DE10123459C1

DE10123459C1 - Kupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren

Info

Publication number: DE10123459C1
Application number: DE2001123459
Authority: DE
Inventors: Andreas Von Keitz
Original assignee: ARTA ARMATUREN- und TANKGERAETEBAU GmbH; ARTA ARMATUREN und TANKGERAETE
Current assignee: Keitz Andreas Von 65597 Huenfelden De
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2021-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren, umfassend zwei Kupplungshälften, die fluiddicht über einen Bajonettverschluss (3) miteinander verbindbar sind, wobei am kupplungsseitigen Ende der einen Kupplungshälfte ein Ventilsitz angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventildichter ein Verschlussventil bildet, wobei der Ventilteller von einem in einer Führung axial verschieblich gelagerten Ventilstößel geführt und von einer Feder gegen den Ventilsitz in Schließstellung vorgespannt ist, und wobei am kupplungsseitigen Ende der anderen Kupplungshälfte (2) ein in einer Gehäuseführung (24) axial innerhalb eines Verstellbereiches (25) verschieblicher, federvorgespannter Ventilsitz (21) angeordnet ist, der zusammen mit einem axial fixierten Ventilteller (22) ein weiteres Verschlussventil (23) bildet, wobei die beiden Ventilsitze in gekuppeltem Zustand miteinander wirkverbunden und infolge einer Drehbewegung des Bajonettverschlusses (3) wahlweise in Öffnungs- oder Schließstellung verlagerbar sind. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass im Innern der mit dem axial verschieblichen Ventilsitz (21) versehenen Kupplungshälfte ein Faltenbelag (26) angeordnet ist, der zur fluiddichten Abdeckung des Verstellbereiches (25) einerseits mit dem Ventilsitz (21) und andererseits mit der Gehäuseführung (24) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Verbindung von wahl weise Schläuchen oder Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kupplungen sind allgemein bekannt und in Benutzung, so dass es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Die wesentliche Funktion einer solchen, so genannten Trockenkupplung besteht darin, im gekuppelten Zu stand Schläuche oder Rohre fluiddicht gegen die Umgebung verbinden zu können und im entkoppelten Zustand zusätzlich zu gewährleisten, dass aus den beiden Kupplungshälften kein Fluid austritt. Verwendet werden diese Kupplungen in der laugen-, säure-, kraftstoff- und mineralölverarbeitenden Industrie zum, bezogen auf das Fördergut, verlustfreien An- und Abkuppeln von gefüllten und/oder unter Betriebsdruck stehenden Schläuchen und Rohren.

Bezüglich der genannten Anwendungsgebiete haben sich solche Kupplungen an sich bewährt, insbesondere sind sie für die ge nannten, unter hygienischen Gesichtspunkten relativ unkriti schen Fördergüter hinreichend gut reinigbar.

Nicht einsetzbar sind derartige Kupplungen aber beispielsweise auf dem Sektor der Pharma- und Lebensmittelindustrie, da dort insbesondere hygienische Vorschriften zu beachten sind, die aber aufgrund der geometrischen Komplexität des Innenraums der Kupplungen praktisch nicht eingehalten werden können, da sich vorallem am Dichtungsübergang des axial verschieblichen Ven tilsitzes zu dessen innerer Gehäuseführung sehr leicht Ablage rungen ansammeln, die unter hygienischen Gesichtspunkten in der Regel zu einer nicht akzeptablen Kontamination des Förder gutes führen.

Gemäß der DE 200 01 364 U1 gab es bereits Bestrebungen, diesem Problem Rechnung zu tragen, allerdings bei einer Trockenkupp lung, bei der im Innern zur Verstellung des Ventilstößels eine Stellkurve angeordnet ist, in der sich also naturgemäß beson ders leicht Ablagerungen ansammeln. Nach der dortigen Lösung wird vorgeschlagen, die Stellkurve mit einer Abdeckung (bei spielsweise mit einem Balg) zu versehen, was aber aufgrund der zwingend erforderlichen Verbindung zwischen der Stellkurve und dem Ventilstößel konstruktiv sehr aufwendig ist und somit für die Herstellung in größeren Stückzahlen eher nicht in Betracht kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Trocken kupplung der zuerst genannten Art den Strömungsraum derart zu gestalten, dass auch beim Einsatz hygienisch sensibler Förder güter die Sterilität der Kupplung ohne Demontage, nur durch Spülen mit einem Sterilmittel gewährleistbar ist (sogenannte SIP-Fähigkeit: Sterilization In Place).

Diese Aufgabe wird mit einer Kupplung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merk male gelöst.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, in Anlehnung an die kinematisch völlig abweichend konstruierte Kupplung nach der DE 200 01 364 U1 den hygienisch besonders kritischen Über gangsbereich zwischen dem axial verstellbaren Ventilsitz und dessen Führung im Gehäuse der Kupplungshälfte (der bei einer bekannten Ausführungsform lediglich mit einer keinesfalls ste ril wirkenden O-Ring-Dichtung versehen ist), mit einem aus ei nem elastischen Kunststoff oder dergleichen bestehenden Faltenbalg abzudecken, damit es dort nicht zu einer unerwünschten An sammlung von Fördergut kommt bzw. damit dieser Bereich ohne Probleme mit einem Sterilmittel ausspülbar ist.

