Kupplungseinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung zum Verbinden einer Fluidleitung mit einer anderen Fluidleitung oder mit einem Fluidanschluss.

In vielen unterschiedlichen Anwendungsformen müssen fluidführende Leitungen, also Fluidleitungen mit anderen Fluidleitungen oder mit Anschlüssen, die zu einer Fluidquelle oder zu einer Fluidsenke führen, kommunizierend verbunden werden. Hierzu sind vielfältige Verbindungstechniken, insbesondere Kupplungseinrichtungen bekannt. Bei bestimmten Anwendungen steht wenig Bauraum zum Herstellen bzw. zum Lösen einer derartigen Verbindung zur Verfügung. Des Weiteren kann es für eine Serienfertigung erwünscht sein, das Herstellen der Verbindung möglichst einfach zu gestalten. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen kann es erforderlich sein, gasführende Leitungen in einem Motorraum mit anderen gasführenden Leitungen oder mit entsprechenden Anschlüssen zu verbinden.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass ein Einkuppeln zum Herstellen der Verbindung besonders einfach auch bei beengten Platzverhältnissen realisierbar ist, wobei insbesondere eine gesicherte Verbindung realisierbar sein soll. Des Weiteren ist eine preiswerte Herstellbarkeit der Kupplungseinrichtung erwünscht.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kupplungseinrichtung mit einer Hülse, zumindest einem Rohrabschnitt und wenigstens einem zwischen Hülse und Rohrabschnitt angeordneten Rastring auszustatten, wobei diese Komponenten so ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass der Rohrabschnitt in einer ersten Drehlage zum Einkuppeln axial in die Hülse einsteckbar ist und im eingesteckten Zustand durch den Rastring gegen axiales Herausziehen gesichert ist, wobei der Rohrabschnitt in einer zweiten Drehlage entsichert ist und aus der Hülse axial herausziehbar ist. Mit anderen Worten, die Verbindung wird durch axiales Einstecken des Rohrabschnitts in die Hülse hergestellt, ohne dass hierzu eine Drehbewegung erforderlich ist. Gleichzeitig wird beim Stecken auch eine axiale Sicherung gegen ein Herausziehen des Rohrabschnitts aus der Hülse realisiert, was durch das Zusammenwirken zwischen Hülse, Rohrabschnitt und Rastring erfolgt. Diese Ausziehsicherung kann durch Verdrehen von Hülse und Rohrabschnitt zueinander gelöst bzw. entsichert werden, so dass der Rohrabschnitt dann wieder ohne weiteres aus der Hülse herausgezogen werden kann.

Im Rahmen einer Serienmontage, beispielsweise von Fahrzeugen, lassen sich mit Hilfe dieser Kupplungseinrichtung somit Leitungen miteinander oder mit Anschlüssen einfach durch Stecken verbinden. Dies lässt sich auch bei sehr beengten und/oder schlecht einsehbaren Einbausituationen vergleichsweise rasch realisieren. Hierzu befindet sich beispielsweise der Rohrabschnitt an einer Fluidlei- tung, während sich die Hülse an einer anderen Fluidleitung oder an einem Flui- danschluss befindet.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Kupplungseinrichtung zwei Rohrabschnitte und zwei Rastringe aufweisen, die mit einer gemeinsamen Hülse zusammenwirken. Dabei ist der eine Rohrabschnitt auf der einen Seite in die Hülse einsteckbar und mit dem einen Rastring sicherbar, während der andere Rohrabschnitt auf der anderen Seite in die Hülse einsteckbar und mit

