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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Hochdruck-Nottrennkupplung mit einem Vaterteil und einem als Mutterteil
ausgebildeten Kupplungsteil, wobei der Strömungsweg das Vaterteil durchsetzt
und beidseitig abgedichtet in das Mutterteil übergeht, wobei weiter sowohl
in dem Vaterteil als auch in dem Mutterteil ein zentrales, in Schließrichtung
vorgespanntes Verschlusselement angeordnet ist.
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Eine Kupplung mit entsprechend verschieberbarem
Strömungsweg
ist der WO90/ 14547 entnehmbar. Dort tritt das Vaterteil mit einem
Nippel in die passende Muffe des Mutterteils. Mit Erreichen der Kupplungsstellung
besteht Strömungsanschluss über die
Steckfuge beider Fügepartner,
und zwar über
radial ausgerichtete Kanalabschnitte. Die Kupplung findet Einsatz
im Unterwasserbereich. Die Kupplungshälften sitzen an einander zuführbaren Trägern.
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Eine Kupplung für Betankungsmedium führende Leitungen
ist aus der
DE 34 09
694 A1 bekannt. Diese weist eine Überlastsicherung auf. Die erlaubt
das zerstörungsfreie
Trennen des bspw. einem Tankschlauch zugeordneten Mutterteils von dem
einer Tanksäule
zugeordneten Vaterteil der Kupplung. Diese ist als Schnellverschlusskupplung realisiert.
Demgemäß können praktisch
keine Leckverluste auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
gattungsgemäße Hochdruck-Nottrennkupplung
funktional zu verbessern, insbesondere auch so, dass sie dem heutigen
Entwicklungsstand für
die Betankung mit bis zu 700 bar Druckwasserstoff gewachsen ist.
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Da beim zerstörungsfreien Nottrennvorgang der
volumenmäßig um das
700-fache ansteigende Wasserstoff kontrolliert Druck abgebaut werden muss,
sind besondere Vorkehrungen erforderlich.
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Diese Aufgabe ist zunächst und
im Wesentlichen bei einer Hochdruck-Nottrennkupplung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst,
wobei darauf abgestellt ist, dass das Mutterteil einen kreisringförmigen Aufnahmeraum
für das
Vaterteil aufweist, in welchem Aufnahmeraum das Vaterteil in Durchflussstellung
der Kupplung einsteckt. So lässt
sich ein umlenkungsreicher Strömungsweg
erzielen mit dem Ergebnis eines energiereduzierten Ausströmens des
gegenüber
der Quelle abgeschlossenen gasförmigen Wasserstoffs.
Der kreisringförmige
Aufnahmeraum des Mutterteils erbringt eine zusätzliche funktionsbesetzbare
Wand am konsequent gleichfalls kreisringförmigen Vaterteil. Hinzu kommt
eine erreichbare Überlappungslänge, die
sich zugleich für
eine Steckstabilisierung gegenüber
abbiegenden Kräften
nutzen lässt.
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Die Gegenstände der weiteren Ansprüche sind
nachstehend in Bezug zu dem Gegenstand des Anspruches 1 erläutert, können aber
auch in ihrer unabhängigen
Formulierung von Bedeutung sein. So ist weiter so vorgegangen, dass
beide zur beidseitigen Abdichtung beitragenden Dichtungen in einem
Innenwandbereich des Vaterteils angeordnet sind. Da der Kanal für den Strömungsweg
querschnittsmäßig einen
sehr geringen Durchmesser aufweisen kann, bleibt genügend Wandstärke für Aufnahmen
der Abdichtungen. Die sind ausgewogen belastet; damit kann die Einstellung
der Abreißkraft
weitestgehend unabhängig
vom Betriebsdruck vorgenommen werden. Lediglich die kleinen druckbelasteten
Flächen im
Bereich der Ventilstößel, d.
h. der beiden Verschlusselemente, sind nicht druckausgeglichen.
Sodann ist vorgesehen, dass bei Zugbelastung des Mutterteils dieses
relativ zu einer Verriegelungshülse in
eine Freigabestellung verlagert wird. Die hier auf eine bestimmte
Trennkraft eingerichtete Relativverlagerung zwischen Vaterteil und
Mutterteil ist nur auf den Notfall hin bemessen. Einfaches Ziehen
am sogenannten Tankrüssel
reicht nicht aus. Entsprechend ist weiter so vorgegangen, dass die
Verlagerung in die Freigabestellung des Mutterteils gegen eine das Vaterteil
relativ zu einer feststehenden Lagerungsaufnahme des Vaterteils
komprimierende Druckfeder erfolgt. Die ist bspw. auf 40 kg ausgelegt.