Hinsichtlich der im Oberbegriff des Anspruchs 1 zuerst defi nierten Kupplungshälfte (Vaterteil) ist in diesem Zusammenhang vorteilhaft vorgesehen, den Ventilstößel in der Führung flä chenkontaktfrei, wahlweise im Linien- oder Punktkontakt, zu lagern, was noch genauer erläutert wird.

Die erfindungsgemäße Kupplung und deren vorteilhafte Weiter bildungen gemäß der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbei spiels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt die erste Kupplungshälfte (sogenanntes Vaterteil);

Fig. 2 im Schnitt die zweite Kupplungshälfte (sogenanntes Mutterteil)

Fig. 3 in Seitenansicht und teilweise geschnitten die Füh rung des Ventilstößels und

Fig. 4 in Draufsicht die Ventil-Führung gemäß Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsge mäßen Trockenkupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren. Diese umfasst zwei Kupplungshälften 1, 2, die fluiddicht über einen Bajonettverschluss 3 miteinander verbindbar sind, wobei am kupplungsseitigen Ende der einen Kupp lungshälfte 1 (siehe Fig. 1) ein Ventilsitz 11 angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller 12 ein Verschlussventil 13 bildet, wobei der Ventilteller 12 von einem in einer Führung 16 axial verschieblich gelagerten Ventilstößel 14 geführt und von einer Feder 15 gegen den Ventilsitz 11 in Schließstellung vorgespannt ist, und wobei am kupplungsseitigen Ende der an deren Kupplungshälfte 2 (siehe Fig. 2) ein in einer Gehäuse führung 24 axial innerhalb eines Verstellbereiches 25 ver schieblicher, federvorgespannter Ventilsitz 21 angeordnet ist, der zusammen mit einem axial fixierten Ventilteller 22 ein weiteres Verschlussventil 23 bildet, wobei die beiden Ventil sitze 11, 21 in gekuppeltem Zustand (nicht dargestellt, da ohne weiteres vorstellbar) miteinander wirkverbunden und in folge einer Drehbewegung des Bajonettverschlusses 3 wahlweise in Öffnungs- oder Schließstellung verlagerbar sind.

Für die erfindungsgemäße Kupplung ist nun wesentlich, dass im Innern der mit dem axial verschieblichen Ventilsitz 21 verse henen Kupplungshälfte 2 ein Faltenbalg 26 angeordnet ist, der zur fluiddichten Abdeckung des Verstellbereiches 25 einerseits mit dem Ventilsitz 21 und andererseits mit der Gehäuseführung 24 verbunden ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist zur Fixierung des Faltenbalges 26 am Kupplungsgehäuse vorteilhaft vorgesehen, dass dieser an seinem gehäuseführungsseitigen Ende einen Befestigungsring 27 aufweist, der in eine angepaßt ausgebildete Nut 28 an der in diesem Bereich zweiteilbar ausgebildeten Kupplungshälfte 2 einspannbar ist. Diese Gestaltung schafft einen glatten und damit leicht zu säubernden bzw. zu sterilisierenden Übergangs bereich zwischen Gehäusewand und Faltenbalg 26. Im Gehäusetei lungsbereich ist darüber hinaus auch die Axialfixierung des Ventils 22 angeordnet, und zwar derart, dass auch dort keine geometrischen Hinterschneidungen vorhanden sind, hinter denen sich Produktreste ablagern könnten.

Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Faltenbalg 26 an seinem ventilsitzseitigen Ende einen Befestigungsring 29 auf weist, der mittels eines strömungsfernen Spannelements 30 ge gen den Ventilsitz 21 verspannt ist. Die Maßgabe "strömungs fern" bringt dabei zum Ausdruck, dass das Spannelement 30, das vorzugsweise als Überwurfmutter ausgebildet ist, nicht mit dem Fördergut in Kontakt kommt, das heißt (wie aus Fig. 2 ersichtlich) außerhalb des Strömungsbereichs angeordnet ist.

Hinsichtlich des sogenannten Vaterteils (siehe Fig. 1) ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Ventilstößel 14 in der Füh rung 16 flächenkontaktfrei, wahlweise im Linien- oder Punkt kontakt gelagert ist, was sich beispielsweise dadurch reali sieren läßt, dass die Führung 16, wie in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt, aus vier flachen, axial orientierten Stegen 10 gebildet ist, die an einem zur ersten Kupplungshälfte 1 und zum Ventilstößel 14 berührungsfreien Ring 17 umfänglich gleichmäßig verteilt angeordneten sind, wobei die Stege äußere, axialerstreckte Schmalseiten 18 zur flächenkontakt freien Zentrierung der Führung 16 innerhalb der Kupplungs hälfte 1 und innere, ebenfalls axial erstreckte Schmalseiten 19 zur flächenkontaktfreien Zentrierung des Ventilstößels 14 innerhalb der Führung 16 aufweisen.

