DE2913302C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauch-Steckkupplung beste­ hend aus einem äußeren Muffenelement und einem inneren Steckelement, von denen das Steckelement unter Herstellung einer Abdichtung teleskopartig in eine Bohrung des äußeren Muffenelements einsteckbar ist und in einem Abstand zu seinem in das Muffenelement einführbaren Vorderende mit einer umlaufenden Außennut versehen ist, wobei das Steck­ element zwischen der Außennut und dem Vorderende einen Abschnitt aufweist, gegenüber dem der Bereich des Vorder­ endes vorzugsweise verjüngt ist, und von denen das Muffen­ element seinerseits Arretiermittel aufweist, die zurück­ ziehbar in die umlaufende Außennut des Steckelementes ein­ zutreten und die beiden Kupplungselemente in ihrem teleskop­ artig zusammengesetzten Abdichtzustand festzuhalten vermögen.

Steckkupplungen für Flüssigkeitsleitungen und dergleichen sind an sich bekannt; ein bekanntes Beispiel für solche Kupp­ lungen ist der sogenannte "Hansen-Connector". Beispiele für derartige Kupplungen finden sich auch in den US-Patentschrif­ ten 25 18 542, 27 61 469, 32 45 423 und 33 51 362.

Eine typische Ausführungsform einer solchen Steckkupplung, wie sie aus der oben genannten US-Patentschrift 27 61 469 be­ kannt ist, umfaßt ein inneres Steckelement und ein äußeres Muffenelement, von denen ersteres zur Herstellung der ge­ wünschten Leitungsverbindung unter Abdichtung teleskopartig in eine Bohrung des äußeren Muffenelements einsteckbar ist. Die Verbindung wird dabei durch eine Anzahl von auf Abstände verteilten Metallkugeln aufrechterhalten, welche durch die Wand der Bohrung des Muffenelements hindurchragen und in eine außenseitige, umlaufende Nut des inneren Steckelements einra­ sten. Die Kugeln werden dabei in ihrer nach innen vorstehen­ den Stellung durch eine äußere Hülse oder Manschette festge­ halten, die am Muffenelement angeordnet ist und die Kugeln nach innen drängt. Zum Verbinden und Trennen der Kupplung wird die Außenhülse axial verschoben, so daß sie die Kugeln freigibt und diese sich in Auswärtsrichtung zurückziehen kön­ nen; in dieser Stellung der Kugeln kann dann das Innenelement in das Außenelement eingeschoben oder aus ihm herausgezogen werden.

Steckkupplungen dieser Art eignen sich für viele Anwendungs­ gebiete einschließlich medizinischer, einmal benutzbarer Vor­ richtungen, wie Dialysatoren oder Oxygenatoren für Blut. Wäh­ rend derartige Steckkupplungen bisher aus Metall, wie Messing, rostfreiem Stahl oder dgl., hergestellt wurden, erweist es sich im Fall von einmal benutzbaren Vorrichtungen der erwähn­ ten Art als wünschenswert, eine Steckkupplung vorzusehen, bei welcher mindestens eines der Kupplungselemente, typischer­ weise das innere Steckelement, aus einem kostensparenden Kunststoff geformt ist, damit das Steckelement nach Benutzung der wegwerfbaren Vorrichtung nicht ausgebaut und erneut ge­ brauchsbereit gemacht zu werden braucht.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich beim Formen eines solchen Steckelementes einige Schwierigkeiten ergeben. Beispielsweise ist es häufig schwierig, das innere Steckelement maßhaltig zu formen, weil der vergleichsweise dicke Kunststoffabschnitt zwischen seiner umlaufenden Außennut und seinem Vorderende, der genau eingehaltene Abmessungen besitzen sollte, beim Ab­ kühlen des Materials einem Werfen, Verziehen und Schrumpfen unterliegt. Infolgedessen ergeben sich bei der Fertigung zahl­ reiche Teile, die infolge einer möglichen Undichtigkeit den Fertigungsanforderungen nicht genügen.

Wenn man nun Kunststoff vom Außenbereich des dicken Abschnitts entfernt, kann eine zweite umlaufende Nut ausgebildet werden, die eine ähnliche Funktion besitzt wie die erste umlaufende Nut zur Aufnahme der Arretierkugeln des äußeren Muffenele­ ments. Wenn die Kugeln in diese zweite Nut eintreten, kann die Kupplung scheinbar verriegelt sein, ohne jedoch tatsäch­ lich die nötige Abdichtung herzustellen, so daß Undichtig­ keit auftritt.

