DE7909593U1 - Steckelement fuer eine schlauch-steckkupplung - Google Patents

Steckelement fuer eine schlauch-steckkupplung

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Description

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Baxter Travenol Laboratories, Inc.
Deerfield, 111., V.St.A. 3· April 1979
Schlauch-Steckkupplung
Die Erfindung betrifft eine Schlauch-Steckkupplung, bestehend aus einem äußeren Muffeneiement und einem inneren Steckelement, von denen letzteres mit einer umlaufenden Außennut versehen und unter Herstellung einer Abdichtung teleskopartig in eine Bohrung des äußeren Muffenelements einsteckbar ist, das seinerseits Arretiermittel aufweist, die zurückziehbar in die umlaufende Außennut einzutreten und die beiden Kupplungselemente in ihrem teleskopartig zusammengesetzten Abdichtzustand festzuhalten vermögen.
Steckkupplungen für Flüssigkeitsleitungen und dgl. sind an sich bekannt; ein bekanntes Beispiel für solche Kupplungen ist der sog. "Hansen-Connector". Beispiele für derartige Kupplungen finden sich auch in den US-PSen 2 518 542, 2 761 469, 3 245 423 und 3 351 362.
Eine typische Ausführungsform einer solchen Steck- | kupplung umfaßt ein inneres Steckelement und ein äußeres Muffenelement, von denen ersteres zur Herstellung der gewünschten Leitungsverbindung unter Abdichtung teleskopartig in eine Bohrung des äußeren Muffenelements einsteckbar ist. Die Verbindung wird dabei durch eine „ Anzahl von auf Abstände verteilten Metallkugeln aufrecht-
erhalten, welche durch die Wand der Bohrung des Muffenelements hindurchragen und in eine außenseitige, umlaufende Nut des inneren Steckelements einrasten. Die Kugeln werden dabei in ihrer nach innen vorstehenden Stellung durch eine äußere Hülse oder Manschette festgehalten, 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 können; 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 Anwendungsgebiete, einschließlich medizinischer, einmal benutzbarer Vorrichtungen, wie Dialysatoren oder Oxygenatoren für Blut. Während derartige Steckkupplungen bisher aus Metall, wie Messing, rostfreier Stahl o.dgl., hergestellt wurden, erweist es sich im Fall von einmal benutzbaren Vorrichtungen der erwähnten Art als wünschenswert, eine Steckkupplung vorzusahen, bei welcher mindestens eines der Kupplungselemente, typischerweise das innere Steckelement, aus einem kostensparenden Kunststoff geformt ist, damit das Steckelement nach Benutzung der wegwerfbaren Vorrichtung nicht ausgebaut und erneut gebrauchsbereit gemacht zu werden braucht.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich beim Formen eines solchen Steckelements einige Schwierigkeiten ergeben. Beispielsweise ist es häufig schwierig, das innere Steckelement maßhaltig zu formen, weil der vergleichsweise dicke Kunststoffabschnitt t/wischen seiner umlaufenden Außennut und seinem Vorderende, der genau
eingehaltene Abmessungen besitzen sollte, beim Abkühlen des Materials einem Werfen, Verziehen und
ι Schrumpfen unterliegt. Infolgedessen ergeben sich bei
der Fertigung zahlreiche Teile, die infolge einer möglichen Undichtigkeit den Fertigungsanforderungen nicht
\. genügen.
Wenn man nun Kunststoff vom Außenbereich des dicken
j§ Abschnitts entfernt, kann eine zweite umlaufende Nut
ausgebildet werden, die eine ähnliche Funktion besitzt
;l wie die erste umlaufende Nut zur Aufnahme der Arretier
kugeln des äußeren Muffenelements. Wenn die Kugeln
;i in diese zweite Nut eintreten, kann die Kupplung schein-
{ff bar verriegelt sein, ohne jedoch tatsächlich die nötige
Abdichtung herzustellen, so daß Undichtigkeit auftritt.
Die Erfindung sieht die Schaffung eines Innen-Steckelements für eine Steckkupplung vor, bei welchem
.j- der dicke Kunststoffabschnitt im Bereich des Vorder-
> endes dünner ausgebildet sein kann, so daß Kunststoff
eingespart wird und die nachteiligen Maßabweichungen, die häufig bei dicken geformten Kunststoffteilen auftreten, vermieden werden, während gleichzeitig die Mög-
• lichkeit für einen fehlerhaft verriegelten Kupplungszu
stand, in welchem keine Abdichtung hergestellt ist,
·■. weil die Halte- oder Arretierkugeln in den falschen Be-
■;, reich des Innenelements vorstehen, vermieden wird.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten, wegwerfbaren Schlauch-Teleskop- oder -Steckkupplungselement, das vorteilhaft betriebssicher und so kostengünstig ist, daß es nach einmaliger Benutzung ohne weiteres weggeworfen werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Steckkupplung der u angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß | das innere Steckelement zwischen der umlaufenden
Außennut und seinem dem äußeren Muffenelement zugewandten Vorderende einen vertieften bzw. ausgesparten Abschnitt sowie in diesem vorgesehene Rippen in einer i; solchen Lage aufweist, daß sie einen Eintritt der I Arretiermittel in den ausgesparten Abschnitt zu ver- I hindern vermögen. p