Günstig
ist dabei die weitere Maßnahme,
dass eine Vorspannung der Druckfeder einstellbar ist. Damit die
Kupplung bei Zug am Tankrüssel
der jeweiligen Zugrichtung im Wesentlichen folgen kann, ist vorgesehen, dass
die Lagerungsaufnahme einen Kalottenabschnitt aufweist zur winkelbeweglichen
Lagerung des Vaterteils. Ein derartiges Kugelgelenk vermeidet die Gefahr
eines Abbrechens bzw. im Vorstadium auch höhere mechanische Belastungen
am Präzisionsteil Kupplung.
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Den Druckabbau aufgreifend, besteht
noch ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung darin, dass in der
Außenwandung
des kreisringförmigen
Mutterteil-Aufnahmeraumes mehrere Auslassöffnungen ausgebildet sind.
Hierüber
geschieht das druckmindernde Ausblasen des sich entspannenden Betankungsmediums.
Der Strömungsanschluss
an die Auslassöffnung
geht über
das Vaterteil. Demgemäß sind in
dem Vaterteil im Öffnungszustand
der Kupplung mit den Auslassöffnungen
axial abgestimmte Durchbrechungen ausgebildet. Energiereduzierend erweist
sich auch noch die in Art eines Prallschutzes wirkende Maßnahme,
welche darin besteht, dass an der Außenwandung des mutterteilseitigen,
kreisförmigen
Aufnahmeraumes eine Hülse
angebracht ist. Letztere verläuft
unter Belassung eines radialen Abstandes in Überdeckung zu den Auslassöffnungen. Die
weitere Ausgestaltung ist so, dass der radiale Abstand einen in
Zugbelastungsrichtung des Mutterteils offenen Ringschacht stellt.
Hierüber
kann der Druckwasserstoff letztlich entweichen, so dass die Druckentlastungsphase
gefahrfrei abgeschlossen ist.
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Die Erfindung betrifft sodann eine
Kupplung mit einem als Vaterteil und einem als Mutterteil ausgebildeten
Kupplungsteil, in dem Strömungsweg
beider Teile liegenden, in Schließstellung vorgespannten Verschlusselementen
und einer Verriegelungseinrichtung, bestehend aus in einem Käfig des
Mutterteils unverlierbar aufgenommenen Formschluss-Verriegelungskörpern, die
radial außen
von einer sperrenden (Kupplungsstellung) bzw. freigebenden (Entkupplungsstellung)
Gegenhaltung abgedeckt sind und schlägt daran vor, dass die Formschluss-Verriegelungskörper als
kreisringabschnittförmiges
Element ausgebildet sind, wobei die Konturlinien zugeordneten Stirnflächen benachbarter
Formschluss-Verriegelungskörper
mit einer Verjüngung nach
zentral innen V-förmig
zueinander verlaufen.
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Eine solche Verriegelungsvorrichtung
ist gleichwohl auch einsetzbar im Rahmen der oben erläuterten
Hochdruck-Nottrennkupplung, und zwar besonders vorteilhaft, weil
dort hohe Belastungskräfte auf
die Formschluss-Verriegelungskörper
einwirken. Im Stand der Technik sind Kugeln als Formschluss-Verriegelungskörper gang
und gäbe.
Zum Beispiel sei auf die
FR 77
30 413 verwiesen. Dort befinden sich in einem vom Mutterteil
gestellten Käfig Kugeln,
die mit einem rotationssymmetrischen Verriegelungsraum des Nippels
des Vaterteils zusammenwirken und bei rückwärtig gegebenem Ausweichraum,
gestellt von einer Verriegelungshülse, das Entkuppeln der Kupplung
freigeben.
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Der nunmehrige Einsatz von kreisringabschnittförmigen Formschluss-Verriegelungskörpern ergibt
eine längere
Anlagelinie zwischen dem Formschluss-Verriegelungskörper und
der kreisringförmigen
Flanke des Verriegelungsraumes. Das ergibt eine geringere Flächenpressung.
Druckmarken, wie bei Kugeln, die praktisch nur eine punktförmige Anlage
bieten, treten nicht auf. Der spezifische Flächendruck ist vielmehr reduziert,
zumal die längere
Anlagelinie in gewissem Umfang sogar noch in Richtung einer Flächigkeit
tendiert.
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Andererseits ist einer solchen Kupplung
aber auch nicht die freie Drehbarkeit zwischen den Kupplungsteilen
genommen. Wenn eine solche gewünscht ist,
so kann man den Formschluss-Verriege-lungskörper in Richtung des Bogenverlaufs
wellen und die zur Anlage kommenden Flanken des Verriegelungsraumes
des Vaterteils und die Käfigöffnung passend gegenondulieren.
Auch hier würden
die Konturlinien zugeordneten Stirnflächen mit einer Verjüngung nach zentral
innen V-förmig
zueinander verlaufen. Das kann in der Regel sogar bis zu einer Parallelführung gehen
mit Verkippungssperrung bezüglich
des Formschluss-Verriegelungskörpers.
