DE20001364U1

DE20001364U1 - Kupplung

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Publication number: DE20001364U1
Application number: DE20001364U
Authority: DE
Original assignee: ARTA ARMATUREN und TANKGERAETE
Current assignee: Keitz Andreas Von De
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2010-01-27

Description

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Kupplung

Die Neuerung betrifft eine Kupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren, bestehend aus zwei Kupplungshälften, die fluiddicht miteinander verbindbar sind, wobei am kupplungsseitigen Ende der einen Kupplungshälfte ein Ventilsitz angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller ein Verschlußventil bildet, wobei der Ventilteller von einem in einer Führung axial verschieblich gelagerten Ventilstößel geführt und von einer Schraubenfeder gegen den Ventilsitz vorgespannt ist, und wobei am kupplungsseitigen Ende der anderen Kupplungshälfte ein weiterer Ventilsitz angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller ein weiteres Verschlußventil bildet, wobei der Ventilteller mit mindestens einer innenliegenden Stellkurve wirkverbunden ist.

Derartige Kupplungen sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Die wesentliche Funktion einer solchen Kupplung besteht darin, im gekuppelten Zustand verlustfrei gegen die Umgebung abzudichten und im entkuppelten Zustand zusätzlich zu gewährleisten, daß aus den beiden Kupplungshälften kein Fluid austritt. Verwendet werden diese Kupplungen in der laugen-, säure-, kraftstoff- und mineralölverarbeitenden Industrie zum, bezogen auf das Fördergut, verlustfreien An- und Abkuppeln von gefüllten und/.oder unter Betriebsdruck stehenden Schläuchen und Rohren.

Bezüglich der genannten Anwendungsgebiete haben sich solche Kupplungen an sich bewährt, insbesondere sind sie für die genannten, unter hygienischen Gesichtspunkten relativ unkritischen Fördergüter hinreichend gut reinigbar.

Nicht einsetzbar sind derartige Kupplungen aber beispielsweise auf dem Sektor der Pharma- und Lebensmittelindustrie, da dort insbesondere hygienische Vorschriften zu beachten sind, die aber aufgrund der geometrischen Komplexität des Innenraums der

Kupplungen praktisch nicht eingehalten werden können, da sich •in den stets vorhandenen Toträumen sehr leicht Ablagerungen ansammeln, die u.U. zu einer nicht akzeptablen Kontamination des Fördergutes führen.

Der Neuerung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie unter Berücksichtigung hygienischen Vorschriften insbesondere für sterile Anwendungen verwendbar ist.

Diese Aufgabe ist mit einer Kupplung der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß der Ventilstößel der einen Kupplungshälfte in der Führung flachenkontaktfrei, wahlweise im Linien- oder Punktkontakt gelagert ist und daß die mindestens eine innenliegende Stellkurve der anderen Kupplungshälfe mit einer in jeder Stellung der Kupplung fluiddichten Abdeckung versehen ist.

Die Aufgabe ist also mittels zweier Maßnahmen gelöst, d.h. an beiden Kupplungshälften sind jeweils spezielle Maßnahmen erforderlich, die dann insgesamt dazu führen, daß die Kupplung auch bei hygienisch kritischen Anwendungen einsetzbar ist.

Die Maßgabe "flachenkontaktfrei" bedeutet, daß der Kontaktbereich zwischen Führung und Ventilstößel nach der Neuerung an keiner Stelle flächig ist, denn ein solcher Flächenkontakt wäre aufgrund der schlechten Zugänglichkeit dieses Bereiches maßgebende Ursache für sich ansammelnde Fördergutreste. Die Bedingung, maximal einen Linienkontakt zwischen Führung und Ventilstößel zuzulassen, gewährleistet, daß auch dieser Bereich ohne weiteres ausspülbar ist und abgespültes Fördergut selbständig abfließt. In den Unteransprüchen, die in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele jeweils ausführlich erläutert sind, sind verschiedene, mögliche "flächenkontaktfreie" Ausführungsformen erfaßt.

Die Maßgabe, die Stellkurve mit einer fluiddichten Abdeckung zu versehen, läßt sich technisch ebenfalls auf unterschiedli-

ehe Weise realisieren. Entsprechende Möglichkeiten sind ebenfalls Gegenstand der Unteransprüche. Auch diese werden nachfolgend noch genauer beschrieben.

