DE3211937A1

DE3211937A1 - Schnellanschlusskupplung

Info

Publication number: DE3211937A1
Application number: DE19823211937
Authority: DE
Inventors: Richard John Shaker Heights Ohio Medvick; Richard Charles Hudson Ohio Weber
Original assignee: Swagelok Co
Current assignee: Swagelok Co
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1982-11-25
Also published as: HK91486A; JPH056075B2; GB2096723B; GB2096723A; CA1173074A; JPS57171188A; FR2503828B1; US4378028A; SG66586G; FR2503828A1; DE3211937C2

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sioh auf das Gebiet der Fließmlttelarmaturen, insbesondere auf Schnellanschluß-Rohrkupplungen mit einem positiven (vorstehenden) Kupplungsteil und einem zugehörigen negativen (vereenkten) Kupplungstell, wobei beide Teile miteinander gekuppelt bzw. voneinander entkuppelt werden können. Die Erfindung betrifft speziell eine Rohrkupplung, welche entweder an einem Ende oder an beiden Enden abgeschlossen bzw. unterbrochen werden kann. Es ist dem !Fachmann jedoeh klar, daß die Erfindung ein breiteres Anwendungsgebiet besitzt und in anderen Umgebungen bzw. Anwendungsbereichen brauchbar ist.

Ein Typ einer erfolgreichen Schnellanschlußkupplung ist in der USA-Patentschrift 3 174 508 beschrieben· Die dort gezeigte Konstruktion ist jedoch auf eine Kupplung mit Abschluß an beiden Enden begrenzt, wo die Kupplungskonstruktion zur Verwendung bei Abschlüssen an einem einzigen Ende nicht leicht umwandelbar ist. TSn die Grundkonstruktion der USA-Patente ehr if t 3 174 508 vom Gebrauch des doppelendigen Abschlusses zum Gebrauch beim einendigen Abschluß umzuwandeln war es erforder« lieh, getrennte positive Kupplungsteilkomponenten mit besonderen Konstruktionseigenschaften zu schaffen. Dies wiederum macht es erforderlich, daß eine größere Anzahl an positiven Kupplungsteilen auf Lager gehalten werden muß, um sich dem Bedarf der Kunden angemessen anzupassen.

Ea ist daher als besonders wünschenswert betrachtet worden,, eine verbesserte Schnellanschluß-Rohrkupplungskonstruktion zu entwickeln, bei der ein gemeinsamer positiver Kupplungsteil in Verbindung mit einem negativen Kupplungsteil geschaffen wäre. Der positive Kupplungsteil sollte fähig sein^ sowohl bei Anwendungen eines einendigen Abschlusses als auoii eines zweiendigen Abschlusses verwendet zu werden, ohne dl® Notwendigkeit den Vollziehens getrennter bzw. spezieller

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maschineller Arbeiten· Die vorliegende Erfindung wird den vorstehenden Erfordernissen sowie auch anderen gerecht und schafft dadurch eine verbesserte Sohnellanschlußkonstruktion·

Die vorliegende Verbesserung bezieht eich auf eine Sohne11-anschlußkupplungsanordnung einer Art mit einem hohlen, positiven (vorstehenden) Schaftteil, welcher in einem hohlen, negativen (versetzten) Kupplungskörper aufgenommen und festgehalten wird. Der negative Körper weist ein erstes Ventil auf, welches von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung bewegt wird und zwar durch eine öffnungseinrichtung am Vorderende des positiven Teils beim Zusammenstellen der Kupplung. Der positive Teil ist so gebaut und besitzt solche Gestalt, daß er den Gebrauch bei Anwendungen sowohl des einendigen Abschlusses als auch des doppelendigen Abschlusses erleichtert. Im letzteren Falle weist der positive Teil ein zweites Ventil auf, welches in Verbindung mit dem ersten Ventil beim Zusammenstellen der Kupplung in einen Offenzustand bewegt wird.

