DE102011053208A1

DE102011053208A1 - Verbindungsanordnung für Fluidleitungen mit einer weiteren fluidführenden Komponente

Info

Publication number: DE102011053208A1
Application number: DE201110053208
Authority: DE
Inventors: Dennis Röglin
Original assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Current assignee: ContiTech Techno Chemie GmbH
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-03-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (1) für Fluidleitungen (2) mit einer weiteren fluidführenden Komponente (3), mit einer Halterung (10) zur Aufnahme eines Endes einer Fluidleitung (2), und einem Tubus (12), der durch die weitere fluidführende Komponente (3) aufgenommen werden kann. Die Verbindungsanordnung (1) weist ein Führungselement (13c) auf, welches vorgesehen ist, beim Einführen des Tubus (12) in die Aufnahme der weiteren fluidführenden Komponente (3) eine gleitende Führung zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche (12e) des Tubus (12) und der inneren radialen Kontaktfläche (3e) der weiteren fluidführenden Kontaktfläche (3) zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für Fluidleitungen mit einer weiteren fluidführenden Komponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, nämlich mit einer Halterung zur Aufnahme eines Endes einer Fluidleitung und einem Tubus, der durch die weitere fluidführende Komponente aufgenommen werden kann.
Es sind seit langem Verbindungsanordnungen bekannt, die mit einem Ende einer Fluidleitungen verbunden werden, um dieses Ende der Fluidleitung an einer weiteren fluidführenden Komponente wie einem Aggregat eines Kraftfahrzeugs zu befestigen. Dabei wird das Fluidleitungsende i.A. fest und unlösbar mit der Verbindungsanordnung verbunden und die Verbindungsanordnung lösbar z.B. mittels einer Schraubverbindung oder Schelle an der weiteren fluidführenden Komponente befestigt, um diese Verbindung z.B. zu Wartungszwecken oder zur Reparatur der Komponente wieder trennen zu können.
Derartige Verbindungsanordnungen weisen dabei i.A. einen Bereich auf, der in die weitere fluidführende Komponente hineinragt, um eine stabile und abgedichtete Verbindung zu ermöglichen. Dabei ist dieser Bereich, der auch als Tubus oder Anschlussstück bezeichnet werden kann, i.A. aus einem festen Material wie z.B. Metall (z.B. Stahl, Aluminium) oder Kunststoff gefertigt, um die nötige Stabilität der Verbindung zu gewährleiten.
Nachteilig ist hierbei, dass das Einführen des Tubus in die entsprechende Aussparung, d.h. den Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponenten, zu Beschädigungen sowohl des Tubus als auch des Gegenanschlusses führen kann, da hier z.B. Stahl auf Stahl oder auch Stahl auf Kunststoff gegeneinander geführt werden. Da der Innendurchmesser des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente und der Außendurchmesser des Tubus der Verbindungsanordnung i.A. nur einen geringen radialen Abstand aufweisen, um im verbundenen Zustand eine hohe Stabilität und verlässliche Abdichtung zueinander zu gewährleiten, wird gerade hierdurch das Einführen des Tubus in den Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente erschwert und die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung erhöht. Wird dabei diese Verbindung zwischen der Verbindungsanordnung und der weiteren fluidführenden Komponente mehrfach getrennt und erneut geschlossen, z.B. zu Reparatur- oder Wartungszwecken, so besteht bei jeder Montage die Gefahr einer Beschädigung bzw. kann eine bereits vorhandene Beschädigung durch die nächste Montage weiter vergrößert werden.