Wesentlich ist, daß durch die beiden erfindungsgemäßen Maßgaben mögliche Toträume entfallen und es dementsprechend nicht zu einer (gegen die Hygienevorschriften verstoßenden) Ansammlung von Restfördergut kommt.

Bezüglich zusätzlicher Weiterbildungen wird ebenfalls auf die Unteransprüche verwiesen.

Die neuartige Kupplung und deren vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt die eine Kupplungshälfte mit flächenkontaktfreier Stößelführung;

Fig. 2 im Schnitt die andere Kupplungshälfte mit fluiddichter Abdeckung der beiden innenliegenden Stellkurven;

eine Draufsicht auf die Stößelführung gemäß Fig. 1; eine Draufsicht auf die (in dieser Ansicht nicht abgedeckte) Stellkurve bei einem im Schnitt dargestellten Teil der zweiten Kupplungshälfte;
im Schnitt eine alternative Ausführungsform der Stößelführung und

im Schnitt eine alternative fluiddichte Abdeckung der innenliegenden Stellkurve.

In Fig. 1 ist die eine Kupplungshälfte 1 (auch Vaterteil genannt) der neuartigen Kupplung dargestellt. Diese Kupplungshälfte 1 ist mit der in Fig. 2 dargestellten anderen Kupplungshälfte 2 (auch Mutterteil genannt) fluiddicht verbindbar, und zwar durch bajonettartiges Zusammenfügen der jeweils in den Figuren oben dargestellten Verbindungsbereiche.

■Am kupplungsseitigen Ende des Vaterteils 1 gemäß Fig. 1 ist ein Ventilsitz 11 angeordnet, der zusammen mit einem Ventilteller 12 ein Verschlußventil 13 bildet, wobei der Ventilteller 13 von einem in einer Führung 16 axial verschieblich gelagerten Ventilstößel 14 geführt und von einer Schraubenfeder 15 gegen den Ventilsitz 11 vorgespannt ist. Für diese Kupplungshälfte 1 ist nun wesentlich, daß der Ventilstößel 14 in der Führung 16 flachenkontaktfrei, wahlweise im Linienoder Punktkontakt gelagert ist.

Beim Zusammenkuppeln mit dem Mutterteil 2 geschieht folgendes: Der Ventilteller 22 des Mutterteils 2 (siehe Fig. 2) drückt den Ventilteller 12 des Vaterteils 1 (siehe Fig. 1) gegen die Federkraft der Schraubenfeder 15 in die Kupplungshälfte 1 hinein. Dadurch ergibt sich einen ringförmiger Durchströmspalt (nicht dargestellt), durch den das Fördergut hindurchfließen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte flachenkontaktfrexe Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Führung 16 aus vier zylindrischen, bezogen auf die Länge des Ventilstößels 14 vergleichsweise kurzen Elementen 17 besteht. Diese Elemente 17 sind miteinander verbunden, stützen sich mittels vierer Stege 18 an der Innenwand 19 ab und sind zum Ventilstößel 14 axialparallel angeordnet. Fig. 3 zeigt diese Ausführungsform in Draufsicht. Der zentrisch angeordnete Ventilstößel 14 wird von den vier Elementen 17 im Linienkontakt geführt. Die Elemente 17 und die Stege 18 sind miteinander jeweils abwechselnd zusammengeschweißt .

Die in Fig. 5 dargestellte, alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Führung 16 aus mindestens zwei scheibenförmigen Elementen 30 besteht. Diese Elemente 30 stützen sich mittels vierer Stege 18 an der Innenwand 19 ab und weisen mittig eine Bohrung 31 auf. Die Bohrung ist zweiseitig angephast ausgebildet und in ihr ist der Ventilstößel 14 im Linienkontakt axialverschieblich gelagert.

