WO2005103550A1 - Steckverbindung mit einem formdichtring - Google Patents

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WO2005103550A1
WO2005103550A1 PCT/EP2005/003819 EP2005003819W WO2005103550A1 WO 2005103550 A1 WO2005103550 A1 WO 2005103550A1 EP 2005003819 W EP2005003819 W EP 2005003819W WO 2005103550 A1 WO2005103550 A1 WO 2005103550A1
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WO
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sealing ring
plug
plug connection
spring leg
section
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PCT/EP2005/003819
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English (en)
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Inventor
Harald Hartmann
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Henn Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L17/00—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
    • F16L17/02—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket
    • F16L17/03—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket having annular axial lips
    • F16L17/032—Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket having annular axial lips the sealing rings having only one lip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
    • F16L37/084—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking
    • F16L37/088—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of a split elastic ring
    • F16L37/0885—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of a split elastic ring with access to the split elastic ring from a radial or tangential opening in the coupling
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
    • F16L33/20—Undivided rings, sleeves or like members contracted on the hose or expanded in the hose by means of tools; Arrangements using such members

Definitions

  • the invention relates to a plug connection between a plug and a latching plug-in part which can be connected to the plug.
  • Such connectors are used for example in the automotive industry to produce liquid-tight connections in the cooling water area.
  • a nozzle is attached to the radiator, which forms a ring encircling, pointing in the axial direction, front leg for producing a sealing connection with a male part and also stops and locking projections for producing a locking connection with dormitorenden the male part.
  • the male part consists in a preferred embodiment of an outer sleeve which is material integral with an inner sleeve, wherein in the space between the outer and the inner sleeve, a tube is inserted, which is tightly received there.
  • the invention is of course not limited to the formation of such a male part. It can be used any plug-in parts in which, for example, the hose is materially connected in one piece with the male part, if only it is ensured that the male part can be sealingly locked to the nozzle.
  • Such a connector should be according to the liquid-tight and / or airtight.
  • the state of the art provides for a so-called molded sealing ring to be arranged in the connection region between the connection piece and the plug.
  • Disadvantage is that the relatively thin dimensioned lip part unfolds only a small bias in the manufacture of the connector, resulting in failure of the seal when in the interior of the connector not positive pressure, but negative pressure is performed.
  • the invention is therefore based on the object to form a form sealing ring of the type mentioned so on that it acts both as a pressure seal and as a vacuum seal at very low insertion forces and that it is inexpensive to manufacture and easy to assemble.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • the molded sealing ring consists of a base body of relatively large cross-section, which is arranged in a circumferential sealing ring groove in a part of the connector and that in the radial direction of the molded seal an axial leg of the other male part applies and that further on the Base body a spring leg relatively small cross-section material integrally formed, the front free end is formed by a sealing cord of larger cross-section.
  • an asymmetrical shape sealing ring consisting of a base body of relatively large cross-section and an obliquely molded spring leg is provided at the front free end of a sealing cord of enlarged cross-section is formed, whose cross section is greater than that Cross section of the spring leg.
  • a plug connection consisting of a plug-in part and a socket which can be latched therein is described in the following description of the invention.
  • the invention is not limited to such an embodiment, which consists in that the connecting piece is inserted into the plug-in part and is fixed there with a latching connection and furthermore the inventive shape-sealing-ring connection. It is also simply the terms and thus equivalent to the functions of the connector can be reversed by calling the outer part as a nozzle and the inner part as a plug.
  • the outer part is a plug-in part and that the part to be latched, latched and sealed in the plug-in part is shown as a socket.
  • the base body of the said cross-section forms a sealing cord, which rests radially inwardly against the associated surfaces of the sealing ring groove of the plug.
  • Materialein Divisionig to the base body is followed by a radially inwardly directed spring leg, which is designed to be as unstable and slightly elastically deformable. This gives low insertion forces and a minimal influence of the setting behavior of the rubber material.
  • the inner sealing effect of the radially outwardly directed surface of the radial leg of the nozzle is now formed by a sealing cord of reduced diameter (compared to the diameter of the base body), which is formed on the free front and bendable end of the spring leg.
  • This special line shape is initially sealed under pressure.
  • the sealing cord on the radial outer surface of the leg of the nozzle applies and with a corresponding overpressure presses this pressure in the space between the base body and the sealing cord and expands both parts against each other.
  • the invention does not stop, because according to the invention it is also provided that this seal seals against negative pressure. This sealing takes place in that a relatively large bias is achieved by the spring leg on the sealing cord, and that at the same time acting on negative pressure results in a widening of the cross section of the sealing cord.
