DE29713797U1 - Quick connection coupling, especially for smooth pipes - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Schnellanschlußkupplung, insbesondere für Glattrohre zur hydraulischen oder pneumatischen Druck- oder Vakuumprüfung, gemäß den Oberbegriffliehen Merkmalen des Anspruches 1.The invention relates to a quick-connect coupling, in particular for smooth pipes for hydraulic or pneumatic pressure or vacuum testing, according to the preamble features of claim 1.
Derartige Schnellanschlüsse werden beispielsweise für die Druckprüfung von Wärmetauscherrohren an Heizanlagen oder Kühlanlagen verwendet. Hierbei wird die Schnellanschlußkupplung an dem offenen Ende eines Rohres außenseitig oder innenseitig angesetzt, wobei im allgemeinen ein Verbindungselement, insbesondere in segmentierter Stopfenform in Radialrichtung spreizbar ist, so daß die Schnellanschlußkupplung kraftschlüssig durch Reibung an der Innen- bzw. Außenwand des Rohres angreift. Das Verbindungselement kann auch in Form einer außenumgreifenden, geschlitzten Hülse ausgebildet sein. Durch eine Betätigungseinrichtung wird dann dieses Verbindungselement in radialer Richtung geringfügig zusammengespreizt oder aufgespreizt, so daß ein Kraftschluß zwischen der Rohrwandung und dem Gehäuse des Schnellanschlusses hergestellt ist.Such quick connectors are used, for example, for pressure testing heat exchanger pipes in heating or cooling systems. The quick connector coupling is attached to the open end of a pipe on the outside or inside, whereby a connecting element, particularly in the form of a segmented plug, can generally be expanded in the radial direction so that the quick connector coupling engages the inner or outer wall of the pipe in a friction-locking manner. The connecting element can also be designed in the form of a slotted sleeve that surrounds the outside. This connecting element is then slightly expanded or contracted in the radial direction by an actuating device so that a frictional connection is established between the pipe wall and the housing of the quick connector.
Eine derartige Schnellanschlußkupplung ist aus der WO 95/33949 bekannt. Hierbei wird ein Ringkeil in eine Verbindungshülse geschoben, wobei diese dann auf der Rohrwandung angreift, jedoch durch dieses Aufschieben auch die Rohrwandung beschädigen kann, insbesondere Riefen hinterlassen kann. Zudem ist die Anlage der Verbindungshülse nicht gleichförmig zylindrisch, so daß ein Anschluß mit höheren Drücken im Bereich von ca. 50 bar oder mehr kaum mehr sicher durchgeführt werden kann. Zudem wird die Abdichtung vorwiegend durch einen axial zusammenquetschbaren Dichtring übernommen, so daß dessen Verschleiß relativ hoch ist, insbesondere wenn beim Anschlußvorgang noch eine geringfügige Axialbewegung durch das Einpressen des Ringkeils erfolgt.Such a quick-connect coupling is known from WO 95/33949. Here, a ring wedge is pushed into a connecting sleeve, which then engages the pipe wall, but this pushing on can also damage the pipe wall, in particular it can leave grooves. In addition, the connection sleeve is not uniformly cylindrical, so that a connection with higher pressures in the range of approx. 50 bar or more can hardly be carried out safely. In addition, the sealing is mainly carried out by an axially compressible sealing ring, so that its wear is relatively high, especially if a slight axial movement occurs during the connection process due to the pressing in of the ring wedge.
