-
Die
vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Kupplungen, die bei
Unterwasserbohrungen und -produktionsanwendungen verwendet werden. Im
einzelnen betrifft die Erfindung eine hydraulische Unterwasserkupplung,
die eine druckgespeiste Y-förmige Metalldichtung
hat, welche mit der Stirnseite des Einsteckelementes, der Bohrung
des Aufnahmeteils und einer Innenschulter in der Bohrung zusammenwirkt,
um eine Radialdichtung und eine Stirndichtung zwischen den Kupplungselementen
zu schaffen.
-
Hydraulische
Unterwasserbohrungen sind seit langem bekannt. Die Kupplungen bestehen
im allgemeinen aus einem Einsteckelement und einem Aufnahmeelement
mit Dichtungen, um die Verbindung zwischen dem Einsteckelement und
dem Aufnahmeelement abzudichten. Das Aufnahmeelement hat im allgemeinen
einen zylindrischen Körper
mit einer Bohrung mit relativ großem Durchmesser an dessen einem
Ende und einer Bohrung mit relativ kleinem Durchmesser an dessen
anderem Ende. Die kleine Bohrung erleichtert die Anschlüsse von
Hydraulikleitungen, während
die große
Bohrung die Dichtungen enthält
und den Einsteckteil der Kupplung aufnimmt. Das Einsteckelement
besteht aus einem Sondenabschnitt, der in die große Bohrung
des Aufnahmeelementes einsetzbar ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen
der Vorrichtung liegen die Dichtungen entweder am Ende oder der Stirnfläche des
Einsteckelementes an oder wirken mit dem Einsteckelement an dessen
Außenumfang zusammen.
Hydraulikfluid kann dann frei durch die Aufnahme- und Einsteckteile
der Kupplung fließen und
die Dichtungen verhindern, daß der
Strom an den Verbindungen der Kupplung entweichen kann.
-
In
dem Aufnahmeelement und auch in dem Einsteckelement kann ein Absperrventil
installiert sein. Jedes Absperrventil wird geöffnet, wenn die Kupplung erfolgt
ist; jedes Absperrventil schließt
jedoch, wenn die Kupplung getrennt ist, um zu verhindern, daß Fluid
aus dem System, dessen Teil die Kupplung ist, austritt.
-
In
den
US-PS 4694859 und
US-PS 5762106 von Robert
E. Smith III ist eine hydraulische Unterwasserkupplung und eine
radiale Metalldichtung offenbart. Eine wiederverwendbare Metalldichtung steht
mit dem Umfang der Sonde in Eingriff, wenn diese in dem Aufnahmeelementkörper eingesetzt
ist. Die Dichtung wird durch einen zylindrischen Körper oder
einen Halter an Ort und Stelle gehalten. Wenn die Einsteck- und
Aufnahmeteile der Kupplung unter Druck getrennt werden, verhindert
der Halter, daß die Metalldichtung
durch die Bohrung des Aufnahmeelementes nach außen geblasen wird.
-
Die
US-PS 4637470 von Gary G.
Weathers offenbart eine hydraulische Unterwasserkupplung mit einem
federnden Metalldichtring, der zwei Lippen hat, die nach innen gewandt
sind, und eine allgemeine V-Form bilden. Um die Stirnfläche des
Einsteckelementes in Dichteingriff mit dem Dichtring zu halten, werden
Belleville-Beilagscheiben verwendet. Zusätzlich besteht die Tendenz,
daß der
Fluiddruck in der Bohrung des Aufnahmeelementes die Lippen des Dichtungsringes
expandiert, um eine dichte Dichtung zwischen der Stirnfläche des
Einsteckelementes und der Schulter in der Bohrung des Aufnahmeelementes aufrechtzuerhalten.
-
Die
US-PS 5015016 von Robert
E. Smith III, offenbart eine hydraulische Unterwasserkupplung, die
eine interne mit Druck beaufschlagte V-Dichtung hat, welche mit
der Führungsstirnfläche des
Einsteckelementes und einer Hülse,
die in die Bohrung des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, zusammenwirkt.
