DE19818310A1 - Kupplung zum Verbinden eines rohrförmigen Glieds ohne Verformung des rohrförmigen Glieds aufgrund von Belastungskonzentrationen - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung und ins­ besondere auf eine Kupplung zum Verbinden zusätzlicher Ausrüstung mit einem rohrförmigen Glied, wie beispiels­ weise einem Rohr.

Beschreibung des Standes der Technik

Rohrförmige Glieder werden miteinander verbunden mittels Kupplungen und bilden ein Leitungssystem für Strömungs­ mittel. Beispielsweise liefert ein Kompressor Hochdruck­ gas an das Strömungsmittelleitungssystem und das Strö­ mungsmittelleitungssystem leitet das Hochdruckgas zu einem Ziel. Eine zusätzliche Ausrüstung, wie beispiels­ weise ein Druckmesser, ist üblicherweise an dem Strö­ mungsmittelleitungssystem befestigt, und eine solche zusätzliche Ausrüstung benötigt auch eine Kupplung zur Installation. Eine weitere zusätzliche Ausrüstung ist ein Leckagetestsystem und ein typisches Beispiel einer Kupp­ lung für das Leckagetestsystem ist in Fig. 1 dargestellt.

Die herkömmliche Kupplung weist ein rohrförmiges Glied 1, ein äußeres Hülsenglied 2, ein inneres Hülsenglied 3, Verriegelungskugeln 4 und einen Stoppring 5 auf. Das rohrförmige Glied 1 weist eine Stufe bzw. Abstufung 1a auf, und die Abstufung 1a teilt das rohrförmige Glied 1 in einen dünnen Teil 1b und einen dicken Teil 1c. Ein Rohr 6 eines Strömungsmittelleitungssystems wird durch den hohlen Raum bzw. Hohlraum des dünnen Teils 1b in den Hohlraum des dicken Teils 1c eingesetzt. Infolgedessen wird eine Tasche 1d zwischen der Außenoberfläche des Rohrs 6 und der Innenoberfläche des dicken Teils 1c gebildet. Eine Stufe bzw. Abstufung 1e ist in dem dünnen Teil 1b gebildet, und eine kreisförmige Nut 1f erstreckt sich parallel zu der Abstufung 1e. Der Stoppring 5 ist in die kreisförmige Nut 1f eingesetzt. Eine Vielzahl von durchgehenden Löchern 1g ist ferner im dünnen Teil 1b ausgebildet, und die Löcher 1g sind voneinander entlang des Umfangs des dünnen Teils 1b beabstandet. Der Außen­ umfang des Rohrs 6 ist durch die durchgehenden Löcher 1g freigelegt bzw. zugänglich. Die Verriegelungskugeln 4 sind jeweils in die durchgehenden Löcher 1g eingesetzt und werden in Kontakt mit der Außenoberfläche des Rohrs 6 gehalten.

Das äußere Hülsenglied 2 besitzt einen kreisförmigen Unter- bzw. Bodenteil 2a und einen äußeren Wandteil 2b, der sich vom Umfang des kreisförmigen Bodenteils 2a aus erstreckt. Ein durchgehendes Loch ist in dem kreisför­ migen Bodenteil 2a ausgebildet und der dünne Teil 1b ist in das durchgehende Loch eingesetzt. Die Abstufung 1e verhindert, daß sich das äußere Hülsenglied 2 in einer Richtung nach rechts bewegt, und das äußere Hülsenglied 2 ist zwischen der Abstufung 1e und dem Stoppring 5 festge­ legt. Der äußere Wandteil 2b besitzt einen größeren Durchmesser als der dünne Teil 1b, und eine Tasche 2c ist zwischen der Außenoberfläche des dünnen Teils 1b und der Innenoberfläche des äußeren Wandteils 2b gebildet.

Das innere Hülsenglied 3 besitzt einen abgestuften oder Stufenteil 3a, und der Stufenteil 3a teilt das innere Hülsenglied 3 in einen dicken Teil 3b und einen dünnen Teil 3c. Der dicke Teil 3b ist in das Rohr 6 eingesetzt und der dünne Teil 3c ragt von der Endoberfläche 6a des Rohrs 6 vor. Der dünne Teil 3c ist mit einem Gewinde versehen.

Die herkömmliche Kupplung weist ferner ein verjüngtes bzw. sich verjüngendes Hülsenglied 7, ein Kolbenglied 8, einen Adapter 9, eine Flachmaterial- oder auch Blech­ packung 10, O-Dichtringe 11/12/13 und eine Feder 14 auf. Das verjüngte Hülsenglied 7 besitzt eine verjüngte bzw. konische Oberfläche 7a und eine Außengewindeoberfläche 7b. Das verjüngte Hülsenglied 7 ist in die Tasche 2c eingesetzt und die Verriegelungskugeln 4 werden in Kontakt mit der verjüngten Oberfläche 7a gehalten. Wenn das verjüngte Hülsenglied 7 entlang der Mittelachse CL der herkömmlichen Kupplung bewegt wird, ändern die Verriegelungskugeln die Kontaktpunkte auf der verjüngten Oberfläche 7a, und der Druck gegen das Rohr 6 wird verändert abhängig von der relativen Position zwischen der verjüngten Oberfläche 7a und den Verriegelungskugeln 4. Wenn das verjüngte Hülsenglied 7 nach rechts bewegt wird, drückt die verjüngte Oberfläche 7a die Verriege­ lungskugeln 4 gegen die Außenoberfläche des Rohrs 6 und erhöht die Reibung zwischen den Verriegelungskugeln 4 und dem Rohr 6. Die große Reibung fixiert die relative Posi­ tion zwischen dem Rohr 6 und dem rohrförmigen Glied 1. Wenn das verjüngte bzw. konische Hülsenglied 7 nach links bewegt wird, vermindert andererseits die verjüngte bzw. konische Oberfläche 7a die Reibung zwischen den Ver­ riegelungskugeln 4 und dem Rohr 6, und das rohrförmige Glied 1 kann entlang der Mittelachse CL bewegt werden.