  • expansion is understood to mean the enlargement of the inner diameter, which occurs when the spring leg with the sealing cord formed thereon deforms radially outwardly as a cantilevered element during insertion of the connecting piece into the plug and a cross section of enlarged diameter of the sealing cord is used for this purpose Sealing edge comes.
  • the effective inner diameter of the molded sealing ring is enlarged according to the insertion of the connector and the sealing bead on the lower edge of the sealing cord is rotated by a certain expansion clearance in the axial direction and in the radial direction.
  • the shape sealing ring according to the invention acts not only as an overpressure seal, but as a vacuum seal and this at very low insertion forces.
  • the two sealing cords namely the base body and arranged at the free front end of the spring leg sealing cross-section creates inside or outside sealingly against the associated sealing surfaces and the spring leg forms a flexible connection between these two sealing cross-sections.
  • the sealing ring can thus bridge large manufacturing tolerances due to the lip and membrane effect and it ensures a low material usage.
  • the material of the molded sealing ring can be selected within wide limits. It must be an elastomeric material that withstands high deformation forces. Such an elastomeric material may, for. As rubber or a polyurethane material. Such a shape sealing ring can also be produced in the foaming process.
  • the molded sealing ring from a two-component plastic in order to assign different elastic properties to different sealing cross sections.
  • Figure 1 front view of a molded sealing ring according to the invention
  • Figure 2 section along the line AA in Figure 1;
  • FIG. 3 end view of the molded sealing ring according to detail B in FIG. 3;
  • Figure 4 an example of a form of sealing ring in a plug connection;
  • FIG. 5 an enlarged view of FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a further enlarged illustration in comparison to FIG. 5.
  • the molded sealing ring 1 according to the invention consists essentially of a round body which defines an inner diameter 29 in its interior. According to the invention, this inner diameter 29 is widened to an inner diameter 29 '(see FIG. In this case, an expansion clearance 30 is bridged.
  • the molded sealing ring 1 according to FIG. 3 accordingly consists of a substantially rectangular profiled base body 2 of relatively large material cross section.
  • a first annular groove 3 is provided on the inside, which is replaced by a material offset of a radially inwardly adjacent second annular groove 4.
  • the outer part forms a bevel 5, which rests on the male part 14 (see FIGS. 5 and 6) to compensate for manufacturing tolerances in the corner of the sealing ring groove 21.
  • a first radially projecting sealing bead 7 is arranged, which sealingly bears against the inside of the sealing ring groove 21 (see FIGS. 5 and 6). Regressing from the sealing bead 7, a contact surface 6 is provided, which forms a supporting surface for the base body 2 on the base limb of the sealing ring groove 21.
  • the contact surface 6 passes through 90 ° in a lower contact surface 8, and in this area, a spring leg 9 connects material ein Communityig to the material of the base body 2.
  • the cross section of the spring leg 9 is substantially smaller than the cross section of the base body 2, so that this is easily bendable and elastically deformable formed on the base body 2.
  • a sealing cord 10 of increased diameter is arranged according to the invention.
  • the cross section of the sealing cord 10 must be greater in any case, than the cross section of the spring leg 9. This is a significant advantage over the prior art, because in the prior art always only the spring leg 9 was extended to the outside and there just not a sealing cord 10 of enlarged diameter was formed.
  • the sealing cord 10 is profiled in a substantially rectangular or square shape, as can be clearly seen in FIG. It forms a lower sealing edge 12, which is formed diagonally opposite an edge 13.
  • the inner side of the sealing edge 12 defines the inner diameter 29 of the sealing cord 10.
  • the two parts form a receiving space 11 formed between them.
  • the plug connection consists of a connection piece 18 which can be produced, for example, from a plastic or metal material and which according to FIG. 5 forms a radially outwardly directed latching slope 24 for an associated latching connection.
  • a connection piece 18 which can be produced, for example, from a plastic or metal material and which according to FIG. 5 forms a radially outwardly directed latching slope 24 for an associated latching connection.
  • the detent spring 19 is still shown, which is arranged on the male part 14.
  • the nozzle 18 forms a peripheral, pointing in the axial direction, legs 20 whose upper side (radially outwardly facing surface) forms the sealing surface for the form of sealing ring 1 according to the invention.
  • the male part 14 consists of an inner sleeve 16, which is material integral with corresponding bends and flanges connected to an outer sleeve 15.
  • the two parts 15, 16 form a receiving space 17, in which a not-shown hose is inserted and clamped.
  • the medium can flow in the interior of the connector in any direction of arrows 23.
