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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsteil einer Trockenkupplung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Trockenkupplung mit einem solchen Kupplungsteil.
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Trockenkupplungen werden für Schlauch- und Rohrleitungen zum Durchleiten von Flüssigkeiten und Gasen verwendet. Die Trockenkupplungen sind dabei so ausgebildet, dass ihre beiden Kupplungshälften bzw. Kupplungsteile dichtend und fest miteinander verbunden werden und wieder gelöst werden können. Dabei werden gleichzeitig innenliegende Absperrventile beim Kuppeln geöffnet und beim Trennen wieder geschlossen. Üblicherweise erfolgt dies durch eine Drehbewegung der beiden Kupplungsteile zueinander. Durch die Absperrventile wird verhindert, dass im getrennten Zustand Flüssigkeit oder Gase aus den Schlauch- oder Rohrleitungen austreten.
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Trockenkupplungen dieser Art werden vorwiegend für das Umfüllen von Gasen, Mineralöl und chemischen Produkten von ortsfesten in ortsbewegliche Tanks, z. B. Tanklastwagen, Kesselwagen oder Behälter verwendet.
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Die bekannten Absperrventile sind als bewegliche Ventilkolben ausgebildet. Bei der Bewegung der Ventilkolben bewegen sich diese gegen das in den Kupplungsteilen bzw. den sich daran anschließenden Rohrleitungen anstehende Fluid. Der sich bewegende Ventilkolben verdrängt eine gewisse Fluidmenge. Wenn es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit handelt, muss diese aufgrund ihrer Inkompressibilität anderweitig Raum finden. Ist hierfür keine Möglichkeit vorgesehen, müssen zur Betätigung der Trockenkupplung übermäßige Kräfte aufgewandt werden, welche zu einer Beschädigung der Kupplung führen können und diese unbrauchbar machen können.
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Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, Überdruckventile vorzusehen, durch die eine begrenzte Menge Flüssigkeit austreten kann. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass die möglicherweise giftige oder schädliche Flüssigkeit in die Umwelt abgegeben wird und dies somit der Zweck einer Trockenkupplung, welche gerade den Austritt von Flüssigkeit verhindern soll, widerspricht. Ferner ist es bekannt, Überströmventile vorzusehen, welche einen Druckausgleich zwischen den Kupplungshälften zulassen. Diese Lösung bedarf jedoch einer Sonderbauform mit einem verkürzten Öffnungshub der Absperrventile, sodass die Durchflussleistung der Trockenkupplung reduziert wird.
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DE 41 14 465 A1 offenbart eine Hydraulik-Steckkupplung, bei welcher in einem der Kupplungsabschnitte ein zusätzlicher hydropneumatischer Speicher ausgebildet ist. Der Speicher wird von einer im Inneren der Kupplung gelegenen zylindrischen Wandung gebildet, in welcher ein Kolben beweglich geführt ist. So wird ein Ausgleichvolumen bereitgestellt, welches den Kuppelvorgang bei einem anstehenden Restdruck in der Leitung erleichtert. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass das Ausgleichsvolumen den Strömungsweg im Inneren der Kupplung verkleinert.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Trockenkupplung dahingehend zu verbessern, dass deren Betätigung auch bei der Verwendung für flüssigkeitsführende Rohrleitungen mit eingeschlossener Flüssigkeit ohne Funktionseinschränkung des Durchflusses und der Kupplung möglich ist und ein Austritt von Flüssigkeit in die Umgebung sicher verhindert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kupplungsteil einer Trockenkupplung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Trockenkupplung mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsteil einer Trockenkupplung in spezieller Weise ausgebildet. Bei dem Kupplungsteil handelt es sich um eines der beiden zu kuppelnden Teile bzw. eine der beiden zu kuppelnden Kupplungshälften der Trockenkupplung. Dabei kann entweder eines der Kupplungsteile in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgestaltet sein, besonders bevorzugt können beide Kupplungsteile in entsprechender Weise ausgestaltet sein. Eines der Kupplungsteile bildet dabei ein Aufnahmeteil während das andere ein Einsteckteil bildet, welches mit dem Aufnahmeteil kuppelbar ist. Dazu greifen die beiden Kupplungsteile mit ihren Kupplungsaufnahmen ineinander, beispielsweise greift das Einstreckteil in das Innere einer Kupplungsaufnahme des Aufnahmeteils ein.
