DE3117935C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung mit einer Ab­ sperrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Schnellkupplung ist aus der US-PS 34 23 063 bekannt. Bei dieser Schnellkupplung ist der Stecker in keiner Stellung der Absperrvorrichtung mit dem Kugelver­ schlußkörper direkt in Eingriff bringbar. Das Ende des Steckers ist zwar in der Schnellkupplung verriegelbar, dazu bedarf es jedoch einer Vielzahl von Teilen, so daß die bekannte Schnellkupplung kompliziert aufgebaut und in der Herstellung teuer ist. Bei einer solchen Schnell­ kupplung ist es in der Regel erforderlich, daß die einzel­ nen aufeinandergleitenden Flächen schon aus Gründen der Abdichtung der Strömungsmedien gegenüber der Atmosphäre genau aneinander angepaßt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnell­ kupplung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut und wirtschaftlicher herstellbar ist und eine mit bekannten Kupplungen dieser Art vergleichbare Sicherheit bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schnell­ kupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß das Ende des Steckers direkt mit dem Kugelverschlußkörper in Eingriff bringbar ist. Sowohl der Stecker als auch der Kugelver­ schlußkörper sind ohnehin in einer Schnellkupplung mit einer Absperrvorrichtung der gattungsgemäßen Art vor­ handen. Bei der erfindungsgemäßen Schnellkupplung sind deshalb zusätzliche Elemente nicht erforderlich, um das Ende des Steckers mit dem Kugelverschlußkörper zu ver­ binden. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der für den Zusammenbau der Schnellkupplung erforderlichen Teile und damit die Herstellungskosten zu verringern. Durch die Festlegung von unterschiedlichen Positionen des Hebels ist die Funktion "Öffnen und Schließen des Kugelver­ schlußkörpers" deutlich von der Funktion "Verbinden und Lösen von Stecker und Kugelverschlußkörper" getrennt. Ein unbeabsichtigtes Trennen von Stecker und Kugelver­ schlußkörper scheint damit nahezu ausgeschlossen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Schnellkupplung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Schnellkupplung mit einer Absperrvorrichtung in der Öffnungs­ stellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Schnellkupplung, seiner Steuerwelle, der Ober­ seite des Körpers, die von der Welle durch­ drungen wird und des Endes des verschwenk­ baren Betätigungshebels, welche Teile übereinander angeordnet sind,

Fig. 3, 4 und 5 aufeinanderfolgende Ansichten für jede der drei bestimmten Win­ kelstellungen der Schnellkupplung, einen waagrechten Axialschnitt des zentralen Teils der Kupplung und eine Draufsicht des auf der Oberseite des Kugelverschlußkörpers vor­ handenen Vorsprungs, wobei der ver­ schwenkbare Bedienungshebel teil­ weise weggebrochen ist, und

Fig. 6 einen Detailschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4.

Der Körper einer Buchse A einer in Fig. 1 gezeigten Schnellkupplung mit einer Absperrvorrichtung entsteht durch den Zu­ sammenbau zweier rohrförmiger Teile 1 und 2, von denen der eine in den anderen eingeschraubt ist, wobei zwischen beiden Teilen ein Dichtungsring 3 angeordnet ist. Der hintere Teil 2 kann auf dem Ende des einen der beiden zu verbindenden Leitungsrohre befestigt werden. In dem Kugel­ verschlußgehäuse C ist ein Kugelverschlußkörper 4 drehbar gelagert, der von einer Durchgangsbohrung 4a durchquert wird, bei der eine der Mündungen so ausgebildet ist, daß sie das Ende eines Steckers B aufnehmen und festhalten kann, wie dies im folgenden noch im einzelnen erläutert werden wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Teil des Kugelverschlußkörpers 4, der nach oben gedreht ist, mit einer Vertiefung 4b versehen, in die der untere Teil 5a einer senkrechten Betätigungswelle 5 eingreift, der die Form eines sechseckigen Körpers besitzt. Diese Bedienungs­ welle wird in dem Teil 1 geführt, so daß sie zusammen mit dem genannten Kugelverschlußkörper abgedichtet gedreht werden kann.

