DE2645968C3

DE2645968C3 - Ventilkupplung für große Fluidmengen

Info

Publication number: DE2645968C3
Application number: DE2645968A
Authority: DE
Inventors: Russel L. Munith Mich. Rogers
Original assignee: Aeroquip AG
Current assignee: Aeroquip AG
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1976-10-12
Publication date: 1981-06-04
Also published as: FR2328153B1; DE2645968B2; GB1556042A; DE2645968A1; US4007909A; GB1556043A; FR2328153A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkupplung tür große Fluidmengen mit zwei Kupplungshälften, Wobei die zweite Kupplungshälfte mit einer ringförmigen Rohrnase versehen ist, die konzentrisch zur Kupplungsachse ausgebildet ist, in das Verbindungsende 4er ersten Kupplungshälfte einschiebbar ist und einen tylindrischen Durchlaß aufweist, Verbindungseinrichlungen, und eine Anzahl von Ventilsegmenten bogenlörmigen Querschnitts und teilzylindrischer Innenflä-•he, die in dem Durchgangskanal der ersten Kupplungsfcälfte gelagert und mittels Schwenkeinrichtungen zwilchen offenen und geschlossenen Stellungen vertchwenkbar sind.

Eine derartige Ventilkupplung ist bekannt (US-PS 27 148). Bei der bekannten Ventilkupplung trifft die Kupplungsnase direkt auf die Ventilsegmente und Schiebt sie zurück. Dabei bildet sich zwischen Kupplungsnase und Ventilsegmenten ein Absatz, der eine Turbulenz bei großen Fordermengen bewirkt

De^r Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilkupplung der eingangs beschriebenen Art /u Ichaffen, bei der durch die Ventilsegmente eine möglichst geringe Durchflußbehinderung eintritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ventilkupplung ist in jedem Ventilsegment eine Ausnehmung zur Aufnahme der Rohrnase vorgesehen, welche durch ihre spezielle Formgebung, nämlich bogenförmige Gestalt mit jeweils V-förmigcm Umfangsabschnitt sicherstellt, daß ein einheitlicher Übergang vom zylindrischen Durchlaß in der Rohrnase zu den von den Ventilsegmenten

gebildeten Durchlaß vorliegt Somit ist bei der erfindungsgemäßen Ventilkupplung durch die Ventilsegmente keine mehr ins Gewicht fallende Durchflußbehinderung gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch die erste Kupplungshälfte der Ventilkupplung nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch miteinander gekuppelte Hälften einer Ventilkupplung nach der Erfindung.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie IH-III.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 2 entlang der Linie IV-IV.

F i g. 5 zeigt die Endansicht eines Ventilsegments von links gemäß F i g. 2.

Fig.6 zeigt eine Darstellung des Ventilsegments nach F i g. 2 entlang der Linie VI-VI.

F i g. 7 zeigt eine Darstellung des Ventilsegments gemäß Fig. 2 entlang der Linie VII-VII unter Weglassung anderer Kupplungsteile.

F i g. 8 zeigt eine Ansicht des Ventilsegments in Richtung der Linie VIII-VIII nach Fig. 1.

F i g. 9 zeigt einen Teilschnitt durch die Kupplungshälfte nach Fig. I.

Fig. 10 zeigt die gleiche Schnittdarstellung wie F i g. 9, jedoch in einei inderen Arbeitsstellung.

Die Beziehung der Bauteile der gezeigten Ventilkupplung zueinander wird am besten bei Betrachtung von F i g. 2 klar; die Einzelheiten der Konstruktion der ersten Kupplungshälfte sind in Fig. I vollständig dargestellt. Die Kupplung enthält eine rohr'örmige erste Kupplungshälfte 10 und sine rohrförmige zweite Kupplungshälfte 12. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Kupplungshälfte mit einem Innengewinde 14 versehen für eine Schlauchverbindung, und die zweite Kupplungshälfte enthält einen Flansch 16, mit dem sie an einem Tank oder anderen Gefäß befestigt oder mit bekannten Schlauchverbincingen verbunden werden kann.

Die erste Kupplungshälfte 10 enthält einen zylindrischen Durchgangskanal 18 (Fig. 1), der durch axial verlaufende zylindrische .Schulterabschnitte von unterschiedlichem Duichmesser begrenzt ist, die in ihrer Kontur der Außenfläche der zweiten Kupplungshälfte 12 entsprechen, wie aus Fig.2 ersichtlich. Der Durchgangskanal ist mit einer Nut versehen, die einen Dichtungsring 20 aufnimmt, und es ist eine Anzahl radia. verlaufender Öffnungen 22 gebildet, die sich durch die Wand der ersten Kupplungshälfte hindurch erstrecken, um Verriegelungskugeln 68 aufzunehmen, was noch zu beschreiben ist.

