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Die Erfindung betrifft eine Kupplung für einen Hochdruckschlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Kupplungen sind für den Bergbaubereich durch DIN 20043 genormt und mit dem Begriff Steck-O auf dem Markt.
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Einzelheiten sind in DIN 20043 dargelegt.
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Es kommt vor, dass die Kupplungsklammer 3 sich aus ihrer Fixierposition herausarbeiten, z. B. durch Relativdrehung von Stecknippel und Steckmuffe oder Erschütterungen, verbunden mit sehr hohen Drücken (400 bar).
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Es werden daher Sicherungen für die Kupplungsklammer verlangt.
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Denkbar hierfür ist ein Überwurfbügel mit zwei elastischen Schenkeln, die auf die Kupplung geklipst werden und in dieser Position die Kupplungsklammer in ihrer Halteposition festhalten sollen. Nachteil einer solchen naheliegenden Ausführung ist, dass die Haltekraft nicht größer als die Aufschiebekraft sein kann.
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Denkbar ist auch die Sicherung durch Umschlingen der Kupplungsklammer in ihrer Halteposition mit einem Klebeband oder sonstigen Band, Klemmring oder dergl. Dies ist keine Lösung, die den Anforderungen des Untertagebetriebs gerecht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Sicherung zu entwickeln, die Haltekräfte aufbringen kann, die wesentlich größer als die Kraft zum Anbringen der Sicherung sind und dazu in keinem Verhältnis stehen; die Sicherung soll ohne Werkzeuge angelegt werden können, der richtige Sitz soll von außen durch Augenschein überprüfbar sein; die Sicherung soll für den Untertagebetrieb geeignet sein.
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Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
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Sie ergibt eine formschlüssige Festlegung der Kupplungsklammer. Formschlüssig wird hier in einem erweiterten Sinne gebraucht und beinhaltet zum einen den Formschluß zwischen dem Sicherungsbügel und der Kupplung, d. h. entweder Steckmuffe oder Stecknippel, zum anderen aber auch die Aufbringung von Haltekräften, die außer Verhältnis zu den für das Anbringen des Sicherungsbügels erforderlichen Kräften stehen. Bei der Lösung werden die einzelnen Elemente des Sicherungsbügels durch die Besonderheiten ihrer Funktion definiert und zwar besitzt der Sicherungsbügel
- – eine Stützbasis, mit welcher er sich in seiner Sicherungsposition an der Kupplung formschlüssig abstützt an der Seite, welche von der U-Basis der Kupplungsklammer abgewandt ist;
- – zumindest einen achsparallelen Stützarm, mit dem er in seiner Sicherungsposition auf der U-Basis formschlüssig aufliegt und dabei die Gegenkraft zu der Stützbasis und gleichzeitig die Haltekraft auf die U-Basis der Kupplungsklammer ausübt,
- – zweiseitig formschlüssige Axialanschläge, mit welchen der Sicherungsbügel
- – gegen Axialbewegung in beiden Richtungen gesichert ist.
- – Ein Verbindungselement, welches Stützarm und Stützbasis federnd mit einander verbindet.
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Die Ansprüche 2 und 3 betreffen vorteilhafte Ausbildungen der Stützbasis. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass der Sicherungsbügel von der Seite her, also bei geschlossener Kupplung aufgelegt werden kann, trotzdem aber geeignet ist, eine praktisch unbegrenzte Haltekraft auf die Stützarme und die Kupplungsklammer zu übertragen, aber auch selbst formschlüssig in seiner Halteposition festgehalten wird.
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Die Lösung nach Anspruch 3 kommt zum Tragen, wenn der Sicherungsbügel schon beim Schließen der Kupplung eingebaut wird. Dieser Sicherungsbügel hat den Vorteil, dass er praktisch unverlierbar ist und bei geschlossener Kupplung unbegrenzte Haltekräfte ausüben kann. Sie sind auch von der Außenkontur der Steckmuffe unabhängig.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 4 zeichnet sich durch ihre Einfachheit aus, hat aber -abhängig vom Material und der Härte des Drahtes ebenfalls die Fähigkeit, große Widerstandskräfte auf die Stützarme und die Kupplungsklammer auszuüben. Der Draht kann in sich geschlossen sein. Die beiden Enden können sich wie ein Schlüsselbundring überlappen oder miteinander verschweißt oder verbunden sein. In diesem Falle muß der Sicherungsbügel vor dem Schließen der Kupplung über den Stecknippel gestülpt werden.
