DE102005006088A1

DE102005006088A1 - Not-Trenn-Sicherheitskupplung

Info

Publication number: DE102005006088A1
Application number: DE200510006088
Authority: DE
Inventors: Peter Fiedler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: DE102005006088B4; WO2006084447A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Not-Trenn-Sicherheitskupplung, umfassend zwei als Ventil ausgebildete Kupplungsteile (1, 2) mit zusammenkuppelbaren Anschlussbereichen (3, 4), die in gekuppeltem Zustand von entsprechend formschlüssig angepasst ausgebildeten Spannelementen (5) zusammengehalten werden, wobei an einem der beiden Kupplungsteile (1, 2) schwenkbar gelagerte und im Wesentlichen kupplungsachsparallel verlaufende, jeweils zwei Hebelarme (7, 8) aufweisende Hebel (6) zum Fixieren der Spannelemente (5) vorgesehen sind, wobei jedes Spannelement (5) an einem Hebelarm (7) angeordnet und jeder den Spannelementen (5) gegenüberliegene Hebelarm (8) mit einem Betätigungsmittel (9) zum Nottrennen der Kupplung wirkverbunden ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungmittel (9) als mit mindestens einer Steuerkurve (10) versehenes, um das die Hebel (6) aufweisende Kupplungsteil (1, 2) drehbar gelagertes Ringelement (11) ausgebildet ist, wobei jeder betätigungsmittelseitige Hebelarm (8) derart mit der Steuerkurve (10) wirkverbunden ist, dass durch eine Drehung des Ringelements (11) entweder der gekuppelte oder der entkuppelte Zustand einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Not-Trenn-Sicherheitskupplungen im Allgemeinen sind beispielsweise nach der EP 0 096 209 A2 bekannt. Diese Kupplung ist gewissermaßen nach dem "Bremsbackenanlageprinzip" ausgebildet, d. h. an zwei auf einer Seite gelenkig verbundenen Spannhebeln, zwischen denen an ihren anderen Enden ein schwenk- und auslösbarer Verbindungshebel angeordnet ist, sind als Halteelemente "Klemmbacken" angeordnet, die in Spannstellung die Kupplung zusammenhalten. Abgesehen davon, dass der Auslösung des Verbindungshebels eine Ventilschließung mit dem gleichen Element vorausgehen muss, kann aufgrund der Ausbildung der ganzen Stell- und Spannmechanik keine schlagartige Öffnung der Kupplung erfolgen, weil sich die "Klemmbacken" von oben nach unten, d. h. zur Gelenkanbindung der beiden Spannhebel hin, nacheinander radial von den Anschlussflanschen der beiden Kupplungsteile abheben.

Eine Not-Trenn-Sicherheitskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die den oben genannten Nachteilen bereits Rechnung trägt, ist aus der EP 0 517 127 B1 bekannt (siehe hierzu insbesondere 7 und 8 mit der dazugehörigen Beschreibung).

Diese Not-Trenn-Sicherheitskupplung hat sich bezüglich ihrer Not-Trenn-Funktion an sich bestens bewährt. Hinsichtlich einer erneuten Zusammenfügung der beiden Kupplungsteile nach einer Not-Trennung hat sich aber als nachteilig insoweit das relativ mühsame Neujustieren bzw. in Stellungbringen der Hebelarme erwiesen: 7 der EP 0 517 127 B1 zeigt eine Kupplung mit einem abziehbaren Ring, der nach der Not-Trennung neu positioniert werden muss; 8 zeigt federbelastete Hebel, die nach einer Not-Trennung alle gleichzeitig an die Kupplung gedrückt werden müssen, um die beiden Kupplungsteile miteinander verbinden zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Not-Trenn-Sicherheitskupplung der eingangs genannten Art eine technisch möglichst einfache und gleichzeitig leicht handhabbare Mechanik zu schaffen, die einen möglichst problemlosen Wiederzusammenbau der Kupplung nach einer Not-Trennung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist mit einer Not-Trenn-Sicherheitskupplung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nach der Erfindung ist mithin vorgesehen, dass das Betätigungsmittel als mit mindestens einer Steuerkurve versehenes, um das die Hebel aufweisende Kupplungsteil drehbar gelagertes Ringelement ausgebildet ist, wobei jeder betätigungsmittelseitige Hebelarm derart mit der Steuerkurve wirkverbunden ist, dass durch eine Drehung des Ringelements entweder der gekuppelte oder der entkuppelte Zustand einstellbar ist.