Insoweit verlaufen die Stirnflächen
des Formschluss-Verriegelungskörpers gleichgerichtet.
Demgemäß bildet
die Käfigöffnung, angepasst
an die Kontur der Stirnflächen
des Formschluss-Verriegelungskörpers,
gleichgerichtet verlaufende Stirnflächen-Führungsflächen, die als Strahl am Mittelpunkt
des Nippels praktisch im räumlichen Abstand
der Stirnflächen
vorbeigehen. Die Unverlier barkeit der Formschluss-Ver-riegelungskörper nach zentral
innen ist durch die Maßnahme
gewährleistet, dass
die Käfigwandung
in einer senkrecht zur Längsmittelachse
der Kupplung verlaufenden Schnittebene zueinander in Richtung der
Längsmittelachse
konvergierende Seitenwände
aufweist. Die überfangen den
Formschluss-Verriegelungskörper
gegen Austaschen nach innen. Dazu trägt auch der Formschluss-Verriegelungskörper selbst
bei, indem er in einer senkrecht zur Längsmittelachse der Kupplung verlaufenden
Schnittebene eine an einer Trapezform orientierte Querschnittsfläche aufweist.
Die entsprechend schüppenförmige Flächengestalt
weist eine deutlich verbreiterte Basis auf, die jedenfalls unter dem
Maß der
engsten Käfigöffnung liegt.
Schließlich wird
noch vorgeschlagen, dass die Käfigöffnung innenwandseitig
ein Langloch mit distanziert zu den Endbereichen eingezogenen Flanken
ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist
nachstehend anhand zweier zeichnerisch veranschaulichter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 als
erstes Ausführungsbeispiel
eine Hochdruck-Trennkupplung im Halbschnitt, vollständig gekuppelt,
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2 dieselbe,
entriegelt,
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3 diese
Kupplung in der Druckentlastungsphase,
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4 dieselbe
entkuppelt, wobei aus Raumgründen
die koaxiale Ausrichtung aufgegeben ist,
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5 den
Schnitt gemäß Linie
V-V in 1, vergrößert,
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6 einen
Formschluss-Verriegelungskörper
in perspektivischer Einzeldarstellung,
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7 eine
Herausvergrößerung VII
aus 1,
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8 eine
Herausvergrößerung VIII
aus 2,
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9 die
Herausvergrößerung 7 weiter vergrößert,
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10 eine
Schnittdarstellung in Perspektive, wiedergebend den Käfig einer
Kupplung, verkörpernd
das zweite Ausführungsbeispiel,
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11 eine
Darstellung wie 10,
jedoch mit abgewandelter Käfigöffnung.
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Die mit Bezug zum ersten Ausführungsbeispiel
dargestellte Hochdruck-Nottrennkupplung ist eine Schnellverschlusskupplung.
Ihr Entkuppeln findet also nicht wie beim Gegenstand gemäß
FR 77 30 413 betriebsmäßig statt,
sondern in der Situation einer Unachtsamkeit. Auf Betankungsgeschehen
bezogen, kann es vorkommen, dass der Benutzer vergessen hat, den
Tankrüssel
vom fahrzeugseitigen Betankungsstutzen ordnungsgemäß zu lösen. In
diesem speziellen Fall bildet die Verriegelung eine überwindbare
Verankerungsschwelle.
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Die dargestellte Hochdruck-Nottrennkupplung
K für die
Betankung mit 700 bar Druckwasserstoff besteht aus zwei Kupplungsteilen
I, II.
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Das eine Kupplungsteil I ist als
Vaterteil 1 ausgebildet und das mit II bezeichnete als
Mutterteil 2.
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Das Vaterteil 1 endet betankungsseitig
in einen Nippel 3. Der steckt in Kupplungsstellung (1) in einer Muffe 4 des
Mutterteils 2.
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In Kupplungsstellung ist ein Strömungsweg 5 für das Betankungsmedium
offengehalten. Die Strömungsrichtung
ist mit x bezeichnet.
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Der mehrfach richtungwechselnde Strömungsweg 5 durchsetzt
das Vaterteil 1 anfangs zur Tankmedium-Quelle hin zentral,
um dann im Basisbereich des Nippels 3 in einer Art Umgehung
den Nippel 3 zu passieren. Im Enddrittel des Nippels 3 geht
der entsprechende Kanal 6 in einen senkrecht zur Längsmittelachse
y-y der Kupplung K verlaufenden Kanalabschnitt 7 des Nippels 3 über. Hier
findet der Übergang
des Strömungsweges 5 in
das Mutterteil 2 statt.
