DE2939218A1 - Automatische schnappkupplung - Google Patents

Description

St 4553 Automatische Schnappkupplung

Die Erfindung betrifft eine automatische Schnappkupplung (Schnappverbindung), enthaltend einen äußeren Kupplungsteil mit wenigstens zwei Durchgangslöchern, einen inneren Kupplungsteil mit einem zentralen Vorsprung sowie Kupplungs- und Entkupplungselemente, die in den Durchgangslöchern aufgenommen und durch einen oberen und unteren Ring mittels einer äußeren HUlse und einer Gegendruckfeder betätigbar sind.

Es sind bereits verschiedene Arten von Schnappkupplungen oder Schnappverbindungen der erwähnten Art bekannt, um zwei Rohre miteinander zu verbinden. Diese Kupplungen bestehen hauptsächlich aus zwei Abschnitten, von denen der eine auf einem Rohrende angeordnet ist und mit dem anderen Abschnitt verbunden werden soll, der an dem anderen Rohr montiert ist. Es werden bewegliche Kugeln verwendet, um die beiden genannten Abschnitte zu verbinden und aneinander zuhalten. Diese Kugeln werden auf der Außenseite der Kupplung angeordnet und können durch eine HUlse gesteuert werden, die in eine Rille oder Nute oder dgl. eingesetzt wird, um sie gegenüber einem Vorsprung auf der Innenseite der Kupplung zu blockieren, die auf diese Weise in einer festen Stellung blockiert bleibt. Diese Kupplungen erfordern selbstverständlich eine Betätigung der HUlse und der Kugeln so* wohl zum Zusammenkuppeln als auch zum Auseinanderkuppeln der beiden Kupplungsteile.

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Es sind außerdem Schnappkupplungen bekannt, die ein automatisches Kuppeln gestatten, ohne daß die Hülse betätigt werden muß. An Stelle von Kugeln benötigen diese Kupplungen insbesondere runde Stifte für die Schnappverbindung der beiden Kupplungsteile, während das Entkuppeln lediglich dadurch erreicht werden kann, daß auf die Hülse eingewirkt wird, um die Stifte zurückzuziehen.

Diese Lösung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Schnappbefestigung der Kupplung in dem Blockiereinariff der beiden gegenüberliegenden Stifte nur auf einem sehr kleinen Abschnitt des innerhalb der Kupplung angeordneten Vorsprunges begrenzt ist. so daß die Kupplung einer erheblichen Abnutzung ausgesetzt ist und dazu neigt, sich nach einer gewissen Zeit zu lösen, und zwar selbst bei leichtester Zugbeanspruchung auf die miteinander verbundenen Rohre.

Die beiden Stifte dieser bekannten Ausführung gleiten in einem schrägen Schlitz und werden durch zwei

flache Ringe an ihrem Platz gehalten, die bei ihrer axialen Bewegung ein schräges Verschieben der Stifte hervorrufen, wodurch ein automatisches Zusammenkuppeln lediglich durch ein einfaches Hineingleiten des inneren Teiles der Kupplung in den äußeren Kupplungsteil ermöglicht wird, wobei ein Herausziehen blockiert wird. Die oben erwähnten Ringe werden dabei in ihrer axialen Bewegung durch eine Hülse und in der anderen Richtung durch eine Feder gesteuert. 30

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

eine automatische Schnappkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der insbesondere die Nachteile der zuletzt erwähnten, bekannten Ausführung (mit den Stiften) beseitigt sind. 5

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungs- und Entkupplungselemente in Form von Keilen mit großen oberen und unteren gekrümmten Flächen ausgebildet sind, die mit dem oberen oder unteren Ring sowie mit dem zentralen Vorsprung in der Weise in Berührung stehen, daß ein automatisches Zusammenkuppeln und ein stabiles Verbinden der beiden Kupplungsteile durch ein simples Einstecken des inneren Kupplungsteiles in den äußeren Kupplungsteil ermöglicht ist.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform der automatischen Schnappkupplung werden vor allem die bei der zuletzt erläuterten bekannten Ausführung vorhandenen Stifte durch Keile ersetzt, von denen jeder einen Winkel von etwa 90° von der inneren Kupplungsfläche abdeckt, so daß auf diese Weise eine perfekte Verriegelung der beiden Kupplungsteile sichergestellt ist. Da jeder Keil einen Berührungsbogen von etwa 90° aufweist, ist es klar, daß die beiden Keile sich über einen Gesamtbogen von 180° erstrecken und dadurch eine große Stabilität mit einer sehr kleinen Abnutzung zwischen den verschiedenen festen und beweglichen Berührungsteilen gewährleisten.