Die V-Dichtung ist vorgespannt, um eine Leckage bei niedrigen Drucken
zu verhindern. Wenn das System mit Druck belastet wird, zwängt das
Hülsenelement
in Richtung auf das Einsteckelement, um die V-Dichtung mit dem Einsteckelement
in Eingriff zu halten. Der Druck bewirkt, daß die V-Dichtung sich in Längsrichtung
gegen die Führungsstirnfläche des Einstiegelementes
und die Innenschulter des Hülsenelementes
ausdehnt.
-
Die
US-PS 5355909 von Robert
E. Smith III offenbart eine hydraulische Unterwasserkupplung mit
einem Paar hohler Metalldichtungen, die mit Druck beaufschlagt sind,
um zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen der Kupplung abzudichten. Eine
der hohlen Metalldichtungen ist so ausgebildet, daß sie sich
radial ausdehnt, während
die zweite hohle Metalldichtung in der Achsenlängsrichtung der Kupplung zusammenpreßbar ist.
Diese Dichtungen schaffen eine fluiddichte Dichtanordnung bei unter Drucksetzung
der Kupplung, ohne daß eine
Notwendigkeit für
externe Vorspanneinrichtungen besteht.
-
Die
US-PS 5979499 von Robert
E. Smith III offenbart eine hydraulische Unterwasserkupplung mit
einer ringförmigen
Metalldichtung, die zwischen dem Körper des Aufnahmeelementes
und einem hülsenförmigen Dichtungshalter
an Ort und Stelle gehalten wird. Die ringförmige Metalldichtung hat einen Lippen-
oder Schenkelabschnitt, der zwischen dem Körper des Aufnahmeelementes
und dem Dichtungshalter an Ort und Stelle geklemmt ist. Der hohle
Teil der Dichtung erstreckt sich von dem Lippenteil der Dichtung
radial nach innen und ist ausdehnbar, um gegenüber dem Körper des Einsteckelementes
eine fluiddichte Dichtung zu erzeugen. Der hohle Teil der Dichtung
ist vorzugsweise im Querschnitt zylindrisch.
-
Die
US-PS 4884584 von Robert
E. Smith III offenbart eine intern vorgespannte hydraulische Kupplung
mit Metall/Metall-Dichtung, die ein Dichtelement hat, das in Längsrichtung
innerhalb der Bohrung des Aufnahmekupplungselementes zwischen einer
ersten expandierten Position und einer zweiten, komprimierten Position
schwimmen oder gleiten kann. Das Dichtungselement ist durch einen
Vorspannmechanismus in seine erste, expandierte Position vorgespannt.
Eine Kraft, die aus dem Zusammenwirken von Einsteckelement und dem
Dichtungselement resultiert, hat die Tendenz, das Dichtungselement
in seine zweite, komprimierte Position zu zwängen, und dieser Kraft steht
der Vorspannmechanismus entgegen. Eine ringförmige Metallringdichtung kann
dazu verwendet werden, zwischen dem Außenumfang des Dichtungselementes
und der Bohrung des Aufnahmeelementes eine gleitende Fluiddichtung
zu schaffen.
-
Einige
Bauarten von hydraulischen Kupplungen mit flanschartigen Metall/Metall-Dichtungen
erfordern für
die Dichtung externe Vorspanneinrichtungen. Ein externer Vorspannmechanismus
wird üblicherweise
dazu verwendet, eine relative Längsbewegung
zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement und daraus
resultierend ein Außer-Eingriff-Gelangen
der Dichtungen zu verhindern. Ein Problem bei externen Vorspanneinrichtungen
ist, daß die
Einrichtungen den Fluiddruck überwinden müssen, der
die Elemente auseinanderzwängt.
Die externe Einrichtung muß nicht
nur partiell eine Dichtung mit Kraft speisen, sondern auch den Hydraulikdruck überwinden,
der die Elemente zum Trennen zwingt. Dies ist ein ernsthaftes Problem
insbesondere dann, wenn für
die Hydraulikleitungen ein hoher Druck gewünscht wird, und in einem derartigen
Fall kann der Hydraulikdruck die Vorspanneinrichtung überwinden
und die Dichtbeziehung kann verlorengehen.
