„Steckverbindung für Druckmittelsysteme"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Druckmittelsysteme, wie sie durch den Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.

Eine solche Steckverbindung ist durch die Veröffentlichung EP 0 913 618 B1 bekannt. Diese bekannte Steckkupplung ist speziell mit einer Doppelrastung ausgebildet, um das Steckerteil einerseits in einer unvollständig gesteckten Vorraststellung und andererseits in einer vollständig gesteckten Vollraststellung gegen Lösen zu arretieren. Dazu ist ein Doppelhalteelement vorgesehen, welches zwei einzelne, axial beabstandete Halteelemente aufweist. Beim Einstecken des Steckerteils rasten diese Halteelemente nacheinander in die Haltenut am Steckerteil ein. Jedes Halteelement besteht aus einem flachen Ring aus Federstahl, so dass die zum Einrasten erforderliche Rastkraft durch die eigene Federelastizität gewährleistet ist. Die bekannte Steckkupplung hat sich im Wesentlichen gut bewährt, ist allerdings nur bis zu einem relativ geringen Maximaldruck des über die Kupplung geführten Mediums geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Steckverbindung der genannten Art so zu verbessern, dass eine Verwendung auch im Hochdruckbereich mit hoher Anwendungssicherheit möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Halteelement zumindest im Betriebszustand mit innerer Druckbeaufschlagung mit einer zusätzlichen, radial nach innen gerichteten Kraftkomponente im Sinne einer Kraftverstärkung der radialen Rastkraft beaufschlagt ist. Hierdurch wird das Halteelement vorteilhafterweise auch bei hohen Drücken sicher in seiner eingerasteten Stellung gehalten, wodurch für den in

axialer Richtung bestehenden Formschluss stets eine maximale radiale überdeckung im Anlagebereich des Halteelementes aufrechterhalten wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteelement ringförmig ausgebildet, wobei es aus mindestens zwei radialbeweglichen Ringsegmenten besteht oder durch einen an einer Umfangsstelle durchgehenden Schlitz radialelastisch verformbar ausgebildet ist. Dabei wirkt das Halteelement vorzugsweise derart über eine konische Außenfläche mit einem Innenkonus in dem Aufnahmeteil zusammen, dass bei Axialbewegung des Halteelementes in Richtung des Fixierbereiches die erfindungsgemäße radiale Kraftkomponente über die zusammenwirkenden Konusflächen erzeugt wird. Hierdurch kann vorteilhafterweise praktisch eine dynamische Kraftverstärkung erreicht werden, wobei die radiale Kraftkomponente umso größer ist, je höher der innere Systemdruck ist, der das Steckerteil in Löserichtung mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt. Dadurch kann sich das Halteelement innerhalb des Fixierbereiches druckabhängig auf verschiedene Fixierpositionen einstellen, wobei die radiale Kraftkomponente auch eine druckabhängige radiale Klemmkraft zur festen Halterung des Steckerteils bewirkt. Es ist aber auch möglich, eine bestimmte Fixierposition durch einen Endanschlag für das Halteelement innerhalb des Aufnahmeteils zu definieren, wobei der Endanschlag schon im drucklosen Zustand durch eine vorzugsweise direkte Beaufschlagung des Halteelementes mit einer z. B. federelastischen Axialkraft oder ab einem bestimmten Wert des Mediendrucks erreicht wird. Dabei kann die Axialkraft durch ein Federelement erzeugt werden, das als Axialfeder unmittelbar axial zwischen dem Halteelement und einem Widerlager innerhalb des Aufnahmeteils angeordnet sein kann. Alternativ kann das Federelement auch als vorzugsweise ringförmige, das Halteelement umschließende Radialfeder ausgebildet sein, wobei seine radiale Federkraft über Konusflächen des Halteelementes und des Aufnahmeteils in die Axialkraft umgewandelt wird.