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Das Mutterteil 2 weist dazu
gleichfalls einen Kanalabschnitt 8 auf. Der liegt in der
Querschnittsebene des erstgenannten Kanalabschnitts 7 und
geht in den zentralen Kanal 6 für den Strömungsweg 5 im betankungsseitigen
Endbereich des Mutterteils 2 über.
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In den Strömungsweg 5 sowohl
des Vaterteils 1 als auch des Mutterteils 2 ist
je ein Verschlusselement 9 bzw. 10 eingeschaltet.
Beide sind in Schließrichtung
vorgespannt. Das dem Vaterteil 1 einverleibte Verschlusselement 9 steht
unter der Wirkung einer Schraubengang-Druckfeder 11. Deren eine
Endwindung stützt
sich ortsfest ab. Die andere tritt gegen einen Ventilkopf des Verschlusselements 9,
welcher dichtschließend
gegen eine Ventilsitzfläche
des Vaterteils 1 gehend belastet ist.
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Ebenso verhält es sich bezüglich des
Verschlusselements 10 im Inneren des Mutterteils 2, welches,
unter der Belastung der Schraubengang-Druckfeder 12 mit
der einen Endwindung seine ortsfeste Abstützung findet und mit der anderen
gegen den Ventilkopf des diesbezüglichen
Verschlusselements 10 wirkt, um dieses dichtend gegen eine korrespondierende
Ventilsitzfläche
zu bringen.
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In vollständig herbeigeführter Kupplungsstellung
heben die beiden Verschlusselemente 9,10 voneinander
ab, eben den Kanal 6 für
den Strömungsweg 5 öffnend.
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Das Mutterteil 2 weist einen,
im Querschnitt gesehen, kreisringförmigen Aufnahmeraum 13 für das ebenfalls
kreisringförmig
gestaltete Vaterteil 1, genauer den Nippel 3,
auf. In Kupplungsstellung hierin einsteckend, füllt das Vaterteil 1 den
besagten Aufnahmeraum 13 nahezu vollständig aus. In einer solchen
Durchflussstellung ist der Übergang
zwischen dem Kanalabschnitt 7 des Vaterteils 1 und
dem Kanalabschnitt 8 des Mutterteils 2 etwas abgelegen
beiderseits abgedichtet. Die hier wirkenden Dichtungen sind mit 14 bezeichnet.
Solchen elastischen Dichtungen 14 kann ein Stützring beigefügt sein.
Die zur beidseitigen Abdichtung des Übergangsbereichs beitragenden
Dichtungen 14 sind in einem Innenwandbereich 15 des
kreisringförmig
ausgebildeten Vaterteils 1, seines Nippels 3 also,
angeordnet. Zur sicheren, geschützten
Positionierung sitzen die ringförmigen
Dichtungen 14 in je einer Nut 16 des genannten Innenwandbereichs.
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Die Dichtungen 14 treten
gegen eine korrespondierende Mantelwand eines zentralen Dornes 17 des
Mutterteils 2. Es findet ein verschieberartiger Dichtschluss
statt.
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Der Dorn 17 findet Aufnahme
in einer passenden Höhlung 18 des
im Querschnitt kreisringförmigen
Nippels 3.
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Die Fuge zwischen dem Innenwandbereich 15 und
dem in der Höhlung 18 einsteckenden
Dorn 17 ist in der axialen Abstandszone zwischen den beiden
Dichtungen 14 strömungsfähig verbreitert,
so dass die in Winkelabständen
vorgesehenen Kanalabschnittpaare 7/8 auch bei
nicht kongruent liegenden Mündungen
durch den Druckwasserstoff passierbar sind. Es kann, wie der Zeichnung
entnehmbar, sogar so vorgegangen werden, dass eine rotationssymmetrische
Verteilerfurche 19 bis an die Dichtung 14 reicht,
so dass der Mediendruck noch für
eine erhöhte
Dichtwirkung beiziehbar ist.
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Die Außenwandung 20 des
kreisringförmigen
Mutterteil-Aufnahmeraumes 13 ist nach außen hin
durchströmbar
durchbrochen. Diese als Mittel einer wirksamen Druckentlastungsphase
dienende Durchbrechung besteht aus bohrungsartigen Auslassöffnungen 21.
Deren dem Aufnahmeraum 13 zugewandtes Ende geht von einem
umlaufenden Ringgraben 22 aus. Der weist einen größeren lichten
Durchmesser auf als der Außendurchmesser
des Nippels 3 beträgt,
der übrigens
in seinem letzten Drittel auch noch peripher stufenbildend abgesetzt
ist.
