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Die
vorliegende Neuerung betrifft eine Kupplungseinrichtung zum Anschließen eines
Rohres, wobei die Kupplungseinrichtung ein rohrförmiges Aufnahmeteil und einen
aufblasbaren Ringkörper
aufweist.
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Aus
dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Kupplungseinrichtungen
zum Anschließen eines
Rohres an andere Rohre oder an andere Vorrichtungen bekannt, die
eine schnelles, dichtes oder sicheres Anschließen eines Rohres ermöglichen
sollen.
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So
beschreibt die
DE
102 61 887 A1 eine lösbare
Rohrkupplung zum Verbinden zweier Rohre, bei der an den Stirnseiten
der beiden Rohre jeweils ein Kupplungsblock vorgesehen ist. Während der
eine Kupplungsblock hervorstehende Stifte aufweist, sind in dem
anderen Kupplungsblock entsprechende Vertiefungen vorgesehen, so
daß die
Kupplungsblöcke ineinander
gesteckt werden können.
Um die beiden Kupplungsblöcke
und damit die Rohre sicher zu verbinden, werden diese verschraubt.
Zwischen den Kupplungsblöcken
ist ferner ein speziell ausgebildeter Dichtring vorgesehen, der
die Dichtigkeit der Verbindung sicherstellen soll. Die bekannte
Rohrkupplung hat jedoch den Nachteil, daß das Herstellen der Verbindung
sowie das Lösen
derselben sehr zeitaufwendig ist, so daß die Handhabung derselben
erschwert ist. Darüber
hinaus ist die bekannte Rohrkupplung mit einem großen konstruktiven
Aufwand verbunden.
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Die
DE 36 13 330 A1 beschreibt
eine lösbare Rohrkupplung,
bei der das eine Rohr einen äußeren Kupplungskopf
und das andere Rohr einen inneren Kupplungskopf aufweist. Der innere
Kupplungskopf kann in den äußeren Kupplungskopf
eingeschoben werden, wobei die Kupplungsflächen konisch ausgebildet sind.
An dem äußeren Kupplungskopf
sind zwei verschwenkbare hakenähnliche
Arme angeordnet, die den inneren Kupplungskopf hintergreifen können, um
eine sichere Verbindung sicherzustellen. Durch das Verschwenken
der hakenähnlichen
Arme wird der innere Kupplungskopf tiefer in den äußeren Kupplungskopf
getrieben, so daß eine
dichte Strömungsverbindung gewährleistet
ist. Zwar ist bei dieser Rohrkupplung eine einfachere Handhabung
als im vorbeschriebenen Fall gegeben, jedoch ist die Betätigung der
Arme für
die Bedienungsperson noch immer erschwerlich und somit zeitaufwendig.
Darüber hinaus
bedingt auch diese Rohrkupplung einen großen konstruktiven Aufwand.
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Aus
der
DE 197 22 969
C1 ist ferner eine lösbare
Rohrkupplung bekannt, bei der eine Schelle zum Einsatz kommt. Die
Schelle besteht aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Schellenhälften mit einem
nach innen weisenden U-förmigen
Querschnitt, wobei an den Rohrenden der zu verbindenden Rohre jeweils
ein Flansch angeordnet ist. Um die beiden Rohre zu verbinden, werden
diese flanschseitig aneinandergelegt, um die Schelle in einer die Flansche
hintergreifenden Weise anzubringen. Nach dem Zusammenklappen der
beiden Schellenhälften, werden
diese an ihren dem Gelenk abgewandten Enden mit einem Haken verbunden.
Auch hier gestaltet sich das Herstellen und Lösen der Verbindung als sehr
zeitaufwendig, so daß die
Handhabung der bekannten Rohrkupplung erschwert ist.
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Die
CH 420 750 A beschreibt eine lösbare Rohrkupplung,
bei der ein Rohr ein erstes Kupplungsteil aufweist, das radial in
ein zweites Kupplungsteil an dem anderen Rohr eingeführt oder
aus diesem herausgenommen werden kann, wobei die Dichtigkeit durch
einen Dichtring mit V-förmiger
Nut gewährleistet
ist. Die bekannte Rohrkupplung hat den Nachteil, daß die Rohre
nur in einer bestimmten Drehposition zueinander ineinander eingeführt werden
können,
was ein schnelles Herstellen der Verbindung erschwert. Darüber hinaus
ist es auf Grund der zwischen den Kupplungsteilen auftretenden Reibung mühsam, die
beiden Kupplungsteile zusammenzuführen.