dem anderen Rastring sicherbar ist. Beispielsweise können auf diese Weise zwei Fluidleitungen jeweils mit einem solchen Rohrabschnitt versehen werden und jeweils durch axiales Stecken, also ohne Drehbewegung über die Hülse miteinander fluidisch gekoppelt werden. Zum Lösen dieser Verbindung muss dann nur die Hülse relativ zu den beiden Rohrabschnitten verdreht werden, bis beide Rohrabschnitte entsichert sind, so dass sie wieder axial aus der Hülse herausziehbar sind. Auf diese Weise können auch Leitungen einfach miteinander verbunden und wieder voneinander getrennt werden, die nicht oder nur gegen hohen Widerstand verdrehbar sind.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen stark vereinfachten Längsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt wie in Fig. 1 , jedoch bei einer anderen Ausfüh- rungsform,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Hülse der Kupplungseinrichtung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mit in die Hülse eingesteckten Rohrabschnitten,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Rohrabschnitts.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 umfasst eine Kupplungseinrichtung 1 zumindest einen Rohrabschnitt 2, eine Hülse 3 sowie wenigstens einen Rastring 4. Bei den gezeigten Ausführungsformen weist die Kupplungseinrichtung 1 zwei Rohrabschnitte 2 und zwei Rastringe 4 auf, die mit einer gemeinsamen Hülse 3 zusammenwirken. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Kupplungseinrichtung 1 so ausgestaltet sein, dass sie die Hülse 3 und nur einen einzigen Rohrabschnitt 2 und nur einen einzigen Rastring 4 aufweist. Diese einfache Variante kann beispielsweise an einer senkrecht zu einer Längsmittelachse 5 der Kupplungseinrichtung verlaufenden Ebene gespiegelt werden, um die hier gezeigte doppelte Variante zu realisieren. Ebenso sind grundsätzlich auch Bauformen mit mehr als zwei Rohrabschnitten 2 und mehr als zwei Rastringen 4 denkbar, beispielsweise kann die Hülse 3 als Y-förmiges Gehäuse mit drei Verbindungsstellen oder als X- förmiges Gehäuse mit vier Verbindungsstellen oder als sternförmiges Gehäuse mit noch mehr Verbindungsstellen ausgestaltet sein.

Die Kupplungseinrichtung 1 dient zum Verbinden einer hier nicht gezeigten ein Fluid, insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit, führenden Leitung, also einer Fluidleitung mit einer anderen Fluidleitung oder mit einem Fluidanschluss, über

den die jeweilige Fluidleitung z.B. an eine Fluidquelle oder an eine Fluidsenke anschließbar ist. Die jeweilige Fluidleitung bzw. der jeweilige Fluidanschluss sind hier nicht dargestellt. Die jeweilige Fluidleitung ist auf geeignete Weise mit dem jeweiligen Rohrabschnitt 2 fest verbunden. Ebenso kann der jeweilige Rohrabschnitt 2 einen integral an der jeweiligen Fluidleitung ausgebildeten Endabschnitt bilden. Ebenso kann die Hülse 3 mit der entsprechenden Fluidleitung fest verbunden sein oder einen daran integral ausgeformten Endabschnitt bilden. Entsprechendes gilt auch für den gegebenenfalls vorhandenen Fluidanschluss, der entweder mit der Hülse 3 oder mit dem jeweiligen Vorabschnitt 2 fest verbunden oder damit integral ausgestattet ist.

Der jeweilige Rohrabschnitt 2 besitzt eine kreiszylindrische Außenkontur 6. Die Hülse 3 besitzt eine kreiszylindrische Innenkontur 7, die komplementär zur jeweiligen Außenkontur 6 ausgestaltet ist, derart, dass der jeweilige Rohrabschnitt 2 axial in die Hülse 3 einsteckbar ist. Im Wesentlichen entspricht dabei die Innenkontur 7 bis auf ein gewisses Radialspiel der jeweiligen Außenkontur 6. In den gezeigten Beispielen sind die Querschnitte der beiden Rohrabschnitte 2 gleich groß gewählt. Es ist klar, dass bei einer anderen Ausführungsform grundsätzlich auch unterschiedlich große Querschnitte für die Außenkonturen 6 der beiden Rohrabschnitte 2 realisierbar sind. Die Hülse 3 besitzt dann z.B. eine Innenkontur 7, die an zwei Axialabschnitten unterschiedliche Querschnitte aufweist. In den gezeigten Beispielen ist ferner die Außenkontur 6 des jeweiligen Rohrabschnitts 2 in axialer Richtung im Wesentlichen mit einem konstanten Querschnitt ausgestattet. Bei einer anderen Ausführungsform ist auch ein in axialer Richtung ein einfach oder mehrfach gestufter Querschnittsverlauf für die jeweilige Außenkontur 6 denkbar. Komplementär dazu ist dann auch die Innenkontur 7 bzw. der jeweilige Abschnitt der Innenkontur 7 gestaltet.