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In dem besagten abgesetzten Abschnitt
sind zudem Vorkehrungen getroffen, die im Öffnungszustand der Kupplung
K hier die für
die Druckentlastung not wendige Strömungsverbindung schaffen. Das verkörpert sich
darin, dass in dem Vaterteil 1 im Öffnungszustand der Kupplung
K mit den beschriebenen Auslassöffnungen 21 axial
abgestimmte Durchbrechungen 23 realisiert sind. Es kann
sich hierbei um eine Stirnrandverzahnung des abgesetzten Endabschnitts
des Nippels 3 oder, wie bevorzugt, um stirnrandbeabstandet
liegende Durchbrechungen 23 handeln. Die sitzen als Querbohrungen
in einem innenseitig getrichterten Bereich des Nippels 3,
und zwar vor bzw. neben der dortigen Dichtung 14 gelegen.
Der die Entlastung bringende Strömungsweg
ist erkennbar in 3 frei
und mit 24 bezeichnet. Dabei besteht eine Strömungsbrücke zur
in 1 abgeschieberten
Verteilerfurche 19 und weiter zum Kanalabschnitt 7 des
Nippels 3 sowie zu dem anschließenden Kanal 6 in
der rohrförmigen
Nippelzone bis hin zur Nippelbasis, die durch das Verschlusselement 9 gegenüber dem
Strömungsweg 5 zugehalten
ist.
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Der Strömungsweg 24 nimmt
im Anschluss an die Auslassöffnung 21 eine
in Strömungsrichtung x
des Strömungsweges 5 gehende
parallele Ausrichtung. Dazu dient ein ringschurtzartiger Mantel
in Form einer Hülse 25.
Letztere sitzt an der Außenwandung 20 des
mutterteilseitigen kreisförmigen
Aufnahmeraumes 13. Die mehrfache Umleitung des sich entspannenden
Mediums findet hier eine Art Prallwand vor, die das Ausströmen weiter
energiereduziert. Die Hülse 25 ist
rechtsseitig der Auslassöffnung 21 auf
einem querschnittserhöhten
Abschnitt 26 mit der Muffe 4 gehaltert. Das führt dazu,
dass die Hülse 25 unter
Belassung eines radialen Abstandes in Überdeckung zu den Auslassöffnungen 21 verläuft, bildend
einen zur linken Seite der Kupplung K hin offenen Ringschacht 27.
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Das mit dem Tankrüssel bestückbare Mutterteil 2 ist
im Umfeld der Nippelbasis über
eine Verriegelungseinrichtung 28 an dem Vaterteil 1 verankert. Die
Verriegelungseinrichtung 28 ist hier als Überlastsicherung
konstruiert und enthält in
einem Käfig 29 des
Mutterteils 2 unverlierbar aufgenommene Formschluss-Verriegelungskörper 30.
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Die Formschluss-Verriegelungskörper 30 wirken
in Kupplungsstellung der Kupplung K mit einem Verriegelungsraum 31 des
Vaterteils 1 zusammen (vergl. 8). Die Abstützung des Formschluss-Verriegelungskörpers 30 findet
an der in der Zeichnung linksseitigen Flanke 32 des als
im Querschnitt trapezförmige
Ringnut realisierten Verriegelungsraumes 31 statt. Die
trapezförmige
Ringnut ist kreisrund, also rotationssymmetrisch am Nippel 3 ausgebildet.
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Die Formschluss-Verriegelungskörper 30 sind
radial außen
von einer in Kupplungsstellung sperrenden und in Entkupplungsstellung
freigebenden Gegenhaltung abgedeckt. Die wird von einer den Basisbereich
des Nippels 3 verschieblich geführt umgebenden Verriegelungshülse 34 gestellt.
Letztere steht in Wirkrichtung unter Federbelastung durch eine Schraubengang-Druckfeder 35.
Deren eine Endwindung befindet sich in ortsfester Abstützung am
Vaterteil 1. Die andere Endwindung belastet einen Innenkragen 36 der
Verriegelungshülse 34.
Besagter Innenkragen 36 wirkt mit einem die Verriegelungsstellung
definierenden ortsfesten Anschlag 37 des Vaterteils 1 zusammen.
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Unter Verlagerung der Verriegelungshülse 34 entgegen
der Strömungsrichtung
x wird dem Formschluss-Verriegelungskörper 30 die außenseitige
Gegenhaltung entzogen. Für
ein solches Freigabemanöver
hält das
Mutterteil 2 außenseitig
des Käfigs 29 einen
Ausweichraum 38 zur Verfügung, der zugleich als Verschiebeschacht
für den
steuernden Part der Verriegelungshülse 34 dient. Zum
erleichterten Einrücken
der Formschluss-Verriegelungskörper 30 in
die Sperrposition ist das innere Ende des genannten Parts mit einer
rotationssymmetrischen Auflaufschräge 39 versehen.
