DE4214104A1 - Leckagefreie steckverbindung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung zum Verbinden eines Steckerteils mit einem Kupplungsteil, ins­ besondere zum Einsatz bei Klimaanlagen.

Es sind Steckverbindungen für Schlauch- und Rohrleitungen in der Klimatechnik bekannt, die aus einem Steckerteil und einem Kupplungsteil bestehen, wobei das Steckerteil mit einem Steckerzapfen in einen Einsteckabschnitt des Kupp­ lungsteil dichtend eingesteckt wird und in der Kupplungs­ lage arretierbar ist. Hierbei besitzen das Steckerteil und das Kupplungsteil durchgehend offene, in der Kupplungslage ineinander übergehende Strömungskanäle. Die Arretierung zwischen Steckerteil und Kupplungsteil erfolgt mit den unterschiedlichsten Mitteln, beispielsweise Arretierbügeln oder Klammern. Bei derartig bekannten Steckverbindungen ist es von Nachteil, daß aufgrund der durchgehend offenen Strömungskanäle beim Trennen des Kupplungsstegs Kühlmedium austreten kann, auch wenn zuvor die Leitungen drucklos ge­ schaltet worden sind, da stets zumindest das sich in den Leitungen befindende Volumen des Kühlmediums entweicht. Hierdurch kommt es einerseits zu einem Verlust von Kühlme­ dium und andererseits ist dies aus Umweltgesichtspunkten nicht mehr tolerierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung zu schaffen, die die genannten Nach­ teile beseitigt und mit der es möglich ist, im entkuppelten und gekuppelten Zustand jegliches Austreten von Kühlmedium aus den Verbindungsteilen zu vermeiden und wobei ein leichtes Ein- oder Auskuppeln von Hand sowie eine Sicherung der Kupplungsstellung gegen ungewolltes Entkuppeln möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß einerseits im Steckerteil und andererseits im Kupplungsteil zwei Rückschlagventile derart zueinander angeordnet sind, daß sie im gekuppelten Zustand geöffnet und im entkuppelten Zustand geschlossen sind sowie das Steckerteil im Kupp­ lungsteil im gekuppelten Zustand mittels eines durch das Kupplungsteil in eine Ringnut des Steckerteils eingreifen­ den Halteelementes arretiert ist sowie beidseitig der Ringnut eine umfangsgemäße Abdichtung zwischen Stecker- und Kupplungsteil gegeben ist. Das Halteelement kann vorzugs­ weise als Kunststoffelement ausgebildet sein und rastet formschlüssig in die Ringnut des Steckerzapfens. Dabei ist das Halteelement vorzugsweise so ausgebildet daß es den gesamten Umfang des Steckerteils abdeckt. Durch die beid­ seitige umfangsgemäße Abdichtung der Ringnut im eingekup­ pelten Zustand wird vermieden, daß Druckflüssigkeit durch die im Kupplungsteil befindlichen Durchtrittsöffnungen für das Halteelement austreten kann.

Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das Halteelement umfangsgemäß verriegelt ist, so daß ein un­ willkürliches Lösen der erfindungsgemäßen Steckverbindung ausgeschlossen ist.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen enthalten.

Anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im oberen Abschnitt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Steckverbindung im eingekuppel­ ten Zustand und im unteren Abschnitt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Steckverbindung,

Fig. 2 eine Ansicht eines Haltelementes der Steckverbin­ dung gemäß Fig. 1.

Eine erfindungsgemäße Steckverbindung besteht aus einem Steckerteil 1 und einem Kupplungsteil 2. Das Kupplungsteil 2 weist einen durchgehenden Strömungskanal 3 und einen Einsteckabschnitt 4 auf, in den das Steckerteil 1 mit seinem Steckerzapfen 5 umfangsgemäß dichtend einsteckbar ist. Das Steckerteil 1 besitzt ebenfalls einen durchgehen­ den Strömungskanal 6. Dem Steckerzapfen 5 axial in der Längsachse X-X der Steckverbindung gegenüberliegend weist das Steckerteil 1 einen Außengewindeabschnitt 7 auf. Zwischen dem Steckerzapfen 5 und dem Außengewindeabschnitt 7 ist ein Ringbund 8 mit äußeren Schlüsselflächen 9 ausge­ bildet. Das Kupplungsteil 2 besitzt dem Einsteckabschnitt 4 axial gegenüberliegend einen Anschlußdorn 11, auf den eine Schlauchleitung 12 oder dergleichen aufschiebbar ist.