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Die Bewegung der beiden Kelle In den geneigten Schlitzen bzw. Durchgangslöchern erfordert die Verwendung von Ringen, die eine besondere Formgebung aufweisen (toroidale Ausführung mit entsprechend einwärts und abwärts abgeknickten Kontaktteilen).

Wie bei der bereits erläuterten bekannten Lösung werden diese Ringe bewegt durch das kombinierte Einwirken einer Hülse und einer Feder.

Die Erfindung sei im folgenden anhand einer in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des äußeren Kupplungsteiles;

Fig.2 eine gegenüber Fig.1 um 90° verdrehte Seitenansicht des äußeren Kupplungsteiles;

Fig.3 einen diametralen Querschnitt durch den

in Fig.1 dargestellten äußeren Kupplungsteil;

Fig.4 einen Horizontalschnitt durch den Kupplungsteil entsprechend der Linie X-X

in Fig.3;

Fig.5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Steuerhülse; 30

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• ο ·

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Fig.6 eine Aufsicht auf die in Fig.5 dargestellte

Hülse;

Fig.7 eine Aufsicht auf einen Verriegelungskeil

der Kupplungselemente;
5

Fig.8 eine Seitenansicht des in Fig.7 gezeigten

Keiles;

Fig.9 einen Mittelschnitt durch den in Fig.7 gezeigten Keil;

Fig.10 einen Grundriß des in Fig.7 gezeigten
Keiles;

Fig.11 eine Vorderansicht des in Fig.7 dargestellten Keiles;

Fig.12 eine Rückansicht des in Fig.7 veranschaulichten Keiles;
20

Fig.13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des oberen Keilringes;

Fig.14 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des unteren Teilringes;

Fig.15 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des inneren Kupplungsteiles;

Fig.16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

des äußeren Kupplungsteiles im zusammengebauten Zustand, wobei cTie Keile zurück-

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gezogen sind, d.h. sich in ihrer ent

kuppelten Stellung befinden;

Fig.17 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der zusammengebauten Kupplung, in der die Keile die Kupplungsteile

verriegeln.

Der äußere Kupplungsteil enthält einen Körper 1 mit einer Innenbohrung, wie es in den Fig.1 bis 4 dargestellt ist. Dieser Körper ist von einer Hülse 2 umgeben, die in den Fig.5 und 6 veranschaulicht ist. Die Hülse 2 besitzt einen inneren kreisförmigen Vorsprung 3, der mit einem kleinen oberen Zahn 4 versehen ist, der in eine kreisförmige bzw. ringförmige Ausdrehung 5 des Körpers eingreift, wenn die Hülse am Körper montiert ist. Vertikale, halbzylindrische, wulstartige Verstärkungen 6 sind auf dem kreisförmigen Vorsprung 3 angeordnet. Diese Verstärkungen sollten vorzugsweise symmetrisch sein, um in Ausnehmungen 7 des Körpers eingreifen zu können. Hierdurch kann sich die Hülse in axialer Richtung bewegen, und zwar geführt durch die vorstehenden Verstärkungen 6 in den Ausnehmungen 7; diese Bewegung ist in der Höhe begrenzt durch den Zahn 4, der in der Ausdrehung 5 angeordnet ist.

Der Körper 1 des äußeren Kupplungsteiles besitzt Durchgangslöcher 8, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei gegenüberliegende Bohrungen gebildet sind, die aufwärts geneigt verlaufen. Jedes dieser Durchgangslöcher 8 ist in der Lage, einen

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Gleitkeil 9 aufzunehmen, zum Festlegen und Lösen der beiden Kupplungsteile. Die Durchgangslöcher besitzen vier flache Wände, deren obere und untere parallel zu einer aufwärts gerichteten Neigung liegen, während die Seitenwände leicht schräg sind und nach oben konvergieren.

