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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 101 59 280 B4 ist bereits eine Steckverbindung zur Verbindung von zumindest zwei Leitungen eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Verbindungselement und mit einem zweiten Verbindungselement, das zumindest ein Rastelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Verbindungselemente formschlüssig miteinander zu verrasten, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Steckverbindung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Steckverbindung zur Verbindung von zumindest zwei Leitungen eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Verbindungselement und mit einem zweiten Verbindungselement, das zumindest ein Rastelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Verbindungselemente formschlüssig miteinander zu verrasten.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Rastelement zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, die zur Demontage vorgesehen ist. Dadurch kann eine einfache Steckverbindung realisiert werden, deren Montage durch ein Klicken akustisch erkennbar ist, wodurch eine Sicherheit einer ordnungsgemäßen Montage der Verbindungselemente erhöht werden kann. Weiter kann eine einfache Demontage der Verbindungselemente realisiert werden, bei der lediglich eines der Verbindungselemente zerstört wird. Ferner kann eine ungewohnte, unübliche und/oder unbekannte Demontage, die vorzugsweise lediglich einem Fachpersonal bekannt ist, realisiert werden, wodurch eine ungewollte Demontage, eine unberechtigte Demontage und/oder eine unbemerkte Manipulation der Steckverbindung verhindert werden kann. Außerdem kann dadurch eine Steckverbindung mit einem Robust Design besonders einfach realisiert werden, wodurch eine Widerstandsfähigkeit einer Funktion der Steckverbindung gegenüber Änderungen von Umgebungsbedingungen erhöht werden kann. Dadurch kann eine kostengünstige und robuste Steckverbindung bereitgestellt werden. Unter einer „Sollbruchstelle” soll insbesondere eine gezielt, bewusst und/oder gewollt hergestellte Schwachstelle verstanden werden, die vorzugsweise eine zur Zerstörung notwendige Kraft einstellt. Die Sollbruchstelle bildet vorzugsweise im Vergleich zu einem unmittelbar angrenzenden Bereich eine Schwachstelle aus. Die Sollbruchstelle ist vorteilhafterweise abweichend von einem Gelenkpunkt des Rastelements ausgebildet. Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle entweder nachträglich in ein Material des Rastelements eingebracht und/oder bei einer Herstellung des Rastelements, beispielsweise durch Weglassen eines Materials, hergestellt. Unter einer „Sollbruchstelle, die zur Demontage vorgesehen ist” soll insbesondere eine Sollbruchstelle verstanden werden, die, vorzugsweise ausschließlich, dazu vorgesehen ist, die Demontage der Verbindungselemente und damit ein Lösen der Steckverbindung zu ermöglichen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Rastelement eine Montagerichtung definiert und dazu vorgesehen ist, zur Demontage durch ein Überdrücken in die Montagerichtung an der zumindest einen Sollbruchstelle zumindest teilweise abzubrechen. Dadurch kann eine Funktion des Rastelements besonders vorteilhaft aufgelöst werden, wodurch die zwei Verbindungselemente besonders einfach demontiert werden können. Unter einer „Montagerichtung” soll insbesondere eine Richtung verstanden, in die das Verbindungselement mit dem Rastelement zur Montage und damit zur Herstellung der Steckverbindung relativ zu dem anderen Verbindungselement bewegt werden muss. Unter einem „Überdrücken in die Montagerichtung” soll insbesondere verstanden werden, dass das Rastelement, weiter als es für eine ordnungsgemäße Montage notwendig ist, bewegt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Rastelement männlich ausgebildet, wodurch eine besonders vorteilhafte Montage der Verbindungselemente realisiert werden kann. Unter einem „männlich ausgebildeten Rastelement” soll insbesondere ein Rastelement verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zur Montage der Verbindungselemente in das erste Verbindungselement eingeführt und damit eingesteckt zu werden, wobei das Rastelement vorzugsweise von einem Material des ersten Verbindungselements umgeben ist.