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Das erfindungsgemäße Kupplungsteil weist in bekannter Weise eine Kupplungsaufnahme auf. Diese ist korrespondierend zu der Kupplungsaufnahme eines zweiten Gegen-Kupplungsteils ausgebildet, sodass beide Kupplungsteile, beispielsweise Aufnahmeteil und Einsteckteil mit ihren Kupplungsaufnahmen dichtend miteinander in Eingriff treten können. Die Kupplungsaufnahme ist dazu zum Verbinden mit einem korrespondierenden Gegen-Kupplungsteil ausgebildet, welches eine entsprechende korrespondieren Kupplungsaufnahme aufweist. Durch das Kupplungsteil hindurch erstreckt sich ein Strömungsweg. Der Strömungsweg erstreckt sich bevorzugt von einem Axialende zum entgegengesetzten zweiten Axialende des Kupplungsteils. An einem ersten Axialende ist dabei die Kupplungsaufnahme zur Verbindung mit dem Gegen-Kupplungsteil ausgebildet, während am entgegengesetzten Axialende eine Schlauch- oder Rohrleitung oder ein Behälter mit dem Kupplungsteil verbunden wird. So kann durch den Strömungsweg sichergestellt werden, dass ein Fluid z. B. von der Rohrleitung durch das Kupplungsteil hindurch in ein angeschlossenes Gegenkupplungsteil oder umgekehrt strömen kann. In üblicher Weise ist in dem Strömungsweg ein Absperrventil angeordnet. Dieses Absperrventil ist in bekannter Weise bevorzugt so ausgebildet, dass es bei Kupplung des Kupplungsteils mit dem Gegen-Kupplungsteil selbsttätig öffnet und beim Trennen des Kupplungsteils von dem Gegen-Kupplungsteil selbsttätig schließt.
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Dies kann beispielsweise über eine Kurvenbahn in dem Kupplungsteil geschehen, welche eine Drehbewegung des Kupplungsteils in eine Axialbewegung eines Ventilkörpers des Absperrventils umsetzt. Alternativ kann das Absperrventil auch durch ein gegenüberliegendes Ventil im Gegen-Kupplungsteil geöffnet werden.
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Erfindungsgemäß ist in dem Strömungsweg ein Ausgleichvolumen vorgesehen. Dieses Ausgleichsvolumen dient dazu, eine Fluidmenge, welche durch Bewegung des Absperrventils bzw. des Ventilkörpers eines Absperrventils verdrängt wird, aufnehmen zu können. Dazu ist das Ausgleichsvolumen im Strömungsweg an derjenigen Seite des Absperrventils gelegen, welche der Kupplungsaufnahme abgewandt ist. D. h. das Ausgleichsvolumen liegt in dem Bereich des Strömungsweges, welcher mit einer angrenzenden Rohrleitung oder einem angrenzenden Behälter verbunden ist und daher auch dann mit Druck beaufschlagt ist, wenn das Kupplungsteil von einem korrespondierenden Gegenkupplungsteil getrennt ist. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß das Ausgleichsvolumen so ausgebildet, dass es gegen eine Federkraft erweiterbar ist. So kann sich das Volumen im Inneren des Strömungsweges des Kupplungsteils über das Ausgleichsvolumen erweitern. Das Verdrängen von Flüssigkeit durch Verlagerung des Absperrventils bzw. eines Ventilkörpers des Absperrventils führt zu einem Druckanstieg, welcher das Ausgleichsvolumen gegen die Federvorspannung erweitert. So kann das verdrängte Flüssigkeitsvolumen im Inneren des Kupplungsteils in dem Ausgleichsvolumen aufgenommen werden, ohne dass es in unerwünschter Weise nach außen austritt. Da die verdrängte Flüssigkeitsmenge so problemlos von dem Ausgleichsvolumen aufgenommen wird, werden darüber hinaus Fehlfunktionen des Absperrventils vermieden und die erforderlichen Kräfte zum Öffnen bzw. Schließen des Absperrventils können reduziert werden.
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Zur Bereitstellung des Ausgleichsvolumens ist vorzugsweise ein gegen eine Federkraft bewegbares Gehäuseelement vorgesehen. D. h. dieses bewegbare Gehäuseelement begrenzt das Ausgleichsvolumen. Bei Druckanstieg kommt es zu einer Verlagerung des Gehäuseelementes gegen die Federkraft, sodass das Ausgleichsvolumen erweitert wird.
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Die Federkraft ist vorzugsweise so gewählt, dass sich das Ausgleichsvolumen erst bei Überschreiten eines Grenzdruckes in dem Strömungsweg erweitert. Dabei ist der Grenzdruck so gewählt, dass er über dem im normalen Betrieb in dem Strömungsweg auftretenden Fluiddruck liegt. Dadurch wird verhindert, dass sich das Ausgleichsvolumen durch den normalen im Strömungsweg bzw. einer sich anschließenden Schlauch- oder Rohrleitung herrschenden Druck erweitert. Erst bei einem Druckanstieg, welcher durch das Verdrängen der Flüssigkeit durch das Absperrventil entsteht, wird der Grenzdruck überschritten und das Ausgleichsvolumen erweitert sich in gewünschter Weise, beispielsweise durch Verlagerung eines Gehäuseelementes gegen die Federkraft.
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Die Federkraft wird bevorzug durch zumindest ein Federelement erzeugt. Ein solches Federelement ist beispielsweise als Schrauben- oder Wellfeder ausgebildet. Gegebenenfalls können auch mehrere Federelemente vorhanden sein, je nach geometrischer Ausgestaltung des Kupplungselementes bzw. eines zur Schaffung bzw. zur Erweiterung des Ausgleichsvolumens beweglichen Gehäuseelementes.
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Erfindungsgemäß wird der Strömungsweg durch zumindest zwei relativ zueinander bewegbare Gehäuseelemente definiert, welche so angeordnet sind, dass durch Bewegung zumindest eines der Gehäuseelemente relativ zu dem anderen Gehäuseelement das Volumen des Strömungsweges zur Bereitstellung des Ausgleichsvolumen vergrößerbar ist. Die Gehäuseelemente bilden somit zumindest einen Teil der Gehäuseelemente bzw. Wandungen, welche den Strömungsweg begrenzen bzw. definieren. Zur Erweiterung des Volumens und zur Schaffung und Erweiterung eines Ausgleichsvolumens können sich diese zumindest zwei Gehäuseelemente gegen eine Federkraft relativ zueinander, insbesondere auseinander bewegen, sodass von beiden ein größerer Raum als zuvor begrenzt wird. Die Federkraft wirkt dabei so, dass sie die Gehäuseelemente gegen den im Inneren des Strömungsweges herrschenden Fluiddruck so zusammendrückt, dass die Gehäuseelemente sich so zueinander bewegen, dass das Volumen im Inneren des Strömungsweges verkleinert wird. Durch Druckanstieg im Inneren des Strömungsweges werden die Gehäuseelemente dann gegen die Federkraft auseinandergedrückt, um das Volumen zu erweitern und so das Ausgleichsvolumen bereitzustellen.
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Weiter bevorzugt wird der Strömungsweg durch zwei axial ineinandergreifende oder axial aneinander angrenzende rohrförmige oder hülsenförmige Gehäuseelemente umgeben, welche in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind. Bei dieser Ausgestaltung greift ein inneres Gehäuseelement in ein äußeres Gehäuseelement ein, wobei die Gehäuseelemente axial teleskopisch zueinander verschiebbar sind, um den von den Gehäuseelementen begrenzten bzw. umschlossenen Raum in axialer Richtung vergrößern und verkleinern zu können. Die Federkraft wirkt dabei auf die Gehäuseelemente so, dass die Gehäuseelemente zusammengedrückt bzw. zusammengeschoben und in der Position des kleinsten Innenvolumens gehalten werden. Durch Druckanstieg im Inneren der Gehäuseelemente werden diese gegen die Federkraft teleskopisch auseinandergedrückt, sodass sie sich axial auseinanderbewegen und so der Innenraum im Inneren des Gehäuses vergrößert wird. Die gegen die Federkraft wirkende Axialkraft wird dabei dadurch erreicht, dass der Flüssigkeitsdruck bei einem oder beiden Gehäuseteilen auf sich quer zur Axialrichtung erstreckende Innenwandungen drückt.
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Die beiden Gehäuseelemente stützen sich in axialer Richtung bevorzugt über zumindest ein Federelement aneinander ab. Dabei ist das zumindest eine Federelement zweckmäßigerweise derart ausgestaltet und angeordnet, dass die beiden Gehäuseelement in axialer Richtung einander zugewandt mit Kraft beaufschlagt sind. D. h. die so erzeugte Kraft bzw. Federkraft drückt die Gehäuseelemente zusammen, sodass diese einander angenähert oder weiter ineinander geschoben werden, um das Innenvolumen in der zuvor beschrieben Weise zu verkleinern. Das Federelement ist bevorzug als Druckfeder ausgebildet, welche sich mit einem Axialende an dem einen Gehäuseelement und mit dem anderen Axialende an dem anderen Gehäuseelement abstützt. Dabei kann eine Druckfeder vorgesehen sein oder es können auch mehrere Druckfedern vorgesehen sein, welche über den Umfang der Gehäuseelemente verteilt angeordnet sind. Ein ringförmiges Federelement wie eine Wellfeder kann sich konzentrisch zur Längsachse der Gehäuseelemente erstrecken und diese umgeben. Wenn Federelemente kleinerer Größe verwendet werden, können bevorzugt mehrere Federelemente über den Umfang verteilt außerhalb der Gehäuseelemente angeordnet werden.
