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Die vorliegende Erfindung betrifft Schnellverbindungsstücke und, genauer ausgedrückt,
Schnellverbindungsstücke mit Mitteln, die durch externe Inspektion eine Bestimmung
richtiger Kopplung zwischen den männlichen und weiblichen Teilen des
Verbindungsstücks ermöglichen.
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Diese Erfindung steht in Beziehung zu EP-A-547 489 mit dem Titel "Retainer for Pop
Top Indicator" [Halter für Pop-Top-Anzeiger] des selben Zessionars von Interesse wie
diese Anmeldung. Diese Erfindung steht weiter mit dem US-Patent Nr. 5,178,424,
erteilt am 12. Januar 1993 mit dem Titel "Pop-Off Quick Connect Indicator" [Pop-Off-
Schnellverbindungsanzeiger] in Beziehung, das vom dem selben Erfinder und Zessionar
von Interesse wie diese Anmeldung stammt.
Hinterrund der Erfindung
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Es ist erwünscht, in fluidführenden Leitungen sicherzustellen, dass die verwendeten
männlichen und weiblichen Teile der Verbindungsstücke richtig aneinander gekoppelt
sind. Ein fehlerhaftes Verbindungsstück ermöglicht einem zugehörigen Wirtssystem,
Fluid auslaufen zu lassen. Dies kann besonders nachteilhaft sein, wenn das System
unter Druck steht und das leckende Verbindungsstück das Druckfluid ausstößt.
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In dem Gebiet von Schnellverbindungsstücken, wo männliche und weibliche Teile der
Verbinder durch Reibverschlusselemente zusammengehalten werden, ist es wichtig,
dass die männlichen und weiblichen Teile richtig gekoppelt sind. Zum Sicherstellen
richtiger Kopplung, kann der Installierende an dem Verbindungsstück ziehen oder es
handhaben, um sicherzustellen, dass es vollständig ineinander greift. Ferner
ermöglichen visuelle Arten von Prüfeinrichtungen dem Installierenden die Bestätigung
allein durch Betrachtung, dass die männlichen und weiblichen Teile richtig miteinander
gekoppelt sind.
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EP-A-547489 offenbart eine Einführungsanzeigevorrichtung in Verbindung mit einer
Schnellverbinderbaugruppe, die ein männliches Element und ein weibliches Element
aufweist. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein innerhalb des weiblichen Elements
getragenes Grundelement. Zwei oder mehr Beinelemente erstrecken sich axial vom
Grundelement und enden angrenzend an eine axiale Gehäuseöffnung. Ein allgemein
ringförmiges Anzeigeelement ist im wesentlichen benachbart der Öffnung angeordnet
und ergreift lösbar die Enden der Beinelemente. Mittel sind vorgesehen, um das
Grundelement bei Ineinandergreifen des männlichen und weiblichen Elements axial zu
verschieben, um Trennung des Grund- und Anzeigeelements zu bewirken. Schließlich
sind Führungsmittel vorgesehen, um die Aufrechterhaltung richtiger Ausrichtung der
Anzeigeeinrichtung in Bezug zu dem Schnellverbindungsstück vor und während des
Eingriffsvorgangs sicherzustellen.
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Das US-Patent Nr. 4,925,217, erteilt an Ketcham, offenbart ein
Schnellverbindungsstück mit einem visuellen Prüfmerkmal, bei dem ein verformbares
Element innerhalb der Fassung zusammengebaut wird, welches längliche Elemente
umfasst, die sich vor Kopplung aus dem Gehäuse heraus zwischen dem männlichen und
weiblichen Teil erstrecken, und die nach der Durchführung von Kopplung eingezogen
und nicht mehr sichtbar sind. Obwohl dieser Verbindertyp zufriedenstellend für seinen
beabsichtigten Zweck arbeiten kann, versuchen Designer immer, das Gebiet zu
verbessern. Ferner liefern Designs so wie das durch Ketcham verwendete nur relativ
kleine Axialbewegung des Anzeigeelements, was die Zuverlässigkeit der
wahrgenommenen Anzeige begrenzt, wenn es bei einer relativ preisgünstigen
Herstellung mit hohen Toleranzen verwendet wird, und fügt alternativ zusätzliche
Kosten zu einem stärker verfeinerten Design hinzu. Schließlich erfordert die federartige
Wirkung von Ketchams gewölbten ringförmigen Element die Verwendung relativ teurer
Materialien und kann zusätzliche Fehlerarten einführen, so wie Zerbrechen eines der
Beine, was den richtigen Kopplungsvorgang behindern könnte.
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Ein verwandtes Problem bezieht sich auf auftretende Aspekte kommerziell erhältlicher
Schnellverbindungseinrichtungen, nämlich: großes Volumen und niedriger
Verkaufspreis erfordern oft die Verwendung preisgünstiger, etwas biegbarer
Materialien, und komplexer Konturen extrem kleiner dazwischenpassender
Komponenten. Diese Aspekte erhöhen zusammen die Wahrscheinlichkeit von
fehlerhaftem Zusammenbau. Massenproduktionstechniken einschließlich
automatischem Zusammenbau haben die Tendenz, das Problem zu verstärken, wobei
fehlerhafter Zusammenbau oder unzulässige Abmessungsvariationen der Komponenten
schwer zu ermitteln sind.
Zusammenfassung der Erfindung
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine visuelle
Prüfvorrichtung zu schaffen, die dem Installierenden auf einen Blick ermöglicht,
richtige Kopplung des Verbindungsstücks sicherzustellen. Diese Erfindung schafft auch
eine visuelle Prüfvorrichtung, die für eine Vielzahl von Verbindungsstücken anpassbar
ist. Weiter schafft die vorliegende Erfindung die Technik mit einer einfachen,
kostengünstigen Prüfvorrichtung, die die Mängel oben beschriebener früherer
Vorrichtungen überwindet.