Erfindungsgemäß weisen sowohl das Steckerteil 1 als auch das Kupplungsteil 2 je ein Rückschlagventil 13, 14 auf. Diese beiden Rückschlagventile 13, 14 sind derart ausgebil­ det, daß im entkuppelten Zustand des Stecker- und Kupp­ lungsteils 1, 2 die Ventile 13, 14 geschlossen sind. Diese Rückschlagventile 13, 14 weisen jeweils einen in dem Strömungskanal 6 (Steckerteil) bzw. dem Strömungskanal 3 (Kupplungsteil) axial beweglichen Ventilstößel 15 auf, der dichtend mit je einem Ventilsitz 16 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 16 ist hierzu konisch ausgebildet, und jeder Ventilstößel 15 besitzt in Anpassung hieran einen konischen Ventilkopf 17. Die beiden Ventilstößel 15 sind in der Kupp­ lungsstellung einander gegenüberliegend axial fluchtend angeordnet und haben eine derartige Länge, daß sie stirn­ seitig aneinanderstoßen und hierdurch gegen die Kraft einer Schließfeder 18 die Ventilköpfe 17 jeweils von dem zugeord­ neten Ventilsitz 16 abheben. Demnach befinden sich die Rückschlagventile 13, 14 in der Kupplungsstellung, in der der Steckerzapfen 5 in den Einsteckabschnitt 4 eingesteckt ist, in ihrer Öffnungsstellung. Zweckmäßigerweise besitzen die Ventilköpfe 17 in ihrer Dichtfläche eine O-Ring-Dich­ tung 19. Dem Ventilstößel 15 gegenüberliegend weisen die Ventilköpfe 17 einen Führungskörper 20 auf, der aus insbe­ sondere drei jeweils um 120° versetzten Radialstegen 21 besteht, an deren äußeren Enden eine Zylinderhülse 22 angeformt ist. Diese Zylinderhülse 22 weist jeweils einen sich an den Ventilsitz 16 anschließenden Führungsbund 23 auf, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser eines Führungsabschnittes 24 des Steckerteils 1 bzw. des Kupplungsteils 2 angepaßt ist, der sich jeweils an den Ventilsitz 16 in Öffnungsrichtung der Rückschlagventile 14, 15 anschließt. Dem Führungsbund 23 folgt ein im Durchmesser verringerter Aufnahmeabschnitt 25, der konzentrisch von einer die Schließfeder 18 bildenden Spiralfeder umgeben ist, die sich einseitig am Führungsbund 23 und anderseitig an einer Ringfläche 26, 27 des Steckerteils 1 bzw. des Kupplungsteils 2 abstützt. Diese Ringfläche 26 wird im Steckerteil 1 von einem Einsatzkörper 28 gebildet, der konzentrisch zum Außengewindeabschnitt 7 in das Steckerteil 1 einseitig eingesetzt, beispielsweise eingeschraubt oder eingesteckt, ist. Der Innendurchmesser des Einsatzkörpers 28 ist größer/gleich dem Außendurchmesser der Zylinder­ hülse 22. Der Einsatzkörper 28 weist einen inneren Ringbund 29 an seinem der Spiralfeder abgekehrten, vorderen Ende auf, der als Anschlag für die Zylinderhülse 22 dient. Vor dem Einsetzen des Einsatzkörpers 28 wird in das Steckerteil der Ventilstößel mit der zugeordneten Spiralfeder einge­ bracht und dann anschließend das Steckerteil endseitig mit dem Einsatzkörper 28 verschlossen. Die zur Montage des Rückschlagventils im Kupplungsteil 2 erforderliche Zweitei­ ligkeit wird beim Kupplungsteil dadurch erreicht, daß an dem dem Einsteckabschnitt 4 zugekehrten Ende des Anschluß­ dorns 11 ein Einschraubabschnitt 31 ausgebildet ist, dessen Innenbohrung zwei Durchmesserstufen aufweist, und zwar eine sich an den Strömungskanal 3 des Anschlußdorns 11 unmittel­ bar anschließende erste Stufe 32, deren Innendurchmesser größer/gleich dem Außendurchmesser der Zylinderhülse 22 des Rückschlagventils 14 ist, und eine zweite Gewindestufe 33 mit einem gegenüber der ersten Stufe vergrößerten Durchmes­ ser, die ein Innengewinde 34 besitzt. In diese Gewindestu­ fe 33 ist ein Außengewindefortsatz 35 einschraubbar, in dem der Ventilsitz 16 und mit dem der den Einsteckabschnitt 4 aufweisende Kupplungsabschnitt einstückig ausgebildet ist. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des Außengewin­ defortsatzes 35 ist im Bereich vor dem Ventilsitz 16 größer/gleich dem Außendurchmesser des Führungsbundes 23 der Zylinderhülse 22. Die Spiralfeder 18 des Rückschlagven­ tils 14 stützt sich im montierten Zustand einerseits am Führungsbund 23 und andererseits an der Stufenfläche 27 der Gewindestufe 33 ab. Die Arretierung des Steckerzapfens 5 im eingesteckten Zustand im Einsteckabschnitt 4 erfolgt mittels eines ringförmigen Halteelementes 39, das mit kreisbogenförmig ausgebildeten Arretierungsfortsätzen 40 radial durch entsprechende radiale Öffnungen 41 in der Wandung des Einsteckabschnittes 4 in dessen Innenbohrung hineinragt. Das ringförmige Halteelement 39 ist vorzugswei­ se einseitig radial geschlitzt, so daß es radial federela­ stisch aufweitbar ist. In dem Steckerzapfen 5 befindet sich eine Ringnut 42, in die das Halteelement 39 mit seinen Arretierungsfortsätzen 40 formschlüssig einrastet, wie in der Figur dargestellt ist. Aufgrund der radialen Aufweit­ barkeit des Halteelementes 39 wird dieses beim Einstecken des Steckerzapfens 5 gespreizt, bis die Ringnut 42 in den Bereich des Halteelementes 39 kommt, so daß dieses zurück­ federn und mit seinen Arretierungsfortsätzen 40 in die Ringnut 42 einrasten kann. Das Halteelement 39 weist einen äußeren Kopfsteg 38 auf, der breiter ist als die Öffnungen 41, so daß diese vollständig abgedeckt werden. Gleichzeitig dienen Nocken an diesem Kopfsteg 38 als Handhabe zum Spreizen des Halteelementes 39, wenn die Steckverbindung gelöst werden soll.