Durch das Einführen bei geringem radialem Abstand wird der Montageaufwand erhöht, was Zeit kostet. Durch die Beschädigung des Tubus bzw. des Gegenanschlusses kann die Demontage und der erneute Zusammenbau erschwert werden. Ferner kann die Stabilität der Verbindung zwischen Tubus und weiterer fluidführender Komponente sowie der Fluidstrom durch Beschädigungen beeinträchtigt werden. Auch können abgetragene Materialstücke der Kontaktflächen, die aus einer Beschädigung resultieren, in den Fluidstrom gelangen und in der weiteren fluidführenden Komponente, der Fluidleitung oder auch weiteren an den Fluidstrom angeschlossenen Komponenten zu Beschädigungen führen. Dabei können diese Nachteile bei jeder Demontage bzw. erneuten Montage der Verbindungsanordnung auftreten bzw. sich mit jeder Demontage bzw. erneuten Montage der Verbindungsanordnung vergrößern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, bei der die Montage an der weiteren fluidführenden Komponente vereinfacht wird und Beschädigungen des Tubus der Verbindungsanordnung sowie des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente vermieden bzw. reduziert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der die Verbindungsanordnung ein Führungselement aufweist, welches vorgesehen ist, beim Einführen des Tubus in die Aufnahme der weiteren fluidführenden Komponente eine gleitende Führung zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus und der inneren radialen Kontaktfläche der weiteren fluidführenden Kontaktfläche zu erzeugen.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass es vorteilhaft ist, zwischen den jeweils äußeren Kanten, insbesondere zwischen den jeweils äußeren Eckkanten der Verbindungsanordnung und des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente eine gleitende Wirkung (Notgleiteigenschaft) beim Einführen der Verbindungsanordnung in den Gegenanschluss zu erzeugen, um hierdurch das Einführen bei der Montage zu erleichtern und zu vereinfachen und Beschädigungen in diesem Bereich zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren. Das Führungselement sorgt somit dafür, dass in diesem Kontaktbereich nicht wie bisher Kanten oder Ecken aus z.B. Stahl aufeinander stoßen und aneinander reiben, sondern dass z.B. der Stahl der weiteren fluidführenden Komponente auf ein weicheres Material der Verbindungsanordnung trifft, so dass keine bzw. nur eine geringe Beschädigung auftritt und die Reibung zwischen diesen Kontaktbereichen geringer ausfällt als bei den bisher üblichen Reib- und Kontaktpaarungen.
Vorteilhaft ist erfindungsgemäß somit, dass das Führungselement aufgrund seiner gleitenden Eigenschaften das Einführen erleichtert und damit die Montage vereinfacht und beschleunigt.
Vorteilhaft ist ferner, dass das Führungselement aufgrund seiner gleitenden Eigenschaften eine Beschädigung des Tubus oder des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente verhindert bzw. zumindest verringert, da die Kontaktflächen des Führungselements und des Gegenanschlusses aufgrund der gleitenden Eigenschaften eher aufeinander abrutschen als ineinander einzudringen und einander hierdurch zu beschädigen.
Diese Vorteile kommen insbesondere zum Tragen, falls die Verbindung zwischen der Verbindungsanordnung und dem Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente nach der erstmaligen Montage getrennt und erneut zusammen geführt wird, insbesondere wenn diese Demontage und erneute Montage mehrfach wiederholt wird. Dies kann z.B. zu Zwecken der Reparatur oder Wartung der Fall sein. So ist es beispielsweise bei Lastkraftwagen üblich, im Abstand von z.B. ca. 200.000 km Service-Intervalle durchzuführen, bei denen u.a. derartige Verbindungsanordnungen von dem Gegenanschluss einer weiteren fluidführenden Komponente getrennt werden.
Problematisch ist insbesondere in diesen Fällen, dass sich zwischen den „gebrauchten“ Komponenten der Verbindungsanordnung und des Gegenanschlusses z.B. eine Kontaktkorrosion ausgebildet haben kann, welche die erneute Montage erschweren kann. Dann wird üblicherweise eine erhöhte Kraft zur Montage ausgeübt bzw. der Tubus der Verbindungsanordnung durch drehende Bewegungen um die Längsachse A in das Gegenstück der weiteren fluidführenden Komponente eingeführt. Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Verbindung zwischen der Verbindungsanordnung und dem Gegenstück der weiteren fluidführenden Komponente deutlich erhöht werden. Dies kann insbesondere zu Undichtigkeiten der Verbindung führen. Ferner werden eventuell bereits vorhandene Beschädigungen weiter verstärkt. Dies kann dann z.B. bei einem zweiten Service-Intervall zum Tragen kommen. Daher ist es gerade bei Verbindungen, die nicht lediglich einmalig geschlossen sondern zumindest einmalig wieder getrennt und erneut montiert werden, vorteilhaft, erfindungsgemäß die Montage zu erleichtern und Beschädigungen an der Verbindungsstelle zu vermeiden bzw. zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Führungselement an dem Ende des Tubus vorgesehen, welches in die Aufnahme der weiteren fluidführenden Komponente eingeführt wird. Auf diese Weise kommt das Führungselement als erstes mit der Aufnahme, d.h. dem Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente in Kontakt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Führungselement derart ausgebildet, dass der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Führungselements ungefähr dem Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus entspricht. Dies ist vorteilhaft, damit das Führungselement den Tubus gegenüber der Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente auf den Abstand führt, der zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus und der inneren radialen Kontaktfläche der Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente auftritt. Daher sollte der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Führungselements nicht größer sein als der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus, da dies das Einführen in die Aussparung erschweren bzw. verhindern würde. Auch sollte der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Führungselements nicht oder nur unwesentlich kleiner sein, damit die Führungswirkung nicht verloren geht. Auch sollte sich durch einen geringeren Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Führungselements kein Sprung am Übergang zwischen Führungselement und Tubus in der Längsrichtung A ausbilden, da hierdurch das Einführen behindert werden könnte.