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•Für beide Ausfuhrungsformen ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Stege 18 der Führung 16 mit der Innenwand 19 in lösbarem wahlweise Linien- oder Punktkontakt stehen, wobei sich die Stege 18 von der Schraubenfeder 15 belastet gegen eine Schulter 32 der Innenwand 19 ebenfalls wahlweise im Linien- oder Punktkontakt abstützen. Dies führt zu einer weiteren Verringerung der Totraumzonen und damit zu einer zusätzlichen Reduzierung von sich ansammelnden Förderresten. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß die Kupplungshälfte 1, um überhaupt montierbar zu sein, zweiteilig ausgebildet ist (siehe Fig. 1 und 5) .

Am kupplungsseitigen Ende der anderen Kupplungshälfte 2 ist gemäß Fig. 2 ein weiterer Ventilsitz 21 angeordnet, der zusammen mit einem Ventilteller 22 ein weiteres Verschlußventil 23 bildet, wobei der Ventilteller 22 bei dieser Ausfuhrungsform mit zwei innenliegenden Stellkurven 24 wirkverbunden ist. Für das Mutterteil 2 ist nun wesentlich, daß beide innenliegenden Stellkurven 24 mit einer in jeder Stellung der Kupplung fluiddichten Abdeckung 25 versehen sind.

Beim Zusammenkuppeln mit dem Vaterteil 1 geschieht folgendes: Das Mutterteil 2 besteht neben den bereits genannten Bauteilen im wesentlichen aus zwei zueinander verdrehbaren Hülsen 40, 41 und einem zur Hülse 40 drehbar gelagerten Ringelement 43, das den Ventilsitz 21 aufnimmt. Am kupplungsseitigen Ende der Hülse 40 ist ein zum Vaterteil passender Bajonettverschluss 42 angeordnet. Beim Öffnen und Schließen dieses Verschlusses 42 nimmt einerseits das Ringelement 43 aufgrund einer in das Vaterteil eingreifenden Verdrehsicherung 45 eine verdrehfeste Position zum Vaterteil 1 ein und andererseits werden die Hülsen 40, 41 zueinander relativ verdreht, was dazu führt, daß sich der mit den beiden Stellkurven 24 (zur Veranschaulichung siehe die als Einzelbauteil dargestellte Hülse 40 in Fig. 4) wirkverbundene Ventilteller, der sich gegenüber dem Ringelement 43 aufgrund der Führungselemente 44 nicht verdrehen kann, axial in Richtung des Vaterteils 1 verschiebt und dabei gegen

den Ventilteller 12 des Mutterteils 2 drückt und damit das ■Verschlußventil 13 öffnet.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die fluiddichte Abdeckung 25 in Form einer zylindrischen Hülse 2 8 ausgebildet ist, die innerhalb der Kupplungshälfte 2 verschieblich gelagert ist, wobei in die beiden Stellkurven 24 ein Zapfen 27 eingreift, der mit der Hülse 28 und dem Verschlußventil 23 wirkverbunden und an dem zur Gleitverbesserung innerhalb der Stellkurve 24 ein Rädchen 50 drehbar befestigt ist.

Hinsichtlich der Abdichtung zwischen Hülse 28 und Innenwand 19 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Hülse 28 in Axialrichtung jeweils vor und hinter der beiden Stellkurven 24 mittels einer hülsenrandnah angeordneten O-Ring-Dichtung 33 mit der Innenwand 19 fluiddicht und axialverschieblich in Verbindung steht.

Dabei ist ferner vorteilhaft vorgesehen, daß die O-Ring-Dichtung 33 in einer hülsenrandnahen Nut 34 angeordnet ist, wobei die Stegbreite zwischen der Nut 34 und dem Hülsenrand im wesentlichen dem Abstand zwischen der Innenwand 19 und der Hülse 28 entspricht. Diese Maßnahme bewirkt, daß sich in diesem Bereich aufgrund der so geschaffenen guten Durchspülbarkeit keine Förderreste ablagern können.

Eine in Fig. 6 dargestellte, alternative Ausführungsform besteht darin, daß die fluiddichte Abdeckung 25 in Form eines aus elastischem Material bestehenden Balges 29 ausgebildet ist, der in Axialrichtung vor und hinter den beiden Stellkurven 24 mit der Kupplungshälfte 2 (Hülse 40) verbunden ist, wobei in die beiden Stellkurven jeweils ein Zapfen 27 eingreift, der den Balg 29 fluiddicht durchgreift, mit dem Verschlußventil 23 wirkverbunden und an dem zur Gleitverbesserung innerhalb der Stellkurve 24 ein Rädchen 50 drehbar befestigt ist.

