DE1525964B1 - Kupplung zum schnellen Verbinden und Trennen zweier Rohrteile - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung Schwenkachse und an einer Stelle des ersten Rohrzum schnellen Verbinden und Trennen zweier Rohr- teiles zwischen den Schwenkachsen des Kolbenteile, die mit ihren Endflanschen aneinanderstoßen, Zylinder-Aggregates und des Klemmhebels im Bemittels einer auf dem einen Rohrteil über einer reich der Platte angreifen.

Platte gelagerten Vorrichtung, die aus mehreren 5 Durch die erfindungsgemäße Kupplung wird ein um den Umfang verteilten doppeltwirkenden KoI- rasches Lösen z. B. der schraubenlosen Kupplung ben-Zylinder-Aggregaten, die in einer zur Achse für die geflanschten Rohrabschnitte einer Schiffsder Rohrteile senkrechten Achse schwenkbar ge- ladevorrichtung und der Zuleitung zu einem Tanker lagert sind, und mit diesen und der Platte gelenkig ermöglicht. Weiterhin können auf einfache Weise verbundenen Hebelanordnungen bestehen, wobei io Steuervorrichtungen vorgesehen und betätigt werden, jede Hebelanordnung zwei Klemmhebel mit einem durch die eine ständige Überwachung aller etwaiger Klemmfuß zum Hintergreifen des einen Rohrflan- Kräfte gewährleistet werden kann, welche bestrebt sches, zwei Betätigungshebel und zwei mit diesen sind, die Kupplungsverbindung in eine falsche Lage und den Klemmhebeln verbundenen Schwingen auf- zu bringen oder sie zu trennen, so daß bei einer weist und die Betätigungshebel mit einem Kolben- 15 Gefahr etwa die Zuführungspumpen abgeschaltet Zylinder-Aggregat verbunden sind. und die Ladevorrichtung automatisch von der Zulei-

Die erfindungsgemäße Rohrkupplung ist besonders rung abgehängt werden kann. Dieses Abhängen der zweckmäßig für verschiedene Typen bekannter Zuleitung von der Ladevorrichtung kann jedoch Schiffsladevorrichtungen, die gemeinhin aus mehre- auch durch einen einzigen Handgriff erfolgen, so daß ren gelenkig miteinander verbundenen Rohrarmen 20 ein äußerst schnelles Entkuppeln ermöglicht wird, bestehen, die am Ende ein mit einem Flansch ver- Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand

sehenes Anschlußstück haben. Die Ladevorrichtung eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen ^ kann an einem Dock montiert sein und vom Dock Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeich- fj aus bedient werden, um das mit dem Flanschende nung zeigt versehene Anschlußstück mit einem in ähnlicher 25 Fig. 1 eine vergrößerte fragmentarische Seiten-Weise geflanschten Anschlußende an der Zuleitung ansieht einer Ausführungsform der erfindungsgezu einem Tanker oder anderen Schiff verschraubt mäßen Kupplung, die in geschlossener Stellung gezu werden, worauf die flüssige Ladung in den Tanker zeigt ist. Um die innere Struktur aufzudecken, sind eingeladen oder aus demTanker entladen werden kann. einige Teile weggebrochen, Gerade wenn es um das Be-oder Entladen von Erdöl 30 Fig. IA eine vergrößerte Sehnittansicht eines geht, kann es, wenn sich der Zwischenraum zwi- Teils der Kupplung von Fig. 1, sehen dem Schiff und dem-Dock. auf Grund von Fig. 2 eine vergrößerte Endansicht der in Fig. 1

nicht eingeplanten Winden, Gezeiten oder Wellen- dargestellten Kupplung,

gang so weit vergrößert, daß die Ladevorrichtung Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenan-

ihn nicht mehr überspannen kann, notwendig wer- 35 sieht, die jedoch die Kupplung in ihrer offenen Stelden, die Rohrleitungen schnell zu trennen, um ein lung zeigt. Zerreißen der Rohrverbindungen zu vermeiden. In den Fi g. 1 und 2 ist eine Ausführungsform

