DE2237024C3 - Schnellkupplung für Flüssigkeits- und Gasleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung für Flüssigkeits- und Gasleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Schnellkupplung nach Hauptpatent 21 38 103 stützt sich das Verriegelungselement an einer Innenfläche der Kupplungshülse ab. Dadurch ist es erforderlich die Kupplungsteile mit sehr engen Toleranzen herzustellen. Bei größerem Spiel würde nämlich für den in die Aufnahmebohrung der Kupplungsmuffe eingeführten Stecker kein sicherer Halt mehr erzielt werden und bei höheren Drücken der Flüssigkeit oder des Gases könnte sich die Kupplung lösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schnellkupplung gemäß dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß trotz großzügiger Tolerierung der Kupplungsteile ein sicherer Halt bei vorgeschriebenen Drücken gewährleistet ist

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Kupplungsmuffe ein als Einsatzteil ausgebildetes Widerlager (Stift, Ringteile) trägt, das den Drehpunkt des Verriegelungselements radial nach außen unnachgiebig Fixiert
Dadurch kann trotz einer großzügigen Tolerierung der Kupplungsteile eine gleichmäßig hohe Festigkeit der Verbindung garantiert werden, so daß die Kupplung auch hohen Leitungsdrücken standhält Auf diese Weise ist die Fixierung des Drehpunktes völlig unabhängig von der Ausbildung der Kupplungshülse, so daß die Tolei anzfrage großzügig gehandhabt werden kann. Dadurch wird die Fertigung der Kupplungsteile erleichtert.

Aus der DE-OS 14 75 706 und der US-PS 23 18 965 ist an und für sich die Fixierung von Drehpunkten bekannt.

Diese Fixierungsart läßt sich aber bei der vorliegenden Schnellkupplung nicht anwenden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Widerlager für das Verriegelungselement im Bereich der Nase in Höhe der Federn angeordnet. Es besteht in einfachster Ausbildung aus einem in die Kupplungsmuffe eingebrachten Stift. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in die Kupplungsmuffe ein Ringteil eingesetzt, der das Widerlager für das Verriegelungselement abgibt. Der Ringtei! ist in die Kupplungsmuffe eingerastet und weist einen Bund für einen Vorsprung der Kupplungshülse zur axialen Fixierung auf. Im Ringteii können im Bereich der Verrastung mit der Kupplungsmuffe axial verlaufende Schlitze angeordnet sein.

Wie praktisch alle Teile der Schnellkupplung sind auch die Verriegelungselemente mit Nasen, Hebelarmen und Federn bzw. Federringen einstückig aus Kunststoff ausgebildet, so daß sich Vorteile für die Herstellung und die Montage ergeben. Insbesondere können zur Herstellung der Verriegelungselemente einfach gehaltene Kunststoff-Spritzgußwerkzeuge verwendet werden. Die Anschläge sind als Vorsprünge der Innenwand der Kupplungshülse gebildet, diese sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie zwischen sich eine Führungsnut freilassen, in die eine Führungsleiste der Kupplungsmuffe eindringt, so daß eine Verdrehung der Kupplungshülse auf der Kupplungsmuffe ausgeschlossen ist. In ganz besonders vorteilhafter Weise ist aber die Kupplungshülse auf der dem Stecker abgewandten Seite mit vier Nuten versehen, in die vier an der Kupplungsmuffe vorgesehene Führungsleisten eingreifen, so daß sich eine besonders hohe Verdrehfestigkeit, ergibt, was von besonderem Vorteil ist, da beim Festspannen des Schlauches am einen Kupplungsteil mit

einer besonderen Überwurfmutter starke Verdrehkräfte auftreten.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung in der vier Ausführungsformen einer Schnellkupplung

dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die erste Ausführungsform der Kupplung, zur Hälfte in Ansicht und zur Hälfte im Schnitt, die Kupplungshülse befindet sich in ihrer Gnuidstellung, die Kupplung ist geschlossen,