Das Kolbenglied 8 besitzt eine Innengewindeoberfläche 8a, und die Innengewindeoberfläche 8a steht mit einem Gewinde 3d des dünnen Teils 3c in Eingriff. Die Flachmaterial- oder Blechpackung 10 ist zwischen der Endoberfläche 6a des Rohrs 6 und dem Kolben 8 vorgesehen. Der O-Dichtring 11 ist in die Tasche 1d eingesetzt und ist zwischen der Abstufung 1a und dem Kolben 8 zusammengedrückt. Eine kreisförmige Nut 8b ist in dem Kolben 8 ausgebildet und erstreckt sich entlang des Umfangs des Kolbens 8. Der O-Dichtring 12 ist in der kreisförmigen Nut 8b vorgesehen und ist zwischen dem Kolben 8 und der Innenoberfläche des dicken Teils 1c zusammengedrückt. Die Flachmaterial­ packung 10 und der O-Dichtring 11 werden gegen die End­ oberfläche des Rohrs 6 bzw. die Stufe 1a des rohrförmigen Glieds 1 gedrückt, und die Flachmaterialpackung 10 und die zusammengedrückten O-Dichtringe 11/12 dichten Gas hermetisch innerhalb des rohrförmigen Glieds 1 ab. Das Rohr 6 ist zwischen der inneren Hülse 3 und dem Kolben 8 sandwichartig aufgenommen, und der rechte Endteil des Kolbens 8 ragt von dem rohrförmigen Glied 1 vor.

Der Adapter 9 besitzt einen Innengewindeteil 9a, eine kreisförmige Nut 9b und eine Tasche 9c. Der O-Dichtring 13 ist in der kreisförmigen Nut 9b aufgenommen, und der rechte Endteil 8c ist in die Tasche 9c eingesetzt. Der O-Dicht­ ring 13 ist zwischen dem Kolben 8 und dem Adapter 9 zusammengedrückt und gestattet nicht, daß Gas durch den Spalt zwischen dem rechten Endteil 8c und dem Adapter 9 hindurchströmt. Der Innengewindeteil 9a steht mit dem Außengewindeteil 7b des verjüngten bzw. konischen Hül­ senglieds 7 in Eingriff und die Feder 14 ist zwischen dem Kolben 8 und dem Adapter 9 zusammengedrückt. Die Feder 14 drückt den Kolben 8 gegen die Flachmaterialpackung 10, die ihrerseits gegen die Endoberfläche 6a des Rohrs 6 gedrückt wird. Aus diesem Grund ist der Kolben 8c bezüg­ lich des Rohrs 6 stationär und der Adapter 9 und das damit in Eingriff stehende, verjüngte Hülsenglied 7 sind gegen die Feder 14 entlang der Mittelachse CL bewegbar. Wenn die äußere Hülse 2 entgegen der Feder 14 nach rechts bewegt wird, wird auch das rohrförmige Glied 1 nach rechts bewegt und ändert die Kontaktpunkte zwischen der verjüngten Oberfläche 7a und den Verriegelungskugeln 4. Die Verriegelungskugeln 4 werden von der verjüngten Ober­ fläche 7a gelöst und der Druck wird von dem Rohr 6 ent­ fernt. Infolgedessen wird die herkömmliche Kupplung von dem Rohr 6 getrennt.

Der Adapter 9 besitzt einen Gewindevorsprung 9d, und ein durchgehendes Loch 9e ist in dem Gewindevorsprung 9d ausgebildet. Das durchgehende Loch 9e ist zu der Tasche 9c hin offen und leitet das Hochdruckgas zu einem Gas­ leckagetestsystem (nicht gezeigt).