Insbesondere weist beim allgemeinen Typ der in Rede stehenden Sehnellanschlußkupplung, der negative Kupplungskörper ein Paar längs zueinander einpassender Kupplungskörperteile bzw. -abschnitte mit einem Ventilsitz auf, welcher funktionsmäßig zwischen ihnen gelagert ist. Das erste Ventil wird mittels einer Vorspannfeder fortwährend in abdichtende Beziehung mit dem Sitz gedrückt und wird gegen die Kraft der Vorspannung vom Sitz fortbewegt durch Berührungs- bzw. Öffnungseinrichtungen, welche mit einem positiven Schaft des positiven Kupplungsabschnittes, welcher im negativen Körper aufgenommen wird, in Verbindung stehen. Der Sitz weist einen im allgemeinen zylindrischen Körper auf mit einem ersten Ende, welches im Abstand zum ersten Ventil steht, und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende, welches im Abstand zum positiven Schaft steht. Die erste Endsei+e verjüngt sich nach einwärts in das Innere des zylindrischen Körpers und definiert einen Sitzbezirk für das erste Ventil, und weist ferner dine TJmfangs-

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bördelung auf, welche sich radial aaefa aiißwärts erstem und zweitem Ende erstreckt« Diese Bördeliang ist inneren Absatzbewirken der eingepaßten Teile des negativem Körpers angeordnet, wobei zumindest axiale ATbselmitt© ö©s zylindrischen Körpers sich axial über diese inneren Absatz© hinaus in entgegengesetzten Richtungen voaeinandtr Eine Abdichtung erstreckt sich rings um tea Si-fee an jedor entgegengesetzten Stirnseiten der Bördelttng iaad bildet ©la© dichtende Verbindung zwischen einem Absatz d©s benaehtertea negativen Körperteils und der Bördelung« Das erst© Ventil b©« sitzt eine allgemein zylindrische Gestalt mit einem vorderem Endbezirk im Abstand gegen den Ventilsitz gerichtete hinteren Endbezirk größeren Durchmessers, wobei beide einen Zwischenbezirk voneinander getrennt sind· Der bezirk weist eine Abdichtung auf, welche sieh rings herum erstreckt, und der hintere Endbezirk weist eine die Vorspannfeder auf* Der zylindrische Körper des Sita©e weist einen gewissen vorbestimmten Innendurchmesser auf, wobei vordere Endbezirl·: des ersten Ventils so dimensioniert daß er selektiv hierin aufgenommen wird, wobei der hinteren Endes am Sitzbezirk angreift.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Kupplung ©im© einendig abschließende Kupplung und der hohle poeitiv© weist ein innereci Abschlußende auf, welches im positiven Kupplungskörper aufgenommen wird· Di© Eingriffe- bzw« einrichtungen weisen ein Paar zusammenpassender Vorsprung® auf, welche sich axial auswärts des AbeefaluBendes erstrecken« Jeder Vorsprung "besitzt einen ebenen Körper mit gegeaütter-=» liegenden Seitenlianten, wobei ein Üängsscfalitz eich von eiaes? Endkante zur anderen erstreckt. Die Vorsprünge sind so gelagert, daß der ü'.chlitz in Jedem Vorsprung über dem schlitzten Teil im anderen aufgenommen wird» eodaß im schnitt gesehen, ein im allgemeinen X-förmigor Aufbau definiert wird.

Gemäß einem anderen Aepekt der Erfindung ist die Kapplimg © S 155/2

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solche mit doppelendigem Abschluß, wobei der hohle positive Schaft einen abgeschrägten Sitz aufweist und ein zweites Ventil besitzt, welches mit dem abgesohrägten Sitzbezirk in abdichtende Berührung und aus abdichtender Berührung heraus bewegbar ist und zwar im Ansprechen auf das Zusammenstellen und Auseinandernehmen von positivem Schaft und einem negativen Kupplungskörper· Dieses zweite Ventil besitzt einen langgestreckter ^tab mit einem Ventilkopf am einen Ende, welcher mit dem Sitzbezirk in Eingriff kommen kann, und eine Führung am anderen Ende, welche eine Anzahl radial angeordneter Flügel bzw. Schaufeln aufweist. Diese Flügel erstrekken sich zu der Innenwandung des hohlen positiven Schaftes in gleitender Beziehung mit diesem in Nachbarschaft des Inneren Abschlußendes· Die Führung umfaßt auch Eingriffs- bzw. Öffnungeeinrichtungen, welche sich von dieser axial nach auswärts vom Abschlußende des positiven Sohaftes erstrecken« Eine Feder arbeitet zwischen einem Absatz im hohlen positiven Schaft und der Führung und legt eine Vorspannkraft an zum fortwährenden Drücken des Ventilkopfes in abdichtende Berührung mit dem Ventilsitz, und zum Bewegen der Elngr iff se inr Ichtungen axial nach auswärts des inneren Abschlußendes des positiven Schaftes.

