DE20007117U1 - Abreißkupplung - Google Patents
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Description
Roman Seliger GmbH & Co.KG, An'n Siagboom 20,22848 Norderstedt
Die Erfindung befaßt sich mit einer Abreißkupplung, insbesondere zum Verbinden von flüssige oder gasförmige Medien transportierenden Förderleitungen, im wesentlichen bestehend aus zwei mit mindestens einem Sicherungselement lösbar miteinander verbundenen Kupplungshälften, die jeweils über an den Durchlaßöffnungen angeordneten Halteelemente sowie im zusammengefügten Zustand einen Durchstrom der zu transportierenden Medien gewährleistenden Schließkegel verfügen, die beim Trennen der Kupplungshälften diese durch Federkraft dichtend verschließen, wobei das oder jedes Sicherungselement bei Betätigung eines Lösemechanismus unter Einfluß einer aus der Federkraft über die geometrische Ausbildung von Kupplungsteilen zueinander abgeleiteten radialen Komponente der Federkraft abtrennbar ist.
Abreißkupplungen dienen dem Verbinden zweier Förderleitungen, z.B. um ein in einem Tank gelagertes flüssiges oder gasförmiges Medium in ein anderes Behältnis zu fördern. Solche Förderleitungen sind insbesondere in chemischen sowie lebensmitteltechnischen Bereichen im Einsatz. Im Falle einer drohenden Leitungsbeschädigung oder einer Überlastung der Leitungen bzw. Leitungsanschlüsse insbesondere durch Zugbeanspruchung der Kupplungshälften, wird durch die Abreißkupplung sichergestellt, daß sich die Kupplungshälften zwangsweise voneinander lösen, so daß sich die Schließkegel der Kupplungshälften schließen. Eine solche Überlast kann z.B. dann auftreten, wenn die Förderleitung eines Tanklastzugs nach Beendigung des Befüllens eines Heizöltanks noch mit diesem verbunden ist und sich der Tanklastzug dann in Bewegung setzt. Die Abreißkupplung verhindert dann, daß das in den Förderleitungen strömende Medium aus den freien Leitungsenden ungewollt austritt und möglicherweise die Umwelt beeinträchtigt.
Es sind Abreißkupplungen bekannt, die mit Sicherungselementen versehen sind, die über Sollbruchstellen verfügen. Bei Abreißkupplungen, die der sogenannten „Bruchphilosophie" folgen, brechen die Sicherungselemente bei Überlast und die Kupplungshälften lösen sich voneinander. Derartige Abreißkupplungen weisen den Nachteil auf, daß die Last über den Schlauch bzw. die Leitung in die Kupplung eingebracht wird. Es gibt sogar Anwendungsfälle,
in denen die Verwendung von Abreißkupplungen der „Bruchphilosophie" nicht zulässig ist. Solche Einschränkungen existieren z.B. für Flüssiggasschläuche. Um die genannten Nachteile bzw. Anforderungen zu überwinden, sind Abreißkupplungen nach der sogenannten „Seilzugphilosophie" bekannt.
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Solche Abreißkupplungen weisen zwei Kupplungshälften auf, die lösbar miteinander verbunden sind. Federbetätigte Schließkegel schließen die Kupplungshälften in zusammengefügtem Zustand dichtend ab, so daß ein Durchstrom der zu transportierenden Medien gewährleistet ist. Ein Sicherungselement sorgt dafür, daß die Kupplungshälften fest aber lösbar miteinander verbunden sind. An dem Sicherungselement ist ein Seilzug oder dergleichen angeordnet, durch den das Trennen der Kupplungshälften und damit der Schläuche bei Überlast ausgelöst wird. Das Sicherungselement umfaßt im wesentlichen eine Klammer, die die Kupplungshälften umschließt sowie ein Fixierungsmittel. Das Fixierungsmittel besteht aus zwei Halteelementen, die über einen als Sollbruchstelle dienenden Steg miteinander verbunden sind. In montiertem Zustand fixieren die Halteelemente die Klammer, indem an der Klammer angeordnete Bolzen zwischen den Halteelementen eingeklemmt sind. Durch Betätigung des Seilzuges in axialer Richtung der Kupplungshälften bricht der Steg zwischen den Halteelementen, so daß diese sich auseinander bewegen und die Bolzen und damit die Klammer freigeben. Sobald die Klammer die Kupplungshälften vollständig freigegeben hat, bewirkt die in axialer Richtung verlaufende Federkraft der Schließzylinder, daß diese sich schließen.