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Die
CH 376 732 A beschreibt eine besonders einfach ausgestaltete Rohrkupplung,
die insbesondere bei Staubsaugerluftleitungen zum Einsatz kommen
soll. Die bekannte Kupplung umfaßt eine elastische Manschette
mit einer innen umlaufenden Nut. Die Manschette ist an dem einen
Rohr angebracht und wird über
einen Flansch an dem anderen Rohr gestülpt. Die bekannte Rohrkupplung
hat zwar den Vorteil, daß sie
sehr einfach aufgebaut ist, jedoch erfordert das manuelle Aufweiten
der Manschette beim Fügevorgang
einen erhöhten
Kraftaufwand und die Kupplung ist für hohe Drücke innerhalb der Rohre kaum
geeignet, da es hierbei zu einem Abheben der Manschette kommen kann.
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Die
DE 92 04 939 U1 beschreibt
eine Rohrschnellkupplung mit einer Muffe, in die das anzuschließende Rohr
eingebracht werden kann. In der Muffe ist ein Verriegelungsring
und ein Lösbarer
Ring angeordnet, die durch eine Halteklammer in einer vorbestimmten
Position zueinander angeordnet sind. Zwischen dem Verriegelungsring
und dem lösbaren Ring
ist ein Ringraum ausgebildet, in dem ein aufblasbarer Schlauch angeordnet
ist, der gegen die beiden Ringe, jedoch nicht gegen die Muffe oder
das anzuschließende
Rohr, vorgespannt ist, indem dieser mit Druckluft aufgeblasen ist.
Wird nun die Halteklammer gelöst,
so ist der lösbare
Ring in axialer Richtung verschiebbar, so daß der expandierende Schlauch
den lösbaren
Ring in axialer Richtung verschiebt. Dort drückt der lösbare Ring über zwei Klemmringe auf einen
Quetschring, der hierdurch derart deformiert wird, daß er einerseits
gegen die Wandung der Muffe und andererseits gegen das einliegende
Rohr gedrückt
wird. Auf diese Weise wird eine Befestigung des Rohres in der Muffe
erzielt. Die bekannte Rohrschnellkupplung hat jedoch den Nachteil,
daß ein
großer
konstruktiver Aufwand, der sich in einer großen Teilezahl widerspiegelt,
erforderlich ist. Außerdem
kann diese Rohrschnellkupplung nur eine geringe Haltekraft in axialer
Richtung aufbringen, was sie für
hohr Drücke
innerhalb des Rohres unbrauchbar macht.
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Der
vorliegenden Neuerung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Kupplungseinrichtung
zum Anschließen
eines Rohres zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat, schnell
und einfach zu handhaben ist und eine hohe Dichtigkeit und Haltekraft selbst
bei hohen Drücken
innerhalb des Rohres gewährleistet.
Der Neuerung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen Motorenprüfstand mit
einer solchen vorteilhaften Kupplungseinrichtung zum Anschließen eines
Rohres zu schaffen.
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Die
Lösung
der vorgenannten Aufgabe erfolgt an Hand der Merkmale des Schutzanspruches
1 bzw. 24. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
neuerungsgemäße Kupplungseinrichtung
zum Anschließen
eines Rohres an beispielsweise ein anderes Rohr, einen Schlauch
oder eine andere Vorrichtung weist ein rohrförmiges Aufnahmeteil auf. Dieses
Aufnahmeteil kann beispielsweise direkt an einer Vorrichtung – wie einem
Motorenprüfstand –, an einem
anderen Rohr oder Schlauch oder auch separat ausgebildet sein. Es
ist ferner ein Ringkörper vorgesehen,
der aufgeblasen werden kann. Hierbei kann es sich beispielsweise
auch um einen schlauchförmigen
Ringkörper
handeln, wobei die weiter unten beschriebenen Ausführungsformen
zu bevorzugen sind. Erfindungsgemäß ist der aufblasbare Ringkörper abdichtend
an dem rohrförmigen
Aufnahmeteil befestigt. Dies bedeutet unter anderem, daß der Ringkörper nicht
lediglich lose in das Aufnahmeteil eingelegt oder um das Aufnahmeteil
gespannt ist. Der aufblasbare Ringkörper kann sowohl innen als auch
außen
an der Wand des rohrförmigen
Aufnahmeteiles angeordnet sein. Im erstgenannten Fall würde das
anzuschließende
Rohr in das Aufnahmeteil geschoben, während es im zweiten Fall über das
Aufnahmeteil gestülpt
würde.
Durch Aufblasen kann der aufblasbare Ringkörper abdichtend gegen das anzuschließende Rohr
gedrückt
werden.
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Die
Neuerung ermöglicht
ein besonders schnelles Ankuppeln eines Rohres. Zu diesem Zweck
wird lediglich das Rohr in axialer Richtung in bzw. auf das rohrförmige Aufnahmeteil
geschoben, um anschließend
den aufblasbaren Ringkörper
aufzublasen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Kompressors
o.ä. erfolgen.
