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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kupplungsbaugruppen und insbesondere
eine Schnellkupplungsbaugruppe zur lösbaren Verbindung eines am Ende
eines Rohrs gebildeten Steckerbauteils innerhalb eines hohlen Kupplungskörper.
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In
der Automobilindustrie und in anderen Bereichen wird zur Flüssigkeitskupplung
zwischen zwei Komponenten oder Leitungen als eine Art der Kupplungsbaugruppe
eine Schnellkupplung verwendet, wobei die Schnellkupplung im Allgemeinen
ein Steckerbauteil beinhaltet, das in einem Kupplungskörper (Buchsenteil)
aufgenommen und festgehalten wird. Die Verwendung einer Schnellkupplung
ist insofern von Vorteil, als eine dichte und sichere Flüssigkeitsleitung
mit einem äußerst geringen
Zeit- und Kostenaufwand hergestellt werden kann.
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Zum
Sichern des Steckers innerhalb des Kupplungskörpers wird ein Rückhalteelement
verwendet. Eine Art von Rückhalteelement
beinhaltet eine Vielzahl von Verriegelungsbauteilen mit Verriegelungsarmen,
die sich zwischen einem am Steckerbauteil gebildeten, in radialer
Richtung hervorstehenden Kragen und einer im Kupplungskörper definierten
ringförmigen
Fläche
erstrecken. Dadurch, dass die Verriegelungsarme an einem Ende gegen
die ringförmige
Fläche
des Kupplungskörpers
und am anderen Ende gegen den Kragen des Steckerbauteils stoßen, wird
verhindert, dass das Steckerbauteil aus dem Kupplungskörper gezogen
werden kann. Diese Art von Rückhalteelement
wird in der Technik überwiegend
verwendet und hat sich bei vielen Anwendungen mit Flüssigkeitsleitungen
bewährt.
Beispiele hierzu werden in den US-Patentschriften 5 161 832; 5 324
082; 5 626 371 und 5 628 531 beschrieben.
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Rückhalteelemente
der oben erwähnten
Art beinhalten normalerweise einen Körper in Form eines Ringbauteils,
der durch Spritzgießen
zusammen mit den Verriegelungsbauteilen ein Teil bildet. Die Montage
dieser Art von Rückhalteelement
erfolgt normalerweise dadurch, dass das Rückhalteelement in eine im Kupplungskörper definierte
Bohrung eingeführt
wird. Während
des Einführungsschrittes
müssen
die Verriegelungsbauteile und/oder die Verriegelungsarme elastisch
in radialer Richtung nach innen auf den Körper des Rückhalteelements zugebogen werden,
damit die Verriegelungsbauteile durch die Öffnung passen, welche den Eingang
in die Bohrung des Kupplungskörpers
definiert.
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Die
Weiterentwicklung dieser Art der Schnellkupplung auf Anwendungen
bei höheren
Drücken
hat zu robusteren Konfigurationen des Rückhalteelements geführt, die
das Einführen
des Rückhalteelements
in die Bohrung des Kupplungskörpers
erschweren. Diese Schwierigkeiten nehmen noch zu, wenn das Rückhalteelement
vor dem Einführen
in die Bohrung des Kupplungskörpers
auf dem zugehörigen
Steckerbauteil beziehungsweise dessen Rohr angebracht ist, eine
heute bei einigen Anwendungen von Schnellkupplungen übliche Technik.
Eine solche Herangehensweise soll die Nutzung von Schnellkupplungen
bei Anwendungen gestatten, bei denen sich der Innenteil des Kupplungskörpers in
der Komponente eines Flüssigkeitssystems
befindet, zum Beispiel in einer Lenkservopumpe, einem Bremszylinder
oder der Komponente einer Klimaanlage.
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Bei
der Entwicklung von Schnellkupplungen für solche Anwendungen hat sich
gezeigt, dass infolge des begrenzten ringförmigen Raumes zwischen dem
rohrförmigen
Bauteil und der Eingangsöffnung in
die Bohrung des Kupplungskörpers
die radiale Bewegung der Verriegelungsbauteile mitunter durch den
Kontakt zwischen benachbarten Verriegelungsbauteilen behindert wird.
Durch die Anwendung zu starker Kräfte können die Verriegelungsbauteile
in solchen Fällen
beschädigt
und die Unversehrtheit der Sicherung und somit der resultierenden
Flüssigkeitsverbindung
gefährdet
werden. Das führte
zu der Erkenntnis, dass eine Schnellkupplungsbaugruppe mit einer
Sicherungskonfiguration benötigt
wird, die sicher in den zugehörigen
Kupplungskörper
eingeführt werden
kann und gleichzeitig auf dem zugehörigen Steckerbauteil montiert
ist. Bei einem solchen Rückhalteelement
können
die Verriegelungsbauteile und/oder Verriegelungsarme beim Einführen des Rückhalteelements
und des Steckers in den Kupplungskörper in radialer Richtung weit
genug elastisch nach innen gebogen werden und gelangen durch die Eingangsöffnung,
ohne die strukturelle Unversehrtheit der Verriegelungsbauteile zu
gefährden.
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1 ist
eine Explosionsdarstellung einer Flüssigkeitskupplungsbaugruppe,
bei der die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung verwirklicht sind;
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2 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des Kupplungskörpers entlang
der Schnittlinie 2-2 von 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht des Rückhalteelements der in 1 dargestellten
Kupplungsbaugruppe;
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4 ist
eine Seitenansicht des in 3 dargestellten
S Rückhalteelements;
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Rückhalteelements
entlang der Schnittlinie 5-5 von 4;
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6 ist
eine Querschnittsansicht des Rückhalteelements
entlang der Schnittlinie 6-6 von 4;
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7 ist
eine teils als Querschnitt dargestellte Seitenansicht der Kupplungsbaugruppe
von 1 im halbmontierten Zustand;
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8 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der in 1 dargestellten
Flüssigkeitskupplung
im komplett montierten Zustand;
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9 ist
eine Explosionsdarstellung einer Schutzkappe mit einer zugehörigen Dichtung,
einem Rückhalteelement
und einem Steckerbauteil zur Darstellung der Grundgedanken der vorliegenden
Erfindung;
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10 ist
eine Seitenansicht der in 9 gezeigten
Schutzkappe;
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11 ist
eine Vorderansicht auf die in 10 gezeigte
Schutzkappe;
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12 ist
eine Draufsicht auf die in 10 gezeigte
Schutzkappe;
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13 ist
eine Querschnittsansicht der Schutzkappe entlang der Schnittlinie
13-13 von 10;
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14 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der Kupplungskappe von 9,
die eine vormontierte Baugruppe mit Dichtung und Rückhalteelement bildet;
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15 ist
eine Querschnittsansicht der in 14 dargestellten
Baugruppe der Kupplungskappe, die zum Teil an einem Steckerbauteil
einer Kupplungsbaugruppe angebracht ist;
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16 ist
eine Querschnittsansicht der in 14 dargestellten
Teilbaugruppe der Kupplungskappe, die komplett an einem Steckerbauteil
einer Kupplungsbaugruppe angebracht ist;
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17 ist
eine Querschnittsansicht der Baugruppe der Kupplungskappe von 9,
die einen anormalen Zustand darstellt.
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1 zeigt
eine Flüssigkeitskupplungsbaugruppe 10 zur
Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. Die Flüssigkeitskupplung
umfasst ein Steckerbauteil 12, einen Kupplungskörper (Buchsenteil) 14,
ein Rückhalteelement 16 zum
Sichern des Steckerbauteils 12 am Kupplungskörper 14 und
ein Dichtungsbauteil 18.
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Das
Steckerbauteil 12 ist ein hohles, starres Rohr 20 mit
einem freien Ende 21. Das Steckerbauteil ist Bestandteil
eines Flüssigkeitsleitungssystems. Im
Zusammenhang mit dem Steckerbauteil 12 ist unter dem Begriff „vorwärts (vorn)" „in Richtung des freien Endes 21" und unter dem Begriff „rückwärts (hinten)" „vom freien Ende 21 weg" zu verstehen.