  • the diagonal 28 between the two edges 12 and 13 accordingly tilts at an angle of z. B. 20 ° in the direction of the vertical (radial normal of the sealing surface 31 of the leg 20 of the nozzle 18), whereby the sealing edge 12 'during manufacture of the connector axially forward in the direction of arrow 27 and at the same time is moved radially outward.
  • the enlarged cross section of the sealing cord 10 has a much higher bias by the increase in diameter of the material of the sealing cord 10, thereby follows that the deformed sealing cord 10 a very high bias on the sealing edge 12 in the direction of the leg 20 unfolds.
  • the bias voltage is increased again, because then the diagonal 28 'is approximately perpendicular to the surface of the sealing surface 31 of the leg 20.
  • cross section of the sealing cord is approximately square or rectangular and has a larger cross section than the material of the spring leg 9.
  • the cross-sectional enlargement of the sealing cord compared to the cross-section of the leg is greater by a percentage of about 50% to 100%.
  • an accumulation of material for the sealing cord 10 is proposed in the region of the sealing cross section (namely, the sealing edge 12), whereby a particularly dimensionally stable seal is provided in this region, but connected to the relatively rigidly formed base body 2 via a readily bendable spring leg 9.
  • the invention is not limited to the rectangular or square profiling of the sealing cord 10. It can also be selected other cross-sectional shapes, such as. As oval cross sections, square, polygonal cross sections and the like. It is only important that results in a profile whose diagonal 28 then describes a high accumulation of material and this diagonal is approximately perpendicular to the sealing surface 31 of the leg 20 of the nozzle 18.
  • the sealing ring groove 21 is closed on all three sides.
  • two sides are created by a corresponding crimping in the region of the inner sleeve 16 of the male part 14 and a third boundary side is provided by a securing ring 25 which is arranged in the region of the male part.
  • the invention is not limited thereto. It can also be provided that, instead of the securing ring 25, a further fixed edge of the inner sleeve 16 describes a U-shaped profiled sealing ring groove 21.
  • the retaining ring 25 is not axially inside, as shown in Figure 6, but axially outboard, where in the embodiment shown, a fixed edge of the inner sleeve 16 is now arranged. The locations of the fixed edge and the retaining ring can thus be reversed.
  • sealing ring groove 21 is profiled in a U-shape and is opened radially inwards so as to insert the molded sealing ring 1.
  • the invention is not limited thereto. It can also be provided that the plug connection between the plug-in part 14 and the socket 18 acts outwards, in this case the sealing ring groove 21 would be radially inward opened outward and the shape of sealing ring 1 is inserted from the outside inwardly in the outwardly open sealing ring 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, beispielsweise zur Herstellung von flüssigkeits- oder gasdichten Verbindungen im Kraftfahrzeugbau, zwischen einem Stutzen (18) und einem damit verbindbaren Steckteil (14), die axial ineinander steckbar und zueinander verrastbar sind, mit einem Formdichtring (1), beinhaltend einen Basiskörper (2) relativ grossen Querschnittes, an dem radial ein elastisch radial und/oder axial federnder Federschenkel (9) kleineren Querschnittes angesetzt ist, wobei der Basiskörper (2) in einer Dichtringnut (21) des ersten Teils (14, 18) aufgenommen ist und der Federschenkel (9) sich an einer radialen Fläche (31) an dem anderen Teil (18, 14) dichtend anlegt, wobei an dem vorderen freien Ende des Federschenkels (9) eine Dichtschnur (10) grösseren Querschnittes als der Querschnitt des Federschenkels (9) ausgebildet ist. Vorteil ist, dass der Formdichtring (1) sowohl als Überdruckdichtung als auch als Unterdruckdichtung bei sehr geringen Einsteckkräften wirkt und kostengünstig herzustellen und einfach zu montieren ist.

Description

Steckverbindung mit einem Formdichtrinq
Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zwischen einem Stecker und einem rastend mit dem Stecker verbindbaren Steckteil.
Derartige Steckverbindungen werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau verwendet, um flüssigkeitsdichte Verbindungen im Kühlwasserbereich herzustellen.
Hierbei ist am Kühler ein Stutzen befestigt, der einen ringsumlaufenden, in axialer Richtung weisenden, vorderen Schenkel zur Herstellung einer Dichtverbindung mit einem Steckteil ausbildet und ferner noch Anschläge und Rastvorsprünge zur Herstellung einer Rastverbindung mit dem darauf aufzurastenden Steckteil.