Eine derartige Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie im Aufbau kompliziert und demnach schwer zu handhaben ist. Des weiteren erfolgt die Trennung der Kupplungshälften unter Zerstörung von Elementen des Fixierungsmittels, so daß zur Wiederherstellung der Verbindung der Kupplungshälften zusätzliche, neue Teile erforderlich sind.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Abreißkupplung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist sowie eine einfache Handhabung und zuverlässige Funktion gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Abreißkupplung mit den im Oberbegriff genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß der Lösemechanismus zerstörungsfrei betätigbar ist und im wesentlichen aus einem Sicherungsmittel für die Sicherungselemente und einem Auslöse-
mittel besteht, wobei das Sicherungsmittel als ringförmige Hülse ausgebildet ist. Dadurch ist eine Abreißkupplung geschaffen, die aufgrund der geringen Anzahl von Bauteilen, die jeweils als Drehteile herstellbar sind, einen besonders einfachen Aufbau realisiert. Des weiteren ist die Handhabung sowohl zum Trennen als auch zum erneuten Verbinden der Kupplungshälften vereinfacht, zumal das Trennen zerstörungsfrei durchführbar ist, so daß auf zusätzliche Austauschteile verzichtet werden kann.
Vorteilhafterweise sind die Sicherungselemente als C-förmige Manschetten ausgebildet und umschließen nur einen Teil des Umfangs der Kupplungshälften bzw. der Abreißkupplung selbst, so daß zum einen auf einfache Weise eine sichere Fixierung der Kupplungshälften erreicht wird. Zum anderen ist durch die gewichtssparende Ausgestaltung die Handhabung noch weiter vereinfacht bzw. erleichtert.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Manschetten an ihren Innenseiten zur Bildung einer die Radialkraft begründenden schiefen Ebene zu Abschgrägungen von Flanschteilen der Kupplungshälften korrespondierende Neigungen auf. Dies ermöglicht zum einen eine noch höhere Sicherheit, da die angepaßte Ausbildung der korrespondierenden Sicherungs- und Flanschteile das Trennen der Manschetten von den Flanschauflageteilen noch störungsfreier ermöglicht. Das Abgleiten an der schiefen Ebene zum Trennen der Kupplungshälften ist damit optimiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Manschetten an Ihren Außenseiten in Bezug auf die Mittelachse der Kupplungshälften leicht geneigt ausgebildet, derart, daß das Sicherungsmittel von den Manschetten nur in eine Richtung abziehbar ist. Dadurch ist gewährleistet, daß das Lösen der Kupplungshälften nur dann möglich ist, wenn die Überlast in der entsprechenden Richtung aufgebracht wird. Das versehentliche Betätigen in die Gegenrichtung ist somit ausgeschlossen.
Vorzugsweise weisen die Sicherungselemente Rillen auf, in die Federdruckstifte eingreifen. Dadurch ist die Sicherung der Abreißkupplung weiter erhöht, denn ein versehentliches Auslösen der Abreißkupplung wird somit erschwert.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Lösemechanismus als Seilzug ausgebildet. Dadurch ist eine besonders einfache Bauweise realisiert, die einfach zu handhaben und kostengünstig herzustellen ist.
