DE2851011A1

DE2851011A1 - Mit ventilen ausgestattete kupplung fuer hochdruck-fluids

Info

Publication number: DE2851011A1
Application number: DE19782851011
Authority: DE
Inventors: Arthur Leighton Brake; David Anthony Cardnell Harper
Original assignee: Bristol Aerojet Ltd
Current assignee: Baj Vickers Ltd
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1979-06-07
Also published as: FR2410204A1; US4235267A; GB2011034B; GB2011034A; FR2410204B3

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Ventilkupplungen für Hochdruckfluids und ist besonders, jedoch nicht ausschließlich, geeignet, das Austreten des Fluids aus einem Druckbehälter zu steuern,

welcher Druckgas bei einem Druck von über 200 kg/cm enthält.

Es sind zahlreiche Ventilkupplungen für hydraulische und pneumatische Hochdruckleitungen vorgeschlagen worden. So ist z. B. in der britischen Patentschrift 1 339 034 eine Kupplung für eine Hydraulikleitung beschrieben, in welcher Ventile die Strömung unterbrechen, sobald die Kupplungen getrennt werden, und die Ventile können auch durch Nockenbetätigung verschlossen werden. In der Beschreibung ist eine Kupplung beschrieben, die einen Nocken aufweist, welcher sich um eine zur Strömungsachse der Kupplung senkrechte Achse dreht, wobei der Nocken zwei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen aufweist, von denen eine ein in dem Strömungskanal der Kupplung angeordnetes Kugelventil steuert, während die andere eine Buchse steuert, die in der Bohrung der Kupplung gleitend gelagert ist und einen radialen Kanal aufweist, der mit einem radialen Kanal im Kupplungsgehäuse in Deckung gebracht werden kann, um den Druck stromab von dem Kugelventil zu entlasten, wenn das Kugelventil geschlossen ist. Bei dieser Anordnung werden das Kugelventil und das Entlastungsventil von verschiedenen Teilen eines einzigen Nockens gesteuert, sind jedoch im übrigen voneinander unabhängig. Um eine Leckage zu vermeiden, wenn sich die radialen Kanäle nicht in Deckung befinden, ist es notwendig, in der Wandung der Bohrung auf jeder Seite des radialen Kanals im Gehäuse O-Ringe vorzusehen, und eine solche Abdichtungseinrichtung ist ziemlich unangenehm, wenn sich an diesen Abdichtungen eine Öffnung vorbeibewegen muß und wenn sie in

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Verbindung mit sehr hohen Drücken verwendet wird·. Die Öffnung, die von dem aussen liegenden Ende des radialen Kanals in der Buchse gebildet wird, neigt dazu, einen der O-Ringe zu beschädigen, wenn sie sich an dem O-Ring vorbei bewegt, falls der O-Ring für hohe Drücke geeignet sein soll. Ausserdem üben die O-Ringe bei der Bewegung der Buchse erhebliche Reibungskräfte aus, so daß die Buchse verklemmen kann und keine Druckentlastung stattfindet.

Eine andere Kupplung, welche eine Einrichtung zur Druckentlastung des Innenraums der Kupplung aufweist, wenn das ^ich in der Kupplung befindliche Ventil geschlossen ist, ist in den britischen Patentschriften 1 264 890 und 1 212 777 beschrieben. Bei diesem Kupplungstyp ist eine rotierende Kugel vorgesehen, welche nach Art eines Schieberventils arbeitet und sich in den Sitzen bewegt, welche die ümfangsflache der Kugel berühren. Es ist augenscheinlich, daß solche radialen Berührungsflächen nicht geeignet sind, hohe Drücke abzudichten, und daß solche Einrichtungen ziemlich ungeeignet für Drücke

von etwa 200 kg/cm sind. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Konstruktion dieser Einrichtungen besteht darin, daß der Entlastungskanal geöffnet wird, bevor der Hauptkanal vollständig geschlossen ist, so daß ein beachtlicher Fluidverlust jedesmal dann stattfindet, wenn das Ventil betätigt wird.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Ventilkupplung der vorbeschriebenen Art für Hochdruckfluids zu schaffen, welche die vorbeschriebenen Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ventilkupplung sind in der Bahn für die Ventilsteuerströmung von der zweiten Bahn zum Entlüftungs-

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kanal Ventilsitze vorgesehen, welche axial gerichtet sind und z. B. von vollständig konischen Flächen gebildet sind, so daß eine gute Abdichtung erzielbar ist.