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Der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Schnellverbindungsstück geschaffen, das
ein allgemein zylindrisches Verbindergehäuse, welches eine axiale Öffnung zum
ineinandergreifenden Aufnehmen eines männlichen Elements definiert, Haltemittel, die
zumindest im wesentlichen innerhalb des Gehäuses zum lösbaren Verbinden des
Verbindergehäuses und des männlichen Elements miteinander angeordnet sind, und ein
Anzeigeelement umfasst, wobei das Anzeigelement axial als Reaktion auf richtige
Verbindung des Verbindergehäuses und des männlichen Elements miteinander
verschiebbar ist, um eine visuelle Anzeige der gegenseitigen Verbindung zu liefern,
wobei das Verbindergehäuse mit Mitteln versehen ist, die eine Anlagefläche definieren,
welche angrenzend an die axiale Öffnung für Anlage gegen das Anzeigelement
angeordnet sind, und wobei das Schnellverbindungsstück dadurch gekennzeichnet ist,
dass das Verbindergehäuse mit Mitteln versehen ist, die eine sich axial erstreckende,
allgemein ringförmige Oberfläche definieren, welche angrenzend an die Anlagefläche
angeordnet ist und eine Schulter definiert, die das Anzeigelement aufnimmt und so
lagert, dass das Anzeigelement im wesentlichen innerhalb der Schulter angeordnet ist.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, dass sie automatische Vormontage hoher
Geschwindigkeit des weiblichen Teils des Schnellverbindungsstücks ermöglicht,
während sie gegen Fehlausrichtung oder fehlerhaften Zusammenbau derselben schützt
und die Notwendigkeit externer Ausrichtungselemente beseitigt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein gemäß dieser Erfindung ausgelegter
Schnellverbindungs-Einführungsanzeiger ein Grundelement allgemein ringförmiger
Konfiguration, das für Positionierung um eine männliche Leitung innerhalb des
Verbindergehäuses ausgelegt ist. Zwei oder mehr Beinelemente erstrecken sich axial
von dem Grundelement und enden nahe der Öffnung. Ein allgemein ringförmiges
Anzeigelement, das im wesentlichen angrenzend an die Öffnung angeordnet ist, steht
lösbar mit den Beinelementenden in Eingriff. Schließlich sind Mittel vorgesehen, die
zum axialen Verschieben des Grundelements bei Ineinandergreifen der Leitung und des
Verbindergehäuses zum Bewirken von Trennung des Grund- und Anzeigelements
wirken. Führungsmittel sorgen für konzentrische Positionierung des Anzeigelements
mit der Gehäuseöffnung, bis Kopplung des Verbindungsstücks abgeschlossen ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Einführungsanzeiger
ein ringförmiges Grundelement und zwei am Umfang verteilte, axial ausgestreckte
Beinelemente mit solchen Abmessungen, dass die Beinelemente innen angrenzend an
eine an der axialen Gehäuseöffnung ausgebildete Stufe enden. Führungsmittel sind
vorgesehen, um die konzentrische Positionierung des Anzeigeelements zumindest
teilweise innerhalb der Gehäuseöffnung zu halten, wobei das Grundelement eine
Anlagefläche definiert, die zum Ergreifen einer durch die Leitung definierten
zusammenpassenden Anlagefläche angeordnet ist, um das Grund- und die Beinelemente
bei Ineinandergreifen der Leitung und des Verbindergehäuses zum Bewirken
gleichzeitiger Trennung des Grund- und Anzeigelements axial zu verschieben. Diese
Anordnung liefert den Vorteil einer Minimierung der gesamten Axiallänge der
Schnellverbindungsfassung, um Packen derselben zu verbessern, und vermeidet
unerwünschte Lösung, indem die Verwendung eines speziellen Lösungswerkzeugs
erforderlich ist.
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Einem anderen Aspekt der Erfindung zufolge definiert der Einführungsanzeiger axial
ausgestreckte Führungsflächen, die zum Eingreifen in axial ausgestreckte
Führungsschlitze ausgebildet innerhalb einer offenen Kappe wirken, die auf das
Verbindergehäuse angrenzend an die Öffnung passt, um axiale Freiheit relativer
Verschiebung dazwischen zu liefern, während relative Drehverschiebung zwischen
diesen verhindert wird. Diese Anordnung sorgt für präzise Positionierung des
Einführungsanzeigers innerhalb des weiblichen Gehäuses zum Minimieren der
Möglichkeit von fehlerhaftem Zusammenbau oder Verziehung der Komponenten
während Kopplungseingriff. Die Schlitze und Führungsflächen stellen sicher, dass nur
gewünschte relative axiale Verschiebung während des Eingriffsvorgangs erfolgt und
dass Drehung und Schrägstellung der Komponenten nicht auftreten wird.
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Einem anderen Aspekt der Erfindung zufolge werden Mittel vorgesehen, um den
Anzeiger axial in Bezug zum weiblichen Gehäuse fixiert zu halten. In der derzeit
bevorzugten Ausführungsform umfassen solche Mittel sich radial erstreckende
Vorsprünge, die an den axial ausgestreckten Führungsflächen ausgebildet sind. Die
Vorsprünge wirken vorzugsweise mit einer Anlagefläche zusammen, die auf der an dem
weiblichen Gehäuse vorgesehenen Kappe definiert ist. Solche Mittel stellen richtigen
Kopplungseingriff und richtige Anzeige sicher, indem sie unerwünschte axiale
Bewegung zwischen dem Gehäuse und dem Anzeiger verhindern, während sie die bei
richtiger Kopplung erforderliche gewünschte axiale Verschiebung zulassen.
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Einem anderen Aspekt der Erfindung zufolge, wird ein kleiner gewölbter Sektor des
Anzeigelements entfernt, oder alternativ wird ein Bruchpunkt hierin vorzugsweise in
Verbindung mit einem allgemein ebenen Vorsprungselement vorgesehen, der integriert
mit dem Anzeigelement ausgebildet ist und sich radial von diesem erstreckt. Diese
Anordnung liefert die Vorteile, Halt des Anzeigelements nach Erreichen der Kopplung
auf der Leitung sicherzustellen, und seine Entfernung bei Bedarf danach zu
vereinfachen.
