WO2015010880A1 - Kupplungsanordnung für rohrleitungen - Google Patents

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WO2015010880A1
WO2015010880A1 PCT/EP2014/064408 EP2014064408W WO2015010880A1 WO 2015010880 A1 WO2015010880 A1 WO 2015010880A1 EP 2014064408 W EP2014064408 W EP 2014064408W WO 2015010880 A1 WO2015010880 A1 WO 2015010880A1
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WO
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coupling
locking
locking element
coupling portion
contour
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PCT/EP2014/064408
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English (en)
French (fr)
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Lorenz Eilert
Guido Regener
Stefan Sinkemat
Jörg Homann
Udo Fischer
Robert LACHUT
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Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L21/08—Joints with sleeve or socket with additional locking means
    • 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
    • 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
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    • F16L37/24—Couplings of the quick-acting type in which the connection is made by inserting one member axially into the other and rotating it to a limited extent, e.g. with bayonet-action
    • F16L37/244—Couplings of the quick-acting type in which the connection is made by inserting one member axially into the other and rotating it to a limited extent, e.g. with bayonet-action the coupling being co-axial with the pipe
    • F16L37/252—Couplings of the quick-acting type in which the connection is made by inserting one member axially into the other and rotating it to a limited extent, e.g. with bayonet-action the coupling being co-axial with the pipe the male part having lugs on its periphery penetrating into the corresponding slots provided in the female part
    • 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
    • F16L37/50—Couplings of the quick-acting type adjustable; allowing movement of the parts joined
    • F16L37/52—Universal joints, i.e. with a mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction

Definitions

  • the invention relates to a coupling arrangement for pipelines, in particular for producing a quasi-rigid pipe connection.
  • a coupling arrangement for pipes in which a pipe socket connects a male and a female pipe part.
  • the pipe sleeve cooperates with an inner contour of the female pipe part to articulate a tube receivable in the pipe receiving means to the female pipe part.
  • the pipe receptacle has for this purpose a pipe stop formed from sections, which project from an inner wall of the pipe socket.
  • An object of the invention is to provide an inexpensive and easy to mount clutch assembly, which is particularly suitable for quasi-rigid pipe joints.
  • the above object is achieved with a coupling arrangement which has two coupling sections and a locking element which engages at least partially between the coupling sections and is fixed to a coupling section, wherein the locking element limits a lateral relative movement of the coupling sections.
  • the coupling arrangement according to the invention is particularly suitable for producing a rigid or quasi-rigid connection, for example in charge air lines in motor vehicles or connections without dynamic movement loads, in particular with high temperature and pressure loads on the connection.
  • the coupling assembly can easily compensate for the resulting during installation or by slight changes in position between connection points movements. In this case, both length changes of a few millimeters and angular error of a few degrees between the coupling sections can be compensated without unilateral voltage introduction into the clutch assembly.
  • the coupling sections may be end sections of two pipes to be connected to each other.
  • the locking portion of the locking element and the locking portion of the coupling portion may form a positive fit on contact.
  • the locking element may be formed as a wedge ring.
  • the locking element may comprise a bearing surface on an end face of the female coupling portion and a collar which engages between the coupling portions.
  • the locking portion can be mounted easily and space-saving.
  • the locking portion may be disposed on an inner side of the wedge ring and the locking contour on an outer side of the wedge ring.
  • the locking contour may be formed as a latching hook, on whose radially inner surface arranged the locking portion is formed, for example in the form of a complementary shaped to the locking portion of the male coupling portion surface area. It is also conceivable, however, an alternative embodiment in which the locking element is formed bügeiförmig with an outside leg and an inside leg. Then, the locking contour and the inner side leg of the locking portion may be provided on the outside leg.
  • the outer locking contour can cooperate in this case with a locking contour on the outside of the female coupling portion and the locking portion cooperate on the inner side leg with the locking portion of the male coupling portion.
  • the male coupling piece can advantageously have a sealing groove on its outer surface. In this way, a pressure-tight connection can be ensured.
  • the locking element for proper installation in diameter can be reversibly extended.
  • a slot may be provided in the locking element.
  • the locking element can be easily expanded during assembly in order to postpone it to the corresponding coupling part.
  • the coupling portion side locking portion may form a portion of an outer surface of a front side thickening of the male coupling portion.
  • the coupling portion-side locking portion may be at least partially spherically formed.
  • a spherical bearing of the coupling sections can be achieved, whereby the compensation of angular errors is particularly effectively facilitated.
  • the connection between the coupling portions can be provided without the male coupling piece having to be inserted at a special angle into the female coupling piece and then locked, which simplifies assembly.
  • the crowned design of the lock has the additional advantage that due to this shape, the reaction forces generated by the internal pressure lead even with an angular offset between the joining partners to a uniform force in the connection geometry. Thus, no restoring moments are generated in the clutch assembly.