Somit ist in diesem Zusammenhang unter dem Begriff „ungefähr“ zu verstehen, dass der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Führungselements im Vergleich zum Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus so zu bemessen ist, dass einerseits ein Blockieren des Einführens verhindert wird und andererseits eine möglichst gut gleitende Führung erreicht wird, vorzugsweise über die gesamte Länge des Tubus in der Längsrichtung A, soweit der Tubus in den Gegenanschluss eingeführt werden soll.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Führungselement Polytetrafluorethylen (PTFE) auf. Dies ist vorteilhaft, da PTFE einen sehr geringen Reibungskoeffizienten besitzt. Auch stellt ein Führungselement aus PTFE ein weicheres Gegenstück des Tubus zum Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente dar als das bisher üblicherweise verwendete Material wie z.B. Stahl. Dabei können diese vorteilhaften Eigenschaften sowohl durch ein Führungselement genutzt werden, welches PTFE aufweist, als auch durch ein Führungselement, welches an seiner mit dem Gegenanschluss in Kontakt tretenden Oberfläche vollständig oder zumindest anteils- oder bereichsweise PTFE in ausreichendem Maße aufweist, um die vorteilhaften Eigenschaften zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Führungselement eine abgerundete Eckkante auf, die beim Einführen des Tubus in die Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente zuerst mit der Innenseite der Aussparung in Kontakt kommt. Durch eine solche Abrundung wird verhindert, dass zwei eckige, insbesondere rechtwinklige Eckkanten aufeinander stoßen. Vielmehr wird durch das Abrunden der Führungselements das Einführen weiter erleichtert und eine Beschädigung noch wirkungsvoller verhindert, da zwei aufeinanderstoßende Kanten, insbesondere Eckkanten, besser aufeinander gleiten, d.h. abrutschen können, wenn eine der Kanten, vorzugsweise diejenige mit den besseren Gleiteigenschaften, abgerundet ist.
Hierbei soll unter „abgerundet“ verstanden werden, dass die Eckkante des Führungselements in Form eines Viertelkreises ausgebildet ist, wobei auch andere Geometrien denkbar sind und von dem Begriff „abgerundet“ umfasst sein sollen, solange sie begünstigen, dass die beiden Kontaktflächen aufeinander abgleiten. So kann die Eckkante des Führungselements z.B. auch in Form einer gerade verlaufenden Abschrägung ausgebildet sein. Auch ist ein elliptischer Verlauf der Abrundung des Führungselements möglich und von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Führungselement ringförmig ausgebildet. Hierdurch wird dieser Bereich des Tubus gleichmäßig und vollständig von dem Führungselement umschlossen und so eine gleichmäßige Gleit- und Führungswirkung über den gesamten Umfang des Tubus erreicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das ringförmige Führungselement in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet. In „Umfangsrichtung“ bedeutet dabei auf einem in radialer Richtung R konstanten Abstand um die Längsachse A. In anderen Worten ist der Führungselement als geschlossener Ring ausgebildet, wohingegen bisher üblicherweise Elemente, die um Stecker herum vorgesehen werden, in Längsrichtung A geschlitzt, d.h. in Umfangsrichtung durchtrennt, ausgebildet sind, um diese wie eine Feder um den Außenumfang des Steckers herum festzuklemmen.
Vorteilhaft ist dabei, dass das ringförmige, geschlossene Führungselement auf diese Weise von einer Seite auf den Tubus aufgeschoben werden kann und aufgrund seines geschlossenen Umfangs auf dem Tubus gleichmäßig festklemmt, sofern die Durchmesser des Tubus und des Führungselements so aufeinander abgestimmt sind, dass der äußere Durchmesser des Tubus geringfügig größer ist als der innere Durchmesser des Führungselements. Geringfügig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich das Führungselement einerseits auf den Tubus aufschieben lässt und andererseits auf dem Tubus festklemmt, nachdem es aufgeschoben wurde. Dabei kann durch den geschlossenen Umfang des Führungselement eine höhere und gleichmäßiger verteilte Klemmwirkung erreicht werden als durch Elemente, die geschlitzt ausgeführt sind.