Das Ventilbetätigungsteil kann an einem anderen Element z. B. durch Schraubengewinde befestigt sein, so daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Ventilbetätigungsteil und dem anderen Element eine Axialbewegung des Ventilbetätigungsteiles hervorruft. Bei einer möglichen vorteilhaften Ausführungsform ist das andere Element in der Bohrung festgelegt, und das Ventilbetätigungsteil ist mit der Ventilbetätigungseinrichtung über eine Kupplung gekuppelt, welche die Drehbewegung ohne Translationsbewegung überträgt. Bei dieser Anordnung kann das zweite Ventil in dem ersten Element angeordnet sein und von einem dritten ringförmigen Ventilsitz auf dem Ventilkörper gebildet sein, welcher in die entgegengesetzte Richtung weist, sowie von einem vierten ringförmigen Ventilsitz auf dem anderen Element, wobei der dritte und der vierte Ventilsitz die Begrenzungseinrichtung bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines in einer Befestigungseinrichtung aufgenommenen und befestigten Druckbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Endansicht der in Fig. 1 gezeigten Be-

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festxgungseinrichtung,

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Seitenansicht des Druckbehälters allein,

Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnlich Endansicht des Druckbehälter allein,

Fig. 5 einen Axialschnitt in vergrößertem Maßstab des Druckbehälters und der Befestigungseinrichtung, wobei der Druckbehälter in einer Position ist, in welcher er zur Einführung in die Befestigungseinrichtung bereit ist,

Fig_t 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, wobei der Druckbehälter in die Befestigungseinrichtung eingeführt und das Ausgabeventil im Druckbehälter geöffnet ist,

Fig. 7 eine Einzelheit, ähnlich einem Teil der Fig. 5, eines Aufbaus, der einen Alternativweg für abgelassenes Gas schafft,
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Fig. 8 eine Darstellung ähnlich einem Teil der Fig. 6, die eine andere Ventilanordnung zeigt,

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich der Fig. 8, die eine weitere Ventilanordnung zeigt,

Fig. 10 eine einem anderen Teil der Fig. 6 ähnliche Darstellung eines anderen Kupplungs- und Federauf-

baus,
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Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung einer anderen Dämpfer-, Kupplungs- und Federanordnung,

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Fig. 12 einen der Fig. 6 ähnlichen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform des Druckbehälters und der Befestigungseinrichtung, wobei der Hals des Druckbehälters in die Befestigungseinrichtung eingeführt ist,

Fig. 13 eine Seitenansicht des Halses des in Fig. 12 ge-IQ zeigten Druckbehälters,

Fig. 14 eine Draufsicht auf den in Fig. 13 gezeigten Druckbehälter,

Fig. 15 eine Teildraufsieht auf die Ebene XV-XV der Fig. 12, in welcher eine Bajonettscheibe gezeigt ist,

Fig. 16 einen Axialschnitt der in Fig. 15 gezeigten Bajonettscheibe längs der Ebene XVI-XVI und

Fig. 17 einen den Figuren 6 und 12 ähnlichen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform des Druckbehälters und der Befestigungseinrichtung.

In den Figuren 1 bis 6, insbesondere in den Figuren 5 und 6 ist ein kugelförmiger Druckbehälter oder eine Druckflasche 1 gezeigt, die zur Aufnahme von Gas mit einem Druck von ungefähr 560kg/cm² bei vollständiger Füllung vorgesehen ist und einen Hals 2 aufweist, der ein Ventilsystem 3 enthält und in eine Fassung 4 eines Befestigungsund Ventilsteuerungsaufbaus 5 einführbar ist, der von einem Träger oder einer Wand 6 getragen wird.

Die äußere Oberfläche des Halses 2 weist eine erste zylindrische Oberfläche 7 mit einer Nut 8, in welcher ein O-Dichtungsring 9 enthalten ist, und eine zweite zylindrische Oberfläche 11 auf, die einen kleineren Durchmesser als die erste zylindrische Oberfläche 7 hat und

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ebenfalls eine Nut 12 aufweist, in welcher ein O-Ring 13 angeordnet ist. Die kleinere zylindrische Oberfläche 11 ist mit zwei im allgemeinen L-förmigen Nuten 14 versehen, welche eine Hälfte einer Bajonettverbindung bzw. Bajonettkupplung bilden.

Die innere Oberfläche des Halses ist mit einem Absatz 20, IQ einer ersten zylindrischen Oberfläche 21, einer zweiten zylindrischen Oberfläche 22 mit größerem Durchmesser als der ersten Oberfläche und mit einer dritten zylindrischen Oberfläche 23 mit größerem Durchmesser als die zweite zylindrische Oberfläche 22 versehen, wobei die dritte Oberfläche mit einem Innenschraubengewinde 24 ausgebildet ist. In den Hals ist ein im wesentlichen zylindrisches Sitzbauteil 25 eingefügt mit einem Absatz 26, welcher auf dem Absatz 20 am Hals aufliegt. Das Bauteil 25 wird durch eine Ringmutter 27 mit einem Außengewinde in Position gehalten, das mit dem Gewinde 24 auf dem Hals in Eingriff steht.

Das Sitzbauteil hat zylindrische Oberflächen entsprechend der ersten und zweiten inneren zylindrischen Oberfläche 21 und 22 des Halses und ist mit O-Ringe 28 und 29 enthaltenden Nuten ausgebildet.