Vorteilhafterweise ist mindestens einer Kupplungshälfte ein Führungsring zur Führung des Seils zugeordnet. Dadurch ist es möglich, daß die Abzugskraft stets senkrecht an dem Sicherungsmittel angreift und so eine sichere Funktion gewährleistet.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Abreißkupplung mit Seilzug in zusammengefügtem Zustand
im Teilschnitt,
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Fig. 2 eine um 30° gedrehte Ansicht der Ausschnittsvergrößerung X gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Kupplungshälfte mit Rücksprung im Teilschnitt, Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Kupplungshälfte mit Vorsprung im Teilschnitt, Fig. 5 eine Seitenansicht der Innenseite eines Sicherungselements im Teilschnitt,
. Fig. 6 eine Draufsicht auf das vollständige Sicherungselement gemäß Fig. 5, 25
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Sicherungsmittels im Teilschnitt,
Fig. 8 eine Draufsicht auf das Sicherungsmittel gemäß Fig. 7, und Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Seilführung.
Abreißkupplungen dienen dem Verbinden zweier Förderleitungen, wobei die Abreißkupplungen bei einer Überlast, insbesondere in axialer Richtung, automatisch eine Trennung der Kupplungshälften bewirken.
Eine erfindungsgemäße Abreißkupplung 10 ist in Figur 1 dargestellt. Die Abreißkupplung verfügt über zwei Kupplungshälften, nämlich eine Kupplungshälfte 11 mit einem Rücksprung 12 sowie eine Kupplungshälfte 13 mit einem Vorsprung 14. Jede Kupplungshälfte 11,13 weist ein Halteelement 15 bzw. 16 auf, das wiederum jeweils Durchlaßöffnungen 17 bzw. aufweist, durch die das zu transportierende Medium fließen kann. Die Halteelemente 15,16 sind als spinnenförmiges Rad mit drei Speichen ausgebildet. Jedem Halteelement 15,16 ist ein Schließkegel 19 und 20 zugeordnet, die im zusammengefügten Zustand der Kupplungshälften 11,13 aneinander stoßen. Die Schließkegel 19, 20 weisen in einander zugekehrten Seiten jeweils Nuten 21, 22 auf, in die Dichtelemente, beispielsweise O-Ringe 23,24, eingesetzt sind. Die Schließkegel 19 und 20 sind durch Federn 25 und 26 betätigbar, derart, daß die Federn 25, 26 in montiertem Zustand unter Spannung stehen, wobei sich die Federn 25, 26 beim Trennen der Kupplungshälften 11,13 entspannen und zum Schließen der Kupplungshälften 11, 13 führen. Insoweit handelt es sich um einen üblichen Aufbau einer Abreißkupplung und braucht im Detail und der Funktionsweise nicht weiter beschrieben zu werden.
Die Kupplungshälften 11,13 sind mit zwei Sicherungselementen 27 und 28 zusammengehalten, die lösbar im Bereich von Flanschauflageteilen 29 und 30 der Kupplungshälften 11, 13 angeordnet sind. Die Sicherungselemente 27, 28 stehen in Wirkverbindung mit einem Lösemechanismus 31, der im wesentlichen aus einem Sicherungsmittel 32 zur Positionierung und Fixierung der Sicherungselemente 27,28 und einem Auslösemittel 33 besteht. Das Auslösemittel 33 ist lösbar am Sicherungsmittel 32 angeordnet und im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel als Seilzug 34 ausgebildet.
Die Flanschauflageteile 29, 30 der Kupplungshälften 11,13 weisen eine leicht geneigte, konische Form auf. Mit anderen Worten verjüngen sich die Flanschauflageteile 29, 30 von der Mittelachse 35 der Abreißkupplung 10 ausgehend radial nach außen, so daß zumindest eine leichte Schräge ausgebildet ist. Diese geometrische Ausbildung der Flanschauflageteile 29,30 bewirkt, daß die Federkraft der Federn 25,26 in eine axiale und eine radiale Komponente aufgeteilt ist. Korrespondierend zur der abgeschrägten Ausbildung der Flanschauflageteile 29, 30 weisen die Sicherungselemente 27, 28, die als C-förmige Manschetten 36, 37 ausgebildet sind, an ihren Innenseiten 38, 39 zur Bildung einer schiefen Ebene eine entsprechende Neigung auf. Die Manschetten 36, 37 umgreifen im zusammengefügten Zustand die
Flanschauflageteile 29, 30 derart, daß die jeweils abgeschrägten Flächen der Manschetten 36, 37 einerseits und der Flanschauflageteile 29, 30 andererseits aneinanderliegen.
Außen an den Manschetten 36, 37 ist das Sicherungsmittel 32 angeordnet, daß im gezeigten Ausführungsbeispiel als ringförmige Hülse 40 einstückig ausgebildet ist. Die Hülse 40 ist über die Manschetten 36, 37 geschoben und verhindert, daß diese durch die radiale Komponente der Federkraft nach außen gedrückt werden und die Kupplungshälften 11,13 freigeben. In montiertem Zustand fixiert die Hülse 40 quasi die Manschetten 36, 37, auf die permanent die Federkraft wirkt, in ihrer Halteposition. Die Manschetten 36, 37 sind an ihrer Außenseite 41, 42 in Bezug auf die Mittelachse 35 der Abreißkupplung 10 leicht geneigt ausgebildet. Die Neigung verläuft gleichmäßig in einer Richtung, so daß die Hülse 40, die über die Manschetten 36, 37 gestülpt ist, nur in einer Richtung abziehbar ist. Korrespondierend zur Neigung der Außenseiten 41, 42 der Manschetten 36, 37 ist die Hülse 40 an ihrer Innenseite 43 ebenfalls abgeschrägt ausgebildet.
Die im Detail in den Figuren 5 und 6 dargestellten Manschetten 36, 37 beschreiben jeweils einen Umfangs winkel von etwa 150°, so daß zwischen den Manschetten 36, 37 ein Abstand besteht. Mit anderen Worten umschließt jede Manschette nur einen kleinen Teil des Umfangs der Kupplungshälften 11, 13. In Abhängigkeit der auf die Manschetten 36, 37 wirkenden Kräfte können diese auch kleiner oder größer ausgebildet sein. Jede Manschette 36, 37 weist gleichmäßig über den Umfang verteilt Bohrungen 44 auf. In diese Bohrungen, die vorzugsweise mit einem Gewinde 45 versehen sind, sind als Schrauben 46 ausgebildete Einstellelemente eingebracht. Die Bohrungen sind derart angeordnet, daß sie bzw. die darin befindlichen Schrauben 46 im wesentlichen senkrecht zu den Flanschauflageteilen 29, 30 verlaufen. Durch die Schrauben 46 können zum einen Fertigungstoleranzen ausgeglichen ■ werden. Zum anderen dienen die Einstellschrauben 46 zur zusätzlichen Befestigung der Manschetten 36, 37 an den Flanschauflageteilen 29, 30. Des weiteren weist jede Manschette 36, 37 an ihrer Außenseite 41,42 zusätzliche Sicherungseinrichtungen auf. Die Sicherungseinrichtung ist als Rille 47 ausgebildet, die sich vorzugsweise umlaufend um die gesamte Manschette 36, 37 erstreckt.