Durch den Anpreßdruck auf
das Rohr und durch die Befestigung des aufblasbaren Ringkörpers an
dem rohrförmigen
Aufnahmeteil ist gewährleistet,
daß das
Rohr auch bei hohen Drücken
innerhalb des Rohres sicher in der Kupplungseinrichtung befestigt
ist, wobei die Haltekraft der Kupplungseinrichtung durch entsprechende
Wahl des Druckes innerhalb des aufblasbaren Ringkörpers erhöht bzw.
gesenkt werden kann. Ferner bewirkt die Verbindung über den
aufblasbaren Ringkörper,
daß Erschütterungen,
Vibrationen, Wärmeausdehnungen usw.
des Rohres durch den elastischen, aufblasbaren Ringkörper und
das darin befindliche Luftpolster absorbiert werden, so daß diese
nicht auf das rohrförmige
Aufnahmeteil bzw. die Kupplungseinrichtung übertragen werden. Daher ist
es auch sinnvoll, keine weiteren Verbindungen zwischen dem Rohr
und dem Aufnahmeteil vorzusehen, insbesondere keine starren Verbindungen.
Zum Lösen
der Kupplungseinrichtung kann die in dem aufblasbaren Ringkörper vorhandene
Luft einfach wieder abgelassen werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen einfachen
Ausbaus ist somit ein besonders schnelles Kuppeln und Entkuppeln
möglich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist der aufblasbare Ringkörper
unmittelbar an dem rohrförmigen
Aufnahmeteil befestigt. Dies ist insofern von Vorteil, als daß lediglich
ein Bereich zwischen dem aufblasbaren Ringkörper und dem rohrförmigen Aufnahmeteil
gegeben ist, in dem die Dichtigkeit durch entsprechende Befestigungsmaßnahmen
sichergestellt werden muß.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
weist der aufblasbare Ringkörper
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
auf. Der Querschnitt ist öffnungsseitig
unter Ausbildung einer ringförmigen
Druckkammer an dem rohrförmigen
Aufnahmeteil befestigt. Dies bedeutet, die Druckkammer, in die die
Luft eingebracht werden soll, ist zwischen dem Ringkörper einerseits
und der Wand des rohrförmigen
Aufnahmeteiles andererseits ausgebildet. Diese Ausführungsform
ist gegenüber
einer beispielsweise schlauchartigen Ausgestaltung des Ringkörpers zu
bevorzugen, da sich gezeigt hat, daß hierdurch eine wesentlich
höhere
Haltekraft der Kupplungseinrichtung auch bei hohen Drücken innerhalb
des Rohres erzielt werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung weist
der U-förmige
Querschnitt zwei kurze Seitenabschnitte und einen dazwischenliegenden
langgestreckten geraden Andrückabschnitt
auf. Unter dem Andrückabschnitt
ist hierbei derjenige Abschnitt zu verstehen, der gegen das angekuppelte
Rohr gedrückt
wird. Indem der Andrückabschnitt
langgestreckt, also länger
als die Seitenabschnitte, und gerade ausgebildet ist, kann eine
größere Haltekraft und
Dichtigkeit der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
erzielt werden. Je länger
der Andrückabschnitt
ausgebildet ist, um so größer ist
die Haltekraft der Kupplungseinrichtung.
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Um
eine einfache Befestigung des aufblasbaren Ringkörpers in dem Aufnahmeteil zu
gewährleisten,
weist der aufblasbare Ringkörper
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
zwei umlaufende Kragen auf. Die umlaufenden Kragen schließen sich
seitlich an die kurzen Seitenabschnitte des U-förmigen Querschnittes an. Ferner
sind zwei Spannringe vorgesehen, mittels derer die umlaufenden Kragen
abdichtend gegen das rohrförmige
Aufnahmeteil gedrückt
sind. Auf diese Weise ist die Dichtigkeit der Druckkammer, die von
dem Ringkörper
und der Wand des Aufnahmeteiles umschlossen ist, zu beiden Seiten
des Ringkörpers
gewährleistet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
sind die Spannringe in der Art von Seegeringen ausgebildet.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
werden die Spannringe jeweils von einem Ring gebildet, der unter
Ausbildung zweier Stirnseiten unterbrochen ist, wobei die Stirnseiten
einander zugewandt sind. Ein solcher Ring stellt nicht nur eine besonders
einfache und kostengünstige
Lösung
dar, sondern ist auch in der Lage, eine sichere Befestigung des
aufblasbaren Ringkörpers
zu gewährleisten.
