DE2333620A1

DE2333620A1 - Schnellkupplung fuer eine kombinierte luft- und sprechverbindung

Info

Publication number: DE2333620A1
Application number: DE19732333620
Authority: DE
Inventors: Manfred Kienhoefer
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1973-07-02
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE2333620C2; CH571187A5

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 23. Mai 1973

KERNFORSCHUNG MBH PIA 73/28 Ga/sz

Schnellkupplung für eine kombinierte Luft- und Sprechverbindung

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung für eine kombinierte Luft- und Sprechverbindung mit Kabeln für die Sprechverbindung, die innerhalb der zu verbindenden Schläuche für die Luftverbindung verlegt sind, bestehend aus einem Kupplungsstück und einem Stecknippel mit verschließbaren Durchgängen für die Luft und jeweils mindestens zwei elektrisch voneinander getrennten, aber miteinander kontaktierbaren Strompfaden,wobei das Kupplungsstück eine Verriegelungshülse, eine Verriegelungsfeder und Verriegelungen für den Stecknippel aufweist.

In Reaktoranlagen werden zu Montage- oder Reparaturarbeiten im Strahlenschutzberexch vom Wartungspersonal Schutzanzüge getragen, die einer stetigen Frischluftzufuhr bedürfen. Bei derartigen Arbeiten ist es vorteilhaft, mit dem Wartungspersonal laufend in Sprechkontakt zu sein, wozu eine Sprechverbindung, meist eine Telefonverbindung, zwischen Wartungspersonal und Personen außerhalb des Strahlenschutzbereiches aufrechterhalten werden muß. Für die Luftversorgung und Sprechverbindung an Gasschutzanzügen sind mindestens

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je ein Sprechkabel und ein Atemschlauch, sowie je zwei Kupplungen an Anzug und Versorgungsstelle notwendig.

Luft- und Sprechverbindungen werden in den einfachsten Fällen über getrennte Leitungen zum Schutzanzug geführt oder die Sprechverbindungen sind bei vorteilhafteren Ausbildungen an Kupplungen mittels außen angeordneten elektrischen Kontakten angeschlossen. Diese Verbindungsart hat zur Folge, daß die Beweglichkeit des Wartungspersonals mit Schutzanzug erheblich vermindert und außerdem die Gefahr eines Sichverfangens einer der Leitungen an Gerätschaften erhöht wird. Weiterhin ergäben sich Schwierigkeiten durch das Abreißen der Telefonverbindung während des Arbeitens und beim Dekontaminieren des Anzuges.

Die Aufgabe der Erfindung ist es hingegen, eine Sicherheits- Schnellkupplung für eine kombinierte Luft- und Sprechverbindung mit nur einer Schlauchleitung zu schaffen, die rasch und sicher geschaltet werden kann und auch im kontaminierten Gebiet absolut wirksam ist. Auch soll durch einen einzigen Kuppelvorgang mit einer kombinierten Luft-Telefon-Kupplung die Sicherheit beim Arbeiten erhöht und ein einfacheres Dekontaminieren erlaubt werden. Weiterhin soll gewährleistet sein, daß die aufeinanderpassenden, verschiebbaren Teile mit ihren Stirnseiten so aufeinander dichten, daß die darauf evtl. befindliche Aktivität nicht in den Atemluftstrom gelangen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Schnellkupplung der eingangs beschriebenen Art darin, daß innerhalb des Kupplungsstückes ein Luftkanal angeordnet ist, dessen eine Stirnseite mit dem Innenraum eines der Schläuche verbunden ist und dessen andere Stirnseite mit einer Abschlußplatte abgeschlossen ist, unter der am Außenumfang des Luftkanales Austrxttsöffnungen für Luft eingefügt sind, daß der Luftkanal von einem Verschlußstopfen umgeben ist, mit dem die Austrittsöffnungen verschließbar sind, daß der Stecknippel eine Innenbohrung aufweist, die ver-

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schließbar und bei der Kupplung von Kupplungsstück und Stecknippel von der Abschlußplatte entsperrbar ist, und daß bei der Kupplung der Verschlußstopfen mittels des Stecknippels von den Austrittsöffnungen des Luftkanals abnehmbar ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, daß der Luftkanal ein Rohr ist, das axial im Kupplungsstück angeordnet ist, daß der Verschlußkolben eine Innenbohrung aufweist, durch die der Luftkanal hindurchgeführt ist und daß der Verschlußkolben im Kupplungsstück federgelagert ist und von mittels der Stirnseite des Stecknippels übertragenen Druck beim Kupplungsvorgang axial beweglich ist. Auch können dabei der Verschlußkolben und die Abschlußplatte eine gemeinsame Dichtfläche besitzen, die im entkoppelten Zustand von Kupplungsstück und Stecknippel zumindest die Austrittsöffnungen am Luftkanal gegenüber der Umgebung abdichtet. Außerdem können bei der Kupplung die Stirnseite des Stecknippels mit der Außenstirnseite des Verschlußkolbens und die Stirnseite des Nippelkolbens mit der Außenseite der Abschlußplatte dicht und fest aufeinanderpressbar sein.

Eine Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, daß das Kupplungsstück aus einer Kupplungshülse und einer Kupplungsfassung mit Schlaucholive besteht und daß in der Kupplungshülse Ausnehmungen für die Verriegelungen angeordnet sind. Dabei können die Verriegelungen selbst Kugeln sein, die im entkoppelten Zustand von Kupplungsstück und Stecknippel den Verschlußkolben und im gekoppelten Zustand die Hülse des Stecknippels arretieren.

Eine andere Ausgestaltungsart der Erfindung sieht vor, daß der Kippelkolben und die Fassung jeweils mit einem elektrischen Kabel verbunden sind, und daß die Hülse sowie die Feder als elektrische Isolatoren ausgebildet sind. Weiterhin kann die Kupplungshülse und der Luftkanal jeweils mit einem im Anschlußschlauch des Kupplungsatückes verlegten weiteren elektrischen Kabel verbunden und die Fassung, die Verriegelungshülse und der Verschlußkolben als Isolatorteile ausgebildet sein.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Figuren 1 und 2 naher erläutert.

Figur 1 zeigt dabei einen Schnitt durch ein Kupplungsstück und einen Stecknippel im entkoppelten Zustand und

Figur 2 stellt einen Schnitt durch die gleichen Teile im gekoppelten Zustand dar.

In der Figur 1 ist der Stecknippelkolben 1 dargestellt, der im wesentlichen aus der Fassung 2 mit Schlaucholive 3, der Hülse 4 und dem Verschlußkolben 5 besteht. Auf die Schlaucholive 3 ist ein Luftschlauch 6 aufgezogen, in dessen Innenraum 7 zwei elektrisch leitfähige Kabel 8 und 9 verlegt sind. Das Kabel 9 ist elektrisch leitend mit der Schlaucholive 3 verbunden. Das Kabel 8 dahingegen ist mit einer Feder 10 verbunden, welche im Innenraum 11 der Hülse 4 um die Austrittsöffnung 12 der Luftzuführung 7 angeordnet ist und den Nippelkolben 5 federlagert. Die Feder 10 selbst ist dabei über ein Isolierteil 13 gegenüber der Fassung 2 isoliert und weiterhin in einer Ausnehmung 14 des Nippelkolbens 5 gelagert.

Die Fassung 2 weist eine Ausnehmung 15 auf, in die die Nippelhülse 4 über das Gewinde 16 eingeschraubt ist. Um den Außenumfang der Hülse 4 ist eine Nut 17 eingefügt, in die noch später zu erläuternde Verriegelungselemente eingeführt werden können. Der Innenraum 11 der Hülse 4 wird von dem Stecknippelkolben 5 verschlossen und zwar derart, daß Hülse 4 und Stecknippelkolben 5 eine gemeinsame umlaufende Dichtfläche 18 bilden. Dazu ist der Stecknippelkolben 5 konisch zu seiner Stirnseite 19 hin sich verjüngend ausgebildet, während die Innenseite 20 der Hülse 4 sich gegen ihre Stirnseite 21 hin konisch verengt. Beide Stirnseiten 19 und 21 bilden im verschlossenen Zustand eine gemeinsame Fläche.

Am Außenumfang des Stecknippelkolbens 5 sind axial verlaufende Strömungskanäle 22 eingefügt, durch welche im geöffneten Zustand des Stecknippels 1 Luft vom Innenraum 11 zu einem anderen noch näher zu beschreibenden Raum strömen kann.

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Die Fassung 2 sowie der Stecknippelkolben 5 und die Feder 10 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material und sind durch die als Isolatorteile ausgebildete Hülse 4 bzw. die Fassung 13 voneinander elektrisch getrennt, so daß sie zwei verschiedene Stromteilpfade bilden.

Das Kupplungsstück 23 besteht im wesentlichen aus der Kupplungshülse 24, deren eine Stirnseite 25 nach hinten hin umgebogen ist. Die Kupplungshülse 24 ist in der Fassung 26 eingefügt, z.B. über ein Gewinde 27 verschraubt. Um die Außenfläche der Kupplungshülse ist eine Verriegelungsfeder 28 angeordnet, die auf eine Verriege-r lungshülse 29 wirken kann und zwar derart, daß die Verriegelungshülse 29 axial längs der Kupplungshülse 24 bewegt wird. Ein vorstehender Innenkranz 30 an der Verriegelungshülse 29 kann dabei Verriegelungen, die insbesondere aus Kugeln 31 bestehen, welche in Ausnehmungen 32 um den Außenumfang der Kupplungshülse 24 herum verteilt sind, betätigen.

Die Fassung 26 des KupplungsStückes 23 weist außerdem noch eine Schlaucholive 33 auf, über die ein weiterer Schlauch 34 für die Luftzufuhr aufgezogen ist. In der Innenbohrung 35 der Schlaucholive 33 sind dabei wiederum zwei elektrisch leitende Kabel 36 und 37 geführt, von denen das Kabel 36 mit der Kupplungshülse 24 verbunden und das Kabel 37 mit einem Luftkanal 38 verbunden ist. Der Luftkanal 38 und die Kupplungshülse 24 sind dabei über die Fassung 26 elektrisch voneinander isoliert, da die Fassung 26 selbst als Isolator ausgebildet ist.

Der Luftkanal 38 ist mit seiner Stirnseite 56 wiederum in die Fassung 26 über das Gewinde 39 eingeschraubt und verläuft axial innerhalb der Kupplungshülse 24. Am vorderen Ende des Luftkanals 38 sind auf den Außenumfang verteilt Austrittsöffnungen 41 eingefügt, durch die Luft aus dem Luftkanal 38 heraustreten kann, wenn die Austrittsöffnungen 41 nicht verschlossen sind, über den Austrittsöffnungen ist der Luftkanal 38 mittels einer Platte 42 verschlossen, deren Stirnfläche 40 der Stirnfläche 19 des Stecknippelkolbens entspricht. Die Außenfläche 43 der Platte 42 ist konisch sich erweiternd ausgebildet und kann mit der konischen Fläche 44 eines Verschlußkolbens

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- 6 45 eine gemeinsame Dichtung bilden.

Ebenfalls im Innenraum 46 der Kupplung 23 ist der axial bewegliche Verschlußkolben 45 mittels der Feder 47 gelagert. Im entkoppelten Zustand von Stecknippel 1 und Kupplungsstück 23 wird der Verschlußkolben 45 an die Außenfläche 43 der Platte 42 angepreßt und dichtet die Austrittsöffnungen 41 des Luftkanals 38 zur Umgebung ab, da außerdem die Innenbohrung 55 dem Querschnitt des Luftkanals 38 angepaßt ist und der Verschlußkolben 45 entlang dieser gleitet. Die Stirnfläche 48 des Verschlußkolbens 45 und die Stirnfläche 40 der Platte 42 bilden dabei eine gemeinsame Fläche, die etwas tiefer liegt als die Stirnfläche 25 der Kupplungshülse 24. Um den Außenumfang des Verschlußkolbens 45 herum kann weiterhin noch eine Nut 49 mit einem darin liegenden Dichtring 50 angeordnet sein, der den Innenraum 46 gegenüber der Umgebung abdichtet.