F i g. 2 den Kupplungsmechanismus der ersten Ausführungsform, in der linken Hälfte im Schnitt, in der rechten Hälfte mit aufgeschnittener, gegenüber der Grundstellung verschobener Kupplungshülse, die Nasen der Verriegelungselemente sind herausgekippt, der Stecker kann herausgezogen werden,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Kupplungshülse,

Fig.4 einen Halbschnitt gemäß der Linie IV-IV in F i g. 2, wobei sich die Kupplungshülse in der Grundstellung befindet,

F i g. 5 eine Ansicht eines Verriegelungselements von der Seite entsprechend dem Pfeil V in F i g. 6,

F i g. 6 eine Draufsicht hierzu gemäß dem Pfeil VI in Fig. 5,

F i g. 7 den Kupplungsmechanismus in der zweiten Ausführungsform, in der linken Hälfte im Schnitt, in der rechten Hälfte mit aufgeschnittener Kupplungshülse,

Fi g. 8 den Kupplungsmechanismus in einer weiteren Ausführungsform, in der linken Hälfte im Schnitt, in der rechten Hälfte bei aufgeschnittener Kupplungshülse,

Fig.9 einen Querschnitt hierzu gemäß der Linie IX-IX in Fig.8,

Fig. 10 einen Halbschnitt hierzu gemäß der Linie X-X in Fig.9,

F i g. 11 einen weiteren Halbschnitt hierzu gemäß der LinieXI-XI in Fig.9,

Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel bei aufgeschnittener Kupplungshülse,

F i g. 13 eine Draufsicht auf ein Verriegelungselement mit geschlossenem Federring,

Fig. 14 einen Schnitt hierzu gemäß der Linie XlV-XIVin Fig. 13.

Die Schnellkupplung gemäß der ersten Ausführungsform weist zwei Kupplungsteile auf, nämlich eine Kupplungsmuffe 1 und einen Stecker 5. Dieser wird über ein Gewinde 30 z. B. an eine nicht dargestellte Armatur oder ein ebenfalls nicht dargestelltes Gerät angeschlossen. Mit diesem kann er auch einstückig ausgebildet sein. Die Kupplungsmuffe 1 läßt sich beispielsweise mit einem nicht näher dargestellten Schlauch verbinden. Dazu ist auf der dem Stecker 5 abgekehrten Seite ein Schlauchstutzen 22 angeordnet, und das rückwärtige Ende der Kupplungsmuffe 1 weist einen Lamellenring 20 mit Klauen 23 auf, die von der Fläche 24 einer aufgeschraubten Überwurfmutter 2t auf den auf den Schlauchstutzen 22 aufgeschobenen Schlauch gedruckt werden, so daß dieser sicher mit der Kupplungsmuffe 1 verbunden ist. In einem Ventilraum 26 ist in der Kupplungsmuffe 1 ein Rückschlagventil 27 angeordnet, das durch Rippen 28 geführt ist. Das Rückschlagventil 27 wird durch das Einschieben des Steckers 6 geöffnet und bei herausgenommenem Stecker 5 durch den Leitungsdruck geschlossen.

Der Stecker 5 trägt an seinem vorderen Ende in einer Ringnut einen Dichtring 13, der an einer Dichtfläche 14 der Kupplungsmuffe 1 anliegt. Von der Dichtfläche 14 aus gesehen befindet sich hinter dem Dichtring 13 eine Ringnut 6, in die die Nasen 29 von Verriegelungselementen 2 hindurchragen. Eine Aufnahmebohrung 31 der Kupplungsmuffe 1 entspricht in ihrem Umfang im wesentlichen dem äußeren Umfang des Steckers 5, so daß dieser passend in die Kupplungsmuffe 1 eingescho ben werden kann.