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Das
Steckerbauteil 12 beinhaltet einen in radialer Richtung
vergrößerten ringförmigen Kragen 22 mit
einer in einem Abstand vom freien Ende 21 des Rohrs 20 gebildeten
nach hinten zeigenden Fläche 23.
Das Steckerbauteil 12 beinhaltet ferner einen durch die
Außenfläche des
Rohrs 20 zwischen dem Kragen 22 und dem freien
Ende 21 definierten zylindrischen Teil 24. Ein
ebenfalls durch die Außenfläche des
Rohrs 20 definierter zylindrischer Teil 25 setzt sich
ferner hinter dem Kragen 22 fort. Der zylindrische Teil
kann mit Nylon oder einer anderen Schutzbeschichtung aus einem Polymer
beschichtet sein. Die Beschichtung ist vom freien Ende 21 bis
zur hinteren Fläche 23 des
Kragens 22 vom zylindrischen Teil entfernt worden.
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Der
Kupplungskörper
(Buchsenteil) 14 kann gemäß der Figur eine Komponente
eines Lenkservosystems sein. Zu weiteren Möglichkeiten zählen die Komponente
eines Bremssystems eines Getriebeölkühlsystems, einer Umluftheizung
oder Klimaanlage oder eines beliebigen anderen Fluidsystems, bei dem
eine dichte, aber lösbare
Flüssigkeitsverbindung
erwünscht
ist.
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Aus 2 ist
deutlich zu erkennen, dass der Kupplungskörper 14 eine axiale
Bohrung 26 definiert, die sich von einer Eingangsöffnung 28 an
der Schnittstelle zwischen der Bohrung 26 und der ebenen Wand 34 des
Körpers 12 in
axialer Richtung erstreckt. Die Bohrung 26 ist zu einer
Mittellinie 27 symmetrisch. Die Bohrung 26 ist
in einen Teil 30 zur Aufnahme einer Sicherung und eines
Dichtungsbauteils sowie einen rohrförmigen Führungsteil 32 eingeteilt. Die
koaxiale Durchgangsöffnung 33 setzt
sich vom rohrförmigen
Führungsteil 32 in
das Innere des Kupplungskörpers 14 fort.
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Im
Zusammenhang mit dem Kupplungskörper 14 ist
unter dem Begriff „vorwärts (vorn)" „von der Eingangsöffnung 28 in
Richtung der Durchgangsöffnung 33" und unter dem
Begriff „rückwärts (hinten)" „von der Durchgangsöffnung 33 in
Richtung der Eingangsöffnung 28" zu verstehen. Der
Begriff „innen" oder „nach innen" bedeutet „in radialer
Richtung zur Mittellinie 26" und der Begriff „außen" oder „nach außen" bedeutet „in radialer Richtung von
der Mittellinie 27 weg".
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Die
Eingangsöffnung 28 ist
durch eine bezüglich
der Achse zylindrische Fläche 36 definiert, durch
welche das Rückhalteelement 16 und
das Steckerbauteil 12 geführt werden müssen, wenn
sie in die Bohrung 26 eingesetzt werden. Eine Fase 40 schneidet
die ebene Wand 36 des Kupplungskörpers 14 und die in
axialer Richtung verlaufende Zylinderfläche 36. Die Fase erleichtert
das Einführen
des Rückhalteelements 16 in
den Kupplungskörper 14.
In Vorwärtsrichtung
nach der axial verlaufenden Zylinderfläche 36 befindet sich
innerhalb des Aufnahmeteils 30 der Bohrung 26 für das Rückhalteelement und
das Dichtungsbauteil eine sich in radialer Richtung erstreckende
ringförmige
Anlagefläche 38.
Die Fläche 38 dient
als Anlagefläche
zur Verriegelung des Rückhalteelements
innerhalb der Bohrung 26, in der wiederum das Steckerbauteil 12 lösbar verriegelt ist.
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In
Vorwärtsrichtung
nach der axial verlaufenden Zylinderfläche 36 folgt eine
Zylinderfläche 42 mit einem
größeren Durchmesser
und anschließend eine
Fase 43 bis zu einer Zylinderfläche 44, deren Durchmesser
etwa genauso groß wie
der Durchmesser der axialen Zylinderfläche 36 ist. Die Zylinderfläche 44 endet
an einer in radialer Richtung nach innen zeigenden ringförmigen Stufe 45,
gefolgt von einer abgeschrägten
Fläche 46,
an die sich eine zylindrische Dichtfläche 48 anschließt, welche
bis zu einer in radialer Richtung zeigenden ringförmigen Fläche 50 reicht.
Die in radialer Richtung zeigende ringförmige Fläche 38, die Zylinderfläche 42 mit
einem größeren Durchmesser,
die Fase 43, die Zylinderfläche 44, die radial
nach innen zeigende ringförmige
Stufe 45, die abgeschrägte
Fläche 46,
die zylindrische Dichtfläche 48 und
die in radialer Richtung zeigende ringförmige Fläche 50 definieren
den Teil 30 der axialen Bohrung 26 zum Aufnehmen
des Rückhalteelements
und des Dichtungsbauteils.
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Von
der ringförmigen
Fläche 50 aus
befindet sich zur Achse hin eine Zylinderfläche 52, die den Führungsteil 32 der
axialen Bohrung 26 für
das Steckerbauteil definiert. Die Zylinderfläche ist so dimensioniert, dass
sie den äußeren Zylinderteil 24 des Steckerbauteils 12 eng
umgibt und dem Steckerbauteil 12 in der Bohrung 26 eine
koaxiale Führung
verleiht.
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Die
Rückhaltekomponente 16 ist
in den 3 bis 6 dargestellt. Das Rückhalteelement 16 besteht
allgemein aus einem ringförmigen
Bauelement, das in der Bohrung 26 im Aufnahmeteil 32 für das Rückhalteelement
und das Dichtungsbauteil koaxial untergebracht wird. Das Rückhalteelement
beinhaltet einen Körper
in Form eines Ringbauteils 54 mit einer nach vorn zeigenden
kreisrunden Fläche 56 und
einer nach hinten zeigenden kreisrunden Fläche 58.
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Die
Begriffe „vorwärts (vorn)" und „rückwärts (hinten)" bedeuten im Zusammenhang
mit dem Rückhalteelement 16 dasselbe
wie im Zusammenhang mit dem Kupplungskörper 14. Das heißt, wenn das
Rückhalteelement 16 in
die Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 gesteckt
wurde, zeigt die nach vorn zeigende Fläche 56 in Richtung
der Durchgangsöffnung 33 und
die rückwärts zeigende
Fläche 58 in
Richtung der Eingangsöffnung 28.
Desgleichen bedeuten die Begriffe „innen" und „außen" dasselbe wie in Verbindung mit dem
Kupplungskörper 14,
der Bohrung 26 und der Mittellinie 27.
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Der
Ring 54 des Rückhalteelements 16 weist eine äußere Zylinderfläche 55 auf,
die so dimensioniert ist, dass sie in die Zylinderfläche 44 der
Bohrung 26 passt. Ferner weist der Ring 54 eine
Fase 57 auf, die auf die Fase 46 in der Bohrung 26 trifft,
wenn das Rückhalteelement
in die Bohrung 26 gesteckt wird.
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Vom
Ring 54 aus erstreckt sich in axialer Richtung nach vorn
eine ringförmige
Verlängerung 62.
Die äußere Zylinderfläche 63 der
Verlängerung 62 ist
so dimensioniert, dass sie dicht an der zylindrischen Dichtfläche 48 anliegt
und durch diese geführt wird.
Die Verlängerung 62 weist
in Vorwärtsrichtung eine
in radialer Richtung zeigende ringförmige Fläche 64 auf. Wenn das
Rückhalteelement 16 in
die Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 eingeführt wird,
wird die ringförmige
Verlängerung 62 durch
den Teil aufgenommen, der durch die zylindrische Dichtfläche 48 definiert
ist und stellt zusammen mit der Dichtung 18 eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung her.
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Im
Ring 54 und in der Verlängerung 62 ist eine
Bohrung 60 definiert. Die Bohrung ist so dimensioniert,
dass sie den zylindrischen Teil 24 des Rohrs 20 umgibt,
welches das Steckerbauteil 12 definiert.