Das Gasleckagetestsystem ist mit der herkömmlichen Kupp­ lung verbunden bzw. zusammengebaut. Ein Bediener legt den Adapter 9 fest und drückt die äußere Hülse nach rechts entgegen der elastischen Kraft der Schraubenfeder 14. Dann wird die herkömmliche Kupplung entgegen der elasti­ schen Kraft der Schraubenfeder 14 zusammengeschoben und die Verriegelungskugeln 4 werden von der verjüngten Oberfläche 7a gelöst. Der Bediener setzt das Rohr 6 in das rohrförmige Glied 1 ein und die Endoberfläche 6a wird in Kontakt mit der Flachmaterial- oder Blechpackung 10 gebracht. Die Verriegelungskugeln 4 hindern das Einsetzen des Rohrs 6 nicht, weil die Verriegelungskugeln 4 nicht mit der verjüngten Oberfläche 7a in Eingriff stehen. Der Bediener löst die äußere Hülse 2, und die zusammenge­ drückte Feder 14 bewegt den Adapter 9 und das verjüngte bzw. konische Hülsenglied 7 nach rechts, und die verjüng­ te Oberfläche 7a drückt die Verriegelungskugeln 4 fest gegen die Außenoberfläche des Rohrs 6.

Wenn das Gasleckagetestsystem zusammen mit der herkömm­ lichen Kupplung andererseits von dem Rohr 6 gelöst bzw. entfernt wird, drückt ein Bediener das äußere Hülsenglied 2 nach rechts, und das rohrförmige Glied 1 gleitet zusam­ men mit dem äußeren Hülsenglied 2 nach rechts. Das rohr­ förmige Glied 1 verschiebt die Verriegelungskugeln 4, und das verjüngte Hülsenglied 7 und die Verriegelungskugeln 4 ändern ihre relative Position. Die verjüngte Oberfläche 7a löst bzw. entfernt die radiale Kraftkomponente von den Verriegelungskugeln 4, und das rohrförmige Glied 1 glei­ tet leicht auf dem Rohr 6. So löst der Bediener die her­ kömmliche Kupplung von dem Rohr 6.

Es ist verständlich, daß der Bediener das Gasleckage­ testsystem leicht an dem Rohr befestigen und es von diesem lösen kann durch Verwendung der herkömmlichen Kupplung. Jedoch weist die herkömmliche Kupplung das Problem auf, daß die Verriegelungskugeln 4 das Rohr 6 beschädigen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Verriegelungskugeln 4 durch einen Punktkontakt gedrückt bzw. gepreßt werden. Die verjüngte Oberfläche 7a erzeugt die radiale Kraftkomponente senkrecht zu der Mittelachse CL, und die radiale Kraftkomponente ist an dem Punkt­ kontakt konzentriert. Infolgedessen üben die Ver­ riegelungskugeln 4 eine extrem große Kraft auf die Kontaktpunkte auf der Außenoberfläche des Rohrs 6 aus, und die extrem große Kraft verformt das Rohr 6 plastisch. Wenn das Strömungsmittelleitungssystem ein Hochdruck­ strömungsmittel leitet, bewirkt das Hochdruckströmungs­ mittel, daß der Adapter 9 nach rechts bewegt wird, und die verjüngte Oberfläche 7a erhöht die radiale Kraft­ komponente weiter. Die erhöhte radiale Kraftkomponente verstärkt die plastische Verformung des Rohrs 6 weiter.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfin­ dung, eine Kupplung vorzusehen, die ein damit gekuppeltes rohrförmiges Glied nicht ernsthaft beschädigt.

Um das Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung vor, ein zweites Glied, wie beispielsweise ein Rohr, über einen Oberflächenkontakt zwischen einem Klemmelement und dem zweiten Glied zu greifen bzw. zu erfassen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplung zum Verbinden eines ersten Glieds mit einem zweiten Glied vorgesehen, und die Kupplung weist folgen­ des auf: ein stationäres Glied, das mit dem ersten Glied verbunden ist und einen Innenraum aufweist, der sich in einer ersten Richtung erstreckt und der an einem Ende davon offen ist, ein bewegliches Glied, das zwischen dem stationären Glied und dem zweiten Glied vorgesehen ist und aus der Öffnung an dem einen Ende des stationären Glieds ragt und in den Innenraum in der ersten Richtung und umgekehrt beweglich ist, ein elastisches Glied, das in dem Innenraum zwischen dem stationären Glied und dem beweglichen Glied aufgenommen ist und das bewegliche Glied in die erste Richtung drängt, ein Klemmelement bzw. eine Klemme, das bzw. die zwischen dem zweiten Glied und dem beweglichen Glied vorgesehen ist und von dem beweg­ lichen Glied getragen wird und in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung und umgekehrt bewegbar ist, und einen Konverter bzw. Wandler, der zwischen dem beweglichen Glied und dem Klemmelement vorgesehen ist und eine Bewegung des beweglichen Glieds in der ersten Rich­ tung und umgekehrt in eine Bewegung des Klemmelements in der zweiten Richtung und umgekehrt umwandelt, um das Klemmelement in (Ober-)Flächenkontakt mit dem zweiten Element zu bringen, und zwar durch die Bewegung des Klemmelements in der zweiten Richtung, und das Klemm­ element von dem (Ober-)Flächenkontakt mit dem zweiten Glied zu lösen, und zwar durch die Bewegung des Klemm­ elements in der entgegengesetzten Richtung zu der zweiten Richtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile der Kupplung werden besser ver­ standen werden bei Beachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:

Fig. 1 eine Vorderansicht ist, teilweise im Schnitt, die die herkömmliche Kupplung zur Verbindung des Leckagetestsystems mit dem Strömungsmittellei­ tungssystem zeigt;

