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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kupplungsanordnung.
Insbesondere ist die Erfindung auf eine zusammenhängendes
Bauteil bildende Kupplungsanordnung zur Verwendung mit Kältemittelleitungen
gerichtet. Kältemittelkupplungen sind
auf dem Fachgebiet bekannt, siehe beispielsweise
US-A-3 202 442 und
US-A-5 374 101 .
Diese Kupplungsarten werden dazu verwendet, Ansaugleitungen und
Flüssigkeitsleitungen
zwischen Innen- und Außeneinheiten
einer Klimaanlage der geteilten Bauart miteinander zu verbinden.
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Es
ist festgestellt worden, dass mit den Kältemittelkupplungen nach dem
Stand der Technik Probleme verbunden sind. Beispielsweise werden
die Kupplungsglieder der Kupplungen nach dem Stand der Technik zueinander
verschoben, wodurch die unzulässige Öffnung der
Membranen herbeigeführt wird,
die eine Blockade des Fluidströmungswegs durch
die Kupplung oder die Gegenwart von losen Stücken der Membranen in dem System
zur Folge haben kann. Es ist ferner festgestellt worden, dass einige
Kupplungen nach dem Stand der Technik Befestigungs- oder Anschlussvorrichtungen
enthalten, die mit zu hohem Drehmoment angezogen bzw. überdreht
werden können,
was eine Beschädigung
an den Kupplungen herbeiführt.
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Angesichts
des Vorstehenden besteht ein Bedarf nach einer Kupplungsanordnung,
die für
die richtige Ausrichtung der Kupplungsglieder während der Montage sorgt. Es
besteht ferner ein Bedarf nach einer Kupplungsanordnung, die eine
Befestigungsvorrichtung aufweist, die nicht durch Anwendung eines
zu hohen Drehmomentes überdreht
werden kann. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf. Die vorliegende
Erfindung ermöglicht
eine relativ schnelle und einfache Verbindung von zwei oder mehreren
Leitungen zu gleicher Zeit und mit richtiger Ausrichtung der Leitungen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend erwähnten Bedarf
zu decken. Somit ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Kupplungsanordnung zu schaffen, die eine Verbindungsherstellung
vereinfacht und eine richtige Ausrichtung des aufzunehmenden Kupplungsteils
bzw. Kupplungssteckerteils mit einem aufnehmenden Körper bzw.
Buchsenkörper
sicherstellt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie durch den Anspruch 1 definiert ist, beinhaltet
eine zusammenhängende
aufnehmende bzw. buchsenartige Kupplung, die wenigstens zwei Durchgänge enthält. Jeder
Durchgang enthält
ein erstes Ende, das dazu eingerichtet ist, ein aufzunehmendes bzw.
steckerartiges Kupplungsglied aufzunehmen, sowie ein zweites Ende,
das zur Aufnahme einer Leitung eingerichtet ist. Jeder Durchgang
enthält
eine ringförmige
Dichtungsfläche, die
benachbart zu dem ersten Ende angeordnet ist. In einer ringförmigen Nut,
die durch jeden Durchgang benachbart zu dem ersten Ende definiert
ist, ist eine ringförmige
Dichtung positioniert. In jedem Durchgang ist benachbart zu der
ringförmigen
Dichtung eine auftrennbare aufnehmende Membran positioniert. In
jedem Durchgang ist benachbart zu der aufnehmenden Membran eine
Schneideinrichtung positioniert. In dem Durchgang ist benachbart
zu dem zweiten Ende eine Leitung positioniert.
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Die
Kupplungsanordnung enthält
ferner einen aufzunehmenden bzw. steckerartigen Kupplungsteil, der
wenigstens zwei aufzunehmende bzw. steckerartige Kupplungsglieder
aufweist. Jedes der Kupplungsglieder enthält ein vorderes Ende zur Einführung in
das erste Ende eines zugehörigen
Durchgangs des aufnehmenden Körpers
und ein hinteres Ende, das dazu eingerichtet ist, eine Leitung aufzunehmen.
Jedes Kupplungsglied enthält
eine Bohrung, die sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende
erstreckt. In jeder Bohrung ist benachbart zu dem vorderen Ende
eine auftrennbare aufgenommene Membran positioniert. Eine ringförmige Dichtungsfläche ist
an jedem Kupplungsglied angeordnet, um mit einem zugehörigen ringförmigen Dichtungsrand
des aufnehmenden Körpers
in Eingriff zu kommen, um beim vollständigen Anschluss dazwischen eine
Metall-Metall-Abdichtung zu schaffen. In der Bohrung ist benachbart
zu dem hinteren Ende eine Leitung positioniert. Die Kupplungsanordnung
enthält eine
Klammer zur Sicherung des aufzunehmenden Kupplungsteils an dem aufnehmenden
Körper.