Es ist bereits eine Kupplung für zwei Rohrteile einer erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, die bekanntgeworden (britische Patentschrift 854 763), im allgemeinen mit 26 bezeichnet ist und durch die bei der auf dem einen Rohrteil eine über einer Platte 40 eine Verbindung zwischen einer nicht dargestellten gelagerte Vorrichtung vorgesehen ist, die aus mehre- Ladevorrichtung für ein Schiff mit dem Rohrleitungsren um den Umfang verteilten doppeltwirkenden system des Schiffes geschaffen wird. Selbstverständ-Kolben-Zylinder-Aggregaten, die in einer zur Achse " lieh kann eine erfindungsgemäße Kupplung auch für der Rohrteile senkrechten Achse schwenkbar ge- andere Kupplungszwecke verwandt werden. Die -j( gert sind, und mit diesen und der Platte gelenkig 45 Fig. 1 zeigt die Kupplung an dem Rohrteil28 der verbundenen Hebelanordnungen besteht, wobei jede . Schiffsladeleitung festgemacht. Die Kupplung weist Hebelanordnung zwei Klemmhebel mit einem ein um 90° drehbares Gelenk und ein nicht mehr Klemmfuß zum Hintergreifen des Rohrflansches des dargestelltes Knie 32 auf, die den letzten Leitungsanderen Rohrteiles, zwei Betätigungshebel.und zwei abschnitt der Ladevorrichtung darstellen. Das Gemit diesen und den Klemmhebeln verbundene 50 lenk32 (Fig.'Ϊ) hat ein äußeres hohles Gelenkrohr-Schwingen aufweist und die Betätigungshebel mit teil 34, einen inneren Rohrteil 36 und zwischen beieinem Kolben-Zylinder-Aggregat verbunden sind. den angeordnete Kugellager 38, die in Komplemen-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- tär-Laufringen (nicht gezeigt) der Rohrteile 34 und gründe, eine Kupplung anzugeben, mit der zwei 36 gebettet sind.

Rohrteile schnell verbunden und auch wieder ge- 55 Der Gelenkrohrteil 36 ist mit einem Rohrstutzen trennt werden können. -.- 40 versehen, der ein Außengewinde trägt. Auf dem

Diese Aufgabe wird bei einer Kupplung der oben Rohrstutzen sitzt "verstellbar ein mit Innengewinde angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, versehener drehbarer Ring 42, der als Träger der daß die Schwenkachse des Kolben-Zylinder-Aggre- Klemmvorrichtungen dient. An dem Ring 42 ist ein gates und die Schwenkachse der Klemmhebel in einer 60 abstehender Handgriff 44 befestigt, an dem sich der Ebene auf einem an der Platte befestigten Bock Ring leichter drehen und damit in axialer Richtung ,-_ vorgesehen, die Schwingen in ihrem mittleren Be- auf dem Rohrstutzen 40 verstellen läßt. Auf das freie ' reich an dem treibenden Ende des Kolben-Zylinder- Ende des Rohrstutzens 40 ist ein Ringflansch 46 ., Aggregates angelenkt sind, die Betätigungshebel in aufgebracht, an dessen Außenfläche ein runder Dicht- , je einen Handbetätigungshebel übergehen und auf 65 ring 48 und ein etwa U-förmiger Dichtring 50 in derselben Achse wie das Kolben-Zylinder-Aggregat passenden Nuten eingebettet sind. In dem Ringsitzen und zwei Federn vorgesehen sind, die an einer flansch 46 sind keine Löcher für Bolzen vorgesehen ;-Stelle der Schwinge oberhalb von deren mittleren oder erforderlich. Die Dichtringe 48 und 50 werden

durch das dichtende Anschmiegen der einander gegenüberstehenden Flächen des Ringflansches 46 und eines Flansches 52 des Rohrteiles 28 verformt. Drei hydraulisch betätigte Klemmvorrichtungen 54,56 und 58 (Fig. 1 und 2) pressen die Flanschflächen aufeinander, so daß zwischen diesen eine abdichtende Radialfläche 60 gebildet wird. An dem Ende des Rohrstutzens 40 sind mehrere Führungsnasen 61 befestigt, die von dem Rohrstutzen nach außen wegstehen und auf der Außenseite Schrägflächen bieten, welche die Ausrichtung der Enden des in den Rohrstutzen mündenden Rohrabschnittes und des Rohrteils 28 erleichtern; auf diese Weise lassen sich der Ringflansch 46 und der Flansch 52 koaxial fluchten, bevor die Klemmvorrichtungen 54, 56 und 58 betätigt werden.