  • the locking contour of the female coupling portion can be arranged on an inner side of the female coupling portion.
  • the locking contours can be designed as a bayonet connection or designed as a latching connection. Both allow easy, safe installation.
  • a coupling section is proposed for a coupling arrangement according to the invention, wherein at least one locking contour is provided on an inner side in a receiving area for at least one locking contour of a locking element.
  • the coupling portion may be part of a pipeline which is to be connected via the coupling arrangement with another pipeline.
  • a coupling portion is proposed for a coupling arrangement according to the invention, wherein at one end end a thickening is provided, whose outer surface has a region which is provided as a locking portion in the assembled state for cooperation with a locking portion of a locking element.
  • the coupling section may be part of a pipeline which, via the coupling arrangement, is connected to another pipeline. line is to connect.
  • the locking portion of the coupling portion is at least partially spherical design.
  • a locking element for a clutch assembly according to the invention, wherein radially outward a locking contour is provided for fixing the locking element in the assembled state on a first coupling portion and radially inwardly a locking portion is provided for limiting a lateral movement of a second coupling portion ,
  • the radially inner locking portion is preferably at least partially concave.
  • a pipe for a coupling arrangement having at least one coupling portion which has a thickening at a front end, wherein an outer surface of the thickening has an area which in the mounted state as a locking portion for cooperation with a locking portion a locking element is provided.
  • Particularly advantageous is an at least partially spherical configuration of the barrier portion of the pipeline.
  • Figure 1 shows an embodiment of a charge air tube of an internal combustion engine with two clutch assemblies according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows an exploded view of two coupling sections and a locking element of a clutch assembly according to an embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a section through a coupling arrangement according to an embodiment of the invention with two coupling portions and a locking element before fixing the locking element to the female coupling portion;
  • FIG. 4 shows the coupling arrangement from FIG. 3 after the locking element has been secured to the female coupling section and after insertion of the male coupling section.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a charge air duct 100 of an internal combustion engine with two clutch arrangements 10 according to an embodiment of the invention.
  • the charge air pipe 1 10 is connected at a first coupling point 1 12 via the first coupling assembly 10 to a first piece of pipe and connected to a remote coupling point 1 14 via the second coupling assembly 10 to a second piece of pipe.
  • the charge air duct connection 1 10 is intended rigid or quasi-rigid, i. it is not intended for dynamic movements in operation, but essentially immovable and intended intended to perform any typical small movements by temperature expansion or during assembly. However, dynamic applications are also conceivable.
  • the coupling assembly 10 each forms a connection with a low mobility between two pipes or pipe sections.
  • the coupling assembly 10 allows a balance of small movements between the pipe ends of both tilting and lateral movements.
  • the Kupplungsan- order 10 tilts of up to 3.5 ° and a length offset between the two tubes of a few millimeters, about +/- 3mm, compensate.
  • the differences in movement are not compensated dynamically between the two end points, but the clutch assembly 10 acts only as a compensation element for mounting the system and for tolerance compensation between two connection points. points.
  • FIG. 2 shows an exploded view of two coupling sections 20, 40 and a branching element 60 of a coupling arrangement 10 according to an embodiment of the invention.
  • the clutch assembly 10 includes a female coupling portion 20 and a male coupling portion 40 and a locking member 60 which engages at least partially between the coupling portions 20, 40.
  • the locking element 60 is designed as a ring, in particular as a wedge ring, and can be widened, for which purpose a slot is provided in the periphery of the locking element 60.
  • the locking element 60 is fixed to a coupling portion 20, in particular the female coupling portion 20, wherein the respective coupling portion 20 on its inner side (28 in Figures 3 and 4) has a locking contour (reference numeral 34 in Figures 3 and 4) having a locking contour 64th the locking element 60 cooperates, and the locking element 60 has a locking portion 62 which cooperates with a locking portion 52 of the other coupling portion 40 so that a lateral movement between the coupling portions 20, 40 can be limited.
  • the locking contour 64 is arranged on a collar 68, which engages between the coupling sections 20, 40, on the outside and the locking section 62 on the inside 70 of the collar 68.
  • the female coupling portion 20 forms the socket 22, the male coupling portion 40 a joint ball 42 of a ball joint.
  • the socket 22 and the joint ball 42 may be part of another component, such as a connection spigot, a pipe element or the like.
  • a thickening 44 is provided in the male coupling section 40 in the region of the front end in a configuration as in FIG.
  • the thickening 44 is advantageously spherical and ensures for the ball bearing of the male coupling portion 40 in the female coupling portion 20.
  • a sealing groove 54 is arranged, into which in the assembled state a seal 56, e.g. an O-ring, is inserted.
  • the seal 56 serves for the pressure-tight connection of the joint ball 42 and the socket 22, i. female and male coupling sections 20, 40.
