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Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung zum Verbinden von
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Leitungen wie Schläuchen oder Rohren mit eine Bohrung aufweisenden
starren Bauteilen, bei der eine über einen rohrartigen Vorsprung aufgeschobene oder
in die Bohrung eingeschobene Leitung durch radiale Klemmung von außen an dem starren
Bauteil gehalten wird.
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Solche Schnellkupplungen sind zum Anschluß von halbstarren oder starren
Pneumatik- oder Niederdruckhydraulikleitungen an starre Bauteile bekannt. Der halbstarre
oder starre Schlauch wird dabei in eine geschlitzte Spannzange eingeschoben und
weitet diese soweit auf, daß er durchtreten kann. Ein Dichtring legt sich gegen
die Außenseite des Schlauches und die Spannzange ist so vorgespannt oder geführt,
daß die Enden der Spannzange sich gegegen die Außenseite des Schlauches legen und
diesen in seiner Lage festhalten. Durch Niederdrücken der Spannzange oder eines
zusätzlichen Betätigungsteiles in Einsteckrichtung des Schlauches wird die Spannzange
wieder gedehnt und der Schlauch kann entnommen werden.
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Nachteilig ist bei diesen Schnellkupplungen, daß nur starre oder halbstarre
Rohre verwendet werden können und ein Einsatz von weichen Verbindungsschläuchen,
die ein Verlegen in engeren Radien gestatten und wirtschaftliche Vorteile bieten,
nicht möglich ist. Außerdem müssen die verwendeten Schläuche mit gegenüber den Norm-Toleranzen
nach DIN 16982 verringerten Toleranzen ausgestattet sein, um stets ein sicheres
Arbeiten zu ermöglichen.
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Außer/demsind diese Schnellkupplungen durch die nötige präzise Fertigung
und den relativ komplizierten Aufbau und den daraus resultierenden hohen Preis mit
wirtschaftlichen Nachteilen behaftet.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schnellkupplung
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die bei gleich sicherer Wirkungsweise
einfacher und damit wirtschaftlicher herzustellen ist, die Leitungen mit größeren
Durchmessertoleranzen
anzuwenden gestattet und für Leitungen verschiedener
Härtegrade einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Schnellkupplung, bei der zur Aufbringung
der radialen Klemmung eine Schraubenfeder vorgesehen ist, deren Innendurchmesser
etwas geringer ist als der Außendurchmesser der Leitung.
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burcli Aufdrehen der Schraubenfedern kann deren Innendurchmesser so
weit vergrößert werden, daß die Feder axial auf den Schlauch aufgeschoben werden
kann. Je nach dem Aufdrehwinkel kann eine Anpassung an unterschiedliche Leitungsdurchmesser
erfolgen. Wird die aufgeschobene Feder an der Befestigungsstelle losgelassen, so
entspannt sie sich unter Durchmesserverkleinerung solange, bis die Windungen der
Schraubenfeder in klemmenden Eingriff mit der Oberfläche der Leitung kommen.
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Wird die Schlauchkupplung so weitergebildet, daß das eine Ende der
Schraubenfeder an dem starren Bauteil in Aufdrehrichtung festgelegt ist, so wird
eine einfachere Betätigung der Kupplung ermöglicht, da nur das von dem starren Bauteil
entfernt liegende Ende der Schraubenfeder betätigt werden muß.
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Die Festlegung des einen Endes der Schraubenfeder kann entweder mittels
einer sich radial erstreckenden Seitenbohrung oder mittels einer axial zur Schraubenfeder
verlaufenden, gegen die Mittelachse versetzten Bohrung des festen Bauteils erfolgen
, sie kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß das eine Ende der Schraubenfeder in
einen am starren Bauteil angeordneten Sperrzahnkranz eingreift.
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Vorteilhafterweise wird die Schraubenfeder gegen äußere Einwirkungen
geschützt und vor Verschmutzung gesichert, wenn die Schraubenfeder in einem Gehäuse
untergebracht und von außerhalb des Gehäuses betätigbar ist. Dabei kann das Gehäuse
an dem starren Bauteil drehbar befestigt oder mit dem starren
Bauteil
drehfest verbunden sein. Es ist im letzteren Falle von Vorteil, wenn das andere
Ende der Schraubenfeder durch einen seitlichen, sich tangential erstreckenden Schlitz
im Gehäuse nach außen geführt ist. Dadurch ist ein einfacher Eingriff zum Betätigen
der Schraubenfeder möglich. Vorteilhafterweise kann das andere Ende der Schraubenfeder
in einen, innen an der Stirnseite des drehbaren Gehäuses angeordneten Sperrzahnkranz
eingreifen.
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Von besonders großem Vorteil ist es, wenn der Querschnitt des Drahtes
der Schraubenfeder eine der Leitung zugewandte Kante aufweist. Auf diese Weise ist
eine besonders innige Verbindung des Schraubenfederdrahtes mit der Außenfläche des
Schlauches möglich und die Leitung ist besonders wirksam gegen ungewolltes Entfernen
gesichert. Ein leichtes und bequemes Einführen der Leitung wird ermöglicht, wenn
die Schraubenfeder von der Einschubseite der Leitung aus gesehen sich trichterartig
verengende Windungsflächen aufweist. Dadurch ist ein besonders leichtes und bequemes
Einführen der Leitung in das Innere der Schraubenfeder ermöglicht, besonders, wenn
der Querschnitt des Federdrahtes vorteilhafterweise dreieckförmig ausgebildet ist.
