Kupplung für die Verbindung von zwei Teilen einer Leitung für die Übertragung eines hydrostatischen Druckes Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung für die Verbindung von zwei Teilen einer Leitung für die Übertragung eines hydrostatischen Druckes, wobei jedes zu kuppelnde Ende der Leitungsteile einen Zapfen, jeder Zapfen eine flexible Membran aufweist, die einen mittleren Teil, der das Za.pfenencle schliesst und abdichtet, und einen Randteil besitzt, der sich axial zum Zapfen erstreckt und an einer Wand des Zapfens an liegt, und die Kupplung ein abnehmbares Kup- pelelement aufweist, das über die Zapfen passt und diese Ende gegen Ende miteinander verbindet,
wobei sieh die mittleren Teile der Membranen eng gegeneinander legen und das Kuppelelement während des Kuppelns der Leitungsteile das Entweichen der zwischen den Membranen befindlichen Luft, gestattet.
Solch eine Kupplung soll ermöglichen, Änderungen im hydraulischen Druck von einem Teil auf den andern dadurch zu über tragen, dass die -Membranen eng gegeneinan- derliegen, wenn die Teile miteinander ge kuppelt sind. Sind die 'Teile voneinander ge trennt, dann verhüten die Membranen einen Verlust an Füllflüssigkeit.
Es wurde für solche Kupplungen vorge schlagen, die Membranen mit dem Leitungs teil dadurch zu verbinden, da.ss sie auf die Zapfen aufvulkanisiert werden. Wir haben jedoch festgestellt, dass die genaue Übertra gung von kleinen Änderungen im hydrau lischen Druck von einem Leitungsteil auf den andern nicht erreicht wird, wenn die Mem branen mit den Zapfenenden in solcher Weise fest verbunden sind. Das ist der Erscheinung zuzuschreiben, dass der nicht aufliegende mitt lere Teil der Membranen, der sich über die Bohrung des Kuppelelementes erstreckt, in folge des auf ihn wirkenden hydraulischen . Druckes zu Schäden des Abscheuerns, Ab scheerens und dergleichen neigt.
Wir haben jedoch gefunden, dass diese :Schwierigkeit da durch überwunden werden kann, dass die Membranen dadurch an den betreffenden Zap fenenden festgehalten sind, dass der Randteil jeder Membran einen Wulst aufweist, der in eine ringsumlaufende Haltenut am Zapfen ende greift. Der Randteil der Membran kann dann unter dem Druck auf den mittleren Teil bis zu einem gewissen Grad nachgeben und so die Neigung zu Schäden an der Mem bran beseitigen.
Weiter haben wir gefunden, dass es für die genaue Übertragung von klei nen Änderungen des hydrostatischen Druckes wichtig ist, übermässig starken Druck auf die Membranen beim Kuppeln zu vermeiden. Wenn solch übermässig starker Druck auf treten kann, wird die Randzone des flachen ebenen Teils der Membranen leicht radial einwärts gedrückt, so dass die Membranen schlaff werden. Schliesslich muss füdie Mem branen auch eine Anliegemögliehkeit geschaf fen werden, die dann wirksam wird, wenn ein Leitungsteil von einem Bruch betroffen wird.
Zu diesem Zwecke weist jedes Zapfen ende eine Bohrung auf und besitzt. an die selbe anschliessend vor der Membran eine flache Ausnehmung. Gegen den Boden dieser Ausnehmung als Stütze kann sich im Falle eines Bruches oder Undichtwerdens eines Lei tungsteils die zugehörige Membran, die unter dem Druck der Flüssigkeit im andern Lei tungsteil steht, anlegen.
Die vorliegende Erfindung schafft dem nach eine Kupplung, die dadurch gekenn zeichnet ist, dass die Membranen dadurch an den Zapfenenden festgehalten sind, dass der Randteil jeder Membran einen Wulst auf weist, der in eine ringsum laufende Halte nut am Zapfenende greift, dass ein übermässi ger Klemmdruck auf die Membranen verhin dert ist und dass jedes Zapfenende eine Boh rung und an dieselbe anschliessend vor der Membran eine flache Ausnehmung besitzt.