Angrenzend an den Durchgangskanal 18 ist eine ringförmige planare Ventilsitzfläche 24 gebildet, und in der ersten Kupplungshälfte 10 sind auf Schwenks.iften 28 zwei Vcntilsegmente 26 schwenkbar gelagert, um den Strömungsmittelfluß von links nach rechts selektiv zu steuern(F ig. 1).

Die Schwenkstifte 28 werden in Löchern aufgenommen, die in der ersten Kupplungshälfte 10 gebildet sind, und um jeden Schwenkstift ist eine Torsionsfeder 30 herum gewickelt, die mit einem Ende gegen das Ventilsegment drückt, und deren anderes Ende 34 an der Wand des Durchgangskanals der ersten Kupplungshälfte 10 anliegt, um das Ventilsegment in Schließstellung zu drücken (wie in F i g. I gezeigt).

Die Ventilsegmente 26 sind von identischer Gestalt und aus Metall. Die Gestalt der Ventilsegniente ist am

besten aus den Fig. I bis 8 ersichtlich. Jedes Ventilsegment hat eine allgemein halbkegelförmige Gestalt mit einer PaQkante 36 und einer Sitzkante 38; diese beiden Kanten sind senkrecht zueinander angeordnet. Die Außenseite 40 der Ventilsegmente ist ί konvex, wie aus den Fig.3 bis 5 ersichtlich, und die Innenseite 42 bildet ein Segment eines Zylinders mit einem Durchmesser im wesentlichen gleich dem Mindestdurchmesser des Durchgangskanals. Der Schwenkstift 28 erstreckt sich durch eine öffnung in hindurch, die in einem mit dem Ventilsegment einstückig geformten Ansatz 44 gebildet ist (F i g. 1 und 5).

Auf die Paß- und Sitzkanten 36,38 der Ventilsegmente ist ein elastisches Dichtungsmaterial 46, wie beispielsweise Gummi, Neopren oder dergleichen ι·> aufgebracht. In der halbkreisförmigen Sitzkante 38 ist eine Nut 48 zur Aufnahme einer elastischen Dichtung geformt. Die Dichtung an der Paßkante 36 ist aus F i g. 6 ersichtlich. Elastisches Material 52 erstreckt sich auch entlang einer Schulterfläche 50, die auf der äußeren »o konvexen Seite der Ventilsegmente 26 gebildet ist. wie »us den Fig. 1 und 2 ersichtlich. Es ist fest rnt dein Material der Ventilsegmente 26 verbunden. Das elastische Material 52 bildet einen Stoßfänger, der gegen die zylindrische Kanalwand 54 (Fig. 2) anliegt. >5 wenn die Ventilsegmente über ihren voll geöffneten Zustand etwas hinausverschwenkt werden, wie in F i g. 2 gezeigt; eine solche Notwendigkeit zum Stoßfang kann beim anfänglichen Einsetzen der zweiten Kupplungshälfte 12 in die erste auftreten. so

|edes Ventüsegment 26 ist angrenzend an den Schwenkstift 28 mit einer Ausnehmung 56 versehen, die radial im Abstand zum zugeordneten Drehpunkt liegt. Die Form der Ausnehmung ist am besten aus den F i g. 1. 7 und 8 ersichtlich. Sie weist eine zylindrische Fläche 58 r> auf, die konzentrisch zur Kupplungsachse liegt, wenn sich die Ventilsegmente in voll geöffneter Stellung befinden. Die Ausnehmung 56 weist auch eine Flache 60 auf. welche in rechtem Winkel zu der Kupplungsachse liegt, wenn dir Ventilelemente voll geöffnet sind, wie in ίο F i g. 2 gezeigt. Die Zusammenwirkung der Ausnehmungen 56 mit einer ringförmigen Rohrnase der zweiten Kupplungshälfte wird im folgenden ausführlicher beschrieben.

Die zweite Kupplungshälfte 12 weist eine zylindrische v> Außenfläche auf, die ^:n ihrer Form den Durchgangskanal 18 der ersten Kupplungshälfte entspricht. Die zweite Kupplungshälfte 12 enthält die Rohrnase 62. welche eingeschraubt ist und ein leicht erweitertes Ende bei 64 aufweist. In der zweiten K.upplungshälfte 12 ist eine w ringförmige Nut 66 zur Aufnahme von Vernegelungskugeln 68 geformt, welche axial mit den Öffnungen 22 fluchtet, wenn die Kupplungshälften vollständig miteinander in Eingriff sind.