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Der Draht kann aber auch nach einer Seite hin eine Öffnung bilden, mit welcher der Sicherungsbügel bei geschlossener Kupplung in seine Sicherungsposition gelegt werden kann.
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Die Ansprüche 5 bis 6 betreffen Weiterbildungen der Stützarme. Es handelt sich jeweils um zwei achsparallele auf der U-Basis formschlüssig aufliegende Stützarme. Diese Stützarme haben einen Abstand, der kleiner ist als der Abstand der Halteschenkel der Kupplungsklammer, jedoch so groß, dass die U-Basis der Halteklammer die gemeinsame Ebene der beiden Stützarme durchdringt, wenn die Stützarme beidseits der Mitte auf der U-Basis der Halteklammer aufliegen.
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In der Ausbildung nach Anspruch 5 ist das Verbindungsteil zwischen Stützbasis und Stützarmen blechförmig ausgebildet. Durch axial gerichtete Abknickung des Verbindungsteils entstehen aus einem Stück auch die zwei achsparallelen Stützarme.
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In der Ausbildung nach Anspruch 6 ist das Verbindungsteil zwischen Stützbasis und Stützarmen drahtförmig ausgebildet. Durch axial gerichtete Abknickung des Verbindungsteils des Drahtes entstehen aus einem Stück auch die zwei achsparallelen Stützarme.
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Die Ansprüche 7 bis 8 betreffen Weiterbildungen der Axialanschläge, durch welche der Sicherungsbügel in seiner Halteposition in axialer Richtung festgelegt wird.
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Nach Anspruch 7 ist das Verbindungsteil als Blech ausgeführt. Die formschlüssigen Axialanschläge werden durch Stege gebildet, welche von den freien Enden der achsparallelen Stützarme ausgehen, und zwar auf zumindest der Seite der U-Basis der Halteklammer welche von dem in seiner Sicherungsposition befindlichen Sicherungsbügel abgewandt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Sicherungsbügel sehr einfach und ohne Werkzeug in seine Sicherungsposition gedrückt werden, indem die Stege an der U-Basis der Halteklammer hinaufgeschoben werden, bis sie über den Außenumfang der U-Basis hinweggleiten und dahinter radial zurückfallen und einen Axialanschlag bilden. Dabei können sich die Stege mit ihren Spitzen berühren oder einen geschlossenen Steg derart bilden, dass die Stützarme durch einen gemeinsamen Steg mit einander verbunden sind. Diese Ausführung eignet sich insbesondere in Kombination mit den Ausbildungen der Stützbasis nach Anspruch 3 und der Stützarme nach Anspruch 5, wenn das Verbindungselement blechförmig ausgeführt wird.
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In dieser Kombination wird der Sicherungsbügel durch ein Blechteil gebildet, das zum einen ein rundes Loch besitzt, mit welchem das Blech über den Stecknippel gestülpt wird, und das zum anderen eine Abknickung und in dem abgeknickten Bereich ein rechteckiges Fenster besitzt. In der Sicherungsposition dieses Sicherungsbügels durchdringt die U-Basis der Kupplungsklammer dieses Fenster teilweise bis die Kanten der schmalen Seiten auf der U-Basis der Kupplungsklammer als Stützarme aufliegen und zumindest die eine lange Kante den Axialanschlag für die Sicherungsposition bildet.
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Auch die Axialanschläge für die Gegenrichtung können bei dieser blechförmigen Ausführung durch derartige von den Stützarmen ausgehende Stege oder Verbindungsstege gebildet werden, welche von den vorderen Stegen einen Abstand von etwas mehr als die Dicke der Kupplungsklammer haben, so dass die schmalen Seiten dieses Fenster die Länge etwa der Dicke der Kupplungsklammer haben.