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Zur Anordnung der Federelemente ist vorzugsweise an zumindest einem der beiden Gehäuseelemente zumindest ein in radialer Richtung nach außen gerichteter Vorsprung ausgebildet, an welchem das zumindest eine Federelement angreift. Bei diesem Vorsprung kann es sich weiter bevorzugt um eine radial nach außen auskragende Schulter bzw. einen radial nach außen vorstehenden Kragen handeln, an dessen Axialseite das Federelement anliegt. Weiter bevorzugt weisen beide Gehäuseteile entsprechende Vorsprünge auf, an welchen sich das zumindest eine Federelement abstützt. Da die beiden Gehäuseteile von dem Federelement aufeinander zubewegt bzw. zusammengedrückt werden sollen, ist es dabei bevorzugt, dass an einem der Gehäuseelemente ein Kraftübertragungselement angeordnet ist, welches einen radial gerichteten Vorsprung an dem anderen Gehäuseelement umgreift oder durchgreift, sodass das eine als Druckfeder ausgebildete Federelement an dem Vorsprung eines ersten Gehäuseteils an einer dem Vorsprung des zweiten Gehäuseelementes abgewandten Seite angeordnet werden kann. Das Kraftübertragungselement überträgt dann die Kraft von einem dem Vorsprung des ersten Gehäuseelementes abgewandten Axialende des Federelementes auf den Vorsprung des zweiten Gehäuseelementes wobei es den Vorsprung bzw. Flansch an dem ersten Gehäuseelement umgreift oder durchgreift. Zum Durchgreifen kann in dem Vorsprung bzw. Flansch an dem ersten Gehäuseelement beispielsweise ein Loch oder eine Ausnehmung ausgebildet sein. Das Kraftübertragungselement erstreckt sich bevorzugt in axialer Richtung in der Bewegungsrichtung der Gehäuseelemente relativ zueinander. Dabei können mehrere Kraftübertragungselemente vorgesehen sein, welche beispielsweise über den Umfang der Gehäuseelemente verteilt angeordnet sein können. Es kann jedoch auch ein Kraftübertragungselement vorgesehen sein, welches beispielsweise nach Art einer Überwurfmutter oder eines Überwurfringes mit radial nach innen gerichteten Anlageschultern ausgebildet ist, welche an dem Federelement oder den Federelementen zur Anlage kommen.
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Zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Gehäuseelementen ist bevorzugt zumindest eine Dichtung angeordnet. Wenn die beiden Gehäuseelemente rohrförmig bzw. hülsenförmig ausgebildet sind und teleskopartig einander überlappend axial ineinander eingreifen, kann eine solche Dichtung beispielsweise zwischen dem Außenumfang eines ersten Gehäuseelementes und dem Innenumfang des überlappenden zweiten Gehäuseelementes angeordnet sein. Um die relative Beweglichkeit zu gewährleisten ist das Dichtungselement bevorzugt so angeordnet oder ausgebildet, dass es zumindest an der Oberfläche eines der Gehäuseelemente in axialer Richtung gleiten kann.
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Gegenstand der Erfindung ist neben dem vorangehend beschriebenen Kupplungsteil eine Trockenkupplung mit zwei lösbar miteinander verbindenden Kupplungsteilen, wobei zumindest ein Kupplungsteil der vorangehenden Beschreibung entspricht. Bevorzugt sind beide Kupplungsteile entsprechend ausgebildet. Bei den beiden Kupplungsteilen handelt es sich beispielsweise um ein Aufnahmeteil und ein Einsteckteil, wobei das Einsteckteil in die Kupplungsaufnahme des Aufnahmeteils einstreck- bzw. einsetzbar ist. Bei solchen Trockenkupplungen sind Absperrventile üblicherweise in beiden Kupplungsteilen angeordnet, wobei bei Bewegung des Absperrventils in einem der Kupplungsteile dieses Absperrventil gegen das Absperrventil in dem anderen Kupplungsteil drückt und dieses mitbewegt. Dies führt dazu, dass in einem Kupplungsteil das Absperrventil sich beim Öffnen nach außen bewegt, während das Absperrventil im anderen Kupplungsteil sich beim Öffnen nach innen bewegt. D. h. in einem der Kupplungsteile kommt es beim Öffnen des Absperrventils zu einer Verdrängung von Flüssigkeit, während es in dem anderen Kupplungsteils beim Schließen des Absperrventils zu einem Verdrängen von Flüssigkeit kommt. Wenn beide Kupplungsteile in der vorangehend beschriebenen Weise ausgestaltet sind und jeweils ein Ausgleichsvolumen aufweisen, wirkt somit in einem der Kupplungsteile das Ausgleichsvolumen beim Schließen des Absperrventils, während im anderen Kupplungsteil das Ausgleichsvolumen seine Funktion beim Öffnen des Absperrventils entfalten muss, wenn das Absperrventil bzw. dessen Ventilkörper gegen die in dem Kupplungsteil befindliche Flüssigkeit nach innen in das Kupplungsteil hinein bewegt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine schematische Ansicht eines Aufnahme- bzw. Mutterteils einer erfindungsgemäßen Trockenkupplung mit einer angeschlossenen Rohrleitung,