Fig. 2 eine Vorderansicht ist, teilweise im Schnitt, die eine Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Kupplung ist;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teil eines geteilten Klemmelements zeigt, welches in der Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen ist;

Fig. 5 eine Vorderansicht ist, die den Teil des ge­ teilten Klemmelements zeigt;

Fig. 6 eine Seitenansicht ist, die den Teil des geteilten Klemmelements zeigt; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Modi­ fikation des Teils des geteilten Klemmelements zeigt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Bezugnehmend auf Fig. 2 und 3 der Zeichnungen verbindet eine Kupplung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rohr eines Gasleckagetestsystems 21 mit einem Rohr 22, das einen Teil eines Gasleitungssystems bildet. Die Kupplung 20 besitzt eine Mittelachse CL1, und das Rohr 22 besitzt auch eine Mittelachse CL2. Die Mittelachse CL1 der Kupplung 20 ist mit der Mittelachse CL2 des Rohrs 22 ausgerichtet. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist das Gasleckagetestsystem 21 mit einer Vakuum­ pumpe und einer Hochdruckheliumgasquelle verbunden.

Die Kupplung 20 weist ein verjüngtes bzw. sich verjüngen­ des bzw. konisches Hülsenglied 23 und einen Adapter 24 auf. Das verjüngte bzw. konische Hülsenglied 23 besitzt eine allgemein zylindrische Konfiguration, und der Adapter 24 besitzt eine allgemein becherartige Konfigu­ ration. Das verjüngte Hülsenglied 23 besitzt einen Innen­ gewindeteil 23a, und der Adapter 24 besitzt einen Außen­ gewindeteil 24a. Der Innengewindeteil 23a steht mit dem Außengewindeteil 24a in Eingriff, und das verjüngte Hülsenglied 23 und der Adapter 24 bilden einen Innenraum SP, der viel weiter bzw. breiter ist als das Rohr 22. Das verjüngte Hülsenglied 23 besitzt eine verjüngte bzw. konische Oberfläche 23b, die zu dem Innenraum SP weist.

Die Kupplung 20 weist ferner einen Kolben 25, ein rohr­ förmiges Drückelement 26 und ein geteiltes Klemmelement 27 auf. Der Kolben 25, das rohrförmige Drückelement 26 und das geteilte Klemmelement 27 besitzen jeweils Mittel­ achsen, die mit den Mittelachsen CL1/CL2 ausgerichtet sind, und sind in dem Innenraum SP aufgenommen.

Die Kupplung 20 weist ferner eine Schraubenfeder 28, O-Dichtringe 29/30/31/32, ein ringförmiges Packungsglied 33 und Unterlegscheiben 34/35 auf. Eine innere kreisför­ mige Nut ist in dem Kolben 25 ausgebildet, und das ring­ förmige Packungsglied 33 ist in der inneren kreisförmigen Nut aufgenommen. Eine Ausnehmung 25a ist ferner in dem Kolben 25 ausgebildet und ist zu einer Endoberfläche 25b hin offen. Die Schraubenfeder 28 ist zwischen der Boden­ oberfläche 25c der Ausnehmung 25a und der Bodenoberfläche 24b der in dem Adapter 24 ausgebildeten Ausnehmung einge­ setzt und drängt den Kolben 25 stets nach links. Infolge­ dessen wird das ringförmige Packungsglied 33 üblicher­ weise gegen eine Endoberfläche 22a des Rohrs 22 gedrückt auf Grund der elastischen Kraft bzw. Federkraft der Schraubenfeder 28. Wenn jedoch der Kolben 25 nach rechts gedrückt wird, leitet der Kolben 25 nach rechts, und die Endoberfläche 25b wird in Kontakt mit der Bodenoberfläche 24b gebracht.

Eine enge, innere, kreisförmige Nut und eine weite, innere, kreisförmige Nut, die benachbart zu bzw. direkt anschließend an die enge, innere, kreisförmige Nut ist, sind ferner in den Kolben 25 ausgebildet und definieren zusammen mit der Außenoberfläche des Rohrs 22 eine kreis­ förmige Ausnehmung. Der O-Dichtring 32, die Unterleg­ scheibe 35, der O-Dichtring 31 und die Unterlegscheibe 34 werden abwechselnd in die kreisförmige Ausnehmung einge­ setzt und verhindern, daß Hochdruckgas durch den Spalt zwischen dem Rohr 22 und dem Kolben 25 strömt. Äußere kreisförmige Nuten sind ferner in dem Kolben 25 ausge­ bildet und sind zu der Außenoberfläche des Kolbens 25 hin offen. Die O-Dichtungen 29/30 sind in die äußeren kreis­ förmigen Nuten eingesetzt und verhindern, daß Hochdruck­ gas durch den Spalt zwischen dem Kolben 25 und dem Adap­ ter 24 hindurchgeht. Auf diese Weise ist das Hochdruckgas in dem Innenraum SP hermetisch abgedichtet und kann nicht von dem Rohr 22 zu dem Innenraum hin lecken, der von dem geteilten Klemmelement 27 und dem rohrförmigen Drückele­ ment 26 eingenommen ist.