Die Ausgestaltung der bei der erste« Ausführungsform verwendeten Verriegelungselemente 2 ist insbesondere aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich. Von der Nase 29 gehen nach beiden Seiten Hebelarme 11 aus, die etwa die Form von Viertelkreisbögen haben. Ebenso gehen von der Nase 29 Federn 9 aus, auch diese haben etwa Viertelkreisbogenform. Dabei ragen die Hebelarme If radial weiter nach außen. Die Hebelarme 11 und die Federn 9 liegen in zueinander etwa parallelen Ebenen, wie es insbesondere die F i g. 5 zeigt

Trotz großzügiger Tolerierung wird die Funktionsfähigkeit der Kupplung nicht beeinträchtigt, wenn nun gemäß der Erfindung die als Drehpunkt 41 für die Verriegelungselemente 2 dienenden Widerlager 32 zur Aufnahme der axialen und radialen Kraftkomponenten ausschließlich in der Kupplungsmuffe 1 angeordnet sind. Bei dieser ersten Ausführungsform ist als Widerlager 32 für jedes Verriegelungselement 2 jeweils ein Stift 36 vorgesehen, der von der Stirnseite 37 der Kupplungsmuffe 1 aus eingesetzt ist und eine Radialbewegung des Verriegelungselements 2 im Bereich des Federn 9 nach außen verhindert. An der Innenwand 38 einer axial auf der Kupplungsmuffe 1 geführten Kupplungshülse 4 sind Vorsprünge 39 angeformt, deren Stirnseiten Anschläge 12 abgeben, welche an den Flächen 15 der freien Enden der Hebelarme 11 angreifen. Die Nasen 29 weisen eine flache Einlaufschräge 33 und eine steile Haltefläche 34 auf, die steile Haltefläche 34 hinterhakt eine steile Flanke 35 der Ringnut 6 im Stecker 5 (Fig. 1). Jeweils zwei Vorsprünge 39 sind einander so benachbart, daß eine Führungsnut 17 gebildet wird, in der eine aus der Kupplungsmuffe 1 herausragende Führungsleiste 16 aufgenommen ist. Auf diese Weise ist eine Verdrehung der Kupplungshülse 4 gegenüber der Kupplungsmuffe 1 ausgeschlossen. Es kann lediglich eine Axialbewegung durchgeführt v/erden.

Das Spiel zwischen der Kupplungshülse 4 und der Kupplungsmuffe 1 hat keinen Einfluß auf die Lage des Drehpunki.es 41. Insbesondere aus Fig.4 kann man erkennen, wie der Vorsprung 39 mit seiner Stirnseite als Anschlag 12 am Hebelarm 11 des Verriegelungselements 2 angreift und dabei an der Feder 9 vorbeigleitet, deren Ende am Anschlag 10 zur Anlage kommt. Die Stifte 36 zur Aufnahme der Radialkräfte sind in Bohrungen der Kupplungsmuffe 1 eingepreßt, sie können einen runden oder rechteckigen Querschnitt haben, es können auch mehrere Stifte nebeneinander angeordnet sein.

Zur leichten Montage sind an der Kupplungshülse 4 mehrere Rasten 18 vorgesehen, die beim Aufschieben auf die Kupplungsmuffe 1, nachdem die Verriegelungselemente 2 eingesetzt sind, jeweils einen Bund hinterhaken. Damit kann die Kupplungshülse 4 von der Kupplungsmuffe 1 nicht mehr abgezogen werden. Die beiden Verriegelungselemente 2 sind so in die Kupplungsmuffe 1 eingelegt, daß die Nasen 29 in die Aufnahmebohrung 31 hineinragen und die Enden der Federn 9 an den Anschlägen 10 an der Kupplungsmuffe

1 abgestützt sind. Durch diese Ausbildung gestaltet sich der Zusammenbau der Kupplungsmuffe 1 sehr einfach: Es brauchen lediglich die beiden Verriegelungselemente

2 radial von außen her eingeschoben zu werden, dann wird die Kupplungshülse 4 axial aufgeschoben, bis sie mit der Kupplungsmuffe 1 verrastet. Die Kupplungshülse 4 ist damit mit engem Spalt auf der Kupplungsmuffe 1 geführt, so daß einer möglichen Verschmutzung der inneren Teile entgegengewirkt wird.