Die Erfindung ist besonders geeignet für Kupplungen in hydrostatisehen ZVägemasehi- nen von der in den beiden britischen Patenten Nrn.564287 und 16174"29 beschriebenen Art. Dabei müssen solche Kupplungen zwischen der Drizekerzeugungsvorrichtung, in die der zu wägende Gegenstand gelegt wird, und der lIessvorriehtung und einem die beiden ge nannten Vorrichtungen miteinander verbin denden Rohr hergestellt werden.
Eine solche Anwendung der Erfindung sei als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben. In der Zeichnung veranschaulichen: Fig.1 eine Seitenansicht der erwähnten Wägemasehine, Fig.2 in einem grösseren Massstab einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.2. und Fig. 4- eine Ansieht ähnlich Fig. 2, die aber die beiden voneinander entkuppelten Lei tungsteile zeigt.
Die Wägemaschine weist folgende Teile auf: Eine Druekerzeugungsv orrichtung <B>10</B> mit einer Flachschale 11 zur Aufnahme des zu wägenden Gegenstandes, eine Messv orriehtung 1;2 mit einem Zeiger 13 zur Anzeige des Ge wichtes des Gegenstandes und ein Kapillar rohr 14 für die hydrostatische Diaieküber- tragung von der Vorrichtung 10 auf die Vorrichtung 12.
Wegnehmbare Kupplungen 15 verbinden die mit Zentrierzapfen versehenen Enden 1 7 der beiden Leitungsteile an beiden Enden des Kapillarrohres 1.1 mit den ebenfalls mit Zentrierzapfen versehenen Enden 16 der beiden Vorrichtungen 10 und 1?. Die Kupp lungen 15 sind genau gleich. Demgemäss ist nachstehend nur die das Rohr 1-1 mit der Vorrichtung 1"3 verbindende Kopplung an Hand der Zeichnung beschrieben.
Das Zapfenende 1!6 weist eine enge Zen tralbohrung<B>1,8</B> für den Durchgang der Driiek- übertragungsflüssigkeit auf, die in eine breite konisehe Aussparung '220 austritt. Dieses Zapfenende weist ferner einen in die Vor richtung 12 eingesehraubten Gewindeteil 21 und eine zwischen die beiden Teile eingesetzte Dichtungsscheibe 22 auf. Die offene Mündung der flachen Aussparung 20' ist von einer Gummimembran 19 abgeschlossen, deren Um fang eine flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Zapfenende 16 bilden.
Zu diesem Zwecke ist der Membranrand parallel zur Achse des Zapfenendes 1,6 umgebogen und weist einen Umfangswulst 23 auf, der in einer am Zapfen ende 16 vorgesehenen ringsumlaufenden,Halte- nut liegt.
Die Membranen sind nicht mit dem Zap fenende verbunden, etwa beispielsweise durch Aufkleben, sondern jede Membrane wird da durch am Zapfen festgehalten, dass die Rand wulst 23 bzw.<B>27</B> der Membran in die rings umlaufende Haltenut des Zapfenendes greift.
Das Zapfenende 17 weist eine enge Zen- tralbohrung ?4 auf, in die das Ende der Ka- pillarröhre 1-1 mit. Presssitz eingelegt ist. Diese Bohrung 24 steht in Verbindung mit einer konischen flachen Aussparung 25, die der Aussparung 20 ähnlich ist. Das Ende des Zapfens 17 ist durch eine Gummimembran 26 abgeschlossen, die genau gleich wie die Membran 19 ausgebildet ist, und ist am Zap fenende 17 durch einen mit Wulst versehenen Rand 27 der Membran 26 festgehalten, da der Wulst in eine am Zapfenende 17 vorge sehene ringsumlaufende Umfangsnut ein greift.
An die beiden Zapfenenden 17 ist zum Schutz des benachbarten Endes des Kapillar- röhrehens 14 ein Rohr<B>28</B> angeschraubt.