Eine solche Steckverbindung ist in einer Vielzahl älterer Patentanmeldungen des gleichen Anmelders beschrieben. Auf die dortige Offenbarung wird Bezug genommen. Diese Offenbarung soll vollinhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
Das Steckteil besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung aus einer Außenhülse, die werkstoffeinstückig mit einer Innenhülse verbunden ist, wobei im Zwischenraum zwischen der Außen und der Innenhülse ein Schlauch eingeschoben wird, der dort dicht aufgenommen ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Ausbildung eines solchen Steckteils begrenzt. Es können beliebige Steckteile verwendet werden, bei denen auch beispielsweise der Schlauch werkstoffeinstückig mit dem Steckteil verbunden ist, wenn nur dafür gesorgt ist, dass des Steckteil dichtend mit dem Stutzen verrastet werden kann.
Eine solche Steckverbindung soll dem gemäß flüssigkeitsdicht und/oder luftdicht sein. Zur Herstellung der Dichtwirkung sieht der Stand der Technik vor, dass im Verbindungsbereich zwischen dem Stutzen und dem Stecker ein sogenannter Formdichtring angeordnet ist.
Es ist bekannt, einen solchen Formdichtring auch als Lippendichtung auszubilden, was bedeutet, dass an einem Basiskörper relativ großen Querschnittes ein Lippenteil federnd angesetzt ist, das sich beim Herstellen der Steckverbindung elastisch verformt und so unter Vorspannung an das gegenüberliegende Teil der Dichtverbindung anlegt.
Nachteil ist, dass das relativ dünn dimensionierte Lippenteil nur eine geringe Vorspannung beim Herstellen der Steckverbindung entfaltet, was zum Versagen der Dichtung führt wenn im Innenraum der Steckverbindung nicht Überdruck, sondern Unterdruck geführt wird.
Ein solcher Unterdruck führt dazu, dass die Lippe sich nicht mehr unter Vorspannung an der gegenüberliegenden Dichtfläche anlegt, sondern von der Dichtfläche abgehoben wird und hierdurch die Dichtung versagt.
Es ist ebenfalls bekannt, bei Steckverbindungen sogenannte O-Ringe einzusetzen, die sowohl den Über- als auch den Unterdruck sichern.
Derartige O-Ringe haben jedoch den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer großen Querschnittsform hohe Steckkräfte verursachen, was bei Steckverbindungen unerwünscht ist. Ferner besteht der Nachteil, dass sich wegen ihrer großen Querschnitte auch große Bauräume im Bereich der Steckverbindung benötigen, was zu einem vergrößerten Herstellungsaufwand der Steckverbindung führt.
Es ist auch bekannt, einen Formdichtring derart zu gestalten, dass an einem Basiskörper spiegelsymmetrisch zwei daran angeformte Dichtlippen vorgesehen sind. Diese symmetrische Ausbildung hat den Nachteil, dass sie schwierig zu montieren ist, weil die Gefahr besteht, dass sich diese Anordnung während der Montage verdreht oder verkippt. Es kann dann nicht mehr sichergestellt sein, dass die symmetrischen Dichtlippen ihre Dichtfunktion erfüllen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Formdichtring der eingangs genanten Art so weiter zu bilden, dass er sowohl als Überdruckdichtung als auch als Unterdruckdichtung bei sehr geringen Einsteckkraften wirkt und dass er kostengünstig herzustellen und einfach zu montieren ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der Formdichtring aus einem Basiskörper relativ großen Querschnittes besteht, der in einer umlaufenden Dichtringnut in einem Teil der Steckverbindung angeordnet ist und dass sich in radialer Richtung an den Formdichtring ein axialer Schenkel des anderen Steckteils anlegt und dass ferner an dem Basiskörper ein Federschenkel relativ geringen Querschnittes werkstoffeinstückig angeformt ist, dessen vorderes freies Ende durch eine Dichtschnur größeren Querschnittes ausgebildet wird.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass ein asymmetrischer Formdichtring, bestehend aus einem Basiskörper relativ großen Querschnittes und einem schräg daran angeformten Federschenkel geschaffen wird, an dessen vorderen freien Ende eine Dichtschnur vergrößerten Querschnittes angeformt ist, deren Querschnitt größer ist, als der Querschnitt des Federschenkels.
Aus Vereinfachungsgründen und der einfacheren Wortwahl wegen wird in der folgenden Erfindungsbeschreibung eine Steckverbindung bestehend aus einem Steckteil und einem darin verrastbaren Stutzen beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt, die darin besteht, dass der Stutzen in das Steckteil hinein gesteckt wird und dort mit einer Rastverbindung und ferner dem erfindungsgemäßen Formdichtring-Verbindung festgelegt wird. Es können auch einfach die Begriffe und damit auch äquivalent die Funktionen der Steckverbindung vertauscht werden, indem man das äußere Teil als Stutzen und das innere Teil als Stecker bezeichnet.
