DE4429498C1 - Steckkupplung zum Verbinden einer Fluidleitung mit einem Rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckkupplung zum Verbinden einer Fluidleitung mit einem Rohr, das eine Halterippe aufweist, wobei die Steckkupplung ein abge­ winkeltes Rohrstück aufweist, dessen einer Endabschnitt mit der Fluidleitung verbindbar ist und dessen anderer Endabschnitt mit dem Rohr zusammensteckbar und über Haltearme, die beim Zusammenstecken von Rohr und Rohr­ stück mit der Halterippe in Eingriff bringbar sind, mit dem Rohr aufgrund einer Verdrehsicherungseinrichtung in nur einer relativen Drehwinkellage verbindbar ist.

Bei einer bekannten Steckkupplung dieser Art, die im Handel erhältlich ist, sorgt die Verdrehsicherung da­ für, daß das abgewinkelte Rohrstück mit der daran befe­ stigten Fluidleitung relativ zu dem Rohr, mit dem sie durch die Steckkupplung verbunden ist, eine vorbestimm­ te Drehwinkellage beibehält, um einerseits zu verhin­ dern, daß die Fluidleitung aufgrund äußerer Kräfte ihre Lage durch Drehung des Rohrstücks relativ zum Rohr ver­ ändert und mit anderen Baueinheiten in Berührung kommt, durch die sie beschädigt werden könnte, zum Beispiel wenn es sich bei der Fluidleitung um den Kühlwasser­ schlauch im Motorraum eines Kraftfahrzeugs handelt. Andererseits ist man häufig gezwungen, die Fluidleitung mit dem daran befestigten Rohrstück aus unterschiedli­ chen Richtungen, entsprechend dem zum Verlegen der Fluidleitung verfügbaren Raum, an das Rohr heranzufüh­ ren. Gegebenenfalls muß die Fluidleitung stark verbogen werden, um dann das Rohrstück mit dem Rohr in der vor­ bestimmten Drehwinkellage verbinden zu können. Man sah sich daher gezwungen, für alle möglichen Drehwinkella­ gen, in denen das Rohrstück und das Rohr verbunden wer­ den sollen, verschiedene Formwerkzeuge zur Herstellung von Rohren und Rohrstücken herzustellen, deren Ver­ drehsicherung jeweils der gewünschten relativen Dreh­ winkellage von Rohr und Rohrstück entspricht. Dies ist jedoch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steck­ kupplung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, das Rohrstück und das Rohr in unterschied­ lichen relativen Drehwinkellagen drehfest zu verbinden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rohrstück mit einem die Haltearme aufweisenden Kupplungsring formschlüssig zusammensteckbar ist und der Kupplungsring und das Rohrstück durch miteinander in verschiedenen relativen Drehwinkellagen von Rohr­ stück und Kupplungsring in Eingriff bringbare Zähne gegen eine relative Drehung gesichert sind.

Bei dieser Lösung wird der Kupplungsring zusammen mit den Haltearmen weiterhin drehfest mit dem Rohr in einer durch die Verdrehsicherung bestimmten Drehwinkellage verbunden. Dagegen kann das Rohrstück mit dem Kupplungsring in unterschiedlichen Drehwinkellagen ver­ bunden werden, je nach dem, welche Zähne der beiden Teile miteinander in Eingriff gebracht werden. Hierbei wird die relative Drehwinkellage von Kupplungsring und Rohrstück so gewählt, daß sich die Fluidleitung aus der gewünschten Richtung ohne Verbiegung mit dem Rohrstück verbinden läßt. Sodann kommt man zur Herstellung der Steckkupplung für viele relative Drehwinkellagen von Rohr und Rohrstück mit den gleichen Formwerkzeugen aus.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Kupplungsring in wenigstens einem von zwei sich diametral gegenüber­ liegenden Winkelbereichen von 90° mit Zähnen versehen ist und das Rohrstück wenigstens einen Zahn aufweist, der durch axiales Zusammenstecken von Kupplungsring und Rohrstück mit den Zähnen des Kupplungsrings in Eingriff bringbar ist. In den meisten Anwendungsfällen kommt man mit einem Winkelbereich von 90° für die relative Ver­ drehbarkeit von Kupplungsring und Rohrstück aus, so daß nur ein Winkelbereich von 90° mit Zähnen versehen zu werden braucht. Wenn dann das Rohrstück mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Zähnen versehen ist, ge­ nügt eine relative Drehung von Kupplungsring und Rohr­ stück, um auch bei einem Winkelbereich von 90°, der mit Zähnen versehen ist, ein Zusammenstecken von Kupplungs­ ring und Rohrstück in einem Winkelbereich zwischen 90° und 180° und damit über insgesamt 180° zu ermöglichen. Wenn zwei sich diametral gegenüberliegende Winkelberei­ che von 90° des Kupplungsrings mit Zähnen versehen sind, kann man mit zwei sich diametral in bezug auf die Drehachse des Rohrstücks gegenüberliegend ausgebildeten Zähnen ebenfalls den gesamten Verstellbereich von 180° ausnutzen, jedoch stehen dann mehr Zähne von Kupplungs­ ring und Rohrstück miteinander in Eingriff, so daß ein höheres Drehmoment zwischen Kupplungsring und Rohrstück übertragbar ist. Wenn dennoch ein Verstellbereich von insgesamt 360° des Rohrstücks möglich sein soll, läßt sich auf einfache Weise ein entsprechender Kupplungs­ ring mit um 90° versetzten Zähnen ausbilden, indem ein­ fach in dem Formwerkzeug ein die Zähne bildender Kern um 90° gedreht wird.

Der Kupplungsring kann innen einen Bund mit einem axia­ len elastisch aufweitbaren Schurz und das Rohrstück eine umlaufende Nut aufweisen, in die der Bund mit dem Schurz beim Zusammenstecken von Kupplungsring und Rohr­ stück einrastbar ist. Dies ermöglicht auf einfache Wei­ se die Herstellung einer festen, formschlüssigen Ver­ bindung zwischen Kupplungsring und Rohrstück lediglich durch axiales Zusammenstecken von Kupplungsring und Rohrstück.

Das Zusammenstecken von Kupplungsring und Rohrstück wird besonders dadurch erleichtert, daß der Schurz von seinem freien Rand her mit Schlitzen versehen ist. Die­ se erleichtern ein radiales Aufweiten des Schurzes beim Einführen des Rohrstücks in den Kupplungsring bis zum Einrasten von Bund und Schurz in die Nut.

Sodann kann dafür gesorgt sein, daß die Verdrehsiche­ rungseinrichtung durch am Rohr ausgebildete Anschläge für wenigstens einen der Haltearme gebildet ist.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Axialschnitt durch die erfin­ dungsgemäße Steckkupplung, die an ein Rohr in Form eines Rohrstutzens angekuppelt ist, wobei Teile des Rohrstutzens und der Steckkupplung weggebrochen sind,

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt wie den nach Fig. 1, jedoch in einer um 90° gedrehten rage der Steckkupplung und in einem etwas kleinerem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht der Verbindung nach Fig. 2, in der eine um weniger als 90° gegenüber der Lage nach Fig. 2 verdreht dargestellte Lage des Rohrstücks durch strichpunktierte Linien angedeutet ist,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV der Fig. 5,

Fig. 5 eine ähnliche Schnittansicht wie die nach Fig. 1, jedoch ohne den Rohrstutzen,

Fig. 6 den Kreisausschnitt A der Fig. 4 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 eine axiale Vorderansicht eines Kupplungsrings der erfindungsgemäßen Steckkupplung,

Fig. 8 den Kupplungsring nach Fig. 7, teilweise im Axi­ alschnitt,

Fig. 9 den Rohrstutzen, an dem die erfindungsgemäße Steckkupplung angekuppelt wird, teilweise im Axialschnitt, und

Fig. 10 den Rohrstutzen nach Fig. 9 in einer um 90° ge­ genüber der Lage nach Fig. 9 gedrehten Lage, teilweise im Schnitt.

