DE19534915C1 - Vorrichtung zum Kuppeln von Behältnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln von zwei jeweils einen Anschluß-Rohrstutzen mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt aufweisenden Behältnissen, wobei jeder der Rohrstutzen nahe seinem dem ihn tragenden Behältnis abgewandten Ende eine um einen Durchmesser des Rohrstutzens um im wesentlichen 90° schwenkbare, mit ihrem Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohrstutzens ent­ sprechende Schließklappe mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt aufweist, die aus einer Schließstellung, in der sie im wesentlichen quer zur Längsmittelachse des betreffen­ den Rohrstutzens steht, in eine Offenstellung, in der sie im wesentlichen parallel zur Längsmittelachse des betreffenden Rohrstutzens steht, mittels eines Schwenkantriebs überführbar ist, wobei die Schließklappen mittels jeweils einer im Querschnitt im wesentlichen halbkreissektorförmigen Halbachse, deren ebene, dem den jeweiligen Rohrstutzen tragenden Behält­ nis abgewandten Stirnfläche im wesentlichen mit der dem betreffenden Behältnis abgewandten Stirnfläche der betreffen­ den Schließklappe fluchtet und die mit der jeweiligen Schließ­ klappe fest verbunden ist, derart in jeweils zwei diametral einander gegenüberliegenden, zur jeweiligen Halbachse komple­ mentären Lagerschalen, die sich zur Stirnfläche des betreffen­ den Rohrstutzens öffnen, gelagert sind, daß die Stirnflächen in Schließstellung mit der Stirnfläche des betreffenden Rohrstutzens fluchten, wobei nur eine der Halbachsen unmittel­ bar durch den Schwenkantrieb beaufschlagbar ist und beide Schließklappen nach zentriertem Aneinanderdrücken der Stirn­ flächen der Rohrstutzen mittels des Schwenkantriebes unter Mitnehmen der nicht unmittelbar angetriebenen Schließklappe um eine aus den beiden Halbachsen gebildete Vollachse zwischen ihrer Schließ- und ihrer Offenstellung in dem aus den beiden Lagerschalen gebildeten Lager verschwenkbar sind und wobei die Schließklappen in je einer im wesentlichen kreisförmigen Dichtung gelagert sind.

Eine solche Vorrichtung zum Kuppeln ist in der DE-C-43 42 962 beschrieben und wird beispielsweise in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Es müssen dort häufig mit Anschluß-Rohrstutzen versehene Behältnisse in einer Weise miteinander gekuppelt werden, daß ein in einem der Behälter vorhandenes fließfähiges oder streufähiges Produkt in den anderen Behälter überführt werden kann, ohne daß das Produkt mit der Außenatmosphäre in Berührung kommt.

Um dies zu gewährleisten, sind die an den jeweiligen Rohrstut­ zen vorgesehenen Schließklappen so angeordnet, daß ihre Stirnflächen in Schließstellung mit der Stirnfläche des betreffenden Rohrstutzens fluchten. Sollen nun zwei Behält­ nisse miteinander gekoppelt werden, so werden die jeweiligen Rohrstutzen entsprechend positioniert und die mit diesen fluchtenden Schließklappen aneinandergedrückt. Die Schließ­ klappen werden dann als eine Einheit um im wesentlichen 90° gedreht, so daß der Produkttransport von einem Behältnis in das andere stattfinden kann.

In der Regel wird ein Behältnis mit einem Rohrstutzen, der durch einen aktive Schließklappe verschlossen ist, mit einem Behältnis, dessen Rohrstutzen mit einer passiven Schließklappe verschlossen ist, verbunden. Eine aktive Schließklappe ist in diesem Falle eine Klappe, die mit einem Schwenkantrieb verbunden ist, der eine Kraft auf die Schließklappe ausüben kann, um diese um eine in Durchmesserrichtung bezüglich des Rohrstutzens liegende Schwenkachse zu drehen. Die passive Schließklappe weist keine Verbindung zu solch einem Schwenkan­ trieb auf, sondern wird indirekt durch die aktive Schließ­ klappe, die, wie oben beschrieben, in Kontakt mit der passiven Schließklappe steht, mitgeführt.