In den Figuren 7 und 8 ist die Hülse 40 im Detail dargestellt. Die Hülse 40 weist ebenfalls gleichmäßig über den Umfang verteilte Bohrungen 48 auf, die jedoch in radialer Richtung ausgebildet sind. Die Bohrungen 48 sind durchgehend ausgebildet und dienen zur Aufnahme
von Federdruckstiften 49 oder dergleichen. Die Federdruckstifte 49 wirken mit der Rille 47 zusammen, in dem sie in die Rille einrasten und somit ein Lösen der Hülse 40 von den Manschetten 36, 37 bei geringen Belastungen verhindern. Weiterhin weist die Hülse 40 in axialer Richtung zwei Durchgangsbohrungen 50 auf, die an einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Senkrecht zu den Durchgangsbohrungen 50 sind zwei radiale Sackbohrungen 51 mit einem Gewinde 52 angeordnet, so daß diese die Durchgangsbohrung 50 kreuzen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Auslösemittel 33 als Seilzug 34 ausgebildet. Der Seilzug 34 ist durch Schrauben 53, die in das Gewinde 52 der Sackbohrung 51 eingeschraubt werden, lösbar an der Hülse 40 befestigt. Hierzu sind freie Enden 54, 55 des Seilzuges 34 in die Bohrungen 50 eingeführt und durch Klemmung fixiert. Zur Führung des Seilzuges 34 ist einer Kupplungshälfte 11 ein Führungsring 56 zugeordnet. Der Führungsring 56 gewährleistet, daß die Belastung bzw. die Zugkraft auf die Hülse 40 im wesentlichen senkrecht an dieser angreift, um ein verkantungsfreies Abziehen der Hülse 40 sicherzustellen. Alternativ zum Seilzug 34 kann der Lösemechanismus 31 einen Pneumatikzylinder oder dergleichen umfassen, dessen Druck das Lösen der Hülse 40 von den Manschetten 36, 37 bewirkt. Es ist auch denkbar, daß der Lösemechanismus 31 durch eine Fernbedienung auslösbar ist.
Der Führungsring 56 ist aus einem Werkstoff mit elastischen Eigenschaften hergestellt. Es sind jedoch auch andere übliche Werkstoffe verwendbar. Der Führungsring 56 weist zwei Bohrungen 57 auf, die in montiertem Zustand der Abreißkupplung 10 deckungsgleich zu den Bohrungen 50 der Hülse 40 angeordnet sind. Durch Abflachungen 58, die korrespondierend zu Abflachungen 59 der Kupplungshälfte 11 zum Ansetzen von Werkzeugen ausgebildet sind, ist das Verdrehen des Führungsrings 56 unterbunden.
Die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Gehäusehälften 11 und 13 verfügen im Bereich des Vorsprungs 14 bzw. Rücksprungs 12 über Bohrungen 60 bzw. 61, in die Stifte 62 eingesetzt sind (siehe Figur 2). Die Stifte 62 gewährleisten, daß die Kupplungshälften 11,13 verdrehsicher gegeneinander zusammengefügt sind und die Drehbewegung beispielsweise beim Drehen einer Kupplungshälfte auf die andere Kupplungshälfte übertragen wird. Weiterhin weist die Kupplungshälfte 11 mit dem Rücksprung 12 eine kreisförmige, umlaufende Nut 63 auf, in die eine O-Ring 64 als Dichtmittel eingesetzt ist. In montiertem
Zustand drückt der O-Ring 64 gegen den Vorsprung 14 und dichtet damit die Abreißkupplung 10 im Bereich der Fuge 65 der zusammengefügten Kupplungshälften 11,13 ab.
Sämtliche gedrehten Kupplungsteile sind vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt, so daß ein Einsatz im chemischen und lebensmitteltechnischen Bereich möglich ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, das erfindungsgemäße Prinzip an Abreißkupplungen anzuwenden, die aus einem anderen Material, z. B. herkömmlichem Stahl oder dergleichen, gefertigt sind.