Das geteilte Klemmelement 27 ist auf der Außenoberfläche des Rohrs 22 in Richtung der Mittelachse CL2 gleitbar und besitzt sektorielle Grate bzw. Stege 27a. Bei diesem Bei­ spiel bilden zwei Hälften 27b in Kombination das geteilte Klemmelement 27, und eine der beiden Hälften 27b ist in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigt. Die Hälfte 27b besitzt einen Vorsprungsteil 27c, und der sektorielle Grat bzw. Steg 27a ragt radial von dem Vorsprungsteil 27c vor. Eine halbzylindrische Ausnehmung 27d ist in der Hälfte 27b ausgebildet und die zwei Hälften 27b bilden einen all­ gemein zylindrischen Raum. Obwohl die die halbzylindri­ sche Ausnehmung definierende Innenoberfläche den gleichen Krümmungsradius besitzt wie die Außenoberfläche des Rohrs 22, ist der virtuelle Sektor entlang der Innenoberfläche weniger als 180°. Wenn die Hälften 27b auf der Außenober­ fläche des Rohrs 22 zusammengesetzt werden, ergeben sich daher extrem schmale Spalte zwischen den Hälften 27b. Eine Endoberfläche 27e ist senkrecht zu der Mittelachse CL2, und die andere Endoberfläche 27f ist schräg bzw. abgeschrägt bezüglich der Mittelachse CL2.

Die senkrechte Endoberfläche 27e wird in Kontakt mit der Unterlegscheibe 34 gehalten, und der Kolben 25 drängt das geteilte Klemmelement 27 auf Grund der elastischen Kraft der Schraubenfeder 28 nach links. Das geteilte Klemmele­ ment 27 ist auf der Außenoberfläche des Rohrs 22 entlang der Mittelachse CL2 gleitbar und der Grat bzw. Steg 27a wird in Kontakt mit der abgeschrägten bzw. konischen Oberfläche 23b gebracht. Die konische Oberfläche 23b übt eine radiale Kraftkomponente auf das geteilte Klemmele­ ment 27 aus und das geteilte Klemmelement 27 greift bzw. klemmt das Rohr 22.

Das rohrförmige Drückelement 27 ist auch auf der Außen­ oberfläche des Rohrs 22 gleitbar und besitzt eine Schräge bzw. abgeschrägte Endoberfläche 26a. Die schräge Endober­ fläche 26a wird in Kontakt mit der schrägen bzw. abge­ schrägten Endoberfläche 27f des geteilten Klemmelements 27 gehalten. Der Durchmesser des rohrförmigen Drückele­ ments 26 ist zur linken Seite hin stufenweise vermindert und Stufen 26b und 26c befinden sich auf der Außenober­ fläche des rohrförmigen Drückelementes 26. Die Stufe 26b wird in Kontakt mit einem ringförmigen Vorsprung 23d des verjüngten Hülsenglieds 23 gebracht und verhindert, daß das rohrförmige Drückelement 26 über den ringförmigen Vorsprung 23d bewegt wird.

Der Adapter 24 besitzt einen verjüngten bzw. abgeschräg­ ten Vorsprung 24f und die Außenoberfläche des verjüngten Vorsprungs 24f ist mit einem Gewinde versehen. Ein Füh­ rungsloch 24g ist in dem verjüngten Vorsprung 24f entlang der Mittellinie CL1 ausgebildet und ist zu dem Innenraum SP hin offen. Das Rohr des Gasleckagetestsystems 21 steht mit dem verjüngten Vorsprung 24f in Eingriff, und das Hochdruckgas wird durch das Führungsloch 24g zu dem Gas­ leckagetestsystem geleitet.

Die Kupplung 20 weist ferner einen Manipulator bzw. eine Handhabe oder einen Hebel 36, einen Stift 37 und einen Stoppring 38 auf. Das verjüngte Hülsenglied 23 ist teil­ weise weggeschnitten und ein Schlitz 23c ist in dem ver­ jüngten Hülsenglied 23 ausgebildet. Der Schlitz 23c er­ streckt sich senkrecht zu der Mittelachse CL2, und der Stift überbrückt den Schlitz 23c (siehe Fig. 3). Der Manipulator bzw. die Handhabe oder der Hebel 36 ist ge­ bogen, und ein Bediener ergreift einen Endteil 36a. Eine kreisförmige Öffnung ist in dem anderen Endteil 36b aus­ gebildet und das rohrförmige Drückelement 26 ist in die kreisförmige Öffnung eingesetzt. Der Stoppring 38 ist in eine kreisförmige Nut eingesetzt, die in dem linken End­ teil des rohrförmigen Drückelements 26 ausgebildet ist, und der Stoppring 38 und die Stufe bzw. Abstufung 26c beschränken die Bewegung des anderen Endteils 36b der Handhabe 36. Der andere Endteil 36b steht mit dem Stift 37 ein Eingriff und der Stift 37 dient als ein Schwenk­ punkt oder Scharnier. Wenn ein Bediener den Endteil 36a niederdrückt, wird die Handhabe 36 um den Stift 37 in Uhrzeigerrichtung gedreht, und der andere Endteil 36b drückt die Stufe bzw. Abstufung 26c, so daß das rohr­ förmige Drückelement 26 nach rechts gleitet. Wenn ande­ rerseits der Bediener den Endteil 36a losläßt, drückt die Schraubenfeder 28 den Adapter 24 und das abgeschrägte bzw. verjüngte Hülsenglied 23 nach links, und die ver­ jüngte Oberfläche 23b und der Grat bzw. Steg 27a ändern die Kontaktstelle zwischen sich.

