CH667506A5

CH667506A5 - Drehbare schnappverbindung fuer rohrleitungen.

Info

Publication number: CH667506A5
Application number: CH2603/87A
Authority: CH
Inventors: Heinz Ulrich Gaehwiler
Original assignee: Inventa Ag
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1988-10-14
Also published as: DE3727858A1; FR2641843A2; FR2641843B2; DE3727858C2

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Schnappverbindung zum Verbinden oder Anschliessen einer Schlauch- oder Rohrleitung, mit einem Kernteil und einem Gehäuseteil, die jeweils mit einem Ende mit einem Schlauch, Rohr oder Gerät fest verbunden sind, wobei zwischen Kern- und Gehäuseteil eine Dichtung angeordnet ist.

Derartige Schnellverbindungen werden im weitem Bereich eingesetzt. Beispielsweise werden sie verwendet zum Anschliessen von Schläuchen an Wasserleitungen, Druckluftschläuchen, aber auch in der Montage in der industriellen Fertigung, beispielsweise Fahrzeugmontage mittels Roboter. Derartige Schnellverbindungen sollten in einachsiger Bewegung zusammenschliessbar sein. Um die wirtschaftlichen Vorteile der Robotermontage zu erhalten, ist es erforderlich, dass solche Schnellverbindungen einfach und damit kostengünstig sind, d.h., sie sollen aus möglichst wenigen Teilen, die einfach zu fertigen sind, bestehen.

Im Fahrzeugbau werden für Kraftstoffleitungen meistens metallische Anschlüsse verwendet, die durch Verschraubung verbunden oder festgehalten werden. Die besondere Gefährlichkeit von Treibstoffen sowie die verschärften Vorschriften bezüglich des Austritts von Kraftstoff in die Umgebung stellen hohe Anforderungen an die Betriebssicherheit der eingesetzten Bauteile. Es sind Schnellverbindungen von Leitungen bekannt, die vorwiegend aus Metall bestehen, und verschraubt werden. Meist sind ringsumlaufende Hinterschnitte erforderlich, die in kleinen Dimensionen in der Regal spanende Bearbeitung erfordern. Schnellverschlüsse im Bereich von Benzinleitungen sind wünschenswert, jedoch bislang kaum verwirklicht.

Es ist eine Schnellverbindung zum Verbinden von Schlauch- oder Rohrleitung bekannt, die im Gehäuseteil drei über einen an der Aussenseite drehbar und vorgespannt angeordneten Ring blockierbare federbelastete Nocken aufweist, die durch die Wand des Gehäuseteils ragen, wobei ein Ring mit einer Anschlagfläche für Nocken an der Aussenseite des Kerns angeordnet ist. Diese Schnellverbindung besteht aus vielen Einzelteilen, ist kompliziert im Aufbau, teuer in der Herstellung und anfällig im Einsatz.

Aus der DE-OS 3 143 015 ist eine drehbare Schnellkupplung bekannt, bei welcher ein mit einem Ring mit Anschlagfläche versehener Kern in ein Gehäuseteil einsteckbar ist. Das Gehäuseteil ist mit Ausnehmungen verbunden, durch welche eine Klammer eingesteckt werden kann, die sich gegen die Anschlagfläche am Kern anlegt. Bei dieser Schnellverbindung ist ein Verschluss- oder Verriegelungsteil erforderlich, welches nach dem Lösen vom Gehäuseteil verloren gehen kann. Zudem ist durch das Einstecken der Klammer in die vorgesehene Öffnung keine Montage mittels Roboter möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellverbindung zu schaffen, die unanfällig gegenüber Korrosion, dauerfunktionstüchtig, billig in der Herstellung und mittels Roboter montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die drehbare, mit elastomeren Dichtungsringen versehene Schnappverbindung für Rohrleitungen gemäss Anspruch 1 gelöst. Sie wird besonders so gelöst, dass an der Aussenseite des Kerns ein Sperr-Ring mit einer zum freien Ende gerichteten Auflauffläche und mit einer dieser gegenüberliegenden Anschlagfläche ausgebildet ist, dass der Innendurchmesser des Gehäuses grösser ist als der Aussendurchmesser des Kerns, dass am freien Ende der Innenwand des Gehäuses wenigstens zwei diametral gegenüberliegende Schnapper mit zu dem freien Ende gerichteten Auflauffläche und diesen gegenüberliegenden Anschlagflächen ausgebildet sind, dass der lichte Abstand zwischen den Schnappern etwa so gross ist wie der Aussendurchmesser des Kerns, und dass das Gehäuse aus einem rückstellend elastischen Material besteht.