Erfindungsgemäß soll In erster Linie eine verbesserte Schnellanschluß-Rohrkupplung geschaffen werden· Ferner soll erfindungsgemäß eine solche Kupplung geschaffen werden, bei der positive und negative Kupplungsgrundelemente dazu ausgebildet sind, entweder für einendigen Abschluß oder für doppelendigen Abschluß leicht anwendbar zu sein. Ferner soll erfindungsgemäß eine verbesserte Schnellanschluß-Rohrkupplung geschaffen werden, welche eine verbesserte Ventilanordnung Im negativen Kupplungs« körper und eine verbesserte Ventilanordnung zum Gebrauch im positiven Kupplungsteil aufweist, wenn man die Kupplung für doppelendigen Abschluß anwendet _a Weitere Ziel® und Vorteil® der Erfindung ergeben sieh für den Fachmann beim Lesen und Verstehen der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung kann In bestimmten Seilen und Anordnungen von. S 155/2

Seilen physikalische Form annehmen, wovon bevorzugte Aus-» führungBformen in dieser Beschreibung beschrieben und in den anliegenden Zeichnungen, welche einen Teil der Beschreibung bilden, veranschaulicht seien·

Fig· 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgömäBen, Sohaell« ans chluß-Rohrkupplung;

Fig· 2 ist eine Schnittanaicht des positiven, d«h· vorstehenden Kupplungsteils, wenn dieser bei einem einendigen Abschluß verwendet werden soll;

Fig· 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, jedoch mit Ventil für einen doppelendigen Abschluß;

Fig· 4 ist eine teilweise Schnittansicht, welche eine lung für einendigen Abschluß zeigt, wobei positiver und negativer Kupplungsteil verbunden, Jedoch Hiebt versperrt sind;

Fig· 5 ist eine Schnittansicht, im allgemeinen ähnlich des? Fig· 4, we lohe eine Kupplung für doppe lend igen Albschluß zeigt, wobei positiver und negativer Kupplungen teil verbunden und versperrt sind;

Fig« 6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansieht der Ventileingriffs- bzw· öffnungseinrichtung, welche bei der Atisführungsform der Fig. 2 angewandt wirdf

Fig. 7 ist eine Endansioht der Führung und Halterung, welche bei der Anordnung der Fig. 3 angewandt ist, gesehen von der rechten Seite dieser Figur; und

Fig· 8 ist eine Endansicht des hohlen zylindrischen Ventilsitzes im negativen, d.h. versenkten Kupplungsteil, gesehen von der rechten Seite der Fig. 4·

Die Zeichnungen dienen lediglich dem Zwecke der Veranacham« lichung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, ohne

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über den Rahmen der Erfindung etwas auszusagen. Fig.1 zeigt eine Schnellanschluß-Rohrkupplung A aus einem positiven Kupplungsteil B und einem negativen Kupplungsteil C, welche ineinander eingepaßt und versperrt sind.

Insbesondere weist der positive Kupplungsteil B einen mit Gewinde versehenen Bezirk 10 an seinem äußersten Ende auf (Pig. 1 und 2), vm ihn an einem (nicht gezeigten) Rohr in herkömmlicher Weise mittels dem Fachmann bekannter Einrichtungen zu befestigen. Der positive Teil ist auch mit einem langgestreckten rohrförmigen Schaftteil 12 an dem vom Gewinde 10 entgegengesetzten Ende auegestattet· Eine Umfangerille 14 mit abgeschrägten Seitenwandungen befindet eich in der äußeren Wandung des Schaftteiles 12 und der Schaftteil weist ein inneres Abschlußende 16 auf.

Der positive Kupplungsteil B ist hohl und besitzt einen langgestreckten Durchgangsweg 18, welcher sich zwischen seinen entgegengesetzten Enden erstreckt· Dieser Durchgangsweg besitzt wiederum eine erweiterte Bohrung 20 mit einer abgeschrägten Oberfläche 22 an ihrem vorderen Bezirk, welche in eine engere Bohrung 24 eintaucht, die sich längs des rohrförmigen Schaftteiles 12 erstreckt. Der abgeschrägte Bezirk 22 definiert einen Ventilsitz für doppelendige Abschlußanwendungen, wie aus Nachstehendem ersichtlich wird. Der innere Endbezirk der Bohrung 24 in Nachbarschaft des Abschlußendes 16 besitzt einen nach auswärts abgeschrägten Bezirk 26, welcher mit einem erweiterten axialen Bohrungsteil 28 verbunden ist, der wiederum mit dem noch weiter vergrößerten axialen Teil 30 in Verbindung steht, welcher am inneren Ende 16 endet. Der Bohrungsteil 30 ist dazu ausgebildet, eine Ventilöffnungeeinrichtung aufzunehmen, welche allgemein mit 40 bezeichnet ist.

Die Pig. 6 zeigt am besten die Ventilöffnungseinrichtung 40, welche aus einem Paar im wesentlichen identischer ebener Hälften 42, 44 besteht. Jede Hälfte besitzt einen Sohlitz-

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bezirk 46, welcher eich nach einwärts längs der Längeaofaee von einer Endkante bis etwa zum Mittelbezirk erstreckt® Außerdem erstrecken sich Vorspeünge 48 nach auswärts von Jeder der gegenüberliegenden Seitenkanten aus noch zu beschreibenden Gründen und Zwecken. Die Hälften 42, 44 sind an den geschlitzten Bezirken 46 ineinander aufgenommen und defl» nieren damit im Querschnitt eine im allgemeinen X-förmige Gestalt. Wie aus Pig. 2 ersichtlich, ist diese X-förmige Gestalt in dem Bohrungsteil 30 des Durchganges 18 aufgenommene Die Vorsprünge 48 Bind so bemessen, daß sie in der Bohrung eng aufgenommen werden, wobei ihre Inneren Endkanten am Bezirk der Zwisohenfläche zwischen den Bohrungsteilen 28, 30 angreifen. Auch ist die axiale Abmessung der Vorsprünge 48 so, daß sie in leichtem Abstand axial einwärts vom AbschluB«° ende 16 enden.Das Abschlußende ist dann geformt wie in Fig® 2 gezeigt, sodaß es diese Enden wie bei der Bördelung 50 diebt umschließt und dadurch die Ventilöffnungseinrichtung 40 zwange* läufig im Bohrungsteil 30 zurückhält. Ein kurzer Abschnitt der öffnungseinrichtung 40 erstreckt sich nach auswärts dee Abschlußendes 16 des Schaftes und arbeitet in einer aus nachstehenden ersichtlichen Weise«

Der positive Kupplungsteil B weist eine im allgemeinen drische Hülse 52 auf (Pig. 2), welche einen sich ringsherum erstreckenden Innenrand bzw. Absatz 54 besitzt. Der Kupplungskörper weist einen eich nach auswärts erstreckenden Absatz 56 mit einem Haltering 58 auf, welcher eich von diesem in axiales Abstand befindet und zum Zusammenwirken mit der Bördelung 54 ringe um den Kupplungskörper gelagert ist, uh eine ©rate bzw» normale Stellung für die Hülse 52 zu definieren. Eine Druckfeder 60 ist arbeitsmäßig zwischen den Absätzen 54» 56 aufgenommen, und spannt die Hülse 52 fortwährend axial des positiven Kupplungsteile gegen eine Stellung vor, wo die Hülsenbördelung 54 am Haltering 58 angreift.