Vorzugsweise rastet das Führungselement mit seinem Vorsprung in die entsprechende Einkerbung des Tubus ein. Dabei sind vorzugsweise der Vorsprung und die Einkerbung jeweils in Umfangsrichtung ausgebildet und aufeinander abgestimmt dimensioniert, so dass sich das Führungselement beim Aufschieben in axialer Längsrichtung A in radialer Richtung R geringfügig dehnt und beim weiteren Aufschieben der Vorsprung in die Einkerbung einrastet, um so das Führungselement in axialer Längsrichtung A gegen verrutschen oder sogar abrutschen von dem Tubus formschlüssig zu sichern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Führungselement einen Vorsprung auf, der ausgebildet ist, in eine Einkerbung des Tubus einzugreifen. Durch diesen Eingriff des Führungselements in den Tubus wird das Führungselement in der Längsrichtung A gehalten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Tubus wenigstens eine erste Aussparung auf, um ein erstes Dichtungselement aufzunehmen, so dass das aufgenommene Dichtungselement einen Radius R aufweist, welches zumindest geringfügig größer ist als der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus. Durch dieses Dichtungselement, das vorzugsweise als O-Ring aus einem elastischen Material vorgesehen ist, kann die Abdichtung des Zwischenraums zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus und der inneren radialen Kontaktfläche, d.h. der Innenseite der Aussparung bzw. des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente erfolgen. Dabei ist das Dichtungselement derart zu dimensionieren, dass es groß genug ist, d.h. aus der entsprechenden Aussparung weit genug herausragt, dass die Abdichtung wirkungsvoll und sicher erfolgt, auch bei großem Druck, aber gleichzeitig das Dichtungselement so geringfügig aus der entsprechenden Aussparung herausragt, dass es beim Einführen des Tubus in den Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente nicht beschädigt wird und das Einführen nicht durch Verklemmen behindert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Halterung einen in radialer Richtung R vergrößerten Bereich seines Innenraums zur Aufnahme eines Endes einer Fluidleitung auf. Dieser Bereich des Innenraums dient der Aufnahme eines Endes der Fluidleitung derart, dass durch den lediglich in diesem Bereich radial vergrößerten Bereich der Verbindungsanordnung das Ende der Fluidleitung in Längsrichtung A gegen einen nicht-radial vergrößerten Bereich stößt. Hierdurch kann die Fluidleitung nicht in der Längsrichtung A durch die Verbindungsanordnung hindurch geschoben werden oder hindurch rutschen. Der nicht-radial vergrößerte Bereich bildet somit einen Anschlag aus, gegen den das Ende der Fluidleitung geschoben und befestigt werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung entspricht der Innendurchmesser der Halterung und bzw. oder des Tubus in radialer Richtung R ungefähr dem Innendurchmesser des Rohrs. Hierdurch können Veränderungen des Strömungsquerschnitts, insbesondere an dem Übergangsbereich zwischen Tubus und Fluidleitung, vermieden werden, die sich verschlechternd auf das Strömungsverhalten, insbesondere dessen Strömungsgeschwindigkeit, auswirken könnten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Halterung und der Tubus einteilig ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Halterung und der Tubus aus einem Stück gefertigt sind, d.h. keine Verbindungsstelle oder Fügestelle zueinander aufweisen. Hierdurch ist dieses Element der Verbindungsanordnung einfacher und schneller zu fertigen. Ferner weist dieses Element eine höhere Stabilität auf als bei zusammengefügten Teilen, da eine Verbindungsstelle oder Fügestelle stets eine Schwächung der Stabilität bedeutet.
Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung ohne Dichtungselement und Führungselement in einer bevorzugten Ausführungsform;
2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit Dichtungselement und Führungselement in der bevorzugten Ausführungsform;
3 eine äußere Ansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit Dichtungselement und Führungselement in der bevorzugten Ausführungsform; und
4 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung in der bevorzugten Ausführungsform in einem montierten Zustand.
1 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 ohne Dichtungselement 13a, 13b und Führungselement 13c in einer bevorzugten Ausführungsform. 2 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 mit Dichtungselement 13a, 13b und Führungselement 13c in der bevorzugten Ausführungsform. 3 zeigt eine äußere Ansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 mit Dichtungselement 13a, 13b und Führungselement 13c in der bevorzugten Ausführungsform. Die Verbindungsanordnung 1 kann dabei auch als Stecker 1 oder Montage- bzw. Befestigungsvorrichtung 1 bezeichnet werden.
Der Stecker 1 weist im Wesentlichen eine Halterung 10 und einen Tubus 12 auf, die vorzugsweise einteilig, d.h. aus einem Stück, ausgebildet sind. Die Halterung 10 dient einerseits der Befestigung des Steckers 1 von außen an einer weiteren fluidführenden Komponente 3 und andererseits der Aufnahme eines Endes einer Rohrleitung 2 oder einer Fluidleitung 2. Der Tubus 12 dient der Abstützung und Abdichtung des Steckers 1 in einem entsprechenden Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente 3 (vgl. 4).