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Diese Ausführung eignet sich überdies für eine Kombination mit Anspruch 2.
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Die formschlüssigen Axialanschläge für die Gegenrichtung können bei der blechförmigen Ausführung nach Ansprüchen 3, 5, 7 wie auch der drahtförmigen Ausführung aber auch dadurch gebildet werden, dass das Verbindungselement in der Sicherungsposition an einen Bund der Kupplung, z. B. der Steckmuffe anschlägt.
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Die Ausführung der Axialanschläge nach Anspruch 8 eignet sich für blechförmige und für drahtförmige Ausführungen des Sicherungsbügels.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Kupplung nach DIN 20043
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2 und 3 einen Sicherungsbügel der von der Seite her eingelegt werden kann
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4 eine Ansicht eines Details aus 2, 3
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5 und 6 blechförmige Sicherheitsbügel in Ansicht mit den Sequenzen A, B, C, welche jeweils eine Position beim Anlegen des Sicherheitsbügels im Längsschnitt der Kupplung zeigen,
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7 und 8: drahtförmige Sicherheitsbügel in Ansicht
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Die Figuren A-B-C zeigen die Sequenzen der Positionen des Sicherheitsbügels nach
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5 bzw. 6 bzw. 7 bzw. 8 beim Anlegen des Sicherheitsbügels im Längsschnitt der Kupplung.
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Es werden folgende Bezugszeichen verwandt:
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stecknippel
- 2
- Steckmuffe
- 3
- Kupplungsklammer
- 4
- O-Ring
- 5
- Stützring
- 6
- Fassung
- 7
- Schlauch, Hochdruckschlauch
- 8
- Halteschenkeln
- 9
- bogenförmige U-Basis
- 10
- Haltenut
- 11
- zwei parallele Haltelöcher
- 12
- Sicherungsbügel
- 13
- Stützbasis
- 14, 15
- Stützarm
- 16, 17
- Axialanschläge
- 18
- Verbindungselement
- 19
- Verbindungsteil
- 20
- abgekanteter Bereich
- 21
- Loch
- 22
- Abkantung
- 23
- Gleitkante
- 24
- Verbindungsdrahtstück
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Nach 1 besteht die Kupplung aus zwei Teilen. Dabei wird das Ende des Hochdruckschlauchs mittels einer Fassung 6 mit einem Kupplungsstück, genannt Stecknippel 1 verbunden. Der Stecknippel 1 wird in eine Kupplungsmuffe – genannt Steckmuffe 2 – gesteckt und darin durch einen O-Ring 4 abgedichtet und durch einen Haltebügel – genannt Kupplungsklammer 3 – axial festgelegt.
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Die Kupplungsklammer 3 ist ein U-förmig gebogener Stahldraht mit zwei im wesentlichen geraden U-Schenkeln, welche durch eine bogenförmige U-Basis mit einander verbunden sind. Der Abstand der Schenkel entspricht dem Abstand zweier Löcher, Haltelöcher 11 und dem Durchmesser einer Haltenut 10, welche auf dem Umfang des Stecknippels 1 gebildet ist. Die U-Schenkel werden durch die beiden Haltelöcher 11 der Steckmuffe 2 gesteckt. Im eingesteckten Zustand greifen die Schenkel der Kupplungsklammer 3 tangential zu dem Nutengrund in die Haltenut 10 des Stecknippel 1 ein. Dadurch wird der Stecknippel 1 in der Steckmuffe 2 axial gesichert.
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Die Kupplungsklammer 3 kann durch Erschütterungen in Verbindung mit den hohen auf sie wirkenden Kräften aus ihrer Halteposition rutschen. In diesem Fall löst sich die Kupplung.