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Das
abgebildete Rückhalteelement 16 beinhaltet
zwei erste Verriegelungsbauteile 66 und zwei zweite Verriegelungsbauteile 68.
Die Verriegelungsbau teile 66 und die Verriegelungsbauteile 68 erstrecken
sich vom Ringbauteil 54 aus in axialer Richtung nach hinten.
Die Verriegelungsbauteile 66 und die Verriegelungsbauteile 68 unterscheiden
sich nur dadurch voneinander, dass die Verriegelungsbauteile 68 Ablenkflächen beinhalten,
die an den im Folgenden ausführlich
erörterten
Schrägen 116 definiert sind.
Jeweils gleiche Verriegelungsbauteile 66 und gleiche Verriegelungsbauteile 68 liegen
einander diametral gegenüber
und definieren so ein System von wechselnden Verriegelungsbauteilen 66 und
Verriegelungsbauteilen 68. Die Gründe für den Wechsel zwischen den
Verriegelungsbauteilen 66 und den Verriegelungsbauteilen 68 mit
der Schräge 116 werden
im Folgenden dargelegt.
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Die
Verriegelungsbauteile 66 und 68 sind hebelartige
Verlängerungen
des Rings 54, die sich in axialer Richtung nach hinten
erstrecken. Zwischen jedem der benachbarten Verriegelungsbauteile 66 bzw. 68 ist
ein in axialer Richtung verlaufender langer Schlitz 72 definiert.
Die Schlitze 72 nehmen die Verriegelungsbauteile 66 und 68 auf,
wenn diese während
des Einführens
in die Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 elastisch
nach innen gebogen werden. Die erste schräge Außenfläche 84 und die zweite
schräge
Außenfläche 86 definieren
einen im Allgemeinen kegelförmigen
unterbrochenen Außenumfang
der Verriegelungsarme 80, der von der vorderen Anlagefläche 82 bis
zur hinteren Anlagefläche 88 zunimmt.
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Jedes
Verriegelungsbauteil 66 und 68 beinhaltet zwei
relativ dünne
in axialer Richtung verlaufende Längsstreben 74, die
sich von der nach hinten zeigenden Kreisfläche 58 des Ringbauteils 54 aus nach
hinten erstrecken. Diese Streben verbiegen sich elastisch, damit
sich die Verriegelungsbauteile 66 und 68 in radialer
Richtung nach innen bewegen können,
wenn die das Rückhalteelement 16 auf
das Steckerbauteil 12 geschoben wird.
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Die
Streben 74 jedes Verriegelungsbauteils 66 und 68 sind
mit einem hinteren Verbindungsbalken 76 verbunden, der
in axialer Richtung ein hinteres Ende 70 jedes Verriegelungsbauteils
definiert. Die Verbindungsbalken 76 weisen eine Außenfläche auf,
deren Durchmesser etwa ebenso groß ist wie der Durchmesser der
axialen Zylinderfläche 36 der
Bohrung 26. Die Verbindungsbalken weisen auch eine gekrümmte Innenfläche 78 auf,
deren Durchmesser größer als
der Durchmesser der Bohrung 60 des Rückhalteelements ist, sodass
ein Abstand zum zylindrischen Teil 25 des Rohrs 20 verbleibt
und die Verbindungsbalken 76 während der Montage in Richtung
der Fläche 25 radial
nach innen bewegt werden können.
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Die
beiden Streben 74, der Ring 54 und der nach hinten
zeigende Verbindungsbalken 76 jedes Verriegelungsbauteils 66 und 68 definieren
ein Fenster 79. Ferner beinhaltet jedes Verriegelungsbauteil 66 und 68 einen
entenschnabelförmigen
Verriegelungsarm 80, der sich im Fenster 79 vom
Verbindungsbalken 76 zwischen den beiden Streben 74 in axialer
Richtung nach vorn erstreckt. Die entenschnabelförmigen Verriegelungsarme 80 sind
durch Schlitze 77 von den Streben 74 getrennt.
Somit ist jeder Verriegelungsarm 80 am Verbindungsbalken 76 mit
dem entsprechenden Verriegelungsbauteil 66 oder 68 verbunden.
Durch diese Anbringungsart können
sich die Verriegelungsarme 80 beim Einführen der Sicherung 14 durch
die Eingangsöffnung 28 an der
Verbindungsstelle mit den nach hinten zeigenden Verbindungsarmen 76 bewegen
oder verbiegen, wenn sie auf das Steckerbauteil 12 gesteckt
werden. Die relativ langen und dünnen
Streben 74 gewährleisten
auch die notwendige Biegsamkeit zum Einführen durch die Eingangsöffnung 28.
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Jeder
Verriegelungsarm 80 weist an seinem vorderen Ende eine
vordere Anlagefläche 82 sowie eine
erste schräge
Außenfläche 84 und
eine zweite schräge
Außenfläche 86 auf,
die zu einer hinteren Anlagefläche 88 führen. Die hintere
Anlagefläche 88 liegt
in radialer Richtung außerhalb
der Verbindungsstelle jedes Verriegelungsarms 80 mit einem
hinteren Verbindungsbalken 76.
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Die
Verriegelungsarme 80 sind so konfiguriert, dass beim Einführen des
Rückhalteelements 16 und
des Steckerbauteils 12 in den Kupplungskörper 14 die
vordere Anlagefläche 82 jedes
Verriegelungsarms 80 der nach hinten zeigenden Fläche 23 des Kragens 22 gegenüber liegt
oder an dieser anliegt und dass die hintere Anlagefläche 88 jedes
Verbindungsarms 80 der kreisförmigen Ringfläche 38 in
der Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 gegenüber liegt
oder an dieser anliegt. Somit verriegeln die Verriegelungsarme 80 das
Steckerbauteil 12 lösbar
im Kupplungskörper 14.
Eine innere Zylinderfläche 94 jedes
Verriegelungsarms 80 erstreckt sich von der vorderen Anlagefläche 82 aus
nach hinten. Der Durchmesser dieser Zylinderfläche ist etwa genauso groß wie der
Durchmesser des zylindrischen Teils 25 des Rohrs 20,
und die Zylinderfläche
liegt auf dem äußeren zylindrischen
Teil 25 des Rohrs 20 hinter dem Kragen 22 auf.
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Aufgrund
der Größenverhältnisse
zwischen dem Durchmesser des Kragens 22 am Steckerbauteil 20 und
der Kreisringfläche 38 im
Kupplungskörper 14 definiert
jeder Verriegelungsarm 80 eine abgestufte Kegelform, die
vom hinteren Ende der inneren Zylinderfläche 94 jedes Verriegelungsarms 80 bis
zur Innenfläche 78 des
zugehörigen
Verbindungsbalkens 76 größer wird. Diese Form definiert
eine Keil- oder Steigungsfläche 92.
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Die
Keil- oder Steigungsflächen 92 treffen beim
Aufsetzendes Rückhalteelements
auf das Steckerbauteil 12 auf den Kragen 22 des
Steckerbauteils 12 und verursachen eine radiale Bewegung
der Verriegelungsarme 80 nach außen, damit der Kragen 22 beim
Einführen
an einer Stelle vor der vorderen Anlagefläche 82 und hinter
der nach hinten zeigenden kreisrunden Fläche 58 des Rings 54 zu
liegen kommt.
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Die
erste schräge
Außenfläche 84 und
die zweite schräge
Außenfläche jedes
Verriegelungsarms 80 dienen als Ablenkfläche und
treffen beim Einführen
des Rückhalteelements 16 in
die Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 auf die Fase 40 und
die in axialer Richtung verlaufende Zylinderfläche 36 an der Eingangsöffnung 28.
Dabei werden die Bauteile 66 und 68 ausreichend
weit nach innen bewegt oder gedrückt,
damit das Rückhalteelement 16 durch
die Eingangsöffnung 28 gelangen
kann. Die Verbindung der Verriegelungsarme 80 mit den Verbindungsbalken 76 und
die längs
der Achse verlaufenden Streben 74 sorgen für die nötige Biegsamkeit,
damit das Rückhalteelement
auch dann durch die Eingangsöffnung 28,
die durch die Zylinderfläche 36 definiert
ist, gelangen kann, wenn es am Steckerbauteil 12 aufgesetzt
ist.
