соединительное устройство для трубопроводов для среды в области проведения через стенку, а также стеновой элемент

Формула изобретения

1. Соединительное устройство (1) для проведения через стенку для уплотненной установки в проходном отверстии (2) стенового элемента (4) и для соединения по меньшей мере двух трубопроводов (6) для среды, состоящее из соединительной части (8) из пластика с первым соединительным участком (10), выполненным с возможностью проведения через проходное отверстие (2), и вторым соединительным участком (12) с упорным элементом (14) для упора в стеновой элемент (4) для ограничения вставления, а также с удерживающими средствами (16) для фиксации соединительной части (8) в ее положении, при котором она вставлена в проходное отверстие (2), при этом соединительная часть (8) имеет в области каждого соединительного участка (10, 12) по меньшей мере одно присоединение (26) для трубопровода, отличающееся тем, что соединительная часть (8) имеет в качестве удерживающих средств защелкивающиеся средства, выполненные с возможностью проведения через проходное отверстие (2) вместе с первым соединительным участком (10) таким образом, что они для фиксации захватывают стеновой элемент (4) с защелкиванием, при этом защелкивающиеся средства состоят по меньшей мере из двух упругих защелкивающихся лапок (16), которые соединены одним концом как одно целое с выполненной из пластика соединительной частью (8) и выполнены подобно крючку таким образом, что при вставлении в проходное отверстие (2) и проведении через него они упруго перемещаются внутрь и затем своими свободными, направленными против направления вставления концами отскакивают обратно наружу и благодаря этому захватывают стеновой элемент (4) с его противоположной упорному элементу (14) стороны с защелкиванием.

2. Соединительное устройство по п.1, отличающееся стопорными средствами для фиксации защелкивающихся лапок (16) против движения отсоединения.

3. Соединительное устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая из защелкивающихся лапок (16) имеет в качестве стопорного средства на своих свободных концах контур (18) в виде паза или канавки для защелкивающего взаимодействия с краевой кромкой (20) проходного отверстия (2).

4. Соединительное устройство по п.1, отличающееся средствами предварительного натяга для создания осевого, действующего против направления вставления усилия (F) предварительного натяга.

5. Соединительное устройство по п.1, отличающееся упругим уплотнением (22) для уплотняющего прилегания в области между упорным элементом (14) и стеновым элементом (4).

6. Соединительное устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что уплотнение (22) действует так же, как и средства предварительного натяга для создания усилия (F) предварительного натяга.

7. Соединительное устройство по п.1, отличающееся выполнением для установки соединительной части (8) в проходном отверстии (2) стенового элемента (4) без возможности проворачивания.

8. Соединительное устройство по п.7, отличающееся тем, что соединительная часть (8) имеет на стороне упорного элемента (14), обращенной в направлении первого соединительного участка (10), участок (24) зацепления, согласованный с отличающейся от круглой, имеющей, в частности, вид правильного многоугольника формой проходного отверстия (2).

9. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительная часть (8) состоит по меньшей мере из одного фасонного элемента, выполненного из пластика, армированного волокном.

10. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительная часть (8) выполнена в виде многокомпонентной фасонной детали из различных пластиков.

11. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно из присоединений (26) для трубопровода выполнено в виде штуцера (27), на который надевается трубопровод (6).

12. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одно из присоединений (26) для трубопровода выполнено в виде составной части штекерного соединения, а именно, в частности, в виде приемной муфты (30) для вставления штекерной части (32), выполненной со стороны трубопровода.

13. Соединительное устройство по п.12, отличающееся тем, что внутри приемной муфты (30) во внутренней кольцевой камере (36) расположен радиально-упругий удерживающий элемент (38) таким образом, что при вставленном состоянии штекерной части (32) он защелкивается в радиальном направлении в имеющуюся на штекерной части (32) выемку (30).

14. Соединительное устройство по п.13, отличающееся тем, что для получения возможности отсоединения вставленной и защелкнутой штекерной части (32) между ступенчатой поверхностью (42) приемной муфты (30) и полой цилиндрической, установленной в приемной муфте (30) с возможностью отсоединения, вставкой (44) образована кольцевая камера (36) для размещения удерживающего элемента (38).