Die dargestellte Steckkupplung besteht aus einem um 90° abgewinkelten Rohrstück 1, siehe insbesondere Fig. 2, und einem damit formschlüssig verbundenen Kupplungsring 2 sowie einem Dichtring 3 in Form eines O-Rings. Das Rohrstück 1 und der Kupplungsring 2 sind aus thermopla­ stischem Kunststoffin einem Formwerkzeug hergestellt.

Die Steckkupplung dient zum Verbinden einer nicht dar­ gestellten Fluidleitung, zum Beispiel eines Schlauches, die mit einem gerippten Endabschnitt 1a des Rohrstücks 1, zum Beispiel mittels einer Schlauchschelle, verbun­ den werden kann, mit einem Rohr 4, zum Beispiel einem Rohrstutzen am Kühler eines Kraftfahrzeugs.

Das Rohrstück 1 hat in dem anderen Endabschnitt 1b eine umlaufende Nut 5, vergleiche insbesondere Fig. 5, die den Dichtring 3 aufnimmt, eine weitere Nut 6, in der zwei sich diametral gegenüberliegende, radial nach au­ ßen ragende Zähne 7 ausgebildet sind, und einen radial nach außen vorstehenden Bund 8, der mit der einen Sei­ tenwand der Nut 6 fluchtet.

Der Kupplungsring 2, vergleiche insbesondere Fig. 7 und 8, hat innen einen Bund 9 oder Ringteil mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden, elastisch aufweit­ baren Schurz 10, in dem zwei axiale, sich diametral gegenüberliegende Schlitze 11 ausgebildet sind, die das Aufweiten des Schurzes 10 erleichtern.

Am Bund 9 sind radial außen zwei sich diametral gegen­ überliegende, elastisch biegsame Haltearme 12 ange­ formt, die in der Nähe ihres anderen Endes radial nach innen vorstehende Rastnasen 13 oder Haken aufweisen und durch einen etwa ovalen elastisch biegsamen Ringteil 14 verbunden sind.

Der Bund 9 des Kupplungsrings 2 ist auf seiner radial inneren Seite in zwei sich diametral gegenüberliegenden Winkelbereichen von 90° mit Zähnen 15 versehen, die zwischen sich axiale Nuten 16 begrenzen.

Insgesamt sind in jedem der sich diametral gegenüber­ liegenden Winkelbereiche des Bundes 9 eine gleiche An­ zahl von Zähnen 15 und Nuten 16 in gleichen Winkelab­ ständen von etwa 9° zwischen den Zähnen 15 beziehungs­ weise Nuten 16 ausgebildet. Im zusammengesteckten Zu­ stand von Rohrstück 1 und Kupplungsring 2, in dem der Schurz 10 in die Nut 6 des Rohrstücks 1 eingerastet ist, greifen die Zähne 7 des Rohrstücks 1 (vergleiche insbesondere Fig. 4 und 6) in jeweils eine der Nuten 16 zwischen den Zähnen 15 ein. Das Rohrstück 1 und der Kupplungsring 2 lassen sich daher im zusammengesteckten Zustand nicht relativ zueinander drehen, dagegen können sie in einer Vielzahl von Drehwinkellagen, hier 20, in einem Drehwinkelbereich von insgesamt 180° zueinander verdreht zusammengesteckt werden, wie es durch die strichpunktierte Lage des Rohrstücks 1 in Fig. 3 darge­ stellt ist.

Das Rohr 4 hat in seinem Endabschnitt, der mit dem End­ abschnitt 1b des Rohrstücks 1 zusammengesteckt wird, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, eine außen umlaufende Halterippe 17, hinter der die Rastnasen 13 beim Zusammenstecken der Steckkupplung und des Rohres 4 aufgrund der elastischen Biegsamkeit der Haltearme 12 einrasten können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, um die am Endabschnitt 1a angeschlossene Fluidleitung mit dem Rohr 4 zu verbinden. Dabei lassen sich das Rohr­ stück 1 und das Rohr 4 jedoch nur in einer vorbestimm­ ten Drehwinkellage zusammenstecken, die durch eine Ver­ drehsicherungseinrichtung bestimmt wird. Diese Verdreh­ sicherungseinrichtung besteht aus axialen Anschlägen 18 (vergleiche insbesondere Fig. 9 und 10), die durch die Längsränder von Ausschnitten in der Stirnseite des Roh­ res 4 gebildet sind. Die Breite der Ausschnitte ent­ spricht der Breite der Haltearme in Umfangsrichtung. Wenn die Haltearme 12 in die Ausschnitte eingeführt sind, liegen die am Bund 9 angrenzenden radialen Ab­ schnitte 19 der Haltearme 12 an den Anschlägen 18 an, wie es in Fig. 2 bei dem einen Haltearm 12 zu erkennen ist. Der Kupplungsring 2 und das Rohrstück 1 lassen sich im zusammengesteckten Zustand nicht relativ zuein­ ander drehen.