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Die
beiden Verriegelungsbauteile 68 beinhalten außerdem noch
Schrägen 116,
die sich von der radialen Außenfläche jeder
Strebe 74 aus in radialer Richtung nach außen erstrecken.
Die Schrägen 116 definieren
eine schräg
verlaufende Ablenkfläche 117, die
sich von einem vorderen Ende 118 bis zum einem hinteren
Ende 120 erstreckt. Die schräge Fläche verläuft vom vorderen Ende 118 bis
zum hinteren Ende 120 in radialer Richtung nach außen. Das
vordere Ende 118 liegt in axialer Richtung vor der vorderen Anlagefläche 82 des
entenschnabelförmigen
Verriegelungsarms 80. Somit befinden sich die Ablenkflächen 117 in
axialer Richtung vor der ersten schräg verlaufenden Außenfläche 84 der
Verriegelungsarme 80. Die Figur zeigt, dass bei der dargestellten
Ausführungsart
der Winkel der Ablenkfläche 117 der Schrägen 116 gegenüber einer
horizontalen Linie wie beispielsweise der Mittellinie 27 nicht
so steil ist wie der Winkel der ersten angeschrägten Außenfläche 82 der Verriegelungsarme 80.
Der Winkel der Ablenkfläche 117 der
Schrägen 116 kann
zum Beispiel 15 bis 18 Grad gegenüber einer horizontalen Linie
betragen. Der Winkel der ersten angeschrägten Außenflächen 82 kann 35 bis
40 Grad und der Winkel der zweiten angeschrägten Außenflächen 84 kann 18 bis 20
Grad betragen.
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Beim
Einführen
des Rückhalteelements 16 in die
Eingangsöffnung 28 stoßen vor
der ersten angeschrägten
Außenfläche 84 oder
der zweiten angeschrägten
Außenfläche 86 zuerst
die Flächen 117 an den
Schrägen 116 gegen
die Fase 40. Durch diesen Kontakt werden vor den Verriegelungsbauteilen 66 zuerst
die Verriegelungsbauteile 68 in radialer Richtung nach
innen bewegt. Beim weiteren Einführen berühren dann
die erste angeschrägte
Außenfläche der
Verriegelungsarme 80 der Verriegelungsbauteile 66 die
Fase 40, und die Verriegelungsbauteile 66 beginnen
sich nach innen zu bewegen. Beim weiteren Einführen des Rückhalteelements 16 durch
die Eingangsöffnung 28 berühren die
ersten angeschrägten Außenflächen 82 der
beiden Verriegelungsbauteile 66 und 68 die in
axialer Richtung verlaufende Zylinderfläche 36. Dann werden
alle Verriegelungsbauteile nach innen gedrückt, und nach dem Herstellen
des Kontakts mit den zweiten angeschrägten Außenflächen 84 der Verriegelungsarme 80 ist
das Einführen beendet.
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Das
Rückhalteelement 16 wird
vorzugsweise durch Spritzguss aus einem Polymermaterial mit der nötigen Festigkeit
und Elastizität
hergestellt. Ein geeignetes Polymer ist das Polyetheretherketon (PEEK).
Ein solches Material ist Victrex PEEKTM 450G
von Victrex USA, Greenville, South Carolina. Ein durch Spritzguss
aus diesem Werkstoff hergestelltes Rückhalteelement besitzt die
nötige
Festigkeit, damit die Flüssigkeitskupplung
unter Druck unversehrt bleibt. Sie weist auch die nötige Festigkeit zum
Einbauen eines auf dem Steckerbauteil 12 aufgebrachten
Rückhalteelements 16 in
die Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 auf, damit
das Rückhalteelement
während
der Montage nicht beschädigt
wird.
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Die
Dichtung 18 besteht aus einem elastomeren O-Ring, der für die flüssigkeitsdichte
Verbindung zwischen der zylindrischen Dichtfläche 48 und dem zylindrischen
Teil 24 des Steckerbauteils 12 sorgt. Der Außendurchmesser
des O-Rings 18 ist etwas größer als der Durchmesser der
zylindrischen Dichtfläche 48,
und der Innendurchmesser des O-Rings 18 ist etwas kleiner
als der Durchmesser des zylindrischen Teils 24 des Steckerbauteils 12. Wenn
das Fluidsystem unter Betriebsdruck steht, erzeugt der O-Ring eine
flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen diesen Flächen
und der vorderen ringförmigen
Kreisfläche 64 dem
Rückhalteelement 16.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Schnellkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung
die Montage des Rückhalteelements 16,
der Dichtung 18 und des Steckerbauteils 12 in
den Kupplungskörper
zu einer vormontierten Einheit gestattet. Dieses Merkmal ist besonders
bei solchen Anwendungen von Vorteil, bei denen die Form des Kupplungskörpers in
einer Komponente eines Fluidsystems ausgebildet ist. Üblicherweise
kommen die Rohrleitungsbündel
und die zugehörigen
Kupplungskomponenten von einer Quelle und die Systemkomponenten
von einer anderen Quelle. Beträchtliche
Zeit- und Kosteneinsparungen lassen sich erzielen, wenn die Systemkomponenten
bereits in der Einheit installiert sind, deren Teil sie sind, und
die Rohrleitungen der Rohrleitungsbündel anschließend mit
der Komponente verbunden werden, um die Flüssigkeitsleitung zu vervollständigen.
Dieser Ansatz ist zum Beispiel bei der Montage von Kraftfahrzeugen
wünschenswert.
Bei dieser Art der Anordnung entfällt die Notwendigkeit einer
separaten Kupplungskörperkomponente,
welche die Bohrung 26 definiert, die zwischen dieser separaten Kupplungskörperkomponente
und der Fluidsystemkomponente 16, zum Beispiel einer Lenkservopumpe oder Ähnlichem,
eine zusätzliche
Flüssigkeitsdichtung
erforderlich wäre.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden das Steckerbauteil 12, das Rückhalteelement 16 und die
Dichtung 18 zu einer Baugruppe zusammengefügt, die
später
in die Bohrung 26 einer Fluidkomponente eingeführt wird,
die den Kupplungskörper 14 definiert.
Dieser Ansatz ist besonders dann von Vorteil, wenn das Rohr 20 als
Bestandteil des Fluidsystems durch einen Lieferanten bereitgestellt
wird, der nicht der Hersteller oder Lieferant der den Kupplungskörper 14 definierenden
Komponente ist, und die Endmontage wiederum an einem anderen Ort stattfindet.
Natürlich
weisen das Rückhalteelement 16 der
vorliegenden Erfindung und die dazu gehörende O-Ring-Dichtung 18 Vorteile
bei Anwendungen auf, bei denen sie zuerst in einer Bohrung einer Kupplungskörperkomponente
installiert werden. In dieser Beziehung ermöglichen die Verlängerung 62 des
Rückhalteelements 16 und
ihr Zusammenwirken mit der O-Ring-Dichtung 18 in der Bohrung 26 unabhängig von
der gewählten
Montagereihenfolge eine leistungsfähige Anordnung für den Aufbau
einer flüssigkeitsdichten
Abdichtung zwischen dem Kupplungskörper 14 und dem Steckerbauteil 12.
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Bei
der Herstellung der Baugruppe wird das Rückhalteelement 16 so
auf dem Steckerbauteil 12 angebracht, dass sich der Kragen 22 des
Rohrs 20 zwischen der vorderen Anlagefläche 82 der Verriegelungsarme 80 und
der nach hinten zeigenden Fläche 58 des
Rings 54 befindet. Der Kontakt des Kragens 22 des
Steckerbauteils 12 mit den inneren Keilflächen 92 der
Verriegelungsarme 80 der Verriegelungsbauteile 66 und 68 bewirkt,
dass die Arme in radialer Richtung nach außen gespreizt werden. Diese elastische
Bewegung wird durch die Verbiegung der langgestreckten Streben 74 und
die Elastizität
des Sicherungsmaterials ermöglicht.