Das Zapfenende 16 besitzt Aussengewinde. Um die beiden Zapfenenden miteinander zu verbinden, ist eine überwurfmutter 29 mit einem Flansch 30 über das Zapfenende 17 gezogen und mit dem Zapfenende 16 ver schraubt (Fig. 2). Ringförmige Distanzhalter 3'1., 32 aus Metall sind auf den Zapfenenden aufgezogen, von denen jeder diejenigen Teile der zugehörigen Membrane umgibt, die zwi- sehen dem Membranwulstrand und ihrem flachen, das Zapfenende abschliessenden Teil liegen. Diese Distanzhalter haben den Zweck, den Klemmdruck, der auf die beiden Mem brane 19, 26 mittels der Mutter 29 ausgeübt werden kann, zu beschränken.
Das ist von be sonderer Bedeutung, denn, wenn von den Zapfenenden 16, 17 auf die in der flachen Ebene der Gummimembrane liegenden Rand teile ein übermässig starker Klemmdruck ausgeübt würde, würde der Gummi gegen die Mitte der Membran nachgeben und die Mem bran erschlaffen und für die Übertragung des livdrostatischen Druckes von einem Zapfen auf den andern unbrauchbar.
In der Mutter 29 ist gegenüber den an einanderstossenden Enden der Abstandhalter 31, 32 ein Luftauslass 33 vorgesehen, damit die zwischen den beiden Membranen 19, 26 eingeschlossene Luft entweichen kann. Jedes der beiden Zapfenenden besitzt einen Luft abla.sskanal 34, der von der entsprechenden ko- nisehen Aussparung 20 bzw. 2,5 von einem nahe am Rand des mittleren Teils der -Alem- bran gelegenen Punkt aus zu einem Ausla ss 3,5 (Fig. 3) führt. Letzterer enthält ein Kugel.
ventil 36, das beim Füllen der Leitung mit Flüssigkeit ein Entweichen der Luft aus der Leitung gestattet, und eine Entlüftungs schraube<B>3</B>7 (siehe insbesondere Fig. 3), die für den Betrieb zum Anpressen des Kugel ventils 36 gegen dessen Sitz 3'8 eingeschraubt werden kann, wenn die Leitung ganz mit Flüssigkeit gefüllt ist, so dass das Kugelventil normalerweise geschlossen ist.
Mittels der Kupplungen 15 kann ein lan ges, den Druck übertragendes Kapillarrohr 1-1 an die Druckerzeugungsvorrichtung 10 und die Messvorrichtung 12 angeschlossen werden. Dieses enge Rohr kann leicht durch kleine Öffnungen eingesetzt werden, um die Vor richtung 10 an eine ferne Vorrichtung 12 an zuschliessen.
Wenn das Rohr 14 brechen sollte, fliesst keine Flüssigkeit aus der Vorrichtung 10 trotz des in dieser vorhandenen Druckes, da die Membran nach aussen in die konische Aussparung im Zapfenende 17 verschoben wird, das an das Kapillarrohr angeschlossen ist, und dann gegen den Druck: abgestützt ist.
Zusätzlich zu den beiden Vorteilen der dargestellten Kupplung, nämlich der Möglich keit, die Messvorrichtung bzw. Rohrleitung ohne Flüssigkeitsverlust zu entkuppeln und im Falle eines Rohrbruchs einen Flüssigkeits verlust aus der Druckerzeugungs- und Mess- v orrichtung zu verhindern, wird noch ein weiterer Vorteil geboten, Da nämlich drei separat, abgeschlossene flüssigkeitsenthaltende Abschnitte vorhanden sind, können diese ver schiedene Flüssigkeiten enthalten.
So kann es zum Beispiel im Falle eines F'ernablesethermo- meters erwünscht sein, in der Druckerzeu- gungsvorrichtung und auch in der Kapillar röhre Quecksilber, in der Messvorrichtung aber Öl zu verwenden. Weiter sind die Auswir kungen der Wärmedehnung bzw. -zusammen- ziehung der Flüssigkeit in der Kapillarröhre auf ein Minimiun reduziert, da die beiden Membranen sich bis zu einem gewissen Aus mass biegen können.
