DE2453707C3 - Kupplungsglied zum Verbinden eines Ventilverschlußteiles mit einer Ventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Bei Kesselwagenventilen mit im Kesselinneren angeordnetem Verschlußteil wird für die Beförderung von gefährlichen Ladegütern die Forderung gestellt, daß in Katastrophenfällen, wenn die außenliegende Betätigungsvorrichtung des Ventils abgerissen wird, das Verschlußteil inseiner Absperrstellung verbleibt und ein Auslaufen des Kesselinhaltes verhindert.

Aus diesem Grund wurde in den vorgenannten Fällen bislang eine kraftsnhlüssige Verbindung zwischen dem Stellorgan der Betätigungsvorrichtung und dem Verschlußteil des Kesselventiles vorgesehen. Diese Verbindung gestattet es aber lediglich, Öffnungskräfte mittels der Betätigungsvorrichtung auf das Verschlußteil auszuüben. Die Schließkraft ist in diesen Fällen durch eine auf das Verschlußteil einwirkende Ventilfeder aufzubringen. Von den Sicherheilsanforderungen her würde auch eine Feder genügen, um das bereits in Schließstellung befindliche VerscKJ-jßteil nach dem Abreißen der Betätitungsvorrichtung weiter auf dem Sitz zu halten. Sofern sich allerdings ι. B. beim Schließen des Ventils zwischen dem Verschlußteil und dem Ventilsitz Fremdkörper festklemmen, werden erheblich größere Schließkräfte erforderlich. Auch gibt es Ventile, bei denen aus betriebsmäßigen Gründen eine sehr hohe Dichtheit erforderlich ist, die bei einem Unfall jedoch nicht aufrecht erhalten werden muß. Dies würde eine entsprechend große Feder bedingen, welche jedoch erhebliche Platzschwierigkeiten bei ihrer Unterbringung im Ventilgehäuse ergibt.

Ferner ist es bekannt, zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Verschlußteil eine starre Verbindung mit einer Sollbruchstelle vorzusehen. Bei einer solchen Verbindung können zwar auf das Verschlußteil auch Schließkräfte in Form von Zugkräften ausgeübt werden. Einer derartigen Sollbruchstelle haftet jedoch der Nachteil an, daß die Sollbruchkraft von der Höhe der übertragbaren Betätigungskraft für das Verschlußteil abhängt und entsprechend groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsglied der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die ein Trennen des Kupplungsgliedes bewirkende seitliche Auslösekraft sowie die normale Ventilbetätigungskraft weitgehend unabhängig voneinander sind und ein sicheres Trennen des Kuppltingsgliedes selbst bei relativ geringen seitlichen Auslösekräften gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung der in Anspruch I angegebenen erfinderischen Lehre gelöst

In Hubrichtung des Verschlußteiles gerichtete Schubkräfte werden in dem erfindungsgemäßen Kupplungsglied unmittelbar über den Stößel von einer Kupplungshälfte auf die andere übertragen, da sich der Stößel mit seinen beiden Enden an den Kupplungshälften in Hubrichtung abstützt. Die Übertragung von Zugkräften ist dadurch möglich, daß die Klauen der Kupplungshälften und des Stößels einander hinterfassen und dadurch eine zugfeste Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften besteht, solange nicht eine quer zur Hubriciitung gerichtete Belastungskraft, wie sie z. B. durch einen Abriß der Betätigungsvorrichtung verursacht werden kann, auftritt. Ist letzteres der Fall, so ergibt sich eine Schwenkbewegung zwischen dem Stößel und, je nach Angriff der Kraft, einer oder beiden Kupplungshälften. Den Drehpunkt für die Schwenkbewegungen bilden die Lagerstellen der Stößelenden. Die dabei eintretende seitliche Versetzung zwischen den Klauen der Kupplungshälften und des Stößels bewirkt eine Unterbrechung der Zugverbindung zwischen den Kupplungshälften, so daß die Querkraft auf das Ventilverschlußteil nicht zur Wirkung kommt und ein evtl. Abriß der Betätigungsvorrichtung auf die Absperrwirkung des Ventils keinen Störeinfluß ausübt. Es ist überdies ersichtlich, daß die durch die Festigkeit des Kupplungsgliedes bestimmte maximal übertragbare Zugkraft und die für ein Ausrücken des Kupplungsgliedes erforderliche Ansprechkraft weitgehend unabhängig voneinander sind.

Die Unteransprüche 2 bis 5 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach Anspruch I an.

Der Anspruch 2 ermöglicht eine Übertragung von Drehimpulsen durch das Kupplungsglied bzw. verhindert ein ungewolltes Ausrücken desselben durch Drehbewegungen des Verschlußteiles oder der Betätigungsvorrichtung. Beides gilt unter der Voraussetzung, daß ein seitliches Schwenken einer oder beider Kupplungshälften zueinander vermieden wird. Der Anspruch 3 jibt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Drehsicherung an, während der Anspruch 4 eine bevorzugte Ausführung der endseitigen Lagerung des Stößels zum Gegenstand hat und der Anspruch 5 eine gleichfalls vorteilhafte Gestaltungsform der Kupplungshalften betrifft.

Der Anspruch 6 gibt demgegenüber eine zweite vorteilhafte Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe an. Die beiden Kupplungshalften werden in diesem Fall durch von außen radial angesetzte Klammern verbunden. Sie stellen, einen Angriff der Betätigungskraft in Hubrichtung des Verschlußtales vorausgesetzt, eine zugfeste Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften her und werden festigkeitsmäßig dementsprechend dimensioniert. Der Sicherungsring hat die Aufgabe, die Klammern an einem ungewollten Herausrutschen oder -fallen aus ihrer Einbaulagc, wie es z. B. durch Vibrationen oder eine waagerechte Einbaulage verursacht werden könnte, zu hindern. An der Übertragung der Betätigungskraft hat der Sicherungsring jedoch keinen Anteil, und demzufolge braucht bei seiner Dimensionierung hierauf keine Rücksicht genommen zu werden. Der Sicherungsring wird vielmehr so ausgebildet, daß er bei einem Schwenken bzw. Verkanten einer oder beider Kupplungshalften unter der dabei von der h/.w. den Kupplungshalften auf die Klammern ausgeübten Radialkraft radial tiiir!-igibt und die Klammern von

den Rastklauen der Kupplungshalften abgleiten. Die gewünschte Trennung in der Verbindung zwischen Verschlußteil und Betätigungsvorrichtung ist erreicht.

In den Unteransprüchen 7 bis 11 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach Anspruch 6 angegeben.

Der Anspruch 7 hat eine besonders fertigungstechnisch sehr einfache Ausbildung der Rastklauen an den Kupplungshalften zum Gegenstand. Demgegenüber geben die Ansprüche 8 und 9 besonders vorteilhafte Ausführungen des Sicherungsringes an.

Die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 unterstützen schließlich das Ausrasten der Kupplung bei schräg angreifender Belastungskraft.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Kesselwagen-Bodenventil mit einem erfindungsgemäßen Kupplungsglied,

F i g. 2 das Kupplungsglied aus F i g. 1 in Betriebssiellung und teilweise im Längsschnitt.

Fig. 3 das Kupplungsglied aus Fig ? im Schnitt A-B,

F i g. 4 das Kupplungsglied aus Fig..? in Ausrückstellung und in teilweisem Längsschnitt,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsgliedes und

F i g. 6 das Kupplungsgliied aus F i g. 5 im Schnitt C-D.

In Fig. 1 ist mit der Wand 1 eines nicht weiter dargestellten Kesselwagenbehälters ein flanschförmiges Ventilgehäuse 2 verschweißt, welches einen Ventilsitz 3 aufweist, mit dem wiederum ein im Behälterinnern angeordnetes Verschlußteil 4 zusammenwirkt. Durch eine Ventilfeder 5 wird letzteres im Schließsinn belastet. Ferner ist an dem Gehäuse 2 ein Ablaufgehäuse 6 angeflanscht, welches zudem eine Betätigungsvorrichtung in Form eines antreibbaren Zahnrades 7 und einer damit in Eingriff stehenden, axial geführten Zahnstange 8 trägt. Diese ist über ein Kupplungsglied 9 mit dem Verschlußteil 4 verbunden.

Eine nähere Darstellung des Kupplungsgliedes 9 erfolgt in den F i g. 2 bis 4. Dort sind zwei Kupplungshälften 10, 11 vorgesehen, von denen die eine mit dem Verschlußteil 4 und die andere mit der Zahnstange 8 verbunden wird. Zwischen den beiden Kupplungshalften 10,11 ist in Hubrichtung 12 des Verschlußteiles 4 ein Stößel 13 eingespannt gehalten, wobei seine beiden Einspannenden 14 ballig ausgebildet und in Einsinkungen 15 der Kupplungshälften 10, Il schwenkbeweglich gelagert sind. An den Stößelenden sind ferner seilliche Abflachungen 16 vorgesehen, die in Führungsnuten 17 der Kupplungshälften 10, 11 eingreifen und eine Relativverdrehung der Kupplungshälften zueinander sowie zum Stößel 13 verhindern. Die Abflachungen 16 der beiden Stößelenden wie auch die Nuten 17 der beiden Kupplungshälften sind dabei um 90" zueinander vorsetzt angeordnet. Im übrigen weist der Stößel 13 mit Abstand zu den Einspannenden 14 zwei Paar quer zur Hubrichtung 12 gerichteter und kreuzförmig angeordneter Klauenzapfen 18, 19 auf. Dabei sind die Kupplungshälften 10, 11 gabelförmig ausgebildet und weisen um 90° veretzt zinkenartige Armteile 20,21 auf. die beiderseits längs des Stößels 13 verlaufen. An den freien Enden der Armteile 20, 21 sind dann quer zur Hubrichtung und mit ihren Längsachsen parallel zu den Klauenzapfen 18, 19 des Stößels 13 verlaufende Klaucnzapfen 22, 23 vorgesehen. Ein mit seinen Enden kraftschlüssig an de ; Kupplungshalften 10, 11 gehaltener Faltenbalg 24 schirmt den Stößel 13 nebst Klauen gegen das das Ventil durchfließende Medium ab.

Befindet sich das Kupplungsglied in ordnungsgemäßer Betriebsstellting, wie es in den F i g. I bis 3 dargestellt ist, so hinterfassen die Klauenz.apfen 22, 23 der Kupplungshälften 10, Il mit einer plan ausgebildeten Anlügefläche die Klauenzapfen 18, 19 des Stößels. Hierdurch ist eine zugfeste Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften 10, 11 gegeben. Folglich kann, wenn erforderlich, über die Betätigungsvorrichtung 7, 8 des Kcsselventils eine in Hubrichtung 12 gerichtete 7.ug- oder Schlieükraft auf das Verschlußteil 4 ausgeübt werden. F.ine Schub- oder Öffnungskraft kann desgleichen übertragen werden, daß sich der Stößel mit seinen beiden Finspannenden 14 in llubrichlung 12 an den Kii| nlungsliälflen 10,11 abslül/t.

Tritt jedoch an der Kiipplungshiilfte 11 eine zur llubiichtiing 12 geneigte Zugkraft 25 auf. wie dies bei einem Abriß des Auslaufgehäuses 6 nebst der Betätigungsvorrichtung 7, 8 im Katastrophenfall stets erlolgt. so lührt /. Ii. die Mippiungshaifte i i eine Schwenkbewegung (Fig. 4) um die untere l.agerstelle 14, 15 des Stößels 13 aus. Dadurch kommen die Klaiienzapfen 19, 23 außer Eingriff, so daß die Schwenkbewegung tier Kupplungshälfte 11 nicht auf das Verschlußteil 4 übertragen wird und letzteres seine SchlieBlage beibehält. Hinein Leerlaufen des Kesselwagens wird dadurch vorgebeut. Durch die kreuzweise Anordnung der Klauen 18, 19 bzw. 22, 23 ist ein Ausrasten des Kuppliingsglicdes 9 unabhängig von der Richtung der Schwenkbewegung gewährleistet. Durch die kraftschlüssige Halterung des l'altenbalges 24 kann dieser unter Zugbelastung von den Kupplungshälftcn 10, 11 axial abgleiten. Cine völlige Trennung des Kuppliingsglicdes 9 wird folglich durch den Balg nicht behindert.

Die I i g. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsforn des erfindungsgemäßen Kupplungsgliedes.

Auch hier sind zwei Kupplungshälften 26, 27 vorgesehen, wobei die eine mit dem Verschlußlcil 4 um die andere mit der Zahnstange 8 verbunden wird. Dk beiden Kupplungshälften weisen an ihren einanclei zugewandten F.ndcn jede einen als Rastklauen dienen den Radialbund 28, 29 auf. Ober den Umfang der Bunde verteilt sind mehrere U-förmige Klammerbügel 3C angeordnet, die mit ihren Hnden 31, 32 die Bunde 28, 7fhinterfassen. Durch einen die Klammcrbügcl 3f konzentrisch umschließenden Sicherungsring 33 situ ersterc in ihrer Bctriebssiellung gehalten. Der Siehe rungsring besteht dabei z. B. ans Grauguß.

In der I lubrichtung 12 können über das Kupplung glied sowohl Schub- als auch Zugkräfte übertragei w erden. Bei Schubkräften erfolgt dies bcispiehwcisi durch slirnseitige Anlage der beiden Kupplungshälftei 2h, Π aneinander. Zugkräfte werden demgegenü'nei durch die entsprechend formsteif ausgebildete! Klammerbügel 30 übertragen. In beiden Fällen bleib der spröde Sicherungsring 33 weitgehend unbelastet.

I iihrt allerdings eine der beiden Kupplungshälften 26 27 eine Schwenkbewegung aus. so werden durch da dabei auftretende Verkanten tier Bunde 28 bzw. 29 dit Klamirerbügel 30 und mit ihnen der Sicherungsring 3 einer nach außen gerichteten Radialbclastung ausge setzt. I,.lter dieser Belastung zerbirst der sprödi Sicherungsring 33 und die Klammcrbilgcl 30 weichet radial aus. Daraufhin hinterlassen die F.ndcn 31, 32 de Klammerbügel 30 dann die Bunde 26, 27 nicht mehr, se daß clic Verbindung zwischen ilen beiden Kupplungs hälften 26, 27 unterbunden ist und Schwenkbcwegungei nicht übertragen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Kupplungsglied zum zug- und schubfesten Verbinden eines Ventilverschlußteiles in seiner Hubrichtung mit einer Ventilbetätigungsvorrichtung, wobei das Kupplungsglied unter der Einwirkung einer zur Hubrichtung geneigten Belastungskraft eine Trennung zwischen Verschlußteil und Betätigungsvorrichtung bewirkt, gekennzeichnet durch zwei Kupplungshälften (10, 11), von denen eine mit dem Verschlußteil (4) und eine mit der Betätigungsvorrichtung (7,8) verbunden ist, und einen zwischen den Kupplungshälften (10, 11) in Hubrichtung (12) eingespannt gehaltenen Stößel (13), der an seinen beiden Einspannenden (14) schwenkbeweglich an den Kupplungshälften (10,11) gelagert ist und welcher mit Abstand zu den Einspannenden zwei Paar quer zur Hubrichtung (12) gerichteter, kreuzförmig angeordneter Klauen (18, 19) aufweist, während jede der beiden Kupplungshälften mit euiem Klauenpaar (22 bzw. 23) versehen ist, das ein korrespondierendes Klauenpaar (!8 bzw. 19) des Stößels (13) hinterfaßt.

2. Kupplungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (16,17) vorgesehen sind, die eine Relativverdrehung der beiden Kupplungshälften (10,11) verhindern.

3. Kupplungsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus im Bereich der Einspannstellen (14, 15) an den Kupplungshälften (10,11) vorgesehenen Führungsnuten (17) und aus in letztere eingrabenden seitlichen Abflachungen (16) an den Einspannenden (14) des Stößels (13) gebildet sind, wobei die Abflachungen (16) sowie die Führungsnuten (17) quer zur Längsachse des Klauenpaares (22 bzw. 23) der jtweils zugehörigen Kupplungshälfte (10 bzw. 11) verlaufen.

4. Kupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (13) an seinen beiden Einspannenden (14) ballig ausgebildet ist, während die Kupplungshälften (10, 11) an der Einspannstelle je eine Einsenkung (15) zur Aufnahme der Stößelenden (14) aufweisen.

5. Kupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshäiften (10, 11) gabelförmig ausgebildet sind, wobei die Gabelzinken beiderseits längs des Stößels (13) verlaufen und die mit Klauen (22, 23) versehenen Armteile (20,21) bilden.

6. Kupplungsglied zum zug- und schubfesten Verbinden eines Ventilverschlußteiles in seiner Hubrichtung mit einer Ventilbetätigungsvorrichtung, wobei das Kupplungsglied unter der Einwirkung einer zur Hubrichtung geneigten Belastungskraft eine Trennung zwischen Verschlußteil und Betätigungsvorrichtung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kupplungshälften (26, 27) vorgesehen sind, von denen eine mit dem Verschlußteil (4) und eine mit der Betätigungsvorrichtung (7,8) verbunden ist und die beide an ihren einander zugewandten Enden am Umfang Rastklauen (28, 29) aufweisen, während über den Umfang der Kupplungshälften verteilt mehrere im wesentlichen U-förmige Klammerbügcl (30) angeordnet sind, die mit ihren Enden (31, 32) die Rastklauen (28, 29) der Kupplungshälften (26, 27) hinterfassen, wobei ein Sicherungsring (33) die Klammerbügel (30) konzentrisch umschließt, der unter radialer Belastung ein

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Ausrasten der Klammerbügel (30) erlaubt.

7. Kupplungsglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastklauen durch an den Kupplungshälfien (26,27) vorgesehene Radialbunde (28,29) gebildet sind.

8. Kupplungsglied nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (33) elastisch ausgebildet ist.

9. Kupplungsglied nach Anspruch ό oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (33) als Berslring ausgebildet ist

10. Kupplungsglied nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Federmittel vorgesehen sind, welche die Klammerbügel (30) im Sinne eines Ausrastens belasten.

11. Kupplungsglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel aus einem innenseitig an den Klammerbügeln (30) anliegenden Federring bestehen.