Die Funktion der SteckkoDDlune ist sehr einfach: Die

Kupplungshülse 4 befindet sich normalerweise in der in der F i g. 1 wiedergegebenen Ausgangsstellung. Zum Kuppeln der beiden Kupplungsteile, also des Steckers 5 und der Kupplungsmuffe 1, werden die beiden Teile an beliebiger Stelle erfaßt und ineinandergeschoben. Die Kupplungshülse 4 muß dazu nicht bewegt werden. Beim Einfahren des Steckers 5 drückt dessen Stirnseite 40 die Nasen 29 über die flache Einlaufschräge 33 zurück, die dann unter der Wirkung der Feder 9 in die Ringnut 6 einrasten, sobald der Stecker 5 völlig in die Aufnahmebohrung 31 der Kupplungsmuffe 1 eingeführt ist. Wird auf die beiden Kupplungsteile, also den Stecker 5 und die Kupplungsmuffe 1, ein Zug ausgeübt, so ist eine Trennung ausgeschlossen, da die Nasen 29 durch die Anlage an der Flanke 35 eine Nachaußenbewegung des Steckers 5 sicher verhindern. Soll die Kupplung gelöst werden, so muß dazu die Kupplungshülse 4 in Richtung auf den Schlauchstutzen 22 hin bewegt werden. Bei dieser Bewegung drücken die Anschläge 12 auf die Flächen 15 der freien Enden der Hebelarme 11, was bewirkt, daß die Nasen 29 um die Drehpunkte 41 aus der Aufnahmebohrung 31 bzw. der Ringnut 6 herausgekippt werden (F i g. 2). Jetzt kann der Stecker 5 mühelos aus der Kupplungsmuffe 1 herausgezogen werden. Zum Entkuppeln faßt man also an der Kupplungshülse 4 einerseits und am Stecker 5 bzw. am mit diesem verbundenen Teil andererseits an, sofern dieses nicht von vornherein ortsfest, z. B. an einem Hahn, angeordnet ist, und zieht diese Teile auseinander. Das Kuppeln wie das Entkuppeln erfolgt also in sehr einfacher und sinnfälliger Weise jeweils in der gleichen Richtung, in welcher die beiden Kupplungsteile miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Dadurch, daß die Hebelarme 11 sich weiter radial nach außen erstrecken als die Feder 9, gehen bei der Bewegung der Kupplungshülse 4 die Vorsprünge 39 an den Federn 9 vorbei und greifen lediglich an den Hebelarmen 11 an. Die Verriegelungselemente 2 erfüllen also drei Funktionen: Sie rasten federnd in die Ringnut 6 des Steckers 5 ein und schließen die Kupplung, sie geben den Stecker 5 bei einer Bewegung der Kupplungshülse 4 wieder frei und führen schließlich die Kupplungshülse 4 in ihre Ausgangsstellung zurück. Durch diese Mehrfachfunktion ist eine besonders kurze Bauweise der Kupplungsmuffe 1 und damit der ganzen Schnellkupplung möglich. Eine zweite, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Schnellkupplung ist in der F i g. 7 gezeigt Es sind wieder zwei Verriegelungselemente 2 vorgesehen, deren Ausbildung der in den Fig.5 und 6 gezeigten entspricht Das Widerlager 32 wird bei dieser Ausführungsform von einem Ringteil 42 gebildet der nach der Einführung der Verriegelungselemente 2 und der Kupplungshülse 4 von unten über die Kupplungsmuffe 1 und den unteren Bereich der Verriegelungselemenle 2 geschoben wird. Der Ringteil 42 trägt bei der dargestellten Ausführungsform auf seiner den Verriege-Iungselementen 2 abgewandten Seite Schlitze 43, so daß federnde Zungen gebildet werden, die mit Hinterhaknasen 44 in der Kupplungsmuffe 1 einrasten, so daß eine feste, axial gesicherte Verbindung gegeben ist Bei entsprechender Werkstoff wahl entfallen die Schlitze 43. Damit erreicht man eine noch größere Stabilität und eine noch bessere Sicherung gegen ein axiales Abziehen. Der Ring wird in diesem Falle mit enger Passung aufgepreßt und verrastet Em Bund 45 begrenzt die Kupplungshülse 4 in ihrer axialen Bewegung. Dazu ist die Innenwand 38 mit einem entsprechenden Vorsprung 46 versehen. In diesem Fall wird die Verdrehsicherheit der Kupplungshülse 4 durch vier Führungsleisten 47 erreicht, die von der Stirnseite 37 der Kupplungsmuffe 1 aus weiter zurückgesetzt sind. Die Führungsleisten 47 werden von Nuten 48 in der Kupplungshülse 4 aufgenommen. Durch die Zurücksetzung der Führungsleisten 47 können die Hebelarme 11 langer ausgeführt sein.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 8 bis 11 kommen wiederum zwei Verriegelungselemente 2 zum