Wie im einzelnen aus den Schnitten der Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich ist, steht die Durchgangsbohrung 4a des Kugelverschlußkörpers 4 mit einer seitlichen Kammer 4c in Ver­ bindung, die ein zylindrisches Profil aufweist, das lotrecht zur Achse der genannten Durchgangsbohrung aus­ gerichtet ist, wobei der Innendurchmesser dieser Kammer 4c größer ist als derjenige des Endes der Durchgangsbohrung 4a, mit dem sie in Verbindung steht. Diese Verbindung begrenzt in dem genannten Ende ein inneres Lager mit halbrundem Profil, das in den Fig. 4 und 5 mit 4d bezeichnet ist und mit einer halbrunden Lippe 4e versehen ist.

Unter diesen Bedingungen wird deutlich, daß dann, wenn der Kugelverschlußkörper 4 in dem Kugelverschlußgehäuse C so ausgerichtet ist, daß seine Durchgangsbohrung 4a sich in der querver­ laufenden Schließposition befindet, sich die Kammer 4c axial in Richtung auf die Bohrung des Teils 1 öffnet, so daß das äußerste Ende 6 oder die zylindrische Mündung des Steckers B (Fig. 1), das mit dem zweiten Leitungsrohr in Verbindung steht, in die Bohrung 1a und dann in die genannte Kammer 4c eingeführt werden kann. Dieses Ende 6 weist eine ringförmige Vertiefung 6a auf, die einen Kopf 6b begrenzt, wobei der Radius dieser Vertiefung 6a im wesentlichen gleich dem Innen­ radius der Lippe 4e ist, die nach außen das oben genannte Lager 4d umgibt. Wenn das Ende 6 mit der Kammer 4c ein­ mal in Eingriff gebracht ist, braucht der Kugelverschlußkörper 4 nur um seine senkrechte Achse gedreht zu werden, um das Lager 4d dem Kopf 6b fortschreitend umfassen zu lassen (Fig. 4). Dieser Kopf wird schließlich durch die Lippe 4e in den Körper der Buchse an Ort und Stelle gehalten. Daraus ergibt sich, daß das Verdrehen des Kugelverschlußkörpers 4 im umgekehrten Sinn zur Freigabe des Kopfes 6b des Steckers B führt, der dann axial herausgezogen werden kann.

Derjenige Teil 5b der Betätigungswelle 5, der über das Kugelverschlußgehäuse C hinausreicht, ist in Querrichtung durchbohrt, und zwar zur Aufnahme einer Schwenkachse 7 (Fig. 1), an der das gegabelte Ende eines Bedienungshebels oder -schlüssels angelenkt ist. Die Verschwenkung dieses Hebels 8 bestimmt demnach die Verschwenkung der Betätigungswelle 5 und des Kugelverschlußkörpers 4, wobei jedoch der genannte Hebel ständig in einer vertikalen Ebene frei verschwenk­ bar ist. Federelemente 9 wie beispielsweise elastische Unterlegscheiben, die sich zwischen der Abflachung 5c der Betätigungswelle 5 und dem Boden einer Blind­ bohrung 8a des Hebels 8 befinden, führen den Hebel in die tiefere oder untere Lage zurück, indem sie sein an­ gelenktes gegabeltes Ende auf die Oberseite des Teils 1 drücken. Diese Oberseite bildet um die die Betätigungswelle 5 durch­ querende Öffnung einen ringförmigen Vorsprung 10. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist dieser Vorsprung 10 einen Zahn 11 auf, der über einen rechtwinkligen Anschlag 11a mit einer ebenen Fläche 12 verbunden ist und durch einen gegenüber­ liegenden Anschlag 11b mit einer ebenen Fläche 13. Die ebene Fläche 12 wird von einem Anschlag 14 begrenzt, auf den eine tiefere ebene Fläche 15, ein Anschlag 16 und eine ebene Fläche 17 folgt, welche sich auf einer Höhe be­ findet, die über der Höhe der oben genannten ebenen Fläche 13 liegt, mit der sie durch einen Anschlag 18 verbunden ist. Es ist zu erkennen, daß die Unterseite des gegabelten Endes des Hebels 8 hinter der Durchbohrung 8b, die von der Schwenkachse 7 durchquert wird, einen Zahn 81 besitzt, dessen freie Unterseite abgeschrägt ist, wobei einer der Ränder dieses Zahnes durch einen Anschlag 82 mit einer darüberliegenden Fläche 83 verbunden ist, während der gegenüberliegende Rand durch einen Anschlag 84 mit einer darunterliegenden Fläche 85 in Verbindung steht.

Am Hebel (8) und Kugelverschlußgehäuse C sind zusammenwirkende abgestufte Anschläge 19, 19′, 82, 84, 11a, 11b, 14, 16, 18 vor­ gesehen.

