Steckverbindung für Rohr- und Schlauchleitungen mit Schrägdichtring
Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Rohr- und Schlauchleitungen mit Schrägdichtring nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden EP 0 750 152 B1 ist eine Steckverbindung für den Anschluss von Rohr- und Schlauchleitungen beschrieben, deren Beschreibung voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.
Diese Beschreibung offenbart einen Dichtring , der eine annährend zylindrische Form aufweist. Er dichtet mit einer Zylinderfläche an einer gegenüberliegenden Zylinderfläche des Stutzens ab.
Die Verwendung eines zylindrischen Dichtrings hat den Nachteil, dass er an der Innenseite des Steckers befestigt ist und über einen relativ langen Verschiebungsweg auf dem Stutzen verschoben werden muss, bevor er dichtet. Damit entstehen unerwünscht hohe Aufschubkräfte, denn der Dichtring wirkt mit seiner gesamten Dichtkraft über die gesamte Verschiebungslänge zwischen dem Stutzen und dem Stecker, wenn die beiden Teile miteinander verrastet werden.
Damit wird die für die Steckverbindung notwendige Steckkraft und die Verschiebekraft, die benötigt wird, den Stutzen in den Stecker hineinzuschieben gegenseitig überlagert, was unerwünscht ist. Zu der für den Steckvorgang notwendigen Kraft muss noch zusätzlich die Verschiebungskraft zur Überwindung des Dichtungssitzes des Dichtri'rfges 'auf den zylindrischen Stutzen überwunden werden.
Außerdem muss bei dem bekannten, "zylindrischen Dichtring eine vergrößerte Baulänge des Stutzens in Kauf genommen werden. Nachdem vorgesehen ist, dass der Dichtring an dem zylindrischen Außenumfang des Stutzen abdichtend angelegt werden soll, muss der Stutzen entsprechend lang ausgebildet werden. Es muss sowohl ein genügend langer Verschiebungsweg für die Dichtung bis zum
Erreichen der Raststellung ermöglicht, als auch zusätzlich eine entsprechend zylindrische Anlagefläche für den Dichtring vorgesehen werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei verkürzter Baulänge des Stutzens und des Steckers geringere Aufschubkräfte zur Herstellung der Rastverbindung ermöglicht werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgäbe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet. '■ '• ■ '■ •
Der Dichtring ist als Schrägdichtring ausgebildet, der einen in axialer Richtung gerichteten Basisschenkel aufweist, - der in einen U-förmig profilierten Aufnahmeraum am Stecker einsteckbar ist und der ferner mindestens eine im Winkel zur Einsteckrichtung angeschräg'te Dichtlippe aufweist, die sich auf einer Schräge der Rastschulter des Stutzens abdichtend anlegt.
Mit der gegebenen technischen Lehre wird der Vorteil erreicht, dass anstatt eines zylinderförmigen Dichtringes ein sogenannter Schrägdichtring verwendet wird, der einen in axialer Richtung sich erstreckenden, parallelen Basisschenkel aufweist, mit dem der Schrägdichtring ϊh' einer ebenfalls in Einsteckrichtung geöffneten, etwa U-förmig profilierten Nut am Stecker eingesetzt und dort gehalten ist. Diese U-förmige Nut bildet demzufolge den Aufnahmeraum für die Halterung des Basisschenkels des Schrägdichtrings.' ■ < • ■ •• •
Damit reicht es nach der Erfindung aus, den Schrägdichtring lediglich bezüglich der Einsteck- und der Gegenrichtung ah" einer Seite in einem Aufnahmeraum am Stecker zu halten. Auf die gegenüberliegende Halterung des Schrägdichtrings kann verzichtet werden. Dadurch wird wesentlicher Platz gespart, weil der Schrägdichtring an der dem Aufnahmeraum gegenüberliegenden Seite keinen Sicherungsring und keine Anlageschύlter benötigt.
Eine wesentliche Einsparung in der Baulänge von Stecker und zugeordnetem Stutzen wird dadurch erreicht, dass vorgesehen ist, dass der Schrägdichtring mit
seiner Dichtlippe an der Schräge der Rastschulter des Stutzens sich abdichtend anlegt. Es bedarf also keiner Anlage mehr an einem lang ausgebildeten, zylindrischen Hülsenteil des Stutzens, sondern es wird nur die kurze - im Durchmesser sich vergrößernde - Schräge der Rastschulter als Anlagefläche für die Dichtlippe des Schrägdichtrings verwendet.