Es sei nun angenommen, daß die Kupplung 20 von dem Rohr 22 entfernt wird, dann drückt die Schraubenfeder 28 den Kolben 25 nach links, und der Kolben 25 drückt das ge­ teilte Klemmelement 27 nach links. Die sektoriellen Grate bzw. Stege werden gegen die konische Oberfläche 23b ge­ drückt und empfangen eine Reaktionskraft. Die radiale Reaktionskomponente drückt die Hälften 27b nach innen und die Hälften 27b werden entlang ihrer Seitenkanten mitein­ ander in Kontakt gebracht. Die Schräge bzw. abgeschrägte Endoberfläche 27f wird in Kontakt mit der schrägen bzw. abgeschrägten Endoberfläche 26a gehalten, und die Hälften 27b fallen nicht in den Innenraum SP.

Wenn ein Bediener die Kupplung 20 mit dem Rohr 22 zu­ sammenbaut, dreht der Bediener die Handhabe bzw. den Hebel 36 in Uhrzeigerrichtung, und das rohrförmige Drück­ element 26 drückt das geteilte Klemmelement 27 nach rechts. Die sektoriellen Grate bzw. Stege 27a gleiten entlang der konischen Oberfläche 23b, und die Hälften 27b werden radial gespreizt. Die schräge bzw. abgeschrägte Endoberfläche 27f gleitet auf der schrägen bzw. abge­ schrägten Endoberfläche 26a und die schräge Endoberfläche 26a trägt die Hälften 27b.

Das geteilte Klemmelement 27 drückt seinerseits den Kolben 25 entgegen der elastischen Kraft der Schrauben­ feder 28 nach rechts und die Endoberfläche 25b wird in Kontakt mit der Bodenoberfläche 24b des Adapters 24 ge­ bracht. Selbst wenn der Bediener weiterhin die Kraft auf den Hebel 36 ausübt, werden das Drückelement 26, das geteilte Klemmelement 27 und der Kolben 25 dann nicht mehr bewegt. Das geteilte Klemmelement 27 maximiert den allgemein zylindrischen Raum, der einen größeren Durch­ messer besitzt als das darin eingesetzte Rohr 22.

Der Bediener setzt das Rohr 22 in das rohrförmige Drück­ element 26, das geteilte Klemmelement 27 und den Kolben 25 ein, ohne die Kraft von dem Hebel 36 zu lösen. Wenn die Endoberfläche 22a in Kontakt mit dem ringförmigen Packungsglied 33 gebracht wird, läßt der Bediener die Handhabe bzw. den Hebel 36 los. Dann drückt die Schrau­ benfeder 28 den Kolben 25 nach links und der Kolben 25 drückt das geteilte Klemmelement 27 nach links. Die sektoriellen Grate bzw. Stege 27a gleiten auf der koni­ schen Oberfläche 23b und erhalten die radiale Reaktions­ komponente von der konischen Oberfläche 23b. Dann werden die Hälften 27b nach innen bewegt, und die Innenoberflä­ che der Hälften 27b ergreifen die Außenoberfläche des Rohrs 22. Die Hälften 27b werden in Oberflächenkontakt mit dem Rohr 22 gehalten, und die radiale Reaktions­ komponente ist nicht auf eine bestimmte kleine Fläche bzw. einen engen Bereich der Außenoberfläche des Rohrs 22 konzentriert. Aus diesem Grund wird das Rohr 22 nicht beschädigt. Darüber hinaus richtet das Paar von Hälften die Mittelachse des Rohrs 22 automatisch mit der Mittelachse CL2 aus.

Die Schraubenfeder 28 übt eine konstante elastische Kraft auf den Kolben 25 aus, und demgemäß greift das geteilte Klemmelement 27 das Rohr 22 in konstanter Weise. Selbst wenn das Hochdruckgas den Adapter 24 nach rechts drückt, zieht der Adapter 24 das verjüngte Hülsenglied 23, und das verjüngte Hülsenglied 23 erhöht die radiale Reak­ tionskomponente, die auf die sektoriellen Grate bzw. Stege 27a ausgeübt wird. Infolgedessen ergreift das geteilte Klemmelement 27 das Rohr 22 fest, und das Rohr 22 kommt nicht frei. Obwohl die Greifkraft erhöht wird, erhöht die Greifkraft den Druck nur wenig, und das Rohr 22 wird nicht beschädigt.

Wenn ein Bediener die Kupplung 20 von dem Rohr 22 löst, dreht der Bediener die Handhabe bzw. den Hebel 36 in Uhrzeigerrichtung, und das rohrförmige Drückelement 26 spreizt die Hälften 27b radial. Infolgedessen wird die Greifkraft von der Außenoberfläche des Rohrs 22 entfernt bzw. gelöst und der Bediener kann die Kupplung 20 von dem Rohr 22 leicht trennen.