Es ist damit sichergestellt, daß der Produkttransport statt­ finden kann, ohne daß Teile des Innenraums der Behältnisse der Atmosphäre ausgesetzt werden. Auch sind nach dem Verschließen der Rohrstutzen und dem Trennen der beiden Behältnisse keinerlei Bereiche der Behältnisse freiliegend, die mit dem, möglicherweise toxischen, Produkt in Kontakt gewesen sind.

Nach dem Trennen der Behältnisse besteht jedoch die Gefahr, daß ein unkontrolliertes Öffnen der Schließklappen die Behältnisse zur Atmosphäre hin öffnet, das Produkt der Atmosphäre und damit möglichen Verunreinigungen ausgesetzt wird oder sogar das fließ- oder streufähige Produkt aus einem Behältnis entweicht.

Gerade eine passive Schließklappe, die frei zugänglich an der Außenseite eines Rohrstutzens liegt und nicht durch die zusätzliche Kraft eines Schwenkantriebs in ihrer geschlossenen Position gehalten wird, ist damit der besonderen Gefahr ausgesetzt, durch ein versehentliches und unbeabsichtigtes Ausüben einer äußeren Kraft auf sie, die zum Beispiel durch ein Aufstützen eines Bedieners hervorgerufen werden kann, geöffnet zu werden. Eine Kraftausübung kann aber auch eine aktive Schließklappe öffnen, wenn die Kraft so groß ist, daß der Schwenkantrieb ebenfalls mitgedreht wird. Nachdem im allgemeinen keine großen Kräfte für den Schwenkantrieb und das Drehen der Schließklappen notwendig sind, kann so etwas jeder Zeit während des Gebrauchs oder des Transportes der Behält­ nisse vorkommen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die die Anschluß-Rohrstutzen abschließenden Schließklappen gegen ein unkontrolliertes Öffnen im nichtgekuppelten Zustand auf einfache und wirkungsvolle Weise gesichert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in jedem der Rohrstutzen mindestens ein in dessen Wand radial beweg­ barer Stift in Höhe der Dichtung vorgesehen ist, welcher, wenn er radial nach innen geschoben ist, in der Dichtung eine Wulst erzeugt, die die jeweilige Schließklappe in ihrer geschlos­ senen Position hält.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Stift durch mindestens eine Exzenter­ vorrichtung betätigt und die jeweilige Schließklappe wird durch das Betätigen der Exzentervorrichtung verriegelt oder entriegelt. Dadurch wird eine besonders einfach zu bedienende Vorrichtung zum Verriegeln bzw. zum Entriegeln der Schließ­ klappen zur Verfügung gestellt. Die Exzentervorrichtung setzt eine tangential angewendete Kraft in eine radial auf die Stifte wirkende Kraft um, wodurch ein gleichmäßiges radiales Verschieben der Stifte sichergestellt wird, da dem Bediener oder einem Antrieb ein längerer Hebelarm zur Verfügung steht, als dies der Fall wäre, wenn die Stifte direkt radial nach innen verschoben würden.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß alle Exzentervorrichtungen an beiden Rohrstutzen mittels eines gemeinsamen Antriebs betätigbar sind. Dies vermindert die Anzahl der notwendigen Verfahrensschritte zum An- oder Abkoppeln der beiden Be­ hältnisse, wodurch Zeit gespart wird. Vor allem wird damit verhindert, daß eventuell eine Schließklappe durch Unachtsam­ keit des Benutzers nicht verriegelt wird.

