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Steckkupplung zum Kuppeln von Fluidleitungen Die Erfindung betrifft
eine Steckkupplung zum Kuppeln von Fluidleitungen,bestehend aus einem Kupplungsteil
mit vorstehenden Fluidsteckanschlüssen und aus einem weiteren Kupplungsteil mit
die Steckanschlüsse aufnehmenden Fluidbuchsenanschlüssen.
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Steckkupplungen der vorgenannten Art für mehrere gleichzeitig zu kuppelnde
Fluidleitungen weisen mechanische Sicherungseinrichtungen in Form von Verschraubungen,
Klammern, Stiften usw. auf, mit denen die zusammengesteckten Kupplungshälften insbesondere
während des anstehenden Druckes in den Fluidleitungen zusammengehalten werden, um
sich nicht voneinander#zu-lösen. Nachteilig#bei diesen Einrichtungen ist, daß für
ihre Bedienung zum Befestigen der Kupplungshälften aneinander oder zum Trennen der
Hälften voneinander zusätzlicher manueller Arbeitsaufwand erforderlich ist. Dies
ist dann besonders nachteilig, wenn diese Mehrfachkupplungen in Schaltschränken,
in denen im allgemeinen eine räumliche Enge herrscht, an schwer zugänglichen Stellen
untergebracht sind.Hierbei#gestaiten sich die Arbeiten zum Lösen oder Befestigen
der Einrichtungen wegen der räumlichen Enge besonders schwierig und zeitraubend.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steckkupplung
zum gleichzeitigen Kuppeln von mehreren Fluidleitungen, bei der zum Verriegeln oder
Entriegeln der zusammengesteckten Kupplungshälften kein zusätzlicher von Hand durchzuführender
Arbeitsaufwand erforderlich ist.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei der einleitend angeführten
Steckkupplung einem Kupplungsteil wenigstens ein Verriegelungselement zugeordnet
ist, das unter Fluideinwirkung mit dem anderen Kupplungsteil in vorzugsweise formschlüssige
Verbindung zu bringen ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung besteht
darin, daß das eine Kupplungsteil einen Kupplungsfinger mit einer Aussparung und
das andere Kupplungsteil ein den Kupplungsfinger aufnehmendes Loch aufweist und
daß das Loch mit einer quer zu ihm verlaufenden Ausnehmung in Verbindung steht,
in ir sich ein mit der Aussparung des Fingers in Eingriff #ringbares#erriegelungseiement
befindet. Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß an dem in das Loch einmündenden
Ende der Ausnehmung ein kugelförmiger Körper als Verriegelungs- und Rastelement
vorgesehen ist, gegen das eine andererseits gegen ein Halteglied anliegende Druckfeder
drückt, und daß das Halteglied mit einer elastischen Verstellmembran in Verbindung
steht und bei Fluidbeaufschlagung derselben gegen das Verriegelungs- und Rastelement
zur Anlage kommt. Anstelle der Membran kann auch ein mit dem Fluid beaufschlagbarer
Kolben eingesetzt werden, mit dem das Halteglied ve;rstellbar ist.
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Durch diese Lösung ist der erwähnte zusätzliche manuelle Arbeitsaufwand
zum Verriegeln oder Entriegeln der beiden Kupplungsteile nicht mehr erforderlich.
Bei der nach der Erfindung vorgeschlagenen Steckkupplung mit druckmittelbetriebener,
einfacher Verriegelungsvorrichtung ver- oder entriegelt die Verriegelungsvorrichtung
die Kupplungsteile in dem Moment, in dem sich in den Fluidleitungen ein Druck auf-
bzw. abbaut. Vorteilhafterweise steht das Druckfluid aller Fluidleitungen über eine
vorzugsweise in der Steckkupplung verlaufende Fluidnebenleitung zum Betätigen des
Verriegelungsel-ementes zur Verfügung . Dadurch ist gesichert, daß die Steckkupplung
erst dann getrennt werden kann, wenn alle Fluidleitungen drucklos sind.
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Bei der vorerwähnten Ausführungsform dient das Verriegelungselement
gleichzeitig auch als Rastelement. Hierdurch: ist eine sofort wirksame Haltekraft
von geringer Größe gegeben,welche die zusammengesteckten Kupplungsteile zusammenhält,
damit sie sich nicht aus irgendwelchen Gründen beim Druckaufbau in den Fluidleitungen
voneinander lösen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht auf ein Kupplungsteil als Aufnahmeteil
der Steckkupplung nach der Erfindung, Figur 2 eine Schnittansicht nach der Linie
II-II der Figur 1, Figur 3 eine Aufsicht auf das andere Kupplungsteil
als
Steckteil der Kupplung, Figur 4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV der Figur
3, Figur 5 eine Schnittansicht wie Figur 2, jedoch von einer abgeänderten Ausführungsform,
Figur 6 eine der Figur 4 entsprechende Schnittansicht eines dem Aufnahmeteil nach
Figur 5 angepaßten Steckkupplungsteiles.
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In Figur 1 ist das als Aufnahmeteil dienende Kupplungsteil 1 gezeigt,
welches aus einem Basisteil 2 mit den Fluidbuchsenanschlüssen 3 und einem Deckelteil
4 besteht. Von der Einsteckseite 5 des Basisteils 2 aus ist ein in Steckrichtung
der Kupplung axial in das Innere des Basisteils verlaufendes Loch 6 oberhalb der
Anschlüsse 3 vorgesehen, welches im Profil beispielsweise rechteckig ausgebildet
ist.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen das als steckteä;1½ dienende Kupplungsteil
7, welches einerseits die Fluidstéckanschlüsse 8 und andererseits die Tüllen9 zur
Befestigung der Fluidschlauchenden aufweist. Auf der die Steckanschlüsse 8 aufweisenden
Seite des Kupplungsteils 7 ist ein vorkragender Teil, z.B. in Form eines Kupplungsfingers
10, vorgesehen, der im Profil dem Loch 6 angepaßt ist, in das er beim Kuppeln eingreift.
Der Kupplungsfinger 10 weist eine beispielsweise in Nähe seines freien Endes vorgesehene,
z.B. kalottenförmige Aussparung
11 auf, deren Zweck noch erläutert
wird Bei größeren Steckkupplungen, d.h. wenn beträchtlich mehr als etwa acht (Figur
1) Fluidleitungen gleichzeitig gekuppelt werden sollen, können auch mehrere Löcher
6 und Kupplungsfinger 10 vorgesehen sein.
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Aus Figur 2 ist der weitere Aufbau des aufnehmenden Kupplungsteils
1 zu entnehmen. In das axiale Loch 6 dieses Kupplungsteils mündet eine quer zu ihm
verlaufende Ausnehmung 12 ein, derart, daß ihre Mündung bei zusammengesteckten Kupplungsteilen
der Aussparung 11 des Fingers 10 direkt gegenüberliegt. In der erwähnten Mündung
der Ausnehmung 12 ist ein Verriegelungselement 13, in Figur 2 z.B.
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eine Kugel, in üblicher Weise so gelagert, daß das Element bzw.
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die Kugel geringfügig in das Loch 6 hineinragt. Weiterhin ist eine
wendelförmige Druckfeder 14 in der Ausnehmung 12 angeordnet, die einerseits gegen
die Kugel 13 und andererseits gegen ein zapfenförmiges Halteglied 15 anliegt. Das
Halteglied 15 seinerseits liegt gegen eine elastische Verstellmembran 16 an oder
ist mit ihr fest verbunden.
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Die Verstellmembran 16 teilt einen Arbeitsraum 17 in einen mit einem
Fluid beaufschlagbaren Druckraum 17a und in einen atmosphärisch verbunden2 Raum
17b auf. Im dargestellten Fall werden die Teilräume'durch den Basiskörper 2 und
durch den Deckelteil 4 mitgebildet, was nicht unbedingt der Fall sein-muß. Der Druckraum
17a steht über eine innere Fluidnebenleitung 18 mit wenigstens einem Kanal 19 der
Buchsenanschlüsse 3 in Verbindung, so daß ein gewisser Fluidanteil aus dem entsprechenden
Fluidleitungsweg in den Druckraum strömen kann
Beim Zusammenstecken
der Kupplungsteile 1 und 7 gelangt der Kupplungsfinger 10 in das axiale Loch 6,
wobei die Kugel 13 in die Aussparung 11 des Fingers 10 einrastet. Die Kugel dient
zunächst als Rastelement, wodurch einmal eine Vorhaltekraft zum Zusammenhalten der
Kupplungsteile und wodurch zum anderen ein Anzeichen dafür gegeben istr daß die
Endlage der zusammengesteckten Kupplungsteile erreicht ist. Wird der entsprechende
Fluidleitungsweg mit Druckfluid beaufschlagt, gelangt eine gewisse Menge des Druckfluids
in den Druckraum 17a, wodurch die Verstellmembran 16 das zapfenförmige Halteglied
15 gegen die Kraft der Druckfeder 14 in die Ausnehmung 12 und gegen die Kugel 13
drückt. Vorzugsweise weist das Halteglied eine solche Länge auf,daß-es indieser
Endlage sicher gegen die Kugel zur Anlage kommt. Die Kugel 13 hat nun die Funktion
eines Verriegelungselements, so daß die beiden Kupplungsteile 1 und 7 sicher miteinander
verriegelt sind.
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Alternativ kann das Halteglied 15 auch kürzer ausgebildet sein als
vorstehend beschrieben. In diesem Fall wird die Fixierungskraft für die Kugel 13
allein durch die Druckfeder 14 aufgebracht, die durch die Vorbewegung des Haltegliedes
weiter gespannt wird.
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Wie schon erwähnt, dient die Kugel 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 sowohl als Verriegelungs- als auch als Rastelement.