  • the female coupling portion 20 has near its end face 26 inside a Er- extension 30, which provides space for the locking contour 64 of the locking element 60 and forms a receiving space 32.
  • the locking element 60 is annular, e.g. formed as a tapered ring, and engages with a collar 68 axially between the coupling portions 20, 40.
  • a support ring 66 is provided, which serves for placement on an end face 26 of the female coupling portion 20.
  • the collar 68 includes a plurality of locking contours 64, e.g. radially outwardly facing detents provided with locking contours 34, e.g. radially inwardly of the inner side 28 inwardly facing projections, the female coupling portion 20 cooperate.
  • the locking contour 64 of the locking element 60 has, radially inward, a region with a locking portion 62, which is formed corresponding to the shape of a locking portion 52 of the male coupling portion 40.
  • the locking portion 52 forms a portion 50 of the outer surface 48 of the thickening 44 of the male coupling portion 40.
  • the locking member 60 serves both to fix the locking element 60 to the female coupling portion 20 and to limit lateral movement of the male coupling portion 40, thus securely preventing disengagement Connection between the coupling portions 20, 40.
  • a lateral movement is only possible between the pan bottom 36 of the female coupling portion 20 (socket 22) and the locking portion 62 of the locking member 60, since the male coupling portion 40 in one direction with its end face 46 on the pan bottom 36th abuts and abuts in the opposite direction with its locking portion 52 to the locking portion 62 of the locking member 60.
  • the seal 56 is first mounted on the ball joint 42 (male coupling portion 40), then the locking element 60, for example, formed as a wedge ring, pushed over the thickening 44 of the male lent coupling portion 40 and then the joint ball 42 (male Coupling portion 40) with mounted seal 56 with the front side 46 forwards pressed into the socket 22 (female coupling portion 20).
  • the wedge ring (locking element 60) lies outside the thickening 44 on the joint ball 42 (male coupling section 40).
  • the locking member 60 (wedge ring) is also pressed into the socket 22 (female coupling portion 20).
  • the locking lugs (locking contour 64) on the wedge ring (locking element 60) are still outside the thickening 44 and can be compressed in the outer diameter until they can dive under the locking contour 34 on the socket 22 (female coupling portion 20).
  • the joint ball 42 and the wedge ring are pressed in until the latching lugs (locking contour 64) engage behind the projections (locking contour 34) of the joint socket 22. Since the outer diameter of the locking contour 64 is greater than the inner diameter of the locking contour 34, the wedge ring (locking element 60) is securely locked and can not be removed. In a tensile load of the coupling assembly 10 of the wedge ring (locking member 60) acts as a positive connection with the thickening 44 on the ball joint 42 and prevents opening of the coupling assembly 10.
  • the locking portion 62 on the inside of the locking contour 64 of the locking element 60 and the locking portion 52 of the male coupling portion 40 on the thickening 44 in contact the positive connection by being formed complementary in shape, eg the locking portion 52 on the thickening 44 convexly curved convexly (convex) and the locking portion 62 concave inwardly curved.
  • the locking contours 34, 64 in the form of a latching connection can also be designed as a bayonet connection.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung(10)für Rohrleitungen, mit einem weiblichen Kupplungsabschnitt (20) und einem männlichen Kupplungsabschnitt (40) sowie einem Verriegelungselement (60), das wenigstens bereichsweise zwischen die Kupplungsabschnitte (20, 40) eingreiftund das an einem Kupplungsabschnitt (20) festgelegt ist,wobeieiner der Kupplungsabschnitte (20) eine Verriegelungskontur (34) aufweist, die mit einer Verriegelungskontur (64) des Verriegelungselements (60) zusammenwirkt, und das Verriegelungselement (60) einen Sperrabschnitt (62) aufweist, der mit einem Sperrabschnitt (52) des anderen Kupplungsabschnitts (40) so zusammenwirkt, dass eine laterale Bewegung zwischen den Kupplungsabschnitten (20, 40) begrenzbar ist.

Description

Beschreibung
Kupplungsanordnung für Rohrleitungen Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für Rohrleitungen, insbesondere zur Herstellung einer quasistarren Rohrverbindung.
Stand der Technik
Aus der EP2286132 A1 ist eine Kupplungsanordnung für Rohre bekannt, bei der eine Rohrmuffe ein männliches und ein weibliches Rohrteil verbindet. Die Rohrmuffe wirkt mit einer Innenkontur des weiblichen Rohrteils zusammen, um ein in der Rohraufnahme aufnehmbares Rohr gelenkig an die an das weibliche Rohrteil zu koppeln. Die Rohraufnahme weist dazu einen aus Abschnitten gebildeten Rohranschlag auf, die von einer Innenwand der Rohrmuffe abstehen.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine preiswerte und leicht montierbare Kupplungsanordnung zu schaffen, die insbesondere für quasi-starre Rohrverbindungen geeignet ist.
Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Kupplungsanordnung gelöst, die zwei Kupplungsabschnitte und ein Verriegelungselement aufweist, das wenigstens bereichsweise zwischen die Kupplungsabschnitte eingreift und an einem Kupplungsabschnitt festgelegt ist, wobei das Verriegelungselement eine laterale Relativbewegung der Kupplungsabschnitte begrenzt.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Es wird eine Kupplungsanordnung vorgeschlagen, mit einem weiblichen Kupplungsabschnitt und einem männlichen Kupplungsabschnitt sowie einem Verriegelungselement, das wenigstens bereichsweise zwischen die Kupplungsabschnitte eingreift und das an einem der Kupplungsabschnitte festgelegt ist, wobei einer der Kupplungsabschnitte eine Verriegelungskontur aufweist, die mit einer Verriegelungskontur des Verriegelungs- elements zusammenwirkt, und wobei das Verriegelungselement einen Sperrabschnitt aufweist, der mit einem Sperrabschnitt des anderen Kupplungsabschnitts so zusammenwirkt, dass eine laterale Bewegung zwischen den Kupplungsabschnitten begrenzbar ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist keine separate Muffe oder Überwurfmutter zum Fixieren einer Verbindung zwischen den Kupplungsabschnitten erforderlich, da ein Kugelabschnitt am männlichen Kupplungsabschnitt direkt aus dem Bauteil des Kupplungsabschnitts gebildet werden kann. Dadurch wird auch kein Endanschlag für den betreffenden Kupplungsabschnitt benötigt. Der Einsatz aufwändiger und teurer Gummielemente zum Ausgleich von Bewegungen bei der Montage oder bei Temperaturwechsel im Betrieb kann vermieden werden.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung zur Herstellung einer starren oder quasistarren Verbindung, etwa bei Ladeluftleitungen in Kraftfahr- zeugen oder Verbindungen ohne dynamische Bewegungsbelastungen, insbesondere mit hohen Temperatur- und Druckbelastungen der Verbindung. Die Kupplungsanordnung kann die beim Einbau oder durch leichte Lageveränderungen zwischen Anschlusspunkten entstehenden Bewegungen leicht ausgleichen. Dabei können sowohl Längenänderungen von wenigen Millimetern als auch Winkelfehler von wenigen Grad zwischen den Kupplungsabschnitten ohne einseitige Spannungseinleitung in die Kupplungsanordnung ausgeglichen werden.
Insbesondere können bei Vorsehen von zwei Kupplungsabschnitten etwa in einer Rohrleitung Bewegungen zwischen Anschlusselementen bei starren Verbindungen mit nur geringen Abweichungen ausgeglichen werden. Die Kupplungsabschnitte können Endabschnitte zweier miteinander zu verbindender Rohrleitungen sein.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung können der Sperrabschnitt des Verriegelungselements und der Sperrabschnitt des Kupplungsabschnitts bei Kontakt einen Form- schluss bilden. Hierdurch kann ein unerwünschtes Herausgleiten des männlichen Kupplungsabschnitts aus der Kupplungsanordnung effektiv unterbunden werden. Mit besonderem Vorteil kann das Verriegelungselement als Keilring ausgebildet sein. Das Verriegelungselement kann eine Auflagefläche auf einer Stirnseite des weiblichen Kupplungsabschnitts aufweisen und einen Bund, der zwischen die Kupplungsabschnitte eingreift. Damit kann das Verriegelungselement einfach und platzsparend montiert werden. Vorteilhaft kann der Sperrabschnitt an einer Innenseite des Keilrings angeordnet sein und die Verriegelungskontur an einer Außenseite des Keilrings. Beispielsweise kann die Verriegelungskontur als Rasthaken ausgebildet sein, an dessen radial innen angeordneter Fläche der Sperrabschnitt ausgebildet ist, z.B. in Form eines komplementär zum Sperrabschnitt des männlichen Kupplungsabschnitts geformten Flächenbereichs. Denkbar ist jedoch auch eine alternative Ausgestaltung, bei der das Verriegelungselement bügeiförmig ausgebildet ist mit einem außenseitigen Schenkel und einem innenseitigen Schenkel. Dann kann am außenseitigen Schenkel die Verriegelungskontur und am innenseitigen Schenkel der Sperrabschnitt vorgesehen sein. Die außenseitige Verriegelungskontur kann in diesem Fall mit einer Verriegelungskontur auf der Außenseite des weiblichen Kupplungsabschnitts zusammenwirken und der Sperrabschnitt am innenseitigen Schenkel mit dem Sperrabschnitt des männlichen Kupplungsabschnitts zusammenwirken.
Vorteilhaft kann das männliche Kupplungsstück an seiner Außenfläche eine Dichtungs- nut aufweisen. Auf diese Weise kann eine druckdichte Verbindung sichergestellt werden.