Der Innenraum 14 des Steckers 1 ist als Hohlraum ausgebildet und erstreckt sich sowohl über die Halterung 10 als auch den Tubus 12 entlang der Längsachse A des Steckers 1, sodass das Fluid in Richtung der Längsachse A zwischen dem Innenraum 2a der Rohrleitung 2 und dem Innenraum 3y der weiteren fluidführenden Komponente 3 durch den hohlen Innenraum 14 des Steckers 1 hindurch strömen kann (vgl. 4).
Die Halterung 10 bzw. der Halterungsbereich 10 des Steckers 1 können in vielfältiger Art und Weise ausgebildet sein und verwendet werden, um den Stecker 1 an der weiteren fluidführenden Komponente 3 zu befestigen. Beispielsweise kann die Halterung 10 mittels ihrer Oberfläche 10d in Längsrichtung A in Richtung der weiteren fluidführenden Komponente 3 gedrückt und fixiert werden. Dies kann z.B. mittels einer sog. Haltebrille erfolgen, die mit einer entsprechenden U-förmigen Aussparung in radialer Richtung R um die Rohrleitung 2 gelegt und dann in Richtung der Längsachse A gegen die Oberfläche 10d der Halterung 10 geführt wird, um die Halterung 10 mit ihrer äußeren axialen Kontaktfläche 10a in Richtung der Längsachse A an der äußeren axialen Kontaktfläche 3a der weiteren fluidführenden Komponente 3 anzudrücken. Hierzu kann die Haltebrille z.B. mittels einer Schraub- oder Klemmverbindung gegenüber der weiteren fluidführenden Komponente 3 fixiert werden.
Auch kann die Halterung 10 derart ausgebildet sein, dass sie selbst gegenüber der weiteren fluidführenden Komponente 3 fixiert werden kann, d.h. ohne, dass weitere Komponenten wie z.B. eine Haltebrille notwendig sind. In diesem Fall, der in der bevorzugten Ausführungsform betrachtet und dargestellt ist, ist die Halterung 10 in radialer Richtung R, die sich senkrecht zur Längsachse A erstreckt, größer ausgebildet als der Tubus 12. Hierdurch weist die Halterung 10 einen sich radial erstreckenden Bereich auf, der mit seiner äußeren axialen Kontaktfläche 10a im montierten Zustand (vgl. 4) gegen die äußere axiale Kontaktfläche 3a der weiteren fluidführenden Komponente 3 anliegt und hierdurch verhindert, dass der Stecker 1 in die Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente 3 hineinrutscht.
In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist dieser Bereich zumindest bereichsweise radial derart ausgebildet, dass die Halterung 10 eine in Richtung der Längsachse A ausgerichtete Aussparung 11 aufweist, durch die eine Schraube 4, ein Bolzen 4 oder auch ein sonstiges Befestigungsmittel 4 geführt werden kann, um den Stecker 1 mittels seiner Halterung 10 an der weiteren fluidführenden Komponente 3 zu befestigen. Hierzu kann die weitere fluidführende Komponente 3 eine Aussparung 3x oder Bohrung 3x aufweisen, in die das Befestigungsmittel 4 eingreifen kann, um eine Verbindung zwischen Stecker 1 und der weiteren fluidführenden Komponente 3 herzustellen. Dabei ist die Verbindung vorzugweise lösbar vorgesehen, z.B. durch eine Schraube 4, die in ein entsprechendes Gewinde der Bohrung 3x eingreift. Die Bohrung 3x ist dann in der Längsrichtung A tiefer vorzusehen als die Länge der Schraube 4, damit die Schraube 4 gegen die Oberfläche 10d der Halterung 10 anliegt, bevor sie in der Längsrichtung A gegen die Innenseite der Bohrung 3x anstößt.