Die Erfindung sieht auch vor, daß zusätzlich eine Vorrichtung zum kraftschlüssigen Zusammenziehen und zum Verriegeln der beiden Rohrstutzen vorgesehen ist. Es wird damit sicher­ gestellt, daß die Verbindung der beiden Rohrstutzen während des Umfüllvorganges auf keinen Fall gelockert oder gar gelöst werden kann. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Austreten des fließ- oder streufähigen Produktes oder auch eine Kontamina­ tion des Produktes durch die Atmosphäre vermieden.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die mindestens eine Ex­ zentervorrichtung und die Vorrichtung zum kraftschlüssigen Zusammenziehen und zum Verriegeln der beiden Rohrstutzen mittels eines gemeinsamen Antriebs betätigbar sind. Dadurch wird eine weitere Reduktion der notwendigen Verfahrensschritte erzielt. Ein weitaus wichtigerer Vorteil ist allerdings, daß die Verriegelung bzw. die Entriegelung der beiden Rohrstutzen und die Entriegelung bzw. die Verriegelung der beiden Schließ­ klappen in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgt, so daß immer sichergestellt ist, daß die Schließklappen nur dann in einem geöffneten Zustand sein können, wenn die entsprechenden Rohrstutzen gesichert verbunden sind. Ein Trennen der beiden Rohrstutzen ist nur dann möglich, wenn sich die beiden Schließklappen in ihrer geschlossenen Position befinden und in dieser verriegelt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an einem der Rohrstutzen ein in axialer Richtung weisender Zentrierdorn und an dem anderen Rohrstutzen eine im wesentli­ chen komplementär ausgebildete Zentrierhülse zum Vorzentrieren des Rohrstutzens vorgesehen. Dadurch erfolgt bereits beim Vorgang des Andockens eine Vorzentrierung, so daß eine falsche Positionierung und dadurch auftretende Fehlfunktionen oder Beschädigungen vermieden werden. Auch erleichtert es die Arbeit des Bedieners, der nicht dazu gezwungen ist, eine entsprechend sorgfältige optische Zentrierung vorzunehmen.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß am Zentrierdorn ein Querstift vorgesehen ist, der durch Betätigen eines Handhebels oder Antriebes die Rohrstutzen über eine in der Zentrierhülse vorgesehene Schräge aneinanderzieht und verriegelt. Eine solche Ausgestaltung stellt sicher, daß das Anpressen und die mechanische Verriegelung der beiden Rohrstutzen ohne eine mögliche Fehlbedienung ablaufen kann. Der Handhebel oder Antrieb kann dabei einfach und gleichmäßig durch den Bediener oder automatisch in die entsprechenden Positionen gebracht werden. Er dient zusätzlich als optische Kontrolle, die den Verriegelungszustand des Systems anzeigt. Es könnten auch entsprechende Markierungen angebracht werden.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, daß die Exzentervorrich­ tung aus einer Exzenterhülse und einem exzentrisch aus­ geformten Teil des Zentrierdorns besteht, wobei bei der Drehung des Zentrierdorns die Exzenterhülse von dem Querstift mitgenommen wird. Dadurch werden beide Schließklappen durch einen einzigen Bedienschritt, nämlich die Drehung des Zen­ trierdorns, verriegelt bzw. entriegelt. Die oben beschriebenen Vorteile eines gemeinsamen Antriebs der jeweiligen Exzenter­ vorrichtungen der einzelnen Rohrstutzen, werden damit ver­ wirklicht.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß eine oder beide Schließ­ klappen schwimmend gelagert ist/sind. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß sich die Positionierung der Schließklappen automatisch sehr exakt einstellt und daß vor allem der notwendige Anpreßdruck in einem vorher festgelegten Bereich gehalten wird. Dadurch wird der Verschleiß reduziert und entsprechende Verschleißteile weisen eine höhere Lebensdauer auf, in der ohne Beeinträchtigung der Funktion gearbeitet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand einer schema­ tischen Zeichnung, die eine Schnittansicht durch die Längs­ mittelachse von zwei gekuppelten Rohrstutzen zeigt, im einzelnen erläutert.

Die Abbildung zeigt einen Zustand, in dem die Rohrstutzen 20, 22 bereits in einen anliegenden Kontakt gebracht worden sind. Während des Andockvorganges wurden die Rohrstutzen 20, 22 durch ein Eingreifen des Zentrierdornes 5 in die Zentrierhülse 6 positioniert und geführt. Die beiden Rohrstutzen 20, 22 wurden soweit angenähert, daß die Schließklappe 10 des Rohrstutzens 20 und die Schließklappe 12 des Rohrstutzens 22 aufeinander liegen.

Durch ein Betätigen des Handhebels 8, der als gemeinsamer Antrieb sowohl für die Exzentervorrichtungen 3, 4 als auch für die Verriegelungsvorrichtung 7 dient, werden nun mehrere Aufgaben erfüllt. Der am Zentrierdorn 5 angebrachte Querstift 7 wird durch ein Betätigen des Handhebels 8 gedreht. Er greift damit in eine in der Zentrierhülse 6 eingearbeitete Schräge ein und zieht die Rohrstutzen 20, 22 aneinander. In einer Endstellung des Handhebels 8 rastet der Querstift 7 in einer in der Zentrierhülse ausgearbeiteten Endposition ein. Dadurch sind die beiden Rohrstutzen zuverlässigen miteinander verbun­ den und der erforderliche Anpreßdruck für ein zuverlässiges Funktionieren der Anlage wird damit eingestellt.