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Um
die Befestigung des aufblasbaren Ringkörpers an dem Aufnahmeteil noch
sicherer zu machen, können
die Stirnseiten des Ringes in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ineinandergesteckt werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert
werden, daß in
der einen Stirnseite eine Vertiefung und an der gegenüberliegenden
Stirnseite ein in die Vertiefung passender vorspringender Ansatz
vorgesehen ist.
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Um
eine noch einfachere und sicherere Befestigung des aufblasbaren
Ringkörpers
an dem rohrförmigen
Aufnahmeteil zu ermöglichen,
sind bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
umlaufende Vertiefungen in dem rohrförmigen Aufnahmeteil vorgesehen.
In diese umlaufenden Vertiefungen sind die umlaufenden Kragen des
aufblasbaren Ringkörpers
durch die Spannringe hineingedrückt.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist in den Kragen jeweils eine umlaufende Nut zur Aufnahme der Spannringe
vorgesehen. Hierdurch ist das Positionieren der Spannringe vereinfacht,
so daß ein
Austausch des aufblasbaren Ringkörpers
schneller durchgeführt
werden kann.
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Um
einen sicheren Halt des angeschlossenen Rohres innerhalb der Kupplungseinrichtung
zu gewährleisten,
ist der Andrückabschnitt
des aufblasbaren Ringkörpers
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung mit
einem rutschsicheren Profil versehen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist das rutschsichere Profil ein Rillenprofil mit umlaufenden Rillen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
verlaufen die umlaufenden Rillen quer, vorzugsweise in einem rechten
Winkel, zur Aufnahmerichtung des anzuschließenden Rohres. Hierdurch ist nicht
nur ein sicherer Halt des Rohres innerhalb der Kupplungseinrichtung
sondern auch eine besonders hohe Dichtigkeit gegeben.
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Vorzugsweise
besteht der aufblasbare Ringkörper
aus Silikonkautschuk, da dieses die besten mechanischen Eigenschaften
für diesen
Anwendungsfall hat.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung kann
das anzuschließende
Rohr in das rohrförmige
Aufnahmeteil eingeschoben werden, wobei der aufblasbare Ringkörper in
dem rohrförmigen
Aufnahmeteil angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform drückt der
aufgeblasene Ringkörper
von außen
gegen das einliegende Rohr, so daß eine bessere Zugänglichkeit
für den
Anschluß zum Aufblasen
des aufblasbaren Ringkörpers
gegeben ist.
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Um
im Bereich des Aufnahmeteiles eine annähernd gleiche Querschnittsfläche zu haben
wie in dem anzuschließenden
Rohr selbst, weist das rohrförmige
Aufnahmeteil einen ersten Abschnitt, in dem der aufblasbare Ringkörper angeordnet
ist, und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt mit
einem größeren Innendurchmesser
als der zweite Abschnitt versehen ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist der Innendurchmesser des nicht aufgeblasenen Ringkörpers größer oder
gleich dem Innendurchmesser, vorzugsweise größer oder gleich dem Außendurchmesser,
des zweiten Abschnittes des rohrförmigen Aufnahmeteiles. Auf
diese Weise kann ein Rohr, das in etwa die gleichen Abmessungen – insbesondere
den gleichen Innendurchmesser – wie der
zweite Abschnitt des Aufnahmeteiles hat, problemlos durch den nicht
aufgeblasenen Ringkörper eingeführt werden,
bevor der Ringkörper
aufgeblasen wird, was die Handhabung erleichtert. Ferner bewirkt
das Anschließen
eines Rohres, das den gleichen Innendurchmesser wie der zweite Abschnitt hat,
daß es
zu keiner Beeinflussung der Fördermenge
und Durchflußgeschwindigkeit
im Bereich des Übergangs
zwischen dem Rohr und dem zweiten Abschnitt kommt.
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Um
ein einfaches Aufblasen des aufblasbaren Ringkörpers zu ermöglichen,
ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ein an eine Druckluftversorgung anschließbares Ventil zum Aufblasen des
Ringkörpers
vorgesehen. Das Ventil kann beispielsweise an dem rohrförmigen Aufnahmeteil
angebracht sein. Bei der Druckluftversorgung kann es sich beispielsweise
um einen Kompressor handeln.
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Das
Ventil kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung in
eine Einlaßstellung,
in der Luft in den aufblasbaren Ringkörper eingebracht werden kann,
und in eine Auslaßstellung gebracht
werden, in der Luft aus dem aufblasbaren Ringkörper abgelassen werden kann.