Die innere Umfangsoberflache des Sitzbauteils 25 ist an ihrem inneren Ende mit einem konischen Ventilsitz 31 versehen, dem ein Halsteil 32 folgt. Diesem folgt seinerseits eine erste zylindrische Oberfläche 33, die mit einem Innenschraubengewinde versehen ist, und eine zweite zylindrische Oberfläche 34.

In das Sitzbauteil 25 ist ein im wesentlichen zylindrisches Ventilsteuerungsbauteil 35 passend eingefügt, dessen äußere Oberfläche einen ersten zylindrischen Teil 36, der mit einem Außengewinde versehen ist, das mit dem Innengewinde auf der Oberfläche 33 des Sitzbauteils zusammenwirkt, und eine zweite zylindrische Oberfläche 37 auf-

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weist, die verschiebbar innerhalb der zweiten zylindrischen Oberfläche 34 des Sitzbauteils ist und mit einer einen O-Ring 38 enthaltenden Nut versehen ist. Das obere Ende des Ventilsteuerungsbauteils ist mit Kronierungen 39 versehen.

Innerhalb des Ventilsteuerungsbauteils 35 und des Ventilsitzbauteils 25 ist ein axial bewegbares Ventilbauteil 41 angeordnet, an dessen innerem Ende eine Ventilscheibe 42 vorgesehen ist, die mit einer ersten konischen Oberfläche 43 ausgebildet ist, welche mit dem Ventilsitz 31 zusammenwirkt, und mit einer zweiten konischen Oberfläche 44, welehe mit einem konischen Ventilsitz 45 am inneren Ende des Ventilsteuerungsbauteils 35 zusammenwirkt. Das Ventilbauteil 41 weist darüber hinaus einen Schaftteil 46 auf, der an seinem äußeren Ende einen Bund 47 trägt. Eine Druckfeder 48 zwischen dem Bund 47 und einem Absatz 49 am Ventil-Steuerungsbauteil 35 spannt das Ventilbauteil 41 in einer solchen Richtung vor, daß die konische Oberfläche 43 mit dem Sitz 45 in Eingriff kommt.

Das Sitzbauteil 25 ist mit einer Längsnut 51 und einem radialen Durchlaß 52 versehen, welcher zu einer ringförmigen Kammer 53 zwischen dem Hals und dem Ventilsitzbauteil führt. Der Hals, hat eine radiale Bohrung 54, welche von dieser ringförmigen Kammer 53 zur Außenseite des Halses führt.
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Der Befestigungs- und Ventilsteuerungsaufbau 5 weist ein ortsfestes Bauteil 61 mit einem ringförmigen Flanschteil 62, der mit der Befestigungswand 6 verschraubt ist, und einen hohlen Nabenteil 63 auf, der Bolzen 64 trägt, welche mit den Nuten 14 im Hals des Behälters zusammenwirken und die andere Hälfte der Bajonettverbindung bilden. Ein drehbarer Knopf 65 ist auf dem Nabenteil 63 gelagert und weist ein im wesentlichen zylindrisches Element 66 mit einem

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nach innen gerichteten ümfangsflansch 67 auf, der zwischen einem Absatz 68 auf dem Nabenteil 63 und einem Sprengring 69 gehalten wird. Der Knopf weist darüber hinaus einen im wesentlichen scheibenförmigen Deckel 71 auf, der mit dem zylindrischen Element 66 mit Hilfe von Schrauben 7 2 verbunden ist.

Innerhalb des Knopfes 65 ist eine Scheibe 73 angeordnet, welche innerhalb des Knopfes axial bewegbar ist innerhalb von Grenzen, welche durch den Deckel 71 und die äußere Kante 74 des Nabenteils 63 bestimmt sind. Die Scheibe ist in Richtung auf den Nabenteil durch einige Druck- federn 75 vorgespannt. Die Scheibe 73 ist gegen Drehung relativ zum Knopf durch die Schrauben 72 gesichert, welche durch öffnungen 76 in der Scheibe hindurchtreten. Die Scheibe trägt eine Anzahl von Bolzen 77 und ist mit einer mittigen Öffnung 78 und einem weiteren Ring von öffnungen ausgebildet.

Zwischen dem Flansch 67 und einem Absatz 81 am Nabenteil 63 ist ein Dämpfer 82 angeordnet, der von einem ringförmigen gesinterten Körper gebildet wird, der gegenüber dem Flansch 67 durch O-Ringe 83 abgedichtet ist.