In der Figur 2 sind der Stecknippel 1 und das Kupp lungs stück 23 gekoppelt. Die Kopplung erfolgt derart, daß die Hülse 4 des Stecknippels 1 in die Kupplungshülse 24 eingeschoben wird, bis die Verriegelungskugeln 31 in die Nut 17 einrasten und beide Teile fest miteinander verbinden. Zuvor jedoch wurde bei dem Kupplungsvorgang der Verschlußkolben 45 entriegelt und konnte somit gegen den Druck der Feder 47 in den Innenraum 46 zurückgepreßt werden. Bei dieser Kopplung bzw. Verriegelung kommt die Stirnfläche 51 der Fassung 2 des Stecknippels 1 auf der Stirnfläche 25 der Kupplungshülse 24 dicht zur Auflage; das gleiche gilt für die Stirnfläche 21 der Hülse 4 des Stecknippels 1, die auf der Stirnfläche 48 des Verschlußkolbens 45 zur Auflage kommt. Die Stirnflächen 48 und 21 sind dabei derart ausgebildet, daß sie gerade übereinander passen. Weiterhin sind die Außendurchmesser der Hülse 4 des Stecknippels 1 und des Verschlußkolbens 45 gleich.

Da der Luftkanal 38 innerhalb des KupplungsStückes 23 fest stehen bleibt, preßt die Platte 42 bzw. deren Stirnseite 4O, mit der der Luftkanal 38 überdeckt ist den Stecknippelkolben 5 gegen den Druck der Feder 10 in den Innenraum 11 der Hülse 4 zurück. Die Stirnflächen 40 und 19 der Platte 42 und des Verschlußkolbens 5 sind dabei wiederum gleich groß ausgebildet und kommen bei dem Kupplungsvor-

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gang deckungsgleich übereinander, so daß irgendwelche Aktivitäten, die auf diesen Stirnflächen 19 und 40 sich befinden, nicht in den Luftraum kommen können, der bei dem Kupplungsvorgang entsteht. Dieser Luftraum bildet die Luftverbindung zwischen Stecknippel 1 und Kupplungsraum 23. Die Luftverbindung führt vom Innenraum -7 am Schlauch 6 über den Innenraum 11 des Stecknippels, die Überströmkanäle 22 am Stecknippelkolben 5, die Ausnehmungen 41 am Außenumfang des Luftkanals 38 zu dessen Innenbohrung 52 und die damit in Verbindung stehenden Innenbohrungen 35 und 54 in der Schlaucholive 33 bzw. im Schlauch 34. Diese Luftverbindung ist gegenüber Kontaminationen vollständig geschützt.

Bei dem Kupplungsvorgang von Stecknippel 1 und Kupplungsstück 23 wird gleichzeitig eine elektrische Stromverbindung erzeugt und zwar zwei getrennte Strompfade. Der erste Strompfad führt über das Kabel 9, Schlaucholive 3, die Fassung 2 und die Kupplungshülse 24 zum Kabel 36 im Kupplungsstück 23. Der zweite Strompfad führt vom ersteren elektrisch isoliert vom Kabel 8 zur Feder 10, davon zum Verschlußkolben 5 und weiter zur Platte 42 am Luftkanal 38 und von diesem Luftkanal 38 zum Kabel 37.

So werden bei der Kupplung von Stecknippel 1 und Kupplungsstück 23 sowohl eine Luftverbindung als auch eine Stromverbindung hergestellt. Der Entkupplungsvorgang beider Teile erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie der Kupplungsvorgang.