Daher reicht es zur Herstellung der Rastverbindung aus, die beiden Teile, nämlich Stutzen und Stecker, gegeneinander zu führen und ineinander zu stecken, ohne dass bereits schon der Schrägdichtring mit seiner Dichtlippe in Dichtungseingriff mit dem Stutzen kommt. Die hierfür erforderliche Einsteckkraft ist daher wesentlich geringer als vergleichsweise beim Stand der Technik, wo die Dichtlippe schon einen wesentlichen Reibungswiderstand beim Herstellen der Rastverbindung darstellte. Dies wird nach der Erfindung vermieden.
Mit zunehmender Einstecktiefe des Stutzens in den Stecker kommt somit die Dichtlippe des Schrägdichtrings erst kurz vor Herstellen der Steckverbindung in Dichteingriff mit der Schräge an der Rastschulter des Stutzens, und erst auf diesem kurzen Verschiebungsweg wird sodann die Dichtverbindung hergestellt, bis die beiden Teile (Stutzen und Stecker) ineinander verrastet sind.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Dichtwirkühg der Dichtlippe an der Schräge der Rastschulter des Stutzens erreicht wird, ist bereits die größte Kraft für die Herstellung der Rastverbindung überwunden, weil die Rastfeder schon vorher - der Dichtlippe vorauslaufend - an der Schräge des Stutzens aufgeweitet wird. Die erforderliche Steckkraft zur Herstellung der Rastverbindung wird also nacheinander folgend aufgebracht und nicht zusammen, wie beim Stand der Technik.
Vorstehend wurde beschrieben, dass der Schrägdichtring mit seinem in Einsteckrichtung parallel ausgerichteten Basisschenkel in einem ebenfalls parallel zur Einsteckrichtung ausgebildeten Aufnahmeraum eingesteckt wird. Dies setzt voraus, dass der Basisschenkel - fest " und unverschiebbar in diesem Aufnahmeraum aufgenommen wird. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung zwei verschiedene Ausführungsformen vor:
In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Basisschenkel formschlüssig und abdichtend in diesen ' Ü-förmig profilierten Aufnahmeraum eingeschoben wird, wodurch es zu einer in Verdrängung der im Aufnahmeraum eingeschlossenen Luft kommt. Damit diese Luft entfernt werden kann, wird erfindungsgemäß eine Kanüle zusammen mit dem Dichtring in den Aufnahmeraum eingeführt. Die Kanüle bewirkt die Entlüftung des Aufnahmeraums, wenn der Basisschenkel des Schrägdichtrings in den Aufnahmeraum unter Verdrängung des Luftvolumens eingesetzt wird.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass statt der Einführung einer Kanüle zwecks Entlüftung des Aufnahmeraums der Schrägdichtring in seiner oberen Deckfläche ein Luftventil trägt, welches einseitig die Luft aus dem Aufnahmeraum' entweichen lässt, aber keine Luft mehr zurückströmen lässt.
Die Erfindung ist im übrigen nicht auf einen Schrägdichtring mit einer einzigen Dichtlippe beschränkt. Es kann in einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass statt einer Dichtlippe zwei einander entgegengesetzt gestellte Dichtlippen vorhanden1 sind, die sich jeweils dichtend an der Schräge anlegen.
Bei einer zweiflügligen Dichtlippe besteht der Vorteil, dass die Steckverbindung sowohl gegen Überdruck als auch gegenüber Unterdruck absolut dicht ist.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswegen darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Schnitt durch eine Steckverbindung nach der Erfindung vor Erreichen der Raststellung;
Figur 2: Schnitt durch eine Steckverbindung nach Figur 1 vor Erreichen der
Dichtstellung;
Figur 3: Schnitt durch die Steckverbindung nach Figur 1 in der Dicht- und Raststellung;
Figur 4: ein vergrößerter Teilschnitt durch die Steckverbindung im Bereich des Schrägdichtringes bei dessen Montage;
Figur 5: der fertigmontierte Schrägdichtring nach Figur 3 in seiner
Montagestellung;
Figur 6: ein gegenüber Figur 3 und 4 abgewandelte Ausführungsform eines
Schrägdichtrings;
Figur 7: eine gegenüber den beiden anderen Ausführungsformen nochmals abgewandelte Ausführungsform eines Schrägdichtrings.