Die innere Oberfläche des Nabenteils 63 hat einen ersten zylindrischen Teil 84, welcher mit der ersten zylindrischen Oberfläche 7 am Hals des Druckbehälters einen Festsitz bil-^ου det, und einen zweiten zylindrischen Teil 85 mit einem kleineren Durchmesser, der mit der zweiten zylindrischen Oberfläche 11 am Hals des Druckbehälters einen Festsitz bildet. Von dem ersten Teil 84 führt ein Durchlaß 86, der

ein Rückschlagventil 87 enthält, zu einem Schlauch 88. y

Im nachfolgenden wird der Betrieb und die Funktionsweise des Druckbehälters und des Befestigungs- und Steuerungsaufbaus , gezeigt in den Figuren 1 bis 6, näher erläutert.

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Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist das Ventilsteuerungsbauteil 35 in seiner äußeren Position, so daß die zweite konische Oberfläche 44 auf dem Sitzbauteil 41 im Abstand vom Ventilsitz 45 auf dem Ventilsteuerungsbauteil angeordnet ist. Die Feder 48 zusammen mit dem Gasdruck innerhalb des Gasbehälters drückt die erste konische Oberfläche auf dem Ventilbauteil 41 gegen den Ventilsitz 31 auf dem Sitzbauteil 25, wodurch der Druck im Druckbehälter aufrechterhalten wird. Wenn der Druckbehälter benutzt werden soll, wird der Hals des Druckbehälter in den Befestigungs- und Steuerungsaufbau eingeführt, so daß die Bajonettbolzen 64 in die Nuten 14 eingreifen. Der Druckbehalter wird dann gedreht, bis die Bolzen 64 das Ende der Nuten erreichen. Wenn der Druckbehälter in den Befestigungsaufbau eingeführt wird, können die Bolzen 77 auf der Scheibe 73 sofort in die Aussparungen eindringen, welche von den Kronierungen 39 am äußeren Ende des Ventilsteuerungsbauteils gebildet werden.■ Wenn dies jedoch nicht geschieht, werden die Federn 75 zusammengedrückt, wodurch die Bolzen veranlaßt werden, in die Aussparungen in den Kronierungen einzudringen, sobald eine relative Drehbe- * wegung zwischen dem Ventilsteuerungsbauteil 35 und der Scheibe 73 auftritt. Wenn der Druckbehälter auf diese Weise in den Befestigungsaufbau eindringt, wird ein Weg zwischen dem Durchlaß 86 und dem Äußeren hergestellt über einen ringförmigen Raum 91, der zwischen dem Hals 2 und dem Nabenteil 63 ausgebildet ist, die Bohrung 54, die ringförmige Kammer 53, den Durchlaß 52, die Nut 51, den Spalt zwischen der konischen Oberfläche 44 und dem Ventilsitz 45, das Innere des Ventilsteuerungsbauteils 35, die verschiedenen Öffnungen in der Scheibe 73, einen Durchlaß 92 durch den Flansch 67 und den Dämpfer 82.

Wenn der Inhalt des Druckbehälters durch den Schlauch 88 abgegeben werden soll, wird der Knopf 65 gedreht, wonach die folgende Ereignisfolge auftritt. Zunächst wird der

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Druckbehälter durch die Reibung in den verschiedenen Teilen relativ zum Nabenteil 63 gedreht, um zu gewährleisten, daß die Bolzen 64 am Ende der Nuten 14 sind, wenn dies versehentlich nicht schon vorher geschehen ist. Daraufhin wird das Ventilsteuerungsbauteil 35 durch die Klauenkupplung, welche von den Bolzen 77 und den Kronierungen 39 gebildet wird, gedreht, wodurch dieses Bauteil axial in Richtung auf das Innere des Druckbehälters aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Gewinden auf der Ober-. fläche 33 und dem Teil 36 bewegt wird. Nach einiger axialer Bewegung kommt der Ventilsitz 45 mit der zweiten konischen Oberfläche 44 des Ventilbauteils 41 in Eingriff, um den Weg zu verschließen, der sich, wie oben erwähnt, zwischen dem Durchlaß 86 und dem Äußeren erstreckt. Bei weiterer axialer Bewegung entfernt sich die erste konische Oberfläche 43 von dem Ventilsitz 31 auf dem Ventilsitzbauteil 25, wodurch eine Verbindung zwischen dem Inneren des Druckbehälters und dem Schlauch 88 hergestellt wird über die Nut 51, den Durchlaß 52, die Kammer 53, die Bohrung 54, die Kammer 91, den Durchlaß 86 und das Rückschlagventil 87. Hierdurch wird das Gas zu einem Verwendungsort abgegeben.