Der einfacheren Beschreibung wegen wird jedoch im folgenden davon ausgegangen, dass das äußere Teil ein Steckteil ist und das in dem Steckteil einzusteckende, zu verrastende, sowie dichtend festzulegende Teil als Stutzen dargestellt ist.
Mit der gegebenen erfindungsgemäßen Lehre ergibt sich nun das Merkmal, dass der Basiskörper des besagten Querschnittes eine Dichtschnur ausbildet, die radial einwärts an den zugeordneten Flächen der Dichtringnut des Steckers anliegt. Durch diesen Basiskörper wird die Formstabilität des Dichtrings bestimmt, der damit verdrehungs- und verkippungssicher leicht in der umlaufenden Dichtringnut des Steckers montierbar ist.
Werkstoffeinstückig an den Basiskörper schließt sich ein radial nach innen gerichteter Federschenkel an, der möglichst labil ausgeführt ist und leicht elastisch verformbar ist. Dadurch erhält man geringe Einsteckkräfte und einen minimalen Einfluss des Setzverhaltens des Gummiwerkstoffes.
Die innere Dichtwirkung der radial nach außen gerichteten Fläche des radialen Schenkels des Stutzens wird nun durch eine Dichtschnur verkleinerten Durchmessers (im Vergleich zum Durchmesser des Basiskörpers) gebildet, die an dem freien vorderen und biegbaren Ende des Federschenkels angeformt ist. Durch diese besondere Schnurform wird zunächst druckunterstützt gedichtet. Dies bedeutet, dass aufgrund der Federvorspannung des Federschenkels sich die Dichtschnur an der radialen Außenfläche des Schenkels des Stutzens anlegt und bei entsprechendem Überdruck drückt dieser Überdruck in den Zwischenraum zwischen dem Basiskörper und der Dichtschnur und weitet beide Teile gegeneinander auf. Hier hört jedoch die Erfindung nicht auf, denn erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass diese Dichtung gegen Unterdruck abdichtet. Diese Abdichtung erfolgt dadurch, dass eine relativ große Vorspannung durch den Federschenkel auf die Dichtschnur erreicht wird, und dass bei gleichzeitiger Einwirkung von Unterdruck sich eine Aufweitung des Querschnittes der Dichtschnur ergibt.
Unter einer „Aufweitung" wird die Vergrößerung des Innendurchmessers verstanden, der dadurch geschieht, dass beim Einstecken des Stutzens in den Stecker sich der Federschenkel mit der daran angeformten Dichtschnur als einseitig biegbares Element radial auswärts verformt und hierbei ein Querschnitt vergrößerten Durchmessers der Dichtschnur zum Einsatz als Dichtkante kommt.
Der wirksame Innendurchmesser des Formdichtringes wird dem gemäß beim Einstecken der Steckverbindung vergrößert und der Dichtwulst an der Unterkante der Dichtschnur wird um ein bestimmtes Aufweitspiel in axialer Richtung und in radialer Richtung verdreht.
Durch diese Maßnahmen wirkt der erfindungsgemäße Formdichtring nicht nur als Überdruckdichtung, sondern als Unterdruckdichtung und das bei sehr geringen Einsteckkraften.
Durch das Prinzip der Anordnung eines Federschenkels kann der Dichtring große Achsversätze bei der Montage der Steckverbindung und im Betrieb ausgleichen. Die beiden Dichtungsschnüre, nämlich der Basiskörper und der am freien vorderen Ende des Federschenkels angeordnete Dichtquerschnitt legt sich innen bzw. außen dichtend an die zugeordneten Dichtflächen an und der Federschenkel bildet eine flexible Verbindung zwischen diesen beiden Dichtungsquerschnitten.
Der Dichtring kann damit aufgrund der Lippen- und Membranwirkung große Fertigungstoleranzen überbrücken und es wird ein geringer Materialeinsatz gewährleistet. Das Material des Formdichtringes ist in weiten Grenzen wählbar. Es muss ein elastomeres Material sein, welches hohen Verformungskräften Stand hält. Ein solches elastomeres Material kann z. B. Kautschuk oder ein Polyurethan-Material sein. Ein solcher Formdichtring kann auch im Schäumverfahren hergestellt werden.
Es ist auch möglich, den Formdichtring aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff herzustellen, um verschiedenen Dichtquerschnitten unterschiedliche elastische Eigenschaften zuzuordnen.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Vorderansicht eines Formdichtringes nach der Erfindung;
Figur 2: Schnitt gemäß der Linie AA in Figur 1 ;
Figur 3: Stirnansicht des Formdichtringes nach dem Detail B in Figur 3; Figur 4: ein Einbaubeispiel eines Formdichtringes in eine Steckverbindung;
Figur 5: eine vergrößerte Darstellung der Figur 4;
Figur 6: eine weiter vergrößerte Darstellung im Vergleich zur Figur 5.