Die drei Klemmvorrichtungen sind im wesentlichen gleich bis auf später erläuterbare kleine Unterschiede. Eine Beschreibung der Klemmvorrichtung 54 (Fig. 1 und 3) schließt also auch eine Erklärung der beiden anderen Klemmvorrichtungen 56 und 58 _ ein. Von dem als Klemmenträger dienenden Ring 42 Β Tagt eine etwa ringförmige Federplatte 62 radial nach außen. Diese hat angenähert Dreiecksbegrenzung und einen inneren Teil, welcher eine Außenfläche 63 des Klemmenträgerrings 42 umgibt und mit dieser sowie mit einem radialen Flansch:64 des Klemmenträgerrings verschweißt ist. In gleichen Winkelabständen sind an jeder Ecke der Federplatte 62 nach außen offene Einschnitte 66 (F i g. 2) vorgesehen, welche die entsprechenden. Klemmvorrichtungen 54, 56 oder 58 aufnehmen. Die Seitenwände der Einschnitte 66 sind nicht sichtbar, fallen aber mit den Innenflächen je zweier axial sich, erstreckender Befestigungsösen 68 für einen Kniehebel zusammen. Jede Befestigungsöse hat einen integralen, nach außen gebogenen Flansch70, der mit,Bolzen 72 an der Endwand der Federplatte 62i "befestigt ist. Betrachten wir die Klemmvorrichtung 54 (F i g.' 1): Die beiden Befestigungsösen 68, die von der Ladevorrichtung weg zu dem Anschluß der Schiffszuleitung hin ragen, haltern eine Drehachse 74, und die entgegengesetzt angeordneten beiden Befestigungslip ösen 68 haltern gefluchtete Stummelachsen 76, von ™ "denen nur eine gezeigt ist. Diese, sind ein integraler Teil eines doppeltwirkenden hydraulischen Zylinders 78. Auf der Stummelachse 76 sitzt zu jeder Seite des hydraulischen Zylinders 78 zwischen 'dem hydraulischen Zylinder 78 und der Befestigungsöse 68 ein Kniehebel 80. Jeder Kniehebel 80 hat einen ersten Hebelarm 82 und einen Bedienüngsarm 84. Die beiden Bedienungsarme 84 sind mit einer Stange 86 verbunden, die als Handgriff dient.

Eine erste Kniehebelwelle 88, die aus zwei axialbeabstandeten Stummelachsen 88 α besteht,, .verbin-. det den Kniehebel 80 mit einer zentralen Schwinge 90, wobei jede Stummelachse einen der Kniehebelarme mit der Schwinge 90 gelenkig verbindet. Eine zweite Kniehebelwelle 92 ragt durch einen anderen Teil der zentralen Schwinge 90 und durch ein zweites Kniehebelpaar 94, die in der gleichen Ebene liegen wie die eben erwähnten Kniehebelarme 82 und auf der Drehachse 74 sitzen. Die zentrale Schwinge 90 (Fig. IA) ist in Längsrichtung eingeschnitten, so daß Platz für einen Gabelkopf 96 geschaffen ist, der auf der Kolbenstange des hydraulischen Zylinders 78 befestigt und mit der zentralen Schwinge über einen Gabelkopfzapfen 98 verbunden ist.

An jedem Ende eines Stiftes 102, der aus der zentralen Schwinge 90 vorsteht, ist eine Übertotpunktfeder 100 verankert, die mit einem Stift 104 verbunden ist, welcher auf jeder Seite der Einschnitte 66 (Fig. 2) durch die Federplatte 62 ragt. Wie F i g. 2 deutlich erkennen läßt, ist durch den äußeren Rand des Flansches 70 und durch die Federplatte 62 ein Schlitz gefräst, um das Ende der Feder 100 aufzunehmen.

ίο Wenn die Kolbenstange des hydraulischen Zylinders 78 (F i g. 1) voll ausgefahren ist, liegt die Achse der Kniehebelwelle 88 auf einer imaginären Verbindungslinie Ll zwischen der Achse der zweiten Kniehebelwelle 92 und der Stummelachsen 76. Demgemaß können die Kniehebel 94 nicht gegen den Uhr-"■'■ zeigersinn (Fig. 1) geschwenkt werden; aber die Kniehebel 80 können in Richtung des Pfeiles 106 verschwenkt werden, indem man von Hand den Handgriff in eben diese Richtung zieht. Wenn daao gegen die Kolbenstange des hydraulischen Zylinders ■ 78 zurückgezogen ist, wie in Fig. 3 dargestellt, liegt die Achse der zweiten Kniehebelwelle 92 ebenfalls auf einer imaginären Verbindungslinie L 2/zwischen den Achsen der Kniehebelwelle 88 und der Stummelachsen 74, so daß der Handgriff 86 sich nicht in ^: Richtung des Pfeiles 108 verschieben läßt. Diese Kniehebelfunktion bewirkt also, daß sich zwar die Klemmvorrichtung 54 von Hand aus der. "Stellung der Fig. 1 in die Stellung der Fig. 3 überführen läßt, aber eine Überführung, aus der Stellung der Fig. 3 in diejenige der Fig. 1 allein durch den hydraulischen Zylinder 78 geschehen kann. ;

Jeder der erwähnten Kniehebel 94 ist mit einem Kraftfühlarm 110 ausgerüstet, der in. einer Ebene senkrecht zur Drehachse 74 biegsam ist und einen Klemmfuß 112 hat, der derartig.angeordnet ist, daß er sich nach innen gegen den Flansch 52 des Rohrteils 28': anlegt,, wenn die Kupplung 26 die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt. Um¹ den Grad der Biegung vorauszubestimmen, der ein-^ε· tritt, wenn das. Rohrteil28 festgeklammert ;ist, ist jeder Kraftfühlarm 110 mit. einem Schlitz 113 versehen, dessen Abmessung den Grad der-Biegung des. Kraftfühlarmes unter einer vorgegebenen Kraft nach außen bestimmt, die den Ringflansch .46 > von dem Flansch 52 trennen will. .

An jedem Klemmfuß 112 ist ein starrer Drehmomentübertragungsarm 114 aufgeschweißt, der nach oben bis zu einem Vorsprung 116 auf dem zugehörigen Kraftfühlarm 110 reicht und ein'nach *■■- innen ragendes Auflager 118. hat. Dieses ist an dem einen Kraftfühlarm 110 mit einem Schaltknopf 120 (Fig. 1) ausgerichtet. Eine Kraft, die den Ring-•,, flansch 46 von dem Flansch 52 trennen will, bewirkt folglich, daß sich die Kraftfühlarme 110 von den Drehachsen 74 wegbiegen und dabei die Auflager 118 der Drehmomentübertragungsarme 114 sich nach innen zu den Vorsprüngen 116 hin bewegen. In dem speziellen Fall des Schaltknopfes 120 der Klemmvorrichtung 54 wird ein zugehöriger elektrischer Schalter 122 (Kraftfühlschalter) betätigt. Ein entsprechender Schalter 124 (Fig. 2) ist dem Kraftfühlarm 110 der Klemmvorrichtung 56 zugeordnet. Nach Wunsch kann auch der Klemmvorrichtung 58 ein entsprechender Schalter 126 beigegeben werden. Mit den Schaltern 122,124 und 126 stehen drei Flanschschalter 130 (Fig. 1 bis 3) in Funktionsverbindung, die normalerweise offene einpolige Ein-

regelschalter sind; sie werden durch Schalthebel 132 betätigt, welche von dem Ringflansch 46 wegstehen und folglich niedergedrückt werden, wenn der Flansch 52 durch die Klemmvorrichtungen 54, 56, 58 gegen den Ringflanseh 46 angepreßt wird. Ebenfalls mit den erwähnten elektrischen Kraftfühlschaltern arbeiten Positionsschalter 134 und 136 für die zentrale Schwinge zusammen (Fig. IA₃ 3). Der erstgenannte Positionssehalter 134 mag ein einpoliger Einregelschalter sein, während der andere, 136, ein doppelpoliger Einregelschalter sein kann.