Mit anderen Worten ausgedrückt, ist vorgesehen, die Hebelarme mittels eines drehbaren Ringelements mit Steuerkurve zu betätigen, d. h. jeder Hebelarm greift in eine Steuerkurve ein, die mindestens zwei Radienpositionen aufweist, nämlich eine erste, in der die Hebel die Spannelement an die Anschlussbereiche anpressen und miteinander verbinden, und eine zweite, in der sich die Spannelement distanziert von den Anschlussbereichen befinden, so dass die Kupplung in zwei Teile zerfallen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die erfindungsgemäße Not-Trenn-Sicherheitskupplung sowie ihre vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Es zeigt
1 im Schnitt die Not-Trenn-Sicherheitskupplung mit dem erfindungsgemäßen Ringelement zur Betätigung der Spannelemente;
2 teilweise geschnitten das ringelementseitige Ende eines Hebelarmes mit einem Rollenlager zum Eingriff in die Steuerkurve des Ringelements;
3 als Einzelteil das erfindungsgemäße Ringelement in Vorderansicht mit acht Steuerkurven für acht Hebelarme; und
4 schematisch eine prinzipielle Möglichkeit zur Betätigung bzw. Verdrehung des Ringelements.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Not-Trenn-Sicherheitskupplung im Schnitt dargestellt. Diese umfasst zwei als Ventil ausgebildete Kupplungsteile 1, 2 mit zusammenkuppelbaren Anschlussbereichen 3, 4, die – wie dargestellt – in gekuppelten Zustand von entsprechend formschlüssig angepaßt ausgebildeten Spannelementen 5 zusammengehalten werden.
Bei den Ventilen handelt es sich um sogenannte Tellerventile, die aufgrund der dargestellten Federn selbstschließend sind, sich aber in zusammengekuppelten Zustand gegenseitig aufhalten. Zur Realisation dieser Funktion sind mehrere Möglichkeiten bekannt (siehe beispielsweise die Kupplung nach der DE 101 23 459 C1 – auch wenn diese Kupplung nicht für Not-Trenn-Situationen vorgesehen ist); 1 zeigt mit den verlängerten Ventilstösseln eine besonders einfache Lösung. Prinzipiell sind aber auch alle anderen bekannten Mechanismen zur Realisierung dieser Funktion bei der erfindungsgemäßen Not-Trenn-Sicherheitskupplung einsetzbar.
Werden nun die Spannelemente 5 in einer Nottrennsituation radial von den Anschlussbereichen 3, 4 abgezogen, schließen die Ventile schlagartig und verhindern auf diese Weise den Austritt des geförderten Mediums aus der Sicherheitskupplung. Die Spann elemente 5 bestehen dabei in bekannter Weise aus formschlüssig zu den Anschlussbereichen 3, 4 ausgebildeten Backen, die unter entsprechendem Anpressdruck die Kupplungsteile 1, 2 zusammenhalten (siehe diesbezüglich auch die vorerwähnte EP 0 517 127 B1 ). Je nach Bedarf sind mindestens zwei dieser Backen über den Umfang der Kupplung verteilt erforderlich, besser sind jedoch drei oder mehr, so dass der Abstand der Backen von den Anschlussbereichen 3, 4 stets möglichst gleich ist und es so nicht zu einem Verkanten oder dergleichen beim Not-Trennen kommt.
Ferner sind an einem der beiden Kupplungsteile 1, 2 schwenkbar gelagerte und im wesentlichen kupplungsachsparallel verlaufende, jeweils zwei Hebelarme 7, 8 aufweisende Hebel 6 zum Fixieren und Betätigen der Spannelemente 5 vorgesehen. Dabei ist jedes Spannelement 5 an einem Hebelarm 7 angeordnet und jeder den Spannelementen 5 gegenüberliegende Hebelarm 8 mit einem Betätigungsmittel 9 zum Nottrennen der Kupplung wirkverbunden.
Bei der EP 0 517 127 B1 besteht dieses Betätigungsmittel beispielsweise aus einem abziehbaren, elastischen Ring (siehe 7) oder aus zwischen den Hebelarmen und dem Kupplungsgehäuse angeordneten Federelementen (siehe 8).
Wesentlich für die erfindungsgemäße Not-Trenn-Sicherheitskupplung ist im Gegensatz dazu, dass das Betätigungsmittel 9 als mit mindestens einer Steuerkurve 10 versehenes, um das die Hebel 6 aufweisende Kupplungsteil 1, 2 drehbar gelagertes Ringelement 11 ausgebildet ist, wobei jeder betätigungsmittelseitige Hebelarm 8 derart mit der Steuerkurve 10 wirkverbunden ist, dass durch eine Drehung des Ringelements 11 entweder der gekuppelte oder der entkuppelte Zustand einstellbar ist.
Gegenüber dem genannten Stand der Technik zeichnet sich diese Lösung insbesondere dadurch als vorteilhaft aus, dass einerseits eine wesentlich geringere Reibung zum Auslösen der Kupplung zu überwinden und diese darüber hinaus genauer vorherbestimmbar ist, und dass andererseits nach dem Trennen der Kupplung die beweglichen Teile nach wie vor fest mit der Kupplung verbunden sind und nicht in gewisser Weise lose – beispielsweise über Ketten gesichert – an ihr herabhängen (wie bei der EP 0 517 127 B1 ).