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Deinzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schnellanschlußkupplung hinsichtlich Verschleißverhalten und Anschlußhaltekraft zu verbessern.Accordingly, the invention is based on the object of improving such a quick-connect coupling with regard to wear behavior and connection holding force.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schnellanschlußkupplung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a quick-connect coupling according to the features of claim 1. Preferred embodiments are the subject of the subclaims.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung des Schnellanschlusses, wobei das segmentierte Verbindungselement beidseitig (an den konischen Stirnseiten) von korrespondierend ausgebildeten Ring-Keilflächen beaufschlagt ist, ergibt sich eine besonders einfache Bauweise des Schnellanschlusses und in Anschlußstellung eine sehr hohe Haltekraft der Schnellanschlußkupplung, da das Verbindungselement mit einer entsprechend hohen Spreizkraft in Radialrichtung symmetrisch beaufschlagt ist.The proposed design of the quick connector, whereby the segmented connecting element is acted upon on both sides (on the conical front sides) by correspondingly designed ring wedge surfaces, results in a particularly simple design of the quick connector and, in the connection position, a very high holding force of the quick connector coupling, since the connecting element is symmetrically acted upon in the radial direction with a correspondingly high spreading force.
In bevorzugter Ausführung ist das Verbindungselement mit drei oder vier Radialschlitzen in Segmente unterteilt, die von einem oder mehreren Spann-/Dichtringen in Offenstellung gehalten werden. Die Ring-Keilflächen weisen zum Verbindungselement (in der Ausführung als Innen- oder als Außenanschluß) hin etwa eine Neigung von 30° auf, wobei durch Variation dieses Winkels auch die Höhe der Spreizkraft eingestellt werden kann. Ein zwischengeschalteter Spreizkolben bietet den Vorteil, daß an der von dem Rohr abgewandten Stirnseite eine durchmessergrößere Ring-Kolbenfläche vorgesehen sein kann. Hierdurch wird eine zusätzliche Anpreßkraft auf das Verbindungselement geschaffen, so daß mit steigendem Fluiddruck (Prüfdruck) der Spreizkolben in Richtung auf das Verbindungselement gedrückt wird und die Haltekraft des Reibschlusses proportional mit dem Prüfdruck erhöht wird.In a preferred embodiment, the connecting element is divided into segments with three or four radial slots, which are held in the open position by one or more clamping/sealing rings. The ring wedge surfaces have an inclination of approximately 30° towards the connecting element (in the version as an internal or external connection), whereby the level of the spreading force can also be adjusted by varying this angle. An intermediate spreading piston offers the advantage that a larger diameter ring piston surface can be provided on the end face facing away from the pipe. This creates an additional contact force on the connecting element, so that as the fluid pressure (test pressure) increases, the spreading piston is pressed towards the connecting element and the holding force of the frictional connection is increased proportionally to the test pressure.
In vorteilhafter Weise ist eine der Ring-Keilflächen in bzw. an einer Schnellwechsel-Hülse ausgebildet, so daß in Anpassung an den jeweiligen Rohrdurchmesser eine einfache Auswechselung des Verbindungselements und Montage möglich ist.Advantageously, one of the ring wedge surfaces is formed in or on a quick-change sleeve, so that the connecting element can be easily replaced and assembled in accordance with the respective pipe diameter.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Schnellanschlußkupplung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierbei zeigen:Two examples of the quick-connect coupling are explained and described in more detail below using the drawings. Shown here:
Fig. 1 einen Schnellanschlußkupplung zum außenseitigen Ankuppeln an ein Glattrohr in einer Halbschnitt-Darstellung; undFig. 1 a quick-connect coupling for external coupling to a smooth pipe in a half-section; and
Fig. 2 eine Schnellanschlußkupplung in ihrem Anschlußbereich zum innenseitigen Ankuppeln an ein Rohr.Fig. 2 a quick-connect coupling in its connection area for internal coupling to a pipe.
In Fig. 1 ist im Halbschnitt eine Schnellanschlußkupplung 1 dargestellt, die als Bestandteile ein rohrförmiges Gehäuse 2 und eine Betätigungseinrichtung 3 aufweist. Das Gehäuse 2 ist hier an der rechten Seite mit einem Gewindeanschluß versehen, an dem Prüfmedium mittels eines Schlauches angeschlossen werden kann und dann das Gehäuse 2 durchströmt. An der hier linken Seite wird, wie strichliert angedeutet, ein Glattrohr 11 eingesteckt bzw. die Schnellanschlußkupplung 1 auf dieses Glattrohr 11 aufgesteckt. An dieser hier linken Seite ist als Bestandteil des Gehäuses 2 eine Schnellwechselhülse 2a vorgesehen, in der ein hülsenförmiges Verbindungselement 6 mit Radialschlitzen 6a zur Bildung von Segmenten gelagert ist. Die Ausbildung als Schraubhülse 2a dient hierzu, das Verbindungselement 6 in Anpassung an den jeweiligen Rohrdurchmesser des Glattrohres 11 schnell austauschen zu können.In Fig. 1, a quick-connect coupling 1 is shown in half section, which has a tubular housing 2 and an actuating device 3 as components. The housing 2 is provided with a threaded connection on the right-hand side, to which the test medium can be connected using a hose and then flows through the housing 2. On the left-hand side, a smooth tube 11 is inserted, as indicated by dashed lines, or the quick-connect coupling 1 is plugged onto this smooth tube 11. On this left-hand side, a quick-change sleeve 2a is provided as part of the housing 2, in which a sleeve-shaped connecting element 6 with radial slots 6a is mounted to form segments. The design as a screw sleeve 2a serves to enable the connecting element 6 to be quickly replaced in adaptation to the respective pipe diameter of the smooth tube 11.
Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein axial verschiebbarer Kolben gelagert und an der Innenwandfläche des Gehäuses 2 geführt. Hierbei ist der Kolben 4 von einer Druckfeder 5 zur Anschlußstellung bzw. zum Glattrohr 11 hin beaufschlagt. Dabei wird das Verbindungselement 6 durch zwei sich gegenüberliegende Ring-Keilfläche 7b und 2b zusammengespreizt. Die eine Ring-Keilfläche 7b kann hierbei auch am vorderen Ende des Kolbens 4 vorgesehen sein, so daß dieser dann einteilig ausgebildet wäre, während die zweite Ring-Keilfläche 2b an bzw. in der Schnellwechsel-Schraubhülse 2a angeordnet.An axially displaceable piston is mounted inside the housing 2 and guided on the inner wall surface of the housing 2. The piston 4 is acted upon by a compression spring 5 towards the connection position or towards the smooth tube 11. The connecting element 6 is spread apart by two opposing ring wedge surfaces 7b and 2b. The one ring wedge surface 7b can also be provided at the front end of the piston 4, so that this would then be formed in one piece, while the second ring wedge surface 2b is arranged on or in the quick-change screw sleeve 2a.
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In bevorzugter Ausführung wird eine zweiteilige Bauweise gewählt, nämlich indem an dem vorderen Ende des Kolbens 4 ein Spreizkolben 7 aufgesetzt ist. Dies ermöglicht insbesondere die Ausführung aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise indem für die reibbelasteten Ring-Keilflächen 2b und 7b gehärteter Stahl verwendet wird, während für den Kolben 4 und das Gehäuse 2 ein Material geringerer Verschleißfestigkeit ausreicht, z.B. Aluminium zur Gewichtsreduzierung.In a preferred embodiment, a two-part design is chosen, namely by placing an expansion piston 7 on the front end of the piston 4. This enables the design to be made from different materials, for example by using hardened steel for the friction-loaded ring wedge surfaces 2b and 7b, while a material with lower wear resistance is sufficient for the piston 4 and the housing 2, e.g. aluminum to reduce weight.