Der gewünschte ausgesparte (recessed) Bereich kann |;
somit am inneren Steckelement vorgesehen werden, wo- ψ
durch bei diesem Gewicht und Material eingespart und zu- ;
dem die vorher geschilderten Probleme beim Formen ver- \ mieden werden, so daß das Steckkupplungskonzept auf kostensparende Kunststoff-Formteile übertragbar ist, ohne daß
damit die Gefahr eines fehlerhaft verriegelten und zu |
Undichtigkeit führenden Kupplungszustands verbunden I
wäre. I
f 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 Außannut des Innen-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 Einstecken
des Steckelements in das Muffenelement bzw. das Herausziehen aus letzterem zulassen.
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Die vorzugsweise in Längsrichtung über das Steckelement verlaufenden Rippen sind insbesondere in einer der Zahl der Kugeln nicht entsprechenden Zahl vorhanden, damit die Steckkupplung typischerweise nicht geschlossen 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 geschlossen 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,
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Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gehaltene
Seitenansicht der voneinander getrennten Kupplungselemente kurz vor dem Zusammenstecken,
Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung der
Kupplungselernente im Zustand gemäß Fig. 2 und
ι Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig.
Die in der Zeichnung dargestellte Steckkupplung
[ umfaßt ein Außensteck- bzw. Muffenelement 10 und ein
Innen-Steckelement 12, die jeweils mit einer Bohrung •14, 16 versehen sind, welche von einem Strömungsmittel durchströmbar ist, wenn die Kupplungselemente im Zustand 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 Leitung zur Lieferung von Dialyselösung von einem passenden Vorrat verbunden sein, während das Steckelement an seinem Ende 18 mit einer flexiblen Schlauchleitung in Verbindung steht, die z.B. zu einem Dialysator geeigneter bekannter Bauart führt. Wahlweise können die Elemente 10, 12 an Leitungen angeschlossen sein, die einmal 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-
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tung, etw^ eines Dialysators oder Oxygenators, angeformt sein.
Das innere Steckelement 12 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff-Formteil mit einer umlaufenden Äußennut 20, die in Längsrichtung abgewinkelte Seitenflanken 22, 24 aufweist. Zwischen der Nut 20 und dem Vorderende 26 des Steckelements 12 ist ein vertiefter bzw. ausgesiparter 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 erstrecken sich in Längsrichtung über den ausgesparten Abschnitt 28, wobei sie bei der dargestellten Ausführungsform 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 umlaufende Rippen, liegen jedoch ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung.
In der Nähe des Vorderendes 26 des inneren Steckelements 12 ist eine abgewinkelte, kreisförmige Dichtfläche 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 einwandfrei 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 hineinragen.
Wenn das innere Steckelement 12 in das äußere Muffenelement 10 eingesteckt <gder 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 Herausziehen des Steckelements 12 werden die Kugeln 38 somit durch die Schrägflanke 24 oder beim Einstecken des Steckelements 12 in das Muffenelement 10 durch die Flanke 32 nach außen verdrängt, worauf die Schiebehülse 44 freigegeben 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 Muffenelement 1O eingesetzt ist, greifen die Kugeln wieder in die umlaufende Nut 20 ein, so daß die beiden Kupplungselemente in ihrem abgedichteten Arretierzustand festgehalten werden.
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Ein Sicherungsring 48 dient zur Halterung der Schiebehülse 46 auf dem Muffenelement 10.
Aufgrund des Vorhandenseins der in ihrer bevorzugten 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 zusammengedrückt werden, wird im Normalfall der einwandfrei abgedichtete Arretierzustand gemäß Fig. 1 und 3 erreicht.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen die erfindungsgemäße 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 Einwärtsverlagerung 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 benutzbare Bauteile einer medizinischen Vorrichtung der vorher genannten Art angeschlossen sein kann, kostensparende Kunststoff-Formteile zu benutzen. Beispielsweise kann das Steckelement 12 an eine künstliche Niere, an einer Oxygenator oder einen Kardiotomiebehälter o.dgl. angeschlossen sein, wobei große Kosteneinsparungen für die Steckkupplung ohne Beeinträchtigung der Betriebszuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Dichtungs-Steckkupplung erzielt werden.