Zweckmäßigerweise kann das Verriegelungselement zur bestimmungsgemäßen Montage im Durchmesser reversibel erweiterbar sein. Beispielsweise kann ein Schlitz im Verriegelungselement vorgesehen sein. Dadurch kann das Verriegelungselement bei der Montage einfach aufgeweitet werden, um es auf das entsprechende Kupplungsteil aufzuschieben.
Günstigerweise kann der kupplungsabschnittseitige Sperrabschnitt einen Bereich einer Außenfläche einer stirnseitigen Verdickung des männlichen Kupplungsabschnitts bilden. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Anordnung ohne zusätzliche Bauelemente. Mit besonderem Vorteil kann der kupplungsabschnittseitige Sperrabschnitt wenigstens bereichsweise ballig ausgebildet sein. Dadurch kann eine kugelförmige Lagerung der Kupplungsabschnitte erreicht werden, wodurch der Ausgleich von Winkelfehlern besonders effektiv erleichtert wird. Die Verbindung zwischen den Kupplungsabschnitten kann geschaffen werden, ohne dass das männliche Kupplungsstück unter einen speziellen Winkel in das weibliche Kupplungsstück eingesteckt und dann verriegelt werden muss, was die Montage vereinfacht. Die ballige Ausgestaltung der Verriegelung hat darüber hinaus den Vorteil, dass auf Grund dieser Formgebung die durch den Innendruck erzeugten Reaktionskräfte auch bei einem Winkelversatz zwischen den Füge- partnern zu einer gleichmäßigen Krafteinleitung in die Anschlussgeometrie führen. Somit werden keine Rückstellmomente in der Kupplungsanordnung erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Verriegelungskontur des weiblichen Kupplungsabschnitts an einer Innenseite des weiblichen Kupplungsabschnitts ange- ordnet sein.
Vorteilhaft können die Verriegelungskonturen als Bajonettverbindung ausgebildet sein oder als Rastverbindung ausgebildet sein. Beide erlauben eine einfache, sichere Montage.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungsabschnitt für eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung vorgeschlagen, wobei an einer Innenseite in einem Aufnahmebereich für wenigstens eine Verriegelungskontur eines Verriegelungselements wenigstens eine Verriegelungskontur vorgesehen ist. Der Kupplungsabschnitt kann Teil einer Rohrleitung sein, welche über die Kupplungsanordnung mit einer weiteren Rohrleitung zu verbinden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungsabschnitt für eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung vorgeschlagen, wobei an einem stirnseitigen Ende eine Verdickung vorgesehen ist, deren Außenfläche einen Bereich aufweist, der als Sperrabschnitt im montierten Zustand zum Zusammenwirken mit einem Sperrabschnitt eines Verriegelungselement vorgesehen ist. Der Kupplungsabschnitt kann Teil einer Rohrleitung sein, welche über die Kupplungsanordnung mit einer weiteren Rohr- leitung zu verbinden ist. Vorteilhaft ist der Sperrabschnitt des Kupplungsabschnittes zumindest bereichsweise ballig ausgestaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verriegelungselement für eine er- findungsgemäße Kupplungsanordnung vorgeschlagen, wobei radial außen eine Verriegelungskontur vorgesehen ist zum Festlegen des Verriegelungselements im montierten Zustand an einem ersten Kupplungsabschnitt und radial innen ein Sperrabschnitt vorgesehen ist zum Begrenzen einer lateralen Bewegung eines zweiten Kupplungsabschnitts. Der radial innen liegende Sperrabschnitt ist vorzugsweise zumindest bereichs- weise konkav ausgestaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Rohrleitung für eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung vorgeschlagen, mit mindestens einem Kupplungsabschnitt, welcher an einem stirnseitigen Ende eine Verdickung aufweist, wobei eine Außenfläche der Verdickung über einen Bereich verfügt, welcher im montierten Zustand als Sperrabschnitt zum Zusammenwirken mit einem Sperrabschnitt eines Verriegelungselements vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft ist eine zumindest bereichsweise ballige Ausgestaltung des Sperrabschnitts der Rohrleitung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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.