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Um das Herausfallen der Kupplungsklammer 3 zu verhindern, wird sie nach der Erfindung durch einen Sicherungsbügel 12 in ihrer Halteposition gehalten. Dieser Sicherungsbügel weist in allen Ausführungen nach den 2 bis 7 folgende Merkmale auf:
In seiner Sicherungsposition stützt Sicherungsbügel 12 sich mit einer Stützbasis 13 an der von der U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 abgewandten Seite der Kupplung formschlüssig ab.
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Der Sicherungsbügel 12 liegt dabei mit zumindest einem achsparallelen Stützarm 14, 15 auf der U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 formschlüssig auf.
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Er ist gegen Axialbewegung durch zweiseitige formschlüssige Axialanschläge 16, 17 gesichert.
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Stützarm 14 bzw. Stützarme 14 und 15 einerseits und die Stützbasis 13 andererseits sind federnd mit einander verbunden.
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Das Sicherüngselement 12 nach dieser Erfindung besitzt also in allen Ausführungen
- – eine Stützbasis 13, welche die Kupplung – und zwar: entweder den Stecknippel oder die Steckmuffe im Bereich der Kupplungsklammer 3 auf der von der U-Basis der Kupplungsklammer abgewandten Seite untergreift.
- – Achsparallele Stützarme 14, 15, welche die Kupplungsklammer 3 mit formschlüssigem Griff übergreifen.
- – Ein Verbindungsteil 18, welches Stützbasis und Stützarme federelastisch mit einander verbindet.
- – Axialanschläge 16, 17, welche das Sicherungselement in axialer Richtung in der Sicherungsposition formschlüssig festlegen.
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Für die einzelnen Ausführungen der Erfindung nach den 2 bis 7 gelten folgende Besonderheiten:
Nach 2, 3 und 4 ist der Sicherungsbügel 12 ein Blechstreifen von – wie 4 zeigtrelativ geringer Breite. Der Blechstreifen ist ausgehend von dem Verbindungsteil 18 mit zwei Schenkeln abgewinkelt. Ein mit ca. 90° abgewinkelter Schenkel besitzt eine rechteckige längliche Ausnehmung mit Schmalkanten und Längskanten. Diese Schmalkanten sind so dimensioniert, dass sie etwa der Dicke der Kupplungsklammer 3 entsprechen. Die Längskanten sind kürzer als der Abstand der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer, jedoch größer als der halbe Abstand.
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Mit dieser Ausnehmung kann der Schenkel des Sicherungsbügels 12 über die U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 gesteckt werden, so dass die U-Basis 9 in die Ausnehmung hineinragt. Dabei liegen die Schmalkanten als Stützarme 14, 15 auf der U-Basis auf und halten diese in ihrem eingesteckten Zustand fest. Die Längskanten wirken als Axialanschläge 16, 17, die den Sicherungsbügel 12 in seiner Sicherungsposition halten.
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Der andere Schenkel ist in der Ausführung nach 2 weniger als 90° abgewinkelt.
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Er liegt in der Sicherungsposition tangential an der Seite der Steckmuffe 2 an, welche von der U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 abgewandt ist, und bildet die Stützbasis 13, mit welcher der Sicherungsbügel 12 die Steckmuffe umgreift. Um das seitliche Abrutschen zu verhindern, ist dieser Schenkel in dieser Lage dadurch gesichert, dass dabei das Ende einer der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer 3 ein Loch 21 in diesem Schenkel durchdringt.
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Der andere Schenkel ist in der Ausführung nach 3 mit ca. 90° abgewinkelt. Er liegt in der Sicherungsposition im wesentlichen parallel zu dem anderen Schenkel tangential an der Seite der Steckmuffe 2 an, welche von der U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 abgewandt ist. In dieser Lage kann er ebenfalls dadurch gesichert werden, dass das Ende einer der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer 3 ein Loch 21 in diesem Schenkel durchdringt.
