-
Schnellkupplung, insbesondere selbstabsperrende Schnell-
-
kupplung
Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung,
insbesondere eine selbstabsperrende Schnellkupplung, für gas- und/oder flüssigkeitsführende
Leitungen, mit einer Kupplungsmuffe, einem in diese einführbaren Kupplungsstecker
und einer Verriegelungsvorrichtung, die eine auf der Kupplungsmuffe längsverschiebbare
Hülse sowie wenigstens eine in einer Bohrung der Kupplungsmuffe verschiebbar angeordnete
Verriegelungskugel aufweist, welche sowohl in der Entriegelungsstellung der Hülse
als auch in deren Verriegelungsstellung in eine Vertiefung der Hülse eingreift und
in der Verriegelungsstellung der Hülse von dieser für eine formschlüssige Verriegelung
zwischen Kupplungsmuffe und Kupplungsstecker in Eingriff mit einer Vertiefung im
Kupplungsstecker gehalten wird.
-
Bei einer bekannten, selbstabsperrenden Schnellkupplung dieser Art
hat der Kupplungsstecker für den Eingriff der Verriegelungskugeln Vertiefungen oder
eine Ringnut mit einer Stufe in Steckerlängsrichtung, wodurch zwei unterschiedlich
tiefe Auflageflächen für die Kugeh gebildet werden. Auf der weniger tiefen Auflagefläche
liegen die Kugeln auf, wenn sie den Kupplungsstecker sowie die Hülse mit der Kupplungsmuffe
verriegeln, während sie auf der tieferen Auflagefläche aufliegen und die Hülse '
für eine Verschiebung in die Entriegelungsstellung freigeben, wenn der Kupplungsstecker
tiefer als für das Schließen der Kupplung erforderlich in die Kupplungsmuffe eingeführt
ist. Nachteilig ist bei dieser bekannten Schnellkupplung vor allem, daß die Eingriffstiefe
der Kugeln in den Kupplungsstecker in der Verriegelungsstellung verhältnismäßig
gering ist, was bei einer auf die Kupplung einwirkenden Zugbelastung zu sehr hohen
Radialkräften führt, und daß nicht auch bekannte Kupplungsstecker,
deren
die Verriegelungskugeln aufnehmende Vertiefung oder Vertiefungen keine Stufe haben,
zusammen mit einer solchen Kupplungsmuffe verwendet werden können. Hinzu kommt als
weiterer Nachteil, daß in der zentralen Bohrung der Kupplungsmuffe eine axial verschiebbare
Sicherungshülse vorgesehen sein muß, welche verhindert, daß die Kugeln aus den sie
aufnehmenden radialen Bohrungen der Kupplungsmuffe herausfallen, wenn der Kupplungsstecker
nicht eingesteckt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellkupplung mit
einer formschlüssigen Verriegelung des Kupplungssteckers sowie der Verriegelungshülse
mit der Kupplungsmuffe zu schaffen, die zwar wie die vorstehend erwähnte, vorbekannte
Kupplung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem Kupplungsstecker
und der Kupplungsmuffe gesichert ist und eine Einhandbedienung gestattet, jedoch
im Kupplungsstecker nur eine oder mehrere Vertiefungen einheitlicher Tiefe benötigt
und dennoch konstruktiv einfach ausgebildet ist. Diese Aufgabe ist bei einer Schnellkupplung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse jeder
der eine Verriegelungskugel enthaltenden Bohrung mit der Längsachse der Kupplungsmuffe
einen spitzen Winkel einschließt, der gegen das der Einführöffnung für den Kupplungsstecker
abgekehrte Ende der Kupplungsmuffe hin geöffnet ist, daß jede dieser Bohrungen an
dem in das Innere der Kupplungsmuffe mündenden Ende eine ein vollständiges Heraustreten
der Kugel verhindernde Verengung aufweist und daß die Vertiefung der Hülse, in welche
die zugeordnete Verriegelungskugel in jeder Stellung der Hülse und des Kupplungssteckers
eingreift, in Längsrichtung der wenigstens einseitig durch ein in dieser Richtung
verschiebbar in der Hülse geführtes, federbelastetes Begrenzungselement begrenzt
ist.