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Claims

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 24. Mai 1973 KERNFORSCHUNG MBH PLA 73/28 Ga/sz ι ■ · 5 · Patentansprüche;

1.) Schnellkupplung für eine kombinierte Luft- und Sprechverbindung ^— mit Kabeln für die Sprechverbindung, die innerhalb der zu verbindenden Schläuche für die Luftverbindung verlegt sind, bestehend aus einem Kupplungsstück und einem Stecknippel mit verschließbaren Durchgängen für die Luft und jeweils mindestens zwei elektrisch voneinander getrennten, aber miteinander kontaktierbaren Strompfaden, wobei das Kupplungsstück eine Verriegelungshülse, eine Verriegelungsfeder und Verriegelungen für den Stecknippel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kupplungsstückes (23) ein Luftkanal (38) angeordnet ist, dessen eine Stirnseite (56) mit dem Innenraum (35) eines der Schläuche (34) verbunden ist und dessen andere Stirnseite

(40) mit einer Abschlußplatte (42) abgeschlossen ist, unter der am Außenumfang des Luftkanales (38) Austrittsöffnungen (41) für Luft eingefügt sind, daß der Luftkanal (38) von einem Verschlußstopfen (45) umgeben ist, mit dem die Austrittsöffnungen (41) verschließbar sind, daß der Stecknippel (1) eine Innenbohrung

(11) aufweist, die verschließbar und bei der Kopplung von Kupp-,lungsstück (23) und Stecknippel (1) von der Abschlußplatte (42) entsperrbar ist, und daß bei der Kopplung der Verschlußstopfen (45) mittels des Stecknippels (4) von den Austrittsöffnungen

(41) des Luftkanales (38) abnehmbar ist.

2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (38) ein Rohr ist, das axial im Kvjpplungsstück

(23) angeordnet ist, daß der Verschlußkolben (45) eine Innenbohrung (55) aufweist, durch die der Luftkanal (38) hindurchgeführt ist und daß der Verschlußkolben (45) im Kupplungsstück

(23) federgelagert ist und von mittels der Stirnseite (21) des Stecknippels (1, 4) ausgeübtem Druck beim Kupplungsvorgang axial beweglich ist.

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3. Schnellkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkolben (45) und die Abschlußplatte (42) eine gemeinsame Dichtfläche (43, 44) besitzen, die im entkoppelten Zustand von Kupplungsstück (23) und Stecknippel (1) zumindest die Austrittsöffnungen (41) am Luftkanal (38) gegenüber der Umgebung abdichtet.

4. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kupplung die Stirnseite (21) des Stecknippels (1) mit der Außenstirnseite (48) des Verschlußkolbens (45) und die Stirnseite (19) eines Nippelkolbens (5) mit der Außenseite (40) der Abschlußplatte (42) dicht und fest aufeinanderpressbar sind.

5. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelkolben (5) mittels der Feder (10) und einer Isolierung (13) gegenüber der Fassung (2) des Stecknippels (1) federgelagert ist und daß der Nippelkolben (5) mit der Hülse (4) eine gemeinsame Dichtfläche (18) aufweist.

6. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kupplung von Kupplungsstück (23) und Stecknippel (1) eine Luftverbindung zwischen dem Luftkanal (38) und dem Innenraum (11) des Stecknippels (1) hergestellt ist, der mit dem an den Stecknippel (1) angeschlossenen Schlauch (6) in Verbindung steht.

7. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (2) des Stecknippels (1) eine Schlaucholive (3) aufweist, auf die der Schlauch (6) aufgezogen ist.

8. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (23) aus einer

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Kupplungshülse (24) und einer Kupplungsfassung (26) mit Schlaucholive (33) besteht, und daß in der Kupplungshülse (24) Ausnehmungen (32) für die Verriegelungen (31) angeordnet sind.

9. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungen Kugeln (31) sind, die im entkoppelten Zustand von Kupplungsstück (23) und Stecknippel (1) den Verschlußkolben (45) und im gekoppelten Zustand die Hülse (4) des Stecknippels (1) arretieren.

10. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippelkolben (5) über die Feder (10) mit dem elektrischen Kabel (8) verbunden ist und daß die Hülse (4) sowie die Fassung (13) für die Feder (10) als elektrische Isolatoren ausgebildet sind.

11. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (24) und der Luftkanal (38) jeweils mit einem im Anschlußschlauch (34) des Kupplungsstückes (23) verlegten elektrischen Kabel (36 und 37)

" verbunden sind, und daß die Fassung (26) die Verriegelungshülse (29) und der Verschlußkolben (45) Isolatorteile sind.

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