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Sobald
sich der Kragen 22 des Steckerbauteils 12 in dem
Raum zwischen den vorderen Anlageflächen 82 der Arme 80 und
der nach hinten zeigenden Fläche 58 des
Rings 54 des Rückhalteelements 16 befindet,
schnappen die Verriegelungsarme 80 in radialer Richtung
nach innen ein. In dieser Stellung befindet sich der Kragen 22 des
Steckerbauteils 12 dazwischen und liegt an der nach hinten
zeigenden Fläche 58 des
Rings 54 und an den vorderen Anlageflächen 82 der Arme 80 an.
Die Zylinderflächen 94 liegen
dicht auf dem zylindrischen Teil 25 des Rohrs 20.
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Dann
wird die Dichtung 18 in Form eines O-Rings in unmittelbarer
Nähe der
ringförmigen kreisrunden
Fläche 64 der
ringförmigen
Verlängerung 62 des
Rückhalteelements 16 auf
den zylindrischen Teil 24 des Rohrs 20 aufgebracht
und so die Baugruppe fertiggestellt.
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Die
aus dem Steckerbauteil 12, dem Rückhalteelement 16 und
dem O-Ring 18 bestehende Baugruppe wird mit dem Kupplungskörper 14 verbunden,
um eine flüssigkeitsdichte
und sichere Kupplung herzustellen. Beim Einführen des Steckerbauteils 12,
des O-Rings 18 und des Rückhalteelements 16 in
den Kupplungskörper 14 müssen alle Elemente
durch die Eingangsöffnung 28 gelangen, die
durch die Zylinderfläche 36 definiert
ist. Diese Elemente müssen
durch den ringförmigen
Raum passen, der durch den zylindrischen Teil 24 des Rohrs 20 und
die Zylinderfläche 36 der
Bohrung 26 definiert ist.
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7 zeigt,
dass zuerst die Ablenkflächen 117 der
Schrägen 116 der
Verriegelungsbauteile 68 zunächst die Fase 40 berühren. Die
schrägen
Ablenkflächen 117 der
Schrägen 116 der
Verriegelungsbauteile 68 berühren die Fase 40 vor
den ersten schrägen
Außenflächen 84 auf
den Verriegelungsarmen 80 der Verriegelungsbauteile 66.
Zuerst werden die Verriegelungsbauteile 68 gegenüber dem
Ring 54 in radialer Richtung nach innen gedrückt, während die
Verriegelungsbauteile 66 erst in radialer Richtung nach
innen gedrückt
werden, nachdem die erste schräge
Außenfläche 84 der
Verriegelungsbauteile 66 mit der Fase 40 in Berührung kommt.
Dadurch werden, beginnend mit den Verriegelungsbauteilen 68,
die Verriegelungsbauteile 68 und 66 nach innen gedrückt. Infolgedessen
bewegen sich zuerst die hinteren Verbindungsbalken 76 der
Verriegelungsarme 68 in radialer Richtung nach innen, bevor
sich die hinteren Verbindungsbalken 76 der Verriegelungsbauteile 66 in ähnlicher
Weise nach innen bewegen.
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Während des
gesamten Einführungsprozesses
liegen die inneren Zylinderflächen 94 der
Verriegelungsarme 80 am zylindrischen Teil 25 des
Rohrs 22 an. Der Kontakt der Flächen 117 der Schrägen 116 und
der schrägen
Außenflächen 84 und 86 der Verriegelungsarme 80 bewirkt,
dass die Rückhalteelement
so verwunden oder verbogen werden, dass sich die hinteren Verbindungsbalken 76 nach
innen auf das Rohr 20 zu bewegen und die Verriegelungsbauteile 66 und 68 durch
die Eingangsöffnung
gelangen, die durch die Zylinderfläche 36 und den zylindrischen
Teil 25 des Rohrs 20 des Steckerbauteils 12 definiert
ist. Es ist denkbar, dass das Rückhalteelement 16 in
seinem Inneren mehrfach verbogen wird. Ferner ist denkbar, dass
sich die Verriegelungsarme 80 gegenüber den hinteren Verbindungsbalken 76 verbiegen,
um eine Bewegung der hinteren Verbindungsbalken 76 in Richtung
auf das Rohr 20 zu ermöglichen.
Beim Ausführen
dieser Bewegung schwenken die Verriegelungsarme 80 um die
Kontaktstelle der inneren Zylinderflächen 94 auf dem zylindrischen
Teil 25 des Rohrs 20. Außerdem ist denkbar, dass sich
auch die Streben 74 vorverbiegen.
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Wenn
das Steckerbauteil 12, das Rückhalteelement 16 und
der O-Ring 18 vollständig
in den Kupplungskörper 14 eingeführt sind,
federn die Verriegelungsbauteile 66 und 68 in
radialer Richtung nach außen,
bis sich die Außenflächen der
hinteren Verbindungsbalken 76 dicht an der inneren Zylinderfläche 36 befinden,
welche die Eingangsöffnung 28 definiert.
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8 zeigt
die vollständig
eingeführte
Kupplung, bei der das Rückhalteelement 16 in
radialer und axialer Richtung in den Kupplungskörper 14 eingeschlossen
ist. Die zylindrische Verlängerung 62 des Rückhalteelementes 16 wird
von der zylindrischen Dichtfläche 48 eingeschlossen,
um das Rückhalteelement 16 innerhalb
des Kupplungskörpers 14 in
radialer Richtung zu führen.
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Die
Zylinderfläche 55 des
Ringbauteils 54 befindet sich innerhalb der Zylinderfläche 44 der
Bohrung 26, wobei die in radialer Richtung nach innen zeigende
ringförmige
Stufe 45 an der nach vorn zeigenden Kreisringfläche 56 des
Rings 54 anliegt. Durch diesen Kontakt wird die weitere
Vorwärtsbewegung
der an der Kreisringfläche 38 anliegenden hinteren
Anlageflächen 88 der
Verriegelungsbauteile 66 und 68 und die Rückwärtsbewegung
des Rückhalteelements 16 eingeschränkt.
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Ebenso
wie das Rückhalteelement 16 sind auch
der O-Ring 18 und das Steckerbauteil 12 in der Bohrung 26 des
Kupplungskörpers 14 eingeschlossen.
Der zylindrische Teil 24 des Steckerbauteils 12 befindet
sich innerhalb der inneren Zylinderfläche 60 des Rings 54 und
der Verlängerung 62.
Dadurch, dass der zylindrische Teil 24 des Rohrs 20 eng
von der zylindrischen Fläche 52 der
Bohrung 26 umgeben ist, welche den Führungsteil 32 definiert,
wird das Steckerbauteil 12 in der Bohrung 26 geführt.
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Dadurch,
dass die nach hinten zeigende Kreisringfläche 58 des Rings 54 an
der vorderen Fläche
des Kragens 22 anliegt, wird die weitere Vorwärtsbewegung
des Steckerbauteils 12 in die Bohrung verhindert. Dadurch,
dass die hintere Fläche 23 des
Kragens 22 an den vorderen Anlageflächen 82 der Verriegelungsarme 80 anliegt,
wird die weitere Rückwärtsbewegung
des Steckerbauteils 12 verhindert. Somit ist das Steckerbauteil 12 sowohl
in radialer als auch in axialer Richtung in der Sicherung 16 sowie
in der Bohrung 26 des Kupplungskörpers 14 eingeschlossen.
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Im
Einbauzustand befindet sich der O-Ring 18 in dem Raum,
der durch die nach vorn zeigende Kreisringfläche 64 der ringförmigen Verlängerung 62, die Kreisringfläche 50 der
axialen Bohrung 26, den zylindrischen Teil 24 des
Steckerbauteils 12 und die zylindrische Dichtfläche 48 der
axialen Bohrung 26 definiert ist. Somit liegt die O-Ring-Dichtung
an der Kreisringfläche 64 der
ringförmigen
Verlängerung 62 des
Rings 54 an. Der Außendurchmesser
des O-Rings 18 ist etwas größer gewählt als der Durchmesser der
zylindrischen Dichtfläche 48,
und der Innendurchmesser ist etwas kleiner gewählt als die Zylinderfläche 24 des
Rohrs 20. Infolgedessen wird der O-Ring 18 in
radialer Richtung zwischen dem Steckerbauteil 12 und der
zylindrischen Dichtfläche 48 zusammengedrückt. Wenn
das Fluidsystem unter Betriebsbedingungen unter Druck gesetzt wird,
wird der O-Ring gegen die vordere Kreisringfläche 64 der ringförmigen Verlängerung 62 gedrückt und
dieser wiederum drückt
das Rückhalteelement
nach hinten. Die durch den Flüssigkeitsdruck
in axialer Richtung auf den O-Ring 18 einwirkende Last
wird durch die hinteren Anlageflächen 88 der
Verriegelungsarme 80, die auf die Kreisringfläche 38 in
der Bohrung 26 einwirken, auf den Kupplungskörper 14 übertragen. Diese
Kräfte
bringen den O-Ring in Dichtungskontakt mit der zylindrischen Dichtfläche 48,
dem zylindrischen Teil 24 des Rohrs 20 und der
vorderen Kreisringfläche 64 des
Rückhalteelements 16 und
erzeugen so eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung.