-
Die sich aufgrund der Verschiebbarkeit des federbelasteten Begrenzungselementes
ergebende Veränderbarkeit der Größe der Vertiefung oder Vertiefungen in der Hülse
ermöglicht es, die Verriegelungskugel oder Verriegelungskugeln bei geschlossener
Kupplung in vollem Eingriff
mit der zugeordneten Vertiefung im Kupplungsstecker
zu halten und daher diesen ohne das Auftreten hoher Radialkräfte bei einer Zugbelastung
mit der Kupplungsmuffe zu verriegeln, außerdem aber auch die Kugel oder Kugeln so
weit unter einer entsprechenden Vergrößerung der Vertiefung der Hülse in dieser
Vertiefung aufzunehmen, daß keine der vorhandenen Kugeln mehr über die Innenmantelfläche
der Kupplungsmuffe übersteht, was für das Lösen der Kupplung notwendig ist. Die
geneigte Lage der die KuppIungshülse durchdringenden Bohrung oder Bohrungen ermöglicht
es, bei einer Belastung der Kupplung im Sinne eines Trennens eine Verdrängung der
Kugel oder Kugeln aus der zugeordneten Vertiefung im Kupplungsstecker unter dem
Einfluß der hierbei auf die Kugel oder Kugeln einwirkenden Kraft mit Sicherheit
zu verhindern, andererseits aber eine solche Verdrängung zu ermöglichen, wenn der
Kupplungsstecker zum Zwecke des Entriegelns noch tiefer in die Kupplungsmuffe eingeführt
wird, als dies bei geschlossener Kupplung der Fall ist. Daß im Kupplungsstecker
nur eine einzige, in ihrer Tiefe nicht abgestufte Vertiefung für jede Kugel oder
alle Kugeln erforderlich ist, ermöglicht es zum einen, Kupplungsstecker von Schnellkupplungen
ohne Verriegelungsvorrichtung, die ebenfalls eine in der Tiefe nicht abgestufte
Vertiefung für jede Verriegelungskugel oder alle Verriegelungskugeln haben, zusammen
mit der erfindungsgemäßen Kupplungsmuffe zu verwenden, und zum anderen, das Profil
der Vertiefung im Kupplungsstecker an die Kugel oder Kugeln anzupassen und dadurch
ein axiales Spiel zwischen Kugel und Vertiefung zu vermeiden.
-
Der konstruktiv einfache Aufbau ergibt sich sowohl ans der einfachen
Ausbildung der Vertiefungen im Kupplungsstecker und in der Hülse als auch aus der
Verengung der Bohrung oder Bohrungen, die eine zusätzliche, verschiebbar in der
Kupplungsmuffe angeordnete Siäherungshülse od.dgl. entbehrlich macht.
-
Besonders günstige Kräfteverhältnisse ergeben sich dann, wenn der
Winkel, den die Längsachse der eine Verriegelungskugel enthaltenden Bohrung mit
der Längsachse der Kupplungsmuffe einschließt, etwa 450 beträgt.
-
Die ein Herausfallen der Kugel aus der Bohrung verhindernde Verengung
kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß man die Bohrung sich gegen
das die Verengung aufweisende Ende hin konisch verjüngend ausbildet.
-
Das Begrenzungselement ist vorteilhafterweise von einer in der ten
und diese Hülse angeordne/in ihrer Verriegelungsstellung zu halten suchenden Feder
belastet, wodurch keine zusätzliche Feder erforderlich wird.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Begrenzungselement ein
Ring, der in einem Abschnitt der zentralen Bohrung der Hülse angeordnet ist, welcher
an einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser angrenzt. Der Ring wird dann
von der Kugel entsprechend deren unterschiedlicher Eindringtiefe bei verschiedenen
Stellungen der Hülse und des Kupplungssteckers in unterschiedlichem Abstand von
der am Übergang vom einen Abschnitt zum anderen gebildeten Schulter gehalten. Vorzugsweise
ist hierbei der Abschnitt der zentralen Bohrung der Hülse mit dem kleineren Durchmesser
in dem in der Verriegelungsstellung der Hülse an einem Anschlag der Kupplungsmuffe
anliegenden Endabschnitt der Hülse vorgesehen, da dann in dem sich bis zum anderen
Ende der Hülse erstreckenden Abschnitt mit dem größeren Bohrungsdurchmesser auch
die sich unmittelbar am Ring abstützende Feder angeordnet sein kann.
-
Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt
der Kupplungsmuffe des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Längsschnitt der
Kupplungsmuffe und des Kupplungssteckers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im
gekuppelten und verriegelten Zustand,
Fig. 3 einen Längsschnitt
des ersten Ausführungsbeispiels in der Stellung des Kupplungssteckers für die Freigabe
der Verriegelungshülse und in der Entriegelungsstellung der Verriegelungshülse,
Fig. 4 einen Längsschnitt der Kupplungsmuffe des zweiten Ausführungsbeispiels.
-
Eine Schnellkupplung zum Verbinden von Schläuchen oder Leitungen für
Gase und/oder Flüssigkeiten weist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Kupplungsmuffe
auf, die im Ausführungsbeispiel aus einem mit einem Schraubanschluß versehenen Anschlußteil
2 und einer in dessen dem Schraubanschluß abgekehrtes Ende eingeschraubten Kupplungshülse
3 besteht. Der Anschlußteil 2 bildet am Übergang zu dem aus ihm herausragenden Teil
der Kupplungshülse 3 eine Stufe, deren zylindrische Mantelfläche eine Führungsfläche
für hülse den einen Endabschnitt einer Schutz- und Halte-/4 bildet, deren anderer
Endabschnitt 4' einen kleineren, an den Außendurchmesser der Kupplungshülse 3 angepaßten
~einen Gleitsitz ergebenden Innendurchmesser hat. Ein in geringem Abstand von der
freien Stirnfläche der Kupplungshülse 3 in eine Ringnut in der Außenmantelfläche
eingelegter Anschlagring 5, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen 0-Ring
handelt, begrenzt den Verschiebeweg der Haltehülse gegen das freie Ende der Kupplungshülse
3 hin.
-
Die Kupplungshülse 3 ist mit mehreren ihre Wandung durchdringenden,
gleich ausgebildeten und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Bohrungen
6 versehen, deren Längsachse mit der Längsachse der Kupplungshülse 3 einen Winkel
von 45 einschließt, wobei sich der Winkel gegen den Anschlußteil 2 hin öffnet. Die
Längsachsen aller Bohrungen 6 liegen in derselben Kegelmantelfläche.
-
In jeder der Bohrungen 6 ist eine in Bohrungslängsrichtung verschiebbare
Kugel 8 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als die Wandstärke der Kupplungshülse
3 im Bereich der Bohrung 6. Die
Kugeln 8 gehören ebenso wie die
Haltehülse 4 zu einer Verriegelungsvorrichtung, welche die Kupplungsmuffe 1 und
einen mit dieser kuppelbaren, als Ganzes mit 10 bezeichneten Kupplungsstecker 10
in der Schließstellung, in welcher die Verbindung zwischen Kupplungsmuffe und Kupplungsstecker
hergestellt ist, formschlüssig verriegelt und formschlüssig gegen ein unbeabsichtigtes
Lösen sichert. Der Durchmesser der Kugeln 8 ist so gewählt, daß sie in der in Fig.
2 dargestellten Verriegelungsstellung, in der sie in eine nach außen offene Ringnut
11 des in die zentrale Bohder Kupplungshülse 3 rung 7/eingeführtenTeils des Kupplungssteckers
10 eingreifen, in einem Ausmaße über die Innenmantelfläche der Kupplungshülse 3
überstehen, daß die auf sie bei einer Zugbeanspruchung der geschlos senen Kupplung
ausgeübte Radialkraft einen gewünschten Wert nicht überschreitet, daß sie gleichzeitig
aber auch ausreichend weit über die Außenmantelfläche der Kupplungshülse 3 überstehen
und in den zylindrischen Ringraum 12 eingreifen, der zwischen der Außenmantelfläche
der Kupplungshülse 3 und der Innenmantelfläche des Abschnitts der Haltehülse mit
dem größeren Innendurchmesser vorhanden ist. Der radiale Abstand dieser Innenmantelfläche
der Haltehülse 4 von der Außenmantelfläche der Kupplungshülse 3 ist, wie Fig. 3
zeigt, so groß gewählt, daß die Kugeln an der Innenmantelfläche der Verriegelungsfläche
3 anliegen, wenn sie so weit nach außen geschoben sind, daß sie gerade nicht mehr
in die zentrale Bohrung 7 ragen.
-
Um zu verhindern, daß die Kugeln 8 zur zentralen Bohrung 7 hin aus
ihrer Bohrung 6 vollständig heraustreten, verengen sich die Bohrungen 6 zur zentralen
Bohrung 7 hin konisch, wobei die Verengung so gewählt ist, daß die Kugeln 8 nur
so weit in die zentrale Bohrung 7 hineinragen können, wie dies zur Anlage am Grund
der Ringnut 11 erforderlich ist.
-
Wie Fig. 2 zeigt, ist die in axialer Richtung gemessene Länge des
Endabschnittes 4' der Haltehülse 4 so gewählt, daß die am Übergang von der Innenmantelfläche
des Abschnittes 4' zur angrenzenden Schulter 13 gebildete Kante an den Kugeln 8
anliegt,
wenn diese in die Ringnut 11 des Kupplungssteckers 10
eingreifen und die Haltehülse 4 am Anschlagring 5 anliegt.
-
Im Ringraum 12 ist in axialer Richtung verschiebbar ein Ring 15 angeordnet,
an dem das eine Ende einer ebenfalls im Ringraum 12 angeord##ten, vorgespannten,
als Druckfeder ausgebildeten Schraubenfeder/anliegt, deren anderes Ende am Anschlußteil
2 abgestützt ist. Der Ring 15 bildet zusammen mit der Schulter 13 die beiden Begrenzungen
einer die Kugeln 8 teilweise aufnehmenden Vertiefung 16 der Haltehülse 4, wobei
wegen der Verschiebbarkeit des Ringes 15 die in axialer Richtung gemessene Größe
der Vertiefung 16 variabel ist. Der Ring 15 liegt, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen,
ständig an den Kugeln 8 an, unabhängig davon, wie tief diese in die Vertiefung 16
eindringen.