Zu diesem Zweck kann an dem Ventil beispielsweise ein entsprechender
Hebel zum Umschalten angeordnet sein. Bezüglich des Aufbaus eines solchen
Ventiles kann auf den Stand der Technik verwiesen werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Neuerung kann das Ventil ferner in eine Verschlußstellung
gebracht werden, in der Luft weder eingebracht noch abgelassen werden
kann. Bei dieser Ausführungsform
ist es möglich,
die Druckluftversorgung wieder von dem Ventil zu trennen, nachdem
der aufblasbare Ringkörper
aufgeblasen und das Ventil in die Verschlußstellung gebracht wurde, so
daß die
Druckluftversorgung in dieser Zeit für weitere Kupplungseinrichtungen
benutzt werden kann.
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Um
ein Aufblasen des aufblasbaren Ringkörpers zu vermeiden, wenn kein
Rohr von der Kupplungseinrichtung aufgenommen ist, ist in einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Neuerung ein Sensor zur Erfassung eines anzuschließenden Rohres
vorgesehen, wobei der Sensor derart mit dem Ventil zusammenwirkt,
daß der
aufblasbare Ringkörper
nur dann aufgeblasen werden kann, wenn das Vorhandensein eines anzuschließenden Rohres
ermittelt wurde.
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Um
ein Überprüfen der
Verbindung zwischen Rohr und Kupplungseinrichtung zu ermöglichen,
ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung ein
Drucksensor zu Erfassung des Druckes innerhalb des aufblasbaren
Ringkörpers
vorgesehen, der mit einer Auswerteeinheit verbunden werden kann.
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Um
eine Kupplungseinrichtung zu schaffen, die das Verbinden zweier
oder mehrerer Rohre ermöglicht,
weist die Kupplungseinrichtung in einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
mindestens zwei aufblasbare Ringkörper auf, die an den öffnungsseitigen
Enden des rohrförmigen
Aufnahmeteiles angeordnet sind.
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Der
neuerungsgemäße Motorenprüfstand weist
eine oder mehrere Fluidleitungen auf, die mit den Fluidleitungen
eines Motors verbunden werden können.
Die mindestens eine Fluidleitung des Motorenprüfstandes weist eine der zuvor
beschriebenen neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtungen
auf. Auf diese Weise ist ein Motorenprüfstand geschaffen, dessen Fluidleitungen
schnell und einfach an die Fluidleitungen eines Motors angeschlossen
und ebenso schnell und einfach wieder von den Fluidleitungen des
Motors abgekoppelt werden können,
so daß eine schneller
Wechsel der zu überprüfenden Motoren möglich ist.
Bezüglich
des weiteren möglichen
Aufbaus des Motorenprüfstandes
sei auf den Stand der Technik verwiesen.
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Im
folgenden wird die Neuerung an Hand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Figuren eingehender erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung
zum Anschließen
eines Rohres in geschnittener Darstellung,
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2 eine
Seitenansicht des aufblasbaren Ringkörpers von 1 in
geschnittener Darstellung und
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3 den
Ausschnitt A von 1 mit dem Spannring in geschnittener
und vergrößerter Darstellung.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der neuerungsgemäßen Kupplungseinrichtung 2 zum
Anschließen
eines Rohres 4 in geschnittener Darstellung. Das Rohr 4 ist
in 1 an Hand einer gestrichelten Linie angedeutet.
Die Kupplungseinrichtung 2 umfaßt im wesentlichen ein rohrförmiges Aufnahmeteil 6 und
einen aufblasbaren Ringkörper 8,
wobei der Ringkörper 8 nochmal
separat in 2 dargestellt ist.
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Das
rohrförmige
Aufnahmeteil 6 weist einen ersten Abschnitt 10,
einen daran anschließenden Zwischenabschnitt 12 und
einen darauf folgenden zweiten Abschnitt 14 auf. Der erste
Abschnitt 10 weist eine dem anzuschließenden Rohr 4 zugewandte
Einschuböffnung 16 auf,
durch die das anzuschließende
Rohr 4 in axialer Richtung in das rohrförmige Aufnahmeteil 6 eingeschoben
werden kann.
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In
der Wandung des ersten Abschnittes 10 des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6 sind
zwei voneinander beabstandet angeordnete umlaufende Vertiefungen 18, 20 vorgesehen,
die beispielsweise durch eine entsprechende Aufweitung des ersten
Abschnittes in diesen Bereichen hergestellt werden können. Der
erste Abschnitt 10 hat einen Innendurchmesser D10.
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Der
Zwischenabschnitt 12, der zwischen dem ersten und dem zweiten
Abschnitt 10, 14 angeordnet ist, ist konisch ausgebildet
und verjüngt
sich in Richtung des zweiten Abschnittes 14. Letzterer
hat somit einen Innendurchmesser D14, der
kleiner als der Innendurchmesser D10 des
ersten Abschnittes 10 ausgebildet ist.