Der Steckerzapfen 5 besitzt zwei Schaftabschnitte, und zwar einen in Einsteckrichtung vorderen Abschnitt 43, der vor der Ringnut 42 endet, und einen zweiten, hinteren Abschnitt 44 mit einem größeren Außendurchmesser als der des vorde­ ren Abschnittes 43, in dem die Ringnut 42 liegt und der bis zum Ringbund 8 reicht. Der Übergang zwischen dem vorderen und hinteren Abschnitt ist als Schrägfläche ausgebildet. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß in der Umfangsfläche des vorderen Abschnittes 43 eine O-Ring- Dichtung 45 angeordnet ist und ebenfalls im hinteren Abschnitt 44 hinter der Ringnut 42 und vor dem Ringbund 8 eine weitere O-Ring-Dichtung 46. Somit erfolgt eine zweifa­ che Umfangsabdichtung im Bereich des Einsteckabschnitts 4, und zwar beidseitig der Ringnut 42.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Halteele­ ment in der Arretierungsstellung durch eine dieses umfangs­ gemäß umschließende Kappe 47 verriegelt. Diese Kappe 47 besitzt einen in der Verriegelungsstellung den Kopfsteg 38 umfassenden, zylindrischen Innenteil 48 und weist am gegenüberliegenden Ende eine innere Ringnut 49 auf, in die ein Ringbund 50 des Kupplungsteils 2 einrastet, wodurch eine Verschiebearretierung der Kappe 47 in der Verriege­ lungsstellung erreicht wird.

Zwischen dem zylindrischen Innenteil 48 und der Ringnut 49 verringert sich die Wandstärke der Kappe in Richtung auf die Ringnut 49, wodurch sich eine vergrößerte radiale Elastizität der Kappe in diesem Bereich ergibt, so daß einerseits die Kappe radial federelastisch auf dem Halte­ element 39 und dem Ringbund 50 aufliegt und andererseits aber zum Abziehen und Aufschieben radial geweitet werden kann.

Wie weiterhin der Figur zu entnehmen ist, sind zusätzliche O-Ring-Dichtungen im Bereich des Außengewindefortsatzes 35 sowie im Bereich des Außengewindeabschnittes 7 vorgesehen.

In Fig. 2 ist das Halteelement 39 dargestellt. Dies ist als federelastischer Ring ausgebildet, der durch einen laby­ rinthförmig ausgebildeten, etwa radialen Schlitz 52 unter­ brochen ist. Der Ring besitzt zwei angeformte Federarme 53, 54, die etwa im Bereich des Schlitzes 52 beginnen und zusammen einen Kreisbogen bilden, der größer als 180° ist, wodurch der Ring verliersicher festgelegt ist.