Der Formdichtring 1 nach der Erfindung besteht im Wesentlichen aus einem Rundkörper, der in seinem Innenraum einen Innendurchmesser 29 definiert. Erfindungsgemäß wird dieser Innendurchmesser 29 beim Herstellen der Steckverbindung auf einen Innendurchmesser 29' (vgl. Figur 6) aufgeweitet. Hierbei wird ein Aufweitspiel 30 überbrückt.
Der Formdichtring 1 nach Figur 3 besteht demgemäß aus einem im Wesentlichen rechteckförmig profilierten Basiskörper 2 relativ großen Materialquerschnittes. Aus Fertigungsgründen ist innenliegend eine erste Ringnut 3 vorgesehen, die durch einen Materialversatz von einer sich radial einwärts anschließenden zweiten Ringnut 4 abgelöst wird.
Der äußere Teil bildet eine Schräge 5, die zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen in der Ecke der Dichtringnut 21 am Steckteil 14 (siehe Figur 5 und 6) anliegt.
Von der Schräge 5 abstehend ist ein erster radial vorstehender Dichtwulst 7 angeordnet, der an der Innenseite der Dichtringnut 21 (siehe Figur 5 und 6) abdichtend anliegt. Von dem Dichtwulst 7 zurücktretend ist eine Anlagefläche 6 vorgesehen, welche einen Abstützfläche für den Basiskörper 2 an dem Basisschenkel der Dichtringnut 21 ausbildet.
Die Anlagefläche 6 geht um 90° in eine untere Anlagefläche 8 über, und in diesem Bereich schließt sich ein Federschenkel 9 werkstoffeinstückig an das Material des Basiskörpers 2 an. Der Querschnitt des Federschenkels 9 ist wesentlich geringer als der Querschnitt des Basiskörpers 2, so dass dieser leicht biegbar und elastomer verformbar am Basiskörper 2 angeformt ist.
Am vorderen freien Ende des Federschenkels 9 ist erfindungsgemäß eine Dichtschnur 10 vergrößerten Durchmessers angeordnet. Damit ist klargestellt, dass der Querschnitt der Dichtschnur 10 auf jeden Fall größer sein muss, als der Querschnitt des Federschenkels 9. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, weil beim Stand der Technik stets nur der Federschenkel 9 nach außen verlängert war und dort eben nicht eine Dichtschnur 10 vergrößerten Durchmessers angeformt war.
Die Dichtschnur 10 ist im Wesentlichen rechteck- oder quadratförmig profiliert, wie dies in Figur 3 gut erkennbar ist. Sie bildet eine untere Dichtkante 12 aus, der diagonal gegenüberliegend eine Kante 13 ausgebildet ist.
Die Innenseite an der Dichtkante 12 definiert den Innendurchmesser 29 der Dichtschnur 10.
Die beiden Teile (Basiskörper 2 und Dichtschnur 10) bilden einen zwischen sich ausgebildeten Aufnahmeraum 11 aus.
Im Einbaubeispiel nach Figuren 4 bis 6 besteht die Steckverbindung aus einem Stutzen 18, der beispielsweise aus einem Kunststoff- oder Metallmaterial hergestellt werden kann und der gemäß Figur 5 eine radial auswärts gerichtete Rastschräge 24 für eine zugeordnete Rastverbindung ausbildet. Von der Rastverbindung ist lediglich noch die Rastfeder 19 dargestellt, die an dem Steckteil 14 angeordnet ist.
Der Stutzen 18 bildet einen in axialer Richtung weisenden, umlaufenden Schenkel 20 aus, dessen obere Seite (radial nach außen gerichtete Fläche) die Dichtfläche für den erfindungsgemäßen Formdichtring 1 bildet. Das Steckteil 14 besteht aus einer Innenhülse 16, die werkstoffeinstückig über entsprechende Abbiegungen und Bördelungen mit einer Außenhülse 15 verbunden ist.
Die beiden Teile 15, 16 bilden einen Aufnahmeraum 17, in den ein nicht näher dargestellter Schlauch eingesteckt und festgeklemmt wird.
Das Medium kann im Innenraum der Steckverbindung in beliebigen Pfeilrichtungen 23 strömen.
Liegt Überdruck im Innenraum der Steckverbindung vor, dann dringt dieser Überdruck über die Druckseite 22 in den Aufnahmeraum 11 zwischen dem Basiskörper 2 und der Dichtschnur 10 und „bläst" diesen Formdichtring 1 damit auf. Damit wird der Federschenkel 9 unter elastischer Verformung radial einwärts gepresst und der am vorderen freien Ende angeordnete verdickte Querschnitt in Form der Dichtschnur 10 legt sich mit dem Dichtwulst 12 abdichtend an der radial außenliegenden Fläche des Schenkels 20 des Stutzens 18 an. Dieses Dichtungsprinzip und der Überdruck ist an und für sich kein besonderes Problem.
Problematisch wird es dann, wenn im Bereich der Steckverbindung Unterdruck erzeugt wird und über die Druckseite 22 ein Unterdruck in Pfeilrichtung 27 entsteht. Dieser Unterdruck in Pfeilrichtung 27 (siehe Figur 5) versucht die elastische Vorspannung des Federschenkels 9 aufzuheben und den Dichtwulst 12 von der Dichtfläche des Schenkels 20 des Stutzens 18 abzuheben. Hier setzen nun die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein.
Wie sich aus Figur 6 ergibt, weist der unverformte Federschenkel 9 vor Herstellung der Steckverbindung schräg nach unten in den Innenraum des Steckteils. Wird nun der Stutzen 18 in das Steckteil 14 eingeführt, dann kippt die Dichtschnur 10 aus der unverformten Stellung nach Figur 6 in die verformte Stellung in Pfeilrichtung 26 nach außen. Gleichzeitig wird damit der Innendurchmesser 29 in einen aufgeweiteten Innendurchmesser 29' umgesetzt, wodurch ein Aufweitspiel 30 stattfindet.
Die Diagonale 28 zwischen den beiden Kanten 12 und 13 kippt demgemäß um einen Winkel von z. B. 20° in Richtung auf die Senkrechte (radiale Normale der Dichtfläche 31 des Schenkels 20 des Stutzens 18), wodurch die Dichtkante 12' beim Herstellen der Steckverbindung axial nach vorne in Pfeilrichtung 27 und gleichzeitig radial auswärts bewegt wird.
Weil der vergrößerte Querschnitt der Dichtschnur 10 eine wesentlich höhere Vorspannung durch die Durchmesservergrößerung des Materials der Dichtschnur 10 hat, folgt dadurch, dass die verformte Dichtschnur 10 eine sehr hohe Vorspannung an der Dichtkante 12 in Richtung auf den Schenkel 20 entfaltet. Durch die Drehbewegung in Pfeilrichtung 26, bei der die Diagonale 28 verschwenkt wird, wird die Vorspannung nochmals erhöht, weil dann die Diagonale 28' etwa senkrecht zur Oberfläche der Dichtfläche 31 des Schenkels 20 steht.
Hieraus ergibt sich, dass es besonders bevorzugt wird, wenn der Querschnitt der Dichtschnur etwa quadratisch oder rechteckig ist und einen größeren Querschnitt als das Material des Federschenkels 9 aufweist.
Die Querschnittvergrößerung der Dichtschnur im Vergleich zum Querschnitt des Schenkels ist um einen Prozentsatz von etwa 50% bis 100% größer.
Es wird also im Bereich des Dichtungsquerschnittes (nämlich der Dichtkante 12) eine Materialanhäufung für die Dichtschnur 10 vorgeschlagen, wodurch eine besonders formstabile Dichtung in diesem Bereich vorgesehen wird, die aber über einen gut biegbaren Federschenkel 9 mit dem relativ starr ausgebildeten Basiskörper 2 verbunden ist. Die Erfindung ist nicht auf die rechteckförmige oder quadratische Profilierung der Dichtschnur 10 beschränkt. Es können auch andere Querschnittsformen gewählt werden, wie z. B. ovale Querschnitte, quadratische, mehrkantige Querschnitte und dergleichen mehr. Wichtig ist nur, dass sich ein Profil ergibt, dessen Diagonale 28 dann eine hohe Materialanhäufung beschreibt und diese Diagonale etwa senkrecht zur Dichtfläche 31 des Schenkels 20 des Stutzens 18 steht.
Damit wird eine gut definierte Dichtkante 12 auf der Dichtfläche 31 gewährleistet.
Es wird noch angemerkt, dass bevorzugt die Dichtringnut 21 3-seitig geschlossen ist. Zu diesem Zweck werden zwei Seiten durch eine entsprechende Abbördelung im Bereich der Innenhülse 16 des Steckteils 14 geschaffen und eine dritte Begrenzungsseite wird durch einen Sicherungsring 25 geschaffen, der im Bereich des Steckteils angeordnet ist.
Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, dass statt des Sicherungsringes 25 eine weitere feste Kante der Innenhülse 16 eine U-förmig profilierte Dichtringnut 21 beschreibt.