Ferner wird durch ein Betätigen des Handhebels 8 ein exzen­ trisch ausgeformter Teil 4 des Zentrierdornes 5 gedreht. Dadurch wird die von dem ausgeformten Teil 4 des Zentrierdorns 5 auf den Stift 11 ausgeübte Kraft vermindert und die Bewegung des Stiftes in einer radial nach außen weisenden Richtung freigegeben. Der Stift 11 wird durch die auf ihn wirkende Kraft der elastischen Dichtung 14 radial nach außen gedrückt, so daß die Wulst 1 im Inneren des Rohrstutzens 22 verschwin­ det.

Auch wird der am Zentrierdorn 5 angebrachte Querstift 7 gedreht. Die durch den Querstift 7 mitgenommene Exzenterhülse 3 gibt damit den Stift 2 ebenfalls frei. Der Stift 2 bewegt sich radial nach außen und die Wulst 1 in der Dichtung 14 des Rohrstutzens 20 verschwindet.

Mit einem Aneinanderpressen und einem Verriegeln der beiden Rohrstutzen 20, 22 werden also gleichzeitig die beiden Schließklappen 10, 12 freigegeben, so daß sie durch einen Schwenkantrieb um im wesentlichen 90° gedreht werden können. Eine direkte Verbindung der Behältnisse durch die beiden Rohrstutzen 20, 22 wird dadurch freigegeben und der Produkt­ transport kann stattfinden.

Ein Trennen der Rohrstutzen ist erst dann möglich, wenn die beiden Schließklappen 10, 12 sich wieder in ihrem geschlos­ senen Zustand befinden. Erst dann kann der Bedienhebel 8 betätigt werden, wodurch gleichzeitig die beiden Stifte 2, 11 durch die Exzenterhülse 3 und den exzentrisch ausgeformten Teil 4 des Zentrierdornes 5 radial nach innen gedrückt werden, die beiden Wulste 1 im Innenraum der Rohrstutzen die Schließ­ klappen 10, 12 in ihrer geschlossenen Position verriegeln und die Verriegelung der beiden Rohrstutzen gelöst wird. Die beiden Rohrstutzen 20, 22 können dann voneinander getrennt werden.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schließ­ klappe 12 eine Aktivklappe, die unmittelbar durch den Schwenk­ antrieb beaufschlagt ist, während die Klappe 10 eine Passiv­ klappe ist, die nicht direkt mit einem Schwenkantrieb beauf­ schlagt ist, sondern indirekt durch die Schließklappe 12 mit dieser gedreht wird.

An den Schließklappen 10, 12 sind, hier nicht gezeigte, Feinzentriereinrichtungen in Form mindestens eines weiteren an der Schließklappe 12 angebrachten Zentrierstiftes und mindestens einer weiteren, damit zusammenwirkenden, an der Schließklappe 10 angebrachten Zentrierbohrung versehen. Dadurch wird ein exaktes gegenseitiges Zentrieren der Schließ­ klappen, das auch ein einwandfreies gemeinsames Drehen dieser Klappen sicherstellt, ermöglicht.

Die aktive Schließklappe 12 ist hier in einem Lager 30 schwimmend gelagert, so daß ein automatisches Feinpositionie­ ren der Schließklappen und ein Einstellen des gewünschten Anpreßdruckes erreicht wird.

Im getrennten Zustand sind die Schließklappen 10, 12 gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen durch einen möglicherweise ausgeübten Druck auf diese Schließklappen 10, 12 durch die Wulste 1 gesichert.

Bezugszeichenliste

1 Wülste
2 Stift im Rohrstutzen 20
3 Exzenterhülse
4 Exzentrisch ausgeformter Teil des Zentrierdorns 5
5 Zentrierdorn
6 Zentrierhülse
7 Querstift am Zentrierdorn 5
8 Bedienhebel
10 Passive Schließklappe des Rohrstutzens 20
11 Stift im Rohrstutzen 22
12 Aktive Schließklappe des Rohrstutzens 22
14 Dichtung
20, 22 Rohrstutzen
30 Schwimmendes Lager