Der in den Fig.7 bis 12 veranschaulichte Gleitkeil 9 besitzt zwei leicht nach oben konvergierende Seitenflächen. Der obere Teil des Gleitkeiles stellt einen konzentrisch gebogenen Zahn 10 dar, bezogen auf die Verbindungsachse. Die Oberseite 11 dieses Zahnes 10 kommt mit einem oberen Ring 12 in Berührung, während seine gebogene Seitenfläche 13 mit einem unteren Ring 14 in Berührung kommt. Der Gleitkeil 9 weist außerdem an seinem unteren Rand eine Ausdrehung 15 auf, die konzentrisch zur Verbindungsachse liegt und so geformt ist, daß sie auf einem Vorsprung 16 eines inneren Verbindungs- bzw. Kupplungsteiles 17 ruht, um ihn auf diese Weise zu blockieren, wenn er in den äußeren Kupplungsteil hineingestoßen ist. Weiterhin besitzt die Ausdrehung 15 im Gleitkeil eine gekrümmte Fläche 21, auf die der Vorsprung 16 während der automatischen Schnappbefestigung der beiden Kupplungshälften einen Druck ausübt.

Der obere Ring 12 weist - vgl. Fig.13 - an seinem unteren Ende einen nach unten und abwärts schräg verlaufenden Teil auf, während der obere Ring 14 - vgl. Fig.14 - an seinem oberen Teil 19 nach unten und schräg einwärts verlaufend geneigt ist, so daß diese Teile 18 und 19 mit ihren Flächen parallel

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zueinander sowie zu den oberen und unteren Wänden (Flächen) des Durchgangsloches 8 verlaufen. Die Neigung sollte vorzugsweise etwa 45° betragen.

Die komplette,zusammengekuppelte Verbindung, wie sie in Fig.17 veranschaulicht ist, enthält außerdem eine Feder 20, die den unteren Ring 14 nach oben drückt. Dieser Ring wird den Aufwärtsdruck auf den Gleitkeil übertragen, und zwar über den abgeschrägten Teil 19 und die Seitenfläche 13. Aufgrund dieses Druckes wird sich der Gleitkeil gegen die oberen und Seitenflächen des Vorsprunges 16 innerhalb des inneren Kupplungsteiles 17 bewegen. Durch seine Einwärtsbewegung wird der Gleitkeil 9 seine Oberseite 11 gegen den abgeschrägten Teil 18 des oberen Ringes 12 drücken, der sich nach oben bewegen wird und außerdem die Hülse 2 anheben, bis deren Vorsprung (Zahn 4) auf die obere Kante der Ausdrehung 5 im Körper 1 auftrifft.

I*¹ diesem Zustand sind die beiden Kupplungshälften in einer stabilen Weise verbunden, da jeder Versuch einer Trennung den Vorsprung 16 veranlassen würde, gegen die Ausdrehung 15 des Gleitkeiles 9 zu drücken, also senkrecht zum Bewegungsvermögen des Gleitkeiles.

Für eine Trennung, d.h. für ein Lösen des inneren Kupplungsteiles vom äußeren Kupplungsteil, ist es notwendig, die Hülse 2 herabzuziehen, die ihrerseits den oberen Ring 12 nach unten zieht und dabei auf den Gleitkeil 9 drückt. Der Gleitkeil 9 wird sich dann nach auswärts bewegen, indem er einen

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Druck auf den unteren Ring 14 ausübt und die Feder 20 zusammendrückt. Fig.16 zeigt den äußeren Kupplungsteil mit den in ihrer Trennstellung befindlichen Gleitkeilen.

Wenn die Hülse freigegeben wird, bringt die Feder die Gleitkeile automatisch zurück in ihrer Verriegelungsstellung. Zum Verbinden der beiden Kupplungsteile ist es nicht nötig, die Hülse zu betätigen, sondern es wird ausreichen, den inneren Kupplungsteil 17 in den äußeren Kupplungsteil (Körper 1) hineinzupressen. Der Vorsprung 16, der gegen die Fläche 21 des Gleitkeiles drückt, bewirkt, daß der Keil sich nach auswärts bewegt. Nachdem der Vorsprung 16 vorbeibewegt ist, kehrt der Gleitkeil automatisch in seine Verriegelungsstellung zurück, wie es in Fig.17 dargestellt ist.