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das erste Verbindungselement eine bezüglich des Rastelements korrespondierend ausgebildete Rastausnehmung und zwei, räumlich durch die Rastausnehmung getrennte Öffnungsbereiche aufweist, die sich in einem Öffnungsdurchmesser voneinander unterscheiden. Dadurch kann das Rastelement zur Demontage besonders einfach abgebrochen werden. Unter einem „Öffnungsbereich” soll insbesondere eine axial verlaufende Öffnung verstanden werden, die zumindest zur Aufnahme des Rastelements vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Rastelement zur Montage in die Öffnung eingeführt, wodurch ein Material des die Rastausnehmung aufweisenden Verbindungselements das Rastelement umgibt. Unter „zwei sich im Öffnungsdurchmesser unterscheidenden Öffnungsbereichen, die räumlich durch die Rastausnehmung getrennt sind” soll insbesondere verstanden werden, dass die Rastausnehmung axial zwischen den Öffnungsbereichen angeordnet ist, wobei ein Öffnungsdurchmesser der axial verlaufenden Öffnung des einen Öffnungsbereichs und ein Öffnungsdurchmesser der axial verlaufenden Öffnung des anderen Öffnungsbereichs sich in einer Größe voneinander unterscheiden. Die Öffnungsbereiche sind bezüglich der Montagerichtung vorteilhafterweise axial hintereinander angeordnet. Vorzugsweise ist der Öffnungsdurchmesser des Öffnungsbereichs, der bezüglich der Montagerichtung vor der Rastausnehmung angeordnet ist, größer als der Öffnungsdurchmesser des Öffnungsbereichs, der bezüglich der Montagerichtung nach der Rastausnehmung angeordnet ist.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Verbindungselemente zur strömungstechnischen Verbindung von zumindest zwei Fluidleitungen des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anwendung der Steckverbindung in dem Kraftfahrzeug gefunden werden. Vorzugsweise sind die Fluidleitungen als Gasleitungen ausgebildet, insbesondere um ein Blow-By-Gas zu transportieren.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Die 1 zeigt eine Steckverbindung zweier nicht näher dargestellter Fluidleitungen eines Kraftfahrzeugs. Die Steckverbindung verbindet die zwei Fluidleitungen strömungstechnisch miteinander. Sie verbindet sie strömungstechnisch dicht miteinander. Die Fluidleitungen sind jeweils als eine Gasleitung ausgebildet. Sie sind jeweils als eine Blow-By-Leitung ausgebildet. Die durch die Steckverbindung verbundenen Fluidleitungen werden durch ein Blow-By-Gas durchströmt. Sie transportieren das Blow-By-Gas. Grundsätzlich kann die Steckverbindung auch zwei andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Leitungen miteinander verbinden, wie beispielsweise zwei Ölleitungen, zwei Wasserleitungen oder auch zwei elektrische Leitungen.
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Das Steckelement weist ein erstes Verbindungselement 10 und ein zweites Verbindungselement 11 auf. In der 1 sind die Verbindungselemente 10, 11 in einem montierten Zustand dargestellt, wodurch die zwei Fluidleitungen strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente 10, 11 sind zur strömungstechnischen Verbindung der Fluidleitungen hohl ausgebildet. Das erste Verbindungselement 10 ist an eine der Fluidleitungen und das zweite Verbindungselement 11 an die andere Fluidleitung fest angebunden. Das erste Verbindungselement 10 ist als ein aufnehmendes Element der Steckverbindung ausgebildet. Es ist weiblich ausgebildet. Das zweite Verbindungselement 11 ist als ein einsteckendes Element der Steckverbindung ausgebildet. Es ist männlich ausgebildet. Das zweite Verbindungselement 11 ist zur Montage in das erste Verbindungselement 10 eingesteckt.
