DE60220527T2

DE60220527T2 - Schnellverbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60220527T2
Application number: DE60220527T
Authority: DE
Inventors: Christophe Vallee
Original assignee: Legris SA
Current assignee: Legris SA
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: EP1427959B1; DE60220527D1; US7063359B2; EP1427959A1; FR2830071A1; US20040245766A1; WO2003027562A1; FR2830071B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellverbindungsvorrichtung für die Verbindung eines Leitungsendes mit einem Element einer Fluidtransportleitung, wie beispielsweise eine andere Leitung, ein Fluidabgabeelement, wie z. B. eine Pumpe, oder ein Fluidaufnahmeelement, wie z. B. ein Behälter. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schnellverbindungsvorrichtung nach Art einer Kartusche, die dazu bestimmt ist, die Verankerung eines Leitungsendes in einer Bohrung im Gehäuse des Elements sowie die Dichtheit der hergestellten Verbindung sicherzustellen.
Es sind Schnellverbindungsvorrichtungen bekannt, die einen rohrförmigen Einsatz umfassen, der Mittel für seine dauerhafte Verankerung in dem starren Element, Mittel zum Halten des Leitungsendes sowie eine Dichtung aufweist. Die Verankerungsmittel liegen meistens in Form von Sägezähnen vor, die auf der Außenfläche des rohrförmigen Einsatzes ausgebildet und dazu bestimmt sind, sich dem axialen Herausziehen dieses Einsatzes zu widersetzen, wenn er in eine Bohrung des Leitungselements eingefügt ist. Die Rückhaltemittel haben im Allgemeinen die Form einer Scheibe mit Innenverzahnung, deren Zähne (bzw. Krallen) während des Einführens des Leitungsendes in den rohrförmigen Einsatz durch Biegung angehoben werden und darauf gerichtet sind, in die Leitung einzugreifen, um sich deren Herausziehen zu widersetzen. Die Dichtung, meistens ein Dichtungsring, ist mit dem rohrförmigen Einsatz derart verbunden, dass sie zwischen der Wand der Bohrung und der Außenfläche des Leitungsendes zusammengedrückt wird.
Wenn die Verbindung starken Belastungen ausgesetzt werden soll, beispielsweise wenn sie in einer Leitung angebracht wird, in der ein Fluid mit einem relativ hohen Druck zirkuliert, ist die verwendete Scheibe sehr steif, um sich den hohen Ausziehkräften widersetzen zu können. Es besteht jedoch die Ge fahr, dass das Leitungsende leicht zusammengedrückt wird, sodass nicht alle Zähne der Scheibe korrekt in die Außenfläche des Leitungsendes eingreifen. Dieses Phänomen kann insbesondere aus einer Unrundheit des Leitungsendes resultieren, die auf eine Biegebeanspruchung zurückzuführen ist, die außerhalb der Verbindung auf das Leitungsende ausgeübt wird.
Um diesem Nachteil vorzubeugen, hat man überlegt, das Leitungsende mit Hilfe einer steifen Buchse abzustützen, die in dieses eingefügt wird.
Verbindungseinsätze bzw. -kartuschen für eine Schnellverbindung, die mit einer inneren Buchse versehen sind, sind insbesondere aus den Dokumenten US 5,673,945 , das eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreibt, und DE 198 00 050 bekannt.
Was bei diesen bekannten Vorrichtungen immer noch schlecht gelöst ist, ist die Dichtheit der Verbindung, was im Allgemeinen erfordert, dass man entweder zwei Dichtungselemente vorsieht oder man das Element in der Bohrung mit einer von der Kartusche unabhängigen Dichtung versieht, was im Gegensatz zu einem Verbindungskonzept mittels Kartusche steht.
Um diesen Nachteil zu umgehen, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine Schnellverbindungsvorrichtung gemäß dem Anspruch 1.