-
Die
Dichtbeziehung kann bei Kupplungen gemäß dem Stand der Technik mit
flanschartigen Dichtungen, die keine externen Vorspanneinrichtungen
verwenden, ebenfalls verlorengehen. Dies Problem wird durch jede
relative Längsbewegung
der Kupplungselemente verursacht. Keine Längsbewegung zwischen den Elementen
kann toleriert werden, ohne daß die
Dichtbeziehung geopfert wird.
-
Während Flächendichtungen
bei hydraulischen Unterwasserkupplungen gewisse Nachteile haben,
erlauben Radialdichtungen im wesentlichen eine Trennung der Kupplungselemente.
Radialdichtungen können
jedoch Dichthaltevorrichtungen erfordern und Toleranzen oder Abmessungsunregelmäßigkeiten
können
die Effektivität
der Radialdichtungen vermindern.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulikkupplung zu schaffen,
bei der zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement eine
Dichtung vorgesehen ist, die auch nach wiederholtem Aus- und Einkuppeln
ihre Dichtwirkung nicht verliert.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Hydraulikkupplung gemäß Anspruch
1. Weitere erfindungsgemäße Merkmale
sind den Unteransprüchen
2 bis 11 zu entnehmen.
-
Die
vorliegende Erfindung beseitigt die vorstehend beschriebenen Probleme
und Nachteile, indem eine Kupplung mit einer druckgespeisten Y-förmigen Metalldichtung
geschaffen wird, die mit der führenden
Stirnfläche
des Einsteckelementes zusammenwirkt und auch eine verschiebbare
Radialdichtung schafft, die mit den teilweise getrennten Kupplungselementen
in Eingriff stehen bleibt. Die Dichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
erfordert keine externe Vorspanneinrichtung. Während des Verbindens der Kupplungselemente
tritt das Einsteckelement in die Bohrung des Aufnahmeelementes ein
und die Stirnfläche
des Einsteckelementes drückt
den Innenumfang der Dichtung zusammen, um zwischen der führenden
Stirnfläche
des Einsteckelementes und einer internen Schulter in der Aufnahmekammer
des Aufnahmeelementes eine flanschartige oder Flächen-Dichtung
zu schaffen. Infolge der Biegung und mit Druckbeaufschlagung der
inneren Umfangsfläche
der Dichtung kann das Einsteckelement teilweise aus dem vollständigen Eingriff
mit dem Aufnahmeelement getrennt werden, und dabei abgedichtet bleiben.
Wenn die Grenze dieser Biegung einmal erreicht ist und das Einsteckelement weiter
aus der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes herausbewegt wird,
gleitet die Metalldichtung mit dem Einsteckelement in der Bohrung
des Aufnahmeelementes nach oben. Wenn die Metalldichtung gleitet,
bleibt der Innenumfang der Dichtung mit der Stirnfläche des
Einsteckelementes im Eingriff und der Außenumfang der Metalldichtung
steht mit der Bohrung des Aufnahmeelementes im Eingriff. Wenn die Kupplungselemente
partiell getrennt werden, schafft die Metalldichtung zwischen dem
Einsteckelement und der Bohrung des Aufnahmeelementes eine radiale
fluiddichte Dichtung und bleibt mit den Einsteck- und Aufnahmekupplungselementen
im Eingriff. Der Außenumfang
der Metalldichtung wird vorzugsweise durch Druck gespeist, und,
falls gewünscht,
kann die Dichtung durch einen Preßsitz beim Einsetzen in die Aufnahmekammer
des Aufnahmeelementes vorgespannt sein. Durch Druckbeaufschlagung
und/oder Vorspannen des Außenumfanges
der Metalldichtung bleibt eine ausreichende Kraft, die diesen Teil
der Dichtung beaufschlagt, um die verschiebbare fluiddichte Radialmetalldichtung
selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn die Kupplungselemente teilweise
getrennt sind.