Die erfindungsgemässe Schnappverbindung besteht aus lediglich zwei Teilen, nämlich einem Kern und einem Gehäuse. Irgendwelche drehbaren Teile, federnd gelagerte Nocken oder einzusteckende Klammern sind bei der erfin-dungsgemässen Schnappverbindungen nicht erforderlich. Die Schnappverbindung selbst ist drehbar, d.h. der Kern kann innerhalb des Gehäuses verdreht werden. Beim Zusammenstecken der beiden Teile ist lediglich eine Translationsbewegung erforderlich, unabhängig von der Stellung von Gehäuse und Kern zueinander. Damit eignet sich die erfindungsgemässe Schnappverbindung ideal für eine Montage mittels eines Roboters. Ferner können die beiden Teile der erfindungsgemässen Schnappverbindung mittels Spritzguss ohne Nachbearbeitung hergestellt werden. Sie sind zusammen mit einem geeignet geformten Schlauchanschlussstutzen in einem Stück herstellbar. Da keine beweglichen und zu bewegenden Teile erforderlich sind, ist die Betriebssicherheit der erfindungsgemässen Schnappverbins

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dung über einen langen Zeitraum gesichert. In zusammengestecktem Zustand kann der Kern nicht unbeabsichtigt aus dem Gehäuse gelöst werden. Als Material für die beiden Teile der erfindungsgemässen Schnappverbindung sind glasfasergefüllte Thermoplaste optimal geeignet. Das Gehäuse oder der Kern kann beispielsweise zusammen mit einem Benzinfilter ausgebildet werden, so dass die Schnappverbindung für eine Benzinleitung eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.

Die Schnapper an der Innenseite des Gehäuses sind im ringförmigen Gehäuse integriert. Dieses ringförmige Gehäuse wird bei der Montage vorwiegend auf Biegung beansprucht und sichert das Zurückstellen der Schnapper in die Schliess- oder Verriegelungsposition. Die zum Zusammenstecken oder Lösen erforderliche Deformierung des Gehäuses ist so gewählt, dass das Gehäuse aus einem geeigneten Material in einem Stück hergestellt werden kann.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind am Gehäuse diametral gegenüberliegende Öffnungen ausgebildet, die zwei diametral gegenüberliegende Stege belassen, und die Schnapper sind in Verlängerung der Stege vorgesehen. Durch die Ausbildung von Öffnungen im Gehäuse kann die korrekte Verriegelungsstellung der Schnappverbindung visuell überprüft werden. Zudem kann durch die Öffnungen unter die Stege ein geeignetes gabelförmiges Werkzeug eingesetzt werden, wodurch die Stege zusammen mit den Schnappern angehoben werden, so dass die Schnapper den Sperr-Ring am Kern freigeben und der Kern aus dem Gehäuse gezogen werden kann.

Das Gehäuse kann im Bereich der Schnapper im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein. Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse im Bereich der Schnapper ellipsenförmig oder oval ausgebildet und die Schnapper sind auf der kleinen Achse beispielsweise der Ellipse angeordnet. Damit kann durch Zusammendrücken des ellipsenförmigen oder ovalen Gehäuses in Richtung der grossen Achse mit einer relativ geringen Kraft ein Abheben der Schnapper aus der Stellung hinter dem Sperr-Ring am Kern bewirkt werden, wobei gleichzeitig bei nicht deformiertem Gehäuse ein sicherer Verriegelungssitz der Schnapper hinter dem Ring am Kern gewährleistet ist.

Die Anschlagflächen des Sperr-Ringes am Kern und der Schnapper im Gehäuse sind vorzugsweise senkrecht oder geneigt zu den Längsachsen der Teile gerichtet oder hinterschnitten ausgebildet. Durch die senkrechte Ausbildung der Anschlagflächen wird gewährleistet, dass eine Verbindung nur mit einer sehr starken Zugkraft ungewollt gelöst werden kann. Für Unterdruckleitungen und/oder Kupplungen, die häufig geöffnet werden müssen, ist es von Vorteil, wenn die Anschlagflächen hinterschnitten ausgebildet sind, d.h. wenn die Winkel, die die Anschlagflächen mit den Längsachsen der Teile einschliessen, kleiner als 90° sind. Zur Betätigung einer derartig ausgebildeten Schnappverbindung müssen die Teile zum Kuppeln und Lösen um einen geringen Betrag weiter ineinander geschoben werden, damit die freien Ecken der Anschlagsflächen aneinander vorbei gelangen können, um eine Verhakung einzugehen oder aus der Verhakung gelöst zu werden. Eine derartige Schnappverbindung kann ungewollt nur durch Zerstörung der Schnapper oder des Ringes am Kern gelöst werden. Wenn ein selbsttätiges Abspringen der Schnellverbindung bei einem bestimmten Druck in der Leitung ohne Beschädigung der Anschlagsflächen gewünscht ist, können diese unter einem Winkel von mehr als 90° zu den Längsachsen der Teile geneigt sein.