Wenn der Inhalt des Druckbehälters im wesentlichen verbraucht ist und es erforderlich ist, den Druckbehälter zu entfernen, möglicherweise zum Auswechseln gegen einen gefüllten Behälter, wird der Knopf 65 zunächst in der zur oben erwähnten Richtung entgegengesetzten Richtung gedreht, wodurch die folgende Ereignisfolge auftritt. Zunächst kommt die erste konische Oberfläche 43 des Ventilbauteils 41 mit dem Sitz 31 auf dem Sitzbauteil 25 in Eingriff, um den Druckbehälter zu verschließen. Anschließend entfernt sich der Sitz 45 von der zweiten konischen Oberfläche 44 auf den Ventilbauteil 41, um den oben erwähnten Weg zwischen dem Durchlaß 86 und dem Äußeren wieder zu öffnen. Demzufolge wird der innerhalb des Aufbaus enthal-

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tene Druck langsam über den Dämpfer 82 abgebaut, wobei das entweichende Gas parallel zur Befestigungswand 6 und daher weg von der Hand der Bedienungsperson am Knopf 65 geführt wird durch eine Leiste 93 am zylindrischen Element 66 des Knopfes und eine mit dieser zusammenwirkenden Oberfläche 94 auf dem ortsfesten Bauteil 61. Wenn dieses Gas entwichen ist, kann der Druckbehälter gedreht werden, um die von den Nuten 14 und den Bolzen 64 gebildete Bajonettverbindung aufzulösen, und der Druckbehälter anschließend entfernt werden. Aufgrund der Differenzbereiche des Teils des Druckbehälterhalses, der durch die erste zylindrische Oberfläche 7 und die zweite zylindrische Oberfläche 11 begrenzt wird, spannt jeder Druck innerhalb Aufbaus und insbesondere in der ringförmigen Kammer 91 den Druckbehälter in einer Richtung weg von dem Befestigungsauf bau vor. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die L-förmigen Nuten 14 mit Kröpfungen 95 ausgebildet, so daß es,um den Druckbehälter zum Lösen der Bajonettverbindung zu drehen, erforderlich ist, den Druckbehälter weiter in die Befestigungseinrichtung zu bewegen. Aufgrund der Kraft, die sich aus dem auf die Differenzbereiche wirkenden Druck ergibt, kann dies nicht erreicht werden, wenn der Druck innerhalb des Aufbaus nicht weitgehend abgebaut worden ist. Es ist daher nicht möglich, den Druckbehälter zu entfernen, während ein erheblicher Druck aufrechterhalten wird.

Es wird angemerkt, daß verschiedene Abwandlungen der beschriebenen Einrichtung möglich sind. So ist es z.B. nicht wesentlich, das Rückschlagventil 87 in dem Befestigungsaufbau vorzusehen. Ein solches Rückschlagventil kann auch am anderen Ende des Schlauches 88 nahe dem Benutzungsort angeordnet oder möglicherweise ganz weggelassen werden. in solchen Fällen wird das Gas innerhalb des Schlauches 88 und möglicherweise in der das Gas verwendenden Anlage durch den Dämpfer 82 abgelassen, bevor der Druckbehälter entfernt werden kann.

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Weitere Ausführungsformen werden im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 11 beschrieben, in welchen ..' die gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1 bis 6 verwendet werden, jedoch unter Ergänzung von Bezugsbuchstaben.

In der in Fig. 7 gezeigten Ausfuhrungsform ist die Leiste ]Q 93a an dem zylindrischen Bauteil 66a des Knopfes 65a mit einer Nut 101 versehen, die einen O-Ring 102 enthält, der gegen den Flanschteil 62a des ortsfesten Bauteils 61a abdichtet. Außerdem ist ein Ring von Öffnungen 103 durch das ortsfeste Bauteil vorgesehen, so daß das Ablassen der Gase, die in dem Befestigungsaufbau enthalten sind, zur gleichen Seite der Befestigungswand 6a erfolgt wie der Druckbehälter im Gegensatz zu der gegenüberliegenden Seite bei der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Konstruktion.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Konstruktion erstreckt sich das Ventilsitzbauteil 25b ins Innere des Druckbehälters über das innere Ende des Ventilbauteils 41b hinaus. Ein Bolzen 104 erstreckt sich diametral quer durch den ausgedehnten Teil über das innere Ende des Ventilbauteils 41b hinweg, so daß er mit dem Ventilbauteil in Eingriff kommt, wenn der Knopf 65 zur öffnung des Ventils gedreht wird. Der Bolzen 104 stellt einen Zwangsanschlag dar, um die ins Innere gerichtete Bewegung des Ventilbauteils zu begrenzen, so daß, wenn weiterhin ein Drehmoment auf den Knopf 65 in Richtung der Ventilöffnung aufgebracht wird, der Sitz 45b am Ventilsitzbauteil 25b dicht gegen 'die konische Oberfläche 44 am Ventilbauteil gedrückt wird, um eine zuverlässige Abdichtung zu bewirken.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Konstruktion wird das Ventil, das von der ersten konischen Oberfläche 43 am Ventilbauteil und dem Ventilsitz 31 am Ventilsitzbauteil 25 gebildet wird, durch ein Kugelventil ersetzt, das aus