Der Positionsschalter 134 (F i g. IA) ist in einer Einbuchtung der zentralen Schwinge 90 angeordnet und hat einen Schalthebel 138, der von einem Anschlagstift 140 niedergedrückt wird. Der Anschlagstift ragt durch die Kniehebelanne 82; er betätigt den Schalter 134 und begrenzt zugleich die Bewegung der zentralen Schwinge 90, wenn die Kolbenstange des hydraulischen Zylinders 78 voll zurückgezogen ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Wenn die Flansche 52 und 46 voneinander getrennt sind,, sind die Kontakte des Flanschschalters bzw. der Flanschschalter 130 geöffnet.

Es sei verwiesen, daß die Kraftfühlschalter 122 an den Kraftfühlarmen UO verstellbar gehaltert sind, so daß ihre Schaltknöpfe 120 in einem vorgegebenen Abstand von den Auflagern 118 eingestellt werden können (s. Fig. 2). Da die zur Biegung der Federplatte 62 erforderliche Kraft eine bekannte Größe ist, läßt sich leicht einsehen, daß ein bestimmter Schaltknopfabstand notwendig ist, um den Punkt zu erfassen, bei dem eine zulässige Kraft, welche die Flansche 46 und 52 trennen will, überschritten wird. Die axiale Einstellung der Federplatte durch Drehen an dem Handgriff 44 und der bekannten Erregungsdruck für die hydraulischen Zylinder 78 bestimmen die Federkraft, die überwunden werden muß, bevor die Kraftfühlschalter 122 betätigt werden.

Es kann sodann eine nicht näher dargestellte Steuervorrichtung vorgesehen werden, durch die die Kupplung automatisch geöffnet wird, wenn durch die Kraftfühlschalter 122 und 124 eine die Flansche trennende Kraft angezeigt wird, die die bestimmte Stärke übersteigt. Durch diesen Steuervorgang werden alle Klemmvorrichtungen 54, 56 und 58 geöffnet und nehmen die in Fig. 3 für die Klemmvorrichtung 54 gezeigte Lage ein.

Die Flanschschalter 130 dienen dazu, dem. Steuerungssystem anzuzeigen, ob die Flansche 46 und 52 gegeneinander liegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß ein automatischer Schließvorgang der Kupplung nur dann eingeleitet werden kann, wenn diese Flanschschalter 130 geschlossen sind.

Mit Hilfe der Positionsschalter 134 und 136 können dem Steuerungssystem Hinweise über die jeweilige Stellung der Kupplung übermittelt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kupplung zum schnellen Verbinden und Trennen zweier Rohrteile, die mit ihren Endflanschen aneinanderstoßen, mittels einer auf dem einen Rohrteil über einer Platte gelagerten Vorrichtung, die aus mehreren um den Umfang, verteilten doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregaten, die in einer zur Achse der Rohrteile senkrechten Achse schwenkbar gelagert sind und mit diesen und der Platte gelenkig verbundenen Hebelanordnungen bestehen, wobei jede Hebelanordnung zwei Klemmhebel mit einem Klemmfuß zum Hintergreifen des einen Rohrflansches, zwei Betätigungshebel und zwei mit diesen und den Klemmhebeln verbundenen Schwingen aufweist und die Betätigungshebel mit einem Kolben-Zylinder-Aggregat verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (76) des Kolben-Zylinder-Aggregates (78, 96) und die Schwenkachse (74) der Klemmhebel (94) in einer Ebene auf einem an der Platte (62) befestigten Bock (68) vorgesehen, die Schwingen (90) in ihrem mittleren Bereich an dem treibenden Ende des Kolben-Zylinder-Aggregates (78,96) angelenkt sind, die Betätigungshebel (80) in je einen Handbetätigungshebel (84) übergehen und auf derselben Achse (76) wie das Kolben-Zylinder-Aggregat (78,96) sitzen und zwei Federn (100) vorgesehen sind, die an einer Stelle (102) der Schwinge (90) oberhalb von deren mittleren Schwenkachse (98) und an einer Stelle (104) des ersten Rohrteiles (40) zwischen den Schwenkachsen (74,76) des Kolben-Zylinder-Aggregates (78,96) und des Klemmhebels (94) im Bereich der Platte (62) angreifen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (62) federnd ausgebildet ist und sich auf einem axial verschiebbaren Sockel (42) befindet.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Klemmfuß (112) tragende Ende des Klemmhebels (94) federnd ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen