CH619525A5

CH619525A5 - Plug-in coupling for connecting gas pipes

Info

Publication number: CH619525A5
Application number: CH634977A
Authority: CH
Inventors: Helmut Strecker; Ryszard Kummerfeld
Original assignee: Draegerwerk Ag
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1980-09-30
Also published as: DK143079C; AU2546877A; DK143079B; IT1081428B; BR7702539A; DK172077A; NL7702708A; FR2353009B3; DE2623934B2; FR2353009A1; DE2623934A1; DE2623934C3; JPS52145819A; GB1550556A; SE7706188L; ZA773110B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckkupplung zum Verbinden von Gasleitungen, bestehend aus einer Steckdose, einem Stecker, einer Sperrkugelverriegelung und einem in der Steckdose angeordneten Absperrventil. 45 The invention relates to a plug-in coupling for connecting gas lines, consisting of a socket, a plug, a locking ball lock and a shut-off valve arranged in the socket. 45

Bei Steckkupplungen kann der Systemdruck der Einkuppelkraft entgegenwirken und damit die Nennweite, also die Durchflussmengen, begrenzen. Die im Strömungsbereich angeordneten Bauelemente, wie Ventilverschlusskörper, führen zu Druckverlusten und Strömungsgeräuschen. 50 With plug-in couplings, the system pressure can counteract the engagement force and thus limit the nominal size, i.e. the flow rates. The components arranged in the flow area, such as valve closure bodies, lead to pressure losses and flow noises. 50

Eine bekannte Schnellkupplung besteht aus einem Muffen- und Steckerteil, einer Sperrkugelverriegelung und einem in dem Muffenteil angeordneten Absperrventil. Das Absperrventil ist durch axiales Verschieben einer aussenliegenden Hülse betätigbar. Es ist eine Kugel mit einer Durchgangs- 55 bohrung. Sie wird über einen Stift, der in einen Schlitz eingreift und beidseitig in der aussenliegenden Hülse verankert ist, geschwenkt. Die aussenliegende Hülse ist über einer ebenfalls axial verschiebbaren inneren Hülse angeordnet. Die innere Hülse verriegelt über radial verschiebbare Kugeln den eo eingeführten Steckerteil. Eine Entriegelung der Kugeln und damit des Steckerteiles ist erst möglich nach dem Zurückschieben der aussenliegenden Hülse, wobei sich das Absperrventil durch Verschwenkung schliesst. Der Kuppelvorgang erfolgt drucklos. Nachteilig sind der hohe bauliche Aufwand 65 und die umständliche Handhabung, die für die Betätigung der Kupplung mehrere Handgriffe erfordert (DT-AS 17 75 501). A known quick coupling consists of a socket and plug part, a locking ball lock and a shut-off valve arranged in the socket part. The shut-off valve can be actuated by axially displacing an outer sleeve. It is a ball with a through hole. It is pivoted using a pin that engages in a slot and is anchored on both sides in the outer sleeve. The outer sleeve is arranged over a likewise axially displaceable inner sleeve. The inner sleeve locks the inserted eo part via radially displaceable balls. An unlocking of the balls and thus the plug part is only possible after the outer sleeve has been pushed back, the shut-off valve closing by pivoting. The coupling process takes place without pressure. Disadvantages are the high structural complexity 65 and the cumbersome handling, which requires several handles for the actuation of the clutch (DT-AS 17 75 501).

Eine weitere bekannte Ventilkupplung für Druckmittelleitungen mit Sperrkugelverriegelung besitzt sowohl im Stekker als auch im Muffenteil ein federbelastetes Rückschlagventil. Um bei hohen Leitungsdrücken eine leichte Betätigung von Hand zu ermöglichen, sind die Ventilkörper der Rückschlagventile gegenüber allen an den Ventilen auftretenden Druckdifferenzen durch Gegenkolben entlastet. Die Gegenkolben sind mit den Ventilen verbunden und werden im entgegengesetzten Sinn von den Drücken beiderseits der Ventile beaufschlagt. Ferner besitzt der Muffenteil einen weiteren Ausgleichskolben, der zwischen Leitungsdruck und Atmosphäre hegt und der das Zusammenfügen von Stecker und Muffenteil vom Leitungsdruck entlastet. Nachteilig ist auch hier der hohe bauliche Aufwand und die damit verbundene Stör- und Verschleissanfälligkeit. Die Anordnung der Ventilkörper und ihrer Führungen stört den freien Durchfluss des Druckmittels (DT-AS 14 25 430). Another known valve coupling for pressure medium lines with a locking ball lock has a spring-loaded check valve both in the connector and in the socket part. In order to enable easy manual operation at high line pressures, the valve bodies of the check valves are relieved of all pressure differences occurring on the valves by counter pistons. The opposing pistons are connected to the valves and are acted upon in the opposite sense by the pressures on both sides of the valves. Furthermore, the sleeve part has a further compensation piston, which lies between line pressure and atmosphere and which relieves the joining of the connector and the socket part of the line pressure. The disadvantage here is the high structural complexity and the associated susceptibility to faults and wear. The arrangement of the valve bodies and their guides disturbs the free flow of the pressure medium (DT-AS 14 25 430).

Eine andere Steckkupplung zum Anschluss von Verbrauchern an Druckmittelleitungen besitzt ein in der Kupplungsmuffe angeordnetes Absperr- und Selbstschlussventil. Dieses Ventil besteht aus einem tellerförmigen Verschlussstück an einem zum Kupplungsstecker gerichteten, in einer zentralen zylindrischen Bohrung der Kupplungsmuffe geführten rohr-schieberartigen Ansatz. Zwischen diesem Ansatz und der Bohrung in der Kupplungsmuffe sind Undichtheiten vorhanden, die bei etwas angehobenem Verschlussstück Druckmittel durchtreten lassen, dadurch die Abflussleitung auffüllen und durch den Druck das Absperrventil völlig öffnen. Dazu besitzt die Bohrung der Kupplungsmuffe zwei Abschnitte mit verschiedenen Querschnittsflächen. Der kleinere Querschnitt ist der Druckmittelquelle zugewandt, der grössere Querschnitt befindet sich am entgegengesetzten Ende des Ventilansatzes. Das Einkuppeln erfolgt bei ruhender Entnahme. Der Kupplungsstecker verschiebt dabei das Absperrventil. Dabei löst sich das tellerförmige Verschlussstück von seinem Sitz, das Druckmittel kann durch- die Undichtheiten durchtreten. Mit dem aufbauenden Druck öffnet das Absperrventil dann ganz. Beim Entkuppeln des Steckers schliesst das Absperrventil bedingt durch den sich über den geringen Durchströmquerschnitt aufbauenden grösseren Druck. Die in dieser Kupplung um das tellerförmige Verschlussstück herumzuleitende Druckmittel werden stark behindert. Es kommt damit zu einem starken Druckabfall in der Kupplung. Beim Entkuppeln erfolgt bis zum selbsttätigen Schliessen des Absperrventils ein Ausblasen in die Umgebung. Der Einbau der Kupplung in Vakuumleitungen ist nicht möglich (DT-AS 12 07 737). Another plug-in coupling for connecting consumers to pressure medium lines has a shut-off and self-closing valve arranged in the coupling sleeve. This valve consists of a plate-shaped closure piece on a pipe-slide-like extension directed towards the coupling plug and guided in a central cylindrical bore of the coupling sleeve. There are leaks between this approach and the bore in the coupling sleeve, which allow pressure medium to pass through when the closure piece is slightly raised, thereby filling the drain line and fully opening the shut-off valve due to the pressure. For this purpose, the bore of the coupling sleeve has two sections with different cross-sectional areas. The smaller cross section faces the pressure medium source, the larger cross section is at the opposite end of the valve shoulder. The clutch is engaged when the removal is stationary. The coupling plug moves the shut-off valve. The plate-shaped closure piece loosens from its seat, the pressure medium can penetrate through the leaks. When the pressure builds up, the shut-off valve opens fully. When the plug is uncoupled, the shut-off valve closes due to the greater pressure building up over the small flow cross-section. The pressure medium to be guided around the plate-shaped closure piece in this coupling is severely hampered. This leads to a strong pressure drop in the clutch. When uncoupling, there is a blow-out into the environment until the shut-off valve closes automatically. It is not possible to install the coupling in vacuum lines (DT-AS 12 07 737).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Systemdruck beim Kuppeln sowohl bei der Verwendung der Steckkupplung in Überdruck- wie auch in Unterdruckanlagen auszuschalten und damit beliebige Nennwerte zu ermöglichen, sowie Druckverluste in der Kupplung auf niedrige Werte zu beschränken. The invention has for its object to switch off the system pressure when coupling both when using the plug-in coupling in overpressure and in vacuum systems and thus to enable any nominal values, and to limit pressure losses in the coupling to low values.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by

dass ein axial federnd verschiebbar in der Steckdose angeordneter, durch einen Durchgang mit seinem Bewegungsraum verbundener Kolben als Absperrventil mit eingekuppeltem Stecker geöffnet die senkrecht zur Achse eingeführte Gasleitung mit der an den Stecker angeschlossenen Leitung zum Benutzer verbindet und ohne Stecker geschlossen die Gasleitung verschliesst. that an axially resiliently arranged in the socket, connected by a passage with its movement space piston opened as a shut-off valve with a coupled connector connects the gas line inserted perpendicular to the axis with the line connected to the connector to the user and closes the gas line without a connector.

Der Kolben kann an seiner Stirnseite zum Gasführungsraum eine strömungsgünstige Umlenkaussparung besitzen. The piston can have a flow-optimized deflection cutout on its end face towards the gas guide space.

Die mit dieser Lösung erzielbaren Vorteile können insbesondere darin bestehen, dass die Steckkupplung in einfachstem Aufbau und technischer Ausbildung sowohl für den Einbau in Überdruck- als auch in Vakuumsysteme druckentlastet gekuppelt werden kann. Beim Einführen des Steckers The advantages that can be achieved with this solution can in particular consist in the fact that the plug-in coupling can be coupled in a simplest design and technical design both for installation in overpressure systems and in vacuum systems. When inserting the plug

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ist lediglich der Reibungswiderstand des Kolbens bei der Bewegung in der Steckdose sowie die Druckfederspannung zu überwinden. Dies wird durch den Druckausgleich in den Räumen vor und hinter dem Kolben, der über den Durchgang erfolgt, möglich. Die Forderung aus der Aufgabe nach 5 behebigen Nennwerten ist damit erfüllt. Mittels der Erfindung können freie Querschnitte erzielt werden, die in allen Durchströmungsräumen minimale Druckverluste ergeben. Die Steckkupplung erfüllt damit die weitere Forderung aus der Aufgabe. io the only thing to overcome is the frictional resistance of the piston when moving in the socket and the pressure spring tension. This is made possible by the pressure equalization in the rooms in front of and behind the piston, which takes place via the passage. The requirement from the task for 5 nominal values to be eliminated is thus fulfilled. Free cross sections can be achieved by means of the invention, which result in minimal pressure losses in all flow-through spaces. The plug-in coupling thus fulfills the further requirement from the task. io

In weiterer Ausbildung der Erfindung, nach der eine Druckfeder im Bewegungsraum in einer axialen Bohrung des Kolbens angeordnet, bei geöffnetem Absperrventil gespannt und bei geschlossenem nahezu entspannt ist, und der Durchgang die Umlenkaussparung mit der axialen Bohrung ver- 15 bindet, der Kolben verdrehsicher von einem Stift in einer Bohrung bewegüch geführt ist, der Kolben gegenüber der Innenwand der Steckdose durch je eine vor und hinter der Innenöffnung der Gasleitung in Ringnuten eingelegte Ringdichtung abgedichtet ist, und die Steckdose in der Wand des 20 Gasführungsraumes eine Ringdichtung zum Abdichten des Steckers gegenüber aussen enthält, wird die Erfindung weiterhin deutlich. Alle Merkmale bestätigen den einfachen Aufbau der Steckkupplung, aus dem eine sichere Funktion auch nach vielfacher Benutzung resultiert. 25 In a further embodiment of the invention, according to which a compression spring is arranged in an axial bore in the piston in the movement space, is tensioned when the shut-off valve is open and is almost relaxed when the shut-off valve is closed, and the passage connects the deflection cutout to the axial bore, the piston is secured against rotation by one The pin is movably guided in a bore, the piston is sealed against the inner wall of the socket by an annular seal inserted in ring grooves in front of and behind the inner opening of the gas line, and the socket in the wall of the gas guide space contains an annular seal for sealing the plug from the outside , the invention will become clear. All features confirm the simple construction of the plug-in coupling, from which a safe function results even after repeated use. 25th

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen: An example of the invention is shown in the drawing and is described below. Show it:

Fig. 1 die Steckkupplung, 1 shows the plug-in coupling,

Fig. 2 die Steckdose mit geschlossenem Absperrventil, 2 shows the socket with the shut-off valve closed,

Fig. 3 den Ventilkolben mit einer anderen Umlenkaus- 30 sparung. Fig. 3 shows the valve piston with a different deflection 30.

Die Steckkupplung besteht nach Fig. 1 aus der Steckdose 1 und dem eingeführten Stecker 2. Die Gasleitung 3 ist senkrecht zur Achse der Steckdose 1 mit dem Gasführungsraum 4 verbunden. Der Stecker 2 verbindet über den Stecker-anschluss 5 den Benutzer mit der an die Steckdose ange- 35 schlossenen Gasleitung 3. Die Verriegelung des eingekuppelten Steckers 2 erfolgt nach der Darstellung über die Sperrkugeln 6 und die Verriegelungshülse 7. Als Verriegelung sind weitere bekannte Ausführungen, auch mit doppeltem Kugelsatz und Verriegelungs- und Parkstellung möglich. Die Ring- 40 dichtung 8 dichtet den Stecker 2 in der Steckdose 1 gegenüber aussen ab. In der Ausführung mit der Parkstellung bleibt die Ringdichtung 8 auch in dieser Stelle noch in Funktion. Die Klappe 9 verschliesst die Steckdose 1 und damit den Gasführungsraum 4, der sonst den Stutzen 10 des Steckers 2 45 aufnimmt, bei Nichtbenutzung gegenüber aussen. 1 consists of the socket 1 and the inserted plug 2. The gas line 3 is connected perpendicular to the axis of the socket 1 with the gas guide space 4. The connector 2 connects the user to the gas line 3 connected to the socket 35 via the connector 5. The coupling 2 is locked as shown by the locking balls 6 and the locking sleeve 7. Other known designs are used as locking, also possible with double ball set and locking and parking position. The ring seal 40 seals the plug 2 in the socket 1 from the outside. In the version with the parking position, the ring seal 8 still remains in operation at this point. The flap 9 closes the socket 1 and thus the gas routing space 4, which otherwise accommodates the socket 10 of the plug 2 45, when not in use from the outside.

Die Steckdose 1 enthält axial beweglich im Bodenteil 11 des Gasführungsraumes 4 angeordnet den Kolben 12. Er bildet zusammen mit der Innenöffnung 13 der Gasleitung 3 das Absperrventil. Die Abdichtung des Kolbens gegenüber der Innenwand 14 des Gasführungsraumes 4 erfolgt über die Ringdichtungen 15, 16. Der Kolben 12 besitzt an seiner Stirnseite zum Gasführungsraum 4 eine strömungsgünstige Umlenkaussparung 17. Sie kann auch anders gestaltet sein, wie z. B. in der Fig. 3 dargestellt. Die Rückseite 18 des Kolbens The socket 1 contains the piston 12, which is axially movable in the bottom part 11 of the gas guide space 4. Together with the inner opening 13 of the gas line 3, it forms the shut-off valve. The piston is sealed off from the inner wall 14 of the gas guide space 4 by means of the ring seals 15, 16. The piston 12 has on its end face to the gas guide space 4 a streamlined deflection recess 17. It can also be designed differently, such as. B. shown in FIG. 3. The back 18 of the piston

12 schliesst den Bewegungsraum 19 ab, der sich in seiner axialen Ausdehnung mit der Stellung des Kolbens 12 ändert. In dem Bewegungsraum 19 ist, geführt in einer axialen Bohrung 20 des Kolbens 12, die Druckfeder 21 angeordnet. Sie drückt bei nicht eingekuppeltem Stecker 2 den Kolben 12 in Richtung zum Gasführungsraum 4, so dass er die Innenöffnung 13 verschliesst. Damit hat das Absperrventil die Gasleitung 3 verschlossen. Bei eingekuppeltem Stecker 2 ist der Kolben 12 in seine Endstellung in den Bodenteil 11 gegen die Kraft der Druckfeder 21 hineingeschoben. Die Innenöffnung 12 closes off the movement space 19, which changes in its axial extent with the position of the piston 12. The compression spring 21 is arranged in the movement space 19, guided in an axial bore 20 of the piston 12. When the connector 2 is not engaged, it presses the piston 12 in the direction of the gas guide space 4, so that it closes the inner opening 13. The shut-off valve has thus closed the gas line 3. When the connector 2 is engaged, the piston 12 is pushed into its end position in the base part 11 against the force of the compression spring 21. The inside opening

13 ist damit geöffnet und das Absperrventil ausser Wirkung. 13 is thus open and the shut-off valve has no effect.