Es zeigen beispielhaft:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Ladeluftrohrs einer Brennkraftmaschine mit zwei Kupplungsanordnungen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung;
Figur 2 in Explosionsdarstellung zwei Kupplungsabschnitte und ein Verriegelungselement einer Kupplungsanordnung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung; Figur 3 einen Schnitt durch eine Kupplungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Kupplungsabschnitten und einem Verriegelungselement vor dem Festlegen des Verriegelungselements an dem weiblichen Kupplungsabschnitt; und
Figur 4 die Kupplungsanordnung aus Figur 3 nach dem Festlegen des Verriegelungselements an dem weiblichen Kupplungsabschnitt und nach Einführen des männlichen Kupplungsabschnitts.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Zur Erläuterung der Erfindung zeigt Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Ladeluftrohr- leitung 100 einer Brennkraftmaschine mit zwei Kupplungsanordnungen 10 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Das Ladeluftrohr 1 10 ist an einem ersten Kupplungspunkt 1 12 über die erste Kupplungsanordnung 10 an ein erstes Rohrstück angeschlossen und an einem entfernt angeordneten Kupplungspunkt 1 14 über die zweite Kupplungsanordnung 10 an ein zweites Rohrstück angeschlossen. Die Ladeluftrohrverbindung 1 10 ist bestimmungsgemäß starr bzw. quasi starr, d.h. sie ist im Betrieb nicht für dynamische Bewegungen vorgesehen, sondern im Wesentlichen unbeweglich und soll bestimmungsgemäß allenfalls typische kleine Bewegungen durch Temperaturausdehnung oder bei der Montage durchführen. Dynamische Anwendungen sind jedoch ebenfalls denkbar.
Die Kupplungsanordnung 10 bildet jeweils eine Verbindung mit einer geringen Beweglichkeit zwischen zwei Rohren oder Rohrabschnitten. Die Kupplungsanordnung 10 erlaubt einen Ausgleich geringer Bewegungen zwischen den Rohrenden sowohl von Kippbewegungen als auch von lateralen Bewegungen. So kann die Kupplungsan- Ordnung 10 Verkippungen von bis zu 3,5° und einen Längenversatz zwischen den beiden Rohren von wenigen Millimetern, etwa +/-3mm, ausgleichen. Die Bewegungsunterschiede werden dabei nicht dynamisch zwischen den beiden Endpunkten ausgeglichen, sondern die Kupplungsanordnung 10 wirkt lediglich als Ausgleichselement für die Montage des Systems und zum Toleranzausgleich zwischen zwei Anschluss- punkten. Um die Vorteile der Kupplungsanordnung 10 optimal nutzen zu können, empfiehlt es sich, die Kupplungsanordnung 10 als Paar vorzusehen.
Figur 2 zeigt in Explosionsdarstellung zwei Kupplungsabschnitte 20, 40 und ein Ver- negelungselement 60 einer Kupplungsanordnung 10 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
Die Kupplungsanordnung 10 umfasst einen weiblichen Kupplungsabschnitt 20 und einen männlichen Kupplungsabschnitt 40 sowie ein Verriegelungselement 60, das wenigstens bereichsweise zwischen die Kupplungsabschnitte 20, 40 eingreift. Das Verriegelungselement 60 ist als Ring, insbesondere als Keilring, ausgebildet und kann aufgeweitet werden, wozu im Umfang des Verriegelungselements 60 ein Schlitz vorgesehen ist. Das Verriegelungselement 60 ist an einem Kupplungsabschnitt 20, insbesondere dem weiblichen Kupplungsabschnitt 20 festgelegt, wobei der betreffende Kupplungsabschnitt 20 an seiner Innenseite (28 in Figuren 3 und 4) eine Verriegelungskontur (Bezugszeichen 34 in Figuren 3 und 4) aufweist, die mit einer Verriegelungskontur 64 des Verriegelungselements 60 zusammenwirkt, und das Verriegelungselement 60 einen Sperr- abschnitt 62 aufweist, der mit einem Sperrabschnitt 52 des anderen Kupplungsabschnitts 40 so zusammenwirkt, dass eine laterale Bewegung zwischen den Kupplungsabschnitten 20, 40 begrenzbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungskontur 64 an einem Bund 68, der zwischen die Kupplungsabschnitte 20, 40 eingreift, außen und der Sperrabschnitt 62 an der Innenseite 70 des Bunds 68 ange- ordnet.
Der weibliche Kupplungsabschnitt 20 bildet die Gelenkpfanne 22, der männliche Kupplungsabschnitt 40 eine Gelenkkugel 42 eines Kugelgelenks. Gelenkpfanne 22 und Gelenkkugel 42 können Teil eines anderen Bauteils sein, etwa eines Anschluss- Stutzens, eines Rohrelements oder dergleichen.
Wie in den Figuren 3 und 4 detaillierter ausgeführt ist, ist bei einer Ausgestaltung wie in Figur 2 im männlichen Kupplungsabschnitt 40 im Bereich des stirnseitigen Endes eine Verdickung 44 vorgesehen. Die Verdickung 44 ist vorteilhaft ballig ausgebildet und sorgt für die Kugellagerung des männlichen Kupplungsabschnitts 40 im weiblichen Kupplungsabschnitt 20.
Im verdickten Bereich ist eine Dichtungsnut 54 angeordnet, in die im montierten Zu- stand eine Dichtung 56, z.B. ein O-Ring, eingelegt ist. Die Dichtung 56 dient zur druckdichten Verbindung von Gelenkkugel 42 und Gelenkpfanne 22, d.h. des weiblichen und männlichen Kupplungsabschnitts 20, 40.
