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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindungsanordnung für Fluidleitungen, insbesondere für Ladeluftleitungen im Automobilbereich, die jeweils einen Endbereich aufweisen und an den Endbereichen über ein Halteelement lagesichernd fluiddichtend verbindbar sind.
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Derartige Steckverbindungen sind beispielsweise aus der
DE 10 2007 045 023 A1 bekannt. In der dort beschriebenen Steckverbindungsanordnung werden zwei Leitungsenden einer Fluidleitung, bestehend aus einem Steckerteil und einem Kupplungsteil durch ein Verrastelement miteinander dichtend verbunden. Das Verrastelement ist als runder ringförmiger Federring ausgeführt, der an seinen axialen Enden zwei in radialer Richtung abgewinkelte Bereiche aufweist. Das Kupplungsteil und das Steckerteil weisen jeweils eine am Außenumfang umlaufende Nut auf, welche dazu dient, die abgewinkelten Bereiche auf beiden axialen Enden des Verrastelementes aufzunehmen. Das Verrastelement ist in einer Position, in der die Leitungen noch nicht verbunden sind, am Kupplungsteil vorgesehen, wobei ein abgewinkelter Bereich des Verrastelementes in der Nut am Kupplungsteil bereits verrastet ist. Am Kupplungsteil ist am Innendurchmesser eine Dichtung vorgesehen, welche zur Abdichtung des Spaltes zwischen dem Kupplungsteil und dem Steckerteil im montierten Zustand dient.
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Das Steckerteil weist am Ende, welches dem Kupplungsteil zugewandt ist, am Innendurchmesser eine umlaufende Fase auf, die als Einführhilfe in das Kupplungsteil dient. Zusätzlich ist am Steckerteil axial zwischen dem Bereich der Fase und der Nut für das Verrastelement eine Einführschräge vorgesehen, welche sich vom Innendurchmesser bis zur Nut gleichmäßig radial erweitert und axial vor der Nut endet und in diese übergeht. Das Kupplungsteil weist eine weitere Fase auf, welche sich vom dem Ende, das dem Steckerteil zugewandt ist, kontinuierlich radial nach innen und axial bis zur Dichtung erstreckt.
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Zur Montage der Steckverbindung wird das Steckerteil in das Kupplungsteil eingefügt, wobei gleichzeitig das Verrastelement auf das Steckerteil aufgeschoben wird. Durch die Einführschräge am Steckerteil wird das noch freie Ende des Verrastelements radial nach außen erweitert und rastet abschließend in die Umfangsnut am Steckerteil ein, wobei der Durchmesser des Verrastelementes beim Aufstecken zunächst vom Nenndurchmesser durch die Einführschräge vergrößert wird, und abschließend nach dem Einrasten die Nut auf einen geringeren Durchmesser zurückgeht. Hierbei gleitet das Verrastmittel unter Reibschluss auf der Einführschräge ab, wodurch eine zusätzliche Steckkraft erforderlich ist, um das Verrastmittel aufzuweiten.
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Eine weitere Ausbildung der obigen Erfindung sieht vor, einen zusätzlichen Flansch auf dem Kupplungsteil vorzusehen, der einseitig einen Absatz aufweist. Das Verrastmittel ist in einer Vormontageposition auf dem Flansch angebracht, wobei der Absatz verhindert, dass das Verrastmittel sich entgegen der Steckrichtung von dem Flansch verschiebt.
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Für die Montage werden zuerst das Kupplungsteil und das Steckerteil ineinander gesteckt. In einer zweiten Bewegung wird das Verrastmittel aus der Vormontageposition durch ein zusätzliches Verschieben von dem Flansch bewegt. Hierbei rastet dieses in beide Nuten auf dem Kupplungsteil und dem Steckerteil ein und sichert die Verbindung. Die Verrastbewegung kann axial erfolgen oder durch Drehung des Kupplungsteils oder des Verrastmittels. Durch diese Ausbildung entsteht ein höherer Montageaufwand, da zusätzlich zur Steckbewegung noch eine Montage des Verrastmittels erfolgen muss.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, welche eine vereinfachte Herstellung und Montage ermöglicht, und einen kostengünstigen Aufbau hat.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Halteelement in einer Vormontageposition auf einem Endbereich einer Leitung platziert wird und durch das Zusammenstecken der beiden Leitungsendbereiche das Halteelement in die Montageposition überführt wird, wobei eine Dichtung zwischen den beiden Endbereichen vorgesehen ist.
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In einer bevorzugten Ausführung kann dabei an einem Endbereich das Halteelement vorgesehen sein, wobei am anderen Endbereich ein Betätigungselement vorgesehen sein kann, welches das Halteelement von der Vormontageposition in die Montageposition überführt. Die Endbereiche können an starren Leitungen mit einem rohrförmigen Aufbau oder an flexiblen Leitungen mit einem schlauchförmigen Aufbau aus Elastomerkunststoff vorgesehen sein. Dabei können die Endbereiche aus einem Metallwerkstoff wie Stahl bestehen oder aus Kunststoff.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Halteelement aus Metall besteht und ringförmig geschlossen ausgeführt ist. Es ist auch möglich, ein Halteelement aus Kunststoff vorzusehen. Dabei kann es vorgesehen sein, das Halteelement im elastisch vorgespannten Zustand an einem Endbereich in der Vormontageposition durch Klemmen zu fixieren.