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Während die
obige anschauliche Ausführungsart
in radialer Richtung aus den Streben 74 der Verriegelungsbauteile 68 herausragende
Schrägen 116 verwendet,
die Ablenkflächen 117 definieren,
um sicherzustellen, dass sich die Verriegelungsbauteile 68 eher
in radialer Richtung nach innen verbiegen als die Verriegelungsbauteile 66,
erfasst der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung auch die
Verwendung anderer Gestaltungsformen der Sicherung, welche zeitlich
aufeinanderfolgende Bewegungen der Verriegelungsbauteile ermöglichen.
Zum Beispiel ist es denkbar, dass nur ein Verriegelungsbauteil 68 mit Schrägen 116 ausgestattet
ist. Andere mögliche
Modifikationen bestehen darin, eine Schräge 116 nur an einer
Strebe 74 jedes Verriegelungsbauteils 68 anzubringen.
Ein anderes Beispiel einer alternativen Gestaltungsform des Rückhalteelements 16 besteht
darin, die erste schräge
Außenfläche 84 der
Verriegelungsbauteile 68 vor den ersten schrägen Außenflächen 84 der
Verriegelungsarme 80 der Verriegelungsbauteile 66 anzuordnen.
Bei diesem Ansatz würden
die an vorderer Stelle angeordneten ersten schrägen Flächen 84 der Verriegelungsbauteile 68 als
erste Ablenkflächen
dienen und ebenso zeitlich aufeinanderfolgende Bewegung der hinteren
Verbindungsbalken 76 der Verriegelungsbauteile 68 vor den
hinteren Verbindungsbalken 76 der Verriegelungsbauteile 66 in
radialer Richtung nach innen bewirken.
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Die 9 bis 17 veranschaulichen
einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Eine über das
Rückhalteelement 16 und
den O-Ring 18 gestülpte
Schutzkappe 132 soll diese Komponenten während des
Transports zur Montage an einem anderen Standort schützen. 9 zeigt
eine Baugruppe in Form einer Kupplungskappe 130, die eine das
Rückhalteelement 16 und
den O-Ring 18 umgebende
Schutzkappe 132 umfasst. Das Rohrende 12, das
Rückhalteelement 16 und
das Dichtungsbauteil 18 sind oben bereits in Verbindung
mit den 1 bis 8 beschrieben
worden.
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Die
Schutzkappe 132 wird in den 10 bis 13 dargestellt.
Die Kappe wird durch Spritzguss aus einem Polymermaterial wie Nylon,
hochdichtem Polyethylen oder einem anderen geeigneten Werkstoff
hergestellt. Die Schutzkappe 132 ist im Allgemeinen ringförmig und
beinhaltet eine hohle Hülse 134 mit
einem geschlossenen vorderen Ende 135 und einem Ringbauteil 136 mit
einem nach vorn kegelförmig
zulaufenden Teil 138 und einem nach hinteren zylindrischen
Teil 140, die sich in einem Abstand hinter der Hülse 134 befinden.
Zwei einander diametral gegenüber
liegende Streben 152 verbinden das hintere Ende der Hülse 134 mit
dem schmalen Ende des kegelförmig
zulaufenden Teils 138 des Rings 136.
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Die
Hülse 134 und
das Ringbauteil 136 liegen bezüglich der Mittelachse 137 koaxial
zueinander. Die hohle Hülse 134 definiert
eine innere Bohrung 142 mit einem Durchmesser, der etwas
größer als
der Durchmesser des zylindrischen Teils 24 des Rohrs 20 des
Steckerbauteils 12 ist. Der Durchmesser ist so gewählt, das
er das Rohrende 21 und einen Teil des zylindrischen Teils 24 des
Rohrs 20 aufnimmt, wenn die Baugruppe 130 auf
ein Steckerbauteil 12 aufgesetzt wird.
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Der
Ring 136 der Schutzkkappe 132 definiert eine sich
von einer Eingangsöffnung 150 aus
erstreckende Durchgangsbohrung 148. Wenn das Rückhalteelement 16 und
der O-Ring 18 in der Schutzkappe 132 untergebracht
sind, umgibt der Ring 136 generell die Verriegelungsbauteile 66 und 68.
Wie im Folgenden erläutert,
ist die innere Zylinderfläche 144 des
Rings 136 ausreichend bemessen, sodass eine Bewegung der
Verriegelungsbauteile 66 und 68 in radialer Richtung
nach außen
möglich
ist und der Kragen 22 beim Aufsetzen der Schutzkappe 132,
des O-Rings 18 und der Signal 16 auf das Steckerbauteil 12 hindurch
passt. Die innere kegelförmig
zulaufende Fläche 146 des
kegelförmig
geformten Teils 138 ist so bemessen, dass sie den kegelförmigen äußeren Umfang
der Verriegelungsarme 80 der Verriegelungsbauteile 66 eng
umgibt, der durch die erste schräge
Außenfläche 84 und
die zweite schräge
Außenfläche 86 jedes
Verriegelungsarms 80 definiert ist. Im Folgenden wird erläutert, wie
die innere kegelförmige
Fläche 146 in
dieser Stellung die Bewegung der Verriegelungsbauteile 66 und 68 gegenüber dem Ring 54 des
Rückhalteelementkörpers in
radialer Richtung nach außen
verhindert.
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Zwei
zwischen den Streben 152 einander diametral gegenüber liegende
Sicherungsklammern 154 erstrecken sich von dem in axialer
Richtung hinteren Ende der Hülse 134 in
radialer Richtung nach außen.
Jede Sicherungsklammer 154 beinhaltet ein Bedienelement 158,
das mit dem hinteren Ende der Hülse 134 über einen
schmal zulaufenden Zapfenteil 156 verbunden ist, der eine
Verbiegung der Sicherungsklammer 154 gegenüber dem
Rest der Schutzkappe 132 zulässt. Jede Sicherungsklammer 154 weist
eine vordere Fläche 162 und
eine hintere Fläche 164 auf.
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Aus
der hinteren Fläche 164 jedes
Betätigungselements 158 ragt
in axialer Richtung nach hinten ein Haken 160 heraus. Der
Haken 160 verjüngt sich
von einem breiten Unterteil an seiner Verbindungsstelle mit der
Fläche 164 bis
zu einer radialen Endfläche 165 an
seinem freien Ende. Die Haken 160 sollen eine Sicherung 16 lösbar mit
der Schutzkappe 132 verbinden.
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Jeder
Haken 160 beinhaltet eine sich verjüngende Anlagefläche 166,
die von der radialen Endfläche 165 bis
zu einer nach innen zeigenden axialen Fläche 167 reicht. Die
sich verjüngende
Fläche 166 weist
an der Fläche 167 eine
gleichmäßige Krümmung auf,
die das Einführen
des O-Rings 18 in den durch die nach innen zeigenden Flächen der
Haken 160 und durch die Streben 152 definierten
Raum erleichtert. Die sich verjüngende
Fläche 166 jedes
Hakens 160 kann beim Einsetzen des Rückhalteelements 16 in
die Schutzkappe an der Fase 57 des Rings 54 des
Rückhalteelements 16 anstoßen. Dadurch
werden die Haken 160 gezwungen, sich so um die schmal zulaufenden
Zapfenteile 156 zu biegen oder zu kippen, dass der Ring 54 des
Rückhalteelements 16 zwischen
den Haken zu liegen kommt.
