DD283856A5

DD283856A5 - Kupplung fuer fluidleitungen

Info

Publication number: DD283856A5
Application number: DD89328316A
Authority: DD
Inventors: Erwin Weh; Wolfgang Weh
Original assignee: Kk
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1990-10-24
Also published as: ZA893293B; DE3815350A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung fuer Fluidleitungen zum druckdichten Anschlusz an einen Gegenanschlusz, insbesondere an einen Tank. Zur einfachen Bedienung und zur Gewaehrleistung einer hohen Sicherheit bei einer Kupplung fuer unter Druck stehende Fluide wird vorgeschlagen, im Gehaeuse der Kupplung ein Einlaszventil, ein Entlueftungsventil und ein Auslaszventil anzuordnen und das Einlaszventil und das Entlueftungsventil durch eine Betaetigungsvorrichtung, z. B. eine Exzenterwelle, wechselweise in Offenstellung zu schalten. Durch diese wechselweise Sperrung der Ventile ist selbst bei unsachgemaeszer Bedienung immer mindestens ein Ventil geschlossen, so dasz kein Fluid austreten kann. Damit eignet sich diese Kupplung insbesondere fuer die Druckbetankung an Tankstellen, da hoechste Sicherheit und einfache Einhandbedienung erreicht wird. Weiterhin wird eine vereinfachte Kupplung beschrieben, die mit einer Hand betaetigt werden kann und ein rasches An- und Abkuppeln ermoeglicht. Fig. 1{Fluidleitungen; Sicherheits-Kupplung; Druckbetankung; gasfoermige Medien; Einhandbedienung; Betaetigungsvorrichtung; Sperreinrichtungen; Entlueftung}

Description

-3- 283 Ικ^

Durch die Anordnung des Einlaßventils, des Entlüftungsventils und des Auslaßventils in einem Gehäuse ist deren Betätigung in einem Handgriff möglich und damit sehr bedienerfreundlich. Dabei ist die gegenseitige Schaltung bzw. Verriegelung der Ventile in ihrem Ablauf derart festgelegt, daß selbst Unachtsamkeit, Unkenntnis oder versehentliche Fehlbedienung kein Ausströmen des unter Druck stehenden Fluids zur Folge hat. Somit ist diese Kupplung auch für nicht eingewiesene Bedienpersonen z.B. für den Einsatz an Tankstellen für jeden Autofahrer ohne Unfallgefahr geeignet. Durch diese fehlertolerante Auslegung der Kupplung bietet diese selbst bei versuchter absichtlicher Fehlbedienung größtmögliche Sicherheit, ebenso wie der speziolle Gegenanschluß in Fig.7.

Bei der Kupplung gemäß Anspruch 10 werden die Spannbacken im nichtgekuppelten Zustand immer in der gespreizten Freigabestellung gehalten, so daß durch die Riegelhak in die Schiebemuffe in zurückgezogener Stellung gehalten wird und sich ein Zurückschieben der Schiebemuffe vor dem Ankuppeln erübrigt. Die Steckkupplung muß lediglich zur Hand genommen werden und ist durch die ständige Freigabestellung zum Aufstecken auf das Gegenstück bereit. Bei dieser Aufsteckbewegung auf das Gegenstück wird das Anschlagelement durch das Gegenstück selbst in einem Bewegungsablauf axial verschoben und somit die Schiebemuffe entriogelt, worauf diese nach vorne über die Spannbacken schnellt. Hierbei sind keine weiteren Handgriffe oder Bewegungen außer der Aufsteckbewegung selbst nötig. Neben dioser Ei handbedienung, wobei die Griffstelle an der Steckkupplung nahezu beliebig ist, ist zudem durch das Vorschnellen der ochiebemuffe ein sicheres und sehr rasches Ankuppeln gewährleistet, so daß selbst bei verzögerndem Loslassen der Steckkupplung keil« Gas oder Druckflüssigkeit ausströmen kann, da die sich über die Spannbacken schiebende Schiebemuffe selbsttätig und augenblicklich die Verbindung her3tel'. und verriegelt.

Vorteilhaft gestaltet sich auch das Abkuppeln, da mit dem Zurückziehen der Schiebemuffe in einem Bewegungsablauf einer Hand nahezu zeitgleich die Spannbacken gelöst werden und somit die Steckkupplung abgenommen werden kann. Dabei brauchen keine weiteren Bewegungen der Finger oder einer zweiten Hand erfolgen.

Zudem sind zugleich mit dem schnellen Abkuppeln die Spannbacken wieder selbsttätig geöffnet, so daß die Steckkupplung ohne weiteren Finger- oder Handgriff in kürzester Zeit z. B. auf ein anderes Gegenstück auf- bzw. umgesteckt werden kann. Vorteilhaft ist weiterhin der einfache Aufbau der Steckkupplung, da die Riegelhaken und ggf. Anschlagelemente einstückig mit den Spannbacken ausgebildet sein können und somit keine wesentlichen Zusatzteile nötig sind.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1: einen Axialschnitt durcl eine erste Ausführungsform der Kupplung mit angekuppoltem Gegenanschluß,

Fig. 2: einen Axialschnitt durch die erste Ausführungsform der Kupplung in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3: einen Axialschnitt d'irch eine zweite Ausführungsform,

Fig. 4: eine schematische Darstellung der Ventilstellungen der Kupplung bei Betätigung ohne Gegenanschluß,

Fig. 5: eine schematische Darstellung der Ventilstellungen der Kupplung beim Ankuppeln an den Gegenanschluß,

Fig. 6: eine schematische Darstellung der Ventilstellungen der Kupplung beim Abkuppeln von dem Gegenanschluß,

Fig. 7: oine vergrößerte Darstellung des Gegenanschlusses,

Fig. 8: eine dritte Ausführung der Steckkupplung,

Fig. 9: die Ausführung von Fig. 8 im gekuppelten Zustand,

Fig. 10: eine vierte Ausführungsform der Steckkupplung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung der Kupplung mit einem angekuppelten Gegenanschluß 61, der hier nippeiförmig ausgebildet ist und an seinem, hier linken Ende ein Anschlußgewinde z. B. zu einem nicht dargestellten, zu befüllenden Tank aufweist. An der rechten Seite ist in einem Einlaßventilgehäuse 13 ebenfalls ein Anschlußgawinde zur Verbindung mit einer Druckquelle, wie z. B. einem Kompressor vorgesehen.