Die drei Abschnitte der Leitung werden unabhängig voneinander mit Flüssigkeit ge füllt, wobei beim Füllen die Luft aus den Abschnitten durch die beschriebenen, in den Zapfen vorgesehenen Öffnungen ausgestossen wird. Die Membranen sind flach, wenn kein Druck vorhanden ist., biegen sich aber durch, wenn der Druck eine Flüssigkeitsbewegung hervorruft. Diese Bewegung ist für die an geführten Zwecke klein und die-konisehen, in den Zapfenenden vorgesehenen Aussparungen sind genügend gross, um die notwendige Flüs- sigkeitsverdrängLing zu ermöglichen.
Coupling for the connection of two parts of a line for the transmission of a hydrostatic pressure The present invention relates to a coupling for the connection of two parts of a line for the transmission of a hydrostatic pressure, each end of the line parts to be coupled being a pin and each pin being a flexible one Has membrane, which has a central part that closes and seals the Za.pfenencle, and an edge part that extends axially to the pin and rests on a wall of the pin, and the coupling has a removable coupling element that is connected to the Pin fits and connects these end to end with each other,
The middle parts of the membranes are placed close together and the coupling element allows the air between the membranes to escape during the coupling of the duct parts.
Such a coupling should make it possible to transfer changes in the hydraulic pressure from one part to the other by virtue of the fact that the membranes lie close to one another when the parts are coupled to one another. If the parts are separated from one another, the membranes prevent a loss of filling liquid.
It was proposed for such couplings to connect the membranes to the line part by virtue of the fact that they are vulcanized onto the pins. However, we have found that the exact transmission of small changes in the hydraulic pressure from one line part to the other is not achieved if the mem branes are firmly connected to the pin ends in such a way. This is due to the fact that the non-resting middle part of the membrane, which extends over the bore of the coupling element, as a result of the hydraulic acting on it. Pressure tends to damage the abrasion, shearing and the like.
However, we have found that this: Difficulty can be overcome by the fact that the membranes are held firmly to the respective pin ends in that the edge part of each membrane has a bead which engages in a circumferential retaining groove at the pin end. The edge part of the membrane can then yield to a certain extent under the pressure on the central part and so eliminate the tendency to damage the membrane.
We have also found that for the accurate transmission of small changes in hydrostatic pressure, it is important to avoid excessive pressure on the membranes during coupling. If such excessively strong pressure can occur, the edge zone of the flat planar part of the membranes is pressed slightly radially inward, so that the membranes become slack. Finally, the membrane must also be able to rest on it, which becomes effective when a part of the line is affected by a break.
For this purpose, each pin end has a bore and has. on the same then in front of the membrane a shallow recess. Against the bottom of this recess as a support, the associated membrane, which is under the pressure of the liquid in the other part of the line, can apply in the event of a breakage or leakage of one part of the line.
The present invention therefore creates a coupling which is characterized in that the membranes are held on the pin ends in that the edge portion of each membrane has a bead that engages in an all-round retaining groove on the pin end, that an excessive ger Clamping pressure on the diaphragms is prevented and that each pin end has a borehole and then a shallow recess in front of the diaphragm.
The invention is particularly suitable for clutches in hydrostatic ZVägemasehi- nen of the type described in the two British patents 564287 and 16174 "29. Such clutches must be between the drive generating device in which the object to be weighed and the lIessvorriehtung and one of the two ge devices called connec denden tube are made.
Such an application of the invention is described below as an embodiment of the present invention. The drawings illustrate: FIG. 1 a side view of the weighing machine mentioned, FIG. 2, on a larger scale, a section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 a section along the line III-III in FIG. and Fig. 4- is a view similar to FIG. 2, but showing the two decoupled Lei device parts.
The weighing machine has the following parts: A pressure generating device <B> 10 </B> with a flat shell 11 for receiving the object to be weighed, a measuring device 1; 2 with a pointer 13 to display the weight of the object and a capillary tube 14 for the hydrostatic transfer of media from device 10 to device 12.
Removable couplings 15 connect the ends 17 of the two line parts provided with centering pins at both ends of the capillary tube 1.1 with the ends 16 of the two devices 10 and 1? Which are also provided with centering pins. The couplings 15 are exactly the same. Accordingly, only the coupling connecting the pipe 1-1 with the device 1 "3 is described below with reference to the drawing.