Bei der Verwirklichung der Erfindung ist es gleichgültig, ob der Stecker mit einem Schlauch als werkstoffgetrenntes Teil verbunden ist oder ob der Stecker und der Schlauch ein werkstoffeinstückiges Teil bilden. Im letzteren Fall ist der Stecker beispielsweise am Schlauch angespritzt.
In der nach Figur 1 gezeigten Stellung wird ein etwa zylindrischer Stutzen 1 in die Einführöffnung eines Steckers 7 eingeführt.
Der Stutzen 1 weist einen hinteren zylindrischen Querschnitt auf, in dessen Mantelfläche eine Rastschulter 2 angeordnet ist. Die Rastschulter 2 wird durch eine in Einsteckrichtung ansteigende Schräge 4 gebildet, die in eine steil ausgebildete Rastfläche 3 übergeht.
In Einsteckrichtung vor der Rastschulter 2 ist noch ein zylindrisches Hülsenteil 5 am Stutzen 1 angeformt, dessen vordere Stirnseite 6 im verrasteten Zustand an einer zugeordneten Anschlagkante 8 des Steckers 7 anschlägt.
Die Rastverbindung des Steckers 7 wird mit einer Rastfeder 9 hergestellt, von der die beiden parallel zueinander verlaufenden Rastschenkel 10 nur teilweise in Figur 2 dargestellt sind.
Die beiden Rastschenkel 10 greifen durch Durchbrüche 11 im Stecker 7 hindurch. In der verrasteten Stellung legen sie sich an der Rückseite der Rastfläche 3 des Stutzens 1 an, wodurch die Steckverbindung hergestellt ist.
Die Figur 1 zeigt, dass zur Herstellung der Steckverbindung zunächst der Stutzen 1 in den Stecker 7 eingeführt wird; wobei im Innenraum des Steckers 7 ein Schrägdichtring 18 montiert ist, dessen Dichtlippe 20 nach Figur 1 noch keinen Dichtungseingriff mit dem Hülsenteil 5 eingeht.
Gleichzeitig wird bei der Steckbewegung die Rastfeder 9 auf die Schräge 4 auflaufen. Damit wird die Rastfeder 9 radial geweitet. Die Einsteckkraft, die zum Einstecken des Stutzens 1 in den Stecker 7 verwendet wird, wird zur Herstellung der Rastverbindung verwendet, ohne dass ein Reibungswiderstand an der Dichtlippe 20 überwunden werden muss.
Mit weiterer Steckbewegung in Pfeilrichtung 32 gelangt die schräg nach hinten in Pfeilrichtung 32 geneigte Dichtlippe des Schrägdichtringes 18 in Dichtungseingriff mit der Schräge 4 an der Rastschulter 2 des Stutzens 1. Gleichzeitig oder kurz
danach ist damit die Raststellung erreicht, weil die Rastschenkel 10 hinter den Rastflächen 3 des Stutzens 1 einrasten.
Wichtig ist, dass der Verschiebungsweg zur Herstellung der Dichtung sehr kurz ist. Der kurze Dichtungsweg 27 ergibt sich aus dem Beginn der Schräge im Vergleich zur Lage der Dichtlippe. Die Dichtlippe 20 ist deshalb nur die Hälfte der Schräge 4 heraufgerutscht, um dann mit der Schrägen in Dichteingriff zu kommen.
Die Figur 3 zeigt weitere Einzelheiten der Montage des Schrägdichtrings 18. Der Schrägdichtring 18 weist einen in Einsteckrichtung (Pfeilrichtung 23) nach hinten gerichteten Basisschenkel 19 auf, der in einen zugeordneten Aufnahmeraum 17 am Stecker 7 formschlüssig aufgenommen ist.
Der Aufnahmeraum wird durch eine zylindrische Anlagefläche 14 des Steckers 7 gebildet, die in eine hierzu senkrecht abgekröpfte Ringnut 15 übergeht, die ihrerseits in eine untere Anlagefläche 16 übergeht.
Die beiden Anlageflächen 14 und 16 sind annähernd parallel zueinander gerichtet. Sie können jedoch auch im Winkel konisch zulaufend ausgerichtet sein, um einen Aufnahmeraum 17 zu schaffen, der sich vom Einführende hin nach hinten erweitert.
