DE10107907C1 - Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen - Google Patents
Kupplung zum Verbinden von zwei FluidleitungenInfo
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Abstract
Die Kupplung (2) umfasst eine Muffe (1) und einen Stecker (48) mit Fluidräumen (7, 77). Die Muffe (1) weist eine durch eine Verstellbuchse (29) verlagerbare und mit einer Muffendichtung (23) zusammenwirkende Dichthülse (24) auf. In einem zentralen Dichtungsträger (8) der Muffe (1) ist ein Entlastungsventil mit einem Sperrkörper (14) vorgesehen. Die eben ausgebildeten Stirnseiten (43, 44, 45) des Sperrkörpers (14), des Dichtungsträgers (8) und der Verstellbuchse (29) erstrecken sich in der nach außen dichtenden Bereitschaftsposition der Kupplung (2) in einer Querebene (QE). Der Stecker (48) weist einen in eine Zentrierbuchse (58) greifenden, eine Steckerverbindung (60) im Steckerstutzen (50) durchsetzenden Schließkolben (53) sowie einen den Schließkolben (53) in der Zentrierbuchse (58) durchsetzenden Ventilstößel (61) auf. Die Stirnseiten (73, 74, 59) des Ventilstößels (61), des Schließkolbens (53) und des Steckergehäuses (49) verlaufen in derselben Querebene (QE2).
Description
Bisher sind Kupplungen zum Verbinden von zwei Fluidleitungen bekannt, die
durch Vorentlastung einen möglichen Restdruck in den Fluidleitungen min
dern, um ohne erheblichen Kraftaufwand die Kupplungsteile (Muffe und
Stecker) zusammenfügen zu können.
Diese Vorentlastungen umfassen vorstehende Zapfen, die beim Kuppeln
Ventile in den Kupplungsteilen öffnen, bevor die Kupplung gegen austreten
des Fluid geschlossen ist (zum Beispiel DE 34 33 787 C2). Das heißt, unter Druck
stehendes Fluid gelangt beim Kuppeln und Entkuppeln ins Freie. Dieses gilt
insbesondere bei flach dichtenden Kupplungen.
Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe
zugrunde, eine Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen mit einer
Muffe und einem Stecker zu schaffen, bei welcher auch unter rauen Be
triebsbedingungen ausgeschlossen werden kann, dass beim Kuppeln oder
Entkuppeln Arbeitsfluid aus den Fluidräumen in der Muffe bzw. im Stecker in
die Umgebung austreten kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen im
Patentanspruch 1. Kerngedanke der Erfindung ist ein besonders gestaltetes
Entlastungsventil in der Muffe im Zusammenwirken mit einem den Stecker in
Längsrichtung durchsetzenden Ventilstößel. Sowohl die Stirnseite des Be
standteil des Entlastungsventils bildenden Sperrkörpers als auch die Stirn
seite des der Verlagerung des Sperrkörpers dienenden Ventilstößels liegen
in der entkuppelten nach außen dichtenden Bereitschaftsposition von Muffe
und Stecker in Querebenen, in welchen sich auch die Stirnseiten des Dich
tungsträgers und der Verstellbuchse der Muffe einerseits. bzw. des Schließ
kolbens und des Steckergehäuses des Steckers andererseits erstrecken.
Die Kupplung dichtet damit hinsichtlich der Bereitschaftspositionen von
Muffe und Stecker nach außen ab. Es stehen folglich keine Teile des Ent
lastungsventils oder des Ventilstößels über diese Querebenen vor. Es han
delt sich um eine flach dichtende Kupplung.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung bildet der Sachverhalt,
dass Muffe und Stecker gezielt zum Zwecke der Druckentlastung aufeinan
der abgestimmt sind. Fehlkupplungen mit nicht zueinander gehörenden
Teilen werden dadurch ausgeschlossen.
Darüberhinaus ist es von Bedeutung, dass durch die Anordnung und Lage
einer Steckerdichtung zwischen dem Schließkolben und dem Stutzen des
Steckers sichergestellt ist, dass ein Kontakt zwischen dem Ventilstößel und
dem Sperrkörper des Entlastungsventils erst nach ca. dem halben Kupp
lungsweg zustande kommt. Erst wenn die Dichthülse der Muffe in diese
Steckerdichtung im Steckerstutzen eingetaucht ist, wird bei weiterem Zu
sammenfügen von Muffe und Stecker das Entlastungsventil in der Muffe ge
öffnet, so dass das Fluid aus der Muffe durch den Stecker zum Tank (Vor
ratsbehälter) strömen kann. Der Druck in der Muffe wird an den Druck im
Stecker angeglichen bzw. abgebaut. Anschließend kann der Stecker ohne
wesentlichen Kraftaufwand, das heißt im Prinzip druckunabhängig vollstän
dig in die Muffe eingeschoben werden, wobei durch den Steckerstutzen und
die Verstellbuchse die Dichthülse von der Muffendichtung umfangsseitig des
Dichtungsträgers abgehoben wird und das Fluid durch die Kupplung strömen
kann.
Beim Entkuppeln ist dafür Sorge getragen, dass zunächst wiederum die
Dichthülse auf die Muffendichtung am Dichtungsträger gelangt und hierdurch
der Strömungsweg für das Fluid unterbrochen wird. Bevor dann in einer
weiteren Entkupplungsphase die Dichthülse die Steckerdichtung im Stecker
stutzen verlässt, wird auch das Entlastungsventil geschlossen. Es kann kein
Fluid aus Muffe und Stecker ins Freie treten. Gleichzeitig wird auch der
Stecker geschlossen.