Der lösbare Charakter der Verbindung ermöglicht, dass der Buchse eine temporäre Funktion verliehen wird, beispielsweise die eines Trägers einer Dichtung, die den Einsatz mit seinen Verankerungsmitteln sowie den Mittel zum Halten einer Leitung vereinigt, wobei die Buchse und die Dichtung in Form einer Kartusche eine eng verbundene Untereinheit bilden, die sich für ein automatisiertes Einsetzen eignet.
Vorteilhafterweise besitzt die rohrförmige Buchse eine äußere Schulter, um einen Mitnahmeanschlag zur Mitnahme der rohrförmigen Buchse über ein mit der Verbindungsvorrichtung in Eingriff stehendes Leitungsende (oder über ein geeignetes Werkzeug) zu bilden, und die rohrförmige Buchse hat jenseits dieser Schulter ein Ende, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes ist, und das über den rohrförmigen Einsatz nach außen vorsteht, um einen Träger für die Dichtung zu bilden.
Da es sich bei den lösbaren Verbindungsmitteln vorzugsweise um eine unter der Wirkung des Einführens des Leitungsendes in den rohrförmigen Einsatz (oder eines Dorns während der Montage der Verbindungsvorrichtung in dem starren Element) reißende Sollbruch-Verbindungsstelle handelt, bricht die Sollbruchstelle, deren mechanische Festigkeit kleiner als die der Buchse und des Einsatzes ist, und gibt die Buchse frei, die von dem Leitungsende bzw. dem Werkzeug mitgenommen wird. Die Dichtung ist in der Bohrung in axialer Richtung blockiert und wird folglich nicht von der Buchse mitgenommen, sodass das Leitungsende an die Stelle des Endes der Buchse treten kann, das die Dichtung trug, und die Dichtung gewährleistet eine Abdichtungsfunktion zwischen dem Leitungsende und der Bohrung des starren Elements. Auf diese Weise übt die Buchse eine Doppelfunktion aus, nämlich das Abstützen der Leitung während des Verbindungsvorgangs und das Verbinden des Einsatzes und der Dichtung vor dem Verbindungsvorgang.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Studium der folgenden Beschreibung eines besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels.
Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung,
2 eine zur 1 analoge Ansicht der Verbindungsvorrichtung, eingesetzt in eine Bohrung eines Leitungselements vor dem Verbinden eines Leitungsendes,
3 eine zur 2 analoge Ansicht nach dem Verbinden eines Leitungsendes in der Verbindungsvorrichtung.
Unter Bezugnahme auf die Figuren ist die hier beschriebene Verbindungsvorrichtung dazu bestimmt, die Verbindung zwischen einem Leitungsende, dargestellt durch eine Strich-Zweipunktlinie und in 3 mit 1 bezeichnet, und einer allgemein mit 2 bezeichneten Bohrung eines Elements 3 einer Fluidtransportleitung, wie z. B. eine andere Leitung, einem Fluidaufnahmeelement, wie ein Behälter, oder einem Fluidabgabeelement, wie eine Pumpe, zu ermöglichen.
Die Schnellverbindungsvorrichtung umfasst einen rohrförmigen Einsatz 4, der dazu bestimmt ist, in eine Bohrung 2 des Elements 3 eingesetzt zu werden, um dort das Leitungsende 1 aufzunehmen. Der rohrförmige Einsatz 4 ist außen mit Mitteln für seine Verankerung in der Bohrung 2 versehen. Im vorliegenden Fall umfassen die Verankerungsmittel ein ringförmiges Sägezahnrelief 5, das auf der Außenfläche des rohrförmigen Einsatzes 4 ausgebildet ist, um sich einem Herausziehen dieses rohrförmigen Einsatzes 4 in axialer Richtung zu widersetzen, wenn dieser in das Innere eines ersten Abschnittes der Bohrung 2 des Elements 3 eingeführt ist.
Der rohrförmige Einsatz 4 hat ein erstes Ende 6, in das das Leitungsende eingeführt werden soll, sowie ein zweites Ende 7, das mit einem Ring 8 für eine Verbindung mit einer rohrförmigen Buchse 9 und einer Dichtung 10 verbunden ist, welche die Dichtheit der Verbindung gewährleisten soll.