Beim Einschieben des Steckerzapfens 5 drückt dieser gegen die Innenwandung des Ringes und spreizt diesen auseinander. Beim weiteren Hineinschieben schnappt dieser, da er be­ strebt ist, seine ursprüngliche Lage wieder einzunehmen, in die Ringnut 42 ein. Bei der Demontage wird das Halteelement 39 so weit gespreizt, bis es nicht mehr in der Ringnut 42 liegt, so daß der Steckerzapfen 5 freigegeben wird und herausgezogen werden kann. An den äußeren Enden der Feder­ arme 53, 54 sind Griffnocken 55 ausgebildet, mittels denen das Halteelement besonders einfach unmittelbar von Hand gespreizt werden kann.

Die vorliegende erfindungsgemäße Steckverbindung besteht vorzugsweise aus Aluminium.

Claims (21)

1. Steckverbindung zum Verbinden eines Steckerteils (1) mit einem Kupplungsteil (2), insbesondere zum Einsatz bei Klimaanlagen, wobei das Steckerteil (1) im Kupp­ lungsteil (2) umfangsgemäß abgedichtet einsteckbar ist und in der Kupplungslage durch ein radial elastisches Halteelement (39) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits im Steckerteil (1) und andererseits im Kupplungsteil (2) zwei Rückschlagventile (13, 14) derart zueinander angeordnet sind, daß sie im gekup­ pelten Zustand geöffnet und im entkuppelten Zustand geschlossen sind sowie das Steckerteil (1) im Kupp­ lungsteil (2) im gekuppelten Zustand mittels eines durch das Kupplungsteil (2) in eine Ringnut (42) des Steckerteils (1) eingreifenden Halteelementes (39) arretiert ist sowie beidseitig der Ringnut (42) eine umfangsgemäße Abdichtung (45, 46) zwischen Stecker- und Kupplungsteil (1, 2) gegeben ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (13, 14) jeweils einen in einem Strömungskanal (6) des Steckerteils (1) und einem Strömungskanal (3) des Kupplungsteils (2) axial beweglichen Ventilstößel (15) aufweisen, der dichtend mit je einem Ventilsitz (16) zusammenwirkt.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16) konisch ausgebildet ist und jeder Ventilstößel (15) in Anpassung hieran einen konischen Ventilkopf (17) besitzt und die beiden Ventilstößel (15) in der Kupplungsstellung einander gegenüberlie­ gend axial fluchtend angeordnet sind und eine derarti­ ge Länge besitzen, daß sie stirnseitig aneinandersto­ ßen und hierdurch gegen die Kraft einer Schließfeder (18) die Ventilköpfe (17) jeweils von dem zugeordneten Ventilsitz (16) abheben.

4. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilköpfe (17) in ihrer Dichtfläche eine O-Ring- Dichtung (19) besitzen und die Ventilköpfe (17) einen Führungskörper (20) dem jeweiligen Ventilstößel (15) gegenüberliegend aufweisen, der aus insbesondere drei jeweils um 120 versetzten Radialstegen (21) besteht, an deren äußeren Enden eine Zylinderhülse (22) ange­ formt ist.

5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhülse (22) jeweils einen sich an den Ventil­ sitz (16) anschließenden Führungsbund (23) aufweist, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser eines Führungsabschnittes (24) des Steckerteils (1) bzw. des Kupplungsteils (2) angepaßt ist, der sich jeweils an den Ventilsitz (16) in Öffnungsrichtung des Rückschlagventils (14, 15) anschließt.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Führungsbund ein im Durchmesser verringerter Aufnahme­ abschnitt (25) folgt, der konzentrisch von einer die Schließfeder (18) bildenden Spiralfeder umgeben ist, die sich einseitig am Führungsbund (23) und andersei­ tig an einer Ringfläche (26, 27) des Steckerteils (1) bzw. des Kupplungsteils (2) abstützt.

7. Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (26) im Steckerteil (1) von einem Einsatz­ körper (28) gebildet ist, der konzentrisch zu einem Außengewindeabschnitt (7) des Steckerteils (1) gegen­ überliegend einseitig eingesetzt ist, wobei der Innen­ durchmesser des Einsatzkörpers (28) größer/gleich dem Außendurchmesser der Zylinderhülse (22) ist.

8. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (28) einen Ringbund (29) an seinem der Spiralfeder (18) abgekehrten vorderen Ende aufweist, der als Anschlag für die Zylinderhülse (22) dient.