-
Die
folgenden Zeichnungen bilden einen Teil der vorliegenden Beschreibung
und dienen zur weiteren Demonstration gewisser Aspekte der vorliegenden
Erfindung. Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf eine oder mehrere
dieser Zeichnungen in Verbindung mit der detaillierten Beschreibung
der spezifischen Ausführungsformen
leichter zu verstehen sein.
-
In
den Figuren zeigt:
-
1 das
Einsteckelement und das Aufnahmeelement der Kupplung im Schnitt,
wenn die Kupplungselemente vollständig im Eingriff sind, gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 das
Einsteckelement und das Aufnahmeelement der Kupplung in einer Ansicht
im Schnitt, wenn das Einsteckelement teilweise aus der Aufnahmekammer
des Aufnahmeelementes entfernt ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
-
3 die
Metalldichtung gemäß der Ausführungsform
der 1 und 2 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
-
4 das
Einsteckelement und das Aufnahmeelement der Kupplung in einer Darstellung
im Schnitt, wenn die Kupplungselemente zusammengebaut sind, gemäß einer
zweiten, bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
-
5 das
Einsteckelement und das Aufnahmeelement der Kupplung gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einer Darstellung im Schnitt;
-
6 die
Metalldichtung gemäß der Ausführungsform
von 5 in vergrößerter Darstellung
im Schnitt;
-
7 die
Metalldichtung gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in vergrößerter Darstellung
im Schnitt, wobei das Einsteckelement vollständig in die Aufnahmekammer des
Aufnahmeelementes eingesetzt ist;
-
8 die
Dichtung gemäß 7 in
vergrößerter Darstellung
im Schnitt, wobei das Einsteckelement teilweise aus der Aufnahmekammer
des Aufnahmeelementes entfernt ist; und
-
9 die
Metalldichtung gemäß einer
fünften
bevorzugten Ausführungsform
in einer vergrößerten Darstellung
im Schnitt.
-
Hydraulische
Unterwasserkupplungen sind im allgemeinen an einander gegenüberliegenden Platten
eines Verteilers befestigt und werden durch Schraubbolzen oder hydraulische
Elemente, die an den Platten befestigt sind, zusammengehalten.
-
Die
Einsteck- und Aufnahmeelemente können
an den einander gegenüberliegenden
Platten unter Verwendung unterschiedlicher Mittel wie beispielsweise
Stellschrauben oder Gewinden 48 befestigt sein. Techniken
zum Befestigen von Elementen an solchen Platten sind dem Fachmann
allgemein bekannt. Typischerweise ist eine der Verteilerplatten an
einer Bohrlochbaugruppe befestigt, während die gegenüberliegende
Platte unter Wasser positionierbar und bewegbar ist. An der Einsteckverbindungsplatte
sind eine Anzahl von Einsteckkupplungselementen befestigt. Üblicherweise
sind an einer einzigen Verbindungsplatte zehn bis dreißig Verbindungselemente
befestigt. Die Aufnahmekupplungselemente sind an einer Aufnahmeverteiler-
oder Verbindungsplatte befestigt. Es sind Führungsmittel vorgesehen, um
die Einsteckverbindungsplatte und die Aufnahmeverbindungsplatte
zueinander auszurichten. Ungeachtet dessen, ob sie einzeln oder
mit an einander gegenüberliegenden
Verbindungsplatten befestigt sind, sind die Kupplungselemente Kräften unterworfen,
die die Tendenz haben, die Kupplungselemente zu trennen.
-
Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 1 hat bei
einer ersten bevorzugten Ausführungsform das
Einsteckelement 10 einen Gewindeansatz 16, mit
dem es an einer Verteilerplatte befestigt sein kann. An den Ansatz
schließt
sich ein Flansch 12 des Einsteckelementes an, an welchen
sich die zylindrische Sonde 17 anschließt, und die mit der Sondenstirnfläche 25 endet.