Zur Erläuterung der Funktionsweise und der Verwendungs­ möglichkeit der oben beschriebenen Schnellkupplung mit einer Absperr­ vorrichtung wird von der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Stellung aus­ gegangen. Der Kugelverschlußkörper 4 ist hier vollständig ge­ öffnet, wobei das Ende oder die Mündung seiner Durchgangsbohrung 4a den Kopf 6b des Steckers B festhält. Man erkennt, daß der Hebel 8 seinerseits in bezug auf den Teil 1 der Buchse A axial ausgerichtet ist, so daß die Fläche 85 des Hebels an der ebenen Fläche 12 des Vorsprungs 10 anliegt, während der Zahn 81 sich oberhalb der unteren ebenen Fläche 15 befindet.

Wenn die Betriebsperson den Flüssigkeitsstrom verkleinern will, der die Absperrvorrichtung durchquert, dreht sie den Hebel 8 im Gegenuhrzeigersinn, um dadurch der Durchgangsbohrung 4a eine schräge Ausrichtung zu geben, die den freien Querschnitt verringert. Jede versuchte Drehung des Hebels im entgegengesetzten Sinn muß mißlingen, da der freie Rand des Gabelendes des Hebels an dem rechtwinkligen Anschlag 11a des Zahns 11 anschlägt.

Wenn die Betriebsperson den Flüssigkeitsstrom, der den Verbindungsschieber durchquert, vollständig unterbrechen will, dann dreht sie den Hebel 8 links herum, wie es oben angedeutet worden ist, und zwar gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Winkel α, der in dem be­ trachteten Beispiel etwa 60° beträgt. Die Verschwenkung des Hebels 8 wird vollständig zum Stillstand gebracht dadurch, daß der Anschlag 82 auf den Anschlag 16 trifft (Fig. 4). Die Schräge der Durchgangsbohrung 4a des Kugelverschlußkörpers ist so gewählt, daß jegliche Drehung unterbrochen wird. Im Gegensatz dazu ist, wie in Fig. 6 dargestellt, in dieser Stellung ein kleiner Entspannungskanal 4f des Kugel­ verschlußkörpers 4 mit einem Abzug 1b des Teils 1 des Kugelverschlußgehäuses C in Überdeckung, so daß das abstromseitige Leitungs­ rohr, das mit dem Stecker B verbunden ist, entspannt wird.

In der in den Fig. 4 und 6 gezeigten Stellung bleibt der Kopf 6b des Endes 6 im Inneren des Kugelverschlußkörpers 4 verriegelt. Um Buchse A und Stecker B voneinander zu trennen, muß die Betriebsperson zunächst den Hebel 8 nach oben schwenken (Winkel β in Fig. 2, der etwa 10° beträgt), so daß der Anschlag 82 über den Anschlag 16 gleitet, woraufhin der Hebel um den Winkel γ (der etwa 30° beträgt) soweit dreht, bis das Ende des Gabelschenkels (Anschlag 19′) an dem schrägen Anschlag 11b des Zahnes 11 zur Anlage kommt (Fig. 5). Während der Verdrehung um den Winkel γ gleitet der Zahn 81 auf der ebenen Fläche 17 und hält somit den Hebel in der angehobenen Lage, wobei die Schrägfläche dieses Zahns 81 so festgelegt ist, daß ein Neigen des Hebels 8 durch Verschwenken ermöglicht wird.

Der Stecker B ist dann freigegeben und kann demzufolge axial von der Buchse A zurückgezogen werden, ohne daß Gefahr besteht, daß es plötzlich herausgeschleudert wird, und zwar aufgrund der Entspannung, die über den Kanal 4f und den Abzug 1b stattgefunden hat. Bei einem erneuten Zusammenbau des Steckers B mit der Buchse A muß, nachdem die genannten Teile in Eingriff gebracht worden sind, der Hebel 8 in die Ausgangslage zurückgebracht werden. Dieser Hebel 8 schwenkt infolge der Wirkung der Federelemente 9 nach unten, sobald er die Zwischenstellung von Fig. 4 durchlaufen hat, wobei der Zahn 81 die ebene Fläche 17 verläßt, um sich auf der ebenen Fläche 15 zu plazieren, die er ursprünglich eingenommen hatte (Fig. 1 und 3).

Es versteht sich, daß trotz der Kompliziertheit des Profils des Vorsprungs 10 und der Unterseite des Endes der Gabel des Hebels 8 der Teil 1 und der genannte Hebel leicht durch Gießen hergestellt werden können, ohne daß ein Schleifen notwendig wird. Die Herstellungs­ kosten sind trotzdem relativ niedrig, wobei seine Be­ triebssicherheit wenigstens genauso zufriedenstellend ist wie die der wesentlich teureren bekannten Konstruk­ tionen. In diesem Zusammenhang ist die Betriebssicher­ heit darin zu sehen, daß Stecker und Buchse vor dem Schließen der Absperrvorrichtung und der Entspannung der abstromseitigen Rohrleitung nicht getrennt werden können.

Claims (3)

1. Schnellkupplung mit einer Absperrvorrichtung zum Steuern des Durchflusses eines Strömungsmediums durch eine einen abstrom- und einen zustromseitigen Rohr­ abschnitt aufweisende Rohrleitung, mit einem an dem abstromseitigen Rohrabschnitt befestigten Stecker (B) und einer an dem zustromseitigen Rohrabschnitt befestigten Buchse (A), die ein Kugelverschlußgehäuse (C) aufweist, in dem ein eine Durch­ gangsbohrung (4a) aufweisender und mittels eines Hebels (8) betätigbarer Kugelverschlußkörper (4) so angeordnet ist, daß eine Trennung von Buchse (A) und Stecker (B) nur möglich ist, wenn der Kugelverschlußkörper (4) ge­ schlossen und der abstromseitige Rohrabschnitt durch eine Verbindung zur Atmosphäre hin ent­ spannt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Durchgangsbohrung (4a) derart aus­ gebildet und angeordnet ist, daß das eine Ende (6) des Steckers (B) mit dem Kugelverschlußkörper (4) in Ein­ griff bringbar ist, wenn sich der Kugelverschlußkörper (4) in der Schließstellung befindet, und in dem Kugelver­ schlußkörper (4) zurückgehalten ist, wenn sich der Kugel­ verschlußkörper (4) in der Öffnungsstellung befindet, und daß an Hebel (8) und Kugelverschlußgehäuse (C) zusammen­ wirkende abgestufte Anschläge (19, 19′, 82, 84; 11a, 11b, 14, 16, 18) vorgesehen sind, die in einer ersten Position des Hebel (8) den Drehbereich des Kugelverschlußkörpers (4) zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung und in einer zweiten Position des Hebels (8) bei geschlossenem Kugelverschlußkörper (4) den Drehbereich zum Verbinden und Lösen von Stecker (B) und Kugelverschlußkörper (4) festlegen.

2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgangsbohrung (4a) einen Innendurchmesser hat, der kleiner als der Außendurchmesser des einen Endes (6) des Steckers (B) ist, und daß die Durchgangsbohrung (4a) mit einer inneren zylindrischen Kammer (4c) des Kugelverschlußkörpers (4) in Verbindung steht, die lotrecht zur Längsachse der Durchgangsbohrung (4a) ausgerichtet ist und mit der Durchgangsbohrung (4a) ein halbzylindrisches Lager (4d) begrenzt, das eine Lippe (4e) aufweist, die durch eine Drehung des Kugelverschlußkörpers (4) mit einer am Ende (6) des Steckers (B) vorgesehenen ringförmigen Vertiefung (6a) zum Zurückhalten des Endes (6) in dem Kugelverschluß­ körper (4) in Eingriff bringbar ist.

3. Schnellkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Anschläge (11a, 11b, 14, 16, 18) an einem Vorsprung (10) ausgebildet ist, der sich an der Außenwand des Kugelverschlußgehäuses (C) eine Be­ tätigungswelle (5) des Kugelverschlußkörpers (4) umgebend befindet, daß ein anderer Teil der Anschläge (19, 19′, 82, 84) an wenigstens einer dem Vorsprung (10) gegenüberliegenden Fläche (83, 85) des Hebels (8) ausgebildet ist, daß der Hebel (8) drehfest mit der Betätigungswelle (5) verbunden, jedoch an dieser mittels einer lotrecht zur Drehachse des Kugelverschlußkörpers (4) angeordneten Schwenkachse (7) schwenkbar ist, um über die abgestuften Anschläge (14, 16, 18) des Vorsprungs (10) gleiten zu können, und daß Federelemente (9) vorgesehen sind, durch die der Hebel (8) auf den Vorsprung (10) hin belastet ist, um eine gegenseitige Berührung zumindest eines Teils der Anschlagflächen sicherzustellen.