DE102009048328A1

DE102009048328A1 - Kupplung für Fluidleitungen

Info

Publication number: DE102009048328A1
Application number: DE200910048328
Authority: DE
Inventors: Stefan Witt; Olaf Nowack; Horst Simon
Original assignee: RECTUS GmbH
Current assignee: RECTUS GmbH
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-21

Abstract

Eine Kupplung für Leitungen zur Durchleitung eines Mediums bestehend aus zwei mit den Leitungsenden zu verbindenden und aneinander mittels eines Kupplungsringes festlegbaren Kupplungsstücken, wobei ein Kupplungsstück fest an den Kupplungsring angeschlossen und das andere Kupplungsstück lösbar an den Kupplungsring anschließbar ist, wobei die Kupplungsstücke an ihren aneinander gegenüberliegenden Enden einen auf weniger als die Hälfte ihres Eingangsquerschnitts reduzierten und asymmetrisch in einer Querschnittshälfte angeordneten endseitigen Fließquerschnitt aufweisen und der Kupplungsring eine senkrecht zur Längsachse der Kupplungsstücke angeordnete Blende und zwei beidseitig an die Blende anschließende Aufnahmeöffnungen für die Enden der Kupplungsstücke aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (17) in dem mit dem einen Kupplungsstück (10) undrehbar verbundenen Kupplungsring (14) drehbar gelagert und mit ihrer Öffnung (18) gegenüber dem endseitigen Fließquerschnitt (12) des Kupplungsstücks (10) zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung mittels einer Betätigung verdrehbar ist, und dass in der Stirnseite des anderen, lösbar mit dem Kupplungsring (14) zu verbindenden Kupplungsstücks (16) eine gesonderte Ventilscheibe (26) mit einer der in der Blende (17) ausgebildeten Öffnung (18) entsprechenden Öffnung (18) angeordnet ist, die bei in den Kupplungsring (14) eingestecktem Kupplungsstück (16) über eine Formschlussverbindung an die Blende (17) im Sinne einer ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Leitungen zur Durchleitung eines Mediums bestehend aus zwei mit den Leitungsenden zu verbindenden und aneinander mittels eines Kupplungsringes festlegbaren Kupplungsstücken, wobei ein Kupplungsstück fest an den Kupplungsring angeschlossen und das andere Kupplungsstück lösbar an den Kupplungsring anschließbar ist, wobei die Kupplungsstücke an ihren einander gegenüberliegenden Enden einen auf weniger als die Hälfte ihres Eingangsquerschnitts reduzierten und asymmetrisch in einer Querschnittshälfte angeordneten endseitigen Fließquerschnitt aufweisen und der Kupplungsring eine senkrecht zur Längsachse der Kupplungsstücke angeordnete Blende und zwei beidseitig an die Blende anschließende Aufnahmeöffnungen für die Enden der Kupplungsstücke aufweist, und wobei die Blende eine entsprechend asymmetrisch angeordnete und in der Offenstellung der Kupplung in einer Flucht mit den endseitigen Fließquerschnitten der Kupplungsstücke stehende Öffnung aufweist und in der durch Verdrehung der Blende gegenüber den Kupplungsstücken herbeigeführten Schließstellung die endseitigen Fließquerschnitte der Kupplungsstücke versetzt gegenüber der in der Blende angeordneten Öffnung gelegen und dadurch abgesperrt sind.
Eine Kupplung mit den vorgenannten Merkmalen ist in der WO 2008/114048 A2 beschrieben. Die beiden jeweils mit Zuleitungen verbindbaren Kupplungsstücke der Kupplung sind durch einen Kupplungsring miteinander verbunden, der zu diesem Zweck beidseitig jeweils eine Aufnahmeöffnung für die Kupplungsstücke aufweist. Das eine Kupplungsstück ist unmittelbar in die eine Aufnahmeöffnung des insoweit als eine Endhülse für das Kupplungsstück wirkenden Kupplungsringes eingesetzt und darin so gehaltert, dass eine Relativdrehung des Kupplungsringes gegenüber dem Kupplungsstück möglich ist. Das gegenüberliegende Kupplungsstück ist in eine Endhülse eingesteckt und darin drehbar gehaltert, wobei die Endhülse ihrerseits in die zugeordnete Aufnahmeöffnung des Kupplungsringes einsetzbar und drehfest mit dem Kupplungsring verbindbar ist.
Die im Inneren der Kupplungsstücke angeordneten Fließwege sind in besonderer Weise ausgebildet, soweit die Fließwege einen in Richtung ihrer in dem Kupplungsring liegenden Enden sich verengenden Querschnitt aufweisen; so weisen die Kupplungsstücke jeweils einen auf weniger als die Hälfte des Eingangsquerschnitts reduzierten endseitigen Fließquerschnitt auf, wobei dieser Fließquerschnitt bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Kupplungsteils asymmetrisch, nämlich nur in einer Querschnittshälfte angeordnet ist. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, durch Verdrehung einer zwischen den Kupplungsstücken liegende Blende mit einer entsprechend asymmetrisch angeordneten Öffnung die beidseitigen Fließquerschnitte freizugeben beziehungsweise abzusperren, indem die Blende in der Offenstellung der Kupplung mit ihrer Öffnung in eine Flucht mit den endseitigen Fließquerschnitten der Kupplungsstücke gebracht ist und in einer gegenüber der Offenstellung verdrehten Anordnung der Blende die endseitigen Fließquerschnitte durch den geschlossenen Querschnittsbereich der Blende abgesperrt sind.
Bei der in der WO 2008/114048 A2 beschriebenen Ausführungsform wird die Blende einesteils durch eine in dem Kupplungsring ausgebildete, sich senkrecht zur Längsachse der Kupplung erstreckende Zwischenwand gebildet, die über die Drehung des Kupplungsringes gegenüber dem daran unmittelbar angeschlossenen Kupplungsstück in ihre Offenstellung und in ihre Schließstellung für dieses Kupplungsstück bringbar ist. Die gleiche Funktion wird für das andere Kupplungsstück von der über deren Ende geschobenen Hülse übernommen, die in ihrer Stirnwand ebenfalls eine asymmetrisch ausgebildete Öffnung aufweist. Soweit vorgesehen ist, dass Hülse und Kupplungsring drehfest miteinander gekoppelt sind, werden durch die Drehung des Kupplungsringes gleichermaßen beide endseitigen Fließquerschnitte der beiden Kupplungsstücke jeweils zu einem Fließweg verbunden oder jeweils abgesperrt. Da das mit der Hülse versehene Kupplungsstück von dem Kupplungsring trennbar ist, kann die Kupplung getrennt werden, wobei das eine Kupplungsstück in der getrennten Stellung durch den Kupplungsring und das andere Kupplungsstück durch die Hülse abgesperrt ist.
Mit der bekannten Kupplung ist noch der Nachteil verbunden, dass bei der Drehung des Kupplungsringes zum Öffnen beziehungsweise Sperren der Kupplung jeweils erhebliche Rotationskräfte zu überwinden sind, soweit sich einerseits der Kupplungsring mit dem in ihm gehalterten Kupplungsstück und andererseits die in dem Kupplungsring aufgenommene Hülse mit dem von ihr aufgenommenen Kupplungsstück jeweils axial überlappen und auch die Verriegelung des lösbar angeordneten Kupplungsstücks in dem Kupplungsring mitgedreht werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung mit den eingangs genannten Merkmalen so auszubilden, dass die Betätigung der Kupplung zum Öffnen beziehungsweise Sperren der Fließverbindung leichtgängiger ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Blende in dem mit dem einen Kupplungsstück undrehbar verbundenen Kupplungsring drehbar gelagert und mit ihrer Öffnung gegenüber dem endseitigen Fließquerschnitt des Kupplungsstücks zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung mittels einer Betätigung verdrehbar ist, und dass in der Stirnseite des anderen, lösbar mit dem Kupplungsring zu verbindenden Kupplungsstücks eine gesonderte Ventilscheibe mit einer der in der Blende ausgebildeten Öffnung entsprechenden Öffnung angeordnet ist, die bei in den Kupplungsring eingestecktem Kupplungsstück über eine Formschlussverbindung an die Blende im Sinne einer gemeinsamen Drehung gekoppelt ist und in der Offenstellung der Kupplung mit der Öffnung der Blende fluchtet und den endseitigen Fließquerschnitt des sie halternden Kupplungsstücks freigibt und diesen in der Schließstellung verschließt. Demnach ist mit der Erfindung der Vorteil verbunden, dass die zum Öffnen und Sperren der Kupplung erforderlichen drehbaren Bauteile im Inneren des Kupplungsringes angeordnet und damit kleiner gehalten sind, so dass die erforderlichen Betätigungs- bzw. Bewegungskräfte reduziert sind.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formschlussverbindung zur drehfesten Verbindung von Blende und Ventilscheibe aus einem an der Blende axial vorstehend angeordneten und beim Einstecken des Kupplungsstücks in die Aufnahmeöffnung des Kupplungsringes in eine Ausnehmung der Ventilscheibe eintretenden Bolzen besteht.
Soweit das mit der Ventilscheibe versehene Kupplungsstück zum Entkuppeln der Kupplung von dem Kupplungsring lösbar ist, ist aus Gründen einer verbesserten Fließverbindung zwischen der in dem Kupplungsring angeordneten Blende und der in dem lösbaren Kupplungsstück angeordneten Ventilscheibe vorgesehen, dass an die Öffnung der Blende ein an die Form der Öffnungen in Blende und Ventilscheibe angepasster axial vorstehender Rohrabschnitt anschließt, der beim Einstecken des Kupplungsstücks in eine an der Ventilscheibe ausgebildete Aufnahmeöffnung eintritt und die Öffnungen von Blende und Ventilscheibe miteinander verbindet. Hiermit ist weiterhin der Vorteil verbunden, dass es aufgrund der Anordnung des Rohrabschnittes möglich ist, die im eingekuppelten Zustand erforderliche Abdichtung zwischen der Blende und der Ventilscheibe in den Bereich des Rohrabschnitts zu verlagern, und es ist insofern nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass zur Abdichtung des Rohrabschnitts gegen die Ventilscheibe eine Dichtung vorgesehen ist. Diese Dichtung kann vorzugsweise an dem Innenumfang der den Rohrabschnitt aufnehmenden Aufnahmeöffnung angeordnet sein, und zwar entweder in der Form einer den Rohrabschnitt stirnseitig abdichtenden Dichtung oder in der Form einer von dem Rohrabschnitt unterfahrenen und diesen dabei radial abdichtenden Dichtung. Alternativ kann die entsprechende Dichtung auch auf dem äußeren Umfang des Rohrabschnitts angeordnet sein und gegen den Innenumfang der Aufnahmeöffnung der Ventilscheibe abdichten.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass der vorstehende Bolzen eine größere axiale Erstreckung aufweist als der vorstehende Rohrabschnitt, ist hiermit der Vorteil verbunden, dass der Bolzen beim Einstecken des Kupplungsstücks in die Aufnahmeöffnung des Kupplungsringes für eine Zentrierung des Kupplungsstückes sorgt, bevor der Rohrabschnitt in Kontakt mit der Aufnahmeöffnung der Ventilscheibe kommt. Damit sind Beschädigungen des vorderen Randes des Rohrabschnitts durch das einzusteckende Kupplungsstück vermieden.
Um die Betätigungskräfte für das Öffnen beziehungsweise Schließen der Fließwege bei eingekuppelter Kupplung zu vermindern, ist vorgesehen, dass die Ventilscheibe in einer stirnseitig in das Kupplungsstück eingelassenen Vertiefung mittels eines zwischengeschalteten Kugellagers drehbar gelagert ist. Aufgrund dieser leichtgängigen Lagerung der Ventilscheibe sind nur geringe Betätigungskräfte aufzubringen. Alternativ können zur Lagerung beziehungsweise Festlegung der Ventilscheibe auch Sprengringe vorgesehen sein.
Da die Leichtgängigkeit der Ventilscheibe bei deren Drehung aber nicht dazu führen darf, dass die Ventilscheibe bei entkuppelter Kupplung so leicht drehbar ist, dass sich die Ventilscheibe beispielsweise bei auf das entkuppelte Kupplungsstück beziehungsweise eine daran angeschlossene Leitung einwirkenden Vibrationen selbsttätig in eine den endseitigen Fließquerschnitt des Kupplungsstücks freigebende Stellung bewegt, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Ventilscheibe in ihrer Offenstellung und in der Schließstellung jeweils mittels einer Raste in der Vertiefung des Kupplungsstückes festgelegt ist. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass die Raste aus einer in einem radial verlaufenden Kanal angeordneten, federbelasteten Kugel besteht, die mit entsprechend in der außenliegenden Wandung der Vertiefung eingelassenen Einsenkungen verrastet. Hierbei werden bei entkuppelter Kupplung die erforderlichen Drehkräfte für eine Bewegung der Ventilscheibe von der Schließstellung in die Offenstellung zusätzlich auch dadurch erhöht, dass der im Inneren der Leitung beziehungsweise des Kupplungsstücks anstehende Druck axial auf die Ventilscheibe wirkt.
Entsprechend der leichtgängigen Lagerung der Ventilscheibe in dem zugeordneten Kupplungsstück ist nach einem Ausführungsbeispiel in gleicher Form eine leichtgängige Lagerung der Blende in dem Kupplungsring vorgesehen, dadurch dass die Blende in dem Kupplungsring mittels eines zwischengeschalteten Kugellagers drehbar gelagert ist.
Soweit für eine Abdichtung von Blende und Ventilscheibe gegenüber den jeweils angeschlossenen Kupplungsstücken zu sorgen ist, und zwar sowohl bei miteinander fluchtenden Fließwegen in Blende und Kupplungsstück beziehungsweise Ventilscheibe und Kupplungsstück als auch in der die endseitigen Fließquerschnitte der Kupplungsstücke verschließenden Schließstellung von Blende und Ventilscheibe, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass Blende und Ventilscheibe gegenüber den Kupplungsstücken jeweils mittels einer einteiligen thetaförmigen Dichtung abgedichtet sind, deren Mittelsteg in der Längsachse von Blende und Verschlussscheibe positioniert ist. Somit ist jeweils eine einteilige Dichtung zur Abdichtung in den beiden relevanten Funktionszuständen ausreichend.
Soweit das mit der Ventilscheibe versehene Kupplungsstück beim Einkuppeln der Kupplung in die Aufnahmeöffnung des Kupplungsringes einzustecken ist, ist das Kupplungsstück in an sich bekannter Weise an dem Kupplungsring über eine mittels einer äußeren Schiebehülse steuerbaren Kugelsperre festlegbar.
Da wegen der asymmetrisch angeordneten Fließwege in den Kupplungsstücken jeweils ein passgenaues Einstecken des lösbaren Kupplungsstückes erforderlich ist, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass in dem stirnseitigen Endbereich der das einsteckbare Kupplungsstück aufnehmenden Aufnahmeöffnung des Kupplungsrings wenigstens ein zusätzlicher, in die Bewegungsbahn des Kupplungsstückes hervorstehender Vorsprung angeordnet ist, dem passend wenigstens eine in dem Kupplungsstück ausgebildete Nut zur Aufnahme des Vorsprunges zugeordnet ist. Aufgrund dieser Maßnahme ist sichergestellt, dass das Kupplungsstück jeweils nur in der passenden Stellung in den Kupplungsring einsteckbar ist, in welcher der Vorsprung in die Nut eingreifen kann. Dabei kann auch vorgesehen sein, mehrere Vorsprünge und Nuten an Kupplungsring und Kupplungsstück einander zuzuordnen, so dass damit auch erreicht wird, dass jeweils nur ein zu dem entsprechenden Kupplungsring passendes Kupplungsstück mit dem Kupplungsring zu kuppeln ist. Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass der an den Kupplungsring angeordnete Vorsprung aus einer Kugel besteht, ähnlich den ohnehin vorgesehenen Kugeln der Kugelsperre.
Soweit die im Inneren der Kupplung angeordneten drehbaren Bauteile wie Blende und Ventilscheibe von außerhalb der Kupplung betätigbar sein müssen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Betätigung für die Blende aus einer außen auf die Schiebehülse drehbar aufgesetzten Betätigungshülse besteht, die über einen von ihr ausgehenden radial angeordneten Stift drehfest mit der Blende verbunden ist. Hierzu kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Stift bei der Drehbewegung der Betätigungshülse zwischen seinen der Offenstellung der Blende einerseits und deren Schließstellung andererseits entsprechenden Endstellungen in einer in der Schiebehülse und in dem Kupplungsring jeweils ausgebildeten umlaufenden Kulissenführung bewegbar ist.
Um eine versehentliche Verdrehung der Betätigungshülse mit einem damit verbundenen Öffnen beziehungsweise Schließen der innerhalb der Kupplung eingerichteten Fließwege zu vermeiden, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass der Stift zwischen einer Sicherungsposition und einer Betätigungsposition gegen Federwirkung axial verschiebbar ist, so dass der Stift aktiv aus seiner Sicherungsposition herausbewegt werden muss, bevor die Betätigungshülse und damit die Blende mit daran gekoppelter Ventilscheibe gedreht werden können. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Stift in seiner Sicherungsposition die Betätigungshülse mit einem Ende nach außen überragt und ein an diesem Ende angebrachter Druckknopf bei der axialen Verschiebung des Stiftes in dessen Betätigungsposition in eine an der Betätigungshülse ausgebildete Vertiefung einschiebbar ist.
Zur Festlegung des Stiftes in seiner Sicherungsposition ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Stift in seiner Sicherungsstellung mit einer die umlaufende Kulissenführung seitlich überragenden Verdickung in in der Schiebehülse ausgebildeten und in den Endstellungen des Stiftes angeordneten Rastausnehmungen verrastbar ist.
Aus Sicherheitsgründen ist ferner nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Schiebehülse nur bei in der Schließstellung stehender Blende und somit in der dadurch herbeigeführten Endstellung des Stiftes verschiebbar ist; damit ist gewährleistet, dass die Schiebehülse zur Entkupplung des lösbaren Kupplungsstückes von dem Kupplungsring nur dann verschiebbar ist, wenn sich die Blende und damit auch die an dem lösbaren Kupplungsstück befindliche Ventilscheibe jeweils in der Schließstellung befinden. Dies kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch verwirklicht sein, dass an dem der der Schließstellung der Blende entsprechenden Endstellung des Stiftes zugeordneten Ende der in der Schiebehülse verlaufende Bereich der umlaufenden Kulissenführung in einen sich in axialer Richtung erstreckenden und den Stift aufnehmenden Schlitz übergeht, der eine axiale Verschiebung der Schiebehülse relativ zum Stift ermöglicht. Das Fehlen eines derartigen axialen Ansatzes an dem anderen, der Offenstellung der Blende entsprechenden Endstellung des Stiftes führt demzufolge dazu, dass die Schiebehülse bei der der Offenstellung der Kupplung entsprechenden Endstellung des Stiftes axial nicht verschiebbar ist, so dass ein Entkuppeln der Kupplung ausgeschlossen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine Kupplung mit zwei einander zukuppelnden Kupplungsstücken und zugehörigem Kupplungsring in einer Schnittansicht in entkuppeltem Zustand,
2 den Gegenstand der 1 in gekuppeltem Zustand,
3 eine Stirnansicht des lösbaren Kupplungsstücks in der Schließstellung der Ventilscheibe entsprechend 1,
4 den Gegenstand der 3 in der Offenstellung der Ventilscheibe gemäß 2,
5 eine ausschnittsweise Prinzipdarstellung von Kugelsperre und davon zu verriegelndem lösbarem Kupplungsstück,
6 den Kupplungsring mit Blende, Schiebehülse und Betätigungshülse im Schnitt entsprechend 1 bei entkuppelter Kupplung,
7 die Schiebehülse in einer perspektivischen Einzeldarstellung.
Wie sich zunächst aus 1 ergibt, ist das eine Kupplungsstück 10 einer Kupplung undrehbar mit einem daran angeschlossenen Kupplungsring 14 verbunden. In dem Kupplungsstück 10 ist ein Fließweg 11 ausgebildet, der in einem endseitigen Fließquerschnitt 12 des Kupplungsstückes 10 endet. Dieser Fließweg 11 ist mittels eines in den Querschnitt des Kupplungsstückes 10 eingesetzten Einsatzes 13 so ausgebildet, dass sich der Fließweg stetig in Richtung des endseitigen Fließquerschnittes 12 verjüngt, wobei der endseitige Fließquerschnitt 12 asymmetrisch zur Längsachse des Kupplungsstückes 10 angeordnet ist, somit nur in einer Hälfte des Gesamtquerschnittes des Kupplungsstückes 10. Selbstverständlich können das Kupplungsstück 10 und der Einsatz 13 auch in Form eines einstückigen Bauteils ausgebildet sein, so dass der Fließweg unmittelbar in dem Kupplungsstück ausgearbeitet ist. Die Form des endseitigen Fließquerschnitts entspricht in etwa einem halben Oval, wie aus 3, 4 oder 6 näher ersichtlich. Auf der dem an den Kupplungsring 14 angeschlossenen Kupplungsstück 10 abgewandten Seite weist der Kupplungsring 14 einen ringförmigen Fortsatz 51 mit einer davon umschlossenen Aufnahmeöffnung 15 auf, in die das andere Kupplungsstück 16 der herzustellenden Kupplung einsteckbar ist.
In dem Kupplungsring 14 ist eine Blende 17 drehbar angeordnet, die ebenfalls in einer asymmetrischen Anordnung eine Öffnung 18 aufweist, die eine gleiche Formgebung wie der endseitige Querschnitt 12 des Kupplungsstückes 10 hat. Über die Drehung der Blende 17 ist diese Öffnung 18 in eine Flucht mit dem endseitigen Querschnitt 12 des Kupplungsstückes 10 zu bringen (2), wodurch eine Offenstellung der Kupplung hergestellt ist, oder aber die Blende 17 befindet sich in der in 1 dargestellten Schließstellung, in welcher die Öffnung 18 außerhalb des endseitigen Fließquerschnittes 12 liegt. Soweit für eine Abdichtung der Blende 17 gegenüber der Stirnseite des Kupplungsstückes 10 zu sorgen ist, ist eine einteilige thetaförmige Dichtung 19 vorgesehen, deren Mittelsteg in der Längsachse von Kupplungsstück 10 und Kupplungsring 14 liegt und diese schneidet. Damit sind die relevanten Bereiche von Kupplungsstück 14 und Blende 17 in den beiden Funktionsstellungen der Blende 17 gleichermaßen abgedichtet.
Von der Blende 17 steht ein axialer Rohrabschnitt 20 in die Aufnahmeöffnung 15 des Kupplungsstückes 14 vor, der in seiner Formgebung an die Form der Öffnung 18 in der Blende 17 angepasst ist. Mit Abstand zu dem Rohrabschnitt 20 steht ebenfalls ein Bolzen 21 axial von der Blende 17 ab, dessen Länge größer bemessen ist als die Länge des Rohrabschnitts 20.
Im Hinblick auf eine entsprechend leichtgängige Drehung der Blende 17 gegenüber dem Kupplungsring 14 ist die Blende 17 in einem sie umschließenden Kugellager 22 drehbar gelagert, wobei in dem Kupplungsring 14 eine Bohrung 23 zum Einfüllen der Kugeln in das Kugellager 22 vorgesehen ist, die mittels einer Verschlussschraube 24 verschließbar ist.
Das in die Aufnahmeöffnung 15 zum Einkuppeln der Kupplung einsteckbare Kupplungsstück 16 weist an seiner Stirnseite eine Vertiefung 25 auf, in die eine Ventilscheibe 26 in einer drehbaren Anordnung eingelassen ist. Hierzu ist die Ventilscheibe 26 ebenfalls mittels eines Kugellagers 22 an dem Kupplungsstück 16 gelagert; entsprechend sind eine Bohrung 23 zum Einfüllen der Kugeln in das Kugellager 22 und eine Verschlussschraube 24 vorgesehen. Die Ventilscheibe 26 weist weiterhin in gleicher Weise wie die Blende 17 eine Öffnung 18 auf, die durch Drehung der Ventilscheibe 26 aus der in 1 dargestellten Schließstellung in die aus 2 ersichtliche Offenstellung der Kupplung verdreht werden kann, in der die Öffnung 18 der Ventilscheibe 26 mit dem zugeordneten endseitigen Querschnitt 12 des Kupplungsstückes 16 fluchtet. Hierzu ist das Kupplungsstück 16 in gleicher Weise mit Einsatz 13 und Fließweg 11 ausgebildet wie zum Kupplungsstück 10 beschrieben. Soweit die Ventilscheibe 26 stirnseitig gegen das Kupplungsstück 16 abzudichten ist, ist wiederum eine thetaförmige Dichtung 19 vorgesehen. Im Bereich ihrer Öffnung 18 weist die Ventilscheibe 26 eine Aufnahmeöffnung 50 zur Aufnahme des axialen Rohrabschnitts 20 beim Einstecken des Kupplungsstücks 16 in die Aufnahmeöffnung 15 auf derart, dass über den Rohrabschnitt 20 die jeweiligen Öffnungen 18 von Blende 17 und Ventilscheibe 26 bei eingekuppelter Kupplung miteinander verbunden sind. Zur Abdichtung des diesbezüglichen Fließweges ist an der die Aufnahmeöffnung 50 umschließenden Innenwandung der Ventilscheibe 26 ein Dichtungsring 27 angeordnet, der bei eingestecktem Kupplungsstück 16 gegen die Stirnseite des Rohrabschnitts 20 anliegt, so dass eine axiale Abdichtung des entsprechenden Fließweges gegeben ist. Weiterhin ist in der Ventilscheibe 26 eine Ausnehmung 21a zur Aufnahme des Bolzens 21 ausgebildet, in die der Bolzen 21 beim Einstecken des Kupplungsstückes 16 in die Aufnahmeöffnung 15 des Kupplungsringes 14 eintritt. Da der Bolzen 21 eine größere axiale Länge aufweist als der Rohrabschnitt 20, kommt der Bolzen 21 als erster in Kontakt mit der Ventilscheibe 26, so dass hierdurch eine Zentrierung der Ventilscheibe 26 gegenüber der in dem Kupplungsring 14 angeordneten Blende 17 stattfindet und eine Beschädigung des in die Aufnahmeöffnung 50 der Ventilscheibe 26 eintretenden Rohrabschnitts 20 vermieden ist.
Um eine unbeabsichtigte Verdrehung der Ventilscheibe 26 insbesondere in deren Schließstellung bei entkuppelter Kupplung zu vermeiden, ist in der Ventilscheibe 26 eine radiale Bohrung 28 ausgebildet, in der eine federbelastete Kugel 29 angeordnet ist. Dieser Kugel 29 sind in dem inneren, die Aufnahmeöffnung 50 umschließenden Umfangsrand der Ventilscheibe 26 Einsenkungen 30 zugeordnet, in denen die federbelastete Kugel 29 in den beiden Endstellungen der Ventilscheibe 26 verrastet, nämlich der Schließstellung gemäß 1 und der Öffnungsstellung gemäß 2.
Zum Festlegen des lösbaren Kupplungsstücks 16 an dem Kupplungsring 14 ist eine an sich bekannte Kugelsperre vorgesehen, die über eine auf dem Kupplungsring 14 verschiebbare Schiebehülse 31 steuerbar ist. In dem Fortsatz 51 des Kupplungsringes 14 sind über den Umfang verteilt Ausnehmungen zur Aufnahme von die Kugelsperre bildenden Kugeln 32 angeordnet, wobei an der Innenseite der Schiebehülse 31 entsprechend umlaufende Freimachungen 33 angeordnet sind. Wie an sich bekannt, können beim Einstecken des Kupplungsstückes 16 in die Aufnahmeöffnung 15 und entsprechend verschobener Schiebehülse 31 die Kugeln 32 radial nach außen in die zugeordneten Freimachungen 33 der Schiebehülse 31 eintreten, bis die Kugeln 32 bei eingestecktem Kupplungsstück 16 in eine auf der Außenseite des Kupplungsstücks 14 vorgesehene, umlaufende Verriegelungsnut 52 hineinfallen. Wird die federgesteuerte Schiebehülse 31 losgelassen, so rutschen die zwischen den Freimachungen 33 gelegenen Stege über die Kugeln 32 und legen dadurch – in an sich bekannter Weise – das Kupplungsstück 16 an dem Kupplungsring 14 fest.
Da wegen der asymmetrisch angeordneten Fließwege das lösbare Kupplungsstück 16 immer nur in einer richtigen Stellung in den Kupplungsring 14 eingekuppelt werden darf, ist am vorderen Ende des Fortsatzes 51 eine zusätzliche Kugel 34 als Führungselement angebracht, dem am vorderen Ende des Kupplungsstückes 16 eine außenliegende Aufnahmenut 35 zugeordnet ist, die sich zum vorderen Ende des Kupplungsstückes 16 hin in einen Trichter 36 erweitert (5). Mit dieser Gestaltung ist sichergestellt, dass das Kupplungsstück 16 immer nur in derjenigen Stellung in die Aufnahmeöffnung 15 des Kupplungsringes 14 eingeführt werden kann, in welcher auch die zugeordnete Aufnahmeöffnung 50 der Ventilscheibe 26 vor dem Rohrabschnitt 20 der Blende 17 liegt.
Zur Verdrehung der Blende 17 mit der im eingekuppelten Zustand der Kupplung daran gekoppelten Ventilscheibe 26 und damit zur Einstellung eines Öffnungszustandes beziehungsweise eines Schließzustandes der Kupplung ist eine Betätigungshülse 37 angeordnet, die auf der Außenseite der Schiebehülse 31 angeordnet ist. Die Betätigungshülse 37 ist über einen an ihr angebrachten Stift 38 an die Blende 17 gekoppelt, so dass eine Verdrehung der Betätigungshülse 37 in eine Verdrehung der Blende 17 umgesetzt wird. Um die Umfangs-Drehbewegung des die Schiebehülse 31 und den Kupplungsring 14 durchgreifenden Stiftes 38 zu ermöglichen, sind Schiebehülse 31 und Kupplungsring 14 mit einer umlaufenden Kulissenführung 41 versehen. Soweit dadurch eine Verdrehung der Schiebehülse 31 gegenüber dem Kupplungsring 14 zu vermeiden ist, ist an der Schiebehülse 31 ein Stift 46 angebracht, der in einer Nut des Kupplungsringes 14 läuft und somit eine Verdrehsicherung der Schiebehülse 31 gegenüber dem Kupplungsring 14 darstellt.
Ein Sicherheitsaspekt der erfindungsgemäßen Kupplung besteht weiter darin, dass eine Entkupplung durch Verschiebung der Schiebehülse 31 und Entnahme des Kupplungsstückes 16 aus dem Kupplungsring 14 jedenfalls im Öffnungszustand der Kupplung gemäß 2 verhindert sein soll. Wie sich dazu aus 7 ergibt, geht die umlaufende Kulissenführung 41 an dem Ende, an welchem der Stift 38 in seiner Endstellung steht, die dem Schließzustand der Kupplung beziehungsweise der Fließwege 11 in Kupplungsstücken 10, 16 entspricht, in einen axial verlaufenden Längsschlitz 42 über. An dem gegenüberliegenden Ende der umlaufenden Kulissenführung 41, an welchem der Stift 38 in der Öffnungsstellung der Kupplung steht, ist lediglich ein Stopploch 43 vorgesehen. Somit ist sichergestellt, dass die Schiebehülse 31 an dem Kupplungsring 14 nur dann verschoben werden kann, wenn der Stift 38 im Bereich des Längsschlitzes 42 steht, somit in einer der Schließstellung von Blende 17 und Ventilscheibe 26 entsprechenden Stellung. Befindet sich der Stift 38 dagegen im Stopploch 43, so entspricht dies seiner Endstellung in der Offenstellung der Kupplung, und in diesem Fall ist eine Verschiebung der Schiebehülse 31 und damit ein Entkuppeln der Kupplung nicht möglich.
Um weiterhin eine unbeabsichtigte Verdrehung der Betätigungshülse 37 zu verhindern, ist der Stift 38 zwischen einer Sicherungsposition und einer Betätigungsposition gegen Federwirkung axial verschiebbar. Wie sich dazu aus 1 und 2 ergibt, überragt der Stift 38 in seiner Sicherungsposition die Betätigungshülse 37 mit einem Ende nach außen, wobei an diesem Ende ein Druckknopf 39 angebracht ist, dem auf dem äußeren Umfang der Betätigungshülse 37 eine Vertiefung 40 zugeordnet ist. Durch Druck auf den Druckknopf 39 bis zu dessen Eintritt in die Vertiefung 40 findet also zunächst eine axiale Verschiebung des Stiftes 38 in der Kulissenführung 41 statt. Zur Ausbildung der Sicherungsposition ist der Stift 38 mit einer die umlaufende Kulissenführung 41 seitlich überragenden Verdickung 44 ausgebildet, die in der nach außen verschobenen Sicherungsstellung des Stiftes 38 jeweils in dem Schlitz 42 beziehungsweise dem Stopploch 43 zu liegen kommt, so dass in der axial nach außen verschobenen Stellung der Stift 38 nicht längs der umlaufenden Kulissenführung 41 bewegbar ist. Wird der Stift 38 axial nach innen verschoben, so kommt die Verdickung 44 aus dem Längsschlitz 42 beziehungsweise dem Stopploch 43 frei und kann nun in einen zwischen der Schiebehülse 31 und dem Kupplungsring 14 in diesem Bereich angeordneten Schlitz 45 eintreten, so dass bei eingedrücktem Stift 38 die in dem Schlitz 45 umlaufende Verdickung 44 des Stiftes die Drehung des Stiftes 38 in der Kulissenführung 41 nicht hindert. In beiden Endstellungen des Stiftes 38 allerdings wird der Stift 38 nach außen gedrückt, so dass die Verdickung 44 jeweils mit dem Längsschlitz 42 beziehungsweise dem Stopploch 43 verrastet.
Ausgehend von der in 1 dargestellten Position wird die Kupplung eingekuppelt, indem beispielsweise der Kupplungsring 14 mit dem daran angeschlossenen Kupplungsstück 10 auf das andere Kupplungsstück 16 gedrückt wird, welches dabei in die Aufnahmeöffnung 15 des Kupplungsringes 14 eintritt. Hierbei zentriert die Kugel 34 durch Eintritt in Trichter 36 und Nut 35 des Kupplungsstückes 16 das Kupplungsstück 10 bei seinem Eintritt in die Aufnahmeöffnung 15. Durch Verschiebung der Schiebehülse 31 auf das Kupplungsstück 16 zu und damit in Übereinstimmung mit der Einkupplungsrichtung kommt die in der Darstellung von 1 und 2 innere, linke Freimachung 33 über den zugeordneten Kugeln 32 zu liegen, so dass diese radial nach auswärts treten können und das Einschieben des Kupplungsstückes 16 ermöglichen. Bei Erreichen der an dem Kupplungsstück 16 befindlichen Verriegelungsnut 52 rasten die Kugeln 32 ein, und nach Loslassen der Schiebehülse 31 werden die Kugeln 32 in deren Verriegelungsstellung in der Verriegelungsnut 52 des Kupplungsstückes 16 fixiert. Bei diesem Kupplungsvorgang hat ferner der Bolzen 21 das Kupplungsstück 16 durch Eintritt in die Ausnehmung 21a der Ventilscheibe 26 zentriert, so dass der Rohrabschnitt 20 der Blende 17 in die Aufnahmeöffnung 50 der Ventilscheibe 26 passt, so dass insoweit der Fließweg zwischen Blende 17 und Ventilscheibe 26 geschlossen ist.
Soweit sich nach Beendigung des Kupplungsvorganges die Kupplung in geschlossenem Zustand befindet, kann durch Eindrücken des Druckknopfes 39 der Stift 38 in der Kulissenführung 41 gedreht werden, wodurch die aneinander gekoppelte Blende 17 und Ventilscheibe 26 gemeinsam in eine Öffnungsstellung gedreht werden, in der ihre Öffnungen 18 mit den jeweiligen endseitigen Fließquerschnitten 12 von Kupplungsstück 10 und Kupplungsstück 16 fluchten.
Zum Entkuppeln der Kupplung wird wiederum durch Betätigung des Druckknopfes 39 mit Stift 38 die Blende 17 mit Ventilscheibe 26 in deren Schließstellung verdreht, wonach die Schiebehülse 31 nun in der Darstellung der 1 nach links, also in Entkupplungsrichtung, verschoben wird, so dass die außenliegende, rechte Freimachung 33 den radialen Austritt der Kugeln 32 aus der Verriegelungsnut 52 des Kupplungsstückes 16 ermöglicht, so dass das Kupplungsstück 16 aus der Aufnahmeöffnung 15 des Kupplungsringes 14 herausgezogen werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008/114048 A2 [0002, 0004]

Claims

Kupplung für Leitungen zur Durchleitung eines Mediums bestehend aus zwei mit den Leitungsenden zu verbindenden und aneinander mittels eines Kupplungsringes festlegbaren Kupplungsstücken, wobei ein Kupplungsstück fest an den Kupplungsring angeschlossen und das andere Kupplungsstück lösbar an den Kupplungsring anschließbar ist, wobei die Kupplungsstücke an ihren einander gegenüberliegenden Enden einen auf weniger als die Hälfte ihres Eingangsquerschnitts reduzierten und asymmetrisch in einer Querschnittshälfte angeordneten endseitigen Fließquerschnitt aufweisen und der Kupplungsring eine senkrecht zur Längsachse der Kupplungsstücke angeordnete Blende und zwei beidseitig an die Blende anschließende Aufnahmeöffnungen für die Enden der Kupplungsstücke aufweist, und wobei die Blende eine entsprechend asymmetrisch angeordnete und in der Offenstellung der Kupplung in einer Flucht mit den endseitigen Fließquerschnitten der Kupplungsstücke stehende Öffnung aufweist und in der durch Verdrehung der Blende gegenüber den Kupplungsstücken herbeigeführten Schließstellung die endseitigen Fließquerschnitte der Kupplungsstücke versetzt gegenüber der in der Blende angeordneten Öffnung gelegen und dadurch abgesperrt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (17) in dem mit dem einen Kupplungsstück (10) undrehbar verbundenen Kupplungsring (14) drehbar gelagert und mit ihrer Öffnung (18) gegenüber dem endseitigen Fließquerschnitt (12) des Kupplungsstücks (10) zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung mittels einer Betätigung verdrehbar ist, und dass in der Stirnseite des anderen, lösbar mit dem Kupplungsring (14) zu verbindenden Kupplungsstücks (16) eine gesonderte Ventilscheibe (26) mit einer der in der Blende (17) ausgebildeten Öffnung (18) entsprechenden Öffnung (18) angeordnet ist, die bei in den Kupplungsring (14) eingestecktem Kupplungsstück (16) über eine Formschlussverbindung an die Blende (17) im Sinne einer gemeinsamen Drehung gekoppelt ist und in der Offenstellung der Kupplung mit der Öffnung (18) der Blende (17) fluchtet und den endseitigen Fließquerschnitt (12) des sie halternden Kupplungsstücks (16) freigibt und diesen in der Schließstellung verschließt.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung zur drehfesten Verbindung von Blende (17) und Ventilscheibe (26) aus einem an der Blende (17) axial vorstehend angeordneten und beim Einstecken des Kupplungsstücks (16) in die Aufnahmeöffnung (15) des Kupplungsringes (14) in eine Ausnehmung (21a) der Ventilscheibe (26) eintretenden Bolzen (21) besteht.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Öffnung (18) der Blende (17) ein an die Form der Öffnungen (18) in Blende (17) und Ventilscheibe (26) angepasster axial vorstehender Rohrabschnitt (20) anschließt, der beim Einstecken des Kupplungsstücks (16) in eine an der Ventilscheibe (26) ausgebildete Aufnahmeöffnung (50) eintritt und die Öffnungen (18) von Blende (17) und Ventilscheibe (26) miteinander verbindet.
Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Rohrabschnitts (20) gegen die Ventilscheibe (26) eine Dichtung (27) vorgesehen ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Bolzen (21) eine größere axiale Erstreckung aufweist als der vorstehende Rohrabschnitt (20).
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (26) in einer stirnseitig in das Kupplungsstück (16) eingelassenen Vertiefung (25) mittels eines zwischengeschalteten Kugellagers (22) drehbar gelagert ist.
Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (26) in ihrer Offenstellung und in der Schließstellung mittels einer Raste in der Vertiefung (25) des Kupplungsstückes (16) festgelegt ist.
Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Raste aus einer in einem radial verlaufenden Kanal (28) angeordneten, federbelasteten Kugel (29) besteht, die mit entsprechend in der außenliegenden Wandung der Vertiefung (25) eingelassenen Einsenkungen (30) verrastet.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (17) in dem Kupplungsring (14) mittels eines zwischengeschalteten Kugellagers (22) drehbar gelagert ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Blende (17) und Ventilscheibe (26) gegenüber den Kupplungsstücken (10, 16) jeweils mittels einer einteiligen thetaförmigen Dichtung (19) abgedichtet sind, deren Mittelsteg in der Längsachse von Blende (17) und Verschlussscheibe (26) positioniert ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das in die zugeordnete Aufnahmeöffnung (50) des Kupplungsringes (14) eingesteckte Kupplungsstück (16) an dem Kupplungsring (14) über eine mittels einer äußeren Schiebehülse (31) steuerbaren Kugelsperre festlegbar ist.
Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem stirnseitigen Endbereich der das einsteckbare Kupplungsstück (16) aufnehmenden Aufnahmeöffnung (50) des Kupplungsringes (14) wenigstens ein zusätzlicher, in die Bewegungsbahn des Kupplungsstückes (16) hervorstehender Vorsprung (Kugel 34) angeordnet ist, dem passend wenigstens eine in dem Kupplungsstück (16) ausgebildete Nut (35) zur Aufnahme des Vorsprunges zugeordnet ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung für die Blende (17) aus einer außen auf die Schiebehülse (31) drehbar aufgesetzten Betätigungshülse (37) besteht, die über einen von ihr ausgehenden radial angeordneten Stift (38) drehfest mit der Blende (17) verbunden ist.
Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (38) bei der Drehbewegung der Betätigungshülse (37) zwischen seinen der Offenstellung der Blende (17) einerseits und deren Schließstellung andererseits entsprechenden Endstellungen in einer in der Schiebehülse (31) und in dem Kupplungsring (14) jeweils ausgebildeten umlaufenden Kulissenführung (41) bewegbar ist.
Kupplung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (38) zwischen einer Sicherungsposition und einer Betätigungsposition gegen Federwirkung axial verschiebbar ist.
Kupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (38) in seiner Sicherungsposition die Betätigungshülse (37) mit einem Ende nach außen überragt und ein an diesem Ende angebrachter Druckknopf (39) bei der axialen Verschiebung des Stiftes (38) in dessen Betätigungsposition in eine an der Betätigungshülse (37) ausgebildete Vertiefung (40) einschiebbar ist.
Kupplung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (38) in seiner Sicherungsstellung mit einer die umlaufende Kulissenführung (41) seitlich überragenden Verdickung (44) in in der Schiebehülse (31) ausgebildeten und in den Endstellungen des Stiftes (38) angeordneten Rastausnehmungen verrastbar ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (31) nur bei in der Schließstellung stehender Blende (17) und dadurch bewirkter Stellung des Stiftes (38) verschiebbar ist.
Kupplung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Stellung des Stiftes (38) in der Schließstellung der Blende (17) zugeordneten Ende der Kulissenführung (41) die Kulissenführung (41) in einen sich in axialer Richtung erstreckenden und den Stift (38) aufnehmenden Schlitz (42) übergeht, der eine axiale Verschiebung der Schiebehülse (31) relativ zum Stift (38) ermöglicht.