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Sicherheitsentlüftungskupplung
für Druckgas,
insbesondere Druckluftleitungen, mit einem Kupplungsstecker und
einer den letzteren in einem Steckerbereich aufnehmenden Kupplungsbuchse, die
jeweils mit einer Leitung verbunden sind, wobei der Steckerbereich
eine Hülse
zur Ver- und Entriegelung des Steckers aufweist und wobei in der
Kupplungsbuchse ein Sicherheitsventil angeordnet ist, welches aus
einem Ventilkörper
gebildet wird, der beidseitig einer Strömungssperre mindestens zwei axial
versetzt, im wesentlichen radial verlaufende Strömungskanäle aufweist, welche beidseitig
eines außen
am Ventilkörper
vorhandenen Ventilsitzes münden
und von einer axial verstellbaren Ventilhülse übergriffen werden, die mindestens
ein den Strömungsquerschnitt
vollständig
verschließendes
Dichtelement und einen abgedichteten Kanal zur Verbindung der Strömungskanäle aufweist
und wobei die Hülse
zur Verriegelung und Entriegelung des Steckers durch eine Feder
in die Verriegelungsposition bewegt wird.
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Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
US 3,477,688 bekannt, in der eine
Schnellverschlusskupplung insbesondere für Druckluftleitungen offenbart
ist. Grundsätzlich
hat eine derartige Sicherheitsentlüftungskupplung den Vorteil,
dass während
des Entkuppelns kein unter Druck stehendes Gas in der abgekuppelten
Leitung frei wird und durch den Kupplungsstecker entweichen kann.
Dies würde nämlich auf
sicherheitlich bedenkliche Weise eine peitschenartige Bewegung der
Leitung hervorrufen, wodurch es zu einer Gefährdung des Benutzers kommen
kann.
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Der
bekannte Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass die
Handhabung verbesserungswürdig
ist, da der Bediener zum Öffnen
des Ventils der Sicherheitsentlüftungskupplung
nicht nur eine Axial- sondern auch eine Radialbewegung vollziehen
muss.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine neue Sicherheitsentlüftungskupplung
zu schaffen, welche einfacher zu handhaben ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere
aus den Merkmalen des Kennzeichenteils, wonach die Feder zwischen
dem Ventilkörper
und der Ver- und Entriegelungshülse
angeordnet ist und dass zum Schalten des Ventils lediglich eine
Bewegung der Ventilhülse
in x- bzw. in y-Richtung erforderlich ist.
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Die
erfindungsgemäße Sicherheitsentlüftungskupplung
weist den Vorteil auf, dass nach der Verriegelung des Kupplungssteckers
in der Kupplungsbuchse das Öffnen
des Ventils mit lediglich einer Hand dadurch möglich ist, dass die Ventilhülse axial
bewegt wird. Da auf ihr – anders
als beim Stand der Technik – keine
Federkraft lastet, kann die Position der Ventilhülse in der Offenstellung, beispielsweise
durch Klemmschluss, zwischen den Dichtringen und dem Ventilkörper fixiert
werden.
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Letztlich
wird es bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsentlüftungskupplung
aufgrund der Anordnung der Feder zwischen Kupplungsbuchse und Ver- und
Entriegelungshülse
möglich,
letztere wesentlich kostengünstiger
herzustellen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die Ver- und Entriegelungshülse in der Offenstellung des
Ventils durch einen Kugelring gegen Bewegungen gesichert. Hierbei
handelt es sich um eine sehr einfache aber sehr wirksame und sichere
Absicherung dahingehend, dass bei geöffnetem Ventil der Kupplungsstecker
unverlierbar in der Kupplungsbuchse gehalten ist.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine Sicherheitsentlüftungskupplung
mit verriegeltem Kupplungsstecker,
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2 eine
Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß 1 mit
geöffnetem
Sicherheitsventil,
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3 eine
Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß 1 mit
geschlossenem Sicherheitsventil in der Entlüftungsstellung und
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4 eine
Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß 1 kurz
nach der Entriegelung des Kupplungsstecker.