Der Stecker 1 weist im Bereich der Halterung 10 in seinem Innenraum 14 eine innere radiale Kontaktfläche 10b auf, gegen die die radiale Außenfläche 2b der Rohrleitung 2 im montierten Zustand anliegt (vgl. 4). Ferner liegt das Ende der Rohrleitung 2 mit seiner axialen Endfläche 2c an die entsprechende innere axiale Kontaktfläche 10c der Halterung 10 an. Hierzu wird die Rohrleitung 2 zur Verbindung mit dem Stecker 1 mit ihrem einem Ende in den Innenraum 14 des Steckers 1 eingeschoben, bis die axiale Endfläche 2c gegen die innere axiale Kontaktfläche 10c anstößt. Dann kann die Verbindung zwischen Rohrleitung 2 und Stecker 1 unlösbar und abdichtend vorgesehen werden. Dies kann z.B. durch eine stoffschlüssige Verbindung wie z.B. eine Klebeverbindung oder vorzugsweise eine Lötverbindung erfolgen. Dabei entspricht vorzugsweise der Innendurchmesser des Innenraums 2a der Rohrleitung ungefähr dem Innendurchmesser des Innenraums 14 des Steckers 1 im Bereich des Tubus 12, so dass für das strömende Fluid ein ungestörter Übergang zwischen Rohrleitung 2 und Stecker 1 erreicht wird.
Der Tubus 2 ist im Wesentlichen der Bereich des Steckers 1, der im montierten Zustand in den entsprechenden Gegenanschluss (Aussparung) der weiteren fluidführenden Komponente 3 eingeschoben ist. Der Außendurchmesser des Tubus 12 entspricht ungefähr dem Innendurchmesser des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente 3, so dass die äußere radiale Kontaktfläche 12e des Tubus 12 an der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 beinahe anliegt. Bei diesem geringen radialen Abstand zwischen äußerer radialer Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und radialer Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 wird eine hohe Stabilität zwischen Stecker 1 und weiterer fluidführender Komponente 3 sowie bereits eine gewisse Abdichtung erreicht.
Die vollständige Abdichtung, insbesondere gegenüber einem erhöhten Innendruck des Fluids, erfolgt dabei über ein Dichtungselement 13a, 13b. Dabei kann zur Abdichtung ein einziges Dichtungselement 13a, 13b i.A. ausreichend sein. Jedoch können auch beispielsweise zwei Dichtungselemente 13a, 13b vorgesehen sein, um die Abdichtung zu verbessern oder auch ein Eindringen von Staub von Außen in den Kontaktbereich zwischen äußerer radialer Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und radialer Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 zu verhindern.
Daher weist die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform zwei Dichtungselemente 13a, 13b auf, die als Dichtungen 13a, 13b, vorzugsweise als O-Ring-förmige elastische Dichtungen 13a, 13b ausgebildet und in Umfangsrichtung, d.h. auf einem festen Radius R um die Längsachse A, in entsprechenden Aussparungen 12a, 12b oder auch Einkerbungen 12a, 12b in dem Tubus 12 vorgesehen sind. Die Dichtungselemente 13a, 13b sind dabei derart größer als die entsprechenden Aussparungen 12a, 12b ausgebildet, dass sie im montierten Zustand (vgl. 4) von der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 radial eingedrückt werden und hierdurch den Zwischenraum zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 abdichten. Dabei dürfen die Dichtungselemente 13a, 13b radial nicht so weit aus den Aussparungen 12a, 12b herausrage, dass sie das Einführen behindern oder hierbei beschädigt werden können.
Dabei dient das der Halterung 10 zugewandte Dichtungselement 13a eher der Abdichtung des Kontaktbereichs zwischen äußerer radialer Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und radialer Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 gegenüber der äußeren Umgebung und dabei insbesondere gegenüber Staub und Schmutz, dessen Eindringen von Außen in den Kontaktbereich und das Fluid hierdurch verhindert werden soll. Das dem Führungselement 13c zugewandte Dichtungselement 13b dient hingegen eher der Abdichtung des Kontaktbereichs zwischen äußerer radialer Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und radialer Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 gegenüber dem Fluid, welches durch den Stecker 1 strömen kann.
Um die Montage, sowohl erstmalig als auch erneut nach einer Demontage z.B. zwecks Wartung oder Reparatur, zu erleichtern und Beschädigungen insbesondere der äußeren radialen Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3 zu vermeiden, weist der Stecker 1 erfindungsgemäß ein Führungselement 13c auf, welches in einer Aussparung 12c des Tubus 12 vorgesehen und an dem Tubus 12 derart angeordnet ist, dass das Führungselement 13c beim Einführen des Tubus 12 in den Gegenanschluss der weiteren fluidführenden Komponente 3 zuerst mit der Eckkante 3z des Gegenanschlusses, d.h. der Eckkante 3z der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3, in Berührung kommt.
Vorzugweise weist das Führungselement 13c Gleiteigenschaften auf, so dass das Einführen vereinfacht und beschleunigt wird. Hierzu ist das Führungselement 13c vorzugsweise in der hier beschriebenen Ausführungsform aus PTFE (Polytetrafluorethylen) vorgesehen, wobei auch ein Führungselement 13c aus einem PTFE-haltigen Material möglich ist. PTFE weist dabei einen besonders geringen Reibungskoeffizienten auf, weshalb die Verwendung dieses Materials für diesen Zweck besonders vorteilhaft ist. Jedoch kann das Führungselement 13c auch andere Materialien aufweisen oder aus einem anderen Material bestehen, so dass ebenfalls eine Gleiteigenschaft des Führungselements 13c erreicht wird, die die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst.