Die zylindrische Sonde 17 ist so ausgebildet, daß sie mit
dem Aufnahmeelement 20 wie im folgenden beschrieben, gleitend
zusammenwirkt. Das Einsteckelement oder die Sonde kann mehrere Durchmesseränderungen
haben, und wie in der 3 gezeigt, kann das Einsteckelement
an seiner äußeren Umfangsfläche die
schrägen
Schultern 26 und 27 haben. Der Körper des
Einsteckelementes ist ebenfalls mit einer mittleren Bohrung 21 versehen. Am
ersten Ende der Bohrung befindet sich ein Gewindeabschnitt 15 zum
Anschließen
von Hydraulikleitungen. Die Bohrung kann ent lang ihres Verlaufs durch
den Körper
des Einsteckelementes mehrere Durchmesseränderungen haben.
-
In
der Bohrung 21 des Einsteckelementes ist eine Ventilbaugruppe
verschiebbar aufgenommen. Die Ventilbaugruppe besteht aus einem
konischen Tellerventil 22, das in seiner normalerweise
geschlossenen Position gegenüber
dem Ventilsitz 23 abdichtet. Eine wendelförmige Ventilfeder 45 zwängt das
Tellerventil gegen den Ventilsitz in die geschlossene Position.
Die wendelförmige
Ventilfeder 45 ist innerhalb der mittleren Bohrung 21 angeordnet
und durch einen Ventilring 46 verankert, der durch einen Sprengring 47,
welcher in die Innenfläche
der mittleren Bohrung des Einsteckelementes eingreift, an Ort und
Stelle gehalten ist. Am höchsten
Punkt des Tellerventils 22 steht ein Ventilstößel 19 vor.
Wenn die Tellerventilstößel des
Einsteck- und des Aufnahmeelementes zusammenwirken, werden die Ventile zwangsweise
geöffnet,
um das Fließen
von Hydraulikfluid zwischen dem Einsteck- und dem Aufnahmekupplungselement
einzuleiten.
-
Das
Aufnahmeelement 20 besteht aus einem Körper, der eine mittlere Bohrung 39 hat,
die entlang ihres Verlaufs durch das Aufnahmeelement mehrere Durchmesseränderungen
hat. In einer bevorzugten Ausführungsform
hat das erste Ende der Bohrung einen Innengewindeabschnitt 32 zum
Anschließen
einer Hydraulikleitung. Eine Ventilbaugruppe in der Bohrung 39 des
Aufnahmeelementes hat ein Tellerventil 28, welches verschiebbar
in der Bohrung aufgenommen ist. Das Tellerventil 28 ist
konisch und wird durch eine Ventilfeder 41 in eine Sitzposition gegen
den Ventilsitz 33 gezwängt.
Wenn das Tellerventil am Ventilsitz anliegend in einer geschlossenen Position
ist, dichtet das Ventil den Hydraulikfluidfluß zwischen dem Einsteckelement
und dem Aufnahmeelement ab. Ein Federring 42 verankert
die Ventilfeder 41 und wird durch einen Sprengring 43 an
Ort und Stelle gehalten.
-
In
der in der 1 gezeigten, ersten bevorzugten
Ausführungsform
ist die Dichtung 50 ein Metallring mit einem Y-förmigen Querschnitt. In einer ersten
Position liegt die Metalldichtung mit ihrem Innenumfang an der Innenschulter 24 in
der Aufnahmeelementbohrung an. Dieser Teil der Aufnahmeelementbohrung
ist zylindrisch und so dimensioniert, daß das Einsteckelement verschiebbar
aufgenommen wird, und wird als Aufnahmekammer bezeichnet. Wie in
der 1 gezeigt, wird, wenn das Einsteckelement vollständig in
die Aufnahmekammer eingesetzt ist, und der Tellerventilstößel 19 des
Einsteckelementes mit dem Tellerventilstößel 44 des Aufnahmeelementes
zusammenwirkt, Hydraulikfluid zwischen den Kupplungselementen übertragen.
Der Hydraulikfluiddruck beaufschlagt den Hohlraum zwischen den einander
gegenüberliegenden
Lippen oder Schenkeln des Innenumfangs der Metalldichtung 50,
um zwischen der Stirnfläche 25 des
Einsteckelementes und der Schulterfläche 24 in der Aufnahmekammer
eine Stirnflächendichtung
zu schaffen. Wie weiter unten im Einzelnen beschrieben, wirkt der
Außenumfang
der Metalldichtung 50 auch mit der Wand der Aufnahmekammer 36 zusammen.