Bezüglich der erwähnten Stege 10 ist ferner vorteilhaft vor gesehen (siehe insbesondere Fig. 1 und 3), dass an deren äußeren Schmalseiten 18 jeweils zwei zackenförmige Vorsprünge 9 ausgeformt sind, die bewirken, dass der sich ergebende Kontaktbereich zwischen der Führung 16 und der Kupplungshälfte 1 ausschließlich punktförmig ist.

Um ein Festsetzen des Fördergutes in Oberflächenrauhheiten zu vermeiden, ist ferner vorteilhaft vorgesehen, dass alle mit der Strömung des Fördergutes in Kontakt stehenden Flächen der beiden Kupplungshälften 1, 2 als hochglänzend polierte Ober flächen ausgebildet sind.

Schließlich ist hinsichtlich Korrosion und Polierbarkeit vor teilhaft vorgesehen, dass die beiden Kupplungshälften 1, 2 aus Edelstahl, vorzugsweise aus der Legierung 1.4435, gebildet sind.

Bezugszeichenliste

1

Kupplungshälfte

2

Kupplungshälfte

3

Bajonettverschluss

9

Vorsprung

10

Steg

11

Ventilsitz

12

Ventilteller

13

Verschlussventil

14

Ventilstößel

15

Feder

16

Führung

17

Ring

18

äußere Schmalseiten

19

innere Schmalseiten

21

Ventilsitz

22

Ventilteller

23

Verschlussventil

24

Gehäuseführung

25

Verstellbereich

26

Faltenbalg

27

Befestigungsring

28

Nut

29

Befestigungsring

30

Spannelement

Claims

1. Kupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren, umfassend zwei Kupplungshälften (1, 2), die fluid dicht über einen Bajonettverschluss (3) miteinander ver bindbar sind,
wobei am kupplungsseitigen Ende der einen Kupplungshälfte (1) ein Ventilsitz (11) angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller (12) ein Verschlussventil (13) bildet, wobei der Ventilteller (12) von einem in einer Führung (16) axial verschieblich gelagerten Ventilstößel (14) geführt und von einer Feder (15) gegen den Ventilsitz (11) in Schließstellung vorgespannt ist, und
wobei am kupplungsseitigen Ende der anderen Kupplungshälfte (2) ein in einer Gehäuseführung (24) axial innerhalb eines Verstellbereiches (25) verschieblicher, federvorgespannter Ventilsitz (21) angeordnet ist, der zusammen mit einem axial fixierten Ventilteller (22) ein weiteres Verschluss ventil (23) bildet, wobei die beiden Ventilsitze (11, 21) in gekuppeltem Zustand miteinander wirkverbunden und infol ge einer Drehbewegung des Bajonettverschlusses (3) wahl weise in Öffnungs- oder Schließstellung verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet,
dass im Innern der mit dem axial verschieblichen Ventilsitz (21) versehenen Kupplungshälfte (2) ein Faltenbalg (26) an geordnet ist, der zur fluiddichten Abdeckung des Verstell bereiches (25) einerseits mit dem Ventilsitz (21) und an dererseits mit der Gehäuseführung (24) verbunden ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (26) an seinem gehäuseführungsseitigen Ende einen Befestigungsring (27) aufweist, der in eine an gepaßt ausgebildete Nut (28) an der in diesem Bereich zwei teilbar ausgebildeten Kupplungshälfte (2) einspannbar ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (26) an seinem ventilsitzseitigen Ende einen Befestigungsring (29) aufweist, der mittels eines strömungsfernen Spannelements (30) gegen den Ventilsitz (21) verspannt ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (14) der ersten Kupplungshälfte (1) in der Führung (16) flächenkontaktfrei, wahlweise im Li nien- oder Punktkontakt gelagert ist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (16) aus mindestens drei flachen, axial orientierten Stegen (10) gebildet ist, die an einem zur er sten Kupplungshälfte (1) und zum Ventilstößel (14) berüh rungsfreien Ring (17) umfänglich gleichmäßig verteilt ange ordneten sind, wobei die Stege äußere Schmalseiten (18) zur flächenkontaktfreien Zentrierung der Führung (16) innerhalb der Kupplungshälfte (1) und innere Schmalseiten (19) zur flächenkontaktfreien Zentrierung des Ventilstößels (14) in nerhalb der Führung (16) aufweisen.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den äußeren Schmalseiten (18) der Stege (10) je weils zwei zackenförmige Vorsprünge (9) vorgesehen sind, so dass der sich ergebende Kontaktbereich zwischen der Führung (16) und der Kupplungshälfte (1) ausschließlich punktförmig ausgebildet ist.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle strömungsbeaufschlagten Flächen der beiden Kupp lungshälften (1, 2) als polierte Oberflächen ausgebildet sind.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kupplungshälften (1, 2) aus Edelstahl, vor zugsweise aus der Legierung 1.4435, gebildet sind.