Wenn gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 die Querebene mit
den Stirnseiten des Sperrkörpers, des Dichtungsträgers und der Verstell
buchse gegenüber einer Querebene mit den Stirnseiten des Muffengehäu
ses und einer das Muffengehäuse umgebenden Arretierhülse zum Leitungs
anschluss der Muffe hin versetzt ist, wird durch das Muffengehäuse gewis
sermaßen eine Zentrierung für den Steckerstutzen gebildet, der beim Kup
peln ein leichtes verkantungsfreies Zusammenführen von Muffe und Stecker
erlaubt.
Die Lage des Schließkolbens in der nach außen dichtenden Bereitschafts
position wird nach Patentanspruch 3 durch einen umfangsseitigen Anschlag
kragen am inneren Ende des Schließkolbens bewirkt, der mit einem Absatz
im Steckergehäuse zusammenwirkt. Hierbei ist der buchsenartig gestaltete
Schließkolben an dem inneren Ende durch eine konische Schrägfläche
strömungstechnisch gestaltet. Die Lage des Anschlagkragens am Absatz
wird durch eine Schraubendruckfeder bestimmt, die in den Schließkolben
fasst und sich mindestens mittelbar am Steckergehäuse abstützt.
Entsprechend Patentanspruch 4 ist dem Schließkolben eine innere Füh
rungshülse zugeordnet. Die Zuordnung kann direkt oder indirekt erfolgen. Mit
dieser Führungshülse fasst der Schließkolben in die Zentrierbuchse des
Steckers. Hierdurch kann der Schließkolben einwandfrei axial in beide Rich
tungen verlagert werden. Die Führungshülse ist an dem der ebenen Stirn
seite des Schließkolbens abgewandten Ende mit einem nach innen ragen
den Anschlagkragen versehen, der mit einem Absatz am Ventilstößel zu
sammenwirkt. Dieser Anschlagkragen dient im Zusammenwirken mit der auf
den Schließkolben lastenden Schraubendruckfeder dazu, dass die Lage des
Ventilstößels in der Bereitschaftsposition unabhängig von dem im Stecker
herrschenden Druck aufrechterhalten bleibt.
Statt des Anschlagkragens und eines Absatzes am Ventilstößel ist es gemäß
Patentanspruch 5 aber auch denkbar, dass der Ventilstößel in Richtung auf
seine freie Stirnseite federbelastet ist. Hierdurch wird ebenfalls die Lage des
Ventilstößels in der Bereitschaftsposition sichergestellt.
Der Anschlagkragen am inneren Ende der Zentrierbuchse entsprechend den
Merkmalen des Patentanspruchs 6 gewährleistet zusammen mit einem Ab
satz am Ventilstößel eine Endposition des Ventilstößels, und zwar die in der
Zwischenkuppelstellung und in der gekuppelten Stellung.
Entsprechend Patentanspruch 7 ist der Ventilstößel an dem seiner Stirnseite
abgewandten Ende mit einem in der Bereitschaftsposition an der Zentrier
buchse zur Anlage gelangenden Anschlag versehen. Diese Position wird
entweder durch die auf den Schließkolben wirkende Druckfeder in Verbin
dung mit dem Anschlagkragen an der Führungshülse des Schließkolbens
sowie dem entsprechend zugeordneten Absatz am Ventilstößel oder durch
die Federbelastung des Ventilstößels in Richtung auf seine freie Stirnseite
sichergestellt. Eine solche Feder kann beispielsweise auf die innere Stirnflä
che des Ventilstößels drücken.
Der Anschlag kann zum Beispiel durch einen Sprengring gebildet sein, der am inne
ren Ende des Ventilstößels in eine Nut eingesetzt ist. Er wirkt dann mit der
inneren Stirnseite der Zentrierbuchse zusammen.
Obwohl es denkbar ist, dass die Zentrierbuchse einen einstückigen Be
standteil des Steckers bildet, ist es nach Patentanspruch 8 vorteilhafter,
wenn die Zentrierbuchse einen lösbaren Bestandteil eines mit dem Stecker
gehäuse zusammenfügbaren Steckeradapters bildet. Die Fertigung des
Steckers wird hierdurch vereinfacht.
Steckeradapter und Steckergehäuse werden vorzugsweise unter Eingliede
rung einer Dichtung miteinander verschraubt.
Der Sperrkörper des Entlastungsventils kann nach Patentanspruch 9 durch
einen zylindrischen Stufenbolzen gebildet sein, der mit einem seiner Stirn
seite benachbarten zapfenartigen Längenabschnitt eine Dichtung durchsetzt,
welche durch einen mit einem Schaft des Dichtungsträgers lösbar verbunde
nen Trägerkopf für die Muffendichtung lagefixiert ist. Der Trägerkopf trägt
außen die mit der Dichthülse zusammenwirkende Muffendichtung. Er besitzt
ein Innengewinde, mit dem er auf ein Außengewinde des Schafts geschraubt
ist. Im Schaft befindet sich ein Längskanal, der über mindestens einen Quer
kanal mit dem langgestreckten Fluidraum in der Muffe verbunden ist. Der
Längskanal im Schaft nimmt auch eine Druckfeder auf, welche sich einer
seits am Boden des Längskanals und andererseits an einem Absatz des
Stufenbolzens abstützt. Die zwischen dem Trägerkopf und dem Schaft ein
gespannte Dichtung dient zugleich auch der Anlage eines Dichtkonusses
des Stufenbolzens, wodurch das Entlastungsventil verschlossen wird.