Claims (7)

Schutzansprüche
1. ^Steckelement für eine Schlauch-Steckkupplung^mit einem äußeren, eine Aufnahmebohrung umfassenden Muffenelement, in die das Steckelement unter Herstellung eines nach außen fluiddichten Durchgangs teleskopartig einsteckbar ist, wobei im Abstand vom freien Ende des Steckelements eine zur verriegelndenAufnähme von im äußeren Muffenelement radial bewegbar gelagerten Arretierungsmitteln dienende Umfangsnut angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Steckelements (12) zwischen dem vorderen freien Ende (26) und der Umfangsnut (20) eine sich über den Umfang erstreckende Ausnehmung (28) aufweist, in der Rippen (30) angeordnet sind, derart, daß in jeder Winkellage zwischen dem inneren Steckelement (12) und dem äußeren Muffenelement (10) im nicht vollständig ineinander gesteckten Zustand mindestens eines der Arretierungsmittel (38) durch mindestens eine der Rippen (30) in seiner radial äußeren Nicht-Arretierlage gedrängt ist.
2. Steckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (28) mehrere sich in Längsrichtung des Steckelements (12) erstreckende und in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rippen (30) angeordnet sind.
3. Steckelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (28) vier Rippen (30) über den Umfang des Steckelements (12) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
4. Steckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsmittel (38) Kugeln sind, die in mehreren über den Umfang des äußeren Muffenelements (10) verteilt angeordneten Aufnahmen (Taschen 40) radial verschiebbar gelagert und im vollständig eingesteckten Zustand des inneren Steckelements (12) in der in die Umfangsnut (20) des inneren Steckelements (12) hineinbewegten Lage durch eine am äußeren Umfang des Muffenelements (10) axial bewegbar gelagerte Schiebehülse (44) gehalten sind.
5. Steckelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (44) an der den Arretierungskugeln
(38) zugewandten Seite eine sich über den Umfang erstreckende, die Arretierungskugeln (38) radial nach innen drängende Schrägfläche (46) aufweist.
6. Steckelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (44) entgegen der Wirkung einer Feder (41) in die die Arretierungskugeln (38) freigebende Stellung verschiebbar ist.
7. Steckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Arretierungsmittel (Kugeln 38) verschieden ist von der Zahl der in der Ausnehmung (28) angeordneten Rippen (30).
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C · ·
Steckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (30) in der Ausnehmung (28) so angeordnet sind, daß in jeder Winkellage zwischen dem inneren Steckelement (12) und dem äußeren Muffenelement (10) im nicht vollständig ineinandergesteckten Zustand mindestens zwei Arretierungsmittel (Kugeln 38) in ihrer radial äußeren Nicht-Arretierlage gedrängt und gehalten sind.
DE19797909593U 1978-05-19 1979-04-03 Steckelement fuer eine schlauch-steckkupplung Expired DE7909593U1 (de)

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