DE1125723B

DE1125723B - Schraubkupplung mit selbsttaetigen Absperrventilen fuer Schlauch- oder Rohrleitungen

Info

Publication number: DE1125723B
Application number: DEA27006A
Authority: DE
Inventors: John Smisko; Stanley Harold Zeeb
Original assignee: Aeroquip Corp
Current assignee: Eaton Aeroquip LLC
Priority date: 1957-01-31
Filing date: 1957-04-23
Publication date: 1962-03-15
Also published as: US2934359A

Description

Schraubkupplung mit selbsttätigen Absperrventilen für Schlauch-oder Rohrleitungen Die Erfindung betrifft eine Schraubkupplung für Schlauch- oder Rohrleitungen mit durch Federn in Schließrichtung gedrückten selbsttätigen Absperrventilen in beiden Kupplungshälften und einer axial beweglichen, aber nicht verdrehbaren Hülse auf einer Kupplungshälfte, die bei zusammengeschraubter Kupplung zur Verhinderung unbeabsichtigten Aufschraubens unter der Wirkung einer Druckfeder formschlüssig in Sperrmitteln an der anderen Kupplungshälfte einrastet. Kupplungen dieser Art sind bekannt.
Bei einer bekannten derartigen Kupplung wird die Verbindung beider Kupplungshälften durch ein flachgängiges Gewinde hergestellt, über das die auf der einen Kupplungshälfte angeordnete axial bewegliche, aber nicht verdrehbare Hülse mit der anderen Kupplungshälfte verbunden wird. Am Ende des Schraubvorganges greifen an der Stirnseite dieser Hülse angeordnete Zähne hinter einen auf der anderen Hälfte angeordneten Federarm, wodurch das selbsttätige Rückdrehen der Hülse und damit das Lösen der Kupplungshälften verhindert wird. Beide Hälften können erst dann gelöst werden, wenn der Federarm zurückgebogen und damit außer Eingriff mit den Zähnen gebracht wird. Bei dieser Ausführungsform ist infolge der Flachgängigkeit des Gewindes keine Gewähr dafür gegeben, daß eine unvollständige Verbindung beider Kupplungshälften selbsttätig aufgehoben wird, wie groß auch die Kraft der Betätigungsfedern der selbsttätigen Absperrventile gewählt sein mag.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist die axiai bewegliche, aber nicht verdrehbare Hülse der einen Kupplungshälfte mit achteckigem Querschnitt ausgebildet und gleitend auf einem achteckigen Flansch dieser Hälfte angeordnet. Ihre Stirnseite ist mit Zähnen versehen, die mit entsprechenden Gegenzähnen an der anderen Kupplungshälfte zusammenwirken. Die Verbindung beider Hälften wird wiederum über ein flachgängiges Gewinde hergestellt, das jedoch hier unmittelbar auf den beiden Rohranschlußstücken sitzt. Dabei ist die Einrichtung so getroffen, daß bereits bei Beginn des Kupplungsvorganges die Zähne ineinandergreifen, wobei keine Sicherheit besteht, daß die eigentlichen Schlauchanschlußstücke bereits feste Verbindung haben.
Es sei noch bemerkt, daß allgemein bei Schraubkupplungen mehrgängige gegen axiale Kräfte nicht selbsthemmende Gewinde an sich bekannt sind. Bei keiner der bekannten Schraubkupplungen wird jedoch eine unvollständige Verbindung der Kupplungshälften verhindert.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schraubkupplung für Schlauch-oder Rohrleitungen der angegebenen Art zu schaffen, bei der jede unvollständige, d. h. nicht vollkommen gesicherte Verbindung der beiden Kupplungshälften ein sofortiges selbsttätiges Trennen der Hälften be- wirkt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Kupplungshälften verbindende Gewinde in an sich bekannter Weise mehrgängig und mit gegen Axialkräfte nicht selbsthemmender Steigung ausgeführt ist, so daß sich die nicht völlig zusammengeschraubten Kupplungshälften bei noch nicht in die Sperrmittel eingerasteter Hülse nach Loslassen der Hülse unter der Kraft der die Absperrventile beaufschlagenden Federn selbsttätig wieder lösen.
Das Lösen der beiden Kupplungshälften nach nicht vollständig bewirkter Verbindung der Hälften zeigt sofort an, daß die Verbindung nicht mit der erforderlichen Sicherheit hergestellt worden war und macht somit Fehlverbindungen unmöglich. Dies ist besonders wichtig bei Rohr- und Schlauchverbindungen in Fahrzeugen, insbesondere Flugzeugen, wo sich eine unvollständige Verbindung während der Fahrt bzw. des Fluges lösen kann und eine unmittelbare Gefahr darstellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist als Sperrmittel an der einen Kupplungshälfte ein Flansch mit der Form eines regelmäßigen Vieleckes vorgesehen, den die Hülse in ihrer Sperrstellung mit einer der Form des Flansches entsprechenden Ausnehmung übergreift, wobei die Zahl der Vieleckseiten des Flansches und der Ausnehmung mit der Gangzahl des Kupplungsgewindes übereinstimmt. Dadurch wird erreicht, daß die Kupplungshälften aus jeder behebigen Ausgangsstellung zueinander verschraubt werden können und daß jedesmal die Ausnehmung der Hülse am Ende der Schraubbewegung über den Flansch paßt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Es zeigt Fig. 1 eine zur Hälfte in Seitenansicht und zur Hälfte im Längsschnitt dargestellte erfindungsgemäße Leitungskupplung mit aufeinander ausgerichteten Kupplungshälften und geschlossenen Ventilen, Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, bei der die Kupplungshälften noch nicht völlig verbunden und die Ventile noch geschlossen sind, Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, bei der die Kupplungshälften vollständig miteinander verbunden und die Ventile geöffnet sind, Fig. 4 eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile IV-IV der Fig. 2 bei abgenommener Kupplungshälfte B, Fig. 5 eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile V-V der Fig. 2, Fig. 6 in der oberen Hälfte in axialer Richtung nebeneinander dargestellte Einzelteile der einen Kupplungshälfte und in der unteren Hälfte in entsprechender Darstellung die einzelnen Bauelemente der anderen Kupplungshälfte.
In den Zeichnungen bezeichnen die Bezugszeichen A und B die beiden voneinander zu trennenden Hälf- ten einer selbstabdichtenden Kupplung, bei der jede Kupplungshälfte ein selbsttätiges Ventil aufweist -, welches im zusammengekuppelten Zustand die angeschlossene Leitung öffnet und im entkuppelten Zustand schließt.
Die Kupplungshälfte A besteht aus einem hohlen zylindrischen Körper 10 mit einem an seinem einen Ende angeordneten äußeren Schraubgewinde 12 für den Anschluß einer nicht dargestellten Rohr- oder Schlauchleitung. Am entgegengesetzten Ende des hohlen zylindrischen Körpers 10 ist ein Außengewinde 14 vorgesehen, auf welches ein hohler Steckbolzen 16 aufgeschraubt ist. Der Steckbolzen 16 ist, wie die Fig. 6 zeigt, mit einem steilgängigen Außengewinde 18 versehen.
Am zylindrischen Körper 10 ist ferner ein eckiger Bund 20 angeordnet, den eine napfförmige, mittels einer Schraube 26 an einer Wand 24 befestigte Halterung 22 übergreift, um die Kupplungshälfte A gegen Verdrehen zu sichern. An dem Steckbolzen 16 ist ein Flansch 27 mit der Form eines regelmäßigen Vieleckes, insbesondere eines Sechseckes, angeordnet.
Ein Dichtungsring von kreisförmigem Querschnitt ruht in einer ringförmigen Aussparung, des zylindrischen Körpers 10, um diesen strömungsmitteldicht gegenüber dem Steckbolzen 16 abzudichten. Der Steckbolzen 16 weist in seinem Inneren einen konischen Bohrungsabschnitt 30 auf. Eine entsprechende Konusfläche 32 befindet sich am Kopf eines pilzartigen Ventilverschlußstückes 31. und kann an der Kegelfläche 30 zur Anlage kommen, um die Kupplungshälfte A gegenüber den am Umfang des Verschlußstückes 31 angeordneten Durchflußöffnungen 36 und dem Innenraum des zylindrischen Körpers 10 abzudichten. Ein hülsenförmiger Ansatz 34 des Verschlußstückes 31 ist axial verschieblich in der Innenbohrung 38 des zylindrischen Körpers 10 gelagert. Das Ventil 31, 32, 34 wird von einer Schraubenfeder 40, welche sich mit einem Ende an einem Innenflansch 42 des zylindrischen Körpers 10 und am entgegengesetzten Ende an dem eingezogenen Ende 44 des hülsenförmigen Ansatzes abstützt, in Schließrichtung vorgespannt. Eine O-Ring-Dichtung 46 sorgt für eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem Verschlußstück 31 und dem benachbarten Ende des Steckbolzens 16.