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In
den Zeichnungen ist eine Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas,
insbesondere Druckluftleitung, mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Die
Sicherheitsentlüftungskupplung 10 weist einen
Kupplungsstecker 11 und eine Kupplungsbuchse 12 auf,
die mit einem Rohranschlußadapter 13 schraubverbunden
ist. Auch der Kupplungsstecker 11 ist einstückig stoffschlüssig mit
einem Rohranschlußadapter 14 versehen.
Die Rohranschlußadapter 13 und
Rohranschlußadapter 14 sind
zur Verbindung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 mit nicht
dargestellten Leitungen vorgesehen.
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Die
Kupplungsbuchse 12 weist neben dem vorgenannten Rohranschlußadapter 13 steckerseitig einen
ebenfalls schraubbefestigten Grundkörper 15 auf der einen
Befestigungsbereich 16 (s. 4) für den Kupplungsstecker 11 ausbildet.
Der Mittelteil der Kupplungsbuchse 12 wird durch einen
Ventilkörper 17 gebildet,
in den der vorgenannte Rohranschlußadapter 13 sowie
der Grundkörper 15 schraubbefestigt
sind.
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Der
für den
Kupplungsstecker 11 innerhalb des Grundkörpers 15 vorgesehene
Steckerbereich 16 ist mit Vorrichtungen zur Ver- und Entriegelung des
Kupplungssteckers 11 versehen. Der zum Ventilkörper 17 weisende
Teil des Steckerbereich 16 dient zur Aufnahme einer Steckerdruckfeder 18,
die sich mit ihrem einen Ende am Ventilkörper 17 und mit ihrem
anderen Ende an einem innerhalb des Grundkörpers 15 geführten Stützring 19 abstützt. Steckerseitig dem
Stützring
vorgeordnet ist eine Stützhülse 20 ebenfalls
beweglich im Grundkörper 15 geführt, wobei
zwischen der Stützhülse 20 und
dem Stützrng 19 ein
O-Ring 21 vorhanden ist. Der Grundkörper 15 weist umlaufend
zahlreiche Bohrungen 22 auf, in denen Rastkugeln 23 angeordnet
sind.
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Der
Grundkörper 15 wird
von einer Entriegelungshülse 24 umgeben,
welche in x und y längsverschieblich
ist. In x-Richtung
stützt
sich die Entriegelungshülse 24 an
einem ringförmigen
Kragen 25 des Grundkörpers 15 ab,
während
sie in y-Richtung in ihrer Bewegung durch eine Schulter 26 am
Ventilkörper 17 begrenzt
ist. In Richtung zu einer Längsmittelachse
M der Vorrichtung 10 ist die Entriegelungshülse 24 mit
einem Betätigungsfortsatz 27 für die Rastkugeln 23 versehen.
Zugleich stützt
sich eine die Entriegelungshülse 24 in
Richtung x drückende
Feder 28 einerseits am Betätigungsfortsatz 27 und
andererseits am Ventilkörper 17 ab.
Ein teilweise dem Ventilkörper 17 überragender
Bereich 29 der Entriegelungshülse 24 ist mit Bohrungen 30 für einen
Kugelring 31 versehen. Darüber hinaus ist eine Außenumfangsfläche 32 des
Ventilkörpers 17 dem Überlappungsbereich
mit der Entriegelungshülse 24 mit
Vertiefungen 33 (s. 4) für den Kugelring 31 versehen.
Während
damit der Verriegelungsbereich der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 bezüglich seiner
Einzelteile beschrieben worden ist, folgt nunmehr die Einzelteilbeschreibung
eines Sicherheitsventils 34, welches im und um den Ventilkörper 17 herum
angeordnet ist.
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Der
Ventilkörper 17 weist
eine im rechten Winkel zur Längsmittelachse
M der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 verlaufende
Strömungsspene 35 auf,
die ein Durchströmen
der Druckluft direkt durch den Ventilkörper 17 entlang der
Längsmittelachse
M verhindert. Beidseitig der Strömungsspene 35 ist
jeweils eine Gruppe von Strömungskanälen 36 – vom Leitungsquerschnitt
Q ausgehend – speichenförmig radial
nach außen
verlaufend vorhanden, die in die Außenumfangsfläche 32 des
Ventilkörpers 17 münden. Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
handelt es sich jeweils um sechs Strömungskanäle 36 beidseitig der
Strömungsspene 35.