9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (2) einen durchgehenden Strömungskanal (3) und einen Einsteckabschnitt (4) aufweist, in den das Steckerteil (1) mit seinem Steckerzapfen (5) umfangsgemäß dichtend einsteckbar ist und das Stecker­ teil (1) ebenfalls einen durchgehenden Strömungskanal (6) aufweist, wobei dem Steckerzapfen (5) axial in der Längsachse (X-X) der Steckverbindung gegenüberliegend das Steckerteil (1) einen Außengewindeabschnitt (7) besitzt und zwischen dem Steckerzapfen (5) und dem Außengewindeabschnitt (7) ein Ringbund (8) mit äußeren Schlüsselflächen (9) ausgebildet ist und das Kupp­ lungsteil (2) dem Einsteckabschnitt (4) axial gegen­ überliegend einen Anschlußdorn (11) aufweist, auf den eine Schlauchleitung (12) aufschiebbar ist.

10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das Kupplungsteil (2) zweiteilig ausgebildet ist, indem an dem dem Einsteckabschnitt (4) zugekehrten Ende des Anschlußdorns (11) ein Einschraubabschnitt (31) ausgebildet ist, dessen Innenbohrung zwei Durchmesser­ stufen aufweist, und zwar eine sich an den Strömungs­ kanal (3) des Anschlußdorns (11) unmittelbar anschlie­ ßende erste Stufe (32), deren Innendurchmesser grö­ ßer/gleich dem Außendurchmesser der Zylinderhülse (22) des Rückschlagventils (14) ist, und eine zweite Gewindestufe (33) mit einem gegenüber der ersten Stufe vergrößerten Durchmesser, die ein Innengewinde (34) besitzt.

11. Steckverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gewindestufe (33) ein Außengewindefortsatz (35) einschraubbar ist, in dem der Ventilsitz (16) und mit dem der den Einsteckabschnitt (4) aufweisende Kupp­ lungsabschnitt einstückig ausgebildet ist.

12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spiralfeder (18) des Rückschlagventils (14) im montierten Zustand einerseits am Führungsbund (23) und andererseits an der Stufenfläche (27) der Gewindestufe (33) abstützt.

13. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung des Steckerzapfens (5) im eingesteckten Zustand im Einsteckabschnitt (4) mittels eines ring­ förmigen Halteelementes (39) erfolgt, der mit kreis­ bogenförmig ausgebildeten Arretierungsfortsätzen (40) radial durch entsprechende radiale Öffnungen (41) in der Wandung des Einsteckabschnittes (4) in dessen Innenbohrung hineinragt und in eine Ringnut (42) im Steckerzapfen (5) formschlüssig einrastet.

14. Steckverbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Halteelement (39) einseitig radial ge­ schlitzt ist.

15. Steckverbindung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (39) einen äußeren Kopfsteg (38) auf­ weist, der breiter ist als die Öffnungen (41) in der Wandung des Einsteckabschnittes (4), so daß diese vollständig abgedeckt werden.

16. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerzapfen (5) zwei Schaftabschnitte, und zwar einen in Einsteckrichtung vorderen Abschnitt (43), der vor der Ringnut (42) endet, und einen zweiten hinteren Abschnitt (44) mit einem größeren Außendurchmesser als der des vorderen Abschnittes (43) aufweist, und in dem Abschnitt (43) die Ringnut (42) liegt.

17. Steckverbindung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem vorderen Abschnitt (43) und dem hinteren Abschnitt (44) als Schrägfläche ausgebildet ist.

18. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche des vorderen Abschnittes (43) des Steckerzapfens (5) eine O-Ring-Dichtung (45) und im hinteren Abschnitt (44) des Steckerzapfens (5) hinter der Ringnut (42) und vor dem Ringbund (8) eine weitere O-Ring-Dichtung (46) angeordnet ist.

19. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (39) in der Arretierungsstellung durch eine dieses umfangsgemäß umschließende Kappe (47) verriegelt ist.

20. Steckverbindung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (47) einen die Verriegelungsstellung (38) umfassenden zylindrischen Innenteil (48) besitzt und am gegenüberliegenden Ende eine innere Ringnut (49) aufweist, in die ein Ringbund (50) des Kupplungsteils (2) in der Arretierungsstellung einrastet.

21. Steckverbindung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Innenteil (48) und der Ringnut (49) sich die Wandstärke der Kappe (47) in Richtung auf die Ringnut (49) verringert.