Das Führungselement 13c weist einen Vorsprung 13d auf, der in eine entsprechende Aussparung 12d oder Einkerbung 12d des Tubus 12 eingreift. Das Zusammenwirken von Vorsprung 13d und Aussparung 12d ist dabei derart vorzusehen, dass eine Bewegung des Führungselements 13c gegenüber dem Tubus 12 in Längsrichtung A zumindest formschlüssig verhindert wird.
In der radialen Richtung R ist das Führungselement 13c derart dimensioniert, dass die äußere radiale Kontaktfläche 13e ungefähr den gleichen Durchmesser aufweist wie die äußere radiale Kontaktfläche 12e des Tubus 12, so dass das Führungselement 13c und der Tubus 12 eine gemeinsame Oberfläche gegenüber der Innenseite 3e, d.h. inneren radialen Kontaktfläche 3e, der weiteren fluidführenden Komponente 3 bilden.
Um das Einführen des Tubus 12 in die entsprechende Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente 3 weiter zu erleichtern, weist das Führungselement 13c eine abgerundete Eckkante 13f auf. Die Abrundung erfolgt dabei vorzugsweise in Form einer gleichmäßigen Abrundung eines Viertelkreises, jedoch sind auch andere Formen wie eine elliptische Abrundung oder eine schräge Abrundung möglich. Durch die Abrundung der Eckkante 13f wird in dem Bereich des Führungselements 13c, der zuerst mit der Eckkante 3z der weiteren fluidführenden Komponente 3 beim Einführen in Kontakt tritt, der Durchmesser verringert, so dass beim Einführen zwischen der Eckkante 13f und der Eckkante 3z ein größerer Abstand besteht als zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche 13e des Führungselements 13c bzw. der äußeren radialen Kontaktfläche 12e des Tubus 12 und der Innenseite 3e des Gegenanschlusses der weiteren fluidführenden Komponente 3. Dabei erfolgt der Übergang zwischen dem abgerundeten Bereich 13f und der äußeren radialen Kontaktfläche 13e des Führungselements 13c stufenlos, um ein Verklemmen oder Verkanten beim Einführen zu verhindern.
4 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 1 in der bevorzugten Ausführungsform in einem montierten Zustand. Hierbei ist die Rohrleitung 2 mit dem Stecker 1 verbunden. Der Stecker 1 ist mit seinem Tubus 12 derart in die entsprechende Aussparung (Gegenanschluss), d.h. den hohlen Innenraum 3y, der weiteren fluidführenden Komponente 3 eingeführt, dass die Halterung 10 des Steckers 1 mittels der Aussparung 11 und der Schraube 4 an der weiteren fluidführenden Komponente 3 befestigt ist.
Hierbei ist der dem Tubus 12 abgewandte Bereich des Innenraums 3y kegelförmig ausgestaltet, um die Strömung des Fluids zwischen dem Stecker 1 und dem Inneren der weiteren fluidführenden Komponente 3 zu begünstigen bzw. möglichst geringfügig zu stören. Dieser Bereich ist vergleichbar der Aussparung 3x in Längsrichtung A größer ausgebildet als der Tubus 12 des Steckers 1, um sicherzustellen, dass der Tubus 12 nicht an der Innenfläche des Innenraums 3y aufsetzt, bevor sich nicht die innere radiale Kontaktfläche 10a der Halterung 10 und die äußere axiale Kontaktfläche 3a der weiteren fluidführenden Komponente 3 berühren.