Die Kupplungshälfte B besitzt eine zweiteilige Hülse mit einem inneren schraubmuffenartigen Einsatz 48 und einer Außenhülse 50. Der Einsatz 48 ist mit einem Innengewinde 52 versehen, welches den Gewindegängen 18 auf dem Steckbolzen 16 entspricht und dort aufgeschraubt werden kann. An seinem einen Ende trägt der Einsatz 48 einen nach innen gerichteten Flansch 54 und einen äußeren Flansch 56. Zwischen dem Flansch 56 und einem äußeren Ringbund 62 des Einsatzes 48 befindet sich eine Aussparung 58, in welche ein fest in die Außenhülse 50 eingesetzter Stift 60 eingreift und die axiale Beweglichkeit der Außenhülse 50 auf dem Einsatz 48 begrenzt. Eine Schraubenfeder 64, welche stärker ist als die Ventilfeder 40 ist zwischen dem Bund 62 und einer Innenschulter 66 der Außenhülse 50 eingesetzt und drückt den Bund gegen den Stift. Der Einsatz 48 ist mit Ansätzen 49 versehen, welche in entsprechende Längsnuten 51 der Außenhülse 50 eingreifen, um ein Mitdrehen des Einsatzes 48 zu gewährleisten, wenn die Außenhülse 50 verdreht wird. Die gerändelten Teile 53 der Außenhülse 50 erleichtern das Zusammenschrauben der Kupplungshälften.
Die Außenhülse 50 ist an ihrem dem vieleckigen Steckbolzenflansch 27 der KupplungshäIfte A zugewandten Ende mit einer entsprechend vieleckigen Ausnehmung 68 versehen, so daß der eckige Flansch 27 in die Ausnehmung 68 passend eingreifen kann. Durch diesen paßgerechten Eingriff zwischen dem Flansch 27 und der Ausnehmung 68 wird die Verriegelung der beiden Kupplungshälften sichergestellt.
Die Kupplungshälfte B ist ferner mit einer Anschlußhülse 70 versehen, die durch Eingreifen ihres Außenflansches 72 hinter den Innenflansch 54 des schraubenmuffenartigen Einsatzes 48 und durch einen Sprengring 74 axial unverschieblich aber drehbar mit dem Einsatz 48 verbunden ist. Ein Gewindeabschnitt 76 des Anschlußstückes 70 dient zum Anschließen an eine nicht dargestellte Rohr- oder Schlauchleitung. Innerhalb des Anschlußstückes 70 befindet sich ein zapfenförrniger Ventilkörper, welcher aus einem hohlen Schaft 78 und einem Kopfteil 80 mit auf dem Umfang angeordneten Durchlaßöffnungen 82 besteht und mit einer konischen Ringfläche 84 versehen ist. Der zapfenfönnige Ventilkörper ist mit dem Schraubgewinde 86 in das Anschlußstück 70 eingesehraubt. Zur Ventilanordnung gehört ferner als Verschlußstück eine Ventilhülse 88 mit einer konischen ringförmigen Sitzfläche 90, die mit der konischen Ringfläche 84 zusammenwirkt. Die Ventilhülse 88 ist zwischen einer in das Anschlußstück 70 eingesetzten O-Ring-Dichtung 92 und dem zapfenförmigen Ventilkörper axial verschieblich gelagert. Die Ventilhülse 88 wird von einer Schraubenfeder 94 in ihre Schließstellung gedrückt, in der die konischen Sitzflächen 84 und 90 aufeinanderliegen und der Strömungsmitteldurchfluß durch die Kupplungshälfte B gesperrt ist.
Die erfindungsgemäße Leitungskupplung arbeitet wie folgt: Es soll zunächst von der in Fig. 1 dargestellten Lage der Kupplungshälften ausgegangen werden. Hier sind die Kupplungshälften A und B axial aufeinander ausgerichtet, und es greifen die Gewindegänge des Einsatzes 48 gerade eben in die Gewindegänge des Steckbolzens 16 ein. In dieser Stellung sind die Ventile in den Kupplungshälften geschlossen. Dabei berühren sich die gegenüberliegenden Stirnflächen der Ventile in an sich bekannter Weise, um einen Lufteintritt zu verhindern.
Wenn aus der in Fig. 1 dargestellten Lage die Außenhülse 50 verdreht und damit der Einsatz 48 auf den Steckbolzen 16 aufgeschraubt wird, so werden die Ventile in den Kupplungshälften, wie Fig. 2 zeigt, geöffnet. Durch die öffnungsbewegung der Ventile werden die Ventilfedern 40 und 94 gespannt und üben eine Druckkraft aus, welche die Kupplungshälften A und B auseinanderzudrücken sucht. Da die Gewinde 18 und 52 an dem Steckbolzen 16 bzw. an dem Einsatz 48 eine große Steigung haben, bewirkt diese Druckkraft der Ventilfedern, daß sich der Einsatz 48 beim Loslassen der Hülse 50 sofort wieder von dem Steckbolzen 16 herunterdreht, wenn diese Verdrehung nicht du'rch Eingreifen des vieleckigen Flansches 27 in die vieleckige Ausnehmung 68 verhindert wird. Wird also die Hülse 50 in der in Fig. 2 dargestellten oder in einer anderen Zwischenstellung losgelassen, so trennen sich die Kupplungshälften selbsttätig voneinander.
Wenn man, ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Lage, den Einsatz 48 weiter auf den Steckbolzen 16 aufschraubt, bis sich die Stirnhülsen der Außenhülse 50 des vieleckigen Flansches 27 berühren, so greifen die vieleckige Ausnehmung 68 der Außenhülse 50 und der vieleck-ige Flansch noch nicht ineinander. Eine weitere Verdrehung führt dazu, daß der Flansch 27 die Hülse 50 auf dem Einsatz 48 nach rechts verschiebt und die Feder 64 zusammendrückt, bis schließlich die vieleckige Ausnehmung 68 in eine Stellung kommt, in der sie genau auf den vieleckigen Flansch 27 ausgerichtet ist. Sobald dieses geschieht, springt die Hülse 50 unter Wirkung der Feder 64 vor und der vieleckige Flansch 27 greift formschlüssig in die vieleckige Ausnehmung 68 ein, wie das die Fig. 3 zeigt. Die Axialbewegung der Hülse 50 reicht aus, um den Flansch 27 vollständig in die Ausnehmung 68 hineinzuführen und die beiden Kupplungsteile sicher zu verriegeln. Die Anzahl der Gewindegänge in den Gewinden 18 und 52 muß genau so groß sein wie die Anzahl der Vielecksseiten in der Aussparung 68 und am Flansch 27. Ist dieses nicht der Fall, kann ein Eingreifen des Flansches in die Aussparung nur in einer einzigen ganz bestimmten Stellung dieser Teile zueinander erfolgen. Wenn jedoch z. B. sechs Gewindegänge und auch sechs Vielecksseiten vorhanden sind, kann die Verriegelung in sechs verschiedenen Stellungen erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schraubkupplung für Schlauch- oder Rohrleitungen mit durch Federn in Schließrichtung gedrückten selbsttätigen Absperrventilen in beiden Kupplungshälften und einer axial beweglichen, aber nicht verdrehbaren Hülse auf einer Kupplungshälfte, die bei zusammengeschraubter Kupplung zur Verhinderung unbeabsichtigten Aufschraubens unter der Wirkung einer Druckfeder formschlüssig in Sperrrnitteln an der anderen Kupplungshälfte einrastet, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kupplungshälften (A und B) verbindende Gewinde (18, 52) in an sich bekannter Weise mehrgängig und mit gegen Axialkräfte nicht selbsthemmender Steigung ausgeführt ist, so daß sich die nicht völlig zusammengeschraubten Kupplungshälften bei noch nicht in die Sperrmittel (27) eingerasteter Hülse (50) nach Loslassen der Hülse unter der Kraft der die Verschlußstücke (31, 88) der Absperrventile beaufschlagenden Federn (40, 94) selbsttätig wieder lösen.
2. Schraubkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrtnittel an der einen Kupplungshälfte (A) ein Flansch (27) mit der Form eines regelmäßigen Vielecks vorgesehen ist, den die Hülse (50) in ihrer Sperrstellung mit einer der Form des Flansches entsprechenden Ausnehmung (68) übergreift, wobei die Zahl der Vielecksseiten des Flansches (27) und der Ausnehmung (68) mit der Gangzahl des Kupplungsgewindes (18, 52) übereinstimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 378 087; schweizerische Patentschrift Nr. 316 890; britische Patentschrift Nr. 560 096; USA.-Patentschriften Nr. 1800 045, 2 305 841, 2 436 206, 2 457 251, 2 638 915, 2 648 553, 2709093.