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einer Kugel 105 besteht, welche gegen einen Sitz 106, der in dem Ventilsitzbauteil 25c ausgebildet ist, durch eine Feder 107 vorgespannt wird. Das Ventil wird durch das Ventilbauteil 41c geöffnet, das die Kugel 105 gegen die Vorspannung der Feder 107 weg vom Sitz 106 bewegt, wodurch ein Durchlaß durch eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut 108 und eine sich radial erstreckende Nut 109, die in der Oberfläche des Ventilbauteils 41c ausgebildet ist, geöffnet wird.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Konstruktion wird die Scheiben 73d in dem zylindrischen Element 66d des Knopfes mit Hilfe eines Schraubengewindes 111 gehalten, das auf dem äußeren Umfang der Scheibe 73d ausgebildet ist und mit einem entsprechenden Schraubengewinde auf der inneren ümfangsoberfläche des zylindrischen Elements 66d in Eingriff steht. Die Bolzen 77d springen von beiden Seiten der Scheibe 73d vor und ihre äußeren Enden erstrecken sich in Öffnungen 112 in dem Scheibendeckel 71d, um eine Relativbewegung zwischen der Scheibe und dem Knopf zu verhindern.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Konstruktion ist der ringförmige Dämpfer durch einen zylindrischen Dämpfer 82e ersetzt, der in dem hohlen Inneren des Ventilsteuerungsbauteils 35e gelagert ist. Die Klauenkupplung weist Bolzen 77e auf, welche sich von der Scheibe 73e aus in radialen Richtungen erstrecken im Gegensatz zur axialen Richtung bei den vorher beschriebenen Konstruktionen. Die Scheibe 73e ist gegen Drehung relativ zum Knopf 65e durch vom Deckel 71e getragene Bolzen 114 gesichert.

Die in den Figuren 12 bis 15 gezeigte Konstruktion des kugelförmigen Druckbehälters und des Befestigungsaufbaus unterscheidet sich von der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Konstruktion in zwei Hauptpunkten. Erstens in der

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Anordnung des Ablaßventils und zweitens in der Einrichtung, durch welche die Flasche in dem Befestigungsaufbau gehalten wird.

Der in den Figuren 12 bis 16 gezeigte Aufbau weist einen Druckbehälter oder eine Flasche 121 mit einem Hals 122 auf, in welchem ein im allgemeinen becherförmiges Ventilsitzbauteil 123 eingeschraubt ist, in dessen Boden eine mittige Öffnung 124 vorgesehen ist, die ein Sitzbauteil 125 umgibt. In dem Sitzbauteil 123 ist durch ein Haltebauteil 126 eine Ventilkugel 127 eingefangen, welche in Richtung des Sitzes 125 durch eine Feder 128 vorgespannt ist.

Der Befestigungs- und Ventilsteuerungsaufbau 131 weist ein ortsfestes Bauteil 132 mit einem ringförmigen Flanschteil 133 auf, der an der Befestigungswand 134 verschraubt ist, und einen hohlen Nabenteil 135, der eine Fassung schafft, in welche der Hals 122 der Flasche 121 eingeführt werden kann. Gegen einen Absatz 136 am Nabenteil 135 liegt eine Bajonettscheibe 137 an, deren Form am besten aus den Figuren 15 und 16 entnommen werden kann. Diese wirkt mit einem Flansch 138 am Hals der Flasche zusammen. Der Flansch ist am besten in den Figuren 13 und 14 zu sehen. Der Flansch hat einen rechteckigen Grundriß mit abgerundeten Ecken und die Bajonettscheibe 137 hat eine öffnung 139 von entsprechender Form. Die Oberseite der Scheibe 137, wie in Fig. 12 dargestellt, ist mit vier Falz- oder Vorsprungteilen 141 versehen, die jeweils im wesentlichen dreieck-förmig sind und sich von einer Ecke der öffnung 139 zu einer benachbarten Ecke erstrecken. Jeder Falz 141 ist mit einem vertieften Teil 142, welcher die gleiche Form aufweist wie eine Ecke der Öffnung 139, versehen,

Die Flasche kann in die Fassung des Befestigungsaufbaus dadurch eingeführt werden, daß der Flansch 138 an der

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Flasche mit der Öffnung 139 an der Flanschplatte (in irgendeiner von vier Positionen) ausgerichtet wird und der Hals durch die Flanschplatte gestoßen wird bis eine gewellte ringförmige Scheibenfeder 143 zusammengedrückt ist. Die Flasche wird dann um 45° gedreht, bis die Ecken des Flansches 138 oberhalb der vertieften Teile 142 der VorSprünge 141 angeordnet sind. Die Feder 143 kann dann die Flasche nach unten bewegen, wie in Fig. 12 gezeigt ist, bis die Ecken des Flansches 138 in den vertieften Teilen 142 ruhen. Um die Flasche zu bewegen, ist es erforderlich, die Flasche erneut nach oben zu bewegen, wie in Fig. 12 gezeigt, so daß die Ecken des Flansches 138 die vertieften Teile 142 freigeben.