Eine andere Ausführungsform wird in den Merkmalen des Patentanspruchs
10 erblickt. Danach ist der Sperrkörper als Zylinderbolzen gestaltet und
durch eine Feder mit einem Dichtkonus gegen eine innere Dichtkante in
einer Flanschhülse gedrückt, welche stirnseitig in einen Dichtkopf des Dich
tungsträgers dicht eingesetzt ist. Der Sperrkörper kann sowohl aus Kunststoff
als auch aus Metall bestehen. Somit kann die vom jeweiligen Einsatzfall
abhängige gewünschte Dichtwirkung durch eine geeignete Materialpaarung
optimiert werden. Der Sperrkörper ist nur in der Flanschhülse geführt. Die
Fertigung wird wesentlich vereinfacht. Außerdem brauchen dann an den
Schaft des Dichtungsträgers keine größeren Fertigungsgenauigkeiten ge
stellt zu werden. Der Stutzen der Flanschhülse trägt ein Außengewinde.
Über dieses Außengewinde wird er unter Eingliederung einer Dichtung in
den einen einstückigen Bestandteil des Dichtungsträgers bildenden Träger
kopf geschraubt. Der Flansch bildet mit seiner Stirnseite zugleich die Stirn
seite des Dichtungsträgers. Gleichzeitig ist hiermit eine Fertigungsvereinfa
chung verbunden, da auch bei größeren Typen die Größe des Sperrkörpers
sowie der Flanschhülse gleich bleiben kann. Es ist nur die äußere Kontur
des Dichtungsträgers anzupassen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längs
schnitt, eine Muffe für eine zwei Fluidleitungen verbindende
Kupplung;
Fig. 2 in schematischer Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längs
schnitt, einen Stecker für eine zwei Fluidleitungen verbindende
Kupplung;
Fig. 3 die Muffe und den Stecker der Fig. 1 und 2 in verkleinerter
Darstellung in der Bereitschaftsposition der Kupplung;
Fig. 4 die Kupplung der Fig. 1 bis 3 während einer Kupplungs
phase;
Fig. 5 die Kupplung der Fig. 1 bis 3 nach vollständigem Zusam
menfügen von Muffe und Stecker und
Fig. 6 in vergrößerter Darstellung im vertikalen Längsschnitt eine wei
tere Ausführungsform eines Dichtungsträgers für die Muffe der
Kupplung der Fig. 1 bis 5.
In der Fig. 1 ist eine Muffe 1 für eine nachfolgend anhand der Fig. 3
bis 5 noch näher erläuterte Kupplung 2 zum Verbinden von nur schematisch
veranschaulichten Fluidleitungen FL, FL1 gezeigt. Die Muffe 1 weist ein
mehrteiliges Muffengehäuse 3 auf, das aus einem Anschlussteil 4 zum Ver
binden mit der durch den Pfeil FL gekennzeichneten Fluidleitung, einer mit
dem Anschlussteil 4 verschraubten Muffenhülse 5 und einer inneren Muffen
buchse 6 besteht.
Im Innern der einen sich längs erstreckenden Fluidraum 7 aufweisenden
Muffe 1 ist ein Dichtungsträger 8 angeordnet. Dieser Dichtungsträger 8 setzt
sich aus einem Schaft 9 und einem mit dem Schaft 9 verschraubten Träger
kopf 10 zusammen. Der Trägerkopf 10 ist über ein Innengewinde mit einem
Außengewinde des Schafts 9 unter Eingliederung einer inneren Dichtung 11
verschraubt. Im Schaft 9 erstreckt sich ein Längskanal 12, der über einen
Querkanal 13 mit dem Fluidraum 7 verbunden ist. Der Längskanal 12 dient
der Führung eines als Stufenbolzen ausgebildeten Sperrkörpers 14. Dieser
Sperrkörper 14 besitzt zwei im Durchmesser verringerte zapfenartige Län
genabschnitte 15, 16. Der nach innen gerichtete Längenabschnitt 15 wird
von einer Feder 17 in Form einer Schraubendruckfeder umgriffen. Die Feder
17 stützt sich andererseits am Boden 18 des Längskanals 12 ab. Der gege
nüberliegende äußere Längenabschnitt 16 fasst in eine Bohrung 20 im Trä
gerkopf 10. Zwischen dem mittleren Führungsabschnitt 19 und dem äußeren
Längenabschnitt 16 erstreckt sich ein Dichtkonus 21, der unter dem Einfluss
der Feder 17 gegen die Dichtung 11 gedrückt wird. Dichtkonus 21 und
Dichtung 11 bilden im Zusammenwirken ein nachfolgend noch näher erläu
tertes Entlastungsventil.
Der Trägerkopf 10 haltert in einer umfangsseitigen Ringnut 22 eine Muffen
dichtung 23. Mit dieser Muffendichtung 23 wirkt eine Dichthülse 24 zusam
men, die in der Muffenbuchse 6 geführt ist. Die Dichthülse 24 wird durch
eine Feder 25 in Form einer Schraubendruckfeder gegen die Muffendichtung
23 gepresst. Die Feder 25 stützt sich einerseits an einem Radialkragen 26
der Dichthülse 24 und andererseits an der Muffenbuchse 6 ab. In der Muf
fenbuchse 6 ist eine Dichtung 27 gelagert, die außenseitig der Dichthülse 24
zur Anlage gelangt. Eine weitere Dichtung 28 befindet sich am inneren
Stirnende der Muffenbuchse 6.
Der Außendurchmesser der Dichthülse 24 am dichtungsseitigen Ende ent
spricht etwa dem Außendurchmesser des Trägerkopfs 10.
Umfangsseitig der Dichthülse 24 ist eine Verstellbuchse 29 in der Muffen
hülse 5 geführt. Die Verstellbuchse 29 weist am dichtungsseitigen Ende
einen nach innen gerichteten Flansch 30 auf, der mit nur geringem Spiel
umfangsseitig des Trägerkopfs 10 endet. Eine Feder 31 in Form einer
Schraubendruckfeder ist zwischen der Verstellbuchse 29 und einem inneren
Anschlag der Muffenbuchse 6 angeordnet. Diese Feder 31 drückt einen
umfangsseitigen Anschlagkragen 32 der Verstellbuchse 29 an einen An
schlag 33 der Muffenhülse 5.
Umfangsseitig der Muffenhülse 5 ist eine außenseitig aufgerauhte Arretier
hülse 34 vorgesehen. Zwischen einem inneren Anschlag 35 der Arretier
hülse 34 und einem Anschlag 36 der Muffenhülse 5 erstreckt sich eine Feder
37 in Form einer Schraubendruckfeder.
In Querbohrungen 38 der Muffenhülse 5 liegen umfangsseitig verteilt Kugeln
39. Diese fassen in eine innere Ausnehmung 40 der Arretierhülse 34. Um
fangsseitig der Muffenhülse 5 liegt ein Sprengring 41 am dichtungsseitigen
Ende, der in eine gestufte innere Ringnut 42 der Arretierhülse 34 fasst, um
diese in der Bereitschaftsstellung der Muffe zu halten.
Die Fig. 1 lässt ferner erkennen, dass die Stirnseite 43 des Sperrkörpers
14, die Stirnseite 44 des Dichtungsträgers 8 und die Stirnseite 45 der Ver
stellbuchse 29 in ein und derselben Querebene QE liegen. Diese Querebene
QE ist gegenüber einer Querebene QE1 in Richtung zur Fluidleitung FL ver
setzt, in welcher sich die Stirnseite 46 der Muffenhülse 5 und die Stirnseite
47 der Arretierhülse 34 erstrecken.
Der in der Fig. 2 veranschaulichte Stecker 48 der Kupplung 2 setzt sich aus
einem Steckergehäuse 49 mit einem Steckerstutzen 50 und einem Stecker
adapter 51 zusammen. Der Steckeradapter 51 ist unter Eingliederung einer
Dichtung 52 mit dem Steckergehäuse 49 verschraubt. Der Steckeradapter
51 dient der Verbindung mit einer lediglich durch einen Pfeil FL1
veranschaulichten Fluidleitung.
Im Steckerstutzen 50 ist ein hülsenartiger Schließkolben 53 geführt. Dieser
Schließkolben 53 besitzt einen umfangsseitigen Anschlagkragen 54, der an
einem inneren Absatz 55 im Steckerstutzen 50 zur Anlage kommt. Die An
lage wird durch eine Feder 56 in Form einer Schraubendruckfeder bewirkt,
die sich einerseits an einer dem Schließkörper 53 zugeordneten inneren
Führungshülse 57 und andererseits an einer Zentrierbuchse 58 abstützt, die
einen lösbaren Bestandteil des Steckers 48 bildet.
Im Steckerstutzen 50 ist zwischen der Stirnseite 59 und dem Absatz 55 eine
Steckerdichtung 60 angeordnet, die an der Außenseite des Schließkolbens
53 gleitfähig anliegt.
Im Inneren der Führungshülse 57 ist ein Ventilstößel 61 angeordnet. Dieser
Ventilstößel 61 durchsetzt mit einem gegenüber seinem Führungsabschnitt
62 im Durchmesser kleineren Längenabschnitt 63 den Schließkolben 53 und
einen Haltering 64 sowie eine zwischen dem Haltering 64 und einem ein
wärts gerichteten Flansch 65 des Schließkolbens 53 angeordnete Dichtung
66. Am inneren Ende besitzt die Führungshülse 57 einen radial einwärts ge
richteten Anschlagkragen 67, der mit einem Absatz 68 am Ventilstößel 61
zusammenwirkt. Das innere Ende des Ventilstößels 61 besitzt einen An
schlag 69 in Form eines Sprengrings, der in eine Nute des Ventilstößels 61
eingebettet ist. Dieser Anschlag 69 kommt am inneren Ende 70 der Zentrier
buchse 58 zur Anlage. Dieses innere Ende 70 der Zentrierbuchse 58 besitzt
ferner einen radial einwärts gerichteten Anschlagkragen 71, der mit einem
weiteren Absatz 72 am Ventilstößel 61 zusammenwirkt.