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2 eine schematische Ansicht eines Vater- bzw. Einsteckteils einer erfindungsgemäßen Trockenkupplung mit einem angeschlossenen Ventil,
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3 eine Schnittansicht einer Trockenkupplung mit zwei erfindungsgemäßen Kupplungsteilen, einem Aufnahmeteil und einem Einsteckteil am Beginn des Schließvorgangs der im Inneren angeordneten Absperrventile vor Inanspruchnahme eines Ausgleichsvolumens in einem Aufnahmeteil der Trockenkupplung,
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4 eine Schnittansicht der Trockenkupplung gemäß 1 bei geschlossenen Absperrventilen und Inanspruchnahme eines Ausgleichsvolumens in dem Aufnahmeteil der Trockenkupplung und
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5 eine Schnittansicht des Einsteckteils der Trockenkupplung gemäß 3 und 4 beim Öffnen des im Inneren des Einsteckteils gelegenen Absperrventils unter Inanspruchnahme eines Ausgleichsvolumens.
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In den 1 und 2 sind die zwei Kupplungsteile einer Trockenkupplung gezeigt, nämlich in 1 ein Aufnahmeteil 2 und in 2 ein Einsteckteil 4. Diese beiden können, wie nachfolgend anhand der 3 und 4 erläutert wird, miteinander verbunden werden. In dem hier gezeigten Beispiel ist in 1 an das Aufnahmeteil 2 eine Rohrleitung 3 angeschlossen, in welcher ein Ventil 5a angeordnet ist. Entsprechend ist wie in 2 gezeigt an das Einsteckteil 4 ein Ventil 5b angeschlossen. Im Inneren des Aufnahmeteils 2 und des Einsteckteils 4 sind, wie weiter unten beschrieben wird, Absperrventile angeordnet. Zusammen mit den Ventilen 5a und 5b führt dies dazu, dass in dem Abschnitt a zwischen dem Absperrventil des Einsteckteils 2 und dem Ventil 5a sowie in dem Abschnitt b zwischen dem Absperrventil des Einsteckteils 4 und dem Ventil 5a jeweils ein eingeschlossenes Flüssigkeitsvolumen im Inneren vorhanden ist, welches gegebenenfalls bei Bewegung der Absperrventile im Inneren des Ausnahmeteils 2 bzw. des Einsteckteils 4 zum Teil verdrängt werden muss. Um das entsprechend verdrängte Volumen aufnehmen zu können, sind, wie nachfolgend beschrieben werden wird, in dem Aufnahmeteil 2 und dem Einsteckteil 4 Ausgleichsvolumina vorgesehen.
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In den 3 und 4 ist die Trockenkupplung mit ihren zwei Kupplungsteilen, nämlich dem Aufnahmeteil 2 und dem Einsteckteil 4 in verbundenem Zustand gezeigt. Das Einsteckteil 4 weist ein rohrförmiges Gehäuse 6 auf, welches ein erstes Gehäuseelement bildet. Dieses rohrförmige Gehäuse 6 greift in das Innere eines axial angesetzten Flansches 7 ein, welcher ein zweites rohr- bzw. hülsenförmiges Gehäuseelement bildet. An dem dem Flansch 7 abgewandten Axialende weist das rohrförmige Gehäuse 6 einen Kuppelflansch 8 auf, welcher eine Kupplungsaufnahme zur Kupplung mit dem Aufnahmeteil 2 bildet. Im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 6 ist ein Verschlussventil 10 angeordnet, welches ein Absperrventil für den Strömungsweg 11 durch das Einsteckteil 4 bildet. Das Verschlussventil 10 kommt dichtend an einem Dichtsitz 12 im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 6 zur Anlage und wird dort durch eine Feder 14 dichtend in Anlage gehalten.
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Das Aufnahmeteil 2 weist ein Aufnahmeteilgehäuse 22 auf, an dessen einem Axialende in Richtung der Längsachse X eine Kupplungsaufnahme bzw. Aufnahme 24 ausgebildet ist, in welche das Einsteckteil 4 mit seinem Kuppelflansch 8 zur Kupplung eingreift. D. h. eines der beiden Kupplungsteile von Aufnahmeteil 2 und Einsteckteil 4 bildet ein erfindungsgemäßes Kupplungsteil und das andere ein korrespondierendes Gegen-Kupplungsteil.