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Außen an dem
ersten Abschnitt 10 des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6 ist
ferner ein Ventil 22 vorgesehen, das über einen Hebel 24 in
verschiedene Stellungen gebracht werden kann, wie dies später eingehender
erläutert
wird. Das Ventil 22 ist nach außen über eine Druckleitung 26 mit
einer Druckluftversorgung 28 verbunden. Bei der Druckluftsversorgung 28 kann
es sich beispielsweise um einen Kompressor handeln. An dem Ventil 22 ist
ferner eine Auslaßleitung 30 vorgesehen,
die in die Umgebung mündet, wie
dies an Hand des Pfeiles 32 in 1 dargestellt ist.
Die dem rohrförmigen
Aufnahmeteil 6 zugewandte Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 des
Ventiles 22 ist zwischen den beiden umlaufenden Vertiefungen 18, 20 in
der Wand des rohrförmigen
Aufnahmeteiles 6 angeordnet und mündet in das Innere des ersten
Abschnittes 10.
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An
dem rohrförmigen
Aufnahmeteil 6 ist ferner ein Sensor 36 zur Erfassung
des anzuschließenden
Rohres 4 vorgesehen. Der Sensor 36 ist mit dem Ventil 22 über eine
Steuerleitung 38 verbunden. Alternativ kann der Sensor 36 auch über eine
Steuerleitung mit der Druckluftversorgung 28 verbunden
sein. Mit Hilfe des Sensors 36 kann erfaßt werden,
ob ein Rohr 4 in dem rohrförmigen Aufnahmeteil 6 einliegt. Hier
sind grundsätzlich
alle bekannten Sensortypen einsetzbar, die dazu in der Lage sind,
das Vorhandensein eines Rohres 4 in dem rohrförmigen Aufnahmeteil 6 zu
ermitteln. So kann es sich beispielsweise um einen Tastsensor oder
einen Lichtschrankensensor handeln. Der Sensor 36 kann
sowohl im Bereich der Einschuböffnung 16 als
auch in Einschubrichtung hinter dem später eingehender beschriebenen
aufblasbaren Ringkörper 8 angeordnet
sein. Letzteres ist zu bevorzugen, da in diesem Fall gewährleistet
ist, daß das
Rohr 4 tatsächlich
durch den aufblasbaren Ringkörper 8 geschoben
wurde.
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Der
aufblasbare Ringkörper 8 ist
unmittelbar und abdichtend in dem ersten Abschnitt 10 des
rohrförmigen
Aufnahmeteiles 6 befestigt, wobei unter abdichtend zu verstehen
ist, daß dieser
abdichtend an der Wandung des ersten Abschnittes 10 anliegt
bzw. befestigt ist. Der aufblasbare Rinkörper 8 weist einen im
wesentlichen U-förmigen
Querschnitt auf, wie dies insbesondere in 2 zu erkennen
ist. Der U-förmige
Querschnitt setzt sich aus zwei kurzen Seitenabschnitten 40, 42 und
einem dazwischenliegenden langgestreckten und geraden Andrückabschnitt 44 zusammen.
An die kurzen Seitenabschnitte 40, 42 schließt sich
seitlich jeweils ein umlaufender Kragen 46 bzw. 48 an.
In den Kragen 46, 48 ist jeweils eine radial nach
innen gewandte umlaufende Nut 50 bzw. 52 vorgesehen,
die der Aufnahme von später
zu erläuternden
Spannringen dient.
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Der
langgestreckte Andrückabschnitt 44 des aufblasbaren
Ringkörpers 8 ist
auf seiner dem einliegenden Rohr 4 zugewandten bzw. auf
seiner radial nach innen weisenden Seite mit einem rutschsicheren
Profil versehen, wobei es sich bei dem rutschsicheren Profil um
ein Rillenprofil 54 mit umlaufenden Rillen 56 handelt.
Die umlaufenden Rillen 56 erstrecken sich in einem rechten
Winkel zur Einschubrichtung des Rohres 4 bzw. zur axialen
Richtung des rohrförmigen
Aufnahmeteiles 6 der Kupplungseinrichtung 2.
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Der
aufblasbare Ringkörper 8 ist
einstückig ausgebildet
und besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus Silikonkautschuk.
Der Innendurchmesser D8 des nicht aufgeblasenen
und in dem rohrförmigen
Aufnahmeteil 6 befestigten aufblasbaren Ringkörpers 8 ist
größer als
der Innendurchmesser D14 des zweiten Abschnittes 14 des
rohrförmigen Aufnahmeteiles 6.