Anhand von mehreren in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im Folgenden genauer erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung im Axialschnitt mit eingestecktem Steckerteil,

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 , jedoch ohne Steckerteil, wobei in den beiden

Figurenhälften a und b zwei Ausführungsvarianten veranschaulicht sind,

Fig. 3 eine Ausschnittvergrößerung im Bereich III gemäß Fig. 1 ,

Fig. 4 axiale Ansichten auf das Halteelement a) in der Fixierposition b) in der Rastposition während des Verrastens mit dem Steckerteil,

Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung des Halteelementes,

Fig. 6 - 8 jeweils eine halbaxial geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer erfϊndungsgemäßen Steckverbindung in verschiedenen Zuständen während des Steckvorgangs,

Fig. 9 einen Halbaxialschnitt einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbindung,

Fig. 10 eine gesonderte Perspektivansicht eines Halteelementes zur Ausführung nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Ansicht eines Federelementes zu Fig. 9,

Fig. 12 eine Alternative zu Fig. 11 ,

Fig. 13 ein Federkraft-Diagramm zu Fig. 9 bis 12,

Fig. 14 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung im Halbschnitt,

Fig. 15 eine geschnittene Perspektivansicht eines Halteelementes zu Fig. 14. und

Fig. 16 eine Ansicht eines Formteils als Zwischenprodukt für eine mögliche Ausführung des Halteelementes.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine erfindungsgemäße Steckverbindung besteht aus einem Aufnahmeteil 2 mit einer Aufnahmeöffnung 4, in die ein Steckerteil 6 mit einem Steckerschaft 8 umfangsgemäß abgedichtet einsteckbar ist. In einem radial erweiterten Bereich der Aufnahmeöffnung 4 ist ein Halteelement 10 so gelagert, dass das Steckerteil 6 bzw. sein eingesteckter Steckerschaft 8 in axialer Richtung formschlüssig gegen Lösen arretierbar ist, indem das Halteelement 10 durch eine radial nach innen gerichtete Rastkraft FR radial in eine Haltenut 12 des Steckerschaftes 8 einrastet.

Wie insbesondere anhand der Figuren 6 bis 8 erkennbar ist, ist das Halteelement 10 in der Aufnahmeöffnung 4 derart in axialer Richtung zwischen einem Fixierbereich (Fig. 8) und einem Rastbereich (Fig. 7) bewegbar gelagert, dass beim Einstecken des Steckerteils 6 durch Anlage des Steckerschaftes 8 das Halteelement 10 zunächst in Steckrichtung (Pfeil 14) aus dem Fixierbereich in den Rastbereich bewegt wird, in dem es gemäß Fig. 7 zum Einrasten in die Haltenut 12 radial nach außen beweglich bzw. spreizbar ist. Nach dem Einrasten durch Bewegung des Halteelementes 10 radial nach innen werden dann das Steckerteil 6 und das mit dem Steckerschaft 8 verrastete Halteelement 10 gemeinsam in entgegengesetzter Richtung (Löserichtung gemäß Pfeil 16) zurück in den Fixierbereich bewegt (Fig. 8), in dem das Halteelement 10 gegen Radialbewegung kraft- und/oder formschlüssig fixiert ist.

Erfindungsgemäß ist nun das Halteelement 10 zumindest im Betriebszustand mit innerem Mediendruck mit einer zusätzlichen, radial nach innen gerichteten Kraftkomponente F _rad im Sinne einer Kraftverstärkung der Rastkraft F _R beaufschlagt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wirkt dazu das Halteelement 10 derart über eine konische, radial nach außen weisende Fläche 28 mit einem Innenkonus 30 in dem Aufnahmeteil 2 zusammen, dass bei Axialbewegung des Halteelementes 10 in Löserichtung 16 in den Fixierbereich hinein die radiale Kraftkomponente F _rac ι über die zusammenwirkenden Konusflächen 28, 30 erzeugt wird. Dabei kann zusätzlich auch anteilig die radiale Rastkraft FR erzeugt werden. Vorzugsweise ist hierbei das Halteelement 10 in Löserichtung 16 unmittelbar mit einer federelastischen Axialkraft F _3x beaufschlagt.