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Die Formschluss-Verriegelungskörper 30 sind
als kreisringabschnittförmige
Elemente ausgebildet. Es sei auf die 5 und 6 verwiesen. Es sind drei
solcher kreisringabschnittförmiger
Elemente dem Käfig 29 einverleibt,
und zwar winkelgleich positioniert. Ihre umfangsorientierte Krümmungslänge entspricht
etwa der Abstandslänge.
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Die unverlierbare Eintaschung der
Formschluss-Verriegelungs-körper 30 findet
in langlochartigen Käfigöffnungen 40 statt.
Die Käfigöffnung 40 weist
in einer senkrecht zur Längsmittelachse
y-y der Kupplung K verlaufenden Schnittebene zueinander in Richtung
der Längsmittelachse
y-y konvergierende Seitenwände 41 auf.
Die nippelseitig gehende Verjüngung
ist dabei so, dass genügend
Freigabebeweglichkeit herrscht -das Spiel beträgt etwa ein Zehntel Millimeter-,
andererseits aber der Formschluss-Verriegelungskörper 30 nicht in das
Innere der Muffe 4 hineinfällt.
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Entsprechend ist auch die Querschnittsfläche der
Formschluss-Verriegelungskörper 30 hinsichtlich
der vorgenommenen Verjüngung
angepasst. Konkret sieht das so aus, dass der Formschluss-Verriegelungs-körper 30 in
seiner senkrecht zur Längsmittelachse
x-x der Kupplung K verlaufenden Schnittebene eine an einer Trapezform
orientierte Querschnittsfläche
aufweist. Die Eckübergänge der
Formschluss-Verriegelungskörper 30 sind
konvex verrundet, im Basisbereich der Trapezform in kleineren Radien,
im Kopfbereich der Trapezform in einem gemeinsamen größeren, etwa
doppelten bis dreifachen Ra-dius. Es liegt ein symmetrischer Aufbau
vor, erinnernd an ein Fächerblatt
oder Schüppenblatt.
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Die von den Trapezflanken gestellten
Seitenwände
tragen das Bezugszeichen 42. Sie sind flach konvex gewölbt, liegen
schrägungsmäßig aber
etwa im Konturverlauf der Seitenwände 41 der Käfigöffnungen 40.
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Der in Umfangsrichtung gekrümmte, mit
der Verriegelungshülse 34 steuertechnisch
zusammenwirkende Rücken
des Formschluss-Verriegelungskörpers 30 ist
mit dem Symbol 43 versehen. Die radial aus- und einrückbaren,
bohnenförmigen
Formschluss-Verriegelungskörper 30 sind
auch stirnseitig geführt
in der Käfigöffnung 40 untergebracht.
Ihre Stirnflächen 44 verlaufen
gleichgerichtet, wobei die Konturlinien 45 zugeordneten
Stirnflächen 44 benachbarter
Formschluss-Verriegelungskörper 30 mit einer
Verjüngung
nach zentral innen V-förmig
zueinander verlaufen. Der V-Winkel Alpha ist in 5 eingezeichnet und schließt mehr
als 90° ein,
bevorzugt 120°.
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Erkennbar weist die Käfigöffnung 40 angepasst
an die Kontur der Stirnflächen 44 gleichgerichtet
verlaufende Stirnflächen-Führungsflächen 46 auf. Die
Stirnflächen-Führungsflächen 46 können als
konkav quer verrundete Flächen
gestaltet sein mit entsprechender Anpassung der korrespondierenden Stirnflächen 44 des
Formschluss-Verriegelungskörpers 30,
und zwar in konvexer Ausführung,
versteht sich. Die angesprochene gleichgerichtete Ausbildung der
Stirnflächen 44 des
Formschluss-Verriegelungskörpers 30 kann
dabei sogar so weit gehen, dass eine parallele Ausrichtung besteht. Übergangsstellen sind
konvex verrundet, so dass jedwede hobelnde Wirkung ausgeschlossen
ist und Vaterteil 1 und Mutterteil 2 einander
rotierbar zugeordnet sind.
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Soll eine Rotation ausgeschlossen
werden, brauchen die kreisringabschnittförmigen Elemente, die Formschluss-Verriegelungskörper 30 also,
vom Bereich ihres Innenbogens ausgehend, lediglich in Längsrichtung
gehend quer gewellt ausgebildet zu sein. Die Ringnut 16 des
Verriegelungsraumes 31 weist dazu dann die entsprechende
Gegenkontur auf. Dabei kommt es zu einem verzahnungsartigen Eingriff.
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So oder so liegt bezüglich des
Formschluss-Verriegelungskörpers 30 gegenüber der Flanke 32 statt
der bei Kugeln punktartigen Anlage nunmehr eine längere Anlagelinie
L vor. Es sei auf die 5 und 9 verwiesen. Die ergibt sich
an einer abfallenden Krümmungsflächenzone
auf der dem Rücken 43 abgewandten,
kreisrunden, hohlen Bauchseite der grob trapezförmig gestalteten Querschnittsfläche des
Formschluss-Verriegelungskörpers 30.