Weiterhin ist an dem Spreizkolben 7 eine Ring-Kolbenfläche 7a gebildet, die für das Prüfmedium (Fluid) durch den Ringspalt zwischen dem Spreizkolben 7 und dem Kolben 4 zugänglich ist. Hierdurch wird der Spreizkolben 7 proportional zu dem anliegendem Druck nach vorne zum Verbindungselement 6 hin gedrückt, also mit höherem Prüfdruck eine höhere Anpreßkraft auf das Verbindungselement 6 ausgeübt, so daß zugleich dessen Haltekraft auf dem Glattrohr 11 in etwa proportional ansteigt.Furthermore, an annular piston surface 7a is formed on the expansion piston 7, which is accessible to the test medium (fluid) through the annular gap between the expansion piston 7 and the piston 4. As a result, the expansion piston 7 is pressed forwards towards the connecting element 6 in proportion to the applied pressure, i.e. with a higher test pressure a higher contact force is exerted on the connecting element 6, so that at the same time its holding force on the smooth tube 11 increases approximately proportionally.
In Fig. 2 ist anstatt der in Fig. 1 gezeigten Außenumklammerung des Glattrohres 11 mit gleichen Bezugszeichen eine entsprechende innenseitige Verbindung oder Ankupplung gezeigt, wobei ein aufspreizbarer "Verbindungsstopfen" von innen an der Rohrwandung angreift. In diesem Falle sind die beiden sich gegenüberliegenden Ring-Keilflächen 2b und 7b nach außen hin (von der Zentralachse weg gerichtet) angeordnet, um die Segmente des Verbindungselements 6 von innen in der Anschlußstellung aufzuspreizen. Auch hier ist eine Schnellwechselung des Verbindungselementes 6 durch Lösen des die Ring-Keilfläche 2b tragenden Hülsenteils an der hier mit A gekennzeichneten Trennfläche, insbes. einer Verschraubung möglich.In Fig. 2, instead of the external clamping of the smooth pipe 11 shown in Fig. 1, a corresponding internal connection or coupling is shown with the same reference numerals, whereby an expandable "connection plug" engages the pipe wall from the inside. In this case, the two opposing ring wedge surfaces 2b and 7b are arranged outwards (directed away from the central axis) in order to expand the segments of the connecting element 6 from the inside in the connection position. Here too, a quick change of the connecting element 6 is possible by loosening the sleeve part carrying the ring wedge surface 2b at the separating surface marked here with A, in particular a screw connection.
In der Anschlußstellung wird das hier gezeigte hülsenförmige Verbindungselement 6 in der in Fig. 1 gezeigten Außen-Ausführung zusammengespreizt ( in der Innenausführung gemäß Fig. 2 entsprechend umgekehrt nach außen aufgespreizt), wobei auch ein darin mit radialer Vorspannung eingesetzter Spann- und/oder Dichtring 8 das Verbindungselement 6 in Offenstellung zumIn the connection position, the sleeve-shaped connecting element 6 shown here is spread together in the external version shown in Fig. 1 (in the internal version according to Fig. 2, it is spread outwards in the opposite direction), whereby a clamping and/or sealing ring 8 inserted therein with radial preload also keeps the connecting element 6 in the open position for
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Einstecken des Glattrohrs 11 hält. Ein ähnlicher Dichtring 8 kann auch am Spreizkolben 7 zur Erhöhung der Abdichtwirkung vorgesehen. Ebenso können am Verbindungselement 6 zwei oder mehr derartiger Spann-/Dichtringe 8 in umlaufende Nuten 6b eingestzt werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, wobei dadurch auch der Zusammenhalt der einzelnen Segmente erhöht wird.Inserting the smooth tube 11. A similar sealing ring 8 can also be provided on the expansion piston 7 to increase the sealing effect. Likewise, two or more such clamping/sealing rings 8 can be inserted into circumferential grooves 6b on the connecting element 6, as shown in Fig. 2, whereby the cohesion of the individual segments is also increased.