Bezugszeichenliste

A: Längsachse (Mittelachse; Achse der Rotationssymmetrie)
R: radiale Richtung um Längsachse A
1: Stecker (Verbindungsanordnung; Montagevorrichtung)
10: Halterung (Halterungsbereich) des Steckers 1
10a: äußere axiale Kontaktfläche der Halterung 10 zur weiteren fluidführenden Komponente 3
10b: innere radiale Kontaktfläche der Halterung 10 zur äußeren radialen Kontaktfläche 2b der Rohrleitung 2
10c: innere axiale Kontaktfläche der Halterung 10 zur axialen Endfläche 2c der Rohrleitung 2
10d: Oberfläche der Halterung 10
11: Aussparung der Halterung 10 zur Aufnahme der Schraube 4
12: Tubus (Anschlussstück) des Steckers 1
12a: erste Aussparung des Tubus 12 zur Aufnahme der ersten Dichtung 13a
12b: zweite Aussparung des Tubus 12 zur Aufnahme der zweiten Dichtung 13b
12c: Aussparung des Tubus 12 zur Aufnahme des Führungselements 13c
12d: Einkerbung des Tubus 12 zur Aufnahme des Vorsprungs 13d des Führungselements 13c
12e: äußere radial Kontaktfläche des Tubus 12 zur inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3
13a: erste Dichtung (Dichtungselement) des Steckers 1
13b: zweite Dichtung (Dichtungselement) des Steckers 1
13c: Führungselement des Steckers 1
13d: Vorsprung des Führungselements 13c
13e: äußere radiale Kontaktfläche des Führungselements 13c
13f: Eckkante des Führungselements 13c
14: Innenraum (Hohlraum) des Steckers 1, von Fluid durchströmbar
2: Rohrleitung (Rohr; Fluidleitung)
2a: Innenraum der Rohrleitung 2, von Fluid durchströmbar
2b: radiale Außenfläche der Rohrleitung 2 zur inneren radialen Kontaktfläche 10b der Halterung 10
2c: axiale Endfläche der Rohrleitung 2 zur inneren axialen Kontaktfläche 10c der Halterung 10
3: weitere fluidführende Komponente (Aggregat)
3a: äußere axiale Kontaktfläche der weiteren fluidführenden Komponente 3 zur äußeren axialen Kontaktfläche 10a der Halterung 10
3e: innere radiale Kontaktfläche der weiteren fluidführenden Komponente 3 zur äußeren radialen Kontaktfläche des Tubus 12
3x: Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente 3 zur Aufnahme der Schraube
4
3y: Innenraum (Hohlraum) der weiteren fluidführenden Komponente 3, von Fluid durchströmbar
3z: Eckkante der inneren radialen Kontaktfläche 3e der weiteren fluidführenden Komponente 3
4: Schraube (Befestigungsmittel; Bolzen)

Claims

Verbindungsanordnung (1) für Fluidleitungen (2) mit einer weiteren fluidführenden Komponente (3), mit einer Halterung (10) zur Aufnahme eines Endes einer Fluidleitung (2), und einem Tubus (12), der durch die weitere fluidführende Komponente (3) aufgenommen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (1) ein Führungselement (13c) aufweist, welches vorgesehen ist, beim Einführen des Tubus (12) in die Aufnahme der weiteren fluidführenden Komponente (3) eine gleitende Führung zwischen der äußeren radialen Kontaktfläche (12e) des Tubus (12) und der inneren radialen Kontaktfläche (3e) der weiteren fluidführenden Kontaktfläche (3) zu erzeugen.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei das Führungselement (13c) an dem Ende des Tubus (12) vorgesehen ist, welches in die Aufnahme der weiteren fluidführenden Komponente (3) eingeführt wird.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Führungselement (13c) derart ausgebildet ist, dass der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche (13e) des Führungselements (13c) ungefähr dem Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche (12e) des Tubus (12) entspricht.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Führungselement (13c) Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Führungselement (13c) eine abgerundete Eckkante (13f) aufweist, die beim Einführen des Tubus (12) in die Aussparung der weiteren fluidführenden Komponente (3) zuerst mit der Innenseite (3c) der Aussparung in Kontakt kommt.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Führungselement (13c) ringförmig ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 6, wobei das ringförmige Führungselement (13c) in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Führungselement (13c) einen Vorsprung (13d) aufweist, der ausgebildet ist, in eine Einkerbung (12d) des Tubus (12) einzugreifen.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Tubus (12) wenigstens eine erste Aussparung (12a) aufweist, um ein erstes Dichtungselement (13a) aufzunehmen, so dass das aufgenommene Dichtungselement (13a) einen Radius R aufweist, welches zumindest geringfügig größer ist als der Radius R der äußeren radialen Kontaktfläche (12e) des Tubus (12).
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halterung (10) einen in radialer Richtung R vergrößerten Bereich seines Innenraums (14) zur Aufnahme eines Endes einer Fluidleitung (2) aufweist.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 10, wobei der Innendurchmesser der Halterung (10) und/oder des Tubus (12) in radialer Richtung R ungefähr dem Innendurchmesser des Rohrs (2) entspricht.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halterung (10) und der Tubus (12) einteilig ausgebildet sind.
System, mit einer Fluidleitung (2), einer weiteren fluidführenden Komponente (3), und einer Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, die die Fluidleitung (2) und die weitere fluidführende Komponente (3) verbindet.