Die Erfindung sieht die Schaffung eines Innensteckelements für eine Steckkupplung vor, bei welchem der dicke Kunststoff­ abschnitt im Bereich des Vorderendes dünner ausgebildet sein kann, so daß Kunststoff eingespart wird und die nachteiligen Maßabweichungen, die häufig bei dicken geformten Kunststoff­ teilen auftreten, vermieden werden, während gleichzeitig die Möglichkeit für einen fehlerhaft verriegelten Kupplungszu­ stand, in welchem keine Abdichtung hergestellt ist, weil die Halte- oder Arretierkugeln in den falschen Bereich des Innen­ elementes vorstehen, vermieden wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesser­ ten, wegwerfbaren Schlauch-Teleskop- oder Steckkupplungsele­ ments, das vorteilhaft betriebssicher und so kostengünstig ist, daß es nach einmaliger Benutzung ohne weiteres wegge­ worfen werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Steckkupplung der angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abschnitt zwischen der umlaufenden Außennut und dem Vorderen­ de Aussparungen aufweist und daß der Abschnitt Rippen in einer solchen Lage aufweist, daß sie einen Eintritt der Arre­ tiermittel in den Aufsparungen aufweisenden Abschnitt zu ver­ hindern vermögen.

Der gewünschte, Aussparungen aufweisende, also ausgesparte bzw. vertiefte Bereich kann somit am inneren Steckelement vor­ gesehen werden, wodurch bei diesen Gewicht und Material einge­ spart und zudem die vorher geschilderten Probleme beim Formen vermieden werden, so daß das Steckkupplungskonzept auf kosten­ sparende Kunststoff-Formteile übertragbar ist, ohne daß damit die Gefahr eines fehlerhaft verriegelten und zu Undichtigkeit führenden Kupplungszustands verbunden wäre.

Vorzugsweise bestehen die Arretiermittel aus mehreren radial angeordneten, in einer entsprechenden Anzahl von Bohrungen im Außenelement angeordneten Kugeln, die mittels einer vom Muffenelement getragenen Schiebehülse oder -manschette nach innen in Sperreingriff mit der umlaufenden Außennut des In­ nen-Steckelements gedrückt werden können. Die Schiebehülse ist in die Kugelsperrstellung durch Feder vorbelastet, kann jedoch in Axialrichtung von den Kugeln weggezogen werden, so daß sich diese nach außen verlagern können und das Ein­ stecken des Steckelements in das Muffenelement bzw. das Herausziehen aus letzterem zulassen.

Die vorzugsweise in Längsrichtung über das Steck­ element verlaufenden Rippen sind insbesondere in einer der Zahl der Kugeln nicht entsprechenden Zahl vorhan­ den, damit die Steckkupplung typischerweise nicht ge­ schlossen werden kann, wenn auch nur eine Kugel durch eine Rippe aus ihrer Einraststellung herausgedrängt ist. Vorzugsweise sind die Rippen so angeordnet, daß in jeder Winkellage zwischen Außen- und Innenelement mindestens zwei Kugeln radial nach außen verlagert sind. In diesem Zustand kann sich die äußere Sperr- oder Schiebehülse für die Kugeln nicht in die Schließstellung verschieben, wodurch dem Benutzer eine deutliche Anzeige dafür geboten wird, daß die Steckkupplung nicht geschlos­ sen bzw. eingerastet ist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:.

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Steckkupplung in ihrem geschlossenen und eingerasteten Zustand,

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung, in welcher Außen- und Innen-Steckelement zwar teleskopartig zusammengesteckt, aber nicht verriegelt sind,

Fig. 3 einen in etwas vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt durch die Steckkupplung im Zustand gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der voneinander getrennten Kupplungselemente kurz vor dem Zusammen­ stecken,

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung der Kupplungselemente im Zustand gemäß Fig. 2 und

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5.

Die in der Zeichnung dargestellte Steckkupplung umfaßt ein Außensteck- bzw. Muffenelement 10 und ein Innensteckelement 12, die jeweils mit einer Bohrung 14, 16 versehen sind, welche von einem Strömungsmittel durchströmbar ist, wenn die Kupplungselemente im Zu­ stand nach Fig. 1 zusammengesteckt und unter Herstellung einer Abdichtung arretiert sind.