15. Соединительное устройство по п.1, отличающееся выполнением в виде контрольного присоединения, в частности, для измерения давления, причем один из соединительных участков (10) выполнен для присоединения измерительного трубопровода, при этом между соединительными участками (10, 12) внутри соединительной части (8) расположен обратный клапан (60).

16. Соединительное устройство по п.1, отличающееся внешними ребрами (52) жесткости для повышения устойчивости, в частности, для повышения прочности при изгибе между соединительными участками (10, 12).

17. Стеновой элемент (4) по меньшей мере с одним проходным отверстием (2) для вставления соединительного устройства по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что проходное отверстие (2) выполнено с такими размерами и формой, что обеспечивается возможность проведения соединительной части (8) ее первым соединительным участком (10) и защелкивающимися средствами (16) через проходное отверстие (2), при этом проходное отверстие (2) имеет такую отличающуюся от круглой, выполненную в виде правильного многоугольника, форму, что обеспечивается возможность вставления участка (24) зацепления соединительной части (8) с малым зазором и его защиты от проворачивания во вставленном состоянии.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается, в первую очередь, соединительного устройства согласно ограничительной части п.1, а также предназначенного для него стенового элемента согласно ограничительной части п.18.

В DE 2951395 A1/C2 описана подобная крепежная арматура для проведения через стенку, причем соединительная часть (так называемый штекер, устанавливаемый в стенке или перегородке) вставляется с одной стороны стенки в отверстие стенки до упора в упорный фланец и фиксируется удерживающими средствами. При этом удерживающие средства должны монтироваться как отдельные элементы с другой стороны стенки, надеваясь на первый соединительный участок, что, однако, в зависимости от ситуации монтажа, может быть проблематичным, потому что монтаж должен осуществляться одновременно с двух сторон и поэтому, соответственно, двумя лицами.

То же самое относится к описанному в DE 4234262 A1 проходному соединителю, у которого на стороне первого, проведенного через отверстие в стенке участка с помощью резьбовой гайки должен монтироваться пружинный элемент.

В основу настоящего изобретения положена задача создать соединительное устройство описанного рода, которое при конструктивно и технологически простом осуществлении обеспечивает улучшенные эксплуатационные свойства.

В соответствии с изобретением это достигается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные признаки выполнения содержатся в ее зависимых пунктах.

В соответствии с изобретением соединительная часть имеет в качестве удерживающих средств защелкивающиеся средства, а именно по меньшей мере две упругие защелкивающиеся лапки, которые могут проводиться вместе с первым соединительным участком через проходное отверстие таким образом, что они захватывают стеновой элемент для фиксации с защелкиванием. Благодаря этому, предпочтительным образом, становится возможным монтаж путем простого вставления с одной стороны стенового элемента. Не требуется монтировать какие-либо удерживающие средства с другой стороны, потому что защелкивающиеся средства или, соответственно, защелкивающиеся лапки при вставлении автоматически захватывают стеновой элемент в краевой области проходного отверстия в направлении, противоположном направлению вставления.

В соответствии с частичным аспектом изобретения, предлагаемая изобретением соединительная часть и стеновой элемент, имеющий по меньшей мере одно проходное отверстие, согласованы друг с другом таким образом, что, с одной стороны, достигается защищенная от проворачивания фиксация соединительной части в проходном отверстии. С другой стороны, соединительная часть может вставляться в проходное отверстие во многих различных повернутых положениях. Это является преимуществом в особенности для так называемых угловых муфт, в частности, при установке направления соответствующего отвода трубопровода.

Соответственно этому изобретение касается также соответственно адаптированного стенового элемента по п.18, причем предпочтительное осуществление определено в зависимом п.19.

На предпочтительных примерах осуществления, изображенных на чертежах, изобретение, предпочтительные варианты его осуществления и достигнутые преимущества поясняются более подробно. При этом на чертежах показано:

Фиг.1 - вид в перспективе стенового элемента, снабженного несколькими предлагаемыми изобретением соединительными устройствами, а именно вид обратной стороны стенки;

Фиг.2 - вид в перспективе соединительной части, предлагаемой изобретением, в варианте осуществления в виде проходного соединителя;

Фиг.3 - вид сбоку соединительной части в направлении стрелки III, показанном на фиг.1 и фиг.2;

Фиг.4 - увеличенный фрагмент области IV, показанной на фиг.3;

Фиг.5 - увеличенное продольное сечение по плоскости V-V, показанной на фиг.3, с дополнительным изображением штекерной части штекерного соединения для присоединения трубопровода;

Фиг.6 - увеличенный вид изображения, показанного на фиг.3, в смонтированном и соединенном с одной стороны с трубопроводом состоянии;

Фиг.7 - вид в перспективе другого варианта осуществления соединительной части снова в виде проходного соединителя;

Фиг.8 - вид спереди соединительной части, показанной на фиг.7;

Фиг.9 - вид сбоку в направлении стрелки IX, показанном на фиг.9;

Фиг.10 - вид сзади в направлении стрелки X, показанном на фиг.9;

Фиг.11 - вид в перспективе другого варианта осуществления соединительной части, выполненной в виде контрольного присоединения;

Фиг.12 - вид соединительной части, показанной на фиг.11, в другой перспективе, и

Фиг.13 - вид, аналогичный показанному на фиг.11 виде, в разрезе.

На различных фигурах одни и те же части и компоненты всегда обозначаются одними и теми же позициями.

Соединительное устройство 1 согласно изобретению предназначено предпочтительно для уплотненной установки в проходном отверстии 2 стенового элемента 4 (см. фиг.1 и фиг.6) и одновременно для соединения по меньшей мере с двумя линиями или трубопроводами 6 для среды, из которых на фиг.6 показана только одна линия (трубопровод) 6. Стеновой элемент 4 представляет собой, в частности, перегородку в транспортном средстве, например в грузовом автомобиле. Данная/любая линия 6 может представлять собой гибкий (шланговый) провод или жесткий трубопровод для любых, пневматических или гидравлических текучих или, соответственно, рабочих сред (сред под давлением).

Соединительное устройство 1 состоит из соединительной части 8 (называемой также штекером, устанавливаемым в перегородке или стенке) с первым, проводимым через проходное отверстие 2 соединительным участком 10 и вторым соединительным участком 12 с фланцевым упорным элементом 14 для ограничивающего вставление упора в стеновой элемент 4 в области, окружающей проходное отверстие 2. Кроме того, предусмотрены удерживающие средства для фиксации соединительной части 8 в ее положении, когда она вставлена в проходное отверстие 2.

В соответствии с изобретением соединительная часть 8 имеет в качестве удерживающих средств защелкивающиеся средства, в частности, в виде по меньшей мере двух упругих пружинных защелкивающихся лапок 16, которые выполнены так, что они могут проводиться вместе с первым соединительным участком 10 через проходное отверстие 2 и затем для фиксации автоматически захватывают элемент 4 стенки с защелкиванием. Для этого защелкивающиеся лапки 16 одним концом соединены с соединительной частью 8, в частности, представляя с ней одно целое, причем в области, находящейся в осевом направлении на расстоянии от упорного элемента 14, от которой они направлены своими свободными концами прямо против направления вставления обратно в направлении упорного элемента 14, и при этом, подобно крючку, несколько наискось наружу таким образом, что при вставлении через внутренний край проходного отверстия 2 они автоматически упруго двигаются внутрь до тех пор, пока не смогут выйти с другой стороны стенового элемента 4 и отскочить наружу, и при этом свободными концами захватить край отверстия с геометрическим замыканием.

В предпочтительном варианте осуществления предусмотрены стопорные средства для фиксации защелкивающихся лапок 16 против упругого движения отсоединения. Они могут представлять собой отдельные не показанные на чертеже элементы, каждый из которых может, например, вводиться в радиальный образовавшийся между соединительной частью 8 и защелкивающейся лапкой 16 зазор. В представленных предпочтительных вариантах осуществления каждая из защелкивающихся лапок 16 имеет в качестве стопорного средства на своих свободных концах контур 18 в виде паза или канавки для защелкивающего взаимодействия с краевой кромкой 20 проходного отверстия 2. По этому поводу ссылка делается на фиг.3 и 4, а также на фиг.5.