Ebenso kann es vorgesehen sein, dass der Sicherungsring 25 nicht axial innen liegt, wie dies in Figur 6 dargestellt ist, sondern axial außen liegend, wo im gezeigten Ausführungsbeispiel nun eine feste Kante der Innenhülse 16 angeordnet ist. Die Orte der festen Kante und des Sicherungsringes können somit vertauscht werden.
Es wird bevorzugt, wenn die Dichtringnut 21 U-förmig profiliert ist und radial nach innen geöffnet ist, um so den Formdichtring 1 einzulegen.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Steckverbindung zwischen dem Steckteil 14 und dem Stutzen 18 nach außen liegend wirkt, in diesem Falle wäre die Dichtringnut 21 radial nach außen hin geöffnet und der Formdichtring 1 wird von außen her nach innen liegend in die nach außen geöffnete Dichtringnut 21 eingebracht.
Zeichnungslegende
Formdichtring
Basiskörper
Ringnut
Ringnut
Schräge
Anlagefläche
Dichtwulst
Anlagefläche
Federschenkel
Dichtschnur
Aufnahmeraum
Dichtkante 12'
Kante
Steckteil
Außenhülse
Innenhülse
Aufnahmeraum
Stutzen
Rastfeder
Schenkel
Dichtringnut
Druckseite
Druckrichtung
Rastschräge
Sicherungsring
Pfeilrichtung
Pfeilrichtung
Diagonale 28'
Innendurchmesser 29'
Aufweitspiel
Dichtfläche

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbindung, beispielsweise zur Herstellung von flüssigkeits- oder gasdichten Verbindungen im Kraftfahrzeugbau, zwischen einem Stutzen (18) und einem damit verbindbaren Steckteil (14), die axial ineinander steckbar sind, mit einem Formdichtring (1), beinhaltend einen Basiskörper (2) relativ großen Querschnittes, an dem radial ein elastisch radial und/oder axial federnder Federschenkel (9) kleineren Querschnittes angesetzt ist, wobei der Basiskörper (2) in einer Dichtringnut (21) des ersten Teils (14 oder 18) aufgenommen ist und der Federschenkel (9) sich an einer radialen Dichtfläche (31) an dem anderen Teil (18 oder 14) dichtend anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vorderen freien Ende des Federschenkels (9) eine Dichtschnur (10) größeren Querschnittes als der Querschnitt des Federschenkels (9) ausgebildet ist.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur (10) einen kleineren Querschnitt aufweist, als der Querschnitt des Basiskörpers (2).
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur (10) im Querschnitt rund, oval, dreieckförmig, rechteckförmig, quadratisch, oder polygon ausgebildet ist.
4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Einbauzustand des Formdichtrings (1) bzw. im Zusammenbauzustand der Steckverbindung eine oder mehrere Kante/n der dreieckförmig, rechteckförmig, quadratisch, oder polygon ausgebildeten Dichtschnur (10) an der Dichtfläche (31) anlegt/anlegen.
5. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formdichtring (1) stoffschlüssig aus einem Material ausgebildet ist oder aus einem Zwei- oder Mehr-Komponenten-Material gebildet ist.
6. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federschenkel (9) des Formdichtrings (1) schräg im Winkel zur Längsachse der Steckverbindung bzw. des Formdichtrings (1) verläuft.
7. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federschenkel (9) im Einbauzustand des Formdichtrings (1) bzw. im Zusammenbauzustand der Steckverbindung radial elastisch federnd vorgespannt ist.
8. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Basiskörper (2) und Federschenkel (9) mit Dichtschnur (10) ein Zwischenraum (11) ausgebildet ist.
9. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (11) im Einbauzustand des Formdichtrings (1) bzw. im Zusammenbauzustand der Steckverbindung mit dem Über- oder Unterdruckmedium in Verbindung steht.
10. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Formdichtring (1) aus Kautschuk oder aus Kunststoff, z.B. Polyurethan hergestellt ist oder diese beinhaltet.
11. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckteil (14) und der Stutzen (18) miteinander verrastet sind, mit Hilfe einer oder mehrerer Rastfedern (19) an dem einen Teil (14 oder 18), die sich an einer Rastschräge (24) an dem anderen Teil (18 oder 14) anlegt/- en.
12. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der innenliegende Stutzen (18) in den Innenraum des außenliegenden Steckteils (14) eingesteckt ist und der Formdichtring (1) in der Dichtringnut (21) an der Innenseite des Steckteils (14) eingebracht ist und der Federschenkel (9) des Formdichtrings (1) radial einwärts verläuft.
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