ίο Einsatz. Das Widerlager 32 wird ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform gemäß der F i g. 7 durch ein Ringteil 42' gebildet, das mit der Kupplungsmuffe 1 verrastet ist. Ein wesentlicher Unterschied liegt aber darin, daß die öffnungen 3 in der Kupplungsmuffe 1 für den Durchtritt der Nasen 29 der Verriegelungselemente 2 nicht als geschlossene öffnungen, sondern als randoffene Schlitze ausgebildet sind. Die Verriegelungselemente 2 können also mit ihren Nasen 29 in axialer Richtung von der Stirnseite 37 her in die Schlitze eingeschoben werden. Nach dem Aufschieben der Kupplungshülse 4 wird der Ringteil 42' eingeschoben, der vier Lappen 51 aufweist die an ihren Enden Haken 52 tragen, die in einen Einstich 53 in der Kupplungsmuffe 1 einrasten. Dabei sind diese Lappen 51 zwischen der Kupplungsmuffe 1 und den Verriegelungselementen 2 hindurchgeschoben, wie es insbesondere aus den F i g. 9 und 11 hervorgeht. Der Ringteil 42' ist wieder mit einem Bund 45 versehen, damit die Kupplungshülse 4 in ihrer Axialbewegung zur Stirnseite 37 hin begrenzt ist Vier Führungsleisten 47 dringen wieder in vier Nuten 48 in der Kupplungsmuffe 1 ein, damit eine hohe Verdrehfestigkeit gegeben ist Wie insbesondere in F i g. 11 gezeigt ist verläuft die Kupplungsmuffe 1 an ihrem unteren Ende leicht konisch, damit die Lappen 51 beim Einführen nach außen gedrückt werden und die Haken 52 sicher einrasten. Die Verrastung zwischen Kupplungsmuffe 1 und Ringteil 42' könnte auch zwischen der Stirnseite 37 und den Verriegelungselementen 2 vorgenommen werden, in diesem Falle wäre zweckmä ßig der Ringteil 42' steif und der untere Bereich der Kupplungsmuffe 1 elastisch.