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Der
Abstand zwischen der axialen Fläche 167 jedes
Hakens und der nach innen zeigenden axialen Fläche 167 des anderen
Hakens 160 ist kleiner als der Außendurchmesser der äußeren Zylinderfläche 55 des
Ringbauteils 54 des Rückhalteelements 16.
Jeder Haken 160 beinhaltet vor der Fläche 167 eine nach
vorn zeigende radiale Anlagefläche 168, die
bis zu einer sich in axialer Richtung erstreckenden Fläche 169 reicht.
Der Abstand zwischen den in axialer Richtung verlaufenden Flächen 169 jedes
Hakens 160 ist größer als
der Durch messer der äußeren Zylinderfläche 55 des
Ringbauteils 54 des Rückhalteelements 16.
Die Größe der Haken
ist so bemessen, dass sie den Körperring 54 des
Rückhalteelements 16 in
einander diametral gegenüber
liegenden Fenstern 79 erfassen, wobei die Anlageflächen 168 die nach
hinten zeigende radiale Fläche 58 umgeben und
die in axialer Richtung verlaufenden Flächen 169 die äußere Zylinderfläche 55 umgeben.
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Jede
axial verlaufende Fläche 169 geht
in eine sich verjüngende
Fläche über, die
wiederum nach vorn in eine in axialer Richtung verlaufende Fläche 170 übergeht.
Der Abstand zwischen den Flächen 170 der
Haken 160 ist geringfügig
größer als der
Durchmesser der nach vorn verlaufenden zylinderförmigen Verlängerung 62 des Rückhalteelements 16.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Flächen 170 geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser
des O-Rings 18, damit der O-Ring 18 durch Reibung
hängen
bleibt. Die nach vorn verlaufenden Flächen 170 reichen bis
zu radial verlaufenden Anschlagflächen 171, welche die
hintere Ausdehnung der schmal zulaufenden Zapfenteile 156 definieren.
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Wenn
ein O-Ring 18 und ein Rückhalteelement 16 in
die Schutzkappe 132 eingebracht werden, ragen die Haken 160 in
die Fenster 79 eines der Paare der Verriegelungsbauteile 66 oder 68.
Der O-Ring 18 kommt an den in radialer Richtung verlaufenden Anschlagflächen 171 und
zwischen den in axialer Richtung nach vorn verlaufenden Flächen 170 zu
liegen. Die ringförmige
Verlängerung 62 und
der Ring 54 des Rückhalteelements 16 kommen
zwischen dem O-Ring 18 und den in radialer Richtung nach vorn
zeigenden Flächen 168 der
Haken 160 zu liegen, die der nach hinten zeigenden Fläche 58 des Rings 54 in
radialer Richtung gegenüber
liegen. Die in axialer Richtung verlaufenden Flächen 169 liegen dicht
an der äußeren Zylinderfläche 55 des
Rings 54 an. Somit sind der O-Ring 18 und die
das Rückhalteelement 16 lösbar in
der Schutzkappe 132 gehaltert.
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Der
axiale Abstand zwischen den in radialer Richtung nach vorn zeigenden
Flächen 168 der
Haken 160 und den in radialer Richtung verlaufenden Anschlagflächen 171 am
schmal zulaufenden Zapfenteil 156 ist geringfügig größer als
die Summe aus der axialen Dicke des O-Rings 18 und der
axialen Ausdehnung der ringförmigen
Verlängerung 62 nach
vorn und des Ringbauteils 54 des Rückhalteelements 16.
Der O-Ring 18 wird jedoch zwischen den in axialer Richtung
nach vorn verlaufenden Flächen 170 der
Haken 160 geringfügig
in radialer Richtung zusammengedrückt. Die durch den elastischen O-Ring 18 ausgeübte Gegenkraft
sorgt dafür,
dass der O-Ring zwischen den Haken 160 so lange lösbar an
Ort und Stelle gehalten wird, bis er auf das Steckerbauteil 12 aufgebracht
wird.
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Die
Länge der
Streben 152 in axialer Richtung ist so bemessen, dass,
wenn der O-Ring 18, die ringförmige Verlängerung 62 und das
Ringbauteil 54 des Rückhalteelements 16 gemäß 14 durch
die Haken 160 festgehalten werden, der Abstand zwischen
der inneren kegelförmigen
Fläche 146 des Ringbauteils 136 und
den angeschrägten
Außenflächen 84 und 86 des
Verriegelungsarms 80 groß genug ist, damit sich diese
beim Kontakt des Kragens 22 des Rohrs mit den inneren schrägen Flächen 92 in
radialer Richtung nach außen
bewegen können. Wenn
jedoch der O-Ring 18 fehlt, kann die Schutzkappe 132 in
axialer Richtung so weit gegenüber dem
Rückhalteelement 16 verschoben
werden, dass die innere kegelförmige
Fläche 146 die
zweiten schrägen
Außenflächen 86 der
Verriegelungsarme 80 eng umschließt. In einer solchen Stellung
können sich
die Verriegelungsarme 80 nicht in radialer Richtung nach
außen
bewegen, sodass das Einführen des
Kragens 22 über
die Verriegelungsarme 80 hinaus verhindert wird.
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Zu
einer solchen Verschiebung kann und wird es kommen, wenn versucht
wird, die Schutzkappe 132 und das Rückhalteelement 16 bei
fehlendem O-Ring 18 auf das Steckerbauteil 12 zu
schieben (siehe 17). Diese Maßnahme verhindert,
dass der gewollte Montageschritt abgeschlossen wird, und zeigt das
Fehlen eines O-Rings 18 an. Auf diese Weise wird eine falsche
Montage ohne O-Ring 18 verhindert.
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Die
Schutzkappe 132 beinhaltet ferner zwei in radialer Richtung
verlaufende Anschlagbauteile 173, die um etwa 180 Grad
gegeneinander versetzt sind. Jedes Anschlagbauteil ist auf eine
der Sicherungsklammern 154 ausgerichtet. Die Anschlagbauteile
erstrecken sich in radialer Richtung von der Außenfläche der Hülse 134 nach außen und
sind in axialer Richtung in einem Abstand von der vorderen Fläche 162 eines
zugehörigen
Bedienelements 158 angeordnet. Der Abstand zwischen jedem
Bedienelement 158 und dem zugehörigen Anschlagbauteil 173 ist
so bemessen, dass die Sicherungsklammern 154 so weit gekippt
werden können,
dass die Haken 160 in radialer Richtung von der äußeren Zylinderfläche 55 des
Ringteils des Rückhalteelements 16 nach
außen
bewegt werden. Durch eine solche Bewegung ist es möglich, die
Schutzkappe 132 zu entfernen, sobald der O-Ring 18 und
das Rückhalteelement 16 auf das
Steckerbauteil 12 aufgesteckt worden sind. Die Anschlagbauteile 173 verhindern
ein übermäßiges Verbiegen
der Sicherungsklammern 154 und damit das Zerbrechen der
Zapfen 156 der Schutzkappe 132.
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Das
Abnehmen der Schutzkappe 132 kann sofort nach dem Schritt
des Aufsteckens auf ein Steckerbauteil 12 oder auch später erfolgen.
Dieser Schritt wird jedoch vor dem Einstecken des Steckerbauteils 12 in
einen Kupplungskörper 14 ausgeführt.
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Zur
Bildung der Baugruppe Kupplungskappe 130 wird durch das
offene Ende 150 der Bohrung 148 des Rings 136 ein
O-Ring 18 eingeführt.
Der O-Ring wird zwischen den in axialer Richtung vorderen Flächen 170 der
Haken 160 an den radial verlaufenden Anschlagflächen 171 im
Bereich der schmal verlaufenden Zapfenteile 156 in den
Raum eingesetzt, der durch die Streben 152 und die Haken 160 definiert ist.
Das Rückhalteelement 16 wird
so weit durch die Bohrung 148 des Rings 136 eingeführt, bis
die Fase 57 des Rückhalteelements 16 an
der schrägen
Anschlagfläche 166 jedes
Hakens 160 anliegt. Die Schutzkappe 132 und das
Rückhalteelement 16 werden
durch Drehung so aufeinander ausgerichtet, dass die freien Enden
der Haken 160 durch die axiale Verschiebung der Kappe 132 und
des Rückhalteelements 16 gegeneinander
in den einander diametral entgegen liegenden Fenstern 79 entweder
der Verriegelungsbauteile 66 oder der Verriegelungsbauteile 68 zu
liegen kommen.