Für diese direkte Beaufschlagung des Halteelementes 10 mit der Axialkraft F _3x wird das Halteelement 10 vorzugsweise unmittelbar von einem elastischen Federelement 18 beaufschlagt. Wie bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 13 kann das Federelement 18 als Axialfeder axial zwischen dem Halteelement 10 und einem Widerlager 20 des Aufnahmeteils 2 angeordnet sein. Für die Ausgestaltung des Widerlagers 20 gibt es zahlreiche, grundsätzlich beliebige Möglichkeiten. Gemäß Fig. 1 kann das Widerlager 20 durch eine Art Feder- bzw. Sicherungsring gebildet sein, der in eine innere Ringnut im unteren Endbereich der Aufnahmeöffnung 4 eingesetzt ist. Gemäß Fig. 2b kann es sich auch um einen radial nach innen ragenden Ringsteg einer Einsatzhülse handeln. Gemäß Fig. 3 kann ein Widerlagerelement auch über eine radiale Umbördelung 22 befestigt werden, wobei die Umbördelung 22 mit einem geeigneten Hilfswerkzeug 24 gebildet wird. Gemäß Fig. 6 bis 8 ist das Widerlager 20 in Form eines Endringes von unten in die Aufnahmeöffnung 4 des Aufnahmeteils 2 eingesetzt. ähnliches gilt auch für die Ausführung gemäß Fig. 9.

Als Axialfeder können beliebige geeignete Federelemente 18 verwendet werden, beispielsweise Wellscheiben (Sinusfedern, einzeln oder als Paket), Elastomerringe, Tellerfedern (einzeln oder als Paket), Schraubendruckfedern oder auch Mehrfach- Tellerfedem. Wie in dem Diagramm gemäß Fig. 13 veranschaulicht ist, sollte ein Federelement 18 mit möglichst geringer Steigung bzw. flacher Kennlinie verwendet werden. Dies bedeutet, dass mit steigendem Federweg s nur ein relativ geringer Anstieg der Federkraft F _ax auftritt. Dabei kann in der Fixierposition eine Vorspannung F _v im Bereich zwischen 0 und 50 N, und insbesondere um etwa 10 bis 20 N gewählt werden.

Wie beispielhaft in Fig. 4 und 5 veranschaulicht ist, ist das Halteelement 10 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, und es besteht in diesen Ausführungen aus mehreren, beispielsweise zwei oder drei Ringsegmenten bzw. Ringsektoren. Diese Einzelteile können miteinander verzahnt und/oder durch einen separaten, nicht dargestellten Träger verbunden bzw. geführt oder zentriert sein. Zudem können sie zur zumindest anteiligen Erzeugung der radialen Rastkraft FR auch von einer Ringfeder umschlossen sein.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 und 10 besteht das Halteelement 10 aus einem an einer Umfangsstelle durchgehend geschlitzten Ring, der hierdurch in radialer Richtung elastisch ausgebildet ist, woraus zumindest anteilig die radiale Rastkraft F _R resultiert.

Im Falle der Figuren 1 bis 8 rastet das Halteelement 10 mit einem wulstförmigen, ausgehend von einer zylindrischen Innenfläche radial nach innen weisenden Abschnitt 10a in die Haltenut 12 des Steckerschaftes 8 ein. Dazu weist die Haltenut 12 eine korrespondierende, rillenartige Ausgestaltung auf. Dabei kann der wulstförmige Abschnitt 10a im Wesentlichen formschlüssig und axial und radial im Wesentlichen spielfrei in die Haltenut 12 eingreifen. Alternativ ist es auch möglich, in diesem Bereich den wulstförmigen Abschnitt 10a mit geringerer Größe als die Haltenut 12 auszubilden, so dass er die Haltenut 12 nicht vollständig ausfüllt. Durch die erfindungsgemäße radiale Kraftverstärkung wird dann aber der Steckerschaft 8 zusätzlich im zylindrischen Anlagebereich des Halteelementes 10 beidseitig neben der Haltenut 12 kraftschlüssig gehalten (vgl. Fig. 1 ).

Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 und 10 weist das Halteelement 10 einen radial nach innen weisenden, rechteckförmigen Abschnitt auf, der in eine rechteckförmige Haltenut 12 einrastet.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 14 und 15 ist das Federelement 18 als ringförmige, das Halteelement 10 umfangsgemäß umschließende und im Wesentlichen die radiale Rastkraft F _R bewirkende Radialfeder ausgebildet. Dabei wird die radial nach innen wirkende Rastkraft F _R anteilig über anliegende Konusflächen 26 des Halteelementes 10 und des Aufnahmeteils 2 in die Axialkraft F _3x umgewandelt. Bei dieser Ausführung wird vorteilhafterweise eine selbsttätige Sicherung des Halteelementes 10 gegen Lösen von dem Aufnahmeteil 2 ohne zusätzliche Haltemittel (Widerlager) erreicht.

Bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 8 ist der Innenkonus 30 Bestandteil eines separaten, ringförmigen Einsatzes 32, der in einen zylindrischen Innenraum des Aufnahmeteils 2 eingesetzt ist. Dabei dient das Widerlager 20 auch als Sicherung gegen Herausfallen des Einsatzes 32, und zwar über das Halteelement 10 und das Federelement 18. Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 9 ist der Innenkonus 30 unmittelbar in das Aufnahmeteil 2 eingeformt.

Ergänzend ist noch zu bemerken, dass insbesondere bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 8 das Halteelement 10 in der gesteckten Steckerposition in Löserichtung 16 grundsätzlich noch weiter in Löserichtung 16 axial beweglich wäre, so dass bei steigendem inneren Systemdruck sich innerhalb des Fixierbereiches eine druckabhängige Fixierposition einstellt, wobei die radiale Kraftkomponente F _rad auch eine entsprechend über die Konusflächen 28, 30 ansteigende radiale Klemmkraft für den Steckerschaft 8 im Sinne einer Kraftverstärkung bildet. Wie bei den Ausführungen gemäß Fig. 9 und 14 dargestellt ist, kann das Halteelement 10 aber auch ab einem bestimmten Druck in einer bestimmten Fixierposition in Löserichtung 16 axial an einem Endanschlag 33 innerhalb des Aufnahmeteils 2 zur Anlage kommen.

Das Aufnahmeteil 2 ist bei allen dargestellten Ausführungen als so genannte überwurfschraube ausgeführt, die mit einem Außengewinde in ein Innengewinde eines beliebigen Gehäuseteils 34 einschraubbar ist. Hierzu wird auf Fig. 14 verwiesen.

Wie sich weiterhin noch aus Fig. 6 bis 8 ergibt, kann zwischen dem eingesteckten Steckerteil 6 und dem Aufnahmeteil 2 eine Schmutzdichtung 36 vorgesehen sein. Dazu wird auch auf die Fig. 9 und 14 verwiesen.

Grundsätzlich ist zu bemerken, dass als Umkehrprinzip auch eine Anordnung von Halteelement, Federelement und Konus am Steckerteil 6 möglich wäre. Ferner können Halteelement und Federelement auch einstückig ausgeführt werden, wobei das Federelement auch aus Kunststoff bestehen kann. Es kann sich auch um eine Metallfeder mit aus Kunststoff umspritztem oder angespritztem Halteelement handeln. Halteelement und Federelement können auf geeignete Weise zueinander zentriert sein, um ein Verrutschen in radialer Richtung (Deaxieren) des Halteelementes zu vermeiden.

Die bevorzugte Ausführung, bei der das Halteelement mit seinem Außenkonus 28 in den Innenkonus 30 des Aufnahmeteils 2 eingreift, führt durch die Beaufschlagung mit der Axialkraft F _3x ebenfalls zu dem Vorteil einer selbsttätigen Zentrierung des Halteelementes.

In Fig. 16 ist noch eine weitere besondere Ausgestaltung des Halteelementes 10 anhand eines noch nicht fertigen Zustandes als „Zwischenprodukt" veranschaulicht. Das Halteelement 10 ist auch hier ringförmig und mit mindestens zwei, wie dargestellt

vier, einzelnen Ringsegmenten 10a ausgebildet. Hierbei wird das Halteelement 10 mit seinen Ringsegmenten 10a zunächst gemeinsam als einstückiges Formteil aus Kunststoff hergestellt, wobei die Ringsegmente 10a noch über z. B. stegförmige Sollbruchstellen 10b miteinander verbunden sind. Nach oder während der Montage dieses Formteils durch Einsetzen in das Aufnahmeteil 2 oder in einen nicht dargestellten, käfigartigen Träger werden die Sollbruchstellen 10b zur Trennung der Ringsegmente 10a zerstört (gecracked). Diese Art der Herstellung führt zu einer vereinfachten Montage. Die Ringsegmente 10a können hierbei ebenfalls - ähnlich wie bei Fig. 14 und 15 - von einem Federring umschlossen sein. Hierbei kann es sich um eine beliebige Rundfeder, einen Drahtring, einen Federdraht, einen O-Ring oder einen Abschnitt eines elastischen Schlauches handeln.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.