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Für die Einführung von weichen Schläuchen ergibt sich eine besonders
gute Verbindung, wenn sich die Schraubenfeder nur über einen Bereich der Leitung
erstreckt,in dem ein inneres Stützrohr oder ein rohrförmiger Vorsprung des starren
Bauteils vorgesehen ist.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zwischen der Leitung
und dem Stützrohr oder dem Vorsprung Dichtungsmittel vorgesehen sind, welche gegebenenfalls
durch die Schraubenfeder beaufschlagt sind. Es kann aber auch zwischen der Außenwand
der Leitung und dem starren Bauteil ein Dichtring vorgesehen sein. In beiden Fällen
wird dadurch die Fluidabdichtung des Inneren der Leitung gegen den Außenraum auf
einfache, die Lösbarkeit der Verbindung in keiner Weise beeinträchtigende Art ermöglicht.
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Eine derartige Schnellkupplung ist auch vorteilhafterweise als Zugentlastung
oder Feuchtigkeitsabdichtung für elektrische Kabeleinführungen einsetzbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen radial geführten Halbschnitt
durch eine Ausführung der Schnellkupplung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Radialschnitt
durch eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Schnellkupplung, wobei links
und rechts von der Mittelachse verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dargestellt
sind, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, Fig. 4 mit zwei Varianten eine weitere
Ausführungsform, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsmöglichkeit,
und Fig. 6 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens einer Ausführungsform
der Schraubenfeder mit einer eingeführten Leitung im vergrößerten Maßstab.
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Die in Fig. 1 dargestellte Schnellkupplung befirriet sich an einem
starren Bauteil 13 mit durchgehender Bohrung 25'durch die beispielsweise ein Fluid
fließen kann. Um die Bohrung ist eine rohrförmige Verlängerung 19' nach außen geführt,
welche von einer ringförmigen Vertiefung 26 umgeben ist. In dieser sitzt ein Gehäuse
15 mit zylindrischer Innen- und Außenwand konzentrisch zur Achse der Bohrung 25.
Es kann in der ringförmigen Vertiefung 26 gedreht werden. Im Inneren des Gehäuses
15 befindet sich eine Schraubenfeder 11 aus Metall- oder Kunststoffdraht von dreieckigem
Querschnitt. Eine Kante 17 des Querschnittes zeigtzu radial nach innen.
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Das eine Ende der Schraubenfeder 11 ist durch einen sich tangential
erstreckenden Schlitz im Gehäuse 15 und eine seitliche radial geführte Bohrung 22
im starren Bauteil 13 geführt, während das andere Ende der Schraubenfeder durch
eine weitere radiale Bohrung in der Wand des Gehäuses 15 festgelegt ist. Auf der
Außenwand des als Stützrohr dienenden Vorsprungs 19' sind ringförmige Erhebungen
20 angebracht. Wird nun eine Fluidleitung, beispielsweise ein weicher Fluidschlauch
12 durch die stirnseitige Öffnung des Gehäuses 15 eingeführt, so läßt sich durch
eine Drehung des Gehäuses 15 im Wicklungssinn der Schraubenfeder 11 ein leichtes
Einführen über das Stützrohr 19' ermöglichen. Sobald der Schlauch bis zum Boden
der ringförmigen Vertiefung 26 eingeschoben ist, wird das Gehäuse 15 losgelassen
und die Feder legt sich durch ihre Vorspannung an der Aussenwand der Leitung 12
an, solange diese einen größeren Durchmesser aufweist, als der entspannte Durchmesser
der Schraubenfedern 11 ist. Die nach innen weisenden Kanten 17 des Federdrahtes
spannen dabei denSchlauch gegen die als Dichtmittel 20 wirkenden ringförmigen Erhebungen
des Stützrohres 19'. Die Leitung 12 sitzt dicht und unverrückbar in der Schnellkupplung.
Durch eine#urenung aes Gehäuses 15 kann die Schraubenfeder einfach wieder gespreizt
werden und eine leichte Entnahme des Schlauches aus der Kupplung, eventuell unter
zuerst erfolgendem leichtem Nachschieben des Schlauches in Einführrichtung zum Lösen
desselben von den Dichtungsmitteln 20, ist ermöglicht.
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Durch das Zusammenwirken der radial nach außen führenden Bohrung 22
und dem Schlitz im Gehäuse 15 ist eine einfache aber wirkungsvolle Führung des Gehäuses
15 an dem starren Bauteil 13 gewährleistet. Wenn nötig, kann durch zwei oder mehrere
gegeneinander versetzt angeordnete Schraubenfedern mit entsprechend gegeneinander
in Winkelrichtung versetzten Öffnungen 22 eine symmetrische Halterung erreicht werden.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das in axiale Richtung abgebogene
eine Ende der Schraubenfeder 11 in eine axial gerichtete Bohrung des Bauteils 13
eingeführt und gegen Verdrehung gesichert. Das Gehäuse 15, das
hier
zweckmäßigerweise aus Kunststoff besteht, ist in einer Nut des Bauteils 13 drehbar
geführt. Die Festlegung des anderen Endes der Schraubenfeder 11 im Gehäuse 15 wird,
wie in Fig. 1,durch eine radiale Bohrung im Gehäuse 15 erreicht, durch die das andere
Ende der Schraubenfeder 11 geführt ist. Dabei kann, wie in der linken Hälfte der
Figur dargestellt, der einzuführende Schlauch f einen feststehenden, zylindrischen
Vorsprung des Bauteils 13 aufgeschoben werden, oder es kann, wie in der rechten
Hälfte dargestellt, ein Stützrohr in den Schlauch eingelegt sein, das aus dem Schlauch
hervorsteht und ein leichtes Einführen in die Schnellkupplung gestattet. Das Einführen
und Entnehmen der Leitung 12 geschieht sinngemäß in gleicher Weise wie bei der in
Fig. 1 dargestellten Ausführung durch Verdrehen des Gehäuses 15 und damit errei(}1tes
Aufspreizen der Spiralfeder 11.
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In der Ausführung nach Fig. 3 ist das Bauteil 13 mit einem zylindrischen
Vorsprung 15' versehen, der die Schraubenfeder 11 aufnimmt.
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Das eine Ende der feder ist in einer radial geführten Bohrung 22 im
Bauteil 13 festgelegt, während das andere Ende der Schraubenfeder durch einen Schlitz
in der Wandung dieses zylindrischen Vorsprungs nach außen ragt. Durch ein Erfassen
dieses Endes kann, wie durch das Drehen des Gehäuses in den Ausführungen nach Fig.
1 und 2 ein Aufspreizen der Spiralfeder 11 erreicht werden. Bei dieser Ausführung,
die sich besonders für halbstarre oder starre Rohre eignet, wird die Abdichtung
der Fluidleitung 12 durch eine in einer Hinterdrehung im Bauteil 13 eingelegte Ringdichtung
20' erreicht.
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In der Ausführung nach Fig. 4 sind die beiden Enden der Schraubenfeder
11 etwas aufgebogen und greifen jeweils, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt,
in Sperrzahnkränze 14 und 16 einem Bauteil 13 und an dem hier deckelartig ausgeführten,
in eine umlaufende Nut des feststehenden Gehäuses 15' eingreifenden Gehäuse 15 angebracht
sind. Es ist damit eine ratschenartige
Verbindung der Schraubenfeder
mit dem Gehäuse 15 und dem Bauteil 13 gewährleistet. Der Schlauch kann dabei als
halbstarrer Schlauch einfach eingeschoben sein oder als weicher Schlauch mit einer
Stützhülse 19 versehen sein. Die Abdichtung erfolgt durch einen Dichtring 20' wie
in Fig. 3.
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In Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Drahtquerschnittes und eine
Wickelart der Schraubenfeder 11 gezeigt, bei der insbesondere bei halbstarren Kunststoffrohren
und Metallrohren erreicht werden kann, daß beim Einführen des Rohres keine Öffnungsdrehung
der Schraubenfeder 11 erforderlich wird, sondern vielmehr diese sich in der dargestellten
Form durch den Außendurchmesser des Rohres aufspreizt. Die Umfangserweiterung wird
hierbei durch Reduzierung der Vorspannlänge der Schraubenfeder erreicht. Insbesondere
die Ausführungen nach Fig. 2 und 4 sind in diesem Fall geeignet. Bei weicheren Drähten,
bei denen die erforderlichen Kräfte zum Aufspreizen der Schraubenfeder nicht auf
die Stirnseite der Leitung 12 übertragen werden können, ist vor dem Einführen ein
Aufspreizen der Schraubenfeder durch Drehen erforderlich.
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Eine bessere Verklemmung der Leitungswand 12 ist gleichfalls durch
die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform möglich.Durch eine Gestaltung der Innenwand
des Gehäuses mit parallelerviiuten oder mit Gewinden, die gegebenenfalls mehrgängig
sein können, wird die Verklemmung der Leitung 12 mit der Kante 17 des Spiralfederdrahtes
besonders begünstigt. Es ist weiterhin in der gezeigten Weise möglich, durch die
Ausführung des Querschnittes des Drahtes, aus dem die Spiralfeder 11 gefertigt ist,
ein besonders leichtes und sicheres Einführen der Leitung 12 zu erreichen, wenn
diese Kante 18, wie in Fig. 6 dargestellt, so liegt, daß die einzuführende Leitung
auf eine in ihrer Einführrichtung gesehen trichterartig verengende Wandung der Schraubenfeder
trifft. Auf diese Weise ist die in Fig. 6 dargestellte Torsion des Federdrahtes
zum Aufspreizen besonders leicht erreichbar.
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Das Bauteil 13 kann in bekannter Weise als Einschraubteil, als Kupplungsteil
oder als fester Bestandteil von Fluidgeräten ausgeführt sein.
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L e e r s e i t e