Die Funktionsweise der Abreißkupplung 10 wird im folgenden beschrieben. Bei einem normalen Anwendungsfall verbindet die Abreißkupplung 10 zwei nicht dargestellte Förderleitungen. Der Seilzug 34 ist einerseits an dem Sicherungsmittel 32 (Hülse 40) und andererseits z.B. an einem Fahrzeug befestigt. Wenn der Seilzug 34 gespannt wird, z.B. durch Anfahren des Fahrzeugs ohne vorheriges Lösen der Kupplung, zieht dieser an dem Sicherungsmittel 32. Bei Überschreitung einer definierten Kraft bzw. einer durch den Seilzug vorbestimmten Länge desselben zieht der Seilzug 34 das Sicherungsmittel 32 im wesentlichen in axialer Richtung von den als Manschette 36, 37 ausgebildeten Sicherungselementen 15 und 16. Spätestens nach dem vollständigen Abzug des Sicherungsmittels 32 werden die Manschetten 36, 37 durch die radiale Komponente der Federkraft der Kupplungshälften 11, 13 nach außen abgesprengt, so daß sich die Kupplungshälften 11 und 13 voneinander lösen. Im Moment der Trennung bewirkt die axiale Komponente der Federkraft das Schließen der Schließkegel 19,20, so daß das in den Förderleitungen befindliche Medium nicht aus den freien Enden der Förderleitungen auslaufen kann.
Claims (12)
1. Abreißkupplung, insbesondere zum Verbinden von flüssige oder gasförmige Medien transportierenden Förderleitungen, im wesentlichen bestehend aus zwei mit mindestens einem Sicherungselement (27, 28) lösbar miteinander verbundenen Kupplungshälften (11, 13), die jeweils über an Durchlaßöffnungen (17, 18) angeordnete Haltelemente (15, 16) sowie im zusammengefügten Zustand einen Durchstrom der zu transportierenden Medien gewährleistenden Schließkegel (19, 20) verfügen, die beim Trennen der Kupplungshälften (11, 13) diese durch Federkraft dichtend verschließen, wobei das oder jedes Sicherungselement (27, 28) bei Betätigung eines Lösemechanismus (31) unter Einfluß einer aus der Federkraft über die geometrische Ausbildung von Kupplungsteilen zueinander abgeleiteten radialen Komponente der Federkraft abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösemechanismus (31) zerstörungsfrei betätigbar ist und im wesentlichen aus einem Sicherungsmittel (32) für die Sicherungselemente (27, 28) und einem Auslösemittel (33) besteht, wobei das Sicherungsmittel (32) als ringförmige Hülse (40) ausgebildet ist.
2. Abreißkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) einstückig ausgebildet ist.
3. Abreißkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (27, 28) als C-förmige Manschetten (36, 37) ausgebildet sind und den Umfang der Kupplungshälften (11, 13) nur teilweise umschließen.
4. Abreißkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten (36, 37) an ihren Innenseiten (38, 39) zur Bildung einer die Radialkraft begründenden schiefen Ebene zu Abschrägungen von Flanschteilen der Kupplungshälften (11, 13) korrespondierende Neigungen aufweisen.
5. Abreißkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschetten (36, 37) an ihrer Außenseite (41, 42) in Bezug auf die Mittelachse (35) der Abreißkupplung (10) leicht geneigt ausgebildet sind, derart, daß das Sicherungsmittel (32) nur in eine Richtung abziehbar ist.
6. Abreißkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsmittel (32) an seiner Innenseite (43) eine korrespondierende Schräge aufweist.
7. Abreißkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Außenseite (41, 42) der Sicherungselemente (27, 28) bzw. Manschetten (36, 37) zusätzliche Sicherungseinrichtungen vorgesehen sind, die mit Federdruckstiften (49) des Sicherungsmittels (32) zusammenwirken.
8. Abreißkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (27, 28) bzw. Manschetten (36, 37) eine Rille (47) aufweisen, in die die Federdruckstifte (49) eingreifen.
9. Abreißkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösemittel (33) als Seilzug (34) ausgebildet ist.
10. Abreißkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösemechanismus (31) fernbedienbar ist.
11. Abreißkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Kupplungshälfte (11) ein Führungsring (56) zur Führung des Seilzugs (34) zugeordnet ist.
12. Abreißkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (56) aus einem Werkstoff mit elastischen Eigenschaften besteht.
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