Der weibliche Kupplungsabschnitt 20 weist nahe seiner Stirnseite 26 innen eine Er- Weiterung 30 auf, die Platz für die Verriegelungskontur 64 des Verriegelungselements 60 bietet und einen Aufnahmeraum 32 bildet.
Das Verriegelungselement 60 ist ringförmig z.B. als Keilring ausgebildet, und greift mit einem Bund 68 axial zwischen die Kupplungsabschnitte 20, 40. Am Bund 68 ist ein Auflagering 66 vorgesehen, der zum Auflegen auf eine Stirnseite 26 des weiblichen Kupplungsabschnitts 20 dient. Der Bund 68 umfasst mehrere Verriegelungskonturen 64, z.B. radial nach außen weisende Rastnasen, die mit Verriegelungskonturen 34, z.B. radial von der Innenseite 28 nach innen weisende Vorsprünge, des weiblichen Kupplungsabschnitts 20 zusammenwirken.
Die Verriegelungskontur 64 des Verriegelungselements 60 weist radial innen einen Bereich mit einem Sperrabschnitt 62 auf, der korrespondierend zur Form eines Sperrabschnitts 52 des männlichen Kupplungsabschnitts 40 ausgebildet ist. Der Sperrabschnitt 52 bildet einen Bereich 50 der Außenfläche 48 der Verdickung 44 des männlichen Kupplungsabschnitts 40. Das Verriegelungselement 60 dient sowohl zum Fixieren des Verriegelungselements 60 am weiblichen Kupplungsabschnitt 20 als auch zum Begrenzen einer lateralen Bewegung des männlichen Kupplungsabschnitts 40 und verhindert so sicher ein Lösen der Verbindung zwischen den Kupplungsabschnitten 20, 40. Eine laterale Bewegung ist nur zwischen dem Pfannenboden 36 des weiblichen Kupplungsabschnitts 20 (Gelenkpfanne 22) und dem Sperrabschnitt 62 des Verriegelungselements 60 möglich, da der männliche Kupplungsabschnitt 40 in einer Richtung mit seiner Stirnseite 46 an den Pfannenboden 36 stößt und in Gegenrichtung mit seinem Sperrabschnitt 52 an den Sperrabschnitt 62 des Verriegelungselements 60 anstößt. Zur Montage der Kupplungsanordnung 10 wird zunächst die Dichtung 56 auf der Gelenkkugel 42 (männlicher Kupplungsabschnitt 40) montiert, anschließend wird das Verriegelungselement 60, z.B. als Keilring ausgebildet, über die Verdickung 44 des männ- liehen Kupplungsabschnitts 40 geschoben und anschließend die Gelenkkugel 42 (männlicher Kupplungsabschnitt 40) mit montierter Dichtung 56 mit der Stirnseite 46 voran in die Gelenkpfanne 22 (weiblicher Kupplungsabschnitt 20) gepresst. Dabei liegt der Keilring (Verriegelungselement 60) außerhalb der Verdickung 44 auf der Gelenkkugel 42 (männlicher Kupplungsabschnitt 40).
Das Verriegelungselement 60 (Keilring) wird ebenfalls in die Gelenkpfanne 22 (weiblicher Kupplungsabschnitt 20) gepresst. Dabei liegen die Rastnasen (Verriegelungskontur 64) am Keilring (Verriegelungselement 60) immer noch außerhalb der Verdickung 44 und können im Außendurchmesser zusammengepresst werden, bis sie unter der Verriegelungskontur 34 an der Gelenkpfanne 22 (weiblicher Kupplungsabschnitt 20) durchtauchen können.
Die Gelenkkugel 42 und der Keilring werden eingepresst, bis die Rastnasen (Verriegelungskontur 64) hinter den Vorsprüngen (Verriegelungskontur 34) der Gelenk- pfanne 22 einrasten. Da der Außendurchmesser der Verriegelungskontur 64 größer ist als der Innendurchmesser der Verriegelungskontur 34, ist der Keilring (Verriegelungselement 60) sicher verriegelt und kann nicht mehr entfernt werden. Bei einer Zugbelastung der Kupplungsanordnung 10 wirkt der Keilring (Verriegelungselement 60) wie eine formschlüssige Verbindung gegenüber der Verdickung 44 an der Gelenkkugel 42 und verhindert ein Öffnen der Kupplungsanordnung 10. Dabei bilden der Sperrabschnitt 62 auf der Innenseite der Verriegelungskontur 64 des Verriegelungselements 60 und der Sperrabschnitt 52 des männlichen Kupplungsabschnitts 40 auf der Verdickung 44 bei Kontakt den Formschluss, indem sie in ihrer Form komplementär ausgebildet sind, z.B. der Sperrabschnitt 52 auf der Verdickung 44 konvex nach außen gewölbt (ballig) und der Sperrabschnitt 62 konkav nach innen gewölbt.