-
Bezugnehmend
auf die 2 ist die hydraulische Unterwasserkupplung
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem Einsteckelement 10 gezeigt, das teilweise
aus der Aufnahmekammer 36 des Aufnahmeelementes herausgezogen
ist. In der 2 ist die Dichtung in einer
zweiten Position gezeigt, die in Längsrichtung zur ersten Position
beabstandet ist. In der zweiten Position bleibt eine der Lippen
oder einer der Schenkel am Innenumfang der Metalldichtung 50 mit
dem Einsteckelement im Dichteingriff, während der gegenüberliegende
Schenkel außer
Eingriff mit der Schulter in der Aufnahmekammer ist. Der Außenumfang
der Dichtung bleibt im Eingriff mit der Wand der Aufnahmekammer.
-
Bevor
die in der 2 gezeigte zweite Position erreicht
wird, biegt sich der Innenumfang der Dichtung ausreichend, um eine
gewisse Relativbewegung des Einsteckelementes zum Aufnahmeelement
zu ermöglichen,
bevor einer der Schenkel am Dichtungsinnenumfang aus dem Eingriff
mit der Schulter in der Aufnahmekammer gelangt. Faktisch kann das
Einsteckelement partiell aus dem vollständigen Eingriff mit der Aufnahmekammer
in dem Aufnahmeelement getrennt werden und immer noch eine Dichtung
gegenüber
der Schulter infolge der Biegung und der Druckbeaufschlagung der
einander gegenüberliegenden
Lippen oder Schenkel am Innenumfang 52 der Dichtung aufrechterhalten.
Wenn die Grenze dieser Biegung einmal erreicht ist und das Einsteckelement
weiter aus der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes gelangt, gelangt
eine der Lippen oder einer der Schenkel der Dichtung aus dem Eingriff
mit der Schulterfläche
der Aufnahmekammer. Der Außendurchmesser
der Metalldichtung hält
die Dichtung gegenüber
der Aufnahmekammerwand des Aufnahmeelementes aufrecht, wenn die Dichtung
in Richtung auf die zweite Position verschoben wird. Wenn das Einsteckelement
teilweise aus der Aufnahmekammer herausgezogen wird, bleibt der
Innenumfang 52 der Dichtung mit der Stirnfläche 25 des
Einsteckelementes im Eingriff und der Außenumfang 53 der Dichtung
bleibt mit der Wand der Aufnahmekammer 36 im Eingriff,
wenn die Dichtung der Stirnfläche
des Einsteckelementes folgt, bis die Dichtung den Sprengring 37 erreicht,
der die Metalldichtung in der Aufnahmebohrung hält, wenn die Kupplungselemente
vollständig
getrennt werden.
-
Wie
in der 4 gezeigt, wird bei einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung anstatt des Haltesprengrings ein Dichtungshalter 30 verwendet,
um zu verhindern, daß die
Dichtung verlorengeht, wenn die Kupplungselemente getrennt werden.
Der Dichtungshalter ist bei 60 in das Aufnahmeelement eingeschraubt.
Das Aufnahmeelement hat einen Innenbohrungsabschnitt 59 zum
Einsetzen des Dichtungshalters 30, der an der Innenschulter 24 anliegt.
Der Außenumfang
der Metalldichtung 50 gleitet nach oben und dichtet gegenüber der
Wand 58 der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes so lange
ab, bis die Dichtung den Dichtungshalter 30 erreicht, wenn
das Einsteckelement partiell von dem Aufnahmeelement getrennt wird.
-
In
der 5 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Dichtungshalter 31 in
die Bohrung 59 des Aufnahmeelementes eingesetzt, und wird
durch einen Sprengring 37 an Ort und Stelle gehalten. Der
Dichtungshalter 31 begrenzt ebenfalls den Lauf der Metalldichtung 50,
wenn das Einsteckelement teilweise aus der Aufnahmekammer herausgezogen
wird. Um den Außenumfang
des Dichtungshalters 31 kann eine O-Ring-Dichtung 54 verwendet werden.