Die im wesentlichen zylindrische Kupplung besteht aus einer Hülse 1, die mit einer Schiebemuffe 2 verbunden, hier verschraubt ist und an ihrem vorderen Ende eine ringförmige Spannwulst, die ein spannzangenartiges Spannelement 3 umgreift. Durch Axialverschiebung der Hülse 1 und Schiebemuffe 2 unter der Wirkung einer Spannfeder 35 kann das Spannelement 3 im Sinne einer Durchmessergrößerung nach außen federn, und damit den Gegenanschluß 61 freigeben. Die Spannfeder 35 stützt sich dabei über einen Abstützring 9 an einer Führungshülse 4 ab, die unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 48 mit einem langgestreckten Gehäuse 5 der Kupplung verbunden ist. Die Verbindung, hier mittels einer Verschraubung, ist lediglich aus Montage- und Herstellungsgründen gewählt; es könnten die Führungshülse 4 und Gehäuse 5 auch mittels anderer Verbindungstechniken verbunden, oder auch einstückig ausgeführt sein. An seinem zum Gegenanschluß 61 hin gelegenen Ende weist die Führungshülse 4 einen umlaufenden Rand auf, in dem das Spannelement 3 eingreift und dessen Spannbacken unter der Wirkung eines Federringes 38 bei Axialverschiebung der Hülse radial auseinanderspreizbar sind, so daß sich eine Art Trichter bildet, in dem der Gegenanschluß 61 ein- bzw. ausschiebbar ist.

Die Axialverschiebung der Hülse 1 ist in der gezeigten Stellung der Betätigungsvorrichtung 30, hier in Form eines Schalthebels 20 gesperrt, in dem die Schiebemuffe 2 an der Umfangsfläche eines Schaltkopfes 17 anliegt. Dadurch ist das Spannelement 3 im Eingriff in den Gegenanschluß 61 verriegelt. Erst bei Drehung des Schalthebels 20 um etwa 180° gegenüber der gezeigten Stellung gelangt eine unterhalb der Einschraubstelle angeordnete Ausnehmung 17' - im Schaltkopf 17 zur Schiebemuffe 2 hin, so daß diese unter Wirkung der Feder 35, hier nach rechts geschoben wird und durch die damit ermöglichte Auseinanderspreizung des Spannelementes der Gegenanschlag 61 freigegeben wird. Um bei der Axialbewegung ein Einklemmer, von Fingern der Bedienperson zu verhindern, ist ein die gesamte Kupplung umgebendes Schutzgehäuse 15 vorgesehen. Die Ausnehmung 1T ist bevorzugt als Kreisbogen oder als gegenüber der Achse der Welle 16 versetzter Exzenter ausgebildet. Als weitere Betätigungsvorrichtungen 30 sind als Alternativen auch Schwenkhebel, Ziehhülsen oder Drehverschlüsse möglich.

Der Schaltkopf 17 ist durch einen Schraubstift 33 verdrehtest auf einer Welle 16 befestigt, die mittels Lager 31,32 und Lagergehäuse 18 im Gehäuse 5 drehbar gelagert ist. Zur Begrenzung des Drehwinkels des Schalthebels 20 ist hier ein Zylinderstift 34 als Anschlag vorgesehen.

Die Welle 16 weist einen exzentrischen Zapfen auf, auf dem mittels einer Lagerbuchse 21 eine Steuerrolle 19 gelagert ist. Diese greift in einen axial im Gehäuse 5 verschiebbaren Steuerkolben 10 ein, der einerseits in einem mit dem Einlaßventilgehäuse 13 verbundenen Einlaßventil 12 geführt und mittels einer Dichtung 45 abgedichtet ist. Das Einlaßventilgehäuse 13 und der Einlaßventilsitz 12 sind aus Feitigungsgründen unter Abdichtung durch einen Dichtring 47 miteinander ve:schraubt, wobei der Dichtring 41 mit einem Innenkegel zusammen mit einem Einlaßventilkegel 11 die Dichtstelle des Einlaßventils A bildet. Der Einlaßventilkegel 11 ist mit dem Steuerkolben 10 axial verschieblich verbunden und hier nach rechts, in die hier gezeigte geöffnete Stellung des Einlaßventils A entgegen die Federkraft 'On Federn 37 und 37 a und unter Abdichtung durch ein Dichtelement 46 axial verschiebbar. Die Federn 37 und 37 a stützen sich an der mit Durchbrüchen versehenen Druckhülse 14 ab, die im Einlaßventilgehäuse 13 eingepaßt ist. In der hier gezeichneten Offenstellung des Einlaßventils A gelangt das Druckfluid durch das Einlaßventilgehäuse 13 über die genannten Durchbrüche entsprechend dem gestrichelten Pfeil in den Ringraum um die Druckhülse 14, durch den Öffnungsspalt zwischen Einlaßventilkegel 11 und Dichtring 41 in den Innenraum des Steuerkolbens 10.

Die Druckhülse 14 weist hierbei in vorteilhafter Ausgestaltung an der zur Druckquelle hin gerichteten Seite, hier rechts, eine größere wirksame Druckfläche auf als die zur Abgabeseite hin gerichtete wirksame Fläche, die im wesentlichen durch den Durchmesser des Einlaßventilkegels 11 bestimmt ist. Dadurch ergibt sich ein Differenzdruck der auf das Schließen des Einlaßventils A hin wirkt und bei gleichem Druck auf beiden Seiten das Einlaßventil A geschlossen hält. Erat durch die hier eingezeichnete mechanische Beaufschlagung mit der B jtätigungsvorrichtung 30 über den Steuerkolben 10 ist das Einlaßventil A aus der selbsthaltenden Schließstellung zu öffnen. Damit ist absolut sichergestellt, daß die öffnung dos Einlaßventils A und damit Einströmen des Fluids lediglich in der gezeigten Stellung der Betätigungsvorrichtung 30 erfolgen kann. Dabei ist bereits durch den Schaltkopf 17 die Schiebemuffe 2 nach links geschoben und damit das Spannelement 3 sicher verriegelt.

Auf der anderen hier linken Seite des Steuerkolbens 10 ist in glattflächiger Fortsetzung von dessen Innenraum ein weiterer Ventilkegel 7 unter Abdichtung durch ein Dichtelement 43 eingepaßt und axial begrenzt verschiebbar. Der Ventilkegel 7 bildet zusammen mit dem Dichtring 40 die Dichtsteile eines Entlüftungsventils B, das bei geöffneter Stellung Druckgas oder Flüssigkeit aus dem Druckraum, in dem eine Spannfeder 36 angeordnet ist, über die Außenfläche des Ventilkegels 7, Bohrungen im Gehäuse 5und den Ringspaltzwischen Schutzgehäuse 15und Schiebemuffe 2 bzw. Hülse 1 ausblasen kann. Über die genannte Spannfeder 36 ist eine Distanzhülse 6 gestülpt, die den Dichtring 40 des Entlüftungsventils B und einen Dichtring 39 eines Auslaßventils C fixiert.

Der Dichtring 39 wirkt mit einem Auslaßventilkegel 8 zusammen und bindet somit die Dichtstelle des Auslaßventils C. Der Auslaßventilkegel 8 ist in der oingangs genannten Führungshülse 4 unter Abdichtung mittels eines Dichtelementes 42 axial beweglich und zwar nach rechts in die Offenstellung (Fig. 1) durch die Ankuppelbewegung des Gegenanschlusses 61. Bei nichtangeschlos jenem Gegenanschluß 61 bzw. Abkuppeln bewegt sich der Auslaßventilkegel 8 unter Federkraft der Feder 36 nach links in die Schließstellung (Fig. 2). Zur Unterstützung der Schließbewegung kann der Auslaßventilkegol 8 mit zur Druckseite hin größerer Kolbenfläche ausgebildet sein, ähnlich wie oben beim Einlaßventilkegel 11 beschrieben. Ebenso weist der Ventilkegel 7 zur Eingangs- bzw. Ausgangsseite unterschiedliche wirksame Flächen auf, so daß der Ventilkegel 7 bei durchströmendem Druckfluid in seine Schließstellen zusätzlich zur Federkraft gedrückt wird. Das Entlüftungsventil B ist in der gezeigten Stellung geschlossen und kann ausschließlich über Verschieben des Steuerkolbens 10 nach links durch Drehen der Betätigungsvorrichtung 30 um 180" in die Offenstellung gebracht werden. Hierbei liegt die rechte Stirnseite des Ventilkegels 7 an der entsprechend ausgebildeten linken Anschlagfläche des Steuerkolbens 10 an und wird durch diesen entgegen der Federkraft der Feder 36 nach links verschoben. Durch diese Bewegung wird der Federdruck auf den Auslaßventilkegel 8 zusätzlich zu dem Fluiddruck verstärkt, so daß auch hier eine dauernde Schließkraft anliegt, die lediglich durch die Axialverschiebung bei angeschlossenem Gegenstück 61 aufhebbar ist. Dabei ist beim Öffnen des Entlüftungsventils B das Einlaßventil A bereits sicher verschlossen, da das mechanische Anheben des Einlaßventilkegels 11 durch den Steuerkolben 10 bereits nach geringem Drehwinkel an der Betätigungsvorrichtung 30 aufgehoben ist und unter Federdruck und/oder Differenzdruck auf unterschiedliche Kolbenflächen fest verschlossen ist, während zum Öffnen des Entlüftungsventils B ein Drehwinkel von etwa 90° nötig ist.

Entsprechend dem eingezeichneten Pfeil (Fig.2) gelangt das Druckfluid aus dem Innenraum des Steuerkolbens 10 durch die Bohrung im Ventilkegel 7 über das geöffnete Auslaßventil C (Fig. 1) und Innenbohrung des Auslaßventilkegels 8 zum Rückschlagventil D des Gegenanschlusses 61. Letzteres wird gebildet durch einen Ventilkörper 62, der unter Federdruck einer Feder 63 gegen einen Dichtring 68 gepreßt wird. Der Gegenanschluß 61 ist durch ein Dichtelement 68 gegen die zur erleichterten Einführung konische Anfasung des Auslaßventilkegels 8 gedruckt und in dichtender Anlage. Bei Öffnung des Rückschlagventils D durch den Fluiddruck gelangt das Fluid über einen Anschlußzapfen 60, der mit Dichtelementen 64,65,66, 69,70 versehen ist, zu einem Tank, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.