Der Durchgang 22 verbindet den Gasführungsraum 4 The passage 22 connects the gas routing space 4

über die axiale Bohrung 20 mit dem Bewegungsraum 19. Der Stift 23, befestigt in der Stirnwand 24 der Steckdose 1, führt in der Bohrung 25 axial bewegüch den Kolben 12. Er verhindert eine Drehung des Kolbens 12 um die Achse. Die benötigte Vorzugsstellung für die Umlenkaussparung 17 ist damit gesichert. Via the axial bore 20 with the movement space 19. The pin 23, fastened in the end wall 24 of the socket 1, guides the piston 12 axially movably in the bore 25. It prevents the piston 12 from rotating about the axis. The preferred position required for the deflection recess 17 is thus secured.

Bei der Funktion, also beim Ein- und Auskuppeln des Steckers 2, besteht zwischen der Anwendung in Uberdruck-(A) und Unterdrucksystemen (B) kein Unterschied. Die Funktion ist die folgende: In terms of function, i.e. when connecting and disconnecting connector 2, there is no difference between use in overpressure (A) and vacuum systems (B). The function is the following:

Zu A: Beim Einführen des Steckers 2, der mit seinem Stutzen 10 dann bereits über die Ringdichtung 8 abgedichtet ist, in die Steckdose 1 wird der Kolben 12 entgegen der Druckfeder 21 in den Bewegungsraum 19 hineingedrückt. Mit dem dabei Freiwerden der Innenöffnung 13 fliesst das Gas unter dem Systemdruck in den Gasführungsraum 4 ein. Der Systemdruck baut sich durch den Durchgang 22 auch im Bewegungsraum 19 auf. Bei Druckgleichheit in den Räumen 4, 19 wirkt beim weiteren Einführen des Steckers 2 nur die Reibung der Ringdichtung 15, 16 und die Kraft der Druckfeder 21 entgegen. Regarding A: When the plug 2, which is then sealed with its socket 10 via the ring seal 8, into the socket 1, the piston 12 is pressed against the compression spring 21 into the movement space 19. When the inner opening 13 becomes free, the gas flows into the gas guide space 4 under the system pressure. The system pressure also builds up in passage 19 through passage 22. If the pressure in the rooms 4, 19 is the same, only the friction of the ring seal 15, 16 and the force of the compression spring 21 counteracts the further insertion of the plug 2.

Auch beim Entkuppeln erfolgt ein Druckausgleich, so dass die Druckfeder 21 den Kolben 12 wieder druckentlastet in die Absperrschliessstellung bewegen kann. A pressure equalization also takes place when uncoupling, so that the compression spring 21 can again move the piston 12, relieved of pressure, into the shut-off position.

Zu B: Beim Einführen des Steckers 2 wird der Kolben 12 wie zu A bewegt. Auch mit einem Unterdruck im Gasführungsraum 4 erfolgt über den Durchgang 22 ein Druckausgleich zwischen den Räumen 4 und 19. Damit wirkt auch hier wieder nur der Widerstand der Ringdichtung 15,16 und die Kraft der Druckfeder 21. To B: When inserting the plug 2, the piston 12 is moved as to A. Even with a negative pressure in the gas guide space 4, a pressure equalization between the spaces 4 and 19 takes place via the passage 22. Again, only the resistance of the ring seal 15, 16 and the force of the compression spring 21 are effective here.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Plug coupling for connecting gas lines, consisting of a socket, a plug, a locking ball lock and a shut-off valve arranged in the socket, characterized by an axially resiliently displaceable in the socket (1), through a passage (22) with its movement space ( 19) connected piston (12)

as a shut-off valve that, when the connector (2) is engaged, connects the gas line (3) inserted perpendicular to the axis with the line to the user connected to the connector (2) and closes the gas line (3) without a connector.

2. Plug-in coupling according to claim 1, characterized in that the piston (12) has a flow-favorable 'deflection cutout (17) 15 on its end face to the gas guide space (4).

3. Plug-in coupling according to claims 1 and 2, characterized in that a compression spring (21) is arranged in the movement space (19) in an axial bore (20) of the piston (12), tensioned when the shut-off valve is open and almost relaxed when the shut-off valve is closed.

4. Plug coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the passage (22) connects the deflection recess (17) with the axial bore (20).

5. Plug-in coupling according to claims 1 to 4, characterized in that the piston (12) is movably guided by a pin (23) in a bore (25).

6. Plug coupling according to claims 1 to 5, characterized in that the piston (12) relative to the inner wall (14) of the socket (1) by one in front and behind 30 of an inner opening (13) formed on the socket (1) Gas line (3) in ring grooves inserted ring seal (15, 16) is sealed.

7. Plug-in coupling according to claim 1, characterized in that the socket (1) in the wall of the gas guide 35 room (4) contains an annular seal (8) for sealing the plug (2) from the outside.

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