Statt die Anschläge 18 durch Ausschnitte zu bilden, ist es jedoch auch möglich, an der Stirnseite oder am Au­ ßenumfang des Rohres 4 ein oder zwei Paare radialer Vorsprünge, die in Umfangsrichtung einen der Breite der Haltearme 12 entsprechenden Abstand haben, vorzusehen und zwischen die Vorsprünge eines einzigen oder zweier Vorsprungpaare jeweils einen der Haltearme 12 im zusam­ mengesteckten Zustand von Rohr 4 und Steckkupplung ein­ greifen zu lassen.

Die Zähne 7 des Rohrstücks 1 können mit verschiedenen Zähnen 15 beziehungsweise den zwischen ihnen liegenden Nuten 16 in Eingriff gebracht werden, so daß das Rohr­ stück 1 und der Kupplungsring 2 in verschiedenen rela­ tiven Drehwinkellagen zusammengesteckt werden können, wie es beispielsweise durch die strichpunktiert darge­ stellte Lage des Rohrstücks 1 in Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei ist es möglich, die relativen Drehwinkel­ lagen von Rohrstück 1 und Kupplungsring 2 in einem Drehwinkelbereich von 90° in dem Abstand der Zähne 15 entsprechenden Stufen zu wählen, wenn nur in dem einen der beiden sich diametral gegenüberliegenden 90°-Win­ kelbereichen des Kupplungsrings 2 die Zähne 15 und nur ein Zahn 7 am Rohrstück 1 ausgebildet sind. Wenn dage­ gen zwei sich diametral gegenüberliegende Zähne 7 vor­ gesehen sind, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist es möglich, den zwischen den beiden Teilen 1 und 2 wählbaren relativen Drehwinkel in einem Bereich von 180° in Stufen zu wählen, indem der eine oder der an­ dere Zahn 7 des Rohrstücks 1 mit einer der Nuten 16 in dem einen Winkelbereich von 90° in Eingriff gebracht wird. Der gleiche maximale Verstellbereich von 180° ist auch erreichbar, wenn die beiden sich über jeweils 90° erstreckenden und diametral gegenüberliegenden Reihen von Zähnen 15 und die beiden Zähne 7 vorgesehen sind, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Bei dieser doppelten Ausführung von Zahnreihen 15 und Zähnen 7 ist zwischen Rohrstück 1 und Kupplungsring 2 jedoch ein höheres Drehmoment im zusammengesteckten Zustand übertragbar.

Grundsätzlich ist mithin bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ein relativer Drehwinkel zwischen Rohr­ stück 1 und Kupplungsring 2 fest einstellbar, der im Bereich von 180° liegt, und zwar in Stufen entsprechend der Anzahl der Zähne 15 bzw. ihrer Mittelabstände, so daß die am Endabschnitt 1a des Rohrstücks anzuschlie­ ßende Fluidleitung aus einer Vielzahl unterschiedlicher Richtungen an den Endabschnitt 1a herangeführt und mit diesem verbunden werden kann, ohne die Fluidleitung nennenswert zu verbiegen. Trotz dieser Vielzahl von Richtungen, aus denen die Fluidleitung an den Endab­ schnitt 1a herangeführt werden kann, ist zur Herstel­ lung des Rohrstücks 1 und des Kupplungsrings 2 jeweils nur ein Formwerkzeug erforderlich.