Die Fig. 3 zeigt einen positiven Kupplungsteil, welcher alt dem in Fig. 2 gezeigten mit der Ausnahme identisch ist₉ daß

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er für doppelendigen Abschluß ausgebildet ist. Zur Vereinfachung der Veranschaulichung und um bestimmten zusätzlich verwendeten Komponenten Rechnung zu tragen, sind sich entsprechende Komponenten mit entsprechenden Bezugszahlen und zusätzlichem Apostroph (') versehen und neue Komponenten sind mit neuen Bezugszahlen bezeichnet·

In dieser Figur besitzt der positive Kupplungsteil B* einen langgestreckten Ventilkern 70, welcher sich durch den axialen Teil 24* des Durchganges 18* hindurch erstreckt· Ein erster Endteil 72 befindet sich an dem einen Ende des Kernes und besitzt einen Durchmesser, welcher größer ist als der des Kernes, jedoch etwas geringer ist als der Durchmesser der Bohrung 24', um die selektive axiale Aufnahme im Bohrungeteil 24* zu erleichtern. Eine ürr.fangsrille 74 befindet sich unmittelbar in Nachbarschaft des ersten Endteiles 72 und nimmt einen O-Ring 76 auf. Dieser O-Ring ist so bemessen, daß er abdichtend am abgeschrägten Sitzbezirk 22 angreift, wenn der Ventilkern in seine vorderste Stellung bewegt ist. Ein zweiter Endteil 78 befindet sich in Nachbarschaft der Rille 74 und besitzt einen äußeren Durchmesser, welcher im allgemeinen der gleiche ist wie der Außendurchmesser des O-Hinges, wodurch eine Abstützung für den O-Eing geschaffen ist. Ein Schlitz 80 befindet sich im zweiten Endteil zum Anbringen des Ventilkerns bzw. zu dessen Entfernen aus dem Zusammenhang mit dem positiven Kupplungsteil B¹, wenn dies gewünscht ist.

Das entgegengesetzte bzw. innere Ende des Kernes 70 ist bei 82 mit Gewinde versehen zum Zwecke der Schraubaufnahme eines Pührungs- und Haltegliedes 84. Das Glied 84 weist einen vorderen Vorsprung 86 auf, welcher eine Angriffs- bzw· öffnungseinrichtung definiert, und besitzt eine Anzahl radialer Rippen 88 rückwärts in Nachbarschaft hierzu· Eine Druckfeder 90 ist arbeitsmäßig zwischen Pührungs- und Halteglied 84 und dem abgeschrägten Bezirk 26* des Durch-ganges 18 eingelegt. Die Pig. 7 zeigt eine Endansicht des Haltegliedes 84 von der rechten Seite der Pig· 3» und, wie festzustellen ist, ist der

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Vorsprung 86 im allgemeinen zylindrisch, wobei drei sich in gleichem Abstand voneinander befinden· Die Rippen 88 sind so bemessen, daß sie einen wirksamen äußeren Durchmesser definieren, welcher nur wenig kleiner ist als der Innenduroh«' messer des axialen Bohrungsteils 30* am inneren Abeehlußdncle 16 · des positiven Schaftes·

Der Ventilkern 70 befindet sich in Pig· 3 unter dem Einfluß der Druckfeder 90 in Geschlossenstellung, sodaß der Q-Ring 76 in abdichtende Berührung mit dem abgeschrägten Sitzbereieh 22* bewegt ist· In diesem Zustand erstreckt sich der Vorsprung 86 axial nach auswärts des Absohlußendes 16* zur Berührung mit einem Ventilelement, welches sioh in einem negativen Kupplungsteil befindet· Dies sei nachstehend beschrieben·

Die Pig. 4 zeigt den positiven Kupplungsteil B der Pig« 2 für einendigen Abschluß in einem teilweise verbundenen? jedoch unversperrten Zustand mit dem negativen bzw· versenkten Kupplungsteil C· Was den negativen Kupplungsteil betrifft, eo weist er einen hohlen, versenkten Körper 100 mit einem Außengewindebezirk 102 an seinem einen Ende auf zwecks Anschluß an, ein (nicht gezeigtes) Rohr mittels herkömmlicher bekannter Einrichtungen· Eine im wesentlichen rohrförmige Körpereretrek« kung 104 ist mit dem Körper 100 an demjenigen Ende starr angebracht, welches dem Gewinde 102 entgegengesetzt ist«, Bei der bevorzugten Ansführungsform ist diese starre Anbringung etwa durch Gewinde 106 bewirkt, wenn auch eine zusammenhängend® Konstruktion oder eine angeschmiedete Verbindung mit Vorteil ebenfalls angewandt werden kann· Die Körpererstreckung 104 besitzt einen Zentralteil 108, weloher ein Paar axial im Abstand voneinander befindlicher, äußerer, radialer Absätze 11O₉ 112 definiert. Der Zentralteil 108 weist ferner eine Anzahl radialer, abgeschrägter Aufnahmeöffnungen 114 für Kugelsperren auf, wobei diese öffnungen im Zentralteil gebildet sind«, Diese öffnungen befinden sich umfangsmäßig rings um den Zentralteil» wobei jede öffnung kegelstumpfförmige Geetalt besitzt und die kleinsten Durchmesser der öffnungen geringer sind als die