Der jeweilige Rastring 4 befindet sich radial zwischen Hülse 3 und dem jeweiligen Rohrabschnitt 2, wenn der jeweilige Rohrabschnitt 2 in die Hülse 3 axial eingesteckt ist. Die radiale Richtung ist in den Fig. 1 und 2 durch einen Pfeil 8 bezeichnet, während mit einem Pfeil 9 die axiale Richtung bezeichnet ist.

Die Hülse 3, der jeweilige Rastring 4 und der jeweilige Rohrabschnitt 2 sind so ausgestaltet und so aufeinander abgestimmt, dass der jeweilige Rohrabschnitt 2 in einer ersten relativen Drehlage zwischen Rohrabschnitt 2 und Hülse 3 axial in die Hülse 3 einsteckbar ist, und zwar soweit, bis der jeweilige Rohrabschnitt 2 über den zugehörigen Rastring 4 mit der Hülse 3 verrastet. Durch diese Verras- tung wird der jeweilige Rohrabschnitt 2 in der ersten Drehlage durch den jeweiligen Rastring 4 in der Hülse 3 gegen ein axiales Herausziehen gesichert. Bemerkenswert ist dabei, dass zum Einkuppeln, also zum Herstellen der fluidischen Verbindung zwischen Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 keine Drehbewegung um die Längsmittelachse 5 zwischen Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 durchgeführt werden muss. Des Weiteren sind die Hülse 3, der jeweilige Rohrabschnitt 2 und der jeweilige Rastring 4 so aufeinander abgestimmt bzw. ausgestaltet, dass die Hülse 3 und der jeweilige Rohrabschnitt 2 im eingesteckten Zustand relativ zueinander um die Längsmittelachse 5 verdrehbar sind, derart, dass eine zweite relative Drehlage zwischen der Hülse 3 und dem jeweiligen Rohrabschnitt 2 einstellbar ist, die von der ersten Drehlage abweicht und in der es möglich ist, den jeweiligen Rohrabschnitt 2 aus der Hülse 3 axial herauszuziehen. Auf diese Weise kann somit die fluidische Verbindung zwischen Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 ausgekuppelt werden. Durch das Verdrehen zwischen Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 kann die mit Hilfe des Rastrings 4 hergestellte Verrastung bzw. Sicherung gelöst werden, um das axiale Herausziehen des Rohrabschnitts 2 zu ermöglichen.

Der jeweilige Rastring 4 ist zweckmäßig in eine Ringnut 10 eingesetzt, die radial offen ist. Bei den gezeigten Beispielen ist die jeweilige Ringnut 10 an der Innen-

kontur 7 der Hülse 3 ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Ringnut 10 ebenso an der Außenseite 6 des jeweiligen Rohrabschnitts 2 ausgebildet sein. Der in die jeweilige Ringnut 10 eingesetzte Rastring 4 ist an einer Nutwand 11 axial abgestützt, welche die Ringnut 10 axial begrenzt. Hierdurch kann eine intensive Kraftübertragung zwischen Rastring 4 und jeweiliger Nutwand 11 realisiert werden.

Der jeweilige Rastring 4 besitzt bei den hier gezeigten Ausführungsformen mehrere Rastsegmente 12, die entsprechend Fig. 3 in Umfangsrichtung zueinander benachbart angeordnet sind. Die Rastsegmente 12 sind am jeweiligen Rastring 4 radial federelastisch nachgiebig angeordnet. Ferner sind sie so dimensioniert, dass sie aus der jeweiligen Ringnut 10 radial herausragen bzw. vorstehen. Im eingesteckten Zustand des jeweiligen Rohrabschnitts 2 und bei Vorliegen der ersten Drehlage zwischen der Hülse 3 und dem jeweiligen Rohrabschnitt 2 greifen die Rastsegmente 12 jeweils in eine Rastkontur 13 ein und stützen sich daran in axialer Richtung 9 ab. Hierdurch kann ebenfalls eine intensive Kraftübertragung zwischen dem jeweiligen Rastring 4 und der zugehörigen Rastkontur 13 realisiert werden. In den gezeigten Beispielen ist die jeweilige Rastkontur 13 an der Außenseite 6 des jeweiligen Rohrabschnitts 2 ausgebildet. Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die jeweilige Rastkontur 13 an der Innenseite 7 der Hülse 6 ausgebildet ist.

Um den jeweiligen Rohrabschnitt 2 aus der Hülse 3 wieder herausziehen zu können, müssen die Rastsegmente 12 aus den Rastkonturen 13 herausbewegt werden. Zu diesem Zweck sind geeignete Rückstellkonturen 14 vorgesehen, die gemäß Fig. 5 beispielsweise am jeweiligen Rohrabschnitt 2 ausgebildet sein können. Alternativ können die Rückstellkonturen 14 auch an der Hülse 3 vorgesehen sein. Jedenfalls befinden sie sich hier an dem Bauteil, das auch die Rastkonturen 13 aufweist. Zweckmäßig befinden sich diese Rückstellkonturen 14 auf der glei-

chen axialen Höhe wie die Rastkonturen 13, also im gleichen Axialabschnitt, wobei sich jeweils eine Rückstellkontur 14 in Umfangshchtung zwischen zwei benachbarten Rastkonturen 13 befindet. Hierdurch sind die Rückstellkonturen 14 im eingesteckten Zustand in der ersten Drehlage auch in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Rastsegmenten 12 des Rastrings 4 positioniert. Durch Verdrehen von Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 zwingen bzw. drücken die Rückstellkonturen 14 die Rastsegmente 12 in die Ringnut 10 ein. Die Rückstellkonturen 14 sind dabei so dimensioniert, dass sie die Rastsegmente 12 soweit in die Ringnut 10 eindrücken, dass sie von der jeweiligen Rastkontur 13 freikommen bzw. herauskommen. Um das überführen von der ersten Drehlage in die zweite Drehlage zu vereinfachen, können die Rückstellkonturen 14 in der Umfangsrichtung Anlaufschrägen oder Rampen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können auch die Rastsegmente 12 in der Umfangsrichtung mit Anlaufschrägen oder Rampen versehen sein, die ein Einfahren oder Unterfahren der Rückstellkonturen 14 unter die Rastsegmente 12 erleichtern.

Sobald durch Verdrehen von Hülse 3 und Rohrabschnitt 2 die zweite Drehlage erreicht ist, drücken die Rückstellkonturen 14 die Rastsegmente 12 soweit in die Ringnut 10 hinein bzw. soweit aus den Rastkonturen 13 heraus, dass der Rohrabschnitt 2 entsichert und axial aus der Hülse 3 herausziehbar ist.

Entsprechend Fig. 3 kann der jeweilige Rastring 4 entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform mehrere Stützsegmente 15 aufweisen, die an einer von den Rastsegmenten 12 axial abgewandten Seite des Rastrings 4 angeordnet sind und die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind. Die Stützsegmente 15 stützen sich innerhalb der Ringnut 10 an der Nutwand 11 axial ab. Der Rastring 4 weist in der Umfangsrichtung zumindest zwischen zwei benachbarten Rastsegmenten 12 jeweils eine Aussparung 16 auf. Innerhalb der Ringnut 10 können nun Vorsprünge 17 vorgesehen sein, welche jeweils in eine solche Aus-

sparung 16 axial und radial eingreifen. Dabei steht der jeweilige Vorsprung 17 beispielsweise von einer die Ringnut 10 axial begrenzenden Nutwand 18 vor. Durch den Eingriff der Vorsprünge 17 in die Aussparungen 16 ergibt sich eine Drehsicherung für den Rastring 4 relativ zur Ringnut 10, hier somit relativ zur Hülse 3. Auf entsprechende Weise kann auch in Umfangsrichtung zumindest zwischen zwei benachbarten Stützsegmenten 15 jeweils eine axiale Aussparung 19 vorgesehen sein. Grundsätzlich können an der Nutwand 11 , an welcher sich die Stützsegmente 15 axial abstützen, ebenfalls hier nicht gezeigte Vorsprünge vorgesehen sein, welche in die Aussparungen 19 eingreifen, um den Rastring 4 gegen Verdrehen innerhalb der Ringnut 10 zu sichern. Des Weiteren erzeugen die Aussparungen 16 zwischen den Rastsegmenten 12 und die Aussparungen 19 zwischen den Stützsegmenten 15 eine erhöhte Federelastizität innerhalb des Rastrings 4. Diese Federelastizität ermöglicht bzw. begünstigt den Einbau des Rastrings 4 und begünstigt die Federelastizität bzw. die radiale Nachgiebigkeit der Rastsegmente 12.

Entsprechend den Fig. 1 bis 3 kann die Kupplungseinrichtung 1 außerdem mit wenigstens einer Dichtung 20 ausgestattet sein, die ringförmig ausgestaltet ist und die radial wirkt. Im Beispiel sind zwei derartige Dichtungen 20 vorgesehen, die jeweils einem der Rohrabschnitte 2 zugeordnet sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Dichtungen 20 bezüglich einer mit einem Pfeil angedeuteten Einsteckrichtung 23 vor dem jeweiligen Rastring 4 positioniert. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform befinden sich die Dichtungen 20 bzgl. der Einsteckrichtung 23 nach dem jeweiligen Rastring 4. Zur Fixierung der Dichtungen 20 am jeweiligen Rohrabschnitt 2 und an der Hülse 3, können sowohl die Hülse 3 als auch der jeweilige Rohrabschnitt 2 mit entsprechenden Aufnahmenuten 21 bzw. 22 ausgestattet sein, in welche die jeweilige Dichtung 20 jeweils etwa zur Hälfte eintaucht.

Gemäß Fig. 4 können die Hülse 3 und der jeweilige Rohrabschnitt 2 mit Markierungen 24 bzw. 25 ausgestattet sein. Diese sind insbesondere als haptisch ertastbare Markierungen 24, 25 ausgestaltet, hier sind sie exemplarisch integral an der Hülse 3 bzw. am jeweiligen Rohrabschnitt 2 ausgeformt und beispielsweise sind sie als Stege ausgestaltet, die sich in Längs- oder Axialrichtung 9 erstrecken. Sind sie - wie in Fig. 4 dargestellt - zueinander fluchtend ausgerichtet, liegt jeweils die erste relative Drehlage zwischen der Hülse 3 und dem jeweiligen Rohrabschnitt 2 vor.

Bei der jeweiligen Fluidleitung kann es sich um eine Rohrleitung oder um eine Schlauchleitung handeln. Der jeweilige Rohrabschnitt 2 und/oder der jeweilige Rastring 4 und/oder die Hülse 3 kann/können aus Metall bzw. aus Kunststoff hergestellt sein.