In der dargestellten Ausführungsform
ist der Innendurchmesser D8 des nicht aufgeblasenen
und in dem rohrförmigen
Aufnahmeteil 6 befestigten aufblasbaren Ringkörpers 8 ferner
größer als
der Außendurchmesser
(kein Bezugszeichen) des zweiten Abschnittes 14 des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6.
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Der
aufblasbare Ringkörper 8 ist
bezogen auf seinen U-förmigen
Querschnitt öffnungsseitig
unter Ausbildung einer ringförmigen
Druckkammer 58 an der Wandung des ersten Abschnittes 10 des
rohrförmigen
Aufnahmeteiles 6 befestigt. Die ringförmige Druckkammer 58 ist
also von dem U-förmigen
Querschnitt des aufblasbaren Ringkörpers 8 einerseits und
der Wandung des ersten Abschnittes 10 des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6 andererseits
umgeben, wobei die Einlaßöffnung 34 des
Ventiles 22 in die ringförmige Druckkammer 58 mündet.
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Zur
Befestigung des aufblasbaren Ringkörpers 8 werden Spannringe 60, 62 verwendet.
Der Spannring 60 bzw. 62 liegt in der umlaufenden
Nut 50 bzw. 52 des umlaufenden Kragens 46 bzw. 48 des aufblasbaren
Ringkörpers 8 ein
und drückt
den umlaufenden Kragen 46 bzw. 48 radial nach
außen
abdichtend in die umlaufenden Vertiefungen 18 bzw. 20 in
der Wandung des ersten Abschnittes 10 des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6,
wie dies in 1 zu erkennen ist.
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Die
Spannringe 60, 62 sind als metallische Ringe ausgebildet,
die unter Ausbildung zweier Stirnseiten 64, 66 unterbrochen
sind, wie dies in 3 zu erkennen ist. Die Stirnseiten 64, 66 sind
einander zugewandt und können
ineinandergesteckt werden. Zu diesem Zweck ist an der Stirnseite 64 ein
vorspringender Ansatz 68 vorgesehen, der im zusammengebauten
Zustand der Kupplungseinrichtung 2 in eine Vertiefung 70 in
der Stirnseite 66 ragt. Form und Größe von dem vorspringenden Ansatz 68 und
der Vertiefung 70 können
frei gewählt
werden, solange die Ineinandersteckbarkeit gewährleistet und ein seitliches
Abgleiten der Stirnflächen 64, 66 verhindert wird.
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Um Überprüfen zu können, ob
tatsächlich eine
sichere Verbindung zwischen dem Rohr 4 und der Kupplungseinrichtung 2 besteht,
ist ferner ein Drucksensor 72 vorgesehen, der in der Lage
ist, den Druck innerhalb der Druckkammer 58 zu messen. Dieser
Drucksensor 72 übermittelt
den ermittelten Wert über
eine Meßleitung 74 an
eine Auswerteeinheit 76, über die ein entsprechender
Hinweis, wie beispielsweise eine Anzeige, daß genügend Druck aufgebaut wurde,
an die Bedienungsperson ausgegeben werden kann. Dies ist insbesondere
dann sinnvoll, wenn die Bedienungsperson mehrere Kupplungseinrichtungen 2 einsetzt.
In diesem Fall kann die Auswerteeinheit 76 gemeinsam von
mehreren Kupplungseinrichtungen genutzt werden.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der Kupplungseinrichtung 2 in 1 beschrieben.
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Das
Ventil 22 kann mittels des Hebels 24 in drei verschiedene
Stellungen gebracht werden, nämlich
in eine Einlaßstellung,
in der Druckluft von der Druckluftversorgung 28 über die
Druckleitung 26 und die Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 in die ringförmige Druckkammer 58 eingebracht
werden kann, in eine Auslaßstellung,
in der die Luft aus der ringförmigen Druckkammer 58 durch
die Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 und
die Auslaßleitung
an die Umgebung abgegeben werden kann und in eine Verschlußstellung,
in der die Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 verschlossen
ist, so daß weder
Luft in die ringförmige
Druckkammer 58 eingebracht noch Luft aus der ringförmigen Druckkammer 58 abgelassen
werden kann.
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Der
Sensor 36 wirkt über
die Steuerleitung 38 derart mit dem Ventil 22 zusammen,
daß dieses nur
dann in die Einlaßstellung
gebracht werden kann, wenn der Sensor 36 ein einliegendes
Rohr 4 ermittelt bzw. registriert. Somit kann der aufblasbare
Ringkörper 8 nur
dann aufgeblasen werden, wenn ein Rohr 4 in dem rohrförmigen Aufnahmeteil 6 einliegt.