Die schlitzartige Ausbildung der Öffnungen 3 gestattet die Anwendung eines einteiligen Verriegelungselements 2', dessen Ausbildung insbesondere aus den Fig. 12 bis 14 entnommen werden kann. Es liegen sich zwei Nasen 29 gegenüber, von denen jeweils wieder Hebelarme 11 ausgehen. Die Federn 9 sind aber als geschlossene Federringe 54 ausgeführt und die Hebelarme 11 sind mit diesem Federring 54 über die

so Nasen 29 bzw. Stege 55 miteinander verbunden, sie liegen wieder in zwei etwa zueinander parallelen

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lungselement 2" in die Kupplungsmuffe 1 eingesetzt ist es wird von der Stirnseite 37 her einfach eingeschoben.

wobei die Nasen 29 in den als Schlitze ausgebildeten öffnungen 3 geführt sind. Nach dem Einführen des Verriegelungselements 2' und der Kupplungshülse 4 wird der Ringteil 42 oder 42" aufgeschoben und mit der Kupplungsmuffe 1 verrastet Dabei kann dieser Ringteil

42 oder 42\ wie auf der linken Seite in Fig. 12 gestrichelt dargestellt Schultern 56 aufweisen, die eine zusätzliche radiale Fixierung übernehmen. Während der Bund 45 die Axialbewegung der Kupplungshülse 4 nach unten begrenzt wird dessen Bewegung nach oben durch

das Ende 57 der Nuten 48 beim Anschlag an den Stirnseiten der Führungsleisten 47 begrenzt

'Die Verriegehmgselemente 2 bzw. 2* sind mit ihren Nasen 29, Hebelarmen 11 und Federn 9 bzw. dem

Federring 54 einstückig aus Kunststoff hergestellt. Selbstverständlich könnten die Federn 9 bzw. die Federringe 54 auch aus Metall bestehen und in geeigneter Weise mit dem übrigen Verriegelungselement 2,2' verbunden sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schnellkupplung für Flüssigkeit^- und Gasleitungen, bestehend aus

a) einer Kupplungsmuffe mit,

al) am Umfang verteilt, durchgehenden Öffnungen

und
a2) einer Führungsleiste am äußeren Umfang, -

b) einem in die Kupplungsmuffe einschiebbaren Stecker mit

bl) einer Ringnut am äußeren Umfang

c) einer auf der Kupplungsmuffe axial verschiebbargelagerten Kupplungshülse mit

el) einer Führungsnut, die im Zusammenwirken mit der Führungsleiste der Kupplungsmuffe eine Sicherung gegen Verdrehen der Kupplungshülse bildet und

d) Verriegelungselementen, die

dl) teilweise durch die öffnungen in der Kupplungsmuffe greifen,

d2) einen Federarm aufweisen und

d3) um einen Drehpunkt an der Kupplungsmuffe verschwenkbar sind, wobei

e) die Verriegelungselemente zusätzlich zu den Federarmen Hebelarme und

0 die Kupplungshülse am Innenumfang mit den Hebelarmen zusammenwirkende, axial gerichtete Anschläge zum Verschwenken der Hebelarme und damit der Verriegelungselemente aufweisen und

g) die Federarme beim Verschwenken der Hebelarme gespannt werden und einen in Schließrichtung der Kupplungshülse gerichteten Druck auf die Hebelarme ausüben,

nach Patent 2138 103, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmuffe (1) ein als Einsatzteil ausgebildetes Widerlager (32) (Stift 36, Ringteil 42, Ringteil 42') trägt, das den Drehpunkt (41) der Verriegelungselements (2) radial nach außen unnachgiebig fixiert.

2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (32) für das Verriegelungselement (2, 2') im Bereich der Nasen (29) in Höhe der Federn (9) angeordnet ist.

3. Schnellkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (32) jeweils aus einem in die Kupplungsmuffe (1) eingebrachten Stift (36) besteht.

4. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kupplungsmuffe (1) ein Ringteil (42, 42') eingesetzt ist, der das Widerlager (32) für das Verriegelungselement (2) abgibt.

5. Schnellkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (42, 42') auf die Kupplungsmuffe (1) aufgepreßt ist.

6. Schnellkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (42, 42') und die Kupplungsmuffe (1) miteinander verrastet sind.