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Die Rastfunktion kann jedoch auch von einer gesonderten Einrichtung
übernommen werden, wie die Figuren 5 und 6 zeigen.
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Hierzu besteht das Verriegelungselement gemäß Figur 5 aus einem zum
Beispiel zylinderischen Teil 20 von solcher Länge, daß es einerseits mit der Verstellmembran
zusammenarbeitet und andererseits bei zusammengesteckten Kupplungsteilen in die
entsprechend ausgebildete Aussparung 11 des Kupplungsfingers 10 eingreift. Der übrige
Aufbau dieser fluidbetätigbaren Verriegelungseinrichtung ist im wesentlichen wie
weiter vorstehend beschrieben konstruiert.
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In das axiale Loch 6 mündet ferner eine Seitenbohrung 21 ein, vorteilhaft
auf derselben Seite des Loches wie die Ausnehmung 12, und in dieser Seitenbohrung
befindet sich eine Rastkugel 22 und eine Druckfeder 23, die die Rastkugel in ihrer
Stellung hält. Entsprechend der Lage der Rastkugel 22 besitzt der Kupplungsfinger
10 eine kalottenförmige Vertiefung 24, in welche die Rastkugel bei richtig zusammengesteckter
Kupplung einrastet. Alternativ kann die Rastkugel auch in dem Kupplungsfinger 10
vorgesehen sein, wenn dieser dick genug dimensioniert ist.
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Um zu vermeiden, daß die Rastkugel 22 in die Aussparung 11 des Fingers
10 einrastet, wenn die Aussparung in Nähe des Fingervorderendes angebracht ist,
können die Aussparung und die Vertiefung 24, in bezug auf die Längsrichtung des
Fingers 10, seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sein.
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Eine andere Lösung dieses Problems besteht darin, daß, wenn die Aussparung
11 und die Vertiefung 24 auf derselben Seite des Kupplungs fingers 10 vorgesehen
sind, der freie Endabschnitt des Fingers mit
einem zurückspringenden
Absatz 25 versehen ist und daß dieser Absatz die Aussparung 11 aufweist. Entsprechend
kann der innere Endabschnitt des Loches 6 mit einem vorstehenden Bereich 26 versehen
sein. Dieser Bereich 26 braucht jedoch nicht vorgesehen zu sein.
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Da der Kupplungsfinger 10 starr am übrigen Körper des Kupplungssteckteiles
7 angeordnet ist oder mit ihm ein Teil bildet, ist es aus Gründen der billigeren
Herstellung vorteilhaft, die Steckanschlüsse 9 in radialer Richtung beweglich zu
lagern. Es brauchen dann die Abstände zwischen den Anschlüssen 9 und dem oder den
Fingern 10 nicht so genau hergestellt zu werden. Hierzu bestehen die Anschlüsse
9 und die zugehörigen Tülle8 aus je einem Teil 27, und jedes Teil 27 ist mit radialem
Spiel und beispielsweise mittels 28 eines O=Ringes/aus Gummi vorzugsweise im steckbaren
Kupplungsteil 7 radialvelastisch gelagert (Figur 6).
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In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist das Verriegelungselement
13 bzw. 20 vollständig in dem als Aufnahmeteil dienenden Kupplungsteil 1 untergebracht.
Es kann jedoch auch so vorgegangen werden, daß das Verriegelungselement im wesentlichen
außen am Kupplungsteil angeordnet ist, so daß es nur mit seinem Eingriffsteil in
das innere des Teils 1 eingreift und mit dem Kupplungsfinger 10 des anderen Kupplungsteils
zusammenarbeitet.
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Ferner kann auch so vorgegangen werden, daß das Kupplungsteil 1 statt
der Buchsenanschlüsse 3 die Steckanschlüsse 9 bzw. 27 aufweist.
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In diesem Fall mündet die Fluidnebenleitung an einer anderen Stelle
in einen oder mehrere Fluidleitungswege ein oder ist mit einer eigenen Fluiddruckquelle
verbunden. In weiterer Abänderung des Erfindungsgegenstandes ist es nicht unbedingt
erforderlich, daß zum Verriegeln der Kupplungsteile miteinander das Verriegelungselement
in eine Aussparung des Kupplungsfingers oder dergleichen zur Erzielung einer formschlüssigen
Verbindung eingreifen muß. Die Aussparung kann auch fortgelassen werden, wobei dann
das Verriegelungselement entsprechend stark gegen den Kupplungsfinger oder dergleichen
drücken muß, um durch Reibschluß eine ausreichende Verriegelung zu erzielen.
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Wie schon eingangs gesagt wurde, kann auch anstelle der Membran 16
ein im Kupplungsteil 1 geführter Kolben zum Einsatz kommen, der mit dem Fluid beaufschlagt
und damit verstellt wird, um das mit ihm verbundene Verriegelungselement 13 bzw.
20 zu betätigen. Auch in diesem Fall wird der Kolben wie die Membran zweckmäßigerweise
mit einer der Feder 14 entsprechenden Feder belastet.