Das Ende 7 des rohrförmigen Einsatzes 4 wird gemäß einer als Clipmontage bekannten Technik mit Kraft in den Ring 8 eingeführt und gehalten. Das Ende 7 des rohrförmigen Einsatzes 4 und der Ring 8 definieren zwischen sich eine Nut 11, die eine Aufnahme für eine Scheibe 12 bildet, die innen mit Zähnen 13 (bzw. Krallen) zur Verankerung und zum Halten des Leitungsendes 1 versehen ist, das in die Verbindungsvorrichtung eingefügt wird. Mittel zur Verankerung des Ringes 8 in der Bohrung 2 können auf der Außenfläche des Ringes 8 vorgesehen sein.
Ein rohrförmiger Stößel 14 ist auf an sich bekannte Weise in dem rohrförmigen Einsatz 4 verschiebbar zwischen einer hineingedrückten Position, in der die Nase des rohrförmigen Stößels 14 die Zähne 13 der Scheibe 12 anheben wird, und einer zurückgezogenen Position gelagert, in der die Nase des rohrförmigen Stößels 14 zu den Zähnen 13 der Scheibe 12 beabstandet ist. Der rohrförmige Stößel 14 hat einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes 1 ist.
Die rohrförmige Buchse 9 umfasst einen ersten Abschnitt 15, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Leitungsendes 1 ist, um in dasselbe eingeführt werden zu können, sowie einen zweiten Abschnitt 16, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes 1 ist und der über eine Schulter 17, die einen Anschlag beim Hineindrücken der rohrförmigen Buchse 9 in das Leitungsende 1 bildet, mit dem ersten Abschnitt 15 verbunden ist. Der zweite Abschnitt 16 hat ein freies Ende 18, das mit Mitteln für sein Einrasten in die Bohrung 2 des Elements 3 versehen ist. Diese Mittel umfassen im vorliegenden Fall eine äußere Nut 19, die dazu bestimmt ist, mit einem ringförmigen Vorsprung 20 zusammenzuwirken, der auf entsprechende Weise in der Bohrung 2 ausgebildet ist. Das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 ist in axialer Richtung geschlitzt, um seine radiale Verformung und sein Einführen in den durch den ringförmigen Vorsprung 20 eingeschnürten Abschnitt der Bohrung 2 zu erleichtern. Das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 ist ferner abgeschrägt, um sein Einführen in die Bohrung 2 zu erleichtern. Andere analoge Befestigungsmittel können an die Stelle der Rastmittel treten, wie z. B. Mittel für eine Verklammerung.
Die rohrförmige Buchse 9 und der Ring 8 sind hier einstückig aus einem thermoplastischen Material ausgebildet, das steifer als das Leitungsende 1 ist, und sind miteinander im Bereich der Schulter 17 über eine Sollbruchstelle 21 verbunden. Unter einer Sollbruchstelle versteht man eine Stelle mit einer mechanischen Festigkeit, die kleiner als die des Ringes 8 und der rohrförmigen Buchse 9 ist, derart, dass sie unter der Wirkung des Einführens des Leitungsendes 1 in die Verbindungsvorrichtung brechen und so axial die rohrförmige Buchse 9 freigeben kann.
Der Ring 8 positioniert die rohrförmige Buchse 9 derart, dass sich die rohrförmige Buchse 9 koaxial zur Scheibe 12 erstreckt und sich der erste Abschnitt 15 der rohrförmigen Buchse 9 in die Durchgangsöffnung der Scheibe 12 erstreckt und der zweite Abschnitt 16 über den rohrförmigen Einsatz 4 und den Ring 8 nach außen vorsteht.
Die Dichtung 10 ist an dem zweiten Abschnitt 16 der rohrförmigen Buchse 9 angrenzend an den Ring 8 gelagert.
Eine Schutzkappe 22 ist lösbar an dem freien Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 angebracht, um die Dichtung 10 abzudecken und diese zu schützen. Im vorliegenden Fall umfasst die Schutzkappe 22 ein inneres ringförmiges Reliefelement 23, das dazu bestimmt ist, mit der Nut 19 zusammenzuwirken.