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Noch einem anderen Merkmal der Erfindung zufolge, werden die Grund- und
Beinelemente integriert mit dem Anzeigelement ausgebildet, wobei entweder das
Anzeigelement oder die Beinelemente vorbestimmte Schwachpunkte enthalten, so wie
durch eine verringerte Querschnittsfläche, die gleichzeitig vorhersagbar bei axialer
Belastung durch Kopplung zwischen der Leitung und ihrem zusammenpassenden
Verbindergehäuse zerbrechen werden.
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Diese und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung deutlich werden, die bevorzugte und alternative Ausführungsformen der
Erfindung zusammen mit den Zeichnungen ausführlich beschreibt und offenbart. Das
folgende ist eine kurze Beschreibung der letzteren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer die vorliegende Erfindung
verkörpernden Baugruppe aus Leitung und Schnellverbindungsstück.
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Fig. 2 ist eine zerlegte Querschnittansicht in einem vergrößerten Maßstab eines
Verbindergehäuses und einer männlichen Leitung, die nicht in Eingriff stehen.
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Fig. 3 stellt das Verbindergehäuse und die männliche Leitung von Fig. 2 im
gekoppelten Zustand dar.
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Fig. 4 ist eine Querschnittansicht in einem vergrößerten Maßstab, die auf Linien IV-IV
von Fig. 2 genommen ist.
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Fig. 5 ist ein viertel Querschnittansicht des weiblichen Gehäuses von Fig. 2 von oben
genommen.
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Fig. 6 ist eine Draufsicht des bevorzugten Schnellverbindungs-Einführungsanzeigers
der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 7 ist eine Vorderansicht des Einführungsanzeigers von Fig. 6.
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Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Einführungsanzeigers von Fig. 6.
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Fig. 9 ist eine Draufsicht eines mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Halters.
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Fig. 10 ist eine Querschnittansicht auf Linien X-X von Fig. 9.
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Fig. 11 ist eine Vorderansicht des Halters von Fig. 9.
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Fig. 12 ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des
Schnellverbindungs-Einführungsanzeigers der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 13 ist eine Teilschnittansicht einer momentan bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung, wie sie mit einem dünnwandigen Verbindungsstück verwendet wird.
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Fig. 14 ist eine Draufsicht der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform.
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Fig. 15 ist eine Teilschnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung, wie sie mit einem modifizierten dünnwandigen Verbindungsstück verwendet
wird.
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Fig. 16 ist eine Teilschnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung, wie sie mit einem modifizierten dünnwandigen Verbindungsstück verwendet
wird.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Bezugnehmend auf Fig. 1, umfasst die vorliegende Erfindung eine
Einführungsanzeigeeinrichtung, allgemein bei 10 gezeigt, zur Verwendung mit einem
Schnellverbindungsstück, allgemein bei 12 gezeigt, das ein männliches und weibliches
Element 14 bzw. 16 und ein Verriegelungselement oder einen Halter 18 umfasst. Mit
Ausnahme der im folgenden beschriebenen Modifikationen, stellt das
Schnellverbindungsstück 12 bekannte, im Handel erhältliche Einrichtungen dar. Das
hier dargestellte Schnellverbindungsstück 12 ist zur Anwendung innerhalb
röhrenförmige Leitungen verwendender Systeme ausgelegt, obwohl beabsichtigt ist,
dass die vorliegende Erfindung mit anderen Strukturkonfigurationen und Anwendungen
verwendet werden könnte.
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Das männliche Element 14 ist als ein dünnwandiges Metallrohr mit einem abgesetzten
oder externen Umfangsflansch 20 dargestellt, der integriert darin angrenzend an ein
offenes Ende 22 gebildet ist, welches für Einführung in einen abgestuften Durchgang 24
im weiblichen Element 16 ausgelegt ist. Das Ende des weiblichen Elements 16 entfernt
vom männlichen Element 14 weist eine Reihe externer Umfangswiderhaken 26 auf, die
für verriegelnden Eingriff mit einer elastischen Leitung (nicht dargestellt) ausgelegt
sind. Das Verriegelungselement 18 wird innerhalb eines vergrößerten Endes 28 des
weiblichen Elements 16 nahe dem männlichen Element 14 getragen, wie im folgenden
ausführlicher beschrieben werden soll.
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Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, umfasst der Durchgang 24 des weiblichen Elements 16
einen gestuften Teil 30 innerhalb seines vergrößerten Endes 28. Zusätzliche gestufte
Teile können zum Aufnehmen von Elementen so wie O-Ringen oder dergleichen (nicht
dargestellt) zum Abdichten des männlichen Elements 14 innerhalb des weiblichen
Elements 16 vorgesehen werden.
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Wie am besten in den Fig. 2 und 9-11 zu sehen ist, weist der Halter 18 einen
allgemein ringförmigen Grundteil 32 auf, der lagernd konzentrisch in dem Durchgang
24 angeordnet ist, welcher in einem sich radial nach außen erstreckenden Flanschteil 34
endet, der in einer im weiblichen Element 16 ausgebildeten Stufe 36 aufgenommen
wird, die sich in den gestuften Teil 30 öffnet und mit diesem zum Definieren eines
Sitzes 38 zusammenwirkt. Vier (4) Verlängerungen 40a-d sind integriert mit dem
Grundteil 32 ausgebildet und sind gleichmäßig am Umfang um diesen herum verteilt
und erstrecken sich axial von diesem in Richtung auf eine Öffnung 42, die durch das
Ende des weiblichen Elements 16 zum Aufnehmen des männlichen Elements 14
definiert wird. Das Verriegelungselement 18 definiert zwei (2) nach innen gerichtete
Eingriffsfinger 44, 46 Dir ein männliches Element, die von benachbarten Paaren freier
Enden (40a, d und 40b, c) der Verlängerungen 40 herabhängen. Die Finger 44, 46
definieren darauf ausgebildete, radial nach außen gerichtete Anlageflächen 48, 50, die
verriegelnd mit einem eines Paars gegenüberliegender radialer Öffnungen 52, 54
ineinander greifen, die im weiblichen Element 16 ausgebildet sind. Die obersten (in
Fig. 2) Seitenflächen des die Öffnungen 52, 54 begrenzenden Elements 16 sind als
Anlageflächen 56, 58 gekennzeichnet, die zusammentreffend [sic] Oberflächen 48, 50
des Halters 18 ergreifen. Die axial entgegengesetzten Enden der Finger 44, 46
definieren sich radial erstreckende Anlageflächen 60, 62, die, wenn zusammengebaut,
axial vom Sitz 38 um eine Abmessung "D" beabstandet sind, wie im folgenden
ausführlich beschrieben werden soll. Die Finger 44, 46 definieren radial nach innen
abgeschrägte Rampenflächen 64, 66, die sich über ihre axiale Länge erstrecken.