Um den Keilring (Verriegelungselement 60) über die Verdickung 44 der Gelenkkugel 42 montieren zu können, ist es notwendig, denn Keilring zu weiten. Daher ist der Keilring an einer Stelle offen (Schlitz 72, Figur 2), so dass sich der Keilring öffnen und über die Verdickung 44 an der Gelenkkugel 42 montieren lässt.
Alternativ zu den Verriegelungskonturen 34, 64 in Form einer Rastverbindung können die Verriegelungskonturen auch als Bajonettverbindung ausgebildet sein.

Claims

Ansprüche
1 . Kupplungsanordnung (10) für Rohrleitungen, mit einem weiblichen Kupplungsabschnitt (20) und einem männlichen Kupplungsabschnitt (40) sowie einem Verriegelungselement (60), das wenigstens bereichsweise zwischen die Kupplungsabschnitte (20, 40) eingreift und das an einem der Kupplungsabschnitte (20) festgelegt ist, wobei einer der Kupplungsabschnitte (20) eine Verriegelungskontur (34) aufweist, die mit einer Verriegelungskontur (64) des Verriegelungselements (60) zusammenwirkt, und das Verriegelungselement (60) einen Sperrabschnitt (62) aufweist, der mit einem Sperrabschnitt (52) des anderen Kupplungsabschnitts (40) so zusammenwirkt, dass eine laterale Bewegung zwischen den Kupplungsabschnitten (20, 40) begrenzbar ist.
2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , wobei die Verriegelungskontur (64) des Verriegelungselements (60) in einem Bereich angeordnet ist, welcher zwischen die Kupplungsabschnitte (20, 40) eingreift.
3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sperrabschnitt (62) des Verriegelungselements (60) und der Sperrabschnitt (52) des Kupplungsabschnitts (40) bei Kontakt einen Formschluss bilden.
4. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verriegelungselement (60) als Keilring ausgebildet ist mit einer Auflagefläche (66) auf einer Stirnseite (26) des weiblichen Kupplungsabschnitts (20) und einem Bund (68), der zwischen die Kupplungsabschnitte (20, 40) eingreift.
5. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verriegelungselement (60) zur bestimmungsgemäßen Montage im Durchmesser reversibel erweiterbar ist.
6. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kupplungsabschnittseitige Sperrabschnitt (52) einen Bereich (50) einer Außenfläche (48) einer stirnseitigen Verdickung (44) des männlichen Kupplungsabschnitts (40) bildet.
7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, wobei der kupplungsabschnittseitige Sperrabschnitt (52) wenigstens bereichsweise ballig ausgebildet ist.
8. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungskontur (34) des weiblichen Kupplungsabschnitts (20) an einer Innenseite (28) des weiblichen Kupplungsabschnitts (20) angeordnet ist.
9. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungskonturen (34, 64) als Bajonettverbindung ausgebildet sind.
10. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungskonturen (34, 64) als Rastverbindung ausgebildet sind.
1 1 .Verwendung der Kupplungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Herstellung einer quasistarren Verbindung von Gasrohren, insbesondere Ladeluftrohren (1 10).
12. Kupplungsabschnitt (20) für eine Kupplungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an einer Innenseite (28) in einem Aufnahmebereich (32) für wenigstens eine Verriegelungskontur (64) eines Verriegelungselements (60) wenigstens eine Verriegelungskontur (34) vorgesehen ist.
13. Kupplungsabschnitt (40) für eine Kupplungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an einem stirnseitigen Ende (46) eine Verdickung (44) vorgesehen ist, deren Außenfläche (48) einen Bereich (50) aufweist, der als Sperrabschnitt (52) im montierten Zustand zum Zusammenwirken mit einem Sperrabschnitt (62) eines Verriegelungselements (60) vorgesehen ist.
14. Verriegelungselennent (60) für eine Kupplungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei radial außen eine Verriegelungskontur (64) vorgesehen ist zum Festlegen des Verriegelungselements (60) im montierten Zustand an einem ersten Kupplungsabschnitt (20) und radial innen ein Sperrabschnitt (62) vorgesehen ist zum Begrenzen einer lateralen Bewegung eines zweiten Kupplungsabschnitts (40).
15. Rohrleitung (1 10) für eine Kupplungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit mindestens einem Kupplungsabschnitt (40), welcher an einem stirnseitigen Ende (46) eine Verdickung (44) aufweist, wobei eine Außenfläche (48) der Verdickung (44) über einen Bereich (50) verfügt, welcher im montierten Zustand als Sperrabschnitt (52) zum Zusammenwirken mit einem Sperrabschnitt (62) eines Verriegelungselements (60) vorgesehen ist.
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