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Kuppeln von zwei jeweils einen Anschluß-Rohrstutzen (20, 22) mit kreisför­ migem Querschnitt aufweisenden Behältnissen, wobei jeder der Rohrstutzen (20, 22) nahe seinem dem ihn tragenden Behältnis abgewandten Ende eine um einen Durchmesser des Rohrstutzens (20, 22) um 90° schwenkbare, mit ihrem Außendurchmesser um dem Innendurchmesser des Rohrstutzens (20, 22) entsprechende Schließklappe (10, 12) mit kreisförmigem Querschnitt aufweist, die aus einer Schließstellung, in der sie im quer zur Längsmittelachse des betreffenden Rohrstutzens (20, 22) steht, in eine Offenstellung, in der sie im parallel zur Längsmittelachse des betreffenden Rohrstutzens (20, 22) steht, mittels eines Schwenkantriebs überführbar ist, wobei die Schließklappen (10, 12) mittels jeweils einer im Querschnitt halbkreissektorförmigen Halb­ achse, deren ebene, dem den jeweiligen Rohrstutzen (20, 22) tragenden Behältnis abgewandten Stirnfläche mit der dem betreffenden Behältnis abgewandten Stirnfläche der betreffenden Schließklappe (10, 12) fluchtet und die mit der jeweiligen Schließklappe (10, 12) fest verbunden ist, derart in jeweils zwei diametral einander gegenüberliegen­ den, zur jeweiligen Halbachse komplementären Lagerschalen, die sich zur Stirnfläche des betreffenden Rohrstutzens (20, 22) öffnen, gelagert sind, daß die Stirnflächen in Schließ­ stellung mit der Stirnfläche des betreffenden Rohrstutzens (20, 22) fluchten, wobei nur eine der Halbachsen unmittelbar durch den Schwenkantrieb beaufschlagbar ist und beide Schließklappen (10, 12) nach zentriertem Aneinanderdrücken der Stirnflächen der Rohrstutzen (20, 22) mittels des Schwenkantriebes unter Mitnehmen der nicht unmittelbar angetriebenen Schließklappe (10) um eine aus den beiden Halbachsen gebildete Vollachse zwischen ihrer Schließ- und ihrer Offenstellung in dem aus den beiden Lagerschalen gebildeten Lager verschwenkbar sind und wobei die Schließ­ klappen (10, 12) in je einer kreisförmigen Dichtung (14) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Rohrstutzen (20, 22) mindestens ein in dessen Wand radial bewegbarer Stift (2, 11) in Höhe der Dichtung (14) vorgesehen ist, welcher, wenn er radial nach innen geschoben ist, in der Dichtung (14) eine Wulst (1) erzeugt, die die jeweilige Schließklappe (10, 12) in ihrer geschlossenen Position hält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mindestens eine Stift (2, 11) durch mindestens eine Exzentervorrichtung (3, 4) zu betätigen ist und die jeweilige Schließklappe (10, 12) durch das Betätigen der Exzentervorrichtung (3, 4) verriegelt oder entriegelt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Exzentervorrichtungen (3, 4) an beiden Rohrstutzen (20, 22) mittels eines gemeinsamen Antriebs (8) betätigbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Vorrichtung (7) zum kraftschlüssigen Zusammenziehen und zum Verriegeln der beiden Rohrstutzen (20, 22) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine Exzentervorrichtung (3, 4) und die Vorrichtung (7) zum kraftschlüssigen Zusammenziehen und zum Verriegeln der beiden Rohrstutzen (20, 22) mittels eines gemeinsamen Antriebs (8) betätigbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Rohrstutzen (22) ein in axialer Richtung weisender Zentrierdorn (5) und an dem anderen Rohrstutzen (20) eine komplemen­ tär ausgebildete Zentrierhülse (6) zum Vorzentrieren der Rohrstutzen (20, 22) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Zentrierdorn (5) ein Querstift (7) vor­ gesehen ist, der durch Betätigen eines Handhebels (8) oder Antriebes die Rohrstutzen (20, 22) über eine in der Zen­ trierhülse (6) vorgesehene Schräge aneinanderzieht und verriegelt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentervorrichtung (3, 4) aus einer Exzenterhülse (3) und einem exzentrisch aus­ geformten Teil (4) des Zentrierdorns (5) besteht, wobei bei der Drehung des Zentrierdorns (5) die Exzenterhülse (3) von dem Querstift (7) mitgenommen wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schließklappen (10, 12) schwimmend gelagert ist.