In der in der Fig. 2 dargestellten Bereitschaftsposition - entkuppelt dich
tend - des Steckers 48 erstrecken sich die Stirnseite 73 des Ventilstößels 61,
die Stirnseite 74 des Schließkolbens 53 und die Stirnseite 59 des Stecker
stutzens 50 in ein und derselben Querebene QE2.
Zum Verbinden der beiden Fluidleitungen FL und FL1 werden die Muffe 1
und der Stecker 48 gemäß Fig. 3 so einander genähert, dass ihre Längs
achsen 75, 76 im wesentlichen axial übereinstimmen. Dadurch, dass die
Querebene QE zu der Querebene QE1 in Richtung zur Fluidleitung FL ver
setzt ist, wird durch den Innenquerschnitt der Muffenhülse 5 eine Zentrierung
geschaffen, welche es erlaubt, den Steckerstutzen 50 genau an die Verstell
buchse 29 heranzuführen (siehe auch Pfeil PF).
Werden dann nach dem Kontakt von Steckerstutzen 50 und Verstellbuchse
29 Muffe 1 und Stecker 48 weiter zusammen geschoben, so drückt gemäß
Fig. 4 der Steckerstutzen 50 die Verstellbuchse 29 gegen die Rückstellkraft
der Feder 31 in Richtung auf die Fluidleitung FL. Bei dieser Einwärtsverlage
rung der Verstellbuchse 29 gleiten die Kugeln 39 umfangsseitig der Verstell
buchse 29 sowie auf der Außenseite des Steckerstutzens 50. Die Dichthülse
24 der Muffe 1 fasst in den Steckerstutzen 50 und gelangt in den Bereich der
Steckerdichtung 60, wobei der Dichtungsträger 8 der Muffe 1 zwischenzeit
lich den Schließkolben 53 gegen die Rückstellkraft der Feder 56 in das
Steckergehäuse 49 verlagert hat. Während dieser Verlagerung bleiben die
Positionen des Sperrkörpers 14 des Entlastungsventils in der Muffe 1
und des Ventilstößels 61 relativ zum Schließkolben 53 unverändert. Allerdings
verlagert sich der Ventilstößel 61 in Richtung zur Fluidleitung FL1, bis
der Absatz 72 des Ventilstößels 61 am radial einwärts gerichteten Anschlag
kragen 71 der Zentrierbuchse 58 zur Anlage gelangt. In dieser Situation,
dargestellt in Fig. 4, befindet sich dann die Dichthülse 24 innerhalb der
Steckerdichtung 60 im Steckerstutzen 50.
Bei anschließender Weiterverlagerung des Steckerstutzens 50 in die Muffe 1
hinein wird durch die Anlage des Absatzes 72 des Ventilstößels 61 am An
schlagkragen 71 der Zentrierbuchse 58 der Dichtkonus 21 des Sperrkörpers
14 des Entlastungsventils von der Dichtung 11 abgehoben, so dass
nun Fluid aus dem Fluidraum 7 der Muffe 1 durch den Querkanal 13 den
Längskanal 12 im Schaft 9 des Dichtungsträgers 8 und zwischen den Stirn
seiten 74, 44 des Schließkolbens 53 und des Trägerkopfs 10 entlang des
Schließkolbens 53 in den Fluidraum 77 des Steckers 48 fließen kann. Zwi
schen dem Fluidraum 7 der Muffe 1 und dem Fluidraum 77 des Steckers 48
findet ein Druckausgleich statt. Wenn der Stecker 48 freien Ablauf über die
FLuidleitung FL1 zum nicht näher veranschaulichten Tank hat, ergibt sich ein
geringer Restdruck, der es erlaubt, die Kupplung ohne einen relevanten
Kraftaufwand zu schließen.
Der restliche Verlagerungsweg des Steckers 48 relativ zur Muffe 1 kann
dann weitgehend druckunabhängig erfolgen, und zwar bis der einwärts ge
richtete Flansch 30 der Verstellbuchse 29 an dem Radialkragen 26 der
Dichthülse 24 zur Anlage gelangt, diese bei weiterer Verlagerung dann von
der Muffendichtung 23 umfangsseitig des Trägerkopfs 10 abhebt, bis gemäß
Fig. 5 die Kuppelendstellung erreicht ist. Es ist zu sehen, dass dann die
Fluidleitungen FL und FL1 über die sich längs erstreckenden Fluidräume 77,
7 im Stecker 48 und in der Muffe 1 einwandfrei strömungstechnisch verbun
den sind.
Man sieht ferner aus den Zeichnungen, dass die verschiedenen Bereiche
der verlagerbaren und nicht verlagerbaren Teile im Stecker 48 und in der
Muffe 1 zu den Fluidräumen 77 und 7 hin abgeschrägt sind, um eine mög
lichst laminare Strömung des Fluids zu ermöglichen.
In der Kuppelstellung gemäß Fig. 5 sind die Kugeln 39 in eine umfangssei
tige Ausnehmung 78 des Steckerstutzens 50 eingefallen. Ihre Lage wird
durch den inneren Anschlag 35 an der Arretierhülse 34 fixiert. Die Dichtung
41 endseitig der Muffenhülse 5 liegt dann in dem im Durchmesser kleineren
Längenabschnitt der Ringnute 42.