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Schließlich ist vorteilhaft vorgesehen, daß alle produktberührten Teile und Flächen der beiden Kupplungshälften 1, 2 poliert sind. Hierdurch wird erreicht, daß sich dort praktisch keine Fördergutreste festsetzen können.

Claims

1. Kupplung zur Verbindung von wahlweise Schläuchen oder Rohren, bestehend aus zwei Kupplungshälften (1, 2), die fluiddicht miteinander verbindbar sind,
wobei am kupplungsseitigen Ende der einen Kupplungshälfte (1) ein Ventilsitz (11) angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller (12) ein Verschlußventil (13) bildet, wobei der Ventilteller (12) von einem in einer Führung (16) axial verschieblich gelagerten Ventilstäßel (14) geführt und von einer Schraubenfeder (15) gegen den Ventilsitz (11) vorgespannt ist, und
wobei am kupplungsseitigen Ende der anderen Kupplungshälfte (2) ein weiterer Ventilsitz (21) angeordnet ist, der zusammen mit einem Ventilteller (22) ein weiteres Verschlußventil (23) bildet, wobei der Ventilteller (22) mit mindestens einer innenliegenden Stellkurve (24) wirkverbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilstößel (14) der einen Kupplungshälfte (1) in der Führung (16) flächenkontaktfrei, wahlweise im Linien- oder Punktkontakt gelagert ist und
daß die mindestens eine innenliegende Stellkurve (24) der anderen Kupplungshälfe (2) mit einer in jeder Stellung der Kupplung fluiddichten Abdeckung (25) versehen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (16) aus mindestens drei zylindrischen, bezogen auf die Länge des Ventilstößels (14) vergleichsweise kurzen Elementen (17) besteht,

1. die miteinander verbunden sind,

2. die sich mittels mindestens dreier Stege (18) an einer Innenwand (19) der einen Kupplungshälfte (1) abstützen und

3. die zum Ventilstößel (14) axialparallel angeordnet sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (16) aus mindestens zwei scheibenförmigen Elementen (30) besteht,

1. die sich mittels mindestens dreier Stege (18) an einer Innenwand (19) der einen Kupplungshälfte (1) abstützen,

2. die mittig eine Bohrung (31) aufweisen, die mindestens einseitig angephast ausgebildet und in der der Ventilstößel (14) im Linienkontakt axialverschieblich gelagert ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) der Führung (16) mit der Innenwand (19) der Kupplungshälfte (1) in lösbarem wahlweise Linien- oder Punktkontakt stehen, wobei sich die Stege (18) von der Schraubenfeder (15) belastet gegen eine Schulter (32) der Innenwand (19) ebenfalls wahlweise im Linien- oder Punktkontakt abstützen.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdeckung (25) in Form einer zylindrischen Hülse (28) ausgebildet ist, die innerhalb der Kupplungshälfte (2) verschieblich gelagert ist, wobei in die mindestens eine Stellkurve (24) ein Zapfen (27) eingreift, der mit der Hülse (28) und dem Verschlußventil (23) wirkverbunden ist.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (28) in Axialrichtung jeweils vor und hinter der mindestens einen Stellkurve (24) mittels einer hülsenrandnah angeordneten O-Ring-Dichtung (33) mit der Innenwand (19) fluiddicht und axialverschieblich verbunden ist.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die O-Ring-Dichtung (33) in einer hülsenrandnahen Nut (34) angeordnet ist, wobei die Stegbreite zwischen der Nut (34) und dem Hülsenrand im wesentlichen dem Abstand zwischen der Innenwand (19) und der Hülse (28) entspricht.

8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdeckung (25) in Form eines aus elastischem Material bestehenden Balges (29) ausgebildet ist, der in Axialrichtung vor und hinter der mindestens einen Stellkurve (24) mit der Kupplungshälfte (2) verbunden ist, wobei in die mindestens eine Stellkurve ein Zapfen (27) eingreift, der den Balg (29) fluiddicht durchgreift und mit dem Verschlußventil (23) wirkverbunden ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle produktberührten Teile und Flächen der beiden Kupplungshälften (1, 2) poliert sind.