Fig. 2 zeigt die Kupplung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung jedoch ohne Gegenanschluß 61, so daß das Auslaßventil C hier unter Druck der Feder 36 und gegebenenfalls des Fluids sicherheitsgemäß geschlossen ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei die Bezugszeichen der wesentlichen Bestandteile der Sicherheitskupplung beibehalten sind. Als wesentlicher Unterschied ist hierbei die Exzenterwelle 16 durchgehend ausgeführt, so daß der Steuerkolben 10 in vorteilhafter Weise entfallen kann, sondern das Einlaßventil A, hier mit ungeschnittenem Einlaßventilkegel 11 dargestellt, und das Entlüftungsventil B direkt von der Exzenterwelle 16 bzw. dessen Steuerrolle 19 betätigt werden. Diese Ausführung bietet somit den Vorteil, weniger Bauteile zu benötigen, während die Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 einen kontinuierlichen Durchfluß und höheren Durchsatz durch den Innenraum der S' auerkolben 10 bietet und lediglich eine einseitig gelagerte Exzenterwelle 16 vorgesehen ist. Als weiterer Unterschied sind hier in Fig.3 die Auslaß- bzw. Einlaßventilkegel 8 bzw. 11 anstatt kegelförmig als pilzförmige Dichtstellen ausgeführt. Außerdem entweicht das begrenzte Volumen des Druckfluids bei Offenstellung des Entlüftzungsventils B hier nicht axial durch einen Ringspalt, sondern radial durch Bohrungen im Gehäuse 5 und im Schutzgehäuse 15, z.B. direkt unterhalb der Exzenterwelle 16.

Fig. 4 zeigt schematisch das Zusammenwirken von Betätigungsvorrichtungen 30 (hier in Draufsicht mit vier Schaltstellungen

über einen Schaltbereich von etwa 180°) und der Ventile A, B, C bei Betätigen der Kupplung ohne Anschluß des

Gegenanschlusses 61. Dies stellt somit den Fall einer unsachgemäßen Benutzung dar, wenn z. B. ein nichtsachkundiger Autofahrer an einer Tankstelle an der Kupplung hantieren würde. Dabei liegt an der rechten Seite beim Einlaßventil A Druck von

der Druckquelle, z. B. Zapfsäule, an und es darf bei dieser unsachgemäßen Betätigung zu keinem unter Druck ausfließenden Fluidkommen.

In der oberen Teilfigur ist die Schaltung (1) eingezeichnet. Dabei ist das Entlüftungsventil B geöffnet, während das Einlaßventil A

durch Feder- und Fluiddruck und Auslaßventil C durch Federkraft geschlossen sind. Bei Schaltstellung (2) wird der

Steuerkolben 10 über die exzentrisch gelagerte Steuerrolle 19 nach rechts bewegt (vgl. Fig. 1), so daß sich der Ventilkegel 7 nicht

mehr in Anlage zum Steuerkolben 10 (Fig. 1 und 2) bzw. Steuerrolle 19 (Fig. 3) befindet und unter Federdruck der Feder 36 zuschließen beginnt. In Schaltstellung (3) ist das Entlüftungsventil B vollkommen geschlossen, bevor das Einlaßventil (A) in

Schaltstellung (4) durch den Steuerkolben bzw. Steuerrolle 19 (Fig. 3) angehoben wird und Fluid in die Kupplung einfließen

kann. Das Ausgangsventil C ist jedoch geschlossen, wobei die Schließkraft durch das Fluid zusätzlich erhöht wird und somiteinsatzgemäß ohne angeschlossenen Gegenanschluß 61 kein Fluid unter Druck ausströmen kann.

Fig. 5 zeigt die entsprechenden Schaltstellungen beim Anschlußvorgang des Gegenstücks 61. In Stellung (1) sind hierzu durch

die unter Federdruck nach rechts verschobene Schiebemuffe 2 die Spannelemente 3 trichterförmig geöffnet. Durch den

Ankuppelvorgang wird der Auslaßventilkegel 8 axial verschoben und somit das Auslaßventil C geöffnet. Dies ist nur möglich,

wenn kein Druck am Auslaßventilkegel 8 anliegt. Diese Offenstellung kann nur durch ordnungsgemäßen Anschluß erreicht und

aufrechterhalten werden. Beim Übergang von Schaltstellung (2) zu (3) wird das Entlüftungsventil B geschlossen, bevor in

Stellung (4) das Einlaßventil A durch Anheben in die Offenstellung gebracht wird. Durch das einströmende Fluid wird das Rückschlagventil D geöffnet und der Tank oder dergleichen gefüllt. Wie aus uem Schema ersichtlich, weist der Drehwinkel

von (3) zu (4) gegenüber dem anderen Schaltwinkel den größten Betrag von etwa 90° auf. Damit wird sichergestellt, daß das

Entlüftungsventil B zeitlich vor oem öffnen des Einlaßventils A geschlossen ist. Fig. 6 zeigt das Abkuppeln in umgekehrter Reihenfolge, ausgehend von der Schaltstellung (4) zu (1). Die Schaltstellung (4)

entspricht dabei der letzten Teilfigur von Fig. 5 mit durchgehendem Druck beim Bofüllen eines Tankes.