Таким образом, в соединении является предпочтительным, если средства предварительного натяга, создающие осевое, действующее против направления вставления усилие F предварительного натяга (см. фиг.6), выполнены таким образом, что соединительная часть 8 в осевом направлении фиксируется без зазора, и защелкивающиеся лапки 16 находятся в контакте с краевыми кромками 20 проходного отверстия 2. По этому поводу ссылка делается, в частности, на фиг.5 и 6, в соответствии с которыми в качестве средства предварительного натяга предпочтительно предусмотрено упругое осевое уплотнение 22, обеспечивающее уплотненное прилегание в области между упорным элементом 14 и стеновым элементом 4. Но альтернативно или дополнительно возможно также радиальное уплотнение, которое расположено так, что оно взаимодействует с внутренней областью проходного отверстия 2, обеспечивая уплотнение, причем в этом случае предусмотрен по меньшей мере один дополнительный осевой пружинный элемент, который может быть выполнен в виде отдельного элемента, связанного с соединительной частью 8, или как одно целое с ней (не показан). Но в принципе, в случае осевого уплотнения также возможно применение дополнительного осевого пружинного элемента.

Кроме того, предпочтительным является вариант осуществления установки соединительного устройства 1 с защитой соединительной части 8 против проворачивания в проходном отверстии 2 стенового элемента 4. При этом, с одной стороны, проходное отверстие 2 имеет форму, отличающуюся от круглой, в частности форму правильного многоугольника. С другой стороны, соединительная часть 8 имеет на стороне упорного элемента 14, обращенной в направлении первого соединительного участка 10, участок 24 зацепления, соответствующий форме проходного отверстия 2 таким образом, что участок 24 зацепления может вставляться в проходное отверстие 2 с малым зазором, но не может прокручиваться в нем. К тому же, предпочтительным образом, возможно вставление в различных повернутых положениях. В представленном примере осуществления проходное отверстие 2 имеет форму правильного четырехугольника, т.е. квадратную форму, так что соединительная часть 8 может вставляться в четырех различных угловых положениях, соответственно, со смещением на 90°. Альтернативно этому проходное отверстие 2 может быть, например, выполнено в форме правильного шести- или восьмиугольника. При этом предпочтительным образом соединительная часть 8 имеет две (только две) расположенные диаметрально противоположно защелкивающиеся лапки 16, которые выполнены с относительно большой шириной таким образом, что свободные концы образуют фиксирующие кромки, которые имеют почти такую же длину, что и параллельные им краевые кромки 20 проходного отверстия 2. Благодаря этому, предпочтительным образом, достигается высокая надежность защиты против отклонения соединительной части 8 внутри проходного отверстия 2.

Предпочтительно соединительная часть 8 состоит по меньшей мере из одного фасонного элемента, выполненного, в частности, из пластика, армированного волокном. Особенно целесообразным является изготовление в виде цельного элемента методом литья под давлением, но соединительная часть 8 может также быть сборной из нескольких частей или элементов. Кроме того, возможно также изготовление соединительной части 8 в виде многокомпонентного фасонного элемента из различных пластиков. Благодаря этому возможно, в частности, изготовление в виде цельного элемента уплотнения 22 из эластичного материала путем прилива. В одном из специальных вариантов осуществления уплотнения 22 оно может, например, изготавливаться из губчатой резины или пористой резины и иметь рамочный, но возможно также и кольцеобразный контур.

Соединительная часть 8 имеет в области каждого соединительного участка 10, 12 по меньшей мере одно присоединение 26 для трубопровода в любом варианте выполнения и положении. Как показано на примере второго соединительного участка 12, присоединение 26 для трубопровода может представлять собой фасонный штуцер 27, на который надевается трубопровод 6 (см. фиг.6), причем для фиксации дополнительно может быть предусмотрен зажимной хомут 28. Трубопровод 6 может быть присоединен (надет на штуцер) уже до монтажа соединительной части 8, а соединительная часть 8 может быть вставлена в проходное отверстие 2, предпочтительным образом, при присоединенном трубопроводе 6.

В вариантах осуществления в виде проходного соединителя для сред (см. фиг.1-10) также в качестве примера изображен первый соединительный участок 10, являющийся частью соединительной системы, а именно выполненный, в частности, в виде приемной муфты 30 для вставления соединенной с трубопроводом штекерной части 32. Между отдельными присоединениями 26 для трубопроводов может быть предусмотрено любое, одно- или многомерное отклонение направлений.