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Im Inneren des Aufnahmeteils 2 ist ebenfalls ein Absperrventil angeordnet, welches von einem Ventileinsatz 44 gebildet wird. Dieser Ventileinsatz weist einen Verschlussteil 46 auf, welcher dichtend gegen einen Ventilsitz 48 zur Anlage kommt. Zur Bewegung des Verschlussteiles 46 von dem Ventilsitz 48 weg und zu dem Ventilsitz 48 hin ist der Verschlussteil 46 über ein Verbindungselement in Form einer Verbindungsstange 51 mit Rollen 54 verbunden, welche in eine Kurvenbahn 56 in einer umgebenden Gehäusewandung des Aufnahmeteilgehäuses 22 eingreifen. Durch Drehung werden die Rollen 54 in der Kurvenbahn 56 bewegt, sodass das Verschlussteil 46 in bekannter Weise in axialer Richtung X bewegt wird.
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An den Flansch 7 des Einsteckteils 4 kann in bekannter Weise eine Rohrleitung oder auch ein zu befüllender oder zu entleerender Behälter angeschlossen werden. Das Aufnahmeteil 2 weist an seinem der Aufnahme 24 abgewandten Axialende ein Gewinde 70 auf, an welchem eine Rohrleitung angeschlossen werden kann.
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Sowohl das Aufnahmeteil als auch das Einsteckteil 4 weisen erfindungsgemäß ein Ausgleichsvolumen auf, um eine sichere Bewegung des Verschlussventils 10 bzw. des Verschlussteiles 46 zu gewährleisten. In dem in 3 gezeigten Zustand ist die Trockenkupplung gekuppelt, d. h. das Ausnahmeteil ist mit dem Einsteckteil 4 dicht verbunden. Die Absperrventile befinden sich in einer Position während des Schließvorganges, um den Strömungsweg S durch die Trockenkupplung abzusperren. D. h. hier sind die Rollen 54 schon um ein gewisses Maß in der Kurvenbahn 56 verlagert, sodass der Verschlussteil 46 des Aufnahmeteils 2 in Richtung von dem Einsteckteil 4 weg bewegt und zu dem Ventilsitz 48 hinbewegt wird. Da der Verschlussteil 46 stirnseitig an dem Verschlussventil 10 anliegt, kann sich das Verschlussventil 10 durch die Druckkraft der Feder 14 in axialer Richtung X mitbewegen, sodass der Verschlussteil 10 von der Feder 14 zu dem Dichtsitz 12 hinbewegt wird.
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Dadurch, dass der Verschlussteil 46 in das Innere des Aufnahmeteils 2 bzw. dessen Aufnahmeteilgehäuse 22 hinein bewegt wird, wird dort ein gewisses Maß an Flüssigkeit verdrängt, welches von einem Ausgleichsvolumen aufgenommen wird. In 3 ist dieses Ausgleichsvolumen noch nicht in Anspruch genommen.
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Beim Öffnen der Absperrventile drückt in umgekehrter Richtung durch die Verlagerung der Rollen 54 in der Kurvenbahn 56 der Verschlussteil 46 gegen das Verschlussventil 10, sodass beide in axialer Richtung X in Richtung zu dem Einsteckteil 4 hin bewegt werden. Dadurch hebt der Verschlussteil 46 von dem Ventilsitz 48 ab und das Verschlussventil 10 hebt von dem Dichtsitz 12 ab. Gleichzeitig wird das Verschlussventil 10 in das Innere des rohrförmigen Gehäuses 6 des Einsteckteils 4 bewegt. Hierbei muss das Verschlussventil 10 gegen den Druck der Flüssigkeit im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 6 gedrückt werden, wobei eine gewisse Flüssigkeitsmenge verdrängt wird. Um diese aufzunehmen, ist ein Ausgleichsvolumen vorgesehen, welches durch eine axiale Beweglichkeit des Flansches 7 relativ zu dem rohrförmigen Gehäuse 6 ermöglicht wird.
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Das rohrförmige Gehäuse 6 greift in den Innenumfang 80 des Flansches 7 in axialer Richtung ein. Der Innenumfang des Flansches 7 ist kreiszylindrisch zur Längsachse X ausgebildet. Entsprechend ist der Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses kreiszylindrisch und konzentrisch zur Längsachse X ausgebildet. Der Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses 6 kommt dabei am Innenumfang 80 des Flansches 7 zur Anlage, wobei zwischen dem Innenumfang 80 und dem Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses 6 zusätzlich eine Dichtung 82 angeordnet ist. Die Dichtung 82 ist in einer Nut am Innenumfang 80 des Flansches 7 gelegen und gleitet auf dem Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses 6 bei dessen axialer Bewegung zu dem Flansch 7.