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Bevorzugt kann das Halteelement im Querschnitt gesehen zwei abgewinkelte Schenkel aufweisen, die sich in radialer Richtung erstrecken und im montierten Zustand in Nuten an den Endbereichen einrasten und die Steckverbindung sichern. Das Halteelement kann dadurch einen Formschluß mit den Endbereichen ausbilden.
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Es ist möglich, die beiden Schenkel des Halteelementes derart auszubilden, dass die Endabschnitte der Schenkel einen unterschiedlichen Abstand zur Steckachse aufweisen können. Hierdurch ist es bevorzugt möglich, dass ein Endbereich radial innen am Halteelement axial vorbei bewegt werden kann, um die Endbereiche miteinander zu verbinden. Vorteilhaft ist es, wenn das Betätigungselement mit einem Schenkel des Halteelementes beim Zusammenstecken der Endbereiche in Kontakt kommen kann, um das Halteelement durch Verschieben aus der Vormontageposition in die Montageposition zu überführen.
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In einer bevorzugten Ausführung kann das Halteelement durch die elastische Vorspannung von der Vormontageposition in die Montageposition überführt werden, wobei dadurch die Schenkel durch eine Reduzierung des Durchmessers des Halteelementes in die Nuten in den Endbereichen einrasten können. Die Form des Halteelements ist nicht auf eine runde Form beschränkt. So ist es auch vorteilhaft, wenn die Form im Umriss einem Vieleck entspricht, wobei dann bei der Überführung von der Vormontageposition in die Montageposition einzelne Umfangsabschnitte umklappen können, um in die Nuten der Endbereiche einzurasten. Weiterhin ist es möglich, einen elliptischen Umriss für das Halteelement zu wählen, so dass einzelne Umfangsabschnitte durch eine Durchmesserveränderung in die Nuten einrasten können.
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In einer weiteren Ausführung ist es denkbar, dass das Halteelement durch eine Vergrößerung des Durchmessers in Nuten der Endbereiche einrasten kann, wobei die Vormontage dann auf einem kleineren Radius erfolgt.
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In einer weiteren Ausführung ist es möglich, das Halteelement in der Vormontageposition im vorgespannten Zustand innerhalb einer axialen Nut vorzusehen, aus welcher es durch die Betätigungseinrichtung geschoben werden kann, sich anschließend im Durchmesser vergrößern kann und in entsprechende Nuten in den Endbereichen einrasten kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: Die erste Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbindungsanordnung im Vormontagezustand.
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2: Die erste Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbindungsanordnung im Montagezustand.
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3: Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbindungsanordnung im Vormontagezustand.
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4: Die Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbindungsanordnung von 3 im montierten Zustand.
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1 zeigt den schematischen Aufbau im Querschnitt für eine erste Ausführungsform im vormontierten Zustand. Die Steckverbindungsanordnung besteht aus den beiden Endbereichen 1 und 2. Diese werden durch das Halteelement 3 in eingestecktem Zustand gesichert. Das Halteelement 3 ist ringförmig und umschließt die Endbereiche 1 und 2. Das Halteelement kann als geschlossener Ring oder als offener Ring ausgeführt sein. In der Vormontageposition ist das Halteelement 3 auf dem Vormontageflansch 7 angebracht. Durch die innere Vorspannung des Halteelementes 3 ist dieses durch Klemmen auf dem Vormontageflansch 7 in der Vormontageposition gehalten. Dabei liegt nur ein Schenkel 5 auf dem Vormontageflansch 7 auf. Der weitere Schenkel 4 ist frei gehalten und steht in Steckrichtung über den Endbereich 1 hinaus und erstreckt sich in Richtung des anderen Endbereichs 2. Dabei ist der Innenradius des Schenkels 4 größer als der Innenradius des Schenkels 5, so dass beide Schenkel einen unterschiedlichen radialen Abstand von ihren Endabschnitten zur Steckachse aufweisen. Der Endbereich 1 weist in Steckrichtung vom Vormontageflansch ausgehend einen Steckbereich auf, welcher eine Dichtung 8 enthält, die im monierten Zustand die beiden Endbereiche 1, 2 fluiddicht miteinander verbindet. Axial entgegen der Steckrichtung ist eine Nut 10 ausgebildet, in welcher im montierten Zustand das Halteelement 3 einrastet und gehalten wird. Der Endbereich 2 weist eine Betätigungseinrichtung 6 auf, welche als Flansch ausgebildet ist, die Betätigungsrichtung 6 kann aber auch nur abschnittsweise am Umfang ausgebildet sein, und auch in Form eines Absatzes auf dem Endbereich ausgebildet sein. Der Außenradius der Betätigungseinrichtung 6 ist derart gewählt, dass beim Zusammenführen der beiden Endbereiche 1 und 2 die Betätigungseinrichtung 6 in Kontakt mit dem Schenkel 4 des Halteelementes 3 kommt. Axial in Steckrichtung ist eine Nut 9 ausgebildet, welche das Halteelement 3 im montierten Zustand aufnimmt. Durch den radialen Abstand des Schenkels 4 von der Steckachse kann die Nut 9 mit der Nutschulter innen am Endabschnitt des Schenkels 4 vorbei bewegt werden.