The pin end 16 has a narrow central bore <B> 1, 8 </B> for the passage of the transmission fluid, which exits into a wide, conical recess 220. This pin end also has a threaded part 21 inserted into the device 12 and a sealing washer 22 inserted between the two parts. The open mouth of the flat recess 20 'is closed by a rubber membrane 19, the order of which form a liquid-tight connection with the pin end 16 to catch.
For this purpose, the membrane edge is bent over parallel to the axis of the pin end 1, 6 and has a circumferential bead 23, which lies in a circumferential retaining groove provided on the pin end 16.
The membranes are not connected to the pin end, for example by gluing, but each membrane is held on the pin by the fact that the edge bead 23 or 27 of the membrane engages in the circumferential retaining groove of the pin end .
The pin end 17 has a narrow central bore? 4 into which the end of the capillary tube 1-1. Press fit is inserted. This bore 24 is in communication with a conical flat recess 25 which is similar to the recess 20. The end of the pin 17 is closed by a rubber membrane 26, which is exactly the same as the membrane 19, and is held at the Zap fenende 17 by a beaded edge 27 of the membrane 26, as the bead in a pin end 17 provided encircling circumferential groove engages.
To protect the adjacent end of the capillary tube 14, a tube 28 is screwed onto the two pin ends 17.
The pin end 16 has an external thread. To connect the two pin ends together, a union nut 29 with a flange 30 is pulled over the pin end 17 and screwed ver to the pin end 16 (Fig. 2). Annular spacers 3'1., 32 made of metal are drawn onto the pin ends, each of which surrounds those parts of the associated membrane that lie between the membrane bead and its flat part closing off the pin end. The purpose of these spacers is to limit the clamping pressure that can be exerted on the two mem brane 19, 26 by means of the nut 29.
This is of particular importance, because if the pin ends 16, 17 parts on the edge lying in the flat plane of the rubber membrane, an excessively strong clamping pressure would be exerted, the rubber would yield towards the center of the membrane and the mem brane slacken and for the transfer of the livdrostatic pressure from one pin to the other is useless.
An air outlet 33 is provided in the nut 29 opposite the ends of the spacers 31, 32 abutting one another, so that the air trapped between the two membranes 19, 26 can escape. Each of the two ends of the pin has an air outlet channel 34 which flows from the corresponding conical recess 20 or 2.5 from a point close to the edge of the middle part of the alembrane to an outlet 3.5 ( Fig. 3) leads. The latter contains a ball.
valve 36, which allows air to escape from the line when the line is filled with liquid, and a vent screw <B> 3 </B> 7 (see in particular FIG. 3), which is used to press the ball valve 36 can be screwed against the seat 3'8 when the line is completely filled with liquid so that the ball valve is normally closed.
By means of the couplings 15, a long capillary tube 1-1 which transmits the pressure can be connected to the pressure generating device 10 and the measuring device 12. This narrow tube can easily be inserted through small openings to close the device 10 to a remote device 12 on.
If the tube 14 should break, no liquid will flow out of the device 10 despite the pressure present in it, since the membrane is displaced outwards into the conical recess in the pin end 17, which is connected to the capillary tube, and then supported against the pressure is.
In addition to the two advantages of the coupling shown, namely the possibility of uncoupling the measuring device or pipeline without loss of fluid and to prevent fluid loss from the pressure generating and measuring device in the event of a pipe rupture, another advantage is offered, Since there are three separate, closed liquid-containing sections, they can contain different liquids.
For example, in the case of a remote reading thermometer, it may be desirable to use mercury in the pressure generating device and also in the capillary tube, but oil in the measuring device. Furthermore, the effects of thermal expansion or contraction of the liquid in the capillary tube are reduced to a minimum, since the two membranes can bend to a certain extent.
The three sections of the line are filled with liquid independently of one another, the air being expelled from the sections through the openings provided in the pin as described. The membranes are flat when there is no pressure, but flex when the pressure causes fluid movement. This movement is small for the purposes mentioned and the conical recesses provided in the pin ends are sufficiently large to enable the necessary liquid displacement.