Eine Befestigungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Gewindebolzen,
erstreckt sich durch die Klammer, den aufzunehmenden Kupplungsteil
und den aufnehmenden Körper
hindurch. Wenn auf den Bolzen ein Drehmoment angewandt wird oder
dieser angezogen wird, greift die Klammer an dem aufzunehmenden Kupplungsteil
an, um diesen zu veranlassen, sich zu dem aufnehmenden Körper hin
zu bewegen, bis die aufzunehmenden Kupplungsglieder des aufzunehmenden
Kupplungsteils in den Durchgängen
vollständig
eingeführt
sind. Die Klammer und der Bolzen erhalten die Anordnung des aufzunehmenden
Kupplungsteils in Bezug auf den aufnehmenden Körper aufrecht.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung
für eine Kupplungsanordnung
zu schaffen, die schwer mit einem zu hohen Drehmoment zu überdrehen
ist.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
für einen
Fachmann bei einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
und der beigefügten
Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Kupplungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht, geschnitten durch die Mitte der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
der ersten Ausführungsform, wobei
der aufnehmende Körper
von dem aufzunehmenden Kupplungsteil getrennt ist;
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3 zeigt
eine der Ansicht nach 2 ähnliche Ansicht unter Veranschaulichung
des aufnehmenden Körpers,
wie er mit dem aufzunehmenden Kupplungsteil verbunden ist;
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4 zeigt
eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kupplungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht, geschnitten durch das Zentrum der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
gemäß der zweiten
Ausführungsform,
wobei der aufnehmende Körper
von dem aufzunehmenden Kupplungsteil getrennt ist;
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6 zeigt
eine der Ansicht nach 5 ähnliche Ansicht unter Veranschaulichung
des aufnehmenden Körpers,
wie er mit dem aufzunehmenden Kupplungsteil verbunden ist;
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7 zeigt
eine Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform einer Kupplungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung der
dritten Ausführungsform
unter Veranschaulichung des aufnehmenden Körpers, wie er mit dem aufzunehmenden
Kupplungsteil verbunden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausgestaltungen und besten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind nun nachstehend in Einzelheiten beschrieben, wobei
auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Bezugnehmend auf 1-3 ist
eine erste Ausführungsform
einer Kupplungsanordnung 10 veranschaulicht. Die Kupplungsanordnung 10 enthält einen
zusammenhängenden
aufnehmenden Körper bzw.
Buchsenkörper 12,
der aus Metall gebildet ist und der wenigstens zwei zylindrische
Durchgänge 14 und 16 enthält. Die
Durchgänge 14 und 16 können entweder
unterschiedliche Durchmesser, wie in 2 veranschaulicht,
oder identische Durchmesser haben, und zwar abhängig von der Anwendung. Jeder
Durchgang 14 und 16 enthält ein erstes Ende 18 und
ein zweites Ende 20. Benachbart zu dem ersten Ende 18 jedes
Durchgangs 14 und 16 ist ein ringförmiger Dichtungsrand 22 positioniert.
Eine ringförmige Dichtung 24 ist
in einer Ringnut 25 positioniert, die in jedem Durchgang 14 und 16 neben
dem ersten Ende 18 positioniert ist. Eine auftrennbare
metallische aufnehmende Membran 26 ist in jedem Durchgang 14 und 16 benachbart
zu der ringförmigen
Dichtung 24 positioniert und weist eine ringförmige Seitenwand 27 auf,
die an der Innenfläche
jedes Durchgangs 14 und 16 angeschweißt oder
angelötet
ist. Das Ende der Seitenwand 27 ist mit einer Schulter 29 in
jedem Durchgang 14 und 16 verbunden. Eine metallene Schneideinrichtung 28,
die eine scharfe Kante 30 aufweist, ist in jedem Durchgang 14 und 16 benachbart
zu der aufnehmenden Membran 26 positioniert. Die Größe und Gestalt
der Schneideinrichtung 28 ist durch den Durchmesser des
Durchgangs, in dem sie angeordnet ist, bestimmt. Die Schneideinrichtung 28 weist
an dem in Bezug auf die Schneidkante 30 entgegengesetzten
Ende einen Ringflansch 33 auf, der an einer Schulter 31 des
aufnehmenden Körpers 12 in
der Nähe
jedes Durchgangs 14 und 16 anliegt.
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In
dem ersten Durchgang 14 ist benachbart zu dem zweiten Ende 20 eine
erste Leitung 32 positioniert. Eine zweite Leitung 34 ist
in dem zweiten Durchgang 16 benachbart zu dem zweiten Ende 20 positioniert.
Wie in 1 veranschaulicht, enthält der aufnehmende Körper 12 zwei
Montageflansche 36 und 38. Jeder der Montageflansche 36 und 38 enthält eine Öffnung 40 zur
Aufnahme beispielsweise eines mit einem Gewinde versehenen Bolzens
(nicht veranschaulicht) zur Befestigung des aufnehmenden Körpers 12 an
beispielsweise einer Außeneinheit
einer (nicht veranschaulichten) Klimaanlage der getrennten Bauart.
Wie in 2 veranschaulicht, enthält der aufnehmende Körper 12 eine
mit einem Gewinde versehene Öffnung 42.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 1-3 enthält die Kupplungsanordnung 10 einen
aufzunehmenden bzw. steckerartigen Kupplungsteil 50, der ein
erstes aufzunehmendes Kupplungsglied 52 und ein gesondertes
zweites aufzunehmendes Kupplungsglied 54 beinhaltet. Das
erste und das zweite Kupplungsglied 52 und 54 sind
aus Metall hergestellt. Jedes Kupplungsglied 52 und 54 enthält ein vorderes Ende 56,
ein hinteres Ende 58 und eine zylindrische Bohrung 60,
die sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende 56 und 58 erstreckt.
Wie in 2 veranschaulicht, sind die vorderen Enden 56 des
ersten und des zweiten aufzunehmenden Kupplungsglieds 52 und 54 bemessen
und konfiguriert, um in die ersten Enden 18 des ersten
und des zweiten Durchgangs 14 bzw. 16 eingeführt zu werden.
Jedes Kupplungsglied 52 und 54 enthält eine
auftrennbare metallische aufgenommene Membran 62, die in
der Bohrung 60 benachbart zu dem vorderen Ende 56 positioniert
ist. Jede Membran 62 weist eine ringförmige Seitenwand 63 auf,
die an der Innenfläche
ihrer zugehörigen
Bohrung 60 in dem zu dem vorderen Ende 56 benachbarten
Bereich angeschweißt
oder angelötet
ist. Das Ende der Seitenwand 63 ist mit einer Schulter 65 verbunden,
die im Abstand zu dem vorderen Ende 56 angeordnet ist.
Jedes Kupplungsglied 52 und 54 enthält eine
ringförmige
Dichtungsfläche 64,
die bemessen und gestaltet ist, um mit einem zugehörigen ringförmigen Dichtungsrand 22 des
aufnehmenden Körpers 12 verbunden
zu werden. Weiterhin bezugnehmend auf 2 enthält das erste aufzunehmende
Kupplungsglied 52 eine dritte Leitung 66, die
in der Bohrung 60 benachbart zu dem hinteren Ende 58 positioniert
ist. Das zweite aufzunehmende Kupplungsglied 54 enthält eine
vierte Leitung 58, die in der Bohrung 60 benachbart
zu dem hinteren Ende 58 angeordnet ist. Wie in 2 veranschaulicht, enthält jedes
Kupplungsglied 52 und 54 eine ringförmige Schulter 70.
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Bezugnehmend
auf 1-3 enthält die Kupplungsanordnung 10 eine
metallische Klammer 80, die eine erste Ausnehmung 82 und
eine zweite Ausnehmung 84 aufweist. Die erste Ausnehmung 82 nimmt
das erste aufzunehmende Kupplungsglied 52 auf, während die
zweite Ausnehmung 84 das zweite aufzunehmende Kupplungsglied 54 aufnimmt.
Wie in 2 veranschaulicht, enthält jede Ausnehmung 82 und 84 einen
Anschlag 86, der bemessen und gestaltet ist, um eine zugehörige Ringschulter 70 des
ersten und zweiten aufzunehmenden Kupplungsgliedes 52 und 54 aufzunehmen.
Wie in 2 veranschaulicht, definiert die Klammer 80 eine Öffnung 88.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 1-3 enthält die Kupplungsanordnung 10 einen
Gewindebolzen 90, der einen Kopf 92 aufweist,
der eine Werkzeugaussparung 94 definiert. Der Bolzen 90 erstreckt sich
durch die Öffnung 88 hindurch
und enthält
ferner einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 96, der
bemessen und gestaltet ist, um von der Gewindeöffnung 42 des aufnehmenden
Körpers 12 aufgenommen
zu werden.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird die beabsichtigte Verwendung
der Kupplungsanordnung 10 beschrieben. Vor der Verbindung
des aufnehmenden Körpers 12 mit
dem aufzunehmenden Kupplungsteil 50 werden die erste, die
zweite, die dritte und die vierte Leitung 32, 34, 66 bzw. 68 im
Voraus mit einem Kältemittel
gefüllt.
Die aufnehmenden und die aufgenommenen Membranen 26 und 62 verhindern
den Austritt des Kältemittels
aus den Leitungen 32, 34, 66 und 68.
Durch die Einführung
des ersten und des zweiten aufzunehmenden Kupplungsglieds 52 und 54 in
die ersten Enden 18 des ersten und des zweiten Durchgangs 14 bzw. 16 wird
der aufnehmende Körper 12 mit
dem aufzunehmenden Kupplungsteil 50 verbunden. Die Klammer 80 wird
neben der Ringschulter 70 des ersten und des zweiten aufzunehmenden
Kupplungsglieds 52 und 54 positioniert. Der Bolzen 90 wird
durch die Öffnung 88 der
Klammer 80 hindurch sowie in die Gewindeöffnung 42 des
aufnehmenden Körpers 12 hinein
eingeführt.
Ein Anziehwerkzeug, wie beispielsweise ein (nicht veranschaulichter)
Bolzenschlüssel,
wird in die Werkzeugaussparung 94 des Kopfes 92 des
Bolzens 90 eingeführt.
Anschließend
wird der Bolzen 90 mit einem Drehmoment derart beaufschlagt,
dass der Gewindeteil 96 des Bolzens 90 mit der
Gewindeöffnung 42 in Eingriff
kommt, um die Klammer 80 in Richtung des aufnehmenden Körpers 12 anzuziehen.
Die Anschläge 86 der
Klammer 80 sind mit den Ringschultern 70 des ersten
und des zweiten aufzunehmenden Kupplungsglieds 52 und 54 verbunden,
um diese zu veranlassen, mit dem ersten und dem zweiten Durchgang 14 und 16 axial
fluchtend ausgerichtet zu sein.
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Wenn
unter weiterer Bezugnahme auf 3 das erste
und das zweite aufzunehmende Kupplungsglied 52 und 54 in
den ersten und den zweiten Durchgang 14 und 16 hinein
bewegt werden, kommen die scharfen Kanten 30 der Schneideinrichtungen 28 des
aufnehmenden Körpers 12 zuerst
mit den aufnehmenden Membranen 26 und anschließend mit den
aufgenommenen Membranen 62 in Eingriff, um die Membranen 26 und 62 zu
veranlassen, zu reißen oder
sich zu öffnen
und von dem Fluidströmungsweg, der
durch die jeweiligen Durchgänge 14 und 16 und die
Bohrungen 60 definiert ist, wegzuklappen. Wie ohne weiteres
verständlich,
ermöglicht
dies dem ersten und dem zweiten Durchgang 14 und 16 des
aufnehmenden Körpers 12 mit
den Bohrungen 60 des ersten und des zweiten aufgenommenen
Kupplungsglieds 52 und 54 in Strömungsverbindung
zu stehen. Demgemäß ermöglicht dies
eine Bewegung des Kältemittels
durch die erste, zweite, dritte und vierte Leitung 32, 34, 66 bzw. 68.
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Wie
in 3 veranschaulicht, wird der Bolzen 90 durch
Beaufschlagung mit Drehmoment angezogen, bis die Klammer 80 die
ringförmigen
Dichtungsflächen 64 des
ersten und des zweiten aufgenommenen Kupplungsglieds 52 und 54 veranlasst, mit
den zugehörigen
ringförmigen
Dichtungsrändern 22 des
aufnehmenden Körpers 12 in
Eingriff zu kommen. Dies ergibt „Metall-Metall"-Abdichtungen zwischen
dem aufnehmenden Körper 12 und
dem ersten und zweiten aufgenommenen Kupplungsglied 52 und 54.
Die Ringdichtungen 24 erhalten Abdichtungen zwischen den
Außenflächen 98 des
ersten und des zweiten aufgenommenen Kupplungsglieds 52 und 54 und
dem ersten und dem zweiten Durchgang 14 und 16 des
aufnehmenden Körpers
aufrecht, um während
des Verbindungsanschlusses einen Leckaustritt des Kältemittels
zu verhindern.