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Zum
Verbinden der Kupplungseinrichtung 2 mit einem Rohr 4 wird
nun wie folgt vorgegangen. Zunächst
wird das Rohr 4 in die Einschuböffnung 16 in axialer
Richtung eingeschoben, so daß sich
das Rohr 4 durch den aufblasbaren Ringkörper 8, der zu diesem
Zeitpunkt nicht aufgeblasen ist, bis in den Bereich des Sensors 36 erstreckt.
In 1 ist das Rohr nicht besonders tief in das rohrförmige Aufnahmeteil 6 eingeschoben.
Um jedoch Verwirbelung des Fluides im Übergangsbereich zwischen dem
Rohr 4 und dem zweiten Abschnitt 14 zu vermeiden,
sollte das Rohr 4 möglichst
dicht an den zweiten Abschnitt 14 vorgeschoben werden.
Hieraus ergibt sich, daß eine möglichst
nahe Positionierung des Sensors 36 an dem zweiten Abschnitt 14 vorteilhaft
ist. Der Sensor 36 registriert das Vorhandensein eines
einliegenden Rohres 4 und übermittelt über die Steuerleitung 38 ein
Steuersignal an das Ventil 22, das daraufhin in die Einlaßstellung
gebracht werden kann.
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Betätigt die
Bedienungsperson anschließend den
Hebel 24, um das Ventil 22 in die Einlaßstellung zu
bringen, so strömt
Druckluft von der Druckluftversorgung 28 über die
Druckleitung 26 und die Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 in die ringförmige Druckkammer 58,
so daß der
aufblasbare Ringkörper 8 aufgeblasen
wird. Durch das Aufblasen wird der Andrückabschnitt 44 des
aufblasbaren Ringkörpers 8 abdichtend
gegen die Außenwand
des einliegenden Rohres 4 gedrückt. Durch das Andrücken des
Andrückabschnittes 44 wird
zum einen eine dichte Strömungsverbindung
zwischen dem Rohr 4 und dem Inneren des rohrförmigen Aufnahmeteiles 6 geschaffen
und zum anderen ist das Rohr 4 selbst bei hohen Drücken innerhalb
des geförderten
Fluides o.ä.
sicher in axialer Richtung in der Kupplungseinrichtung 2 befestigt.
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Nach
dem Aufblasen des aufblasbaren Ringkörpers 8 kann die Bedienungsperson
das Ventil 22 über
den Hebel 24 in die Verschlußstellung bringen, in der die
Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 geschlossen ist.
Hierdurch kann der Druck innerhalb der ringförmigen Druckkammer 58 unabhängig von
der Druckluftversorgung 28 aufrecht erhalten werden, so
daß die Druckluftversorgung 28 zu
diesem Zeitpunkt auch abgekoppelt bzw. ausgestellt werden könnte. In
diesem Fall sollte jedoch beachtet werden, daß es in der ringförmigen Druckkammer 58 auf
Grund von Diffusionsprozessen über
die Zeit zu einem Druckverlust kommt, der in regelmäßigen Abständen wieder
ausgeglichen werden sollte.
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Um
das Rohr 4 wieder von der Kupplungseinrichtung 2 abzukoppeln,
muß die
Bedienungserson das Ventil 22 zunächst über den Hebel 24 in
die Auslaßstellung
bringen, so daß die
Luft aus der ringförmigen
Druckkammer 58 über
die Ein- bzw. Auslaßöffnung 34 und
die Auslaßleitung 32 in
die Umgebung ausströmen
kann. Der elastische Ringkörper 8 zieht
sich auf Grund des Druckabbaus in der ringförmigen Druckkammer 58 zusammen
und gibt das einliegende Rohr 4 wieder frei. Nun kann das
Rohr 4 in axialer Richtung wieder aus der Einschuböffnung 16 des
rohrförmigen
Aufnahmeteiles 6 herausgezogen werden.
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Bezüglich der
Vorteile der dargestellten Ausführungsform
wird auf die in der einleitenden Beschreibung genannten Vorteile
verwiesen.
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Eine
Kupplungseinrichtung 2 der vorbeschriebenen An kommt vorzugsweise
bei dem neuerungsgemäßen Motorenprüfstand (nicht
dargestellt) zum Einsatz. Ein solcher Motorenprüfstand weist eine oder mehrere
Fluidleitungen für
z.B. Kühlwasser, Öl, Abgase
o.ä. auf,
die mit den entsprechenden Fluidleitungen eines Motors verbunden
werden können.
Um ein schnelles Anschließen
und Lösen
der prüfstandseitigen
Fluidleitungen an die bzw. von den motorseitigen Fluidleitungen
zu ermöglichen,
sind die Fluidleitungen des Motorenprüfstandes mit jeweils einer
Kupplungseinrichtung der beschriebenen Art versehen.