Will man diesen Winkelbereich auf 360° erweitern, dann wäre ein zweiter Kupplungsring 2 erforderlich, bei dem die Zähne 15 um 90° gegenüber der dargestellten Lage versetzt sind. Auch ein solcher Kupplungsring ließe sich auf einfache Weise mit dem gleichen Formwerkzeug herstellen, mit dem der dargestellte Kupplungsring 2 hergestellt wird, indem dessen die Zähne 15 bzw. Nuten 16 formender Kern im Formwerkzeug lediglich um 90° ge­ genüber derjenigen Lage gedreht wird, in der der darge­ stellte Kupplungsring 2 hergestellt wird.

Statt die Zähne 15 am Kupplungsring 2 und die Zähne 7 am Rohrstück 1 auszubilden, ist es auch möglich, die Zähne 15 am Rohrstück 1 und die Zähne 7 am Kupplungs­ ring 2 anzuformen. Eine weitere Alternative besteht darin, den Kupplungsring 2 oder das Rohrstück 1 über den gesamten Umfang mit Zähnen 15 bzw. 7 zu versehen, um eine relative Verstellbarkeit von Kupplungsring 2 und dem Rohrstück 1 über einen Winkelbereich von 360° zu erzielen. Die dargestellte Ausführungsform hat je­ doch den Vorteil, daß der Kupplungsring 2 trotz der vielen Zähne noch verhältnismäßig steif ist und die Herstellung der Formwerkzeuge wegen der relativ gerin­ gen Zähnezahl einfach ist.

Das Trennen des Rohrstücks 1 vom Rohr 4 geschieht auf einfache Weise dadurch, daß der ovale Ringteil 14 in Richtung seiner längeren Achse radial zusammenge­ drückt wird, bis die Rastnasen 13 über den radial äuße­ ren Rand der Halterippe 17 vorstehen, und dann das Rohrstück 1 und das Rohr 4 auseinandergezogen werden. Um das Zusammendrücken des Ringteils 14 zu erleichtern, ist er in sich diametral gegenüberliegenden Bereichen 20 gerändelt.

Claims (5)

1. Steckkupplung zum Verbinden einer Fluidleitung mit einem Rohr (4), das eine Halterippe (17) aufweist, wobei die Steckkupplung ein abgewinkeltes Rohrstück (1) aufweist, dessen einer Endabschnitt (1a) mit der Fluidleitung verbindbar ist und dessen anderer Endabschnitt (1b) mit dem Rohr (4) zusammensteckbar und über Haltearme (12), die beim Zusammenstecken von Rohr (4) und Rohrstück (1) mit der Halterippe (17) in Eingriff bringbar sind, mit dem Rohr (4) aufgrund einer Verdrehsicherungseinrichtung in nur einer relativen Drehwinkellage verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1) mit einem die Haltearme (12) aufweisenden Kupplungsring (2) formschlüssig zusammensteckbar ist und der Kupplungsring (2) und das Rohrstück (1) durch mit­ einander in verschiedenen relativen Drehwinkellagen von Rohrstück (1) und Kupplungsring (2) in Eingriff bringbare Zähne (7, 15) gegen eine relative Drehung gesichert sind.

2. Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kupplungsring (2) in wenigstens einem von zwei sich diametral gegenüberliegenden Winkel­ bereichen von 90° mit Zähnen (15) versehen ist und das Rohrstück (1) wenigstens einen Zahn (7) auf­ weist, der durch axiales Zusammenstecken von Kupp­ lungsring (2) und Rohrstück (1) mit den Zähnen (15) des Kupplungsrings (2) in Eingriff bringbar ist.

3. Steckkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kupplungsring (2) innen einen Bund (9) mit einem axialen elastisch aufweitbaren Schurz (10) und das Rohrstück (1) eine umlaufende Nut (6) aufweist, in die der Bund (9) mit dem Schurz (10) beim Zusammenstecken von Kupplungsring (2) und Rohrstück (1) einrastbar ist.

4. Steckkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schurz (10) von seinem freien Rand her mit Schlitzen (11) versehen ist.

5. Steckkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherungsein­ richtung durch am Rohr (4) ausgebildete Anschläge (18) für wenigstens einen der Haltearme (12) gebil­ det ist.