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Sowohl das weibliche Element 16 als auch der Halter 18 werden aus spritzgegossenem
Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt. Viertel Querschnitte
werden in Fig. 5 zur Vereinfachung insofern verwendet, dass die Struktur im
wesentlichen symmetrisch um die Mittellinienachse A-A des weiblichen Elements 16
ist. Schließlich sind bestimmte Innenkomponenten, die typischerweise mit dem
weiblichen Element 16 verwendet werden würden, so wie O-Dichtungsringe und
Distanzstücke, die normalerweise innerhalb des Durchgangs 24 angeordnet sein
würden, hier der Kürze zuliebe weggelassen worden.
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In der Außenfläche des weiblichen Elements 16 ausgerichtete Paare tangentialer
Schlitze 68 öffnen sich in radiale Öffnungen 52, 54, wie beschrieben ist in der ebenfalls
schwebenden US-Anmeldung der Seriennummer 07/675,374, eingereicht am 16. März
1991 unter dem Titel "Quick Connect Insertion Indicator Clip" [Schnellverbindungs-
Einführungsanzeigerclip], übertragen dem selben Zessionar von Interesse, die hier
durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Bezugnehmend auf die Fig. 4 und 5 weist der gestufte Teil 30 des weiblichen
Elements 16 komplementäre, am Umfang gegenüberliegende, axial ausgestreckte
Führungsnuten 70, 72 auf, die in der Innendurchmesserfläche des Endes 28 ausgebildet
sind und sich in den Durchgang 24 öffnen. Die Nuten 70, 72 sind ungefähr 90 Grad von
den radialen Öffnungen 52, 54 rotationspositioniert. Seitlich gegenüberliegende
Seitennuten 74, 76 spreizen die Nut 70, die sich axial durch den gestuften Teil 30
erstrecken und in den Durchgang 24 öffnen. In ähnlicher Weise sind Seitennuten 78, 80
axial parallel zu der Nut 72 und spreizen dieselben, und öffnen sich radial in den
Durchgang 24.
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Die Öffnung 42 definiert eine gestufte ringförmige Nut 82, die aus einer axialen, nach
außen gerichteten Anlagefläche 84 und einer radial nach außen divergierenden
Ausrichtungsfläche 86 besteht.
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Bezugnehmend auf die Fig. 9 bis 11, sind die strukturellen Details des Halters 18
dargestellt. Einteilungsvorsprünge 88, 90, die integriert mit dem Flanschteil 34 des
Grundteils 32 ausgebildet sind, erstrecken sich radial nach außen von diesem und haben
solche Abmessungen, um gleitend in die Führungsnuten 70, 72 zu passen. In ähnlicher
Weise erstrecken sich seitlich beabstandete tangentiale Einteilungsvorsprünge 92, 94,
96 und 98 radial nach außen allgemein parallel zu den Vorsprüngen 88, 90. Die
Vorsprünge 92 bis 98 haben ebenso solche Abmessungen, um in ihre jeweiligen Nuten
74 bis 80 zu passen. Anflächungen oder Reliefs 100, 102 sind in der Umfangswand des
Flanschs 34 an Stellen ausgebildet, die um 90 Grad tangential von den Vorsprüngen 88,
90 versetzt sind, und radial nach innen von dem inneren Durchmesserflächenteil des
Endes 28 beabstandet sind, das radiale Öffnungen 52, 54 definiert, zum Sicherstellen,
dass der Flansch 34 nicht die Verwendung eines Außerdurchmesser-Lösungswerkzeugs
behindert, wenn es in die Öffnungen 52, 54 eindringt, um Lösung des Halters 18 vom
weiblichen Element 16 zu bewirken. Wie am besten in den Fig. 2 und 4 dargestellt
ist, wird ein in Fig. 4 in Phantom gezeigtes Außendurchmesser-Lösungswerkzeug 166
radial die Finger 44, 46 nach innen niederdrücken, bis die radial äußersten Kanten der
Anlageflächen 48, 50 radial innen von den innersten Kanten der Anlageflächen 56, 58
zum Bewirken von Lösung beabstandet sind. Typische Halter des Standes der Technik
wiesen einen Flansch mit konstantem Radius auf, der die axial innerste Querfläche 165
eines Werkzeugs 166 behindern und Lösung verhindern konnte. Der durch
Anflächungen 100, 102 geschaffene lokale radiale Spalt 168 (in Fig. 4 als R
bezeichnet) ermöglicht Entfernung des Halters 18 mit dem Werkzeug 166 weiterhin an
richtiger Stelle. Idealerweise sind die radial äußeren Oberflächen der Anflächungen
100, 102 im wesentlichen innen von den innersten radialen Kanten der Anlageflächen
56, 58 angeordnet. Ein weiteres Verständnis der Beziehung der vorliegenden Erfindung
mit dem Werkzeug 166 kann nachgelesen werden in dem US-Patent Nr. 5,226,230 mit
dem Titel "Universal O. D. Release Tool" [Universelles Außendurchmesser-
Lösungswerkzeug], erteilt am 13. Juli, 1993, des selben Zessionars wie die vorliegende
Erfindung. Das Patent Nr. 5,226,230 ist hierdurch durch Bezugnahme eingeschlossen.
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Abgeschrägte Zwischenraumreliefflächen 104, 106, 108 und 110 sind in
Verlängerungen 40 ausgebildet, um Bindung zwischen
dem männlichen Element 14 und dem Halter 18 während Lösung zu verhindern.
Schließlich wird die gesamte axiale Länge der Verlängerungen 40a-d verkürzt, wodurch
die freien Enden 41 a-d derselben entfernt vom Grundteil 32 solche Abmessungen
aufweisen, um angrenzend an die Anlagefläche 84 des weiblichen Elements 16 zu
enden.