Vorzugsweise ist am freien Ende des Kerns mindestens eine Ringnut ausgebildet und in der Ringnut ist ein O-Ring angeordnet, oder es sind O-Ringe mittels Pressringen gehalten. Die Dichtungsringe sind auf dem Kern vorgesehen,

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was deren Anordnung und Austausch bei Beschädigung sehr einfach macht. Die Fläche innerhalb des Gehäuses, die zusammen mit den O-Ringen für die Abdichtung sorgt, ist geschützt, so dass sie nicht beschädigt, insbesondere nicht verkratzt werden kann. Der Kern und/oder zumindest das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem rückstellend elastischen Polymeren, das ein Polyamid oder Polyacetal oder dessen Legierung sein kann. Im Polymeren können Füll-und/oder Verstärkungsstoffe oder andere Additive enthalten sein, so dass eine für die jeweilige Verwendung optimal geeignete Schnappverbindung geschaffen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnappverbindung bestehend aus Gehäuse und Kern in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Schnappverbindung nach Fig. 1 in verbundener Stellung,

Fig. 3-6 die Schnappverbindung nach Fig. 1 in Längsschnitt und Querschnitt in verbundenem Zustand bzw. während des Lösens oder Auseinanderziehens,

Fig. 7-9 verschiedene Ausführungsformen von Gehäusen in perspektivischer Darstellung teilweise geschnitten,

Fig. 10-13 analog Fig. 3-6 weitere Ausführungsformen von Schnappverbindungen und

Fig. 14 u. 15 eine abgewandelte Ausführungsform einer Schnappverbindung im Längsschnitt im verbundenen Zustand und während des Lösens oder Verbindens.

Fig. 1 zeigt eine Schnappverbindung bestehend aus einem Gehäuse (10) und einem Kern (12). Am Gehäuse (10) ist ein Verbindungsstutzen (14) mit Sperringen zum Anschluss eines Schlauches angeformt. Das Gehäuse (10) weist einen hohlzylindrischen Körper (16) mit einem Innendurchmesser auf, der geringfügig grösser ist, als der Aussendurchmesser des vorderen Endes (18) des Kerns (12). An den zylindrischen Körperabschnitt (16) schliesst sich ein Gehäuseabschnitt (18) an, dessen Innendurchmesser grösser ist als der des Zylinderteils (16). Am freien Rand des Gehäuseabschnittes (18) sind an der Innenseite Schnapper (20), (22) diametral gegenüberliegend angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind zwei diametral gegenüberliegende Schnapper vorgesehen. Bei Schnappverbindungen mit sehr grossen Durchmessern können aber auch jeweils zwei nebeneinanderliegende Schnapper diametral gegenüber liegen. Der Gehäuseabschnitt (18) ist mit zwei gegenüberliegenden Öffnungen (24), (26) ausgebildet. Diese Öffnungen belassen Stege (28), (30) in dem Gehäuse (18). Die Schnapper (20) und (22) sind in Verlängerung der Stege (28) und (30) in einem mit den Stegen (28) und (30) verbundenen Ring (32) vorgesehen.

Der Kern (12) weist einen Anschlussstutzen (34) beispielsweise zum Einschrauben in eine Leitung oder ein Gerät (Rasensprenggerät, Pumpe oder dgl.) auf. Der Kern (12) ist mit einer Durchgangsbohrung (36) versehen, durch welche ein einzuleitendes Medium geführt wird. An der Aussenseite des Kerns (12) ist ein Sperr-Ring (38) angeformt, der eine zum freien Ende (18) hin gerichtete Auf lauf fläche (40) und eine dieser gegenüberliegende Anschlagfläche (42) aufweist. Die Anschlagfläche (42) verläuft etwa senkrecht zur Längsachse des Kerns (12). Am Ende (18), das in die Durchgangsbohrung im zylindrischen Teil (16) des Gehäuses (10) eingeführt wird, sind Ringnuten (44) und (46) ausgebildet, welche der Aufnahme von O-Ringen zum Abdichten des Kerns (12) im Gehäuse dienen. Fig. 2 zeigt den Kern (12) eingesetzt und verriegelt im Gehäuse (10). Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass die Schnapper (20) und (22) im Gehäuse (10) mit zum freien Ende gerichteten Auflaufflächen (48), (50) und diesen gegenüberliegenden Anschlagflächen (52), (54) ausgebildet sind. In