Vor der Montage der Schnellverbindungsvorrichtung an dem Element 3, muss das Element 3 korrekt gebohrt werden. Die Bohrung 2 ist axial in vier Abschnitte unterteilt, nämlich einen Abschnitt 2.1 mit großem Durchmesser, der nach außen mündet und dazu bestimmt ist, den rohrförmigen Einsatz 4 und den Ring 8 aufzunehmen, einen Abschnitt 2.2 mit kleinerem Durchmesser, der dazu bestimmt ist, die Dichtung 10 aufzunehmen, einen Abschnitt 2.3, dessen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes und des zweiten Abschnittes 16 der rohrförmigen Buchse 9 ist und der mit dem ringförmigen Vorsprung 20 versehen ist, sowie einen Abschnitt 2.4, dessen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der rohrförmigen Buchse 9 ist. Radiale Anlageflächen 24, 25, 26 erstrecken sich jeweils zwischen den Abschnitten 4.1 und 4.2, 4.2 und 4.3 und 4.3 und 4.4.
Nach dem Abziehen der Schutzkappe 22 wird die Verbindungsvorrichtung über das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 der inneren Buchse 9 in die Bohrung 2 eingefügt. Die Verbindungsvorrichtung ist korrekt angebracht, wenn der Ring 8 an der radialen Anschlagfläche 24 anstößt, wobei die Dichtung 10 dann in dem Abschnitt 2.2 der Bohrung 2 aufgenommen ist und das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 der rohrförmigen Buchse 9 in dem Abschnitt 2.3 der Bohrung 2 aufgenommen ist (vgl. 2).
Das Platzieren der rohrförmigen Buchse 9 wird mittels eines Dorns (in den Figuren nicht sichtbar), der in die Verbindungsvorrichtung eingeführt wird, zu Ende gebracht. Da der Dorn an der rohrförmigen Buchse 9 zur Anlage kommt und der Dorn weiter eingeführt wird, reißt die Sollbruchstelle 21 unter der von dem Dorn auf die Schulter 17 ausgeübte Kraft. Die rohrförmige Buchse 9 wird dann axial freigegeben und von dem Dorn mitgenommen, bis das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 an der Schulter 26 zur Anlage kommt. Das freie Ende 18 des zweiten Abschnittes 16 der rohrförmigen Buchse 9 rastet dann in den Abschnitt 2.3 der Bohrung 2 ein (der ringförmige Vorsprung 20 wird in der Nut 19 aufgenommen). Die Dichtung 10 wurde durch die Schulter 25 zurückgehalten, während die Buchse von dem Dorn mitgenommen wurde (vgl. 3).
Die Verbindung des Leitungsendes 1 erfolgt dadurch, dass man das Leitungsende 1 in den rohrförmigen Stößel 14 derart einführt, dass das Leitungsende 1 auf den ersten Abschnitt 16 der rohrförmigen Buchse 9 aufgezogen wird.
Während des Aufziehens des Leitungsendes 1 auf den ersten Abschnitt 15 tritt das Leitungsende 1 durch die Durchgangsöffnung in der Scheibe 12 und verursacht dabei deren Verformung und das Anheben der Zähne 13, die an der Außenfläche des Leitungsendes 1 zur Anlage kommen.
Das Eindrücken der rohrförmigen Buchse 9 in das Leitungsende 1 endet, wenn die Stirnfläche des Leitungsendes 1 an der Schulter 17 zur Anlage kommt.
In diesem Stadium ist das Leitungsende 1 verbunden und ist mit der Dichtung 10 in Eingriff gebracht worden, die dann zwischen der Außenfläche des Leitungsendes 1 und der Wand zusammengedrückt wird, die den Abschnitt 2.2 der Bohrung 2 begrenzt.