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Wenn
das Rückhalteelement 16 in
axialer Richtung weiter in Bezug auf die Schutzkappe 132 geschoben
wird, drückt
die Fase 57 des Körperrings 54 der
Sicherung 16 gegen die schräge Fläche 166 jedes Hakens 160 und
bewirkt eine Verbiegung des zugehörigen Betätigungselementes 158 am
schmal zulaufenden Zapfenteil 156. Die freien Enden der
Haken 160 werden auseinander gedrückt, sodass der Ring 54 durch
die axial verlaufenden Flächen 167 hindurchtreten
kann. 14 zeigt, dass nach dem Passieren
der nach hinten zeigenden Kreisringfläche 58 des Rings 54 durch
die axial verlaufenden Flächen 167 die
Betätigungselemente 158 und
die Haken 160 aufgrund der elastischen Eigenschaften des Polymermaterials
der Schutzkappe 132 wieder in ihre normale, nichtgebogene
Stellung zurückkehren. Die
nach vorn zeigenden ringförmigen
Anlageflächen 168 der
Haken 160 rasten in die nach hinten zeigende Kreisringfläche 58 des
Rings 54 ein und vervollständigen die Baugruppe der Kupplungskappe 130.
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Im
montierten Zustand befindet sich das freie Ende jedes Hakens 160 in
einem zugehörigen
Fenster 79 eines Verriegelungsbauteils 66 oder 68 auf
der dem Rückhalteelement 16.
Die kreisförmige
Anlagefläche 168 liegt
an der nach hinten zeigenden Kreisringfläche 58 des Rings 54 an
und verhindert so, dass das Rückhalteelement 16 in
axialer Richtung gegenüber
der Schutzkappe 132 nach hinten verschoben wird. Der O-Ring 18 liegt
in axialer Richtung vor der vorderen Kreisringfläche 64 der zylindrischen Verlängerung 62.
Der O-Ring 18 wird in der Schutzkappe 132 zwischen
der vorderen Kreisringfläche 64 und
den kreisförmigen
Anschlagflächen 171 und
zwischen den diametral entgegengesetzten vorderen axial verlaufenden
Flächen 170 eingeschlossen.
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Die
Baugruppe der Kupplungskappe 130, welche die Schutzkappe 132 mit
dem darin eingeschlossenen O-Ring 18 und dem Rückhalteelement 16 enthält, kann
zur Montage auf ein Steckerbauteil 12 an einen anderen
Standort geliefert werden. Außerdem
können
auch Rohre mit der auf dem Steckerbauteil 12 montierten
Baugruppe der Kupplungskappe 130 hergestellt werden, die
später
mit einem Kupplungskörper 14 zu
einer flüssigkeitsdichten
Verbindung vervollständigt
werden. Auf jeden Fall ist klar, dass die Schutzkappe 132 vor
dem Einführen des
Steckerbauteils 12 in den Kupplungskörper 14 von der Baugruppe 130 abgenommen
wird. Das Abnehmen erfolgt durch Aufbiegen der Betätigungselemente 158 bis
zu den sich in radialer Richtung erstreckenden Anschlagbauteilen 173,
um damit die Haken 160 so weit abzuspreizen, dass die Schutzkappe 132 vom
Sprengring 54 abgenommen werden kann.
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Die 15 und 16 zeigen,
wie die Baugruppe Kupplungskappe 130 auf ein Steckerbauteil 12 aufgebracht
wird, indem die Kappe gegenüber dem
freien Ende 21 des Rohrs 20 in axialer Richtung relativ
so weit verschoben wird, bis die inneren schrägen Flächen 92 der Verriegelungsarme 80 der
Verriegelungsbauteile 66 und 68 des Rückhalteelements 16 am
Kragen 22 des Steckerbauteils 12 anliegen (siehe 15).
Der Durchmesser des Kragens 22 ist größer als der durch die inneren
Zylinderflächen 94 der
Verriegelungsarme 80 definierte Durchmesser. Durch die
Relativbewegung der Kappe 130 gegenüber dem Rohr 20 in
axialer Richtung wirkende Kräfte bewirken,
dass sich die Verriegelungsarme 80 des Rückhalteelements 16 in
radialer Richtung nach außen
spreizen. Sobald die Arme 80 am Kragen 22 des Steckerbauteils 12 vorbei
sind, federn die Arme 80 in radialer Richtung nach innen
bis zu der in 16 dargestellten Montageposition.
In dieser Montageposition befindet sich der Kragen 22 des
Steckerbauteils 12 zwischen der nach hinten zeigenden Fläche 58 des
Rings 54 und den vorderen Anlageflächen 82 der Verriegelungsarme 80 und
liegt an diesem an, wodurch verhindert wird, dass das Rückhalteelement 16 in
axialer Richtung auf dem Steckerbauteil 12 verrutschen
kann. Der O-Ring 18 befindet sich ebenfalls vor der ringförmigen Verlängerung 62 des
Rings 54 auf der Zylinderfläche 24 des Rohrs 20.
Aufgrund der Größe des Innendurchmessers
des O-Rings 18 hält dieser
auf der Fläche 24 und
verrutscht nicht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch die Anordnung der Schutzkappe 132 sichergestellt,
dass ein O-Ring 18 in der Baugruppe 130 vor dem
Rückhalteelement 16 zu
liegen kommt. Die Kupplungsteilbaugruppe 130 muss den O-Ring 18 beinhalten,
damit dieser auf das Steckerbauteil 12 montiert wird. Wenn
sich der O-Ring 18 nicht in axialer Richtung vor dem Rückhalteelement 16 befindet, bewirkt
die Relativbewegung der Baugruppe der Kupplungskappe 130 gegenüber dem
Steckerbauteil 12 in axialer Richtung, dass sich die Schutzkappe 132 in
axialer Richtung so weit gegenüber
dem Rückhalteelement 16 verschiebt,
bis die innere kegelförmige
Fläche 146 des
Rings 136 die zweite angeschrägte Außenfläche 86 der Verriegelungsarme 80 eng
umschließt.
Auch die sich verjüngende
Anlagefläche 166 jedes
Hakens 160 gelangt in unmittelbaren Kontakt mit der ersten
angeschrägten
Außenfläche 84 des
zugehörigen
Verriegelungsarms 80. Wie oben bereits erläutert, verhindert
diese Stellung der Verriegelungsbauteile 66 oder 68 und
der Schutzkappe 132 zueinander, dass die Schutzkappe 132 und ddas
Rückhalteelement 16 vollständig auf
das Rohr 20 geschoben werden können. 17 zeigt
den Zustand, der sich beim Fehlen des O-Rings 18 in der Baugruppe 130 ergibt.
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Zum
Einführen
des Steckerbauteils 12 in die Bohrung 26 eines
Kupplungskörpers 14 muss
zuerst die Schutzkappe 132 abgenommen werden. Zum Abnehmen
der Schutzkappe 132 werden die beiden Betätigungselemente 158 in
Richtung der Sperren 173 gezogen. Die Sicherungsklammern 154 schwenken
nach vorn und lassen die Haken 160 in radialer Richtung
nach außen
gehen. Sobald die radialen Flächen 168 in
radialer Richtung außerhalb
der äußeren Zylinderfläche 55 des
Rings 54 des Rückhalteelements 16 liegen,
kann die Schutzkappe durch axiales Verschieben nach vorn vom Steckerbauteil 12 abgenommen
werden. Nach dem Abnehmen der Schutzkappe 132 kann das
Steckerbauteil 12 mit dem darauf angebrachten O-Ring 18 und
dem Rückhalteelement 16 in
der oben beschriebenen Weise in die Bohrung 26 eines Kupplungskörpers 14 eingeführt werden.
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Unter
Bezug auf die obigen anschaulichen Ausführungsarten sind verschiedene
Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Es ist jedoch
klar, dass daran Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, die
durch die folgenden Ansprüche
dargelegt werden.