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Das erste Verbindungselement 10 weist zur formschlüssigen Verrastung eine Rastausnehmung 15 auf. Die Rastausnehmung 15 verläuft um einen Innenumfang des ersten Verbindungselements 10. Es ist im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet. Weiter weist das erste Verbindungselement 10 zwei axial verlaufende Öffnungsbereiche 16, 17 auf, die durch die Rastausnehmung 15 räumlich in axialer Richtung voneinander getrennt sind. Die Rastausnehmung 15 ist axial zwischen den Öffnungsbereichen 16, 17 angeordnet. Bezüglich einer Montagerichtung 14, in die das zweite Verbindungselement 11 relativ zu dem ersten Verbindungselement 10 zur Montage in das erste Verbindungselement 10 gesteckt wird, ist der Öffnungsbereich 16 vor der Rastausnehmung 15 und der Öffnungsbereich 17 hinter der Rastausnehmung 15 angeordnet. Der Öffnungsbereich 16 ist bezüglich der Montagerichtung 14 vor dem Öffnungsbereich 17 angeordnet. Die Rastausnehmung 15 definiert die Montagerichtung 14. Die Montagerichtung 14 ist parallel zu einer Längsachse 20 der Verbindungselemente 10, 11 orientiert.
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Die Öffnungsbereiche 16, 17 unterscheiden sich in einem Öffnungsdurchmesser 18, 19 voneinander. Sie weisen jeweils einen Öffnungsquerschnitt auf, die sich in einer Größe voneinander unterscheiden. Das erste Verbindungselement 10 weist zwei Bereiche auf, die sich in einem Innendurchmesser voneinander unterscheiden. Der Öffnungsbereich 16 weist den Öffnungsdurchmesser 18 auf, der größer ist, als der Öffnungsdurchmesser 19 des Öffnungsbereichs 17. Der Öffnungsbereich 16 weist einen größeren Öffnungsquerschnitt auf als der Öffnungsbereich 17. Der Öffnungsbereich 16 stellt einen Montagequerschnitt bereit, durch den das zweite Verbindungselement 11 gesteckt ist. Der Öffnungsbereich 16 ist zur Montage des zweiten Verbindungselements 11 vorgesehen. Der Öffnungsbereich 17 stellt einen Strömungsquerschnitt für das Blow-By-Gas bereit. Zur Vereinfachung der Montage weist das erste Verbindungselement 10 weiter eine abgewinkelte, d. h. stumpfe Kante am Innenumfang auf. Die abgewinkelte Kante ist in dem Öffnungsbereich 16 angeordnet.
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Das zweite Verbindungselement 11 weist einen Anschluss 21 und eine Stabilisierung 22 auf. Der Anschluss 21 und die Stabilisierung 22 sind einstückig ausgebildet. Der Anschluss 21 ist zur strömungstechnischen Verbindung mit dem ersten Verbindungselement 10 vorgesehen. Der Anschluss 21 greift zur Montage in das Verbindungselement 10. Der Anschluss 21 weist einen Innendurchmesser auf, der einen Strömungsquerschnitt für das Blow-By-Gas bereitstellt. Der Innendurchmesser des Anschlusses 21 ist als ein Öffnungsdurchmesser ausgebildet. Der Anschluss 21 greift axial teilweise aus der Stabilisierung 22. Die Stabilisierung 22 ist dazu vorgesehen, den Anschluss 21 zu stabilisieren. Sie umgibt teilweise den Anschluss 21. In dem montierten Zustand umgibt die Stabilisierung 22 teilweise das erste Verbindungselement 10. Das erste Verbindungselement 10 ist in dem montierten Zustand teilweise zwischen dem Anschluss 21 und der Stabilisierung 22 angeordnet. Sie ist mit dem Öffnungsbereich 16 zwischen dem Anschluss 21 und der Stabilisierung 22 angeordnet. In dem montierten Zustand umgibt die Stabilisierung 22 den Öffnungsbereich 16 des ersten Verbindungselements 10.