In der verbundenen Position stützt der erste Abschnitt 15 der rohrförmigen Buchse 9 das Leitungsende gegenüber der Dichtung 10 und vor allem der Scheibe 12. Dadurch können die radialen Verformungen des Leitungsendes 1 begrenzt werden. Dies verbessert die Rückhaltefestigkeit, die von den Zähnen 13 der Scheibe 12 ausgeübt wird, während deren Eindringvermögen in das Leitungsende 1 und auch die durch die Dichtung 10 vorgesehene Abdichtqualität verstärkt wird.
Um das Leitungsende 1 von der Verbindungsvorrichtung zu lösen, wird der Stößel 14 hineingedrückt, um die Zähne 13 anzuheben, und das Leitungsende wird aus der Verbindungsvorrichtung herausgezogen. Aufgrund ihres Einrastens in den dritten Abschnitt 2.3 der Bohrung 2, bleibt die rohrförmige Buchse 9 in der Bohrung 2 in ihrer Position.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, und es können daran Ausführungsvarianten vorgenommen werden, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verlassen wird.
Insbesondere können andere Arten von Verbindungsmitteln für die Verbindung zwischen der rohrförmigen Buchse 9 und dem rohrförmigen Einsatz 4 verwendet werden, wie z. B. Rastmittel oder Mittel für eine Clipmontage, eine Klebeverbindung oder eine teilweise Verschweißung, wobei alle diese Mittel gelöst werden können, insbesondere unter der Wirkung einer Kraft, die darauf gerichtet ist, die Buchse axial von dem Einsatz zu trennen.
Ferner kann man vorsehen, dass die rohrförmige Buchse 9 während des Einfügens des Leitungsendes dauerhaft platziert wird.

Claims

Schnellverbindungsvorrichtung für die Verbindung eines Leitungsendes mit einer Bohrung eines Leitungselements, umfassend einen rohrförmigen Einsatz (4), der mit äußeren Verankerungsmitteln (5) zur Verankerung der Vorrichtung in der Bohrung des Leitungselements versehen ist, eine verformbare Krallenscheibe (12), die eine Durchgangsöffnung begrenzt und in den rohrförmigen Einsatz eingesetzt ist, mindestens eine Dichtung (10), die dazu bestimmt ist, sich zwischen dem Leitungsende und dem Leitungselement zu erstrecken, sowie eine rohrförmige Buchse (9), die über Verbindungsmittel (8, 21) mit dem rohrförmigen Einsatz (4) verbunden ist, um sich in der Durchgangsöffnung der Scheibe koaxial zu derselben zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel durch Einführen eines rohrförmigen Elements in den Einsatz gelöst werden können und dass die rohrförmige Buchse (9) ein Ende (16) hat, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes ist und das über den rohrförmigen Einsatz (4) nach außen vorsteht, um vor dem Anbringen der Vorrichtung in der Bohrung des Leitungselements einen Träger für die Dichtung (10) zu bilden.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (16) der rohrförmigen Buchse (9) mit dieser letztgenannten eine äußere Schulter (17) definiert, um Mitnahmemittel zur Mitnahme der rohrförmigen Buchse relativ zum rohrförmigen Einsatz (4) über ein mit der Verbindungsvorrichtung in Eingriff stehendes Leitungsende auszubilden.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (21) nach Art einer Sollbruchstelle ausgebildet sind.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel einen Ring (8) umfassen, der auf ein Ende (7) des rohrförmigen Einsatzes (4) aufgerastet und mit der rohrförmigen Buchse (9) über eine Bruchzone (21) verbunden ist.
Schnellverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Buchse (9) außen mit Mitteln (19) für ihre Verankerung in einer Bohrung eines Leitungselements versehen ist, die zur Aufnahme der Verbindungsvorrichtung bestimmt ist.
Schnellverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Buchse (9) in Bezug auf eine Einführrichtung eines Leitungsendes in die Verbindungsvorrichtung stromabwärts der Scheibe (12) mit dem rohrförmigen Einsatz (4) verbunden ist.
Schnellverbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schutzkappe (22) umfasst, die auf lösbare Weise an der Verbindungsvorrichtung angebracht ist, um die Dichtung (10) abzudecken.