Die Fig.16 und 17 zeigen außerdem beispielsweise ein Absperrventil 22, das automatisch schließt, wenn die Verbindung getrennt wird, während es automatisch öffnet, wenn die Verbindung zusammengekuppelt ist.

Es ergibt sich somit eine automatische Schnappverbindung- bzw. Kupplung, die eine maximale Garantie für einen langen und zufriedenstellenden Betrieb bietet, und zwar wegen ihrer langen, festen gegenüberliegenden Flächen (zwischen Keil und Vorsprung· des inneren Teiles) und wegen ihrer Gleitberührungsflächen (z.B. zwischen dem Vorsprung 16 und dem Keil oder zwischen dem Gleitkeil und den Ringen).

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* Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die Verbindung vollkommen aus Kunststoffmaterial hergestellt werden kann, und zwar einschließlich ihrer Ringe und Keile (wegen ihrer großen hin- und hergehenden Kontaktflächen). Eine solche Ausführung ist bei den bereits erläuterten bekannten Lösungen unmöglich, bei denen Stifte und Ringe aus Metall hergestellt werden müssen.

Es versteht sich von selbst, daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen und Modifikationen der oben beschriebenen Teile vorgenommen werden können, wobei auch einige Teile durch andere, gleichartige ersetzt werden können.

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Claims (9)

Patentansprüche:

1.) Automatische Schnappkupplung, enthaltend einen äußeren Kupplungsteil mit wenigstens zwei Durchgangslöchern, einen inneren Kupplungsteil mit einem zentralen Vorsprung sowie Kupplungs- und Entkupplungselemente, die in den Durchgangslöchern aufgenommen und durch einen oberen und unteren Ring mittels einer äußeren Hülse und einer Gegendruckfeder betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungs- und Entkupplungselemente in Form von Keilen (9) mit großen oberen und unteren gekrümmten Flächen (11, 13, 15, 21) ausgebildet sind, die mit dem oberen oder unteren Ring (12 bzw. 14) sowie mit dem zentralen Vorsprung (16) in der Weise in Berührung stehen, daß ein automatisches Zusammenkuppeln und ein stabiles Verbinden der beiden Kupplungsteile (1, 2 und 17) durch ein simples Einstecken des inneren Kupplungsteiles (17) in den äußeren Kupplungsteil (1, 2) ermöglicht ist.

2. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (8) schräg nach oben verlaufen und je vier flache Wände aufweisen, von denen die obere und untere Wand parallel verlaufen, während die Seitenwände zum oberen Ende hin leicht konvergieren.

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3. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil jedes Keiles (9) einen mit Bezug auf die Verbindungsachse konzentrisch gekrümmten Zahn (10) aufweist, dessen gekrümmte Fläche (11) mit dem oberen Ring (12) in Gleitberührung steht, während die gekrümmte Fläche (13) mit dem unteren Ring (14) in Gleitberührung kommt.

4. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (9) an seinem unteren Rand eine Ausdrehung (15), die auf dem Vorsprung (16) des inneren Kupplungsteiles ruhen kann, sowie außerdem eine gekrümmte Fläche (21) aufweist, die den Druck des erwähnten Vorsprunges aufnimmt, der die Schnappverbindung herstellt.

5. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (9) leicht nach oben konvergierende flache Seitenwände aufweist.

6. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Ring (12) toroidförmig ausgeführt ist und sein mit dem Keil (9) in Berührung stehender unterer Teil (18) nach unten und einwärts gebogen ist.

7. Schnappverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Ring (14) toroidförmig ausgeführt ist und sein mit dem Keil in Berührung kommender oberer Teil (19) nach abwärts und einwärts gebogen ist.

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8. Schnappverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge" kennzeichnet, daß die hin- und herbeweglichen Kontaktflächen jedes Keiles einen Bogen von etwa 90° abdecken.

9. Schnappverbindung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Keile

(9) vorzugsweise diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

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