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Bezugnehmend auf die Fig. 6 bis 8, sind die strukturellen Details der
erfindungsgemäßen Einführungsanzeigeeinrichtung 10 dargestellt. Die
Anzeigeeinrichtung 10 wird integriert aus spritzgegossenem Kunststoff oder einem
anderen geeigneten Material aufgebaut und umfasst ein allgemein ringförmiges
Grundelement 112, zwei am Umfang gegenüberliegende, axial ausgestreckte
Beinelemente 114, 116, und ein allgemein ringförmiges Anzeigelement 118. Das
Grundelement 112 hat einen charakteristischen Außendurchmesser gleich oder etwas
kleiner als der Seitenabstand von Anflächungen 100, 102, um Behinderung der
Oberfläche 165 des Werkzeugs 166 zu verhindern. Bei dem Anzeigelement 188 ist ein
Umfangsabschnitt von ungefähr 90 Grad entfernt, was es U-förmig gestaltet und eine
permanente Öffnung zwischen Umfangsfingern 120, 122 definiert, die ungefähr eine
Hälfte des Durchmessers des männlichen Element 14 beabstandet sind zur
Sicherstellung, dass das Anzeigelement 118 nach Kopplung mit seinem zugehörigen
männlichen Element 14 in Eingriff bleibt, bis es absichtlich von diesem entfernt wird.
Die radial innersten Oberflächen der Beinelemente 114, 116 sind tangential integriert
mit Hälsen 115, 117 verbunden, die auf der Außendurchmesserumfangsfläche 124 des
Grundelements 112 ausgebildet sind und sich radial von dieser nach außen erstrecken.
Die Beinelemente 114, 116 haben einen allgemein rechteckigen Querschnitt und
definieren gegenüberliegende, radial nach außen gerichteten Führungsflächen 126, 128
sowie gegenüberliegende Seitenführungsflächen 130 bis 136. Jedes Beinelement 114,
116 erstreckt sich vom Grundelement 112 zu einem entgegengesetzten Ende, das
integriert mit dem Anzeigelement 118 ausgebildet ist. In der bevorzugten
Ausführungsform bildet der Schnittpunkt zwischen den Beinelementen 114, 116 und
dem Anzeigelement 118 verengte Bereiche 138, 140, die identische Abmessungen
aufweisen, um gleichmöglichste Zerreißfestigkeit sicherzustellen.
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Das Anzeigelement 118 umfasst eine allgemein rechteckige Ausnehmung 142, die in
der Innendurchmesseroberfläche 143 desselben ausgebildet ist. Das Anzeigelement 118
hat einen gestuften typischen Querschnitt, der durch eine nach rechts gerichtete (wie in
Fig. 8 betrachtet), sich radial nach außen erstreckende Umfangsanlagefläche 144 und
eine rechte, innerste Anlagefläche 146 definiert wird, welche durch eine am Umfang
abgeschrägte Auskehlung 148 miteinander verbunden sind.
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Das Schnellverbindungsstück 12 und die Anzeigeeinrichtung 10 sind mit einem System
von Führungsflächen versehen, das automatischen Zusammenbau vereinfacht und
wesentlich die Wahrscheinlichkeit von aus dem Zusammenbauvorgang resultierendem
fehlerhaftem Zusammenbau oder Komponentenbeschädigung verringert. Nuten 70 bis
80 wirken mit den Einteilungsvorsprüngen 88 bis 98 am Halter 18 sowie den
Beinelementen 114, 116 der Anzeigeeinrichtung 10 zusammen, um positive Einteilung
zwischen diesen zum Sichern gegen Drehfehlpositionierung zu liefern. Mehrere, seitlich
beabstandete Sätze von Nuten 74, 70, 76 und 78, 72, 80 sind vorgesehen, um die
Hebelwirkung des Halters 18 (über Vorsprünge 98, 90, 94 bzw. 96, 88, 92) auf das
weibliche Element 16 zu verbessern und weiter die Wahrscheinlichkeit von
Drehfehlpositionierung durch Vergrößern der charakteristischen maximalen
Tiefenabmessung von der Mittelachse zu verringern. Da sich die Nuten 70 bis 80 axial
über die gesamte Länge des Endes 22 des weiblichen Elements 16 erstrecken, bieten sie
richtige Einteilung des Halters 18 und der Anzeigeleinrichtung 10 während des
gesamten Zusammenbauvorgangs, wobei der Halter 18 und anschließend die
Anzeigeeinrichtung 10 nacheinander axial in das weibliche Element 16 durch die
Öffnung 42 eingeführt werden. Nach vollständiger Einführung liegt der Grundteil 32
des Halters 18 an der Stufe 36 des weiblichen Element 16 an, und die Anlageflächen 48,
50 der Eingriffsfinger 44, 46 strecken sich elastisch in die radialen Öffnungen 52, 54
aus, um einen Verschlusssitz zwischen ihnen zu schaffen. Danach läuft, wenn die
Anzeigeinrichtung 10 eingeführt wird, ihr Grundelement 112 rampenartig axial die
Anlageflächen 64, 66 entlang, wobei es zeitweilig die Finger 44, 46 elastisch radial
nach außen verschiebt, bis das Grundelement 112 sich axial zwischen den
Anlageflächen 60, 62 und dem Sitz 38 befindet. Auf dieser Weise wird die
Anzeigeeinrichtung 10 richtig durch das Halteelement 18 innerhalb des weiblichen
Elements 16 gehalten. Die Einführung der Anzeigeeinrichtung 10 ist abgeschlossen,
wenn die Oberflächen 144, 146 und 148 des Anzeigelements 118 an den Oberflächen
83, 84 bzw. 86 des weiblichen Elements 116 anliegen. Die zu den Anlageflächen 60, 62
gerichtete, sich radial erstreckende Oberfläche des Grundelements 112 definiert einen
Sitz für die Führungskante des Flanschs 120 des männlichen Elements 14. Es ist daher
wesentlich, dass die Abmessung D, wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist,
Toleranzsummierung der axialen Abmessung des Flanschs 20, Grundelements 112 und
Grundteils 32 berücksichtigt.