Eine Verklinkung der Kupplungshälften wird durch ■>■> die Verriegeiungskugeln erzielt. In den Öffnungen 22 ist eine Anzahl radial verschieblicher Kugeln 68 gelagert. Jie von etwas größerem Durchmesser sind als dem Mindestdurchmesser der konischen öffnungen 22, wodurch eine Bewegung der Kugeln radial nach innen W) begrenzt ist. Auf der ersten Kupplungshälfte IO ist eine axial gleitende, ringförmige Buchse 70 gelagert, die eine zylindrische Einstellfläche 72 für die Kugelarretierung, sowie eine Nockenbahn 74 enthält. Auf der Außenseite der B'ichse 70 ist ein Betätigungsring 76 aus Gummi M angebracht. Eine Bewegung der Buchse 70 nach rechts (Fig. I) wird durch die Zusammenwirkungder schrägen Nockenbahn 74 mit einem Federring 78 begrenzt, der in einer Nut am rechten Ende der ersten Kupplungshälfte 10 aufgenommen ist

Die Betätigung der Buchse 70 wird durch die Buchse 80 gesteuert, die auf der Außenseite der ersten Kupplungshälfte 10 gelagert ist Die Buchse 80 enthält einen Abschnitt 82, der von außen erfaßt werden kann, und unter der Buchse 70 erstreckt sich ein ringförmiger zylindrischer Abschnitt 84 (Fig.2). Der Abschnitt 84 enthält eine Anzahl radialer öffnungen 86, die jeweils eine Verriegelungskugel 88 aufnehmen. Wie am besten aus den Fig.9 und 10 ersichtlich, enthält die erste Kupplungshälfte 10 eine zylindrische Kugeleinstellfläche 90 und eine zylindrische Schulter 92, die sich zu einer Fläche 94 von vermindertem Durchmesser erstreckt Die Buchse 70 enthält eine zylindrische Innenfläche 96, eine schräg verlaufende Schulterfläche 98, eine zylindrische Fläche 100, und der radiale Abstand zwischen den Flächen 90 und 96 und den Flächen 94 und ItX) ist etwas größer als der Durchmesser der Kugeln 88.

In dem frtien Raum der Ausnehmung 104 der Buchse 70 ist eine Druckfeder 102 angeordnet und die Enden der Feder 107 berühren das Ende des Abst.initts 84 der Buchse 80 und die an der Buchse 70 geformte Widerlagerfläche 106. Somit beaufschlagt die Feder 102 gleichzeitig die Buchse 70 nach rechts und die Buchse 80 nach link:.

Wenn die Kupplungshälften 10 und 12 vollständig miteinander verbunden sind, wie in F i g. 2 gezeigt, dann erfaßt die Rohrnase 64 die Ausnehmung 58 des Ventilelements und hält die Ventilsegmente 26 in der dargestellten voll geöffneten Stellung. Da die Ausnehmungsflächen 58 von den Drehstiften 28 nach links liegen, stellt die Zusammenwirkung der Ausnehmung*- flächen 58 mit der Rohrnase 64 sicher, daß die Ventilsegmente entgegen den Federn 30 in der voll geöffneten Stellung gehalten werden. Es ist zu beachten, daß die Innenwandfläche 108 der Rohrnase 64 mit der Innenfläche 42 der Ventilsegmente fluchtet.

Wenn die kupplungshälften vollständig miteinander verbunden sind, dann werden die Kugeln 68 in der Nut 66 aufgenommen und darin gehalten, da sich die Buchse 70 in äußerster Rechtsstellung befindet und die Fläche 72 über den Kugeln 68 angeordnet ist und so eine radial« Auswärtsbewegung in bekannter Weise verhindert.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, werden die Kugeln 88 auf der Fläche 90 in Stellung gebracht, nachdem die Feder 102 die Buchse 80 in ihre äußerste Linksstellung gebracht hat.

Wenn erwünscht ist, die Kupplungshälften außer Eingriff zu bringen, erfolgt dies dadurch, daß die Buchse 70 nach links verschoben wird (F i g. 2), um die Kugeln 68 freizusetzen. Eine solche Verschiebung der Buchse 70 wird jedoch verhindert da die Auflagerschulter 98 die Kugelt S& erfaßt und die Buchse 80 infolge ihrer Zusammenwirkung mit der Schulter 110 nicht nach links bewegt werden kanu.

Um eine Betätigung der Buchse 70 zu gestatten, muß die Buchse 80 zunächst nach rechts in die in F i g. 9 gezeigte Stellung /erschoben werden. Diese Verschiebung der Buchse 8u nach rechts erfolgt entgegen der Feder 102 und ist möglich, weil die axiale Ausdehnung des Abschnitts 84 groß genug ist, um eine Bewegung der Kugeln 88 über die Schulter 92 hinweg in eine Fluchtlage mit der Fläche 94 hinein zu gestatten. Nachdem die Buchse *0 so in Stellung gebracht ist, kann nunmehr die Buchse 70 nach links verschoben werden (F i g. 9 und 10). Eine derartige Verschiebung nach links veranlaßt die Schulter 98, die Kugeln 88 nach innen zu

beaufschlagen, und gestaltet der Buchse 80 sich über die Kugeln 88 hinweg zu bewegen und dabei die Feder 102 weiter zusammenzudrücken. Die Bewegung der Buchse 70 nach links setzt sich fort, bis die Kugeln 68 mil der Nockenbahn 74 fluchten und sn radial nach außen bewegt werden können, um ein Auseinandcrzichcn der Kupplungshälften 10,12 zu gestatten.