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den Ringnuten (44) und (46) sind O-Ringe (54) bzw. (56) aufgenommen. Zum Schliessen der Schnappverbindung wird das Gehäuse über das mit den Dichtungen versehene Ende des Kerns geführt. Dabei gleiten die Auflaufflächen (48) und (50) der Schnapper (20) und (22) auf der Auflauffläche des Sperr-Ringes (38) am Kern auf, wodurch sich der Ring (32) des Gehäuses verformt, d.h. der Durchmesser im Bereich der Schnapper vergrössert sich, während der Durchmesser senkrecht zu dieser Achse kleiner wird. Der Ring des Gehäuses nimmt eine ovale oder elliptische Form an. Wenn die Schnapper über den Ring verschoben worden sind, nimmt der Ring (32) wieder seine runde Gestalt an, wobei gleichzeitig die Flächen (52) und (54) der Schnapper (20) und (22) neben der Anschlagfläche (42) des Sperr-Ringes (38) des Kerns ( 12) zu liegen kommen. Damit ist eine Verriegelung des Kerns im Gehäuse erreicht. Diese Verriegelung kann erst wieder rückgängig gemacht werden, wenn der Ring (32) des Gehäuseteils derart verformt wird, dass sich der Abstand zwischen den Schnappern (20) und (22) vergrössert, so dass die Schnapper (20) und (22) über den Sperr-Ring (38)

gezogen werden können. Der lichte Abstand zwischen den Schnappern (20) und (22) ist etwa so gross wie der Aussendurchmesser des Kerns vor und hinter dem Sperr-Ring (38). Durch die Öffnungen (24) und (26) im Gehäuse (10) kann der exakte Sitz der Schnapper (20) und (22) hinter dem Sperr-Ring (38) des Kerns und damit die sichere Verriegelung visuell überprüft werden. Durch die Öffnung (24) kann ein stimmgabelförmiges Werkzeug unter die Stege (28) und (30) eingeführt werden, die von der Aussenseite des Kerns zwischen der Ringnut (46) und dem Ring (38) einen Abstand etwa in Dicke der Schnapper (20) und (22) aufweisen. Durch das Werkzeug können die Stege (28) und (30) angehoben werden, wodurch gleichzeitig der Ring (32) verformt wird und die Schnapper (20) und (22) ausser Anlage mit dem Sperr-Ring (38) des Kerns gelangen. Es ist aber auch möglich, durch Zusammendrücken des Ringes (32) des Gehäuses (10) die Schnapper (20) und (22) aus der Verriegelung mit dem Ring (38) zu lösen.

Fig. 3 und 4 zeigt einen Längs- bzw. Querschnitt durch die in Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform.

Fig. 5 und 6 zeigt die Schnappverbindung nach Fig. 3 und 4 während des Verbindens oder Lösens. Der Ring (32) des Gehäuses (10) ist in Richtung der Pfeile (60), (62) zusammengedrückt, so dass er eine ovale Form annimmt. Durch die Vergrösserung des Durchmessers senkrecht zu den Pfeilen (60) und (62) werden die Schnapper angehoben, so dass sie über den Sperr-Ring (38) des Kerns (12) geschoben werden können.

Beim Aufschieben des Gehäuses (10) auf den Kern (12) verformt sich der Ring (32) ebenfalls wie in Fig. 6 gezeigt, bis die Schnapper (20) und (22) wieder hinter den Ring (38) gelangen können.

Fig. 7 zeigt ein Gehäuse (64), bei welchem ein Ring (66) über Stege (68), (70) mit dem zylindrischen Bereich (72)

gehalten wird. Ein Schnapper (74) und ein diesem diametral gegenüberliegender Schnapper sind gegenüber den Stegen (68), (70) um 90° versetzt. Dadurch wird bei Zuglast ein Gegenmoment gegen das Moment der Schnapper (74) erzeugt, das einem Öffnen der Verbindung unter starker Zuglast entgegenwirkt. Zudem wird bei starker Zuglast ein Einschnüren erreicht.

Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform mit einem Gehäuse (76) entspricht der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6. Die Stege (78) und (80) sind divergierend an einen zylindrischen Teil (82) angeformt und an ihren anderen Enden mit einem Ring 84 verbunden, an welchem Schnapper (86) und (88) in Verlängerung der Stege (78) und (80) ausgebildet sind.

Fig. 9 zeigt ein Gehäuse (90) einer Schnappverbindung, in welchem keine Öffnungen ausgebildet sind. Innerhalb eines sich zum freien Ende hin erweiternden Gehäuses sind Schnapper (92) und (98) zur Verriegelung an einem Kern angeformt.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen eine Schnappverbindung bestehend aus einem Gehäuse (100) und einem Kern (102). Der Kern ( 102) ist mit einem Sperr-Ring ( 104) analog der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform ausgebildet. Das Gehäuseteil (100) ist im Querschnitt gesehen oval oder ellipsenförmig ausgebildet und Schnapper (106) und (108) liegen auf der kleineren Achse, beispielsweise einer Ellipse. Zum Lösen der Schnappverbindung wird eine Kraft in Richtung der Pfeile (110), (112) senkrecht zu der kleineren, die Schnapper (106), (108) verbindenden Achse aufgebracht. Dadurch wird das Gehäuse verformt und die Schnapper (106) und (108) heben sich aus ihrer Anlage mit dem Sperr-Ring (104) ab. Eine Verformung des Gehäuses (100), wie sie in Fig. 13 gezeigt ist, ergibt sich auch beim Ineinanderstecken von Kern und Gehäuse.

Die in Fig. 14 und 15 gezeigte Ausführungsform einer Schnellverbindung entspricht in ihren Teilen den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 13 mit der Ausnahme, dass die Anschlagfläche (120) an einem Sperr-Ring (122) eines Kerns (124) und die Anschlagfläche (126) und (128) von Schnapper (130) und (132) am Gehäuse (134) hinterschnitten sind, d.h. der Winkel, den diese Flächen mit einer Längsachse (136) von Gehäuse und Kern einschliessen, ist kleiner als 90°. Eine derartige Schnappverbindung kann nicht zerstörungsfrei ohne gewolltes Abheben der Schnapper aus ihrem Anschlag mit dem Anschlagring gelöst werden. Zum Schliessen und Lösen der Schnappverbindung, bestehend aus dem Gehäuse (134) und dem Kern (124), müssen die Teile um die Länge (a) weiter ineinander geschoben werden, bis die Spitzen (138) der Schnapper und (140) des Sperr-Ringes aneinander vorbei gelangen können. Nach der Rückformung des Gehäuses (134) verhaken sich die Schnapper (130) und (132) hinter dem Ring ( 122), so dass die Verbindung unkontrolliert nicht lösbar ist.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Drehbare mit elastomeren Dichtungsringen versehene Schnappverbindung für Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Sperr-Ring versehener Kern mit einer einfachen Druckbewegung in einem mit Schnappern versehenen Gehäuse aus rückstellend elastischem Material durch elastische Verformung dieses Gehäuses fixiert und wieder gelöst werden kann.

2. Schnappverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapper des Gehäuses an einem in dem Kern integrierten Sperr-Ring zum Einrasten gebracht werden können.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schnapp Verbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem den Kern umschliessenden Teilstück insbesondere auf einem ringförmigen Steg des Gehäuses zwei oder mehrere Schnapper angeordnet sind.

4. Schnappverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Zustand der Verbindung eingerasteten Schnapper des Gehäuses aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Gehäusematerials durch gezielte äussere Krafteinwirkung gelöst werden können.

5. Schnappverbindung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Steg des Gehäuses durch das Einführen von geeigneten Werkzeugen in dem Steg benachbarte Öffnungen zum Lösen der Verbindung deformiert werden kann.

6. Schnapp Verbindung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das den Kern umschliessende Teilstück oval ausgebildet ist und zum Öffnen durch Druck von aussen deformiert werden kann.

7. Schnappverbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere elastomere Dichtungsringe auf dem Kern eine einwandfreie Dichtung der Schnappverbindung ermöglichen.

8. Schnappverbindung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als rückstellend elastisches Polymeres Polyamid oder seine Legierungen verwendet werden.

9. Schnapp Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Gehäuse aus rückstellend elastischen Polymeren besteht.

10. Schnappverbindung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten rückstellend elastischen Polymeren Zusätze, wie Füll- und Verstärkungsmittel oder sonstige eigenschaftsverbessernde Additive enthalten.