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Die Nuten 70, 72 sind radial tief genug, um im wesentlichen den Abschnitt der
Beinelemente 112, 114 aufzunehmen, um Zwischenraum für die Einführung des
männlichen Elements 14 sicherzustellen, während axiale Bewegungsfreiheit des
Grundelements 112 aufrechterhalten wird.
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Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, ist die Anzeigeeinrichtung 10 in einem ersten
Zustand gezeigt, der einen Nichteingriff zwischen dem männlichen und weiblichen
Element 14 und 16 anzeigt. Die Beinelemente 114, 116 erstrecken sich axial in
Richtung auf die Öffnung 42, um das Anzeigelement 118 derart zu ergreifen, dass die
Anlagefläche 144 des Anzeigelements 118 an dem obersten Teil 83 (oberster Teil wie in
den Fig. 2 und 3 betrachtet) oder der Querfläche 150 des weiblichen Elements 16
anliegt. Ein wesentlicher Teil des Anzeigelements 118 lagert innerhalb der Nut 82,
wobei die Anlagefläche 146 an der Anlagefläche 84 anliegt und die Ausrichtungsfläche
86 der Kontur der Auskehlung 148 folgt, um Selbstzentrierung des Anzeigelements 118
innerhalb der Öffnung 42 zu bewirken.
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Die Beinelemente 114, 116 sind mit einer charakteristischen Länge vorgesehen, die, in
dem in Fig. 2 dargestellten Zustand vor Kopplung, das Grundelement 112 axial vom
Sitz 38 des Grundteils 32 des Halters 18 aufhängt. Da die Oberflächen 126 bis 136 in
innigem gleitenden Verhältnis in Bezug zu den Nuten 170 bis 180 stehen, wird das
Grundelement 112 gegen Drehung oder Schrägstellung vor, während und nach dem
Kopplungsprozess des Schnellverbindungsstücks 12 geschützt.
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Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3, tritt während des Einpassungsvorgangs des
Verbindungsstücks 12 der Endteil 22 des männlichen Elements 14 in den Durchgang 24
ein, und geht durch den Innendurchmesser sowohl des Anzeige- und Grundelements
112 und 118 der Anzeigeeinrichtung 10 als auch den Grundteil 32 des Halters 18
hindurch. Der Flansch 20 des männlichen Elements 14 hat solche Abmessungen, um
axial rampenartig die Oberflächen 64, 66 der Finger 44, 46 entlang zu laufen, bis die
Hinterkante desselben die Anlageflächen 60, 62 passiert, an welchem Punkt die Finger
44, 46 elastisch radial nach innen einschnappen werden, um den Flansch 20 in seiner
Position wie in Fig. 3 gezeigt einzufangen. Wenn der Einführungsprozess fortschreitet,
berührt die Führungs-(unterste) Kante des Anlageflanschs 20 die oberste Anlagefläche
des Grundelements 112. Weitere Verschiebung des männlichen Elements 14 nach unten
wird das Grundelement 112 der Einführungseinrichtung 10 mit sich tragen. Hierbei
werden die Beinelemente 114, 116 unter Spannung gesetzt, was Zerbrechen derselben
an den Halsbereichen 138, 140 bewirkt. Da die Anzeigeeinrichtung 10 während des
Kopplungsvorgangs positionsgesteuert wird, ist Zerbrechen der Halsbereiche 138, 140
äußerst vorhersagbar und erfolgt praktisch gleichzeitig. Dies steht im deutlichen
Gegensatz zu früheren Designs, in denen ein Bein oft vor dem anderen abgetrennt
werden würde, was Verziehung des Grundelements 112 verursacht und möglicherweise
vollständigen Eingriff des Schnellverbindungsstücks 12 verhindern würde. Die
Einführung ist abgeschlossen, wenn die Führungs- (unterste) Kante des Grundelements
112, getrieben durch den Umfangsflansch 20, an dem Sitz 38 anliegt. An diesem Punkt
wird die Hinterkante des Flanschs 20 nach unten vorbei an der Anlagefläche 60, 62 der
Fingerelemente 44, 46 geführt, die dann radial nach innen einschnappen und den
Flansch 20 sowie das Grundelement 112 der Anzeigeeinrichtung 10 in seiner
gekennzeichneten installierten Position wie in Fig. 3 dargestellt einfangen.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, muss der axiale Abstand (B-A) zwischen der untersten
Oberfläche des Grundelements 112 und der obersten Oberfläche des Sitzes 38
ausreichend sein, um ein kleines Ausmaß von Elastizität aufzunehmen, die dem
Material eigen ist, aus dem die Anzeigeeinrichtung 10 gebildet wird, und Zerreißen an
den Halsbereichen 138, 140 sicherstellen. Bei einem solchen Zerreißen wird die
Spannungsbelastung der Beinelemente 114, 116 eine Rückschnappreaktion verursachen,
wie sie durch Pfeile 152 angezeigt ist und die das Anzeigelement 118 veranlassen,
tatsächlich axial vom weiblichen Element 16 weggestoßen zu werden. Danach wird es
locker an dem Teil des männlichen Elements 14 gehalten werden, der von der Kopplung
in einer solchen Weise wegführt, um deutlich anzuzeigen, dass die Trennung und
folglich vollständige Kopplung erfolgt ist. Alternativ kann das Anzeigelement 118
durch Ergreifen desselben um seine Umfangsfläche und elastisches Verformen der
Finger 120, 122 für Entfernung vom männlichen Element 14 entfernt werden. Eine
Ausnehmung 142 hat eine zweite Funktion darin, dass sie einen geschwächten oder
Gelenkpunkt zum Verbessern der Entfernung des Anzeige- 25 Elements 118 vom
männlichen Element 14 erzeugt.