Das führt
zu einer Druckmarken vermeidenden, geringeren Flächenpressung, und insoweit
höherem übertragbarem
Druck. Die Anlagelinie L ist in exakt dem Kreis liegend, den die
Flanke 32 des trapezförmigen
Verriegelungsraumes 31 darbietet.
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Unter Berücksichtigung der Belastungsrichtung
ergibt sich auch zwischen der Seitenwand 41 der Käfigöffnung 40 rechtsseitig
eine Anlagelinie L' zur
Seitenwand 42 des Formschluss-Verriegelungskörpers 30 hin
(vergl. 9). Die Abstützung über die
Anlagelinien L und L' mit
einer Tendenz in eine mehr streifenartige Flächigkeit eröffnet es, Kupplungen K aus
weicheren metallischen Werkstoffen herzustellen, wie bspw. entsprechendem
Aluminium. Bezüglich
des Formschluss-Verriegelungskörpers 30 kann
sogar auf Kunststoff zurückgegriffen
werden.
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Werden die Stirnflächen 44 des
Formschluss-Verriegelungskörpers 30 planflächig statt querverrundet
ausgebildet, so erhält
man eine willkommene Verlängerung
der Anlagelinie L bzw. L'.
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Die Käfigöffnungen 40 lassen
sich ansonsten einfach mittels eines Kegelfräsers langlochartig erstellen,
wobei die entsprechende Zugänglichkeit durch
Mehrteiligkeit des Mutterteils 2 erzielbar ist. Bei konkav
gerundeten Enden des Langloches fällt die lastabtragende Anlagelinie
L um ein Radiusmaß kürzer aus
mit entsprechend distanziert zu den Endbereichen eingezogenen, das
Herausfallen vermeidenden Flanken 47.
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Andererseits können die Enden des Langloches
aber auch über
einen zylindrischen Fräser
gesetzt werden, wobei der Zwischenraum die geschilderte konvergierende
Ausgestaltung erhält,
mit dem Ergebnis verkürzter
Flanken, wie das die Variante gemäß 11 veranschaulicht.
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In den
10 und
11 ist lediglich der Käfig
29 einer
Kupplung K wiedergegeben. Tatsächlich kann
der beschriebene kreisabschnittförmige
Formschluss-Verriegelungskörper
30 und
die damit zusammenhängende
Technik auf Standardkupplungen übertragen
werden, um bspw. deren Nenndruckbereich deutlich zu erhöhen. Dabei
könnte
die in der oben genannten
FR-PS
77 30 413 beschriebene Kupplung als Basis für einen
solchen Weiterbildungsgegenstand zugrundeliegen.
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Nun zur Notfunktion der Nottrennkupplung
K: Wie schon angedeutet, lässt
sich das Mutterteil 2 bei gekuppelt gebliebenem Tankrüssel bei
Wegfahren des Betankungsobjekts vom Vaterteill schadfrei trennen.
Das geschieht gegen die die Kraft einer vorgespannten Druckfeder 48.
Die ist als Schraubengang-Druckfeder realisiert und befindet sich,
dem Vaterteil 1 einverleibt, in einer axial orientierten
Federkammer 49 desselben. Letztere ist vom stutzenartigen
Schaft 50 eines Lagerteils 51 im Verein mit dem darin
steckenden Schaft 52 des Vaterteils 1 gebildet. Das
Lagerteil 51 stellt dabei einen Anschlagbund 53. Daran
ruht die dortige Endwindung der Druckfeder 48. Auf der
anderen Seite des Anschlagbundes 53 findet eine Ringstufe 54 des
Vaterteils 1 ihre die Grundstellung definierende Anlage.
Die Druckfeder 48 zieht die Ringstufe 54 gegen
den Anschlagbund 53.
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Der Endbereich des Schaftes 32 trägt Außengewinde.
In dieses greift eine das entsprechende Gegengewinde aufweisende
Mutter 55 ein. Deren innenseitiges Stirnende bildet das
Widerlager für
die dortige Endwindung der Druckfeder 48.
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Über
die Mutter 55 lässt
sich eine Vorspannung der Druckfeder 48 einstellen und
sichern. Die entsprechende Sicherungseinrichtung trägt das Bezugszeichen 56.
Sie besteht aus einem radial freigesägten Randabschnitt der Mutter 55,
bildend einen Lappen zur Aufnahme einer Madenschraube 57.
Die stemmt bei entsprechender Drehrichtung derselben den Lappen
leicht ab, so dass es zu gegenläufigen Flankenpressungen
am Gewinde kommt. Das wirkt bezüglich
der Mutter 55 verdrehhindernd. Der Gewindeeingriff ist
hinsichtlich der Erzielung der Vorspannung von genügender Länge gewählt.