Um den Basisschenkel 19 in Pfeilrichtung 23 in den etwa U-förmig profilierten Aufnahmeraum 17 hineinzubringen, ist es erforderlich, das sich in diesem Aufnahmeraum bildende Luftpolster zu entfernen. Wird es nicht entfernt, kann der Basisschenkel 19 nicht vollständig in den Aufnahmeraum 17 eingeschoben werden.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass eine Kanüle 24 mit einem Entlüftungskanal 25 mit ihrer vorderen Spitze in den Aufnahmeraum 17 eingeschoben wird und so das Luftvolumen über den Entlüftungskanal 25 in Pfeilrichtung 26 entlüftet wird.
Somit kann bei eingeschobener Kanüle 24 der Basisschenkel 19 des Schrägdichtrings 18 vollständig in den Aufnahmeraum 17 eingeschoben werden und saugt sich dort fest. Bei Entfernung der Kanüle 24 in Pfeilrichtung 26 ist damit ein einwandfreier Sitz des Schrägdichtrings 18 gegeben. Dieser ist gegen Herausziehen in beiden axialen Richtungen 23, 26 gesichert.
An die Anlagefläche 14 des Steckers 7 schließt sich im übrigen eine Schräge 13 an, die in den Durchbruch 11 übergeht, durch welchen die Rastfeder 9 mit den Rastschenkeln 10 hindurchgreift. Jenseits des Durchbruches 11 ist ein Verstärkungsrand 12 am Stecker angeformt.
Am Basisschenkel 19 bildet der Schrägdichtring 18 eine dort ansetzende Dichtlippe 20, die schräg nach unten- in' Richtung zur Einsteckrichtung geneigt ist.
Die Dichtlippe 20 bildet in Einsteckrichtung ein Schräge 21 , die den Dichteingriff mit der Schräge 4 am Stutzen 1 erbringt.
Um die Dichtlippe 20 einfedern zu lassen, ist zwischen dem Basisschenkel 19 und der Dichtlippe 20 ein Einschnitt 22 angeordnet, der sich über die gesamte Umfangslänge des Schrägdichtrings 18 erstreckt.
Die Figur 4 zeigt die fertigmontierte Lage des Schrägdichtrings 18, wenn die Kanüle 24 in Pfeilrichtung 26 entfernt wurde.
Die Figur 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Schrägdichtrings 18.
Anstatt der Verwendung einer Kanüle 24 zur Entlüftung des Aufnahmeraums 17 bildet der Schrägdichtring 18 ein, an seiner der Anlagefläche 14 anliegenden Seite ein Luftventil 28.
Das Luftventil wird durch eine in Einsteckrichtung entgegengesetzt gerichtete Ventillippe 29 gebildet, die sich über die gesamte Umfangslänge des Schrägdichtrings 18 erstreckt und eine sich daran anschließende Aussparung 30 aufweist. Hinter der Aussparung 30 ist eine Freistellung 31 angeordnet. Wird somit
der Basisschenkel 19 des Schrägdichtrings in den Aufnahmeraum 17 eingepresst, dann führt das verdichtete Luftvolumen zu einer Druckerhöhung im Aufnahmeraum und das verdichtete Luftvolumen strömt unter elastischer Verformung der Ventillippe 29 über diese Ventillippe 29 hinweg in Pfeilrichtung 26 in die Aussparung und sodann in die sich daran anschließende Freistellung 31 nach außen hin weg.
Die Figur 6 zeigt als weitere Ausführungsform, dass nicht nur eine einflügelige Dichtlippe 20 verwendet werden kann, sondern dass eine zweiflügelige Dichtlippe 20, 20' an einem Schrägdichtring 18' verwendet werden kann.
Eine solche zweiflügelige Dichtung ist sowohl zur Führung eines Unterdruck- als auch eines Überdruckmediums in einer Steckverbindung nach der Erfindung geeignet.
Zeichnungslegende
Stutzen
Rastschulter
Rastfläche
Schräge
Hülsenteil
Stirnseite
Stecker
Anschlagkante
Rastfeder
Rastschenkel
Durchbruch
Verstärkungsrand
Schräge
Anlagefläche
Ringnut
Anlagefläche
Aufnahmeraum
Schrägdichtring 18'
Basisschenkel
Dichtlippe 20'
Schräge
Einschnitt
Pfeilrichtung
Kanüle
Entlüftungskanal
Pfeilrichtung
Dichtungsweg
Luftventil •
Ventillippe
Aussparung
Freistellung
Pfeilrichtung