet, wobei es sich bei diesem Rohrstück 38 um ein
Ende einer Rohrleitung handeln kann. Hierbei ist bevorzugt der Ringsteg 20 des
Steckabschnittes 8 wulstartig durch Stauchen in kaltem
oder warmem Zustand des Rohrstückes 38 gebildet.
Auch hierbei könnte
zum leichteren Lösen
der Steckverbindung der bereits erwähnte Ringbund 34 vorgesehen
sein, der dann ebenfalls durch Stauchen wulstartig gebildet sein
könnte.
In 2 ist allerdings
der Ringbund 34 nicht dargestellt.
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In einer in den 2, 4, 5 sowie 6 jeweils veranschaulichten,
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Muffenteil 2 innerhalb
der Steckaufnahme 6 eine koaxiale Stützhülse 40 auf, die in der
Kupplungslage des Steckabschnittes 8 mit geringem Umfangspiel
in den Steckabschnitt 8 axial zumindest bis in den Bereich
der Kraftformschlußverbindung 18 eingreift.
Diese Ausführungsform
eignet sich vor allem für
"weichere", weniger formstabile Steckabschnitte 8, insbesondere
für den
von dem Rohrstück 38 gebildeten
Steckabschnitt 8 nach 2.
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In der Ausführung nach 3 ist das Muffenteil 2 zweiteilig
ausgebildet und besteht aus einem Gehäuseteil 42 und einem
mit diesem insbesondere lösbar
verbundenen, den muffenteilseitigen Ringsteg 22 der Kraftformschlußverbindung 18 aufweisenden Verriegelungsteil 44.
Das Verriegelungsteil 44 ist zweckmäßigerweise kappenartig ausgebildet
und auf einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt des Gehäuseteils 42 lösbar oder
unlösbar
gehaltert. Hierzu ist vorzugsweise eine weitere Schnappverbindung 46 vorgesehen,
die aus einem radial nach innen weisenden, rastend in eine Ringnut 47 des
Gehäuseteils 42 eingreifenden
Ringsteg 48 des Verriegelungsteils 44 besteht. Die Schnappverbindung 46 ist
insbesondere unlösbar
ausgebildet, indem sie einen "echten" Formschluß bewirkt. Im Bereich der Schnappverbindung 46 besitzt
das kappenartige Verriegelungsteil 44 vorzugsweise eine
Materialverstärkung 50.
Das Verriegelungsteil 44 überragt das Gehäuseteil 42 in axialer
Richtung mit dem Ringsteg 22 und ist dort – in der
oben beschriebenen Weise – elastisch
aufweitbar. Diese Ausführungsform
bietet den Vorteil, daß das
Gehäuseteil 42 und
das Verriegelungsteil 44 aus unterschiedlichen Materialien
hergestellt sein können.
Beispielsweise besteht das Gehäuseteil 42 aus einem
härteren,
unelastischeren Material, während das
Verriegelungsteil 44 aus einem elastisch dehnfähigen Material
besteht. Hierbei können über die
jeweiligen Materialeigenschaften die Kupplungs- und Lösekräfte F1, F2 auf den jeweiligen
Anwendungsfall abgestimmt werden. Es können so auch unterschiedliche
Verriegelungsteile 44 wahlweise mit dem Gehäuseteil 42 verbunden
werden.
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In den beiden in 4 einerseits und in 5 und 6 andererseits
dargestellten Ausführungen
ist das Muffenteil 2 jeweils als ein umfänglich abgedichtet
und vorzugsweise lösbar
arretierbar in eine Aufnahme 52 eines beliebigen Anschlußgehäuses 54 oder
sonstigen Gerätes
einsetzbares Einsatzteil ausgebildet.
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Im Falle der 4 ist das Muffenteil 2 vorteilhafterweise über eine
schnappbare Form- oder Kraftformschlußverbindung 56 in
der Aufnahme 52 des Anschlußgehäuses 54 arretierbar.
Hierzu besitzt das Muffenteil 2 vorzugsweise auf seinem äußeren Umfangsbereich
einen radial nach außen
ragenden Ringsteg 58, der im in die Aufnahme 52 eingesetzten Zustand
des Muffenteils 2 rastend und insbesondere formschlüssig in
eine Ringnut 60 der Aufnahme 52 eingreift. Hierbei
ist zudem die Aufnahme 52 in Anpassung an das Muffenteil 2 im Bereich
von deren erfindungsgemäßer Kraftformschlußverbindung 18 derart
ausgebildet, daß in
diesem Bereich zwischen dem Außenumfang
des Muffenteils 2 und dem Innenumfang der Aufnahme 52 ein
Ringraum 62 verbleibt, der beim Kuppeln und Lösen der
erfindungsgemäßen Steckkupplung 1 das
Aufweiten des Muffenteils 2 zuläßt.
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Die Ausführungsform nach 5 und 6 unterscheidet sich von derjenigen nach 4 in der Art der Halterung
des Muffenteils 2 innerhalb der Aufnahme 52 des
Anschlußgehäuses 54.
Hierbei ist die Aufnahme 52 des Anschlußgehäuses 54 zumindest teilweise
von einer Gewindebohrung 64 gebildet, und zwar insbesondere
von einem "Einschraubloch" nach DIN 3852 T1 und 2. Das Muffenteil 2 weist
hierzu auf seinem in die Gewindebohrung 64 einzusetzenden Außenumfangsbereich 66 eine
Vielzahl von radial abstehenden, elastischen Ansätzen 68 derart auf, daß das Muffenteil 2 einerseits
in axialer Richtung unter Verformung der elastischen Ansätze 68 in
die Gewindebohrung 64 einsetzbar (einpreßbar) ist
und andererseits zum Lösen
aus der Gewindebohrung 64 wie eine Schraube herausgeschraubt
werden kann. Im eingesetzten Zustand bewirken die elastischen Ansätze 68 zusammen
mit der Gewindebohrung 64 einen Form- oder Kraftformschluß. Hierbei
bleibt durch die Elastizität
der Ansätze 68 der
Steckbereich des Muffenteils 2, das heißt der Bereich der Kraftformschlußverbindung 18,
elastisch aufweitbar. Wie sich inbesondere aus 6 ergibt, sind die elastischen Ansätze 68 als
Ringstegabschnitte gebildet, die in Umfangsrichtung unterbrochene
Ringstege bilden, und die in axialer Richtung voneinander beabstandet
und parallel zueinander angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung
und Anordnung der elastischen Ansätze 68 wird eine besonders
gute Anpassung an die Gewindebohrung 64 erreicht. Zum Lösen durch
Herausschrauben des Muffenteils 2 ist es vorteilhaft, wenn
das Muffenteil 2 in einem von außen zugänglichen Bereich schlitzartige
Ausnehmungen 70 zum Ansetzen eines geeigneten Werkzeuges
besitzt.
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In beiden Ausführungen nach 4 und 5, 6 erfolgt die Abdichtung
zwischen dem Muffenteil 2 und dem Anschlußgehäuse 54 über einen Dichtring 72,
der vorzugsweise im Bereich einer Ringausnehmung 74 des
Muffenteils 2 dieses umschließend sitzt.