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Das zweite Verbindungselement 11 weist zur formschlüssigen Verrastung sechs Rastelemente 12 auf. Die sechs Rastelemente 12 sind um einen Umfang des Anschlusses 21 gleichmäßig verteilt. Die Rastelemente 12 sind einstückig mit dem Anschluss 21 ausgebildet. In dem montierten Zustand und damit in einem verrasteten Zustand greifen die Rastelemente 12 jeweils formschlüssig in die Rastausnehmung 15 ein. Die Rastelemente 12 sind an einem Ende des Anschlusses 21 angeordnet. Das Ende des Anschlusses 21 an dem die Rastelemente 12 angeordnet sind, ist in dem montierten Zustand innerhalb des ersten Verbindungselements 10 angeordnet. Das Ende des Anschlusses 21 weist aufgrund der Rastelemente 12 eine pilzähnliche Form auf. Die Rastelemente 12 sind entlang des Umfangs durch Schlitze 23 getrennt. Die Rastelemente 12 sind jeweils als ein Rasthaken ausgebildet. Sie sind jeweils korrespondierend zu der Rastausnehmung 15 ausgebildet. Grundsätzlich kann das zweite Verbindungselement 11 ein Rastelement 12 aufweisen, das durchgängig um den Umfang des Anschlusses 21 verläuft, wodurch dem Ende des Anschlusses 21, das in dem montierten Zustand innerhalb des ersten Verbindungselement 10 angeordnet ist, die Schlitze 23 fehlen.
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Die Rastelemente 12 definieren jeweils die Montagerichtung 14. Sie weisen jeweils eine schräge Fläche und eine senkrechte Fläche auf. Die schrägen Flächen der Rastelemente 12 definieren die Montagerichtung 14. Die schräge Fläche ist dem zweiten Verbindungselement 11 abgewandt und die senkrechte Fläche dem zweiten Verbindungselement 11 zugewandt. Die senkrechten Flächen sind fluchtend mit einer Kante der Stabilisierung 22 ausgebildet. In dem montierten Zustand liegt die senkrechte Fläche des jeweiligen Rastelements 12 an einer durch die Rastausnehmung 15 bereitgestellten senkrechten Fläche des ersten Verbindungselements 10 an, wodurch die Verbindungselemente 10, 11 in eine Demontagerichtung 24, die parallel und entgegengesetzt zu der Montagerichtung 14 orientiert ist, formschlüssig miteinander verbunden sind. Die schräge Fläche der Rastelemente 12 sind in dem montierten Zustand einer durch die Rastausnehmung 15 bereitgestellten schrägen Fläche zugewandt. Die schrägen Flächen der Rastelemente 12 und die durch die Rastausnehmung 15 bereitgestellte schräge Fläche sind in dem montierten Zustand gegenüberliegend zueinander angeordnet.
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Zur Demontage der zwei Verbindungselemente 10, 11 weist jedes der Rastelemente 12 eine Sollbruchstelle 13 auf. Die Sollbruchstelle 13 ist als eine Schwachstelle des Anschlusses 21 ausgebildet. Die Sollbruchstellen 13 sind jeweils auf Höhe einer Schlitzkante der Schlitze 23 angeordnet. Die Sollbruchstellen 13 sind jeweils fluchtend mit den Schlitzkanten angeordnet. Sie sind entlang des Umfangs jeweils zwischen zwei Schlitzen 23 angeordnet. Die Sollbruchstellen 13 sind jeweils nachträglich in das entsprechende Rastelement 12 und damit in das Ende des Anschlusses 21 eingebracht. Sie sind jeweils als eine Materialausnehmung ausgebildet.
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Bei einem Überdrücken in die Montagerichtung 14 und damit bei einem Bewegen der Rastelemente 12 in den bezüglich der Montagerichtung 14 nach der Rastausnehmung 15 angeordneten Öffnungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 10 brechen die Rastelemente 12 zur Demontage an der jeweiligen Sollbruchstelle 13 ab. Sie knicken durch das Überdrücken an der Sollbruchstelle 13 nach innen, d. h. zur Längsachse 20 hin ab. Der Öffnungsbereich 17 des ersten Verbindungselements 10 stellt somit einen Demontagequerschnitt bereit, der durch seinen im Vergleich zu dem Öffnungsbereich 16 kleineren Öffnungsdurchmesser 19 die Rastelemente 12 abbricht, wodurch sich die formschlüssige Verrastung auflöst und die Verbindungselemente 10, 11 demontiert werden können. Durch eine entsprechende Materialauswahl des Rastelements 12 bzw. des Anschlusses 21 ist ein Abbrechen oder ein Lösen der Rastelemente 12 bei Überdrücken garantiert. Ein solches Überdrücken und die dadurch abgebrochenen Rastelemente 12 sind in der 1 gepunktet dargestellt.