Beim Entkuppeln von Muffe 1 und Stecker 48 der Kupplung 2 gemäß Fig. 5
wird zunächst die Arretierhülse 34 so gegen die Rückstellkraft der Feder 37
in Richtung zur Fluidleitung FL verlagert, dass anschließend die Kugeln 39
im Bereich der Ausnehmung 40 der Arretierhülse 34 liegen. Sie ist nunmehr
frei beweglich, so dass jetzt der Stecker 48 aus der Muffe 1 gezogen werden
kann.
Bei dieser Bewegung folgt dem Stecker 48 die Verstellbuchse 29 zusammen
mit der Dichthülse 24 unter dem Einfluss der Rückstellkraft der Federn 31,
25, bis dass die Dichthülse 24 an der Muffendichtung 23 umfangsseitig des
Trägerkopfs 10 des Dichtungsträgers 8 zur dichtenden Anlage gelangt. Der
Strömungsweg des Fluids zwischen den Fluidräumen 7, 77 der Muffe 1 und
des Steckers 48 ist unterbrochen. Die Dichthülse 24 liegt aber immer noch
gemäß Fig. 4 in der Steckerdichtung 60 im Steckerstutzen 50.
Bei weiterer Verlagerung des Steckers 48 in Richtung zur Fluidleitung FL1
kann sich dann auch die auf den Schließkolben 53 wirkende Feder 56 ent
lasten. Hierbei nimmt der innere Anschlagkragen 67 an der Führungshülse
57 des Schließkolbens 53 durch Kontakt mit dem Anschlag 68 am Ventil
stößel 61 diesen mit. Die auf den Sperrkörper 14 wirkende Feder 17 drückt
den Dichtkonus 21 des Sperrkörpers 14 auf die Dichtung 11, so dass bei
dieser weiteren Verlagerung dann auch der Druckentlastungsweg zwischen
dem Fluidraum 7 in der Muffe 1 über das Entlastungsventil zum
Fluidraum 77 im Stecker 48 unterbrochen wird.
Bei weiterem Auseinanderziehen von Muffe 1 und Stecker 48 gelangt der
Schließkolben 53 in den Bereich der Steckerdichtung 60 im Steckerstutzen
50, wodurch der Fluidraum 77 wieder nach außen abgedichtet ist. Verlässt
anschließend der Steckerstutzen 50 das Muffengehäuse 3, haben die Fe
dern 56, 31 den Schließkolben 53, damit auch den Ventilstößel 61 und die
Verstellbuchse 29 in die Position gemäß Fig. 3 verlagert, so dass dann
wieder die Stirnseite 43 des Sperrkörpers 14, die Stirnseite 44 des Dich
tungsträgers 8 und die Stirnseite 45 der Verstellbuchse 29 in der Querebene
QE und die Stirnseite 73 des Ventilstößels 61, die Stirnseite 74 des Schließ
kolbens 53 und die Stirnseite 59 des Steckerstutzens 50 in der Querebene
QE2 liegen.
Es konnte kein Fluid ins Freie austreten.
Vorstehende Teile sind im Kupplungsbereich nicht vorhanden.
Die Darstellung gemäß Fig. 6 veranschaulicht einen Dichtungsträger 8a mit
einem Entlastungsventil gemäß einer weiteren Ausführungsform in
zwei Positionen.
Das Entlastungsventil umfasst einen Sperrkörper 14a in Form
eines gestuften Zylinderbolzens mit Dichtungskonus 21a und Dichtungs
kante 11a. Der Dichtungskonus 21a zwischen einem Führungsabschnitt 87
und einem im Durchmesser kleineren Längenabschnitt 88 kommt im
Schließzustand an einer Dichtkante 11a in einer Stufenbohrung 79 einer
Flanschhülse 80 zur dichtenden Anlage. Auf den Sperrkörper 14a lastet eine
Feder 17a in Form einer Schraubendruckfeder, die in einem Längskanal 12a
des Schafts 9a des mit dem Trägerkopf 10a einstückig verbundenen Dich
tungsträgers 8a angeordnet ist. Sie stützt sich am Boden 18a des Längs
kanals 12a ab. Der Trägerkopf 10a trägt umfangsseitig eine Muffendichtung
23, welche - wie vorstehend anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert - mit der
Dichthülse 24 zusammenwirkt.
Die Stirnseite 43a des Sperrkörpers 14a und die Stirnseite 44a der Flansch
hülse 80 bzw. des Dichtungsträgers 8a liegen in derselben Querebene QE
wie die Stirnseite 45 der Verstellbuchse 29 gemäß der Darstellung der Fig.
1.
Die Flanschhülse 80 umfasst einen Flansch 81, dessen Stirnseite 44a die
Stirnseite des Dichtungsträgers 8a bildet. Mit einem Stutzen 82 ist die
Flanschhülse 80 in eine Gewindebohrung 89 des Trägerkopfs 10a ge
schraubt. Eine Dichtung 83 am Übergang vom Flansch 81 auf den Stutzen
82 dichtet den Längskanal 12a nach außen ab. Ein Querkanal 13a zwischen
dem Längskanal 12a und dem umfangsseitig des Dichtungsträgers 8a aus
gebildeten Fluidraum 7 in der Muffe 1 ist im Übergangsbereich von der Ge
windebohrung 89 im Trägerkopf 10a auf den Längskanal 12a im Dichtungs
träger 8a vorgesehen.
Die Funktion des Entlastungsventils gemäß Fig. 6 entspricht an
sonsten im Zusammenwirken mit dem Ventilstößel 61 dem Entlastungsventil
der Fig. 1 bis 5.
Letztlich ist in der Fig. 2 noch eine Ausführungsform angedeutet, bei wel
cher der Ventilstößel 61 in Richtung auf seine freie Stirnseite 73 durch eine
Feder 84 belastet ist, die sich einmal an der inneren Stirnseite 85 des Ventil
stößels 61 und zum anderen an einem Widerlager 86 in der Steckermuffe 51
abstützt.
1
Muffe von
2
2
Kupplung
3
Muffengehäuse
4
Anschlussteil von
3
5
Muffenhülse
6
Muffenbuchse
7
Fluidraum von
1
8
Dichtungsträger in
1
8
a Dichtungsträger in
1
9
Schaft von
8
9
a Schaft von
8
a
10
Trägerkopf von
8
10
a Trägerkopf von
8
a
11
Dichtung
11
a Dichtungskante
12
Längskanal in
9
12
a Längskanal in
9
a
13
Querkanal
13
a Querkanal
14
Sperrkörper in
12
14
a Sperrkörper in
12
a
15
Längenabschnitt von
14
16
Längenabschnitt von
14
17
Feder für
14
17
a Feder für
14
a
18
Boden von
12
18
a Boden von
12
a
19
mittlerer Führungsabschnitt von
14
20
Bohrung in
10
21
Dichtkonus an
14
21
a Dichtkonus an
14
a
22
Ringnut an
10
23
Muffendichtung in
22
24
Dichthülse
25
Feder
26
Radialkragen an
24
27
Dichtung stirnseitig von
6
28
Dichtung in
6
29
Verstellbuchse
30
Flansch an
29
31
Feder
32
Anschlagkragen an
29
33
Anschlag an
5
34
Arretierhülse
35
Anschlag an
34
36
Anschlag an
5
37
Feder
38
Querbohrung in
5
39
Kugel in
38
40
Ausnehmung in
34
41
Sprengring
42
Ringnut in
34
43
Stirnseite von
14
43
a Stirnseite von
14
a
44
Stirnseite von
8
44
a Stirnseite von
80
45
Stirnseite von
29
46
Stirnseite von
5
47
Stirnseite von
34
48
Stecker von
2
49
Steckergehäuse
50
Steckerstutzen
51
Steckeradapter
52
Dichtung
53
Schließkolben
54
Anschlagkragen an
53
55
Absatz in
50
56
Feder
57
Führungshülse
58
Zentrierbuchse
59
Stirnseite von
50
60
Steckerdichtung in
50
61
Ventilstößel
62
Führungsabschnitt von
61
63
Längenabschnitt von
61
64
Haltering
65
Flansch von
53
66
Dichtung
67
Anschlagkragen an
57
68
Absatz an
61
69
Anschlag an
61
70
Ende von
58
71
Anschlagkragen an
58
72
Absatz an
61
73
Stirnseite von
61
74
Stirnseite von
53
75
Längsachse von
1
76
Längsachse von
48
77
Fluidraum in
48
78
Ausnehmung in
50
79
Stufenbohrung in
80
80
Flanschhülse
81
Flansch von
80
82
Stutzen von
80
83
Dichtung
84
Feder, auf
61
einwirkend
85
innere Stirnseite von
61
86
Widerlager in
51
87
Führungsabschnitt von
14
a
88
Längenabschnitt von
14
a
89
Gewindebohrung in
10
a
FL Fluidleitung
FL1 Fluidleitung
PF Pfeil in
FL Fluidleitung
FL1 Fluidleitung
PF Pfeil in
Fig.
3
QE Querebene
QE1 Querebene
QE2 Querebene
QE1 Querebene
QE2 Querebene
Claims (10)
1. Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen (FL, FL1), welche eine
Muffe (1) und einen Stecker (48) mit sich jeweils längs erstreckenden
Fluidräumen (7, 77) umfasst,
bei der die Muffe (1) eine durch eine Verstellbuchse (29) gegen die Rückstellkraft von Federn (31, 25) relativ zum Muffengehäuse (3) und zu einem eine Muffendichtung (23) tragenden zentralen Dichtungsträger (8, 8a) verlagerbare Dichthülse (24) aufweist, in dem Dichtungsträger (8, 8a) ein Entlastungsventil mit einem gegen Federkraft (17, 17a) axial verlagerbaren Sperrkörper (14, 14a) vorgesehen ist, und die eben ausgebildeten Stirnseiten (43, 43a, 44, 44a, 45) des Sperrkörpers (14, 14a), des Dichtungsträgers (8, 8a) und der Verstellbuchse (29) sich in der entkuppelten, nach außen dichtenden Bereitschaftsposition in der selben Querebene (QE) erstrecken
bei welcher der auf die Verstellbuchse (29) einwirkende Stecker (48) einen gegen die Rückstellkraft einer Feder (56) axial verlagerbaren, eine Steckerdichtung (60) in dem Steckergehäuse (49) durchsetzenden und in eine Zentrierbuchse (58) greifenden Schließkolben (53) mit einem dem Außendurchmesser der Dichthülse (24) entsprechenden Außen durchmesser sowie einen den Schließkolben (53) und die Zentrierbuchse (58) in Längsrichtung durchsetzenden, am Schließkolben (53) und an der Zentrierbuchse (58) axial lageorientierbaren, am Schließkolben (53) dicht geführten Ventilstößel (61) aufweist,
wobei die eben ausgebildeten Stirnseiten (73, 74, 59) des Ventilstößels (61), des Schließkolbens (53) und des Steckergehäuses (49) sich in der entkuppelten Bereitschaftsposition in derselben Querebene (QE2) erstrecken.
bei der die Muffe (1) eine durch eine Verstellbuchse (29) gegen die Rückstellkraft von Federn (31, 25) relativ zum Muffengehäuse (3) und zu einem eine Muffendichtung (23) tragenden zentralen Dichtungsträger (8, 8a) verlagerbare Dichthülse (24) aufweist, in dem Dichtungsträger (8, 8a) ein Entlastungsventil mit einem gegen Federkraft (17, 17a) axial verlagerbaren Sperrkörper (14, 14a) vorgesehen ist, und die eben ausgebildeten Stirnseiten (43, 43a, 44, 44a, 45) des Sperrkörpers (14, 14a), des Dichtungsträgers (8, 8a) und der Verstellbuchse (29) sich in der entkuppelten, nach außen dichtenden Bereitschaftsposition in der selben Querebene (QE) erstrecken
bei welcher der auf die Verstellbuchse (29) einwirkende Stecker (48) einen gegen die Rückstellkraft einer Feder (56) axial verlagerbaren, eine Steckerdichtung (60) in dem Steckergehäuse (49) durchsetzenden und in eine Zentrierbuchse (58) greifenden Schließkolben (53) mit einem dem Außendurchmesser der Dichthülse (24) entsprechenden Außen durchmesser sowie einen den Schließkolben (53) und die Zentrierbuchse (58) in Längsrichtung durchsetzenden, am Schließkolben (53) und an der Zentrierbuchse (58) axial lageorientierbaren, am Schließkolben (53) dicht geführten Ventilstößel (61) aufweist,
wobei die eben ausgebildeten Stirnseiten (73, 74, 59) des Ventilstößels (61), des Schließkolbens (53) und des Steckergehäuses (49) sich in der entkuppelten Bereitschaftsposition in derselben Querebene (QE2) erstrecken.
2. Kupplung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Querebene (QE) mit
den Stirnseiten (43, 43a, 44, 44a, 45) des Sperrkörpers (14, 14a), des
Dichtungsträgers (8, 8a) und der Verstellbuchse (29) gegenüber einer
Querebene (QE1) mit den Stirnseiten (46, 47) des Muffengehäuses (5)
und einer das Muffengehäuse (5) umgebenden Arretierhülse (34) zum
Leitungsanschluss (FL) der Muffe (1) hin versetzt ist.
3. Kupplung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher der Schließkolben
(53) an dem seiner Stirnseite (74) abgewandten Ende einen mit einem
Absatz (55) im Steckergehäuse (49) zusammenwirkenden umfangsseiti
gen Anschlagkragen (54) aufweist.
4. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei welcher der
Schließkolben (53) mit einer inneren Führungshülse (57) in die Zentrier
buchse (58) fasst, wobei die Führungshülse (57) an dem der Stirnseite
(74) des Schließkolbens (53) abgewandten Ende mit einem nach innen
ragenden Anschlagkragen (67) versehen ist, der mit einem Absatz (68)
am Ventilstößel (61) zusammenwirkt.
5. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei welcher der
Ventilstößel (61) in Richtung auf seine freie Stirnseite (73) federbelastet
ist.
6. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, bei welcher die
Zentrierbuchse (58) an dem der Stirnseite (59) des Schließkolbens (53)
abgewandten Ende mit einem radial einwärts gerichteten Anschlag
kragen (71) versehen ist, der mit einem Absatz (72) am Ventilstößel (61)
zusammenwirkt.
7. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, bei welcher der
Ventilstößel (61) an dem seiner Stirnseite (73) abgewandten Ende mit
einem in der Bereitschaftsposition an der Zentrierbuchse (58) zur Anlage
gelangenden Anschlag (69) versehen ist.
8. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, bei welcher die
Zentrierbuchse (58) einen lösbaren Bestandteil eines mit dem Steckerge
häuse (49) zusammen fügbaren Steckeradapters (51) bildet.
9. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, bei welcher der
Sperrkörper (14) des Entlastungsventils durch einen zylindri
schen Stufenbolzen gebildet ist, der mit einem seiner Stirnseite (43) be
nachbarten Längenabschnitt (16) eine Dichtung (11) durchsetzt, welche
durch einen mit einem Schaft (9) des Dichtungsträgers (8) lösbar ver
bundenen Trägerkopf (10) für die Muffendichtung (23) lagefixiert ist.
10. Kupplung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, bei welcher der
Sperrkörper (14a) als Zylinderbolzen gestaltet und durch eine Feder
(17a) mit einem Dichtkonus (21a) gegen eine innere Dichtkante (11a) in
einer Flanschhülse (80) gedrückt ist, welche stirnseitig in einen Träger
kopf (10a) des Dichtungsträgers (8a) dicht eingesetzt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001107907 DE10107907C1 (de) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001107907 DE10107907C1 (de) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen |
Publications (1)
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001107907 Expired - Fee Related DE10107907C1 (de) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | Kupplung zum Verbinden von zwei Fluidleitungen |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10107907C1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-02-20 DE DE2001107907 patent/DE10107907C1/de not_active Expired - Fee Related
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