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Eine
zweite Ausführungsform
einer Kupplungsanordnung 110 ist in den 4-6 veranschaulicht.
Die Kupplungsanordnung 110 enthält die vorstehend in Bezug
auf die erste Ausführungsform der
Kupplungsanordnung 10 beschriebenen Elemente. In der Kupplungsanordnung 110 ist
der aufzunehmende Kupplungsteil 50 zusammenhängend ausgebildet.
Der aufzunehmende Kupplungsteil 50 enthält eine Öffnung 112 zur Aufnahme
des Bolzens 90. Die Klammer 80 enthält eine
erste Öffnung 114 und
eine zweite Öffnung 116,
die bemessen und gestaltet sind, um die hinteren Enden 58 des
ersten und des zweiten Kupplungsglieds 52 und 54 aufzunehmen.
Wie in 5 veranschaulicht, enthält die Klammer 80 einen zentralen Abschnitt 118,
der gewölbt
ist. Wie in 6 veranschaulicht, greift der
Kopf 92 des Bolzens 90 an dem zentralen Abschnitt 118 an
und drückt
diesen zu dem aufgenommenen Kupplungsteil 50 hin, so dass die
Klammer zu einer Außenfläche 120 des
aufgenommenen Kupplungsteils 50 bündig wird, um die Klemmkraft
auf den aufgenommenen Kupplungsteil 50 gleichmäßig zu verteilen
und um eine visuelle Anzeige zu liefern, dass der Bolzen mit richtigem
Drehmoment angezogen worden ist.
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Eine
dritte Ausführungsform
einer Kupplungsanordnung 210 ist in den 7 und 8 veranschaulicht.
Die Kupplungsanordnung 210 enthält die Elemente, die vorstehend
in Bezug auf die erste Ausführungsform
der Kupplungsanordnung 10 beschrieben worden sind. In der
Kupplungsanordnung 210 weist der aufnehmende Körper 12 eine
erste Seite 212 und eine zweite Seite 214 auf.
Die erste Seite 212 enthält eine Ausnehmung 216.
Der aufzunehmende Kupplungsteil 50 enthält einen Vorsprung 218,
der durch die Ausnehmung 216 des aufnehmenden Körpers 12 aufgenommen
ist. Dies stellt die richtige Ausrichtung des aufnehmenden Körpers 12 in Bezug
auf den aufgenommenen Kupplungsteil 50 sicher.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 7 und 8 enthält die Kupplungsanordnung 210 ferner
einen zerbrechlichen Kopf 220, der einen gewindelosen oberen
Abschnitt 222 und einen mit einem Gewinde versehenen unteren
Abschnitt 224 aufweist. Der gewindelose obere Abschnitt 222 weist
eine nach innen weisende Wandfläche 223 auf,
die im Abstand zu dem Bolzen 90 angeordnet ist. Ein ringförmiger Schlitz 226 trennt
den oberen Abschnitt 222 teilweise von dem unteren Abschnitt 224.
In dem Schlitz 226 ist eine Zwischenlegscheibe 228 positioniert.
Wenn der aufnehmende Körper 12 mit
dem aufzunehmenden Körperteil 50 verbunden
ist, greift ein (nicht veranschaulichter) Bolzen- bzw. Schraubenschlüssel an
dem oberen Abschnitt 222 an. Die Zwischenlegscheibe 228 verhindert
einen Kontakt zwischen dem Werkzeugschlüssel und dem unteren Abschnitt 224.
Der Kopf 220 weist einen vorbestimmten Drehmomentwert auf,
wie er durch die Tiefe des Schlitzes 226 und die Dicke
des Metalls zwischen dem radial innersten Abschnitt des Schlitzes 226 und der
Wandfläche 223 bestimmt
ist, so dass, wenn die richtige Drehmomentmenge auf den Kopf 220 aufgebracht
worden ist, der obere Abschnitt 222 von dem unteren Abschnitt 224 wegbricht.
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Die
vorstehende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
ist zu erläuternden
Zwecken angegeben. Für
einen Fachmann auf dem Fachgebiet ist es verständlich, dass zahlreiche Veränderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll die gesamte vorstehende
Beschreibung im Sinne einer Veranschaulichung und nicht in beschränkendem
Sinne aufgefasst werden, so dass der Schutzumfang der Erfindung
lediglich durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.