Die Entfernung der zweiten Kupplungshälfte 12 aus der ersten Kupplungshälfte 10 ermöglicht den Ventil-Segmenten 26 eine Verschwenkung in Richtung ihrer geschlossenen Slellung, und da das unter Druck stehende Strömungsmittel der Kupplung von links zugeführt wird (F^: i g. I und 2). verstärkt der Strömungsmitteldruck die Schließwirkung. Die Ventilscgmcntc setzen die Schließbewegung so lange fort, bis die in Fig. I gezeigte Stellung erreicht ist. Die axiale Abmessung der Fläche 112 ist ausreichend, so daß eine Dichtwirkung während des Trennens der Kupplungshälften durch O-Ringc 20 sichergestellt ist. Nur ein kleiner Teil des Strömiingsmitlcls kann während der Trennung der Kupplungshälftcn entweichen.

Um die Kupplungshälften miteinander in Eingriff zu bringen, wird der bereits beschriebene Vorgang wiederholt. Die normale Lage der Betätigungsbuchsen ist in F-' i g. 1 gezeigt, in der die l-'edcr 102 die Buchse 70 nach rechts beaufschlagt.

Bei Anordnung der Buchse 80 in der in I" i g. I > gezeigten Stellung kann sie nach links bewegt werden, während sich die Kugeln 88 über die Schulter 92 nach oben bewegen. Somit muß, um das Einsetzen der zweiten Kupplungshiilftc 12 in die erste zu ermöglichen, die Buchse 80 nach rechts bewegt werdet). Dann wird

i" die Buchse 70 nach links bewegt, um eine Verschiebung der Kugeln 68 nach außen zu gestatten, während die zweite Kuppltingshälfte 12 eintritt. Die Kohrnasc 64 erfaßt die Ausnehmungen 56. und die Vcntilsegmcntc verschwenken sich während der letzten Stufe des

'■ Klippeins in die voll geöffnete Stellung, wie in I" i g. 2 gezeigt, und sobald die Nut 66 mit den Kugeln 68 fluchtet, wird der Kupplungsvorgang beendet, und zwar durch ITcigabe der Buchse 70 und dadurch, daß es der Feder 102 gestattet wird, die Buchsen 70, 80 in die gekuppelte Stellung nach f- i g. I hineinziibewcgen.

Da die Arbeitsbewegungen der Buchsen 70 und 80 in entgegengesetzten Richtungen erfolgen, ist eine unbeabsichtigte Entkupplung unwahrscheinlich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentanspruch:

Ventilkupplung für große Fluidmengen mit zwei Kupplungshälften, wobei die zweite Kupplungshälfte mit einer ringförmigen Rohrnase versehen ist, die konzentrisch zur Kupplungsachse ausgebildet ist, in das Verbindungsende der ersten Kupplungshälfte einschiebbar ist und einen zylindrischen Durchlaß aufweist, Verbindungseinrichtungen, und eine Anzahl von Ventilsegmenten bogenförmigen Querschnitts und teilzylindrischer Innenfläche, die in dem Durchgangskanal der ersten Kupplungshälfte gelagert und mittels Schwenkeinrichtungen zwischen offenen und geschlossenen Stellungen verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Ventilsegmente (26) angrenzend an die zugeordnete Schwenkeinrichtung (28, 30) und mit radialem Abstand davon nach innen eine Ausnehmung (56) bogenförmiger Gestalt und mit jeweils V-förmigem »Jmfangsabschnitt ausgebildet ist, in die beim Kuppein der Kupplungshälften die Robrnase (62) der zweiten Kupplungshälfte (12) eingreift und wobei der Radius der Innenfläche der Ventilsegmente dem des Durchlasses der Rohrnase (62) entspricht, und der V-förmige Umfangsabschnitt der Ausnehmungen (56) eine erste Oberfläche (60) enthält, die sich senkrecht zum Durchgangskanal (18) der ersten Kupplungshälfte (10) erstreckt, und eine zweite Oberfläche (58). die konzentrisch zur Kupplungsachse liegt und sich bei vollständiger Kupplung der KupplungshäJften (10, 12) mit der Rohrnase (62) in Eingriff befindet.