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Bezugnehmend auf Fig. 12 ist eine alternative Ausführungsform einer
Anzeigeeinrichtung 156 dargestellt, die sich nur darin unterscheidet, dass ein
zugehöriges Anzeigelement 154 völlig ringförmig ist und für Anwendungen vorgesehen
ist, bei denen es erwünscht sein kann, permanent das männliche Element 14 über den
Betriebszyklus der Fassung zu umschließen. Das Anzeigelement 154 ist mit radialen
Schlitzen 156, 158 versehen, bei denen nur ein dünner Netzteil 160 zwischen denselben
verbleibt. Wenn Entfernung gewünscht ist, kann das Anzeigelement 154 entfernt
werden, indem es manuell oder mit einem Werkzeug ergriffen und radial von dem
männlichen Element 14 weggezogen wird, wodurch das Netz 160 in diesem Vorgang
zerrissen wird. Die Entfernung wird weiter durch Vorsehen eines allgemein ebenen
Fingervorsprungs 162 verbessert, der sich radial vom demselben erstreckt und integriert
mit dem Anzeigelement 154 der Anzeigeeinrichtung 153 ausgebildet ist und wahlweise
mit Anweisungsindizes 164 versehen ist. Der Rest des Aufbaus der Anzeigeeinrichtung
153 ist so wie unter Bezugnahme auf die detailliert in den Fig. 6 bis 8 dargestellte
Ausführungsform beschrieben wurde.
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Nun bezugnehmend auf die Fig. 13 bis 16 soll die momentan bevorzugte
Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden. Die Fig. 13 und 14 stellen
einen Einführungsanzeiger für dünnwandige Metallrohr-Verbindungsstücke bei 200 dar.
Ein vergrößertes Ende 28 des weiblichen Gehäuseelements 202 ist geeignet mit einer
Kappe 204 angrenzend an die Querfläche 206 des weiblichen Elements 202 versehen.
Das Anzeigelement 210 ist geeignet innerhalb der Kappe 204 positioniert, wie im
folgenden ausführlicher beschrieben werden soll.
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Das dünnwandige Verbindungsstück 202 besteht vorzugsweise aus Metall. US-Patent
Nr. 5,135,268, erteilt am 4. August, 1992 beschreibt mehrere Ausführungsformen eines
dünnwandigen Verbindungsstücks mit weiblichem Metallgehäuse. Das dünnwandige
Verbindungsstück 202 hat typischerweise die Art der im US-Patent Nr. 5,135,268
beschriebenen Verbindungsstücke mit den unten aufgeführten Ausnahmen, und das US-
Patent Nr. 5,135,268 wird hierdurch durch Bezugnahme in diese Beschreibung
eingeschlossen.
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Durch die erfindungsgemäße Kappe 204 wird das Anzeigelement 210 an dünnwandige
Verbindungsstücke anpassbar. Die Kappe 204 besteht vorzugsweise aus
spritzgegossenem Kunststoff oder einem anderen geeigneten ähnlichen Material. Das
Anzeigelement 210 ist vorzugsweise in Übereinstimmung mit den oben unter
Bezugnahme auf die Fig. 1-12 angeführten Lehren aufgebaut. Einige Änderungen
oder Hinzufügungen werden vorzugsweise an dem Anzeigelement 210 in Bezug zu dem
oben beschriebenen Anzeigelement 10 vorgenommen. Die Kappe 204 liefert die
Fähigkeit, das Anzeigelement 210 innerhalb der in der Kappe 204 definierten Schulter
212 zu lagern. Das Anzeigelement 210 wird im wesentlichen innerhalb der Kappe 204
und dem weiblichen Gehäuseelement gehalten. Die Kappe 204 umfasst eine
Lagerfläche 214, die gegen die am Anzeigelement 210 definierte Anlagefläche 216
lagert. Eine Umfangsfläche 218 innerhalb der Kappe 204 weist einen etwas größeren
Innendurchmesser als den Außendurchmesser des allgemein ringförmigen Anzeigers
220 auf. Die Oberflächen 218 und 214 an der Kappe 204 wirken mit der äußeren,
allgemein am Umfang verlaufenden Oberfläche am Anzeiger 220 und der Anlagefläche
216 zusammen, um Selbstzentrierung und Lagerung des Anzeigers 210 innerhalb der
Kappe 204 und des weiblichen Gehäuses 202 zu bewirken. Die radialen Längen der
Anlagefläche 216 und Lagerfläche 214 sind vorzugsweise lang genug, so dass
Einführung eines männlichen Elements in das weibliche Gehäuse 202 gemäß den oben
in Bezug zu den Fig. 1-12 beschriebenen, allgemeinen Lehren keine Verformung
des allgemein ringförmigen Anzeigers 220 zulassen wird, so dass es nach innen in das
weibliche Gehäuseelement 202 vorsteht, sondern dass richtige Einführungsanzeige wie
allgemein oben beschrieben erreicht werden wird.
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Das Anzeigelement 210 ist wie das Anzeigelement 10 ausgelegt, das oben in Bezug zu
den Fig. 1-12 beschrieben wurde. Ein der in den Fig. 13 bis 16 darstellten
bevorzugten Ausführungsform hinzugefügter Zusatz umfasst radiale Vorsprünge 226
und 228 an Beinelementen 222 bzw. 224. Die radialen Vorsprünge 226 und 228 wirken
mit der an der Kappe 204 definierten Anlagefläche 230 zusammen, um das
Anzeigelement 210 in Bezug zur Kappe 204 und dem Gehäuseelement 202 axial fixiert
zu halten. Das Anzeigelement 210 wird in Bezug zur Kappe 204 und dem
Gehäuseelement 202 rotationsfixiert gehalten, da die Beine 222 und 224 mit einem wie
im folgenden beschriebenen Halter ineinander greifen. Alternativ wird relative
Drehbewegung durch Einführung der Beine 222 und 224 in sich axial erstreckende
Nuten verhindert, die in einer Ausführungsform der Kappe 204 entlang der inneren
Umfangsfläche derselben vorgesehen sind. Solche Nuten in der Kappe 204 dienen der
gleichen rotationsfixierenden Funktion wie die früher beschriebenen Nuten 70 und 72.