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Am Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses 6 ist ein ringförmiger axial gerichteter Vorsprung in Form eines umfänglichen Kragens 86 ausgebildet. Der Kragen 86 wird außenumfänglich von einer Hülse 88 nach Art einer Überwurfmutter umgriffen. Die Hülse 88 bildet ein Kraftübertragungselement. Die Hülse 88 ist fest mit dem Flansch 7 verbunden, in diesem Beispiel verschraubt, und erstreckt sich außenumfänglich am Außenumfang des Kragens 86 in axialer Richtung vorbei. Diese Hülse 88 weist eine radial nach innen gerichtete Schulter 90 auf, welche sich an der dem Flansch 7 abgewandten Seite des Kragens 86 radial nach innen erstreckt. So ist der Kragen 86 zwischen der Schulter 90 und dem Flansch 7 gelegen. Zwischen der Schulter 90 und dem Kragen 86 ist eine Druckfeder 92 gelegen, welche als ringförmige Wellfeder ausgebildet ist, die sich konzentrisch zur Längsachse X erstreckt. Die Druckfeder 92 erzeugt eine Druckkraft, welche so auf den Kragen 86 wirkt, dass dieser von der Schulter 90 weg zu dem Flansch 7 gedrückt wird. D. h. durch die Druckfeder 92 werden der Flansch 7 und das rohrförmige Gehäuse 6 so zusammengedrückt, dass das Innenvolumen von dem Flansch 7 und dem rohrförmigen Gehäuse 6 in axialer Richtung sein Minimum erreicht.
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Das Verschlussventil 10 stützt sich über die Feder 14 an dem rohrförmigen Gehäuseteil 6 ab und ist mit dem rohrförmigen Gehäuse relativ zu dem Flansch 7 in axialer Richtung X bewegbar. Wenn beim Öffnen des Verschlussventils 10 dieses Flüssigkeit im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 6 verdrängt, führt dies zu einem Druckanstieg im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 6. Dieser höhere Druck wirkt auf die axialseitigen Innenflächen des rohrförmigen Gehäuses 6 und des Flansches 7, sodass diese durch den Flüssigkeitsdruck gegen die Wirkung der Druckfeder 92 auseinander gedrückt werden. Dieser Zustand ist in 5 gezeigt. Dort ist die Druckfeder 92 maximal gestaucht und der Kragen 86 von dem Flansch 7 beabstandet, während in dem Zustand gemäß 1 und 2 der Kragen 86 an dem Flansch 7 anliegt und die Druckfeder 92 sich in ihrem entspannten Zustand befindet. Durch die Bewegung des rohrförmigen Gehäuses 6 in der beschriebenen Weise wird das Innenvolumen des rohrförmigen Gehäuses 6 und des Flansches 7 um das Maß in axialer Richtung X, um welches sich der Kragen 86 von dem Flansch 7 entfernt, vergrößert. So wird ein Ausgleichsvolumen geschaffen, welches die verdrängte Flüssigkeit aufnimmt.
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Das in dem Aufnahmeteil 2 ausgebildete Ausgleichsvolumen kommt, wie oben beschrieben, beim Schließen des in dem Aufnahmeteil 2 angeordneten Absperrventils in Form des Verschlussteils 46 zur Wirkung. Das Aufnahmeteil 2 weist ein erstes Gehäuseelement auf, welches von dem rohrförmigen Aufnahmeteilgehäuse 22 gebildet wird. Das Aufnahmeteilgehäuse 22 ist außenumfänglich von einer Drehgelenkhülse 66 umgeben, in deren Axialende ein Gewinde 70 zur Verbindung mit einer Rohr- oder Schlauchleitung ausgebildet ist. Die Drehgelenkhülse 66 ist zum einen um die Längsachse X relativ zu dem Ausnahmeteilgehäuse 22 drehbar, zum anderen aber auch axial in Richtung der Längsachse X bewegbar. Zwischen der Drehgelenkhülse 66 und dem Aufnahmeteilgehäuse 22 ist eine Dichtung 68 angeordnet, welche in einer Nut am Außenumfang des Aufnahmeteilgehäuses 22 gelegen ist und gleitend am Innenumfang der Drehgelenkhülse 66 dichtend zur Anlage kommt.