Beim Übergang zu Schaltstellung (3) wird das Einlaßventil (A) geschlossen und damit schließt das Rückschlagventil (D)

ebenfalls. Durch Weiterdrehen in die Stellung (2) wird die Kupplung durch öffnen des Entlüftungsventils B, wobei eine sehrgeringe Menge des Fluids abfließt, entlüftet, so daß die Spannzangen vom Axialdruck befreit sind. Durch den zusätzlichen

Federdruck auf die Feder 36 beim Öffnen des Entlüftungsventils B wird auch das Ausgangsventil C geschlossen. Erst in der Schaltstellung (1) ist wiederum ein Verschieben der Schiebemuffe (2) möglich, so daß die Spannelemente (3) selbsttätig öffnen

und den Gegenanschluß 61 freigeben. Dabei ist durch Öffnung des Entlüftungsventil B bereits in Schaltstellung (2)sichergestellt, daß vor dem Öffnen der Spannelemente entlüftet ist, d. h. kein Druck an dem Gegenanschluß 61 mehr anliegt.

Wie hieraus ersichtlich ist damit vor dem öffnen z. B. des Entlüftungsventils B das Einlaßventil A bereits sicher verschlossen, so

daß selbst fehlerhafte Bedienung ohne angeschlossenem Gegenstück zu keiner Ausströmung unter Druck führen kann. Durch

die gegenseitige Verriegelung der Ventile mit wechselseitigem Öffnen bzw. Entlüften ist gewährleistet, daß der Gegenanschlußbzw. dessen Spannelemente 3 keinesfalls unter Druck zu öffnen ist. Dabei ist durch die Einhebelschaltung auch einfachste

Bedienung gewahrleistet. Fig. 7 zeigt den nippeiförmigen Gegenanschluß 61 in vergrößerter Darstellung. Wie aus Fig. 1 in gekuppelter Stellung

entnehmbar, ist der Gegenanschluß 61 über den Auslaßventilkegel 8 geschoben. Die Umkehrung hierzu ist ohne weiteres auchmöglich.

Der Gegenanschluß 61 weist einen Einführungskonus 61a auf, der mit einer Anfasung 8a des Auslaßventilkegels 8

zusammenwirkt. Dadurch wird eine rasche und sichere Einführung erreicht, wobei die beiden Teile 8 und 61 durch dennachfolgenden Bund 61 b gegenseitig zentriert werden, bevor die Anfasung 8a in dichtende Anlage mit dem Dichtring 68gelangt. Erst nachdem diese Abdichtung hergestellt ist, liegt die Stirnseite des Auslaßventilkegels 8 an der Anschlagfläche 61 aan, so daß erst zu diesem Zeitpunkt, also nach Herstellung einer einwandfreien Abdichtung, der Auslaßventilkegel 8 axialverschoben und damit das Auslaßventil C in Offenstellung gebracht werden kann (vgl. Fig. 1) Damit wird sichergestellt, daß beim

Anheben des Auslaßventils C bereits eine Dichtste i!e vorhanden ist und somit selbst noch bei einem defekten Ventil z. B. Einlaßventil A ausreichende Sicherheit gegeben ist. Vorteilhaft ist neben der leichten Bedienbarkeit und hohen Sicherheit ferner

der dadurch erreichte glattflächige Übergang von Auslaßventil C zum Gegenanschluß 61.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß für verschiedene Anwendungsfälle, auch zwei Ventile z. B. Einlaß- und Entlüftungsventil A, B in einem Kugelhahn funktionell vereinigt werden können. Die Fig. 8 bis 10 zeigen Kupplungen, bei denen auf einen Handgriff verzichtet wurde. Die Spannbacken 86 entsprechen dabei im

wesentlichen den Spannbacken 3 der Fig. 1-3 und werden nunmehr durch eine Schiebemuffe 83 ver- bzw. entriegelt, dieweitgehend der Hülse 1 der Fig. 1-3 entspricht.

Fig. 8 zeigt eine derartige Steckkupplung 81 aus einem zylindrischen Kupplungskörper 82, der an seinem hier rechten Ende ein Anschlußteil 82a aufweist. Dieses Anschlußieil 82a kann mit einer Druckmedienleitung,z.B. einem Hydraulikschlauch

verbunden werden. Dieses Anschlußteii mündet in einer zentralen nicht näher bezeichneten Durchgangsöffnung, die sich du ι chdie gesamte Steckkupplung 81 erstreckt.

Der Kupplungskörper 82 umgreift teilweise eine Schiebemuffe 83, die mit einem Muffenstück 83a verschraubt ist. Dieses weist

einen Anschlagring 83 b auf, an dem sich eine Feder 84 abstützt. Diese umgreift eine Lagerhülse 85, die mit dem

Kupplungskörper 82 verschraubt ist. Ebenso wie die Schiebemuffe 8 ; mit dem Muffenstück 83 a kann auch die Lagerhülse 85 mit

dem Kupplungskörper 82 einstückig ausgebildet sein. Hier sorgt ein Dichtring 85a für eine zuverlässige Abdichtung zwischen

Lagerhülse 85 und Kupplungskörper 82. Am vorderen Ende der Lagerhülse 85 ist als umlaufender Wulst ein Lagerring 85b ausgebildet, an dem die hakenförmigen Spannbacken 86 eingehängt sind. Die Spannbacken 86 können als mehrere einzelne Elemente ausgeführt sein oder als eine

einzige opannzange, die geschlitzte Spannbacken aufweist.

Am vorderen Ende der Spannbacken 86 sind die Riegelhaken 86a angeordnet, die in der hier in Fig. 8 gezeigten Freigabestellung der Spannbacken, die Schiebemuffe 83 an einer Bewegung nach links hindern. In dieser Froigabestellung ist ein Gegenstück 89 (vgl. Fig. 9) an- bzw. abkuppelbar. Die Feder 84 der Schiebemuffe 83 steht hierbei unter erhöhter Spannung und spannt die Schiebemuffe 83 in dieser von den Spannbacken 86 zurückgeschobenen bzw. entfernten Position vor. Die hiernach außen weisenden Riegelhaken 86a, die die Schiebemuffe in der zurückgeschobenen Position halten, werden dabei durch eine Feder 87 am hinteren Ende der Spannbacken 86 beaufschlagt und damit nach außen gedrängt. Die Feder 87, die hier als Federring ausgebildet ist, spreizt somit die Spannbacken 86 nach außen auf, wobei der Lagerring 85b als umlaufender Schwenkpunkt für die Spannbacken 86 dient. Durch diese Aufspreizung der Spannbacken 86 kann sich die Schiebemuffe 83 nicht nach vorne in die Sperrstellung ühor die Spannbacken 86 hinbewegen. Die Riegelhaken 86a sind hier einstückig mit den Spannbacken 86 ausgebildet, können aber auch durch gesonderte an den Spannbacken 86 montierte Riegelhaken 86a gebi! Jtt sein.

Des weiteren zeigt Fig.8 ein Absperrventil 88, das aus einem ortsfesten Innenrohr 88a und einem verschiebbaren Außenrohr 88 b besteht. Das axial unter Federdruck der axialen Druckfeder 88 b verschiebbare Außenrolir ist dabei mit zwei Dichtringen 98c sowohl gegen das Innenrohr 88a als auch die Lagerhülse 85 abgedichtet. Hierdurch ist eine zuverlässige Abdichtung der Steckkupplung auch in der hier gezeigten Freigabe- bzw. Offenstellung im abgekuppelten Zustand gewährleistet. Diases Absperrventil 8 ist zur Funktion der Steckkupplung nicht unbedingt notwendig und kann ggf. auch fehlen. Fig. 9 zeigt die Steckkupplung 1 im gekuppelten Zustand mit dem Gegenanschluß 89 (Sperrstellung). Beim Ankuppeln des Gegenanschlusses 89 an die in Fig.8 gezeigte Freigabestellung der Steckkupplung 81 gelangt zunächst die Stirnflächen 89a des Gegenanschlusses mit winkelhebelartigen Anschlagflächen 86b der'Spannbacken 86 in Berührung. Durch den manuellen Druck während der Ankuppelbewegung werden die winkelhebelartigen Anschlagflächen 86 b geringfügig hier nach rechts verschoben bzw. um den Lagerring 85 b verschwenkt. Dabei werden die Spannbacken 86 entgegen der Federkraft der Feder 87 nach innen geschwenkt, so daß deren vordere Enden in die entsprechend geformte Ausnehmung an dem Gegenanschluß eingreifen. Durch diese radiale Verstellung nach innen werden die Riegelhaken 86a nach innen radial verstellt und durch den nunmehr kleineren Durchmesser unwirksam, so daß die Feder 84 die Schiebemuffe 83 über die Spannbacken 86 nach links verschieben kann. Damit ist die Steckkupplung 81 mit dem Gegenanschluß 89 sicher verbunden.

Zugleich mit der Anlage der Stirnfläche 89a an der Anschlagfläche 86b wird auch das Außenrohr 88 b entgegen der Kraft der Feder 88d vorschoben, so daß das Medium von der Steckkupplung 81 auf das Gegenstück 89 bzw. umgekehrt fließen kann. Fig. lOzeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckkupplung. Gegenüber Fig.8 und 9 weist diese als axial bewegbares Anschlagelement anstatt der Anschlagfläche 86b an den Spannbacken 86 eine von den Spannbacken unabhängige Schiebehülse 90 auf, die unter dauernder Beaufschlagung der Feder 91 steht. Die Steckkupplung gemäß Fig. 10 ist ebenso wie in Fig. 9 in der Sperrstellung, also im gekuppelten Zustand gezeigt. Hierbei greifen die Spannbacken 86 wiederum an dem Gegenanschluß 89 in einer umlaufenden Ausnehmung an. Die Stirnseite 89a des Gegenanschlusses gelangt hier in Anlage mit einem Anschlagring 90 a am vorderen Ende der Schiebehülse 90. Über einen Dichtring 90 b ist das Gegenstück 89 gegenüb der Schiebehülse 90 und damit gegenüber der Steckkupplung 81 abgedichtet.

Zum Abkuppeln wird die Schiebemuffe 83 zurückgezogen, hier nach rechts entgegen der Feder 84, so daß die Spannbacken 86 nach außen hin freigegeben werden und sich unter der Wirkung der Feder 87 nach außen spreizen können. Diese Feder 87 kann im Gegensatz zu Fig.8 und 9, bei dem die Feder 87 die Spreizwirkung der Spannbacken 86 und der Riegelhaken 86a und damit die Verriegelung der Schiebemuffe 83 bewirkt, relativ schwach ausgelegt werden bzw. ganz fehlen, da bei diesem Ausführungsbeispiel die Verriegelung der Schiebemuffe 83 durch die Aufspreizung der Riegelhaken 86a durch die in Freigabestellung nach vorne geschobene Schiebehülse 90 erfolgt. Die Feder 91 schiebt dabei die Schiebehülse 90 bzw. deren Anschlagring 90a bis an das vordere Ende der Spannbacken 86 vor, so daß die Riegelhaken 86a nach außen gedrängt werden und somit die Schiebemuffe 83 in der vorgespannten Lage zurückhalten.

Wird die Schiebemuffe 83 absichtlich (oder unabsichtlich) nach hinten zurückgezogen und damit die Spannbacken 86 freigegeben, dann schließt sich sofort das Absperrventil 88, das hier als Kegelsitzventil ausgebildet ist. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Steckkupplung nicht nur zur Zuführung von Druckmedium zu einer Vorrichtung, sondern auch zum Anlegen eines Vakuums an eine derartige Vorrichtung verwendet werden kann. Obwohl hier die Steckkupplung mit den Gegenanschluß außen umgreifenden Spannbacken beschrieben worden ist, kann die Erfindung in entsprechender Weise auch auf von innen her mit dem Gegenstück zusammenwirkenden Spannbacken verwirklicht werden. Hierbei sind in der Freigabestellung die Spannbacken nicht nach außen gespreizt, sondern in radialer Richtung nach innen gespreizt. In der Sperrstellung werden die Spannbacken zum Eingriff in das Gegenstück dann nach außen gespreizt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Zurückschieben der Schiebemuffe 83 auch zusätzlich oder anstelle der Handbetätigung durch eine Druckbeaufschlagung wie z. B. einem Pneumatikzylinder oder einen Handhebel, wie in Fig. 1-3 gezeigt, erfolgen kann.

Claims

1. Kupplung für Fluidleitungen zum druckdichten Anschluß an einen Gegenanschluß, insbesondere an einem Tank, mit einem im Kupplungsgehäuse axial verschiebbaren Kolben und einer Betätigungsvorrichtung zum Verschieben des Kolbens sowie wenigstens einem Spannelement zur Verbindung mit Jem Gegenanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (5) ein Einlaßventil (A), ein entlüftungsventil (B) und ein Auslaßventil (C) angeordnet sind und das Einlaßventil (A) und das Entlüftungsventil (B) durch die Betätigungsvorrichtung (30) wechselweise in Offenstellung bewegbar sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekrnnzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (30) durch ein Exzenterwelle (16) gebildet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (16) an einer Seite eines zentrales Durchlasses im Gehäuse (5) einseitig gelagert ist und in einen, die Offenstellung des Einlaßventils (A) oder des Entlüftungsventils (B) steuernden Steuerkolbens (10) formschlüssig eingreift.

4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (16) im Gehäuse (5) beidseits eine >zentralen Durchlasses gelagert ist und Einlaßventil (A) und Entlüftungsventil (B) unmittelbar von der Exzenterwelle (16) umschaltbar sind.

5. Kupplung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (B) und das Auslaßventil (C) durch eine gemeinsame Feder (36) in Schließstellung gehalten werden.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (B) in Offenstellung in einem axialen Ringspalt zwischen Gehäuse (5) und einem Schutzgehäuse (15) einmündet.

7. Kupplung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenanschluß (61) an seinem kupplungsseitigen Ende einen Einführkegel (61 a) zur Aufnahme des mit einer korrespondierenden Anfasung (8 a) versehenen Auslaßventilkegels (8) aufweist und sich daran in axialer Richtung ein Zentrierbund (61 b) und eine Nut (61 c) zur Aufnahme eines Dichtringes (67) anschließt, wobei die Nutfläche (61 d) zugleich als Anschlagfläche für den Auslaßventilkegel (8) beim Ankuppeln ausgebildet ist.

8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (30) eine Schaltstellung aufweist, in der das Einlaßventil (A) geöffnet ist und die Spannelemente (3) in einer der vorhergehenden Schaltstellungen geschlossen sind, sowie eine zweite Schaltstellung aufweist, in der die Spannelemente (3) geöffnet sind und das Einlaßventil (A) in einer der vorhergehenden Schaltstellungen geschlossen ist.

9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (3) ausschließlich bei vorhergehender Entlüftung bzw. Drucklosschaitung durch das Entlüftungsventil (B) an bzw. abkuppelbar sind.

10. Kupplung für Fluidleitungen zum druckdichten Verbinden an einen Gegenanschluß, mit zylindrisch angeordneten Spannbacken, die mit ihren vorderen Enden von einer Freigabe- in eine Sperrstellung radial verstellbar sind und in Sperrichtung an dem Gegenstück formschlüssig angreifen und mit einer unter Federvorspannung axial verschiebbaren Schiebemuffe, deren Innenfläche in Sperrstellung gegen die Außenflächen der Spannbacken anliegt und sich in Freigabestellung von den Spannbacken in entfernter Position befindet, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spannbacken (86) Riegelhaken (86a) ausgebildet sind, die in Freigabestellung durch eine Feder (87,91) beaufschlagt sind und die Schiebemuffe (83) formschlüssig in entfernter Position verriegeln und zur Anlage an der Stirnseite des Gegenanschlusses (89) ein axial bewegbares Anschlagelement (86b, 90a) vorgesehen ist, das bei der axialen Ankuppelbewegung entgegen der Beaufschlagung der Feder (87, 91) bewegbar ist und die Schiebemuffe (83) z:ir Axialverschiebung in die Sperrstellung entriegelt.

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (86b) an den Spannbacken (86) angeordnet und als winkelhebelartige Anschlagfläche (86b) ausgebildet ist.

12. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (90) als Schiebehülse (90) ausgebildet ist, die unter Beaufschlagung der F8der (91) und ggf. Feder (87) in Freigabestellung die Spannbacken (86) mittels dem Anschlagring (90a) radial verstellt.

13. Kupplung wenigstens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (87) eine die Spannbacken (86) am hinteren Ende umgreifender Federring ist.

Hierzu 10 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Fluidleitungen zum druckdichten Anschluß an einem Gegenanschluß, insbesondere an einen Tank.

Charakteristik des bekannten Standes der Tecnnik

Eine derartige Kupplung ist aus der EP-A-0202592 bekannt, wobei in einem zylindrischen Gehäuse ein Kolben verschiebbar ist, der an seinem vorderen Ende hakenförmige Spannbacken betätigt, die durch Axialverschiebung über eine Schrägflächenanordnung radial verstellbar sind. Die zwangsweise axiale Hin- und Herbewegung des Kolbens wird dabei durch einen Handhebel bewirkt. ,

Diese bekannte Steckkupplung eignet sich jedoch nur zum Kuppeln von Fluidleitungen wie Füllschläuche für Tanks unter relativ geringem Druck, da beim Abkuppeln die Befülleitungen weiter unter Druck stehen und somit die Wulst der Spannbacken durch axiale Druckbeaufschlagung unter erheblicher Spannung stehen. Dadurch ist ein Abkuppeln durch das radiale Auseinanderdrücken der Spannbacken nicht oder nur unter großer Kraftanstrengung selbst bei entsprechender Kraftüber&etzung des Handhebels möglich. Deshalb sind an den Befülltanks oder Zapfsäulen Entlüftungsventile bekamt, die jedoch in einem gesonderten Arbeitsgang nach Betätigung eines weiteren Absperrventils und vor dem Lösen der Kupplung zu betätigen sind. Dies kann jedoch bei unsachgemäßer Bedienung z. B. falsche Reihenfolge der Betätigung der einzelnen Ventile, zu erheblichen Sicherheitsgefährdungen führen, insbesondere durch Ausströmen von brennbaren oder explosiven Fluiden. Dies gilt besonders bei Verwendung an Tankstellen, an denen Kraftfahrzeuge mit gasförmigem Kraftstoff betankt werden. Die DE-OS 28 Γ3 886 zeigt eine ähnliche Kupplung mit einem verschiebbaren Kolben, der durch einen ersten Exzenter-Handgriff betätigt wird ι nd die Klemmbacken durch einen zweiten Handgriff betätigt werden. Da durch die Bedienperson zwei Handgriffe betätigt werden müssen, ist diese Kupplung aufwendig zu bedienen und kann Gefahr verursachen, wenn die beiden Handgriffe in der Reihenfolge der Betätigung vertauscht werden.

Das US-Patent 3 474 827 zeigt weiterhin eine Kupplung mit einer Dur ,nirittsöffnung und mit einem Ventilkörper an einem Ende der Durchtrittsöffnung, wobei letzterer durch einen Handgriff geöffnet oder geschlossen werden kann. Die Verbindung der Kupplung an ein Gegenstück erfolgt dabei durch bajonettverschlußartiges Verdrehen, wobei Haken in entsprechende Vertiefungen eingreifen. Dieses Verdrehen der Kupplung ist jedoch gegenüber einer Steckkupplung unhandlich und unbequem zu benutzen. Gleiches gilt auch für das weiterhin bekannte Französische Patent 12 35 444, da hierbei zwei Handgriffe betätigt werden, um die Kupplung an- bzw. abzukuppeln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit beim Befüllen von Tankanlagen, insbesondere beim Befüllen mit unter Druck stehenden gasförmigen Medien, weiter zu erhöhen und den Befüllprozeß weiter zu erleichtern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kupplung der eingangs genannten Art mit einer einfacheren Handhabung zu entwickeln, die auch bei einer evtl. Fehlbedienung eine höchstmögliche Sicherheit gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Gehäuse der Kupplung ein Einlaßventil, ein Entlüftungsventil und ein Auslaßventil angeordnet und das Einlaßventil und das Entlüftungsventil durch die Betätigungsvorrichtungen wechselweise in Offensteflung bewegbar sind.

Weiterhin wird vorgeschlagen, eine Kupplung für Fluidleitungen zum druckdichten Verbinden an einen Gegenanschluß, insbesondere an einem Tank, mit einem im Kupplungsgehäuse axial verschiebbaren Kolben und einer Betätigungsvorrichtung zum Verschieben des Kolbens sowie wenigstens einem Spannelement zur Verbindung mit dem Gegenanschluß, wobei der Gogenanschluß an seinem kupplungsseitigen Ende einen Einführkegel zur Aufnahme des mit einer korrespondierenden Anfasung versehenen Auslaßventilkegels aufweist und sich daran in axialer Richtung ein Zentrierbund und eine Nut zur Aufnahme eines Dichtringes anschließt, wobei die Nutfläche zugleich als Anschlagfläche für den Auslaßventilkegel beim Ankuppeln ausgebildet ist.

Die oben genannten Ziele werden weiterhin erreicht durch eine Kupplung für Fluidlsitungen zum druckdichten Verbinden an einen Gegenanschluß, mit zylindrisch angeordneten Spannbacken, die mit ihren vorderen Enden von einer Freigabe- in eine Sperrsteilung radial verstellbar sind und in Sperrichtung an dem Gegenstück formschlüssig angreifen und mit einer unter Federvorspannung axial verschiebbaren Schiebemuffe, deren Innenfläche in Sperrstellung jegen die Außenfläche der Spannbacken anliegt und sich in Freigabestellung von den Spannbacken in entfernter Position befindet, wobei an den Spannbacken Riegelhaken ausgebildet sind, die in Freigabestellung durch eine Feder beaufschlagt sind und die 3chichomuffe formschlüssig in entfernter Position verriegeln und zur Anlage an der Stirnseite des Gegenanschlusses ein axial bewegbares Anschlagelementvorgesehen ist,das beideraxialonAnkuppelbewegungentgegen der Beaufschlagung der Feder bewegbar ist und die Schiebemuffe zur Axialverschiebung in die Sperrstellung entriegelt.