Zwischen den beidseitig der Strömungsspene
mündenden
Strömungskanälen 36 ist
ein ringförmig
umlaufender Bereich der Außenumfangsfläche 32 vorhanden,
der als Ventilsitz 37 fungiert.
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Der
Ventilkörper 17 wird
von einer Ventilhülse 38 umgeben,
die in x- und y-Richtung gleitbeweglich auf der Außenumfangsfläche 32 angeordnet
ist. Der Bewegungsbereich der Ventilhülse 38 ist in y-Richtung
durch eine Ringschulter 39 des Ventilkörpers 17 und in x-Richtung
durch einen an der Außenseite
der Entriegelungshülse 24 angeordneten
Kragen 40 begrenzt. In einem mittleren Bereich 41 der Ventilhülse 38 sind
innenseitig zum Ventilkörper 17 weisend,
zwei Dichtringe 42 beabstandet so angeordnet, daß sie in
der Verschlußstellung
des Sicherheitsventils 34 am Ventilsitz 37 anliegen.
Zur Entriegelungshülse 24 weisend
ist am Mittelteil 41 der Ventilhülse 38 ein zur Überlappung
der Entriegelungshülse 24 vorgesehener
Hülsenbereich 43 stoffschlüssig angeformt,
der mit seinem Endbereich 44 auf einer Außenfläche 45 der
Entriegelungshülse 24 geführt ist.
An einer Unterseite 46 des Hülsenbereich 43 ist eine
Vertiefung 47 vorhanden, deren Funktion nachfolgend noch
beschrieben wird.
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In
Gegenrichtung (in y-Richtung) ist am Mittelteil 41 der
Ventilhülse 38 ein
Hülsenbereich 48 angeformt,
der zum Ventilkörper 17 weisend
eine als Verbindungskanal der Strömungskanäle, dienende Aussparung 49 aufweist,
wobei endseitig zur Abdichtung dieses Verbindungskanals 49 in
einer auf der Außenumfangsfläche 32 des
Ventilkörpers 17 geführten Innenfläche 50 des
Hülsenbereich 48 ein Dichtring 51 angeordnet
ist.
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Nachfolgend
soll nun die Funktion der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 beschrieben
werden. Der mit einer umlaufenden Verriegelungsnut 52 versehene
Kupplungsstecker 11 wird zum Herstellen der Verbindung
von zwei Leitungen zunächst
in die in 4 dargestellte Stellung gebracht.
Man erkennt das eine in Bewegungsrichtung y des Kupplungsstecker 11 vorne
liegende, die Verriegelungsnut 52 begrenzende Ringschulter 53 wie
auch eine Innenumfangsfläche 54 auf
der anderen Seite der Verriegelungsnut 52 als Führungs-
und Betätigungsflächen ausgebildet
sind.
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Falls
nun der Kupplungsstecker 11 ausgehend von der in der 4 dargestellten
Stellung weiter in y-Richtung in die Kupplungsbuchse 12 eingeführt wird,
stößt die Ringschulter 53 an
die Stützhülse 20 und
drückt
diese einschließlich
des O-Ringes 21 sowie des Stützringes 19 entgegen
der Kraft der Steckerdruckfeder 18 soweit in y-Richtung,
bis daß die Verriegelungsnut 52 den
in den Bohrungen 22 angeordneten Rastkugel 23 gegenüberliegt.
In diesem Moment tauchen die Rastkugeln 23 in die Verriegelungsnut 52 ein.
Diese Bewegung wird durch die mittels der Feder 28 sich
in x-Richtung bewegende Entriegelungshülse 24 unterstützt, welche
letztlich mit ihrem Betätigungsfortsatz 27 auf
den Rastkugel 23 blockierend aufliegen. In dieser Situation
ist der Kupplungsstecker 11 unverlierbar mit der Kupplungsbuchse 12 verrastet.