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Eine abgeschrägte Lippe 232 ist angrenzend an die Anlagefläche 230 vorgesehen, um
Befestigungsleichtigkeit der Kappe 204 für das weibliche Gehäuseelement 202
bereitzustellen. Die Kappe 204 ist vorzugsweise allgemein ringförmig, wobei ein
äußerster Durchmesser der gleiche wie der äußerste Durchmesser des vergrößerten
Endes 28 des weiblichen Gehäuseelements 202 ist. Durch richtiges Positionieren der
Kappe 204 derart, dass die abgeschrägte Lippe 232 zur Querfläche 206 am weiblichen
Element 202 gerichtet ist und nach innen drückt (Fig. 13 zufolge nach unten), so dass
die abgeschrägte Lippe 232 den Flansch 234 entlang läuft, bis die Kappe 204 in die
richtige Position am Ende des weiblichen Gehäuseelements 202 eingeschnappt oder
eingeklickt oder eingeklemmt wird. Der Einführungsanzeiger 210 kann dann an dem
dünnwandigen Verbindungsstück 202 angebracht werden, in dem der Anzeiger 210 in
(der Zeichnung zufolge nach unten) die Kappe 204 und das Gehäuseelement 202
passend eingesetzt wurde, bis die sich radial erstreckenden Rippen 226 und 228 richtig
durch die Anlagefläche 230 ergriffen sind und der allgemein ringförmige Anzeiger 220
richtig innerhalb der Schulter 212 gelagert ist, so dass die Lagerfläche 214 gegen die
Anlagefläche 216 anliegt. In diesem Aufbau, wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist die
Baugruppe 200 richtig konfiguriert und bereit für Einführung eines männlichen
Elements in das dünnwandige Verbindungsstück 202.
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Die Einführung eines männlichen Elements in das dünnwandige Verbindungsstück 202
innerhalb des wie dargestellt positionierten Anzeigers wird zu einer genauen Anzeige
richtiger Kopplung zwischen dem männlichen Element und dem dünnwandigen
Verbindungsstück 202 führen, da der allgemein ringförmige Anzeiger 220 axial von den
Beinen 222 und 224 und dem Grundteil 236 des Anzeigelements 210 getrennt sein wird.
Das Anzeigelement 210 ist mit verengten Bereichen 238 und 239 an den Beinen 222
bzw. 224 versehen, die vorzugsweise identische Abmessungen zur Sicherstellung
gleichmöglichster Ausreißfestigkeit aufweisen. Die Betriebsweise des Anzeigelements
210 ist parallel zu derjenigen des wie oben beschriebenen Anzeigers 10.
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Das dünnwandige Verbindungsstück 202 ist vorzugsweise mit einem Edelstahlhalter
241 versehen, der als Haltemittel zum Halten des männlichen Verbindungselements
240 (gezeigt in Phantom) innerhalb des dünnwandigen Verbindungsstücks 202 dient.
Richtige Einführung der männlichen Leitung 240 veranlasst einen Wulst 242,
rampenartig entlang der sich radial nach innen erstreckenden fingerartigen Vorsprünge
oder des Halters 241 zu laufen, bis sie radial nach innen einschnappen, um eine obere
(gemäß der Zeichnung) Oberfläche an dem Wulst 242 am männlichen Element 240 zu
ergreifen und gegen diese in einer Weise anzuliegen, die ähnlich wie die oben
beschriebene ist (Fig. 2 und 3). Die Beine 222 und 224 am Anzeiger 210 werden
zwischen Paaren der fingerartigen Vorsprünge am Halter 241 platziert. Diese
Integration hilft dabei, relative Drehverschiebung zwischen dem Anzeiger 210 und dem
Gehäuse 202 zu unterbinden.
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Die Fig. 15 und 16 zeigen weitere Ausführungsformen eines dünnwandigen
Verbindungsstücks, das eine modifizierte Version der erfindungsgemäßen Kappe 204
verwendet. In den Fig. 15 und 16 ist ein Flansch 234 durch effektives Biegen über
die Kante des dünnwandigen Verbindungsstücks 202 derart vorgesehen, dass ein Bein
248 nach innen in das dünnwandige Verbindungsstück 202 vorsteht und allgemein
parallel zu der Außenfläche des Verbindungselements verläuft. Die erweiterte Länge
des Beins 248 verglichen mit dem in Fig. 13 vorgesehenen Flansch 234 liefert
zusätzliche Ausreißfestigkeit zum Halten der Kappe 204 in richtiger Ausrichtung mit
dem dünnwandigen Gehäuse 202. Die in Fig. 16 dargestellte bestimmte
Ausführungsform umfasst ein Bein 248, das lang genug ist, so dass die Kappe 204
modifiziert werden muss, um den Einführungsanzeiger 210 so richtig zu halten, dass er
im wesentlichen innerhalb der Kappe 204 und dem weiblichen Gehäuse 202 angeordnet
ist. Die axiale Länge des Beins 248 und daher der Kappe 204 erfordert eine
Ausnehmung 250, die eine allgemein radial begrenzte Nut oder Kerbe innerhalb der
Innenwand der Kappe 204 darstellt, welche mit sich radial erstreckenden Vorsprüngen
226 und 228 an den Beinen 222 bzw. 224 des Einführungsanzeigers 210
zusammenwirkt. In der in Fig. 16 dargestellten besonderen Ausführungsform ist es
besonders vorteilhaft, Nuten in der Kappe 204 zum Aufnehmen der Beine 222 und 224
vorzusehen.
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Es ist weiter vorstellbar, dass Beine 248 am dünnwandigen Verbindungsstück 202 nicht
so lang sein werden, um Ausbildung einer Kerbe 250 innerhalb der Kappe 204
erforderlich zu machen. Alternativ und bevorzugt weist das Bein, wie in Fig. 15
dargestellt, eine axiale Länge auf, die ein solches Vorsehen der Kappe 204 ermöglicht,
dass die sich radial erstreckenden Vorsprünge oder Rippen 226 und 228 mit einer
Anlagefläche 230 zusammenwirken. Der Betrieb des Einführungsanzeigers 210 in
Bezug zu der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Ausführungsform ist parallel zu
dem oben in Bezug zu den Fig. 1-12 und 13-14 beschriebenen, um genaue Anzeige
richtiger Kopplung zwischen einem männlichen Element und dem dünnwandigen
Verbindungsstück 202 sicherzustellen
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Die Beinelemente 114, 116 könnten in einer auseinanderschnappenden,
wiederverwendbaren Fassung enden, so wie sie im US-Patent Nr. 5,178,424
beschrieben ist.