Es sei darauf hingewiesen, daß das im wesentlichen ringförmig ausgebildete Verbindungselement 6 durch die beiden sich gegenüberliegenden Ring-Keil- oder Kegelflächen 2b und 7b bei Beaufschlagung vollkommen symmetrisch ohne Axialverschiebung auf der Rohrwand, also ausschließlich in Radialrichtung gespreizt wird und damit eine gleichmäßige Anlage an der Rohrwand und damit eine hohe Reibschlußkraft bezüglich des Glattrohres 11 erfolgt.It should be noted that the essentially ring-shaped connecting element 6 is spread completely symmetrically without axial displacement on the pipe wall, i.e. exclusively in the radial direction, by the two opposing ring-wedge or conical surfaces 2b and 7b when subjected to pressure, thus ensuring uniform contact with the pipe wall and thus a high frictional force with respect to the smooth pipe 11.
Die Betätigungseinrichtung 3 ist hier am Außenumfang des Gehäuses 2 gelagert und durch einen Handhebel 9 gebildet. Der Handhebel 9 ist hierbei am vorderen (hier linken) Ende des Gehäuses 2 gelagert, um somit bei einer entsprechend hohen Federkraft der Druckfeder 5 eine leichte Betätigung zu ermöglichen. Innerhalb des Handhebels 9 ist ein Betätigungsstößel 10 gelagert, der durch die Außenwandung des Gehäuses 2 hindurchgeführt ist. Das innere Ende des Betätigungsstößels 10 mit einem Kugelprofil 10a greift hierbei in eine Umfangsnut 4a des Kolbens 4 ein und drückt somit den Kolben 4 entgegen der Druckfeder 5 nach rechts, wenn der Handhebel 9 zum Gehäuse 2 hin gezogen wird. Der Kolben 4 und auch der Spreizkolben 7 sind außenseitig mit Dichtungen 12 abgedichtet ist.The actuating device 3 is mounted on the outer circumference of the housing 2 and is formed by a hand lever 9. The hand lever 9 is mounted on the front (here left) end of the housing 2 in order to enable easy actuation when the compression spring 5 has a correspondingly high spring force. An actuating plunger 10 is mounted inside the hand lever 9 and is guided through the outer wall of the housing 2. The inner end of the actuating plunger 10 with a ball profile 10a engages in a circumferential groove 4a of the piston 4 and thus presses the piston 4 to the right against the compression spring 5 when the hand lever 9 is pulled towards the housing 2. The piston 4 and also the expansion piston 7 are sealed on the outside with seals 12.
Insgesamt ergibt sich somit eine einfach zu bedienende Schnellanschlußkupplung 1 mit kompakter Bauweise und besonders hoher Haltekraft an dem Gegenanschluß in Form eines Glattrohres. Es sei darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff Glattrohr hier auch aufgebördelte Enden von Rohren oder Leitungen verstanden werden soll, beispielsweise die übliche Bauweise bei Bremsleitungen oder bei Hydraulikleitungen, die mittels desOverall, this results in an easy-to-use quick-connect coupling 1 with a compact design and a particularly high holding force on the counter connection in the form of a smooth tube. It should be noted that the term smooth tube here also refers to flared ends of pipes or lines, for example the usual design for brake lines or hydraulic lines, which are connected by means of the
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Schnellanschlusses 1 ebenfalls besonders einfach auf ihre Dichtheit überprüft werden können. Auch können die Innen- oder Außen-Umfangsflachen des Verbindungselementes 6 zur Rohrwandung hin profiliert, insbesondere geriffelt ausgebildet sein, um neben dem Reibschluß auch einen Formschluß zu erreichen. Aufgrund der ausschließlich radialen Zuhaltung werden hierdurch Riefen oder sonstige Beschädigungen vermieden.Quick connector 1 can also be checked for leaks particularly easily. The inner or outer peripheral surfaces of the connecting element 6 can also be profiled towards the pipe wall, in particular grooved, in order to achieve a positive connection in addition to the frictional connection. Due to the exclusively radial locking, scoring or other damage is avoided.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981015 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20001128 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030801 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20050927 |
|
| R071 | Expiry of right |