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Wichtig
ist es, daß in
dieser Phase während und
nach dem Einrasten des Kupplungsstecker 11 in der Kupplungsbuchse 12 der
Steckerbereich 16 weiterhin drucklos ist.
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Die
Offenstellung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 wird
nun dadurch erreicht, daß die
Ventilhülse 38 per
Hand in x-Richtung bis zur Anlage an den Kragen 40 der
Verriegelungshülse 24 bewegt wird.
Diese Situation ist in der 2 dargestellt.
Man erkennt, daß durch
diese Bewegung der Ventilhülse 38 in
x-Richtung die im Hülsenbereich 48 zum
Ventilkörper 17 weisende
Aussparung 49 als Strömungsverbindung
zwischen den beidseitig der Strömungsspene 35 angeordneten
Strömungskanäle 36 fungiert.
Sie bildet quasi einen Ringkanal der beidseitig von den Dichtringen 42 und 51 von
der Umgebung abgesperrt ist. Da die Summe der Leitungsquerschnitte
q der Strömungskanäle 36 mindest
so groß ist,
wie der Gesamtquerschnitt Q des eigentlichen Strömungskanals, kann nun Druckluft
ohne große Strömungsverluste
in die Steckerkupplung 11 und dann in die daran angeschlossene
Leitung strömen.
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Falls
nun die Druckluftströmung
unterbrochen werden soll, wird die Ventilhülse 38 in y-Richtung
bis zur Anlage an die Ringschulter 39 des Ventilkörpers 17 bewegt.
Dadurch entsteht die in 3 dargestellte Situation, in
der das Sicherheitsventil 34 vollständig geschlossen ist. Während der
Bewegung der Ventilhülse 38 in
y-Richtung kommt es automatisch zu einer Entlüftung des steckerseitigen Teiles der
Kupplungsbuchse 12 über
den mit dem Buchstaben E gekennzeichneten Strömungsweg. Für die Entlüftung der Kupplungsbuchse 12 ist
neben den steckerseitigen Strömungskanälen 36 die
spezielle Ausbildung der zum Ventilkörper 17 weisenden
Innenfläche 55 des
Mittelbereichs 41 sowie die Innenfläche 46 des Hülsenbereiches 43 von
Be deutung, wodurch zwischen der Außenumfangsfläche 32 des Ventilkörpers 17 und
den vorgenannten Flächen
der Ventilhülse 38 ein
Strömungskanal
E gebildet wird, durch den die Entlüftung stattfindet.
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Nach
dem das Sicherheitsventil 34 verschlossen ist, kann nunmehr
auch wieder eine Entriegelung des Kupplungsstecker 11 stattfinden.
Dazu wird die Vemegelungshülse 24 in
y-Richtung bewegt, wobei
bei gleichzeitiger Bewegung des Kupplungsstecker 11 in
x-Richtung die Rastkugel 23 nach außen gedrückt werden und der Kupplungsstecker 11 frei
aus dem Grundkörper 15 entfernt
werden kann. Diese Stellung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 ist
in 4 dargestellt.
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Wichtig
an diesem Zustand ist noch die Tatsache, daß durch Einwirkung der Steckerdruckfeder 18 der
Stützring 19 einschließlich O-Ring 21 und Stützhülse 20 automatisch
in y-Richtung bewegt werden, wobei der Stützring 19 die Rastkugeln 23 so nach
außen
drängt,
daß die
Entriegelungshülse 24 maximal
in Richtung y bewegt wird, d. h. in Anlage an die Schulter 26 in
der Außenumfangsfläche 32 des Ventilkörpers 11 gerät. Da in
dieser Position Verriegelungshülse 24 aber
zugleich auch der Kugelring 31 in die gegenüberliegende
Vertiefung 47 des Hülsenbereiches 43 eintaucht
ergibt sich in dieser Stellung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 eine
automatische Verriegelung der Ventilhülse 38. Zusammenfassend
bedeutet dies, daß nun
nach Entfernen des Kupplungsstecker 11 das Öffnen des
Sicherheitsventils 34 nicht mehr möglich ist.