Die Enden 20, 18 der beiden Elemente 10 bzw. 12 sind mit passenden Schläuchen oder einer Vorrichtung, etwa einem Dialysator oder Oxygenator, verbindbar. Beispielsweise kann das Muffenelement 10 mit einer Lei­ tung zur Lieferung von Dialyselösung von einem passen­ den Vorrat verbunden sein, während das Steckelement 12 an seinem Ende 18 mit einer flexiblen Schlauchleitung in Verbindung steht, die z.B. zu einem Dialysator ge­ eigneter bekannter Bauart führt. Wahlweise können die Elemente 10, 12 an Leitungen angeschlossen sein, die ein­ mal zu einem Blutoxygenator oder einer künstlichen Niere und zum anderen zu einer Arterie oder Vene eines Patienten führen. In weiterer Abwandlung können ein oder beide Kupplungselemente 10, 12 an der Außenwand einer Vorrich­ tung, etwa eines Dialysators oder Oxygenators, ange­ formt sein.

Das innere Steckelement 12 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff-Formteil mit einer umlaufenden Außennut 20, die in Längsrichtung abgewinkelte Seiten­ flanken 22, 24 aufweist. Zwischen der Nut 20 und dem Vorderende 26 des Steckelements 12 ist ein vertiefter bzw. ausgesparter Abschnitt 28 vorgesehen, der von Rippen 30 überspannt wird, die eine im wesentlichen den in Radialrichtungen äußersten Abschnitten der Nutflanke 24 entsprechende Höhe besitzen.

Die parallel zueinander verlaufenden Rippen 30 er­ strecken sich in Längsrichtung über den ausgesparten Abschnitt 28, wobei sie bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 6 in Winkelabständen von 90° um das Steckelement 12 herum verteilt sind, so daß vier Rippen 30 vorhanden sind. Andere Zahlen und Formen der Rippen, etwa kreisförmige, um das Steckelement 12 umlaufende Rippen, liegen jedoch ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung.

In der Nähe des Vorderendes 26 des inneren Steck­ elements 12 ist eine abgewinkelte, kreisförmige Dicht­ fläche 32 vorgesehen.

Gemäß Fig. 3 ist das Steckelement 12 teleskopartig in die Bohrung 34 des Außen- bzw. Muffenelements 10 einsteckbar. Im Abdichtzustand gemäß Fig. 3 liegt die Dichtfläche 32 an einem in die Bohrung 34 eingesetzten O-Ring 36 an, wenn der Dichtzustand hergestellt ist.

Das Muffenelement 10 enthält eine Reihe von Kugeln 38, die in Taschen 40 sitzen, welche nach außen hin offen und so dimensioniert sind, daß die Kugeln 38 bei einwand­ frei eingesetztem Steckelement 12 teilweise in die Bohrung 34 hinein verlagerbar sind, um unter Verriegelung des Steckelements in die umlaufende Außennut 20 einzugreifen. Die Kugeln 38 werden in ihrer Arretierstellung durch eine Schiebehülse 44 festgehalten, die durch eine Feder 41 in eine Stellung vorbelastet ist, in welcher ihre Innenfläche 42 an den Außenabschnitten der Kugeln 38 angreift und diese in ihrer radial nach innen verschobenen Stellung hält, in welcher sie zur Aufrechterhaltung des dichtenden Arretierzustands in die Außennut 20 hinein­ ragen.

Wenn das innere Steckelement 12 in das äußere Muffen­ element 10 eingesteckt oder aus ihm herausgezogen werden soll, wird die Schiebehülse 44 lediglich gegen die Kraft der Schraubenfeder 41 axial verschoben, bis die Kugeln 38 von der Schiebehülse 44 freigegeben werden. Beim Her­ ausziehen des Steckelements 12 werden die Kugeln 38 somit durch die Schrägflanke 24 oder beim Einstecken des Steck­ elements 12 in das Muffenelement 10 durch die Flanke 32 nach außen verdrängt, worauf die Schiebehülse 44 freige­ geben werden kann, so daß sie durch die Feder 41 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wobei die Kugeln 38 durch eine schräge Ringfläche 46 nach innen verdrängt werden. Wenn das Steckelement 12 einwandfrei in das Muf­ fenelement 10 eingesetzt ist, greifen die Kugeln wieder in die umlaufende Nut 20 ein, so daß die beiden Kupplungselemente in ihrem abgedichteten Arretierzustand festgehalten werden.