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Zur strömungstechnischen Abdichtung der Verbindungselemente 10, 11 weist der Anschluss 21 eine um den Umfang des Anschlusses 21 verlaufende Dichtungsaufnahme 25 auf, in die ein Dichtring 26 eingebracht ist. Die Dichtungsaufnahme 25 ist als eine Ausnehmung ausgebildet. Die Sollbruchstellen 13 sind bezüglich der Längsachse 20 im Vergleich zu der Dichtungsaufnahme 25 jeweils näher zu der senkrechten Fläche und damit der schrägen Fläche des Rastelements 12 angeordnet. Sie sind in dem montierten Zustand im Vergleich zu der Dichtungsaufnahme 25 jeweils näher zu der Rastausnehmung 15 angeordnet. Die Sollbruchstellen 13 sind bezüglich der Längsachse 20 jeweils zwischen der Dichtungsaufnahme 25 und dem Ende des Anschlusses 21, der in dem montierten Zustand innerhalb des ersten Verbindungselements 10 angeordnet ist, angeordnet.
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In einem Montagevorgang der zwei Verbindungselemente 10, 11 wird der Anschluss 21 des zweiten Verbindungselements 11 und damit die Rastelemente 12 axial in das erste Verbindungselement 10 mit einem bestimmten Kraftaufwand gedrückt. Nach einem definierten Weg rasten die Rastelemente 12 jeweils in die Rastausnehmung 15 ein, wodurch die Verbindungselemente 10, 11 montiert sind. Das Einrasten der Rastelemente 12 ist dabei durch ein Klicken akustisch erkennbar.
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In einem Demontagevorgang der zwei Verbindungselemente 10, 11 wird der Anschluss 21 und damit die Rastelemente 12 axial in die Montagerichtung 14 aus der Rastausnehmung 15 gedrückt, wodurch die Rastausnehmung 15 überdrückt wird. Dadurch liegt die schräge Fläche der Rastelemente 12 an der durch die Rastausnehmung 15 bereitgestellten schrägen Fläche an, wodurch die durch die Rastausnehmung 15 bereitgestellte schräge Fläche die Rastelemente 12 nach innen drückt. Nach einem definierten Weg brechen die Rastelemente 12 aufgrund des kleineren Öffnungsdurchmessers 19 an den Sollbruchstellen 13 nach innen ab, wodurch das zweite Verbindungselement 11 mit geringem Kraftaufwand aus dem ersten Verbindungselement 10 gezogen werden kann. Der Kraftaufwand nach dem Abbrechen der Rastelemente 12 zum Herausziehen des zweiten Verbindungselements 11 aus dem ersten Verbindungselement 10 ist dabei geringer als der Kraftaufwand der zur Montage der Verbindungselemente 10, 11 notwendig ist. Ein Kraftaufwand zum Überdrücken und damit zum Abbrechen der Rastelemente 12 ist dabei größer als der Kraftaufwand der zur Montage notwendig ist, wodurch ein bevorstehendes Überdrücken und damit ein bevorstehendes Abbrechen der Rastelemente 12 erkennbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Verbindungselement
- 11
- zweites Verbindungselement
- 12
- Rastelement
- 13
- Sollbruchstelle
- 14
- Montagerichtung
- 15
- Rastausnehmung
- 16
- Öffnungsbereich
- 17
- Öffnungsbereich
- 18
- Öffnungsdurchmesser
- 19
- Öffnungsdurchmesser
- 20
- Längsachse
- 21
- Anschluss
- 22
- Stabilisierung
- 23
- Schlitz
- 24
- Demontagerichtung
- 25
- Dichtungsaufnahme
- 26
- Dichtring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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