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Das Aufnahmeteilgehäuse 22 weist an seinem Außenumfang einen radial nach außen gerichteten Vorsprung in Form eines umfänglichen Kragens 94 auf. Die Drehgelenkhülse 66 wird über einen ebenfalls radial nach außen gerichteten Vorsprung bzw. Kragen 96 an dem Kragen 94 gehalten. Die Drehgelenkhülse 66 ist dabei in dem Kragen 96 drehbar. In dem Kragen 94 sind mehrere sich parallel zur Längsachse X erstreckende Bolzen 98 angeordnet. Die Bolzen 98 erstrecken sich von dem Kragen 94 in Richtung des Kragens 96 durch Löcher 100 in dem Kragen 96 hindurch. Die Bolzen 98 bilden Kraftübertragungselemente, welche eine Federkraft zwischen einem ersten Gehäuseelement, welches von dem Aufnahmeteilgehäuse 22 gebildet wird und einem zweiten Gehäuseelement, welches von der Drehgelenkhülse 66 gebildet wird, überträgt. Die Bolzen 98 weisen an ihrem dem Kragen 94 abgewandten Ende Köpfe 102 auf, welche im Durchmesser vergrößert sind und so eine dem Kragen 96 zugewandte Anlageschulter aufweisen. An dieser Anlageschulter liegt jeweils eine Druckfeder 104 an. Die Druckfedern 104 stützen sich somit zwischen den Köpfen 102 der Bolzen 98 und dem Kragen 96 ab. Die Druckfedern 104 erzeugen eine Federkraft, welche den Kragen 96 von dem Kopf 102 wegdrückt und so den Kragen 96 zu dem Kragen 94 hindrückt. Die Federkraft sorgt somit dazu, dass das Aufnahmeteilgehäuse 22 und das Drehgelenkhülse 66 ineinander gedrückt bzw. geschoben werden.
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Wenn durch diese Federkraft der Kragen 94 an dem Kragen 96 in Anlage gehalten wird, wie in 3 gezeigt ist, weist das Innenvolumen, welches von dem Aufnahmeteilgehäuse 22 und Drehgelenkhülse 66 begrenzt wird, ein Minimum auf. Wenn nun das Verschlussteil 46 in Richtung der Längsachse X in das Innere des Aufnahmeteils 2 hineinbewegt wird, um an dem Ventilsitz 48 zur Anlage zu kommen, um den Strömungsweg S zu schließen, verdrängt das Verschlussteil 46 ein gewisses Flüssigkeitsvolumen im Inneren des Aufnahmeteilgehäuses 22. Dies führt zu einem Druckanstieg. Der Flüssigkeitsdruck wirkt auf die axialen Stirnflächen im Inneren von Aufnahmeteilgehäuse 22 und Drehgelenkhülse 66, sodass diese gegen die Federkraft der Druckfedern 104 auseinander gedrückt werden und der Flansch 96 von dem Flansch 94 aus der Anlage kommt, wie in 4 gezeigt ist. Somit vergrößert sich das Innenvolumen, welches durch das Aufnahmeteilgehäuse 22 und das Drehgelenkhülse 66 begrenzt wird, in axialer Richtung, indem diese beiden Gehäuseelemente sich teleskopartig auseinander bewegen. So wird ein Ausgleichsvolumen geschaffen, welches die verdrängte Flüssigkeitsmenge aufnimmt.
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Es sind bevorzugt gleichmäßig über den Umfang verteilt an dem Kragen 94 vier Bolzen 98 mit entsprechenden Druckfedern 104 angeordnet, um eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen dem Kragen 94 und dem Kragen 96 zu gewährleisten und diese gleichmäßig aneinander anzudrücken.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Aufnahmeteil
- 3
- Rohrleitung
- 4
- Einsteckteil
- 5a, 5b
- Ventile
- 6
- rohrförmiges Gehäuse
- 7
- Flansch
- 8
- Kuppelflansch
- 10
- Verschlussventil
- 11
- Strömungsweg
- 12
- Dichtsitz
- 14
- Feder
- 22
- Aufnahmeteilgehäuse
- 24
- Aufnahme
- 44
- Ventileinsatz
- 46
- Verschlussteil
- 48
- Ventilsitz
- 51
- Verbindungsstange
- 54
- Rollen
- 56
- Kurvenbahn
- 66
- Drehgelenkhülse
- 68
- Dichtung
- 70
- Gewinde
- 80
- Innenumfang
- 82
- Dichtung
- 84
- Nut
- 86
- Kragen
- 88
- Hülse
- 90
- Schulter
- 92
- Druckfeder
- 94
- Kragen
- 96
- Kragen
- 98
- Bolzen
- 100
- Löcher
- 102
- Kopf
- 104
- Druckfeder
- S
- Strömungsweg
- X
- Längsachse
- a, b
- Abschnitte der Rohrleitung