Ein Sicherungsring 48 dient zur Halterung der Schiebehülse 46 auf dem Muffenelement 10.

Aufgrund des Vorhandenseins der in ihrer bevorzug­ ten Anordnung dargestellten Rippen 30 können nicht alle Kugeln 38 gleichzeitig in den ausgesparten Abschnitt 28 eintreten, wenn versucht wird, die Steckkupplung bei über diesem Abschnitt liegenden Kugeln 28 zu arretieren. Infolgedessen kann auch die Schiebehülse 44 in diesem Fall nicht durch die Feder 41 in ihre Schließstellung über den Kugeln 38 verschoben werden. Aus diesem Grund wird auch die Möglichkeit für einen fehlerhaft arretierten Zustand ausgeschaltet, da die teilweise zurückgezogene Schiebehülse 44 gemäß Fig. 2 eine Sichtanzeige für einen nicht arretierten Zustand der Steckkupplung bietet. Wenn dann die Schiebehülse 44 weiter zurückgezogen wird und die beiden Kupplungselemente 10, 12 weiter zusammen­ gedrückt werden, wird im Normalfall der einwandfrei abgedichtete Arretierzustand gemäß Fig. 1 und 3 erreicht.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen die erfindungsge­ mäße Steckkupplung in ihrem zusammengesteckten, aber unverriegelten Zustand, in welchem die Rippen 38 die Schiebehülse 44 daran hindern, die Arretierstellung einzunehmen. In diesem speziellen Fall werden einige Kugeln 38 durch die Rippen 30 an einer Einwärtsverlage­ rung gehindert, während sich einige Kugeln 38 nach innen bewegen können. Die nicht nach innen verschobenen Kugeln verhindern jedoch einwandfrei eine Verschiebung der Schiebehülse 44 in ihre Arretierstellung über den Kugeln 38.

Als Ergebnis der beschriebenen Erfindung wird es möglich, für die Kupplungselemente, insbesondere aber für das innere Steckelement 12, das an einmal benutz­ bare Bauteile einer medizinischen Vorrichtung der vorher genannten Art angeschlossen sein kann, kosten­ sparende Kunststoff-Formteile zu benutzen. Beispielsweise kann das Steckelement 12 an eine künstliche Niere, an einen Oxygenator oder einen Kardiotomiebehälter o.dgl. ange­ schlossen sein, wobei große Kosteneinsparungen für die Steckkupplung ohne Beeinträchtigung der Betriebszuver­ lässigkeit der erfindungsgemäßen Dichtungs-Steckkupplung erzielt werden.

Claims (3)

1. Schlauch-Steckkupplung bestehend aus einem äußeren Muffenelement und einem inneren Steckelement, von denen das Steckelement unter Herstellung einer Abdich­ tung teleskopartig in eine Bohrung des äußeren Muffen­ elements einsteckbar ist und in einen Abstand zu seinem in das Muffenelement einführbaren Vorderende mit einer umlaufenden Außennut versehen ist, wobei das Steckele­ ment zwischen der Außennut und dem Vorderende einen Ab­ schnitt aufweist, gegenüber den der Bereich des Vorderen­ des verjüngt ist, und von denen das Muffen­ element seinerseits Arretiermittel aufweist, die zurück­ ziehbar in die umlaufende Außennut des Steckelementes einzutreten und die beiden Kupplungselemente in ihrem teleskopartig zusammengesetzten Abdichtzustand festzuhal­ ten vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (28) zwischen der umlaufenden Außennut (20) und dem Vor­ derende (26) Aussparungen aufweist, und daß der Abschnitt (28) Rippen (30) in einer solchen Lage aufweist, daß sie einen Eintritt der Arretiermittel (38) in den Aussparun­ gen aufweisenden Abschnitt (28) zu verhindern vermögen.

2. Schlauch-Steckkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippen (30) um den Aussparungen auf­ weisenden Abschnitt (28) herum in Abständen zueinander, längsverlaufend angeordnet sind.

3. Schlauch-Steckkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß um den Abschnitt (28) herum vier Rippen (30) in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind.