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Steckkupplung für druckmittelführende Rohre oder Schläuche Es ist
bekannt, zum Verbinden von Rohren und Schläuchen dienende Steckkupplungen, weiche
aus einer Kupplungsmuffe und einem Stecknippel bestehen, in der Weise zu gestalten,
daß der Stecknippel in zwei Stellungen, in denen er verschieden weit in die Kupplungsmuffe
eingesteckt ist, gegen ein Austreten aus der Kupplungsmuffe festgelegt werden kann.
Die ist bei bekannten Ausführungen dadurch erreicht, daß die Kupplungsmuffe mit
zwei Raststellungen ausgeführte Bajonettschlitze aufweist, in die am Kupplungsstecker
vorstehend angeordnete Stifte eingreifen, oder es ist die Kupplungsmuffe mit durch
Fingerbetätigung lösbaren Sperrklinken versehen, welche je nach der Einstecktiefe
des Stecknippels in eine von zwei am Stecknippel angeordnete Umfangsnuten eingreifen.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei Steckkupplungen, deren Kupplungsstecker
in der Kupplungsmuffe durch Sperrkugeln festlegbar ist, welche in quergerichteten
Führungen der Kupplungsmuffenwand angeordnet und durch eine die Kupplungsmuffe umgebende
federbelastete Verriegelungshülse in der Sperrstellung abgestützt und aus der Sperrstellung
lösbar sind, die Festlegung des Kupplungssteckers in zwei verschiedenen Einstecklagen
dadurch zu ermöglichen, daß die Verriegelungshülse mit einer inneren Aussparung
zum wechselweisen Eintritt der in zwei Ebenen angeordneten Sperrkugeln sowie beiderseits
der Aussparung mit Widerlagerflächen versehen ist, welche die über Schrägflächen
am Kupplungstecker infolge seiner Druckmittelbeaufschlagung radial belasteten Sperrkugeln
wechselweise im Eingriff mit einer am Kupplungsstecker angeordneten Umfangsnut derart
abstützen, daß der Kupplungsstecker in einer Sperrstellung mit druckdichtem Sitz
und in einer weiteren Sperrstellung in einer das Entweichen des Druckmittels aus
dem Kupplungsinneren zulassenden Entlüftungslage in der Kupplungsmuffe gehalten
ist (deutsche Patentschrift 1115 998). Bei allen erwähnten Steckkupplungen
wird ein in der Kupplungsmuffe angeordnetes selbsttätiges Absperrventil vom Kupplungsstecker
in der Öffnungsstellung gehalten, wenn der Kupplungsstecker mit der größten Einstecktiefe
in der Kupplungsmuffe mit druckdichtem Sitz festgelegt ist. Das Absperrventil befindet
sich dagegen in der Schließstellung, wenn der Kupplungsstecker mit der kleineren
Einstecktiefe in der Kupplungsmuffe festlegbar ist. Da in dieser letzteren Einstecklage
des Kupplungssteckers wegen des geschlossenen Absperrventils kein Strömungsdurchgang
in der Kupplung stattfindet, entfällt das Bedürfnis nach einem druckdichten Sitz
des Kupplungssteckers in der Kupplungsmuffe, und es ist demzufolge die Passung in
der Regel so gewählt, daß ein im Kupplungsinneren noch bestehender Druck des Strömungsmediums
dadurch abgebaut wird, daß das Strömungsmedium durch den Passungsspalt zwischen
der Kupplungsmuffe und dem Kupplungsstecker aus dem Kupplungsinneren entweichen
kann. Nach erfolgtem Druckabbau kann sodann der Kupplungsstecker durch Lösen der
ihn haltenden Sperrmittel freigegeben und aus der Kupplungsmuffe entfernt werden.
Die beschriebenen Kupplungen bieten indessen keine Sicherung dafür,- daß die Freigabe
des Kupplungssteckers erst erfolgen kann, nachdem der Druck im Kupplungsinneren
abgebaut ist. Damit ist insbesondere bei größeren Kupplungen und/oder bei hohem
Druck des Strömungsmediums die Gefahr gegeben, daß der Kupplungsstecker mit Wucht
aus der Kupplungsmuffe geschleudert wird, wenn seine Freigabe erfolgt, bevor der
Druck im Kupplungsinneren abgebaut ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Steckkupplungen, deren
Kupplungsstecker in zwei verschieden tiefen Einstecklagen in der Kupplungsmuffe
festlegbar ist, eine Freigabe des Kupplungssteckers zu verhindern, solange noch
ein so hoher Druck im Kupplungsinneren herrscht, daß der Kupplungsstecker im Falle
seiner Freigabe mit Wucht aus der Kupplungsmuffe geschleudert würde. Dies wird bei
Steckkupplungen für druckmittelführende Rohre oder Schläuche, die aus einem Kupplungsstecker
und einer in quergerichteten Führungen Sperrglieder verschiebbar enthaltenden Kupplungsmuffe
bestehen und bei denen die Kupplungmuffe von einer axial verschiebbaren, federbelasteten
Verriegelungshülse umgeben
ist, die mit einer inneren Aussparung
zum wechselweisen Eintritt der Sperrglieder sowie beiderseits der Aussparung mit
Widerlagerflächen versehen ist, welche die über Schrägflächen vom Kupplungsstecker
infolge seiner Druckmittelbeaufschlagung radial belasteten Sperrglieder wechselweise
im Eingriff mit einer am Kupplungsstecker angeordneten Umfangsnut derart abstützen,
daß der Kupplungsstecker in einer Sperrstellung druckdicht und in einer weiteren
Spmrstellung in einer das Entweichen des Druckmittels aus dem Kupplungsinneren zulassenden
Entlüftungsanlage in der Kupplungsmuffe gehalten ist, erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die mit den Sperrgliedern zusammenwirkende Schulter der Umfangsnut des Stecknippels
mit einer solchen Neigung konisch verläuft, daß- die den Kupplungsstecker in der
Entlüftungsstellung haltenden Sperrglieder bei Vorhandensein eines erheblichen Überdruckes
im Inneren der Kupplung eine Klemmsperrung auf die gegen die Wirkung ihrer Belastungsfeder
verschobene Verriegelungshülse ausüben. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die
Verriegelungshülse in der Wirkungsrichtung ihrer Belastungsfeder erst dann mit der
Folge einer Freigabe des Kupplungssteckers verschoben werden, nachdem der Druck
im Kupplungsinnern auf ein Maß abgebaut ist, welches den Kupplungsstecker mit beherrschbaren
Kräften oder kraftlos aus der Kupplungsmuffe austreten läßt. Die Freigabe des Kupplungssteckers
erfolgt dabei selbsttätig, wenn die von den Sperrgliedern auf die Verriegelungshülse
ausgeübte Klemmsperrung in Abhängigkeit vom Druck im Kupplungsinneren so weit verringert
ist, daß die Kraft der Belastungfeder der Verriegelungshülse die Klemmsperrungskraft
überwiegt und daher die Verriegelungshülse von ihrer Belastungsfeder in die den
Kupplungsstecker freigebende Lage verschoben wird.
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Die bei der Ausübung der Klemmsperrung mit radial gerichtetem Druck
gegen die Verriegelungshülse gepreßten Sperrglieder verursachen eine mechanische
Beanspruchung der Hülsenwand. Um diese Beanspruchung so zu beschränken, daß eine
übermäßige Dicke der Hülsenwand vermieden werden kann, verläuft in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung die mit den in Sperrstellung befindlichen Sperrgliedern für die Entlüftungsstellung
des Stecknippels zusammenwirkende Widerlagerfläche der Verriegelungshülse in an
sich bekannter Weise konisch mit einer die Sperrung der Verriegelungshülse unterstützenden
Neigung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in der
Weise dargestellt, daß die obere Bildhälfte die Kupplung in der Kupplungsstellung
zeigt, während die untere Bildhälfte die Sperrung des Kupplungssteckers in der Entlüftungsstellung
veranschaulicht.