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Für 2 bis 4 gilt: Zum Anlegendes Sicherungsbügel 12 wird zunächst das freie Ende des Halteschenkels 8 in das Loch 21 eingefädelt und sodann der Verbindungsteil 18 in Richtung der Steckmuffe gedrückt. Dabei schiebt sich der andere abgewinkelte Schenkel auf die U-Basis 9 des Sicherungsbügel 12 hinauf, bis die U-Basis 9 in die Ausnehmung einrastet und die Schmalkanten die radialen Stützarme 14, 15 und die Längskanten die Axialanschläge 16, 17 bilden. Bei den Ausführungen nach 5 und 6 ist der Sicherungsbügel 12 eine Blechplatte mit einem Loch. Zum Anlegen des Sicherungsbügels in seine Sicherungsposition vor dem Verschließen der Kupplung wird der Sicherungsbügel 12 mit dem Loch über den Stecknippel 1 gestülpt. Die von der bogenförmigen U-Basis der Halteklammer abgewandten Umfangskante des Lochs bildet sodann die Stützbasis 13, welche den Sicherungsbügel 12 an der Kupplung formschlüssig abstützt. Das Blech bildet die federnde Verbindung 18 zwischen der Stützbasis 13 und der nun zu beschreibenden radialen und axialen Abstützung d. h. Stützarme 14, 15 und Axialanschläge 16, 17.
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Bei der Ausführung nach 5 ist das Blech oberhalb des Lochs mit ca. 90° abgekantet. Der abgekantete Bereich 20 besitzt eine rechteckige längliche Ausnehmung mit Schmalkanten und Längskanten. Diese Schmalkanten sind so dimensioniert, dass sie etwa der Dicke der Kupplungsklammer 3 entsprechen. Die Längskanten sind kürzer als der Abstand der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer, jedoch größer als der halbe Abstand.
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Mit dieser Ausnehmung kann der abgekantete Bereich 20 des Sicherungsbügels 12 über die U-Basis 9 der Kupplungsklammer 3 gesteckt werden, so dass die U-Basis 9 in die Ausnehmung hineinragt. Dabei liegen die Schmalkanten als Stützarme 14, 15 auf der U-Basis auf und halten diese in ihrem eingesteckten Zustand fest. Die Längskanten wirken als Axialanschläge 16, 17, die den Sicherungsbügel 12 in seiner Sicherungsposition halten.
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Um das Aufschieben auf die U-Basis 9 der Halteklammer zu erleichtern bzw. ohne Werkzeug zu ermöglichen, besitzt der abgekantete Bereich 20 des Blechs an seiner Vorderseite eine aufgerichtete Abkantung 22, die beim Anlegen des Sicherungsbügels an der U-Basis 9 hinaufgleitet.
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Bei der Ausführung nach 6 ist das Blech oberhalb des Lochs mit ca. 90° derart axial gerichtet abgekantet, daß zwei achsparallele auf der U-Basis 9 formschlüssig beidseits der Mitte aufliegende Stützarme 14, 15 gebildet werden. Diese sind durch das blechförmiges Verbindungsteil 18 mit der Stützbasis 13 verbunden.
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Ihr Abstand ist kürzer als der Abstand der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer, jedoch größer als der halbe Abstand.
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Die Stützarme besitzen auf ihrer axialen Vorderseite formschlüssige Axialanschläge 16, 17. Diese werden durch radiale Vorsprünge gebildet werden, welche von den achsparallelen Stützarme radial nach innen auskragen. Ein derartiger Vorsprung ist auf zumindest der Seite der U-Basis 9 der Halteklammer 3 erforderlich, welche von dem in seiner Sicherungsposition befindlichen Sicherungsbügel abgewandt ist. Dieser Vorsprung besitzt auf seiner nach vom weisenden Seite eine schräge Gleitkante 23. Wenn der Sicherungsbügel in seine Sicherungsposition in seine Sicherungsposition gebracht werden soll, gleiten diese Gleitkanten 23 an der U-Basis der Halteklammer hinauf und heben die radialen Vorsprünge hinüber. Sodann fallen die Vorsprünge hinter der U-Basis 9 radial über der U-Basis 9 zurück und bilden einen Axialanschlag 16.
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Der andere Axialanschlag 17 wird dadurch gebildet, dass jeder Stützarm 14, 15 in zwei Stufen axial gerichtet abgekantet ist, wobei jede Stufe weniger als 90° abgekantet ist. Die vordere Abkantung besitzt eine Breite, die etwa der Dicke der Halteklammer entspricht. Dadurch bildet die erste Stufe der Abkantung den Axialanschlag 17 für die axiale Gegenrichtung zu Axialanschlag 16, wie aus 6C ersichtlich.
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Bei den Ausführungen nach 7 bzw. 8 ist der Sicherungsbügel ein vielfach gebogener Draht. ist, Er bildet eine Stützbasis 13 und zwei achsparallele auf der U-Basis 9 formschlüssig aufliegende Stützarme 14, 15, welche durch ein drahtförmiges Verbindungsteil 18 mit einander verbunden sind. Die Stützbasis 13, welche in der Sicherungsposition sich auf der von der U-Basis der Halteklammer abgewandten Seite an die Kupplung anschmiegt und an dieser. formschlüssig abstützt, wird durch eine entsprechende Biegung des einen Endes des Verbindungsteils 18 des Drahtes erzeugt. An dem anderen Ende besitzt der Verbindungsteil 18 zwei axial gerichtete Abknickungen, welche zwei achsparallele Stützarme 14, 15 bilden, welche durch ihren Abstand beidseits der Mitte auf der U-Basis 9 der Halteklammer 3 aufliegen. Bei der Ausführung nach 7A ist der Draht an diesem Ende mehrfach mit je 90° abgeknickt, so dass er die beiden parallelen in einer Ebene liegenden Stützarme 14, 15 bildet, welche durch ein Stück des Drahtes mit einander verbunden sind. Dieses Verbindungsdrahtstück 24 bildet einen Axialanschlag 16 zur Sicherung des Sicherungsbügels gegen die Axialbewegung in der einen Richtung. Der Draht ist an seinem Ende noch einmal um 90° radial nach innen abgeknickt und bildet mit diesem Ende den zweiten Axialanschlag 17.
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Die Biegung erfolgt so, dass der Abstand der Axialanschläge 16, 17 der Dicke der Kupplungsklammer 3 entspricht, und dass der Abstand der Stützkanten 14, 15 kürzer als der Abstand der Halteschenkel 8 der Kupplungsklammer, jedoch größer als der halbe Abstand ist.
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Bei den Ausführung nach 7 ist der Draht offen. Das hat den Vorteil, dass er auch bei geschlossener Kupplung, also im Betrieb angelegt werden kann. Er muß entsprechend steif sein.
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Bei den Ausführung nach 8 ist der Draht wie ein Schlüsselbundring mit überlappenden Enden – oder (hier nicht gezeigt) mit verschweißten Endengeschlossen, ansonsten aber gebogen, wie zuvor beschrieben.
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Die Sequenzen zum Anlegen des Sicherungsbügels sind in den Nebenfiguren A-B-C gezeigt und im wesentlichen für die Ausführungen nach 5–8 gleich. Zunächst wird die Stützbasis 13 an die Unterseite der Steckmuffe 2 gelegt. Das geschieht bei 5, 6 und 8 bei geöffneter Kupplung, indem der Sicherungsbügel mit seinem auf die Steckmuffe 2 geschoben wird. Bei der Ausführung nach 7 kann die Kupplung geschlossen sein. Der Sicherungsbügel wird mit seiner seitlichen Öffnung über die Steckmuffe geschoben. In Sequenz A wird der Sicherungsbügel axial gegen die Halteklammer gedrückt, so dass er mit Abkantung 22, Gleitkante 23 oder Verbindungsdrahtstück 24 an dem U-Bügel 9 hinauf gleitet, in Sequenz C mit seiner Vorderkante über ihn hinweg gleitet und sodann in Sequenz C radial nach innen zurückfällt. Damit legen sich die Stützarme 14, 15 radial auf und die Axialanschläge 16, 17 axial vor bzw. hinter den U-Bügel der Halteklammer.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 20043 [0001]
- DIN 20043 [0002]
- DIN 20043 [0025]