In eine Gegenbohrung 145 in dem Nabenteil 135 des ortsfesten Bauteils 132 ist ein Ventilsteuerungsbauteil 146 geschraubt, in welchem ein Ventilbauteil· 147 bewegbar ist, das dem in Fig. 6 gezeigten Bauteil ähnelt. Ein drehbarer Knopf 148, ähnlich dem in Fig. 6 gezeigten, ist drehbar auf dem Nabenteil 135 gelagert. Eine Drehung des Knopfes 148 kann auf das Ventilsteuerungsbauteil 146 durch eine Klauenkupplung übertragen werden, welche von Bolzen 149 gebildet wird, die mit Kronierungen 151 im Rand des Ventilsteuerungsbauteils 146 in Eingriff stehen.

Der in den Figuren 12 bis 15 gezeigte Aufbau funktioniert folgendermaßen. Die Flasche wird zunächst in der beschriebenen Weise in den Befestigungsaufbau eingeführt. Anschließend wird der Knopf 148 gedreht. Hierdurch wird eine Drehung des Ventilsteuerungsbauteils 146 veranlaßt, um das Ventilbauteil 147 nach unten zu bewegen, so daß die Kugel 127 weg vom Sitz 125 zur öffnung des Auslaßventils der Flasche bewegt wird. Gas aus der Flasche kann daher durch den Sitz 125 in die Kammer 152 innerhalb des ortsfesten Bauteils 132 und von hier durch einen Durchlaß 153 und einen Schlauch 154 zu einem Benutzungsort strömen.

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Wenn die Flasche ausgewechselt werden soll, so wird der Knopf 148 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, wodurch das Ventilsteuerungsbauteil 146 angehoben wird, um einen erneuten Eingriff der Kugel 127 auf dem Ventilsitz 125 zu ermöglichen. Nachdem dies geschehen ist, kommt das obere Ende des Ventilbauteils 147 (wie in Fig. 12 gezeigt) mit einer Oberfläche 154 auf der Unterseite des Knopfes 148 in Eingriff,und eine fortgesetzte Drehung des Knopfes bewirkt eine Trennung des Sitzes 156 am Ventilsteuerungsbauteil 146 von dem Ventilbauteil 147 zur öffnung eines Weges von der Kammer 152 durch das Innere des Ventilsteuerungsbauteils 146 und einen Dämpfer 155 zur äußeren Umgebung.

Anschließend kann die Flasche entfernt und durch eine neue Flasche ersetzt werden. Durch Drehung des Knopfes 148 in der entgegengesetzten Richtung wird der Sitz am Ventilsteuerungsbauteil 146 zunächst auf dem Ventilbauteil· 147 aufsitzen, um den Durchlaß zum Äußeren durch den Damper 155 zu verschließen. Nachdem dies geschehen ist, verschiebt das Ventilbauteil die Kugel 127, um ein Ausströmen von Gas aus der Flasche zu ermöglichen.

Bei der in Fig. 17 gezeigten Konstruktion sind die Ventilanordnung und die Methode, durch welche die Flasche in dem Befestigungsaufbau gehalten wird, im wesentlichen ähnlich zu der in den Figuren 12 bis 16 gezeigten Konstruktion. In diesem Fall ist jedoch der Knopf ortsfest und selbst an der Befestigungswand 134 befestigt. Innerhalb des Knopfes ist ein drehbares Bauteil 161 mit einem Handgriff 162 angeordnet. Die Flasche 121 ist derart in dem drehbaren Bauteil montiert, daß sich die Flasche mit dem drehbaren Bauteil dreht. Das Ventilsteuerungsbauteil wird stationär gehalten durch eine Klauenkupplungsverbindung mit dem ortsfesten Knopf 163. Eine axiale Bewegung des Ventilsteuerungsbauteils 146 wird durch Drehung des

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VentiIsteuerungsbaute!Is 161 bewirkt. Um einen Auslaßweg für das Gas aus der Flasche zu schaffen, weist das drehbare Bauteil 161 einen Ring von Bohrungen 164 auf, die zu einer ringförmigen Kammer 165 zwischen dem drehbaren Bauteil 161 und dem Knopf 163 führen. Ein Durchlaß führt durch den Knopf 163 zum Auslaßschlauch 167.

Es wird angemerkt, daß bei der in Fig. 17 gezeigten Konstruktion die Ventile von der gleichen Seite der Befestigungswand 134 wie die Flasche gesteuert werden im Gegensatz zu allen vorhergehenden Konstruktionen, bei denen die Steuerung von der entgegengesetzten Seite aus erfolgt.