Bei diesem Beispiel bilden das abgeschrägte bzw. ver­ jüngte Hülsenglied 23 und der Adapter 24 insgesamt ein stationäres Glied, und der Kolben 25 und das rohrförmige Drückelement 26 bilden zusammen ein bewegliches Glied.

Die Hälften 27b bilden insgesamt ein Klemmelement bzw. eine Klemme. Die Schraubenfeder 28 dient als elastisches Glied und die verjüngte Oberfläche 23b und die sektoriel­ len Grate bzw. Stege 27a bilden einen Konverter bzw. Wandler.

Wie aus der vorgenannten Beschreibung deutlich ist, wird das geteilte Klemmelement 27 in Flächenkontakt mit dem Rohr 22 gehalten und beschädigt das Rohr 22 nicht. Selbst wenn das Hochdruckgas die radiale Reaktions- bzw. Kraft­ komponente erhöht, wird die radiale Reaktions- bzw. Kraftkomponente über die Innenoberflächen der Hälften 27b verteilt, und das geteilte Klemmelement 27 beschädigt das Rohr 22 nicht.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das geteilte Klemmelement 27 anhand von zwei Hälften 27b ausgeführt, die symmetrisch bezüglich der Mittelachse CL2 angeordnet sind, und die Hälften 27b richten das Rohr 22 automatisch mit der Kupplung 20 aus. Darüber hinaus ge­ stattet die Handhabe bzw. der Hebel 36, daß der Bediener die relative Position zwischen der verjüngten Oberfläche 23b und den sektoriellen Graten bzw. Stegen 27a unter Verwendung von nur einer Hand ändert, und der Bediener kann die Kupplung somit leicht an dem Rohr 22 befestigen und von diesem lösen.

Obwohl ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es dem Fachmann deutlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können.

Beispielsweise kann die Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ausrüstung mit einem Rohr verbinden, das einen Teil eines Hochdruckflüssigkeitsleitungssystems bildet. Ferner könnte die Kupplung mit einer Stange ver­ bunden werden.

Das geteilte Klemmelement kann aus mehr als zwei Teilen gebildet werden. Falls das geteilte Klemmelement von drei Teilen gebildet wird, umfaßt jedes Teil weniger als 120° der Außenoberfläche des Rohrs 22. Ferner könnte nur eine Hälfte 27b als das Klemmelement 27 dienen und diese Hälf­ te 27b könnte dann einen c-förmigen Querschnitt besitzen.

Der Endteil 36a könnte in Kontakt mit dem oberen Ende 23f des verjüngten Hülsenglieds 23 kommen, bevor ein Kontakt zwischen der Endoberfläche 25b und der Bodenoberfläche 24b hergestellt wird.

Das Klemmelement könnte aus einem nachgiebigen bzw. elastischen Material gebildet werden.

Der Grat bzw. Steg und die verjüngte Oberfläche könnten vertauscht werden. Insbesondere könnte der Grat bzw. Steg auf dem Hülsenglied 23 ausgebildet sein, und das geteilte Klemmelement 23 könnte eine verjüngte bzw. konische oder abgeschrägte Oberfläche vorsehen.

Die Hälfte 27a/27b kann modifiziert werden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die Modifikation weist auch einen Vorsprungsteil und einen Grat bzw. Steg 51b auf, und ein Schlitz 51c ist in dem Grat bzw. Steg 51b ausgebildet. Wenn der Grat bzw. Steg 51b auf der verjüngten Oberfläche gleitet, gestattet der Schlitz 51c, daß die Hälften 51 verformt werden und die gesamte Innenoberfläche 51d wird in Kontakt mit der Außenoberfläche des Rohrs gehalten.

Das durchgehende Loch 9e kann mit einer Kappe verschlos­ sen sein. In diesem Fall dient die Kappe als ein erstes Glied.

Schließlich brauchen das Drückelement und die verjüngte Hülse nicht rohrförmig zu sein. Das Drückelement soll das geteilte Klemmelement 27 entlang der Mittelachse CL2 bewegen, und die verjüngte bzw. konische Hülse soll eine radiale Reaktions- bzw. Kraftkomponente erzeugen. Zusammenfassend sieht die Erfindung also folgendes vor:
Eine Kupplung verbindet ein Gasleckagetestsystem (21) mit einem Rohr (22), das einen Teil eines Hochdruckströmungs­ mittelleitungssystems bildet, und ein mit dem Gasleckage­ testsystem verbundenes stationäres Gehäuse (23/24), ein in dem Innenraum des stationären Gehäuses in einer Axial­ richtung (CL1/CL2) davon bewegliches Glied (25/26), eine das bewegliche Glied in der Axialrichtung drückende bzw. drängende Schraubenfeder (28), ein um die Außenoberfläche des Rohrs herum angeordnetes, geteiltes Klemmelement (27) und ein Axialkraft-zu-Radialkraft-Konverter bzw. -Wandler (23b/27a), welcher zwischen dem beweglichen Glied und dem geteilten Klemmelement vorgesehen ist, bilden in Kombi­ nation die Kupplung; wenn die Kupplung an dem Rohr be­ festigt ist, drängt bzw. drückt die Schraubenfeder das bewegliche Glied in die Axialrichtung, und der Axial­ kraft-zu-Radialkraft-Wandler übt eine Radialkraft nach innen auf das geteilte Klemmelement aus, um das Rohr zu erfassen bzw. zu ergreifen; da das geteilte Klemmelement in Flächenkontakt mit dem Rohr gehalten wird, wird das Rohr nicht auf Grund einer Belastungskonzentration verformt.