Zusätzlich
kann ein O-Ring 51 verwendet werden,
um um den Innenumfang des Dichtungshalters herum gegenüber der
Sondenwand abzudichten.
-
Es
wird nun auf die 6 Bezug genommen, die eine vergrößerte Schnittdarstellung
des Dichtungshalters 30 zeigt. Bei dieser Ausführungsform hat
der Dichtungshalter ein Paar schräger Schultern 61, 62 in
seiner mittleren Bohrung. Wie in der 6 gezeigt,
gleitet die Außenumfangsfläche der
Metalldichtung 50 in der Wand 58 der Aufnahmekammer nach
oben, bis sie den Dichtungshalter 30 erreicht. Wenn das
Einsteckelement teilweise aus der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes
herausgezogen ist, bleibt der Innenumfang der Dichtung 50 an der
Stirnfläche 25 des
Einsteckelementes anliegen.
-
In 7 ist
eine vierte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, und bei dieser Ausführungsform
liegt die Metalldichtung 70 an der Stirnfläche des
Einsteckelementes und an der Schulterfläche 24 der Aufnahmekammer
des Aufnahmeelementes an. Ein Sprengringhalter 79 verhindert,
daß die
Dichtung 70 aus der Aufnahmeelementbohrung herausgeblasen
wird, indem der Längsweg der
Dichtung 70 begrenzt wird, wenn das Einsteckelement aus
der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes herausgezogen wird. Bis
die Dichtung 70 den Haltesprengring 79 erreicht,
bleibt sie im Dichtungseingriff mit der Stirnfläche des Einsteckelementes und
der Wand 38 der Aufnahmekammer. Die Dichtung gemäß 7 wird
so mit Druck beaufschlagt, daß der
Hydraulikfluiddruck die Dichtung so vorspannt, daß sie mit
der Stirnfläche
des Einsteckelementes und der Wand 38 der Aufnahmekammer
im Eingriff bleibt. In der 8 ist eine
Metalldichtung 70 gezeigt, nachdem das Einsteckelement
sich von der Dichtung gelöst
hat. Die Stirnfläche 25 des
Einsteckelementes hält
die stirnseitige Dichtung mit der Dichtung 70 solange aufrecht,
bis sie den Haltesprengring 79 erreicht. In der 9 ist
eine Dichtung 70 mit einem Dichtungshalter 80 gezeigt,
der schräge
Schultern 61 und 62 hat. Bei dieser Ausführungsform
bleibt das Einsteckelement mit der Dichtung 70 solange
in Eingriff, bis die Dichtung den Halter 80 erreicht.
-
Wie
in der vorliegenden Erfindung gezeigt, schafft die vorliegende Erfindung
eine hydraulische Unterwasserkupplung mit einer Stirnflächendichtung, die
keine externe Vorspanneinrichtung erfordert. Das Einsteckelement
der Kupplung kann teilweise aus dem vollständigen Eingriff mit dem Aufnahmeelement
getrennt werden, und infolge von Biegung und Druckbeaufschlagung
des Innenumfangs der Dichtung die Dichtung aufrechterhalten. Wenn
einmal die Grenze dieser Biegung erreicht ist, gelangt der Innenumfang
der Dichtung außer
Eingriff mit der Schulter der Aufnahmeelementbohrung, und das Einsteckelement
kann weiter aus dem Aufnahmeelement herausgezogen werden, während der
Außenteil
der Dichtung eine druckgespeiste Dichtung gegenüber der Aufnahmeelementbohrung
aufrechterhält.
Die Metalldichtung gleitet in der Bohrung des Aufnahmeelementes
nach oben und die Dichtung wird zwischen den Einsteck- und Aufnahmekupplungselementen
aufrechterhalten. Der Außenumfang
der Dichtung kann einen etwas größeren Durchmesser als
die Aufnahmekammer oder Aufnahmeelementbohrung haben, was zu einer
Preßpassung
führt und eine
ausreichende Dichtungskraft ohne Anwenden von Fluiddruck verursacht.