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Der Lagerteil 51 formt außenseitig
einen Kalottenabschnitt 58. Letzterer sitzt in einer Lageraufnahme 59,
aufweisend eine passende Gegenkontur. Insgesamt ist so ein Kugelgelenk
erreicht. Bezüglich der
Lageraufnahme 59 handelt es sich um im Äquator teilbare Flansche, die
an einer Wandung einer Tanksäule
schraubgehaltert sind. Eine den Kalottenabschnitt 58 in
der Weise fassende Lageraufnahme 59 erbringt eine willkommene
winkelbewegliche, schaltknüppelartige
Lagerung des Vaterteils 1. Das eröffnet ein anfängliches
richtungsmäßiges Mitgehen des
Mutterteils 2 bzw. der Kupplung K mit anschließend sich
ergebendem Nottrennvorgang, wobei die Verlagerung in die Freigabestellung
des Mutterteils 2 relativ zu der feststehenden Lagerungsaufnahme 59 des
Vaterteils 1 gegen die Kraft der komprimierenden Druckfeder 48 geschieht.
Das Vaterteil 1 bewegt sich in Richtung der Zugbelastung
-identisch mit der Strömungsrichtung
Pfeil x- des Mutterteils 2. Entsprechend hebt sich die
Ringstufe 54 des Vaterteils 1 vom Anschlagbund 53 des
Lagerteils 51 ab. Der Verriegelungseingriff der Verriegelungseinrichtung 28 bleibt dabei
so lange erhalten, bis ein Ringbund 60 der Verriegelungshülse 34,
einen axialen Freihub z durchlaufend, auf einen ortsfesten Gegenringbund 61 des Lagerteils 51 trifft.
Das hält
die Verriegelungshülse 34 am
Lagerteil 51 fest. Die zu diesem Zeitpunkt noch gekuppelten
Fügepartner,
Vaterteil 1 und Mutterteil 2, wandern in Zugbelastungsrichtung
gehend weiter, wobei die Formschluss-Verriegelungskörper 30 ihren peripheren
Halt durch die Verriegelungshülse 34 verlieren.
Sie werden, die Flanken 32, 33 freigebend, aus
dem Verriegelungsraum 31 ausgesteuert und in den Ausweichraum 38 gedrängt. Die
Nottrennung findet statt. Einhergehend kommt es zur schlagartigen Sperrung
des Strömungsweges 5 und
zu der druckabbauenden Verflüchtigung
des im Kanal 6 noch vorhandenen Restmediums. Die entsprechende
Druckentlastungsphase ergibt sich zeichnerisch aus 3. Die Entriegelung der Kupplung K macht 2 deutlich.
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Es bleibt noch darauf hinzuweisen,
dass der unter der Einwirkung der Dichtung 14 und auch
einer weiteren Dichtung zu dem Verschlusselement 10 stehende
Dorn 17 im Boden der Höhlung 18 einen
Ausweichkanal 62 vorfindet, über den die beim Steckverbinden
eingeschlossene Luft nach außen
gebracht wird. Mit Kanal bildend ist dabei der die Verriegelungshülse 34 aufnehmende
Ausweichraum 38. Die Verriegelungshülse 34 selbst weist
gleichfalls einen Querkanal 63 auf mit Anschluss ins Freie.
Das hat zugleich auch luftausgleichende Wirkung in Gegenrichtung.
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In der linksseitig entsprechend verlängerten kreisförmigen Aufnahmekammer 13 kommt
eine sich darin längsverschieblich
führende
Ringtopfhülse 64 unter.
Die steht in Richtung der Mündung
des Aufnahmeraumes 13 unter Federbelastung. Auch hier ist auf
eine Druckfeder 65 zurückgegriffen.
Deren linksseitige Endwindung stützt
sich gehäusefest
ab; die rechtsseitige wirkt ausfahrend gegen den gestuften Ringboden 66 der
Ringtopfhülse.
In entkuppelter Stellung des Mutterteils 2 schließt die besagte
Ringtopfhülse 64 ebenengleich
mit dem Stirnende des zentralen Dornes 17 ab. Es sei auf 4 verwiesen. Anschlagdefinierend
ist eine Stufenkante 67 der weiter außenliegenden Wandung des Aufnahmeraumes 13.
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In Funktionsstellung hält der freie
Endbereich des Nippels 3 den Ringboden 66 zurück. Insofern
kann die Ringtopfhülse 64 auch
als Auswerfhilfe gegenüber
dem Vaterteil 1 fungieren.
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Die Formschluss-Verriegelungskörper 30 können statt
in vereinzelter Zuordnung auch in Verbund stehen, bspw. fingerartig,
beweglich an einem gemeinsamen Ring gehaltert sein.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich)
erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit
auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.