Zur Führung des Ringelements 11 auf dem einen Kupplungsteil 2 ist vorteilhaft vorgesehen, dass dieses eine zylindrische Innenlagerlauffläche 19 aufweist, die formschlüssig drehbar und axialfixiert (beispielsweise wie dargestellt mittels eines Sicherungsringes) zu einer am Kupplungsteil 2 vorgesehenen Aussenlagerlauffläche 20 ausgebildet ist. Das Ringelement 11 besteht somit, wie in 3 dargestellt, vorzugsweise aus einer flachen Scheibe mit einer mittigen Bohrung, die dem Außendurchmesser des entsprechenden Kupplungsteils bzw. der Aussenlagerlauffläche 20 entspricht.
Zur genauen Führung der Hebelarme 8 ist vorteilhaft vorgesehen, dass die mindestens eine Steuerkurve 10 pro Hebel 6 (dargestellt sind acht, letztlich ist aber auch eine durchgehende, alternierende Führungsnut möglich) mindestens zwei radial unterschiedlich zur Kupplungsachse distanzierte, den gekuppelten und entkuppelten Zustand definierende Führungsbereiche 13, 14 aufweist. Zum besseren Verständnis wird wiederum auf 3 verwiesen:
Das freie Ende des Hebelarms 8 greift also wie die Zusammenschau mit 1 verdeutlicht, in die Steuerkurve 10 ein, und zwar im gekuppelten Zustand in den radial weiter außen liegenden Führungsbereich 13 und im entkuppelten Zustand in den radial weiter innen liegenden Führungsbereich 14. Dabei sind diese beiden Führungsbereiche 13, 14 zur Gewährleistung guter Dreheigenschaften des Ringelements 11 vorzugsweise über eine stetig verlaufende Führungskurve 15 miteinander verbunden.
Da je nach Anwendungsfall erhebliche Kräfte zum Zusammenhalten der beiden Kupplungsteile erforderlich sind, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die beiden Hebelarme 7, 8 des Hebels 6, der an einem Drehlager 16 am Kupplungsteil 2 drehbar gelagert ist, unterschiedlich lang ausgebildet sind, vorzugsweise natürlich so, dass der spannelementseitige Hebelarm 7 kürzer als der ringele mentseitige Hebelarm 8 ist. Darüber hinaus sind die Spannelemente 5 zur besseren Positionierbarkeit beim Wiederzusammenkuppeln vorzugsweise gelenkig mit den Hebelarmen 7 verbunden.
Zur weiteren Reduzierung der Reibung zwischen den Elementen zur Not-Trennung ist ferner vorteilhaft vorgesehen, dass die betätigungsmittel- bzw. ringelementseitigen Enden der Hebelarme 8 mit in die mindestens eine Steuerkurve 10 eingreifenden Lagerelementen 12, vorzugsweise Rollen- oder Gleitlagern, versehen sind. 2 zeigt als Beispiel ein Rollenlager, das mit Sicherungsring am Hebelarm 8 gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Der Außendurchmesser des Rollenlagers entspricht dabei höchsten der offenen Weite der Steuerkurve 10 gemäß 3, d. h. das Rollenlager bewegt sich innerhalb der Steuerkurve 10 wie in einer Kulissenführung.
Bei einer Not-Trennung der Kupplung ist nach den gegebenen Erläuterungen also eine Drehung des Ringelements 11 erforderlich. Wie ein entsprechendes Drehmoment auf das Ringelement 11 übertragen wird, ist zwar bezüglich der erfinderungsgemäßen Verbindung zwischen Ringelement und Hebelarmen von untergeordneter Bedeutung, soll aber der Vollständigkeit halber (und als eine mögliche bevorzugte Ausführungsform) zumindest an einem Beispiel erläutert werden:
Üblicherweise ist an mindestens einem Ende der Kupplung ein Schlauch angeschlossen, der beispielsweise zu einem zu befüllenden Tank führt. Das andere Ende der Kupplung kann beispielsweise direkt an einem Tankwagen angeordnet sein. Um nun eine Not-Trennfunktion zu realisieren (beispielsweise für den Fall, dass der Tankwagen versehentlich weggefahren wird) wird zwischen dem Tank und der Not-Trenn-Sicherheitskupplung ein Stahlseil gespannt, während der Schlauch seinerseits mindestens in leichter Kurvenform verlegt ist. Das kupplungsseitige Ende des Stahlseils ist, wie auch in der EP 0 517 127 B1 beschrieben, direkt mit dem Auslösemechnismus der Kupplung verbunden, d. h. noch bevor es zu einer direkten Zugbelastung des Schlauches kommen kann, löst das gespannte Stahlseil die Not-Trennung aus und verhindert auf diese Weise, dass der Schlauch reisst oder aus seiner Verankerung gerissen wird.
Es ist somit vorzugsweise ein mit dem Ringelement 11 wirkverbundenes Sicherheitselement 17 vorzusehen, dass die Not-Trennung der Kupplung im Notfall bewirkt. Dieses besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Seilzug bzw. Stahlseil, der bzw. das über die in 4 schematisch dargestellte Stellmechanik 18 eine Drehung des Ringelements 11 bewirkt. Selbstverständlich kommt aber auch jede andere konstruktive Lösung zur Realisierung der Drehung des Ringelements 11 infolge einer Zugkraft am Sicherungsseil in Frage.

1: Kupplungsteil
2: Kupplungsteil
3: Anschlussbereich
4: Anschlussbereich
5: Spannelement
6: Hebel
7: Hebelarm
8: Hebelarm
9: Betätigungsmittel
10: Steuerkurve
11: Ringelement
12: Lagerelement
13: Führungsbereich
14: Führungsbereich
15: Führungskurve
16: Drehlager
17: Sicherheitselement
18: Stellmechanik
19: Innenlagerlauffläche
20: Aussenlagerlauffläche

Claims

Not-Trenn-Sicherheitskupplung, umfassend zwei als Ventil ausgebildete Kupplungsteile (1, 2) mit zusammenkuppelbaren Anschlussbereichen (3, 4), die in gekuppelten Zustand von entsprechend formschlüssig angepaßt ausgebildeten Spannelementen (5) zusammengehalten werden, wobei an einem der beiden Kupplungsteile (1, 2) schwenkbar gelagerte und im wesentlichen kupplungsachsparallel verlaufende, jeweils zwei Hebelarme (7, 8) aufweisende Hebel (6) zum Fixieren der Spannelemente (5) vorgesehen sind, wobei jedes Spannelement (5) an einem Hebelarm (7) angeordnet und jeder den Spannelementen (5) gegenüberliegende Hebelarm (8) mit einem Betätigungsmittel (9) zum Nottrennen der Kupplung wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (9) als mit mindestens einer Steuerkurve (10) versehenes, um das die Hebel (6) aufweisende Kupplungsteil (1, 2) drehbar gelagertes Ringelement (11) ausgebildet ist, wobei jeder betätigungsmittelseitige Hebelarm (8) derart mit der Steuerkurve (10) wirkverbunden ist, dass durch eine Drehung des Ringelements (11) entweder der gekuppelte oder der entkuppelte Zustand einstellbar ist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (11) eine zylindrische Innenlagerlauffläche (19) aufweist, die formschlüssig drehbar und axialfixiert zu einer an einem der beiden Kupplungsteile (1, 2) vorgesehenen Aussenlagerlauffläche (20) ausgebildet ist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuerkurve (10) pro Hebel (6) mindestens zwei radial unterschiedlich zur Kupplungsachse distanzierte, den gekuppelten und entkuppelten Zustand definierende Führungsbereiche (13, 14) aufweist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Führungsbereichen (13, 14) eine stetig verlaufende Führungskurve (15) vorgesehen ist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kupplungsteilen (1, 2) Drehlager (16) für die Hebel (6) vorgesehen sind, die diese in die beiden Hebelarme (7, 8) aufteilen.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (5) gelenkig mit den Hebelarmen (7) verbunden sind.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelarme (7, 8) unterschiedlich lang ausgebildet sind.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der spannelementseitige Hebelarm (7) kürzer als der betätigungsmittelseitige Hebelarm (8) ausgebildet ist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die betätigungsmittelseitigen Enden der Hebelarme (8) mit in die mindestens eine Steuerkurve (10) eingreifenden Lagerelementen (12), vorzugsweise Rollen- oder Gleitlagern, versehen sind.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (11) mit einem im Notfall auslösenden Sicherheitselement (17), vorzugsweise einem Seilzug, wirkverbunden ist.
Not-Trenn-Sicherheitskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (17) im Notfall über eine Stellmechanik (18) eine Drehung des Ringelements (11) bewirkt.