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In 2 ist der montierte Zustand der Steckverbindungsanordnung gezeigt. Die beiden Endbereiche 1 und 2 sind ineinander gesteckt und liegen im Bereich der Dichtung 8 mit ihrem Umfang an. Das Halteelement 3 befindet sich in der Montageposition und liegt mit dem Schenkel 5 in der Nut 10 und mit dem anderen Schenkel 4 in der Nut 9 an. Die Position des Halteelements 3 ist radial in Richtung der Steckachse verschoben. Durch das Zusammenstecken der beiden Endbereiche und den gleichzeitigen Kontakt der Betätigungseinrichtung 6 mit dem Schenkel 4 wird das Halteelement 3 axial verschoben, bis der Schenkel 5 von dem Vormontageflansch 7 in die Nut 10 überführt wird. Durch die innere Vorspannung des Halteelements 3 findet beim Abgleiten vom Vormontageflansch 7 eine Reduzierung des Durchmessers des Halteelements 3 statt und die Schenkel 4 und 5 werden radial in die Nuten 9 und 10 überführt. in dieser Position sind die Endbereiche dichtend verbunden und durch das Halteelement 3 gesichert. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Steckverbindungsanordnung wird bereits durch das Zusammenstecken der beiden Endbereiche 1 und 2 das Halteelement 3 in die Montagestellung überführt. Es ist keine weitere Montagebewegung durchzuführen. Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich der deutliche, visuell leicht erkennbare Unterschied von der Vormontageposition zur Montageposition. Dabei ist in der Vormontageposition das Halteelement leicht erkennbar durch den großen Durchmesser. In der Montageposition ist das Halteelement dann an die Endbereiche radial anliegend. Hierdurch ist eine einfache Kontrolle auf die korrekte Montage möglich.
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In 3 ist die Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform in der Vormontageposition aufgezeigt. Hierbei weist die Betätigungseinrichtung eine weitere Ausführung auf. Die Betätigungseinrichtung 6 ist am Endbereich 2 angebracht, wobei ein zusätzlicher Fortsatz in Steckrichtung zum Endbereich 1 orientiert am Endbereich 2 angeformt ist. Der Außenradius dieses Fortsatzes ist kleiner als der Innenradius des Schenkels 4, so dass dieser Fortsatz innenseitig mit dem Schenkel 4 nicht in Kontakt kommt. Am Endbereich 1 ist axial entgegen der Steckrichtung neben dem Vormontageflansch 7 die Nut 10 angeformt, die in der Montageposition das Halteelement 3 aufnimmt. Das Endstück 2 hat eine entsprechende Nut 9 axial entgegen der Steckrichtung neben der Betätigungseinrichtung 6.
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In 4 werden die zwei Endbereiche 1 und 2 in die Montageposition überführt. Dabei zeigt 4 den montierten Zustand. Der Endbereich 1 ist in den Endbereich 2 eingesteckt und die Dichtung 8 ist zwischen den beiden Endbereichen platziert. Der Endbereich 2 umschließt den Endbereich 1 und ist derart aufgeschoben, dass der Fortsatz der Betätigungseinrichtung 6 mit dem Vormontageanschlag 7 zur direkten Anlage kommt. Während dem Zusammenstecken bewegt sich der Fortsatz der Betätigungseinrichtung 6 radial innen am Schenkel 4 vorbei und kommt in Kontakt mit dem Schenkel 5, der noch auf dem Vormontageflansch 7 platziert ist. Durch das weitere Zusammenfügen der Endbereiche 1 und 2 wird der Schenkel 5 und damit das Halteelement 3 vom Vormontageflansch 7 geschoben, bis der Schenkel 5 in die Nut 10 einrastet. Dabei ist das Einrasten dadurch möglich, dass das Halteelement 3 durch eine elastische Vorspannung den Durchmesser verringert, sobald die Nut 10 erreicht ist. Durch die Durchmesserverringerung kommt gleichzeitig der Schenkel 4 mit der Nut 9 in Eingriff und die Steckverbindung ist im Montagezustand und durch das Halteelement 3 gesichert. Vorteil dieser Ausführung ist die kompakte Anordnung des Betätigungselementes, bei der ein radial umlaufender Flansch, im Sinne der ersten erfindungsgemäßen Ausführung, vermieden wird. Es ist somit möglich, die Erfindung im Fall von vorhandenen Bauraumbegrenzungen anzuwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007045023 A1 [0002]