Claims (9)

1. Kupplung zum Verbinden eines ersten Glieds (21) mit einem zweiten Glied (22), wobei die Kupplung folgen­ des aufweist:
ein stationäres Glied (23/24), das mit dem ersten Glied (21) verbunden ist und einen Innenraum (SP) aufweist, welcher sich in einer ersten Richtung erstreckt und an einem Ende davon offen ist;
ein bewegliches Glied (25/26), das zwischen dem stationären Glied (23/24) und dem aus der Öffnung an dem einen offenen Ende des stationären Glieds herausragenden, zweiten Glied (22) vorgesehen ist und in dem Innenraum (SP) in der ersten Richtung und umgekehrt bewegbar ist;
ein elastisches Glied (28), das in dem Innenraum (SP) zwischen dem stationären Glied (23/24) und dem beweglichen Glied (25/26) aufgenommen ist und das bewegliche Glied (25/26) in die erste Richtung drängt bzw. drückt;
ein Klemmelement (27), das zwischen dem zweiten Glied (22) und dem beweglichen Glied (25/26) vor­ gesehen ist, von dem beweglichen Glied (25/26) ge­ tragen wird und in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung und umgekehrt bewegbar ist; und
einen Konverter bzw. Wandler (23b/27a), welcher zwischen dem beweglichen Glied (25/26) und dem Klemmelement (27) vorgesehen ist und eine Bewegung des beweglichen Glieds in der ersten Richtung und umgekehrt in eine Bewegung des Klemmelements in der zweiten Richtung und umgekehrt umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (27) eine Kontaktoberfläche besitzt, die durch die Bewegung des Klemmelements in der zweiten Richtung in Oberflächenkontakt mit einer Außenoberfläche des zweiten Glieds (22) gebracht wird und durch die Bewegung des Klemmelements in der entgegengesetzten Richtung zu der zweiten Richtung von dem Oberflächenkontakt mit dem zweiten Glied gelöst wird.

2. Kupplung gemäß Anspruch 1, wobei der Konverter bzw. Wandler folgendes umfaßt:
eine abgeschrägte bzw. verjüngte bzw. konische Ober­ fläche (23b), die in dem stationären Glied (23/24) ausgebildet ist und sich schräg bezüglich der ersten Richtung erstreckt, und
einen Grat bzw. Steg (27a), der auf dem Klemmelement (27) ausgebildet ist und auf der abgeschrägten bzw. konischen Oberfläche gleitbar ist, um die Bewegung des beweglichen Glieds (25/26) in der ersten Rich­ tung und umgekehrt in die Bewegung des Klemmelements (27) in der zweiten Richtung und umgekehrt umzuwan­ deln.

3. Kupplung gemäß Anspruch 2, wobei sich der Grat bzw. Steg (27a) bezüglich der Kontaktoberfläche nach außen erstreckt.

4. Kupplung gemäß Anspruch 3, wobei das Klemmelement eine Vielzahl von Klemmgliedern (27b) aufweist, die um die Außenoberfläche des zweiten Gliedes (22) herum angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Klemm­ gliedern jeweilige gegen die Außenoberfläche drückende Kontaktteiloberflächen und jeweilige sich von den Kontaktteiloberflächen nach außen ragende Teilgrate bzw. Teilstege aufweist.

5. Kupplung gemäß Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Klemmgliedern (27b) symmetrisch auf der Außenober­ fläche angeordnet ist.

6. Kupplung gemäß Anspruch 1, wobei die Kupplung ferner einen Manipulator bzw. eine Handhabe bzw. einen Hebel (36) aufweist, der bzw. die mit dem beweg­ lichen Glied verbunden ist, um das bewegliche Glied (25/26) in der entgegengesetzten Richtung zu der ersten Richtung zwangsweise zu bewegen.

7. Kupplung gemäß Anspruch 6, wobei die Kupplung ferner ein Dichtglied (29/30/31/32/33) aufweist, das zwi­ schen dem zweiten Glied und dem beweglichen Glied und zwischen dem beweglichen Glied und dem statio­ nären Glied vorgesehen ist, um ein Hochdruckströ­ mungsmittel innerhalb der Kupplung hermetisch abzu­ dichten.

8. Kupplung gemäß Anspruch 7, wobei ein Führungsloch (24g) in dem stationären Glied ausgebildet ist und das Hochdruckströmungsmittel zu dem ersten Glied hin leitet.

9. Kupplung gemäß Anspruch 8, wobei das zweite Glied ein Rohr (22) zum Leiten des Hochdruckströmungs­ mittels ist und wobei das erste Glied ein Leckage­ testsystem (21) ist.