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Die Kupplung besteht aus den Kupplungshälften 1 und 2, von denen die
Kupplungshälfte 1 mit dem Kupplungsstecker 3 in die Muffe 4 der Kupplungshälfte
2 eingreift. In der Eingriffsstellung (obere Bildhälfte) ist der Kupplungsstecker
3 durch Sperrkugeln festgelegt, von denen in der Zeichnung eine der für die Festlegung
wirksamen Sperrkugeln 5 in ausgezogenen Linien erscheint. Die Sperrkugeln 5 sind
zu mehreren am Umfang der Kupplungsmuffe 4 verteilt in einer zur Kupplungsachse
senkrechten Ebene angeordnet. Sie sind in Radialbohrungen der Kupplungsmuffen 4
verschieblich geführt und greifen in ihrer Sperrstellung in eine Umfangsnut 6 des
Kupplungssteckers 3 ein, der mit seiner schrägen Schulterfläche 11 gegen die Sperrkugeln
5 anliegt. In der Eingriffsstellung sind die Sperrkugeln 5 durch eine Verriegelungshülse
7 gegen ein Austreten aus der Umfangsnut 6 gesperrt, indem die Verriegelungshülse
7, welche unter der Belastung der Druckfeder 8 steht, mit einer von ihrem Innenumfang
gebildeten Widerlagerfläche die die Sperrkugeln. 5 enthaltenden Radialbohrungen
an den äußeren Enden abdeckt.
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Am Innenumfang der Verriegelungshülse 7 ist eine innere Aussparung
9 mit schrägen Schultern 9' und 9" vorhanden. Sollen die Kupplungshälften 1 und
2 aus der Kupplungsstellung (obere Bildhälfte) getrennt werden, so wird die Verriegelungshülse
7 von Hand gegen die Wirkungsrichtung ihrer Belastungsfeder 8 verstellt, bis die
Aussparung 9 mit den Sperrkugeln 5 ausgerichtet ist, wie dies. die untere Bildhälfte
zeigt. Nunmehr können die Sperrkugeln 5 nach außen aus der Umfangsnut 6 des Kupplungssteckers
3 in die Aussparung 9 der Verriegelungshülse 7 eintreten. Hierdurch wird der Kupplungsstecker
3 von den Sperrkugeln 5 freigegeben. Das auf die Stirnfläche des Kupplungssteckers
3 wirkende Druckmittel, welches bestrebt ist, den Kupplungsstecker 3 aus der Kupplungsmuffe
4 auszutreiben, kann daher nach der Freigabe durch die Sperrkugeln 5 den Kupplungsstecker
3 in Richtung eines Austretens aus der Kupplungsmuffe 4 verschieben.
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Es wird jedoch ein vollständiges Austreten aus der Kupplungsmuffe
4 zunächst verhindert. Zu diesem Zwecke sind in der Kupplungshälfte 2 weitere Sperrkugeln
10 vorhanden, welche in Abhängigkeit von der Verriegelungshülse 7 verstellt werden,
wie nachstehend erläutert.
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Die Sperrkugeln 10 sind wie die Sperrkugeln 5 in Radialbohrungen der
Kupplungsmuffe 4 verschieblich geführt. In der Kupplungsstellung (obere Bildhälfte)
befindet sich die Aussparung 9 der Verriegelungshülse 7 mit den Sperrkugeln 10 in
einer Ebene, so daß die Sperrkugeln 10 in die Aussparung 9 eintreten können, wie
dies gestrichelt in der oberen Bildhälfte eingezeichnet ist. Die Sperrkugeln 10
sind zu mehreren am Umfang der Kupplungmuffe 4 verteilt in gemeinsamer Ebene angeordnet.
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Wird zum Zwecke des Entkuppelns die Verriegelungshülse 7 gegen die
Wirkung ihrer Belastungsfeder 8 von Hand verschoben, so kommt die Schulter 9' der
Aussparung 9 der Verriegelungshülse 7 zum Anstoß an den Sperrkugeln 10 und bewegt
diese einwärts, so daß sie in die Umfangsnut 6 des Kupplungssteckers 3 eingreifen.
Diese Einwärtsbewegung erfolgt, bevor bei der Verschiebung der Verriegelungshülse
7 die Schulter 9" der Aussparung 9 zur überdeckung mit den Sperrkugeln 5 gelangt.
Demzufolge greifen die Sperrkugeln 10 in die Umfangsnut 6 des Kupplungssteckers
3 ein, bevor die Sperrkugeln 5 die Schulter 11 des Kupplungssteckers 3 freigeben.
Hierdurch ist erreicht, daß der Kupplungsstecker 3 nach der Freigabe durch die Sperrkugeln
5 vom Druckmedium nur bis zum Anstoß seiner schrägen Schulterfläche 11 an den Sperrkugeln
10 verschoben werden kann, wie dies aus der unteren Bildhälfte ersichtlich ist.
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Beim Anstoß der Schulter 11 gegen die Sperrkugeln 10 herrscht in der
Regel in der Kupplung und damit auch an der Stirnfläche des Kupplungssteckers 3
noch ein verhältnismäßig hoher Druck, so
daß die Schulter 1.1 mit
einer entsprechenden Kraft gegen die Sperrkugeln 10 anliegt. Die Sperrkugeln
10
werden hierdurch nach außen gegen die Schrägflächen 12 der Verriegelungshülse
7 gedrängt. Es ist nun die Neigung der Schrägschulter 11 so gewählt, daß die von
der Druckbelastung des Kupplungssteckers herrührende und von der Schrägschulter
11 auf die Sperrkugeln 10 in auswärtiger Radialrichtung ausgeübte Kraftkomponente
so groß ist, daß die gegen die Schrägfläche 12 der Verriegelungshülse 7 angedrückten
Sperrkugeln 10 eine Klemmsperrung auf der Verriegelungshülse 7 ausüben, die von
der Kraft der gespannten Belastungsfeder 8 zunächst noch nicht überwunden werden
kann. Die Klemmsperrung kann durch Wahl einer geeigneten Neigung der Schrägfläche
12 auf einen solchen Wert gebracht werden, daß es großer Kräfte bedürfen würde,
um die Verriegelungshülse 7 im Entkupplungssinne weiter zu verschieben. Der Kupplungsstecker
3 verharrt daher zunächst in einer Stellung, wie sie die untere Bildhälfte zeigt
(Entlüftungsstellung). Erst nachdem der Druck in der Kupplung sich nach außen weitgehend
über den in der Zeichnung nicht dargestellten Ringspalt abgebaut hat, der zwischen
dem Kupplungsstecker 3 und der Kupplungsmuffe 4 vorhanden ist, überwiegt die Kraft
der Feder 8 die Klemmsperrung der Verriegelungshülse 7 durch die Sperrkugeln 10.
Die Verriegelungshülse 7 kann dann unter leichtem Eindrücken der Sperrkugeln 10
und mäßigem Einwärtsbewegen des Kupplungssteckers 3 von der Belastungsfeder 8 wieder
in die Stellung verschoben werden, welche die obere Bildhälfte zeigt und in der
die Sperrkugeln 10 durch Eintritt in die Aussparung 9 die Schrägschulter 11 des
Kupplungssteckers 3 freigeben. Erst nach dieser Freigabe kann der Kupplungsstecker
vollständig aus der Kupplungsmuffe 4 austreten. Es ist somit erreicht, daß der Kupplungsstecker
3 erst dann aus der Kupplungsmuffe 4 austritt, wenn im Inneren der
Kupplung der Druck so gering ist, daß ein wuchtiges Auseinandertreiben der Kupplungshälften
1 und 2 mit großen Treibkräften nicht mehr eintreten kann. Die zur Erzielung dieser
Wirkung verwendeten einfachen Mittel erfordern keine Bedienungsweise,welche über
die üblichen Maßnahmen des Entkuppelns, nämlich das Verschieben der Verriegelungshülse
7, hinausgeht.
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Auch das Kuppeln der Kupplungshälften 1 und 2 vollzieht sich in üblicher
Weise. Der Kupplungsstecker 3 wird bei einer Stellung der Verriegelungshülse 7 gemäß
der oberen Bildhälfte in die Kupplungsmuffe 4 eingesteckt, bis seine Stirnfläche
gegen die Sperrkugeln 5 anstößt. Sodann wird die Verriegelungshülse 7 gegen die
Wirkung ihrer Belastungsfeder 8 verschoben, wodurch die Sperrkugeln 5 für den Durchgang
des vorderen Kupplungssteckerendes nach außen in die Aussparung 9 verdrängt werden
können. Gleichzeitig sind durch den Anstoß der Schrägschulter 9' die Sperrkugeln
10 in die Umfangsnut 6 des Kupplungssteckers 3 bewegt worden. Bei weiterem Einstecken
des Kupplungsteckers 3 in die Kupplungsmuffe 4 gelangt seine Schrägschulter 11 hinter
die Sperrkugeln 5, die durch Freigeben der Verriegelungshülse 7 infolge ihrer Verschiebung
durch die Belastungsfeder 8 von der Schrägschulter 9" zum Eingriff in die Umfangsnut
6 des Kupplungssteckers 3 bewegt werden und diesen in der Kupplungsstellung festlegen,
wie die obere Bildhälfte zeigt.