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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein Hydraulikkupplungen und insbesondere Hydraulikkupplungen,
die bei Unterwasserbohrungs- und -fördereinsätzen verwendet werden. Ganz
besonders betrifft die Erfindung Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit Dichtungshaltern,
die mit dem Aufnahmekupplungsglied ein Eingriff stehen.
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2. Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
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Unterwasser-Hydraulikkupplungen sind schon
seit langem bekannt. Die Kupplungen bestehen allgemein aus einem
Steckglied und einem Aufnahmeglied mit Dichtungen zur Abdichtung
der Verbindungsstelle zwischen dem Steck- und dem Aufnahmeglied.
Das Aufnahmeglied weist im Allgemeinen einen zylindrischen Körper mit
einer einen relativ großen
Durchmesser aufweisenden Bohrung an einem Ende und einer einen relativ
kleinen Durchmesser aufweisenden Bohrung am anderen Ende auf. Die
kleine Bohrung erleichtert den Anschluss von Hydraulikleitungen,
während
die große
Bohrung die Dichtungen enthält
und den Steckteil der Kupplung aufnimmt. Das Steckglied enthält einen
Steckerkopfabschnitt, der in die große Bohrung des Aufnahmeglieds
eingeführt
werden kann. Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
der Vorrichtung stoßen die
Dichtungen entweder an das Ende oder die Stirnfläche des Steckglieds an oder
sie nehmen das Steckglied um seinen Außenumfang herum in Eingriff.
Dann kann die Hydraulikflüssigkeit
frei durch den Aufnahme- und den Steckteil der Kupplung strömen, und
Dichtungen verhindern, dass die Strömung an den Verbindungsstellen
der Kupplung entweicht.
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Im Aufnahmeglied und auch im Steckglied kann
wahlweise ein Rückschlagventil
installiert sein. Jedes Rückschlagventil
ist geöffnet,
wenn die Kupplung hergestellt ist; jedoch schließt sich jedes Rückschlagventil,
wenn die Kupplung unterbrochen ist, so dass eine Fluidleckage aus
dem System, von dem die Kupplung einen Teil bildet, verhindert wird.
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In der
US-PS
4,694,859 und
5,762,106 von Robert
E. Smith III werden eine Unterwasser-Hydraulikkupplung und eine
Metalldichtung offenbart. Eine wiederverwendbare Metalldichtung
nimmt den Außenumfang
des Steckerkopfs in Eingriff, wenn er im Aufnahmegliedkörper angeordnet
ist. Die Dichtung wird von einem zylindrischen Dichtungshalter festgehalten.
Wenn der Steck- und der Aufnahmeteil der Kupplung unter Druck getrennt
werden, verhindert der Dichtungshalter, dass die Metalldichtung durch
die Bohrung des Aufnahmeglieds herausgeblasen wird.
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Die
US-PS
4,900,071 und
5,052,439 von
Robert E. Smith III offenbaren eine Unterwasser-Hydraulikkupplung
mit einer elastomeren Dichtung, die durch eine Umfangsschulter an
einer oder beiden Flächen
neben der Dichtung an einer Radialbewegung in die mittlere Bohrung
des Aufnahmeglieds gehindert wird. Vorzugsweise weist die Dichtung
einen schwalbenschwanzförmigen
Formsitz mit einer oder beiden Flächen auf. Auch die
US-PS 5,099,832 ,
5,203,374 ,
5,232,021 von
Robert E. Smith III zeigen Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit diesen
Dichtungen. Eine zylindrische Innenfläche der ringförmigen Dichtung
nimmt den Umfang des Steckglieds oder Steckerkopfs in Eingriff,
wenn der Steckerkopf in das Aufnahmeglied eingeführt ist.
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Wenn das Steckglied oder der Steckerkopf aus
der Aufnahmegliedbohrung herausgezogen wird, erreicht die Vorderseite
des Steckglieds die weiche ringförmige
Dichtung in der Mitte der Bohrung. Wenn die Vorderseite die Mitte
der weichen ringförmigen Dichtung
erreicht, verhindert der schwalbenschwanzförmige Formsitz, dass die Dichtung
in die Bohrung implodiert, wenn das Meerwasser und/oder die Hydraulikflüssigkeit
bei hohem Druck in die Bohrung eintreten.
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Um eine oder mehrere Dichtungen in
dem Aufnahmeglied einer Unterwasser-Hydraulikkupplung festzuhalten,
kann ein Dichtungshalter an dem Aufnahmeglied befestigt sein. Der
Dichtungshalter kann ein allgemein hülsenförmiger zylindrischer Körper sein,
der so weit in die Bohrung des Aufnahmeglieds eingeführt wird,
bis der Dichtungshalter an eine Schulter in der Bohrung des Aufnahmeglieds
anstößt. Zur
Festlegung des Dichtungshalters an der Schulter kann zum Beispiel
auch ein Halterverriegelungsglied unter Verwendung eines Gewindes
oder von Sprengringen an dem Aufnahmeglied angebracht werden. Zwischen
dem Dichtungshalter und dem Halterverriegelungsglied kann eine radiale
Dichtung Behaltet sein. Darüber
hinaus können
zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter eine oder mehrere
Gleitringdichtungen angeordnet werden.
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Bei Unterwasserbohrungs- und -fördereinsätzen kann
zwischen dem Dichtungshalter und der inneren Schulter von Unterwasser-Hydraulikkupplungsaufnahmegliedern
ein kleiner Spalt bestehen. Dieser Spalt kann infolge von sehr hohen
Drücken und/oder
hohen Temperaturen in großen
wassertiefen entstehen und dazu neigen, die Dichtungshalter und/oder
Halterverriegelungsglieder zu lösen.
Es kann schwierig sein, dieses Problem zu überwinden und den Spalt durch
Vergrößerung des
an das Halterverriegelungsglied, das den Dichtungshalter in Anlage
an die Schulter festlegt und hält,
angelegten Drehmoments zu beseitigen. Infolge des aufgrund hoher Temperaturen
und Drüc ke
in großen
Wassertiefen gebildeten Spalts können
in dem Aufnahmekupplungsglied zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter
angeordnete Dichtungen zwischen diesen beiden Komponenten in und
durch den Spalt ragen, wodurch eine Leckage von Hydraulikflüssigkeit
aus der Kupplung und/oder Meerwasser in die Kupplung verursacht
wird. Demgemäß ist eine
Unterwasser-Hydraulikkupplung
mit einem Dichtungshalter notwendig, der jeglichen Spalt zwischen
dem Dichtungshalter und der Schulter im Aufnahmekupplungsglied verringert
oder beseitigt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied
mit einem Dichtungshalter bereit, der ein Paar konzentrischer Ringe aufweist.
Zumindest ein Teil des ersten, inneren Rings oder die Dichtungspatrone
passt in den zweiten, äußeren Ring
oder den Gewindemantel. Der erste, innere Ring kann in den zweiten, äußeren Ring eingesetzt
werden, bevor die Anordnung in das Aufnahmeglied der Kupplung gelangt.
Wenn der Dichtungshalter vollständig
in die Bohrung des Aufnahmekupplungsglieds eingeführt ist,
stößt der erste,
innere Ring an eine innere Schulter in der Bohrung an. Zumindest
ein Teil des zweiten, äußeren Rings
ist mit dem Aufnahmeglied verschraubt, um den inneren Ring fest
an der Schulter zu halten, wodurch jeglicher Spalt zwischen dem
Dichtungshalter und der Schulter verkleinert oder beseitigt und
ein Herauspressen einer Dichtung in den Spalt aufgrund von hohem Druck
und/oder hohen Temperaturen unter Wasser verhindert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgenden Zeichnungen bilden
einen Teil der vorliegenden Beschreibung und sind zur weiteren Veranschaulichung
gewisser Aspekte der vorliegenden Erfindung mit aufgenommen. Die
Er findung lässt sich
anhand einer oder mehrerer dieser Zeichnungen zusammen mit der ausführlichen
Beschreibung darin dargestellter besonderer Ausführungsformen besser verstehen.
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1 ist
eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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2 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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3 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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4 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
vierten Ausführungsform.
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5 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
fünften
Ausführungsform.
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6 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
sechsten Ausführungsform.
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7 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß der Ausführungsform
nach 1.
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8 ist
eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
siebten Ausführungsform.
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9 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß einer
achten Ausführungsform.
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10 ist
eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden
Erfindung gemäß der Ausführungsform
nach 9.
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11 ist
eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung gemäß der Ausführungsform nach 8.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Unterwasser-Hydraulikkupplungen sind
im Allgemeinen mit einander gegenüberliegenden Platten eines
Verteilers verbunden und werden durch Schrauben oder an den Platten
befestigten hydraulischen Gliedern zusammengehalten. Die Steck-
und die Aufnahmeglieder können
unter Verwendung verschiedener Mittel, wie zum Beispiel Stellschrauben oder
Gewinde, an den einander gegenüberliegenden Platten
befestigt sein. Techniken zur Befestigung von Glieder an solchen
Platten sind Fachleuten wohlbekannt.
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Wie in 1 gezeigt,
umfasst bei einer ersten Ausführungsform
ein Aufnahmeglied 100 einen Körper 101 mit einer
mittleren Bohrung 125, die in ihrer Erstreckung durch das
Aufnahmeglied mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste
Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung
ein Innengewinde aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt
sich in Längsrichtung
in dem Aufnahmegliedkörper
und endet an einem Ventilsitz 108. Neben dem Ventilsitz 108 befindet
sich eine Schulter 126, die ein Ende der Aufnahmekammer 127 bildet.
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Bei der ersten Ausführungsform
weist die Aufnahmekammer, die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds
aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit einer inneren Schulter 107 zwischen
einem ersten kleineren Durchmesser 124 und einem zweiten
größeren Durchmesser 113 auf.
Wahlweise kann auch eine zweite innere Schulter 129 in der
Aufnahmekammer enthalten sein. An der Schulter 129 in der
Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds kann eine (nicht gezeigte) ringförmige Dichtung
angeordnet sein. Bei der ringförmigen
Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere
oder polymere Dichtung handeln.
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Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 104 enthalten,
das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 112 aufgenommen
ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich
von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 128 auf. Das
Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 106 in eine geschlossene
Stellung gegen den Ventilsitz 108 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil
in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es
einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 105 verankert
die Ventilfeder 106 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
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Der Dichtungshalter gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung umfasst einen ersten, inneren Ring 102 oder
eine Dichtungspatrone und einen zweiten, äußeren Ring 103 oder
einen Gewindemantel. Beide Ringe sind zum Halten einer oder mehrerer
Dichtungen im Aufnahmeglied, selbst wenn die Kupplungsglieder ausgerückt sind,
in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds angeordnet. Der erste,
innere Ring und der zweite, äußere Ring sind
konzentrisch, wobei mindestens ein Teil des ersten, inneren Rings
radial innerhalb des zweiten, äußeren Rings
passt. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung wird durch Einführen
des ersten, inneren Rings in den zweiten, äußeren Ring das Paar Ringe miteinander
in Eingriff gebracht.
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Die Ringe können dauerhaft oder lösbar miteinander
in Eingriff gebracht werden.
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In 7 wird
eine erste Ausführungsform des
Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung ausführlicher gezeigt. Der erste,
innere Ring 102 oder die Dichtungspatrone wird innerhalb
des zweiten, äußere Rings 103 oder
des Gewindemantels angeordnet. Dies kann vor Einführen des
Ringpaares in die Aufnahmekammer erfolgen. Falls gewünscht, kann
zwischen dem Paar Ringe eine leichte Presspassung bestehen.
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Wenn der Dichtungshalter vollständig in
die Aufnahmekammer eingeführt
ist, stößt ein erstes Ende 109 des
ersten, inneren Rings 102 an die Schulter 107.
Das erste Ende des ersten, inneren Rings kann eine Nut 121 zum
Halten eines elastomeren O-Rings 110 enthalten,
der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des
inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 102 weist
einen abgestuften Außenumfang
mit einem ersten Außenumfang 123 und
einem zweiten Außenumfang 115,
der einen kleineren Durchmesser als der erste Außenumfang besitzt, auf. Der
erste Außenumfang
kann eine Umfangsnut 128 zur Anordnung einer O-Ring-Dichtung 111 enthalten.
Meerwasser kann zwischen dem Dichtungshalter und der Aufnahmekammer
in das Aufnahmekupplungsglied eindringen und hydrostatischen Druck
auf den O-Ring 111 in der Nut 128 ausüben. Dieser
hydrostatische Druck kann den O-Ring erregen und das erste Ende 109 des
ersten, inneren Rings 102 gegen die Schulter 107 drücken. Infolgedessen
kann der O-Ring 111 die Kraft zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung
des Kontaktdruckes zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter
in der Aufnahmekammer des Aufnahmekupplungsglieds wesentlich verbessern
und erhöhen.
Der erste Außenumfang
kann einen Gleitsitz mit dem Durchmesser 113 der Aufnahmekammer
aufweisen. Der zweite Außenumfang passt
in einen Teil des zweiten Rings 103 des Dichtungshalters
und schließt
am zweiten Ende 129 ab. Des Weite ren weist der erste, innere
Ring einen abgestuften Innenumfang mit. einem ersten Innenumfang 117,
der sich von dem ersten Ende 109 zu einer geneigten Schulter 120 erstreckt,
und einem zweiten Innenumfang 133 von der Schulter 120 zum
zweiten Ende 129 auf.
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Der zweite, äußere Ring 103 oder
der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 116 und einen kleineren
zweiten Innenumfang 142 auf. Der erste Innenumfang des
zweiten, äußeren Rings
ist zur Aufnahme des zweiten Außenumfangs des
ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 118 des
zweiten, äußeren Rings
weist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied ein Gewinde auf.
Der erste, innere Ring kann durch den Gewindebereich des zweiten, äußeren Rings
eingeführt
werden. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 122 des
zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 134 des zweiten, äußeres Rings erstrecken oder
an einer Stelle entlang einem Abschnitt 130 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich
zumindest über
die Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind.
Der Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring
anzulegen und aufrechtzuerhalten, um jeglichen Spalt zwischen dem
ersten Ende 109 des ersten, inneren Rings und der Schulter
in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds zu beseitigen oder auf ein
Minimum zu reduzieren.
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Es kann eine elastomere Dichtung 114 zwischen
der geneigten Schulter 120 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 119 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung weist einen dickeren Außendurchmesser als Innendurchmesser auf
und kann einen schwalbenschwanzförmigen
Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann
die Dichtung einen O-Ring 127 in einer Nut an ihrem Außenumfang
enthalten.
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In 2 wird
eine zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Dichtungshalters
gezeigt. Der erste, innere Ring 202 oder die Dichtungspatrone ist
innerhalb des zweiten, äußeren Rings 203 oder des
Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung
bestehen. Bei vollständigem
Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste
Ende 209 des ersten, inneren Rings 202 an eine
Schulter in der Aufnahmekammer. Das erste Ende des ersten, inneren
Rings kann eine Nut 221 zum Halten eines elastomeren O-Rings 210 enthalten,
der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende
des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 202 weit
einen Außenumfang 215 auf,
der am zweiten Ende 229 abschließt. Der Außenumfang des ersten, inneren
Rings passt in den zweiten Ring 203 des Dichtungshalters.
Der erste, innere Ring weist einen abgestuften Innenumfang mit einem
ersten Innenumfang 217, der sich vom ersten Ende 209 zur
geneigten Schulter 220 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 223 von
der Schulter 220 zum zweiten Ende 229 auf.
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Der zweite, äußere Ring 203 oder
der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 216 und einen kleineren
zweiten Innenumfang 242 auf. Der erste Innenumfang des
zweiten, äußeren Rings
ist zur Aufnahme des Außenumfangs
des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des
Außenumfangs 218 des
zweiten, äußeren Rings ist
zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen.
Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 222 des zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 234 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder
an einer Stelle entlang dem Abschnitt 230 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewin debereich
zumindest über
die Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind.
Der Gewindebereich reicht dazu aus, ausreichend Drehmoment an den
zweiten, äußeren Ring
anzulegen, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 209 des
inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds
beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
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Es kann eine elastomere Dichtung 214 zwischen
der geneigten Schulter 220 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 219 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die Dichtung weist einen allgemein keilförmigen Querschnitt
auf, und die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten
Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 227 in
einer Nut an ihrem Außenumfang
enthalten.
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Wie in 3 gezeigt,
sind bei einer dritten Ausführungsform
der Erfindung der erste, innere Ring und der zweite, äußere Ring
des Dichtungshalters die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform,
wobei zwischen dem Außenumfang 215 des
inneren Rings und dem ersten Innenumfang 216 des äußeren Rings
eine Schweißnaht
vorgesehen ist, um den ersten, inneren Ring und den zweiten, äußeren Ring
dauerhaft in Eingriff zu bringen.
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In 4 wird
eine vierte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Dichtungshalters
gezeigt. Der erste, innere Ring 402 oder die Dichtungspatrone ist
innerhalb des zweiten, äußeren Rings 403 oder des
Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung
bestehen. Bei vollständigem
Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste
Ende 409 des ersten, inneren Rings 402 an eine
Schulter in der Aufnahmekammer. Das erste Ende des ersten, inneren
Rings kann eine Nut 421 zum Halten eines elastomeren O-Rings 410 enthalten,
der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende
des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 402 weist
einen Außenumfang 415 auf.
Der Außenumfang
passt in einen Teil des zweiten Rings 403 des Dichtungshalters.
Der erste, innere Ring weist einen Innenumfang 417 auf,
der sich von dem ersten Ende 409 zur geneigten Schulter 420 erstreckt.
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Der zweite, äußere Ring 403 oder
der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 416, einen kleineren zweiten
Innenumfang 432, und einen noch kleineren dritten Innenumfang 442 auf. Zwischen
dem ersten und dem zweiten Innenumfang ist eine Schulter 431 vorgesehen.
Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des
Außenumfangs
des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des
Außenumfangs 418 des
zweiten, äußeren Rings
ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen.
Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 422 des zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 434 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder
an einer Stelle entlang dem Abschnitt 430 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich
zumindest über die
Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der
Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring
anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten
Ende 409 des inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer
des Aufnahmeglieds beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
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Es kann eine elastomere Dichtung 414 zwischen
der geneigten Schulter 420 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 419 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Im plosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten
Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 427 in
einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
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Wie in 5 gezeigt,
sind bei einer fünften Ausführungsform
der Erfindung der erste, innere Ring und der zweite, äußere Ring
die gleichen wie bei der vierten Ausführungsform, wobei zwischen dem
Außenumfang 415 des
inneren Rings und dem ersten Innenumfang 416 des äußeren Rings
eine Schweißnaht 501 vorgesehen
ist.
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In 6 wird
eine sechste Ausführungsform des
Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der erste,
innere Ring 602 oder die Dichtungspatrone ist innerhalb
des zweiten, äußeren Rings 603 oder
des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung
bestehen. Bei der sechsten Ausführungsform
kann die Schweißnaht 601 den
ersten, inneren Ring und äußeren Ring
dauerhaft miteinander in Eingriff halten. Bei vollständigem Einsatz
in der Aufnahmekammer stößt das erste
Ende 609 des ersten, inneren Rings 602 an eine
Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds. Der erste, innere
Ring 602 hat einen Außenumfang 615.
Der zweite Außenumfang passt
in einen Teil des zweiten Rings 603 des Dichtungshalters
und schließt
am zweiten Ende 629 ab. Der erste, innere Ring weist einen
abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 617,
der sich von dem ersten Ende 609 zur geneigten Schulter 620 erstreckt,
und einem zweiten Innenumfang 623 von der Schulter 620 zum
zweiten Ende 629 auf.
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Der zweite, äußere Ring 603 oder
der Gewindemantel ist zum innerer. Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 616 und einen kleineren
zweiten Innenumfang 642 auf. Der erste Innenumfang des
zweiten, äußeren Rings
ist zur Aufnahme des Außenumfangs
des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des
Außenumfangs 618 des
zweiten, äußeren Rings ist
zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen.
Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 622 des zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 634 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder
an einen Stelle entlang dem Abschnitt 630 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich
zumindest über
die Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind.
Der Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring
anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem
ersten Ende 609 des ersten, inneren Rings und der Schulter
in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds, an die der erste, innere
Ring stößt, beseitigt
oder auf ein Minimum reduziert.
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Es kann eine elastomere Dichtung 614 zwischen
der geneigten Schulter 620 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 619 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten
Schaltern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 527 in
einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
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Wie in 8 gezeigt,
umfasst bei einer siebten Ausführungsform
das Aufnahmeglied 800 einen Körper 801 mit einer
mittleren Bohrung 825, die in ihrer Erstreckung durch das
Aufnahmeglied mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste
Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung
ein Innengewinde aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt
sich in Längsrichtung
in dem Aufnahmegliedkörper
und endet an einem Ventilsitz 808. Neben dem Ventilsitz 808 befindet
sich eine Schulter 826, die ein Ende der Aufnahmekammer 827 bildet.
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Bei der Ausführungsform nach 8 weist die Aufnahmekammer,
die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser
mit einer inneren Schulter 807 zwischen einem ersten kleineren
Durchmesser 824 und einem zweiten größeren Durchmesser 813 auf. Wahlweise
kann auch eine zweite innere Schulter 829 in der Aufnahmekammer
enthalten sein. An der Schulter 829 in der Aufnahmekammer
des Aufnahmeglieds kann eine ringförmige Dichtung 850 angeordnet
sein. Bei der ringförmigen
Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere oder
polymere Dichtung handeln.
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Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 804 enthalten,
das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 812 aufgenommen
ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich
von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 828 auf. Das
Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 806 in eine geschlossene
Stellung gegen den Ventilsitz 808 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil
in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es
einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 805 verankert
die Ventilfeder 806 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
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Wie in 11 ausführlicher
gezeigt, umfasst der Dichtungshalter bei der siebten Ausführungsform der
Erfindung einen ersten, inneren Ring 802 oder eine Dichtungspatrone
und einen zweiten, äußeren Ring 803 oder
einen Gewindemantel. Beide Ringe sind zum Halten einer oder mehrerer
Dichtungen im Aufnahmeglied, selbst wenn die Kupplungsglieder ausgerückt sind,
in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds angeordnet. Der erste,
innere Ring und der zweite, äußere Ring
sind konzen trisch, wobei zumindest ein Teil des ersten, inneren
Rings radial in den zweiten, äußeren Ring
passt.
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Der erste, innere Ring 802 oder
die Dichtungspatrone wird innerhalb des zweiten, äußeren Rings 803 oder
des Gewindemantels angeordnet. Dies kann vor ihrem Einführen in
die Aufnahmekammer erfolgen. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung
vorgesehen sein.
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Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer
stößt das erste
Ende 809 des ersten, inneren Rings 802 an die
Schulter 807 an. Das erste Ende des ersten, inneren Rings
kann eine Nut 821 zum Halten des elastomeren O-Rings 810 enthalten, der
eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des
inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 802 weist
einen abgestuften Außenumfang
mit einem ersten Außenumfang 823 und einem
zweiten Außenumfang 815 mit
einem kleineren Durchmesser als der erste Außenumfang auf. Der erste Außenumfang
kann einen Gleitsitz mit dem Durchmesser 813 der Aufnahmekammer
aufweisen. Der zweite Außenumfang
passt in einen Teil des zweiten Rings 803 des Dichtungshalters
und schließt am
zweiten Ende 821 ab. Des Weiteren weist der erste, innere
Ring einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 817,
der sich von dem ersten Ende 809 zur geneigten Schulter 820 erstreckt,
und einem zweiten Innenumfang 844 von der Schulter 820 zum
zweiten Ende 821 auf.
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Der zweite, äußere Ring 803 oder
der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 816 und einen kleineren
zweiten Innenumfang 342 auf. Der erste Innenumfang des
zweiten, äußeren Rings
ist zur Aufnahme des zweiten Außenumfangs des
ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 818 des
zweiten, äußeren Rings
ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde
versehen. Der Gewin debereich kann sich vom ersten Ende 822 des
zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 834 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder
an einer Stelle entlang dem Abschnitt 830 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich
zumindest über
die Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind.
Der Gewindebereich sollte dazu ausreichen Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring
anzulegen und aufrechtzuerhalten, um jeglichen Spalt zwischen dem
ersten Ende 809 des ersten, inneren Rings und der Schulter 807 in
der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds zu beseitigen oder auf ein
Minimum zu reduzieren.
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Es kann eine elastomere Dichtung 814 zwischen
der geneigten Schulter 820 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 819 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten
Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring
in einer Nut an ihrem Außenumfang
enthalten.
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In 9 wird
eine achte Ausführungsform des
Dichtungshalters der Erfindung gezeigt. Der erste, innere Ring 902 oder
die Dichtungspatrone ist innerhalb des zweiten, äußeren Rings 903 oder
des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung
bestehen. Bei vollständigem
Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 909 des
ersten, inneren Rings 902 an eine Schulter in der Aufnahmekammer.
Der erste, innere Ring 902 weist einen Außenumfang 915 auf.
Der Außenumfang
passt in einen Teil des zweiten Rings 903 des Dichtungshalters
und schließt
am zweiten Ende 929 ab. Der erste, innere Ring weist einen
abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 917, der
sich von dem ersten Ende 909 zur geneigten Schulter 920 erstreckt,
und einem zweiten Innenumfang 923 von der Schulter 920 zum
zweiten Ende 929 auf.
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Der zweite, äußere Ring 903 oder
der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring
weist einen ersten Innenumfang 916 und einen kleineren
zweiten Innenumfang 942 auf. Der erste Innenumfang des
zweiten, äußeren Rings
ist zur Aufnahme des Außenumfangs
des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des
Außenumfangs 918 des
zweiten, äußeren Rings ist
zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen.
Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 922 des zweiten, äußeren Rings
zum zweiten Ende 934 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder
an einer Stelle entlang dem Abschnitt 930 enden, bevor
er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich
zumindest über
die Hälfte
der kombinierten Länge
des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind.
Der Gewindebereich sollte dazu ausreichen, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring
anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem
ersten Ende 909 des inneren Rings und der Schulter in der
Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds beseitigt oder auf ein Minimum
reduziert.
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Es kann eine elastomere Dichtung 914 zwischen
der geneigten Schulter 920 des ersten, inneren Rings und
der geneigten Schulter 919 des zweiten, äußeren Rings
angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung
oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied
aus der Aufnahmekammer zurückgezogen
wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten
Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 927 in
einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
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Wie in 10 gezeigt,
umfasst bei einer achten Ausführungsform
das Aufnahmeglied 900 einen Körper 901 mit einer mittleren
Bohrung 925, die in ihrer Erstreckung durch das Aufnahmeglied
mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste Erde der Bohrung
kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung ein Innengewinde
aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt sich in Längsrichtung
in dem Aufnahmegliedkörper
und endet an einem Ventilsitz 908. Neben dem Ventilsitz 908 befindet
sich eine Schulter 926, die ein Ende der Aufnahmekammer 927 bildet.
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Bei der achten Ausführungsform
weist die Aufnahmekammer, die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds
aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit einer inneren Schulter 907 zwischen
einem ersten kleineren Durchmesser 924 und einem zweiten
größeren Durchmesser 913 auf.
Es kann ein O-Ring 910 in einer Nut an der inneren Schulter 907 angeordnet
sein. Wahlweise kann auch eine zweite innere Schulter 929 in
der Aufnahmekammer enthalten sein. An der Schulter 929 in
der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds kann eine ringförmige Dichtung 950 angeordnet
sein. Bei der ringförmigen
Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere
oder polymere Dichtung handeln.
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Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 904 enthalten,
das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 912 aufgenommen
ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich
von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 928 auf. Das
Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 906 in eine geschlossene
Stellung gegen den Ventilsitz 908 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil
in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es
einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 905 verankert
die Ventilfeder 906 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
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Alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
können
einen O-Ring um den Außenumfang
des ersten, inneren Rings des Dichtungshalters enthalten. Hydrostatischer
Druck vom Meerwasser kann gegen die Dichtung wirken und so den Dichtungshalter
gegen die innere Schulter im Aufnahmekupplungsglied drücken. Infolgedessen
verbessert dieser zusätzliche
Druck weiter den Kontaktdruck und minimiert oder beseitigt jeglichen
Spalt zwischen dem Dichtungshalter und dem Aufnahmeglied.
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Obgleich möglicherweise nicht alle Variationen
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sämtliche
Vorteile der Erfindung realisieren können, können bei verschiedenen Anwendungen
der Vorrichtung gewisse Merkmale wichtiger werden als andere. Demgemäß sollte
die Erfindung als nur durch den Schutzbereich der angehängten Ansprüche beschränkt verstanden
werden.