-
Hierdurch wird erreicht, daß die Kugeln 8 bei einer auf die Kupplung
wirkenden Zugbelastung nicht aus der Ringnut 11 des Kupplungssteckers austreten
und in der in Fig. 3 dargestellten Entriegelungsstellung bleiben, solange die Haltehülse
4 in der Entriegelungsstellung gehalten wird.
-
Ehe der Kupplungsstecker 10 in die zentrale Bohrung der Kupplungsmuffe
1 eingeführt wird, ragen, wie Fig. 1 zeigt, die Kugeln 8 in die zentrale Bohrung
7. Die Haltehülse 4 liegt am Anschlagring 5 an. Wird nun der Kupplungsstekker 10
eingeführt, dann drückt die an seinem freien Ende vorgesehene Anfasung 17 und insbesondere
ein koniScher Bund 18 mit einem Neigungswinkel von etwa 450, welcher den Übergang
von einem Endabschnitt mit kleinerem Durchmesser als die zentrale Bohrung 7 zu einem
Abschnitt mit einem Durchmesser der zentralen Bohrung7 angepaßten Außendurchmesser
bildet, die Kugeln 8 vollständig in die Bohrungen 6 hinein. Dabei verschieben die
Kugeln 8 den Ring 15 gegen den Anschlußteil 2 hin.
-
Sobald jedoch die in relativ gringem Abstand vom Steckerbund 18 angeordnete
Ringnut 11 auf die Bohrungen 6 ausgerichtet ist, werden die Kugeln 8 vom Ring 15
nach innen bis zur Anlage an der Ringnut 11 gedrückt. In dieser Schließstellung
der
Kupplung ist der Kupplungsstecker 10 formschlüssig mit der
Kupplungsmuffe 1 verriegelt, da infolge der Neigung der Bohrungen 6 gegenüber der
Längsachse der Kupplungsmuffe die radial nach außen wirkende Kraftkomponente nicht
ausreicht, um die Kugeln 8 aus der Ringnut 11 zu verdrängen. Wie Fig 2 zeigt, liegt
in dieser Schließstellung der Kupplungsstecker 10 unter Druck an einer in die Kupplungshülse
3 eingesetzten und in die zentrale Bohrung 7 ragenden Dichtung 19 an, wodurch Kupplungsmuffe
und Kupplungsstecker dicht miteinander verbunden sind.
-
Zum Lösen der Verbindung zwischen Kupplungsmuffe und Kupplungsstecker
muß letzterer, wie Fig. 3 zeigt, noch etwas tiefer in die zentrale Bohrung 7 hineingeschoben
werden, Dabei drückt die hintere Flanke der Ringnut 11 die Kugeln 8 vollständig
in die Bohrungen 6 hinein. Die Kugeln 8 drängen dabei den Ring 15 gegen den Anschlußteil
2 hin und kommen schließlich in Anlage an die Innenmantelfläche der Haltehülse 4.
-
Damit die Kugeln 8 in dieser Stellung bleiben, muß die Haltehülse
4 ein Stück weit gegen den Anschlußteil 2 hin verschoben werden. Nach dem der Herausziehen
des Kupplungssteckers 10 aus/Kupplungsmuffe 1 kann die Haltehülse 4 wieder freigegeben
werden. Letztere sowie die Kugeln 8 kehren dann in die in Fig. 1 dargestellte Lage
zurück.
-
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine selbstabsperrende Schnellkupplung. In die als Ganzes mit 101 bezeichnete
Kupplungsmuffe, die grundsätzlich gleich wie die Kupplungsmuffe 1 ausgebildet und
daher nicht weiter erläutert ist, ist ein federbelasteter Ventilkörper 120 längsverschiebbar
eingesetzt, welcher, wenn kein Kupplungsstecker eingesetzt ist, an die der Dichtung
19 entsprechenden,in#die zentrale Bohrung 107 der Kupplu#ngsmuffe ragendenDichtung
119 von der dem Anschlußteil 102 zugekehrten Seite §rO mittels einer Feder 121 angepreßt
wird. Der Kupplungsstecker/kommt, nachdem er ein Stück weit in die zentrale Bohrung
107 eingeführt worden ist, in Anlage
an den Ventilkörper 120 und
schiebt diesen gegen den Anschlußteil 2 hin, wodurch das Ventil geöffnet wird.
-
L e e r s e i t e