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Claims

Patentansprüche

Λ J Mit Ventilen ausgestattete Kupplung für Hochdruck-Fluids mit ersten und zweiten Elementen, die mit Einrichtungen für eine lösbare Verbindung der Elemente ausgestattet sind, um einen ersten Strömungskanal für das Fluid durch die Elemente herzustellen, mit einem ersten Ventil in dem ersten Element, welches die Strömung durch den ersten Kanal steuert, mit einem zweiten Kanal, welcher sich von einem Punkt in dem ersten Kanal stromab von dem ersten Ventil zu einem Entlüftungskanal erstreckt, mit einem zweiten Ventil zur Steuerung der Strömung durch den zweiten Kanal und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung, die derart ausgelegt ist, daß sie das erste und das zweite Ventil wie folgt steuert: Schließen des zweiten Ventils, Öffnen des ersten Ventils, Schließen des ersten Ventils, Öffnen des zweiten Ventils, wobei die Kupplung eine Bohrung auf v/eist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ventilsteuerbauteil oder Ventilbetätigungsteil (35;146) vorgesehen ist, welches in der Bohrung unter dem steuernden Einfluß der Ventilbetätigungseinrichtung in der einen Richtung axial bewegbar ist, um das erste Ventil zu öffnen, und in der anderen Richtung,

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um das erste Ventil zu schließen, daß ein Ventilbauteil (41;147) vorgesehen ist, welches konzentrisch zum Ventilsteuerbauteil angeordnet ist und axial relativ zur Bohrung und zum Ventilsteuerbauteil bewegbar ist, daß ein erster Ventilsitz (45;151) auf dem Ventilsteuerbauteil vorgesehen ist, welcher in die eine Richtung zeigt, daß ein zweiter Ventilsitz (44) auf dem Ventilbauteil vorgesehen ist, welcher in die entgegengesetzte Richtung zeigt und mit dem ersten Ventilsitz bewirkt, daß das zweite Ventil belastet wird, und daß eine Begrenzungseinrichtung (31;154) vorgesehen ist, welche mit dem Ventilbauteil nicht eher in Berührung kommt, als das erste Ventil schließt, wenn sich das Ventilbauteil in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilsteuerungsbauteil und das Ventilbauteil über eine Feder (48) miteinander in Verbindung stehen, welche dafür sorgt, daß die beiden Ventilsitze federnd aufeinander zubewegt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilsteuerungsbauteil mittels eines Gewindes (33,36; 145) mit einem weiteren Element im Eingriff steht, derart, daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Ventilsteuerungsbauteil und dem weiteren Element eine Axialbewegung des Ventilsteuerungsbauteiles zur Folge hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element in der Bohrung festgelegt ist und daß das Ventilsteuerungsbauteil· (35) mit der Ventilbetätigungseinrichtung (5) über eine Kupplung gekuppelt ist, welche die Drehbewegung ohne Translationsbewegung überträgt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil in dem ersten Element angeordnet ist und das erste Ventil von einem dritten ringförmigen

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Ventilsitz (43) auf dem ersten Ventilbauteil gebildet ist, welcher in die entgegengesetzte Richtung weist, sowie von einem vierten ringförmigen Ventilsitz (31) auf dem anderen Element, wobei der dritte und vierte Sitz die Begrenzungseinrichtung bilden. -
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil ein Kugelventil ist, welches eine Kugel (127) und einen Sitz (125) aufweist, wobei ein Teil durch die Bewegung des Ventilbauteiles in die eine Richtung zur Öffnung des ersten Ventils bewegbar ist, und daß die Begrenzungseinrichtung einen Anschlag (154) auf dem zweiten Element aufweist, welcher gegen eine Fläche des Ventilbauteiles bewegbar ist, die in die entgegengesetzte Richtung weist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Entlüftungskanal ein Dämpfer (82;155) angeordnet ist, der z. B. aus porösem Sintermaterial besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das

erste Element den Hals des Druckbehälters für pneumatische

Fluids bei einem Druck über 200 kg/cm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element von einer stationären Montageeinrichtung gebildet ist, die eine Lagereinrichtung (4) zur Aufnahme des Halses aufweist.
9:. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Strömungskanal radial (52) durch den Hals und radial (54) durch die Lagereinrichtung erstreckt.;
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenfläche des Halses (2) eine erste Zylinderfläche (7) und eine zweite Zylinderfläche (22) aufweist,

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die näher zum freien Ende des Halses angeordnet ist und auf einem kleineren Durchmesser als die erste Zylinderfläche liegt, daß die Innenfläche der Lagereinrichtung mit korrespondierenden ersten und zweiten Zylinderflächen ausgestattet ist, wobei der in dem ersten Kanal (53) herrschende Druck auf die Flächendifferenz zwischen den zwei Zylinderflächen des Halses wirkt, um den Druckbehälter aus der Lagereinrichtung herauszudrücken, und daß zum Lösen der Verbindungsexnrichtung eine Bewegung des Druckbehälters in die Lagereinrichtung hinein erforderlich ist, damit die Befestigungseinrichtung gelöst wird.

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