Как, в частности, показано на фиг.5, приемная муфта 30 образует приемное отверстие для окружного уплотнения вставленного хвостовика штекерной части 32. В представленном примере в кольцевой канавке хвостовика штекера находится по меньшей мере одно кольцевое уплотнение 34 для окружного уплотнения. Вставленная штекерная часть 32 может фиксироваться против отсоединения удерживающими средствами, в частности, с геометрическим замыканием. Для этого внутри приемной муфты 30 во внутренней кольцевой камере 36 расположено радиально-упругое удерживающее средство таким образом, что при вставленном состоянии штекерной части 32 он частично вводится в радиальном направлении внутрь в имеющуюся на штекерной части 32 или, соответственно, на ее хвостовике выполненную, в частности, в виде кольцевой канавки выемку 40. Чтобы иметь возможность при необходимости снова отсоединить зафиксированную таким образом штекерную часть 32, между ступенчатой поверхностью 42 приемной муфты 30 и полой цилиндрической, установленной в приемной муфте 30 с возможностью отсоединения вставкой 44 образована кольцевая камера 36, в которую вводится удерживающее средство 38. В представленном примере вставка 44 ввернута наружной резьбой во внутреннюю резьбу соединительного участка 10; соответственно, она является завинчивающейся деталью или, соответственно, так называемой накидной гайкой. Удерживающее средство 38 при этом предпочтительно выполнено в виде по существу кольцеобразной скобы.

В нижней базовой области приемного отверстия приемной муфты 30 предпочтительно расположен пружинный элемент 46, как изображено, например, в виде резинового упругого кольца. Вставленная штекерная часть 32 в застопоренном положении своим свободным концом опирается на пружинный элемент 36, благодаря чему он нагружается усилием, действующим в осевом направлении в сторону отсоединения. Благодаря этому штекерное соединение в осевом направлении не имеет зазора.

Другие подробности штекерной системы описаны также в различных публикациях заявителя, смотри, например, EP 0005865 A2/B1.

Штекерная часть 32 может иметь соответствующий фасонный штуцер 27, на который надевается трубопровод.

Как уже указывалось, изобретение касается также стенового элемента 4 по меньшей мере с одним проходным отверстием 2. При этом в соответствии с изобретением размер и форма проходного отверстия 2 выбраны таким образом, что соединительная часть 8 своим первым соединительным участком 10, а также защелкивающимися лапками 16 может проводиться через проходное отверстие 2. Также как уже пояснялось, проходное отверстие 2 предлагаемого изобретением стенового элемента 4 имеет такую отличающуюся от круглой, а именно выполненную, в частности, в виде правильного многоугольника форму, что участок 24 зацепления соединительной части 8 может вставляться с малым зазором и во вставленном состоянии защищен от проворачивания. К тому же вставление возможно в различных повернутых положениях.

Чтобы при необходимости иметь возможность закрыть проходное отверстие 2 стенового элемента 4, когда в этом проходном отверстии 2 не должно монтироваться никакое соединительное устройство 1, предпочтительно может быть предусмотрен закрывающий элемент, который может быть вставлен в проходное отверстие 2 подобно заглушке или крышке. При этом фиксация может осуществляться соответствующим предлагаемой изобретением соединительной части 8 образом с помощью таких же защелкивающихся лапок.

Изобретение дает значительную экономию затрат и уменьшение веса по сравнению с известными ранее металлическими и резьбовыми соединительными устройствами. Соединительное устройство 1 может монтироваться простым способом вручную путем вставления и может также вручную или с помощью соответствующего инструмента (клещи) демонтироваться путем сжатия защелкивающихся лапок 16 друг с другом.

Уплотнение 22 может в данном варианте осуществления как отдельная часть приклеиваться и/или фиксироваться за счет поднутрения. Путем изменения твердости и/или толщины уплотнения 22 возможна адаптация к различным толщинам стенки.

В предпочтительном варианте осуществления соединительной части 8 в виде фасонного элемента из пластика (полимера) могут быть предусмотрены различные выемки для предотвращения скопления материала и для крепления вспомогательных монтажных элементов. Кроме того, вариант осуществления с ребрами жесткости 52 (см., например, фиг.2-4) может привести к улучшению ударной прочности и устойчивости. По этому поводу ссылка делается также на вариант осуществления, показанный на фиг.7-10. Первый соединительный участок 10 переходит через участок 50 соединительного канала во второй соединительный участок 12. По меньшей мере в области участка 50 соединительного канала и в переходе к первому соединительному участку 10 выполнены наружные ребра 52 жесткости. Предпочтительным образом в областях, расположенных диаметрально напротив друг друга и смещенных относительно защелкивающихся лапок 16 примерно на 90° каждая, на обеих сторонах имеются несколько, например, по три ребра жесткости 52. Среднее ребро 52a проходит примерно по оси второго соединительного участка 12, а два боковых ребра 52b, 52c проходят наискось к ней, в частности, сходясь под острым углом в направлении первого соединительного участка 10 (см., в частности, фиг.8 и 10). Как изображено для примера на фиг.7 и 8, в области по меньшей мере одного ребра (например, ребра 52a) может быть выполнено утолщение 52d. Ребра жесткости 52 придают, прежде всего, повышенную прочность при изгибе при упругих перемещениях относительно друг друга соединительных участков 10, 12 или, соответственно, первого соединительного участка 10 и зафиксированного в стеновом элементе 4 участка 24 зацепления.

Что касается также формы осуществления, изображенной на фиг.11-13, то здесь представлено соединительное устройство 1 или, соответственно, соединительная часть 8, выполненная в виде контрольного присоединения, в частности, для измерения давления. К одному из соединительных участков, как представлено, предпочтительно, ко второму соединительному участку 12, может быть присоединен напорный трубопровод 6 для среды. Другой, как представлено, первый соединительный участок 10 предназначен для подсоединения трубопровода, ведущего к манометру. Измерительный трубопровод и манометр на чертеже не показаны. Между соединительными участками 10, 12 внутри соединительной части 8 расположен обратный клапан 60. В этой связи ссылаемся на фиг.13. Этот обратный клапан 60 выполнен, подобно клапану для накачивания шин воздухом, таким образом, что с не подсоединенным измерительным трубопроводом подсоединенный ко второму соединительному участку 12 трубопровод для среды за счет своего давления автоматически перекрывается в направлении стороны 62 присоединения измерительного трубопровода и что при подсоединении измерительного трубопровода обратный клапан 60 автоматически открывается против давления, так что в этом случае давление передается по измерительному трубопроводу к измерительному прибору.

В предпочтительном варианте у этой формы осуществления первый соединительный участок 10 снабжен защитным колпачком 64, защищающим контрольное присоединение на стороне 62 его присоединения от грязи и прочих влияний. Предпочтительно защитный колпачок 64 выполнен в виде навинчивающегося колпачка, который внутренней резьбой может навинчиваться на наружную резьбу соединительного участка 10. Предпочтительным образом, для уплотнения между защитным колпачком 64 и соединительной частью 8 предусмотрено уплотнение 66. Кроме того, предпочтительно, если это кольцеобразное уплотнение 66 соединено в виде цельного элемента гибким соединительным участком 68 в виде ленты или петли с защитным колпачком. Благодаря этому защитный колпачок 64 прочно удерживается над охватывающим соединительный участок 10 уплотнением 66 и соединительным участком 68. Для облегчения проворачивания защитного колпачка 64 при навинчивании или, соответственно, отвинчивании на стороне, диаметрально противоположной соединительному участку 68, может быть расположен радиальный фланец 70. Этот радиальный фланец 70 вместе с соединительным участком 68 служит для передачи усилия или, соответственно, крутящего момента для завинчивания вручную.

В остальном вариант осуществления, изображенный на фиг.11-13, практически соответствует вариантам осуществления, показанным на фиг.1-10. Это относится, в частности, к фиксации соединительной части 8 внутри проходного отверстия 2 стенового элемента 4.

Изобретение не ограничено представленными и описанными примерами осуществления, а включает также все комбинированные в смысле изобретения варианты осуществления. Таким образом, формула изобретения должна пониматься только как попытка сформулировать изобретение.