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messer der Kugelsperren 116, welche darin gelagert sind, sodaß die Kugeln etwae in die Bohrung der Körpererstreckung 104 vorspringen zwecke letztlichen Eingriffe mit der tJmfangsrille des positiven Kupplungeteils B. Zur gleichen Zeit sind die Kugelsperren vor dem Einwärtβfallen durch die öffnungen 114 gehindert, wenn die gekuppelten positiven und negativen Kupplungsteile voneinander entkoppelt sind.

Damit die Kugelsp«rren 116 in den öffnungen 114 zurückgehalten werden, ist vorteilhafterweise eine Hülse 118 vorgesehen· Diese Hülse besitzt eine radial gerichtete Bördelung 120 in Nachbarschaft des Endes der Körpererstreckung 104 und zwar anstoßend an einen Rückhaltering 122, welcher sich an der Körpererstreckung befindet. Die Hülse 118 besitzt einen Bohrungsteil 124 in Nachbarschaft der Bördelung 120, welcher durchmessermäßig etwas größer ist als der radial benachbarte Abschnitt des Zentralteiles 108 der Körpererstreokung, und zwar für einen gleitbaren Spielraum im Bezirk der sperrungsauf nehmenden öffnungen 114· Ein vergrößerter Bohrungsteil 126 1st in der Hülse 118 in Nachbarschaft des Endes vorgesehen, welches der Bördelung 120 entgegengesetzt ist, und zwar für einen Spielraum eines etwas vergrößerten Abschnittes des Zentralteiles 108, axial zwischen den sperreaufnehmenden öffnungen 114 und dem Absatz 110. Die Hülse 118 kann somit axial des Zentralteiles 108 selektiv entfernt werden, sodaß das Ende der Hülse sich in engem Abstand zum Absatz 110 befindet·

Eine abgeschrägte Nockenfläche 128 erstreckt sich zwischen dem Bohrungsteil 124, 126· Beim Koppeln und Entkoppeln von positivem und negativem Kupplungsteil A, B, bewegt die abgeschrägte Nockenflache 128 die Kugelsperren 116 in die Berührung bzw· aus der Berührung mit der Rille 14 im rohrförmigen Schaft des positiven Teils 12. Eine Druckfeder 130 drückt normalerweise die Hülse 118 axial des Zentralteiles 108 in die sperrungsaufhebende Stellung, welohe in Pig· 4 gezeigt ist.

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Ein Ende des negativen bzw« versenkten Körpers 100 und ein innen abgestufter Bezirk auf der Körpererstreokung 104 (Fig. 4) definieren ein Paar axial Im Abstand voneinander toöfindlioher radialer Bördelungen bzw· Absätze 140, 142, welolae durch einen Teil 144 der inneren öffnung dureh die Körperer«= Streckung 104 hindurch, gegen das Äußere abgegrenzt sind* Eis. hohler, im allgemeinen zylindrischer Ventilsitz 146 befindet sich, wie gezeigt, zwischen den Absätzen 140, 142· Der Sltss weist eine innere zylindrische Oberfläche 148 und äußere zylindrische Oberfläohenteile 150, 152 auf, welche mit den inneren zylindrischen Oberflächenbezirken 154, 156 des Körpers 100 bzw. der Körporerstreckung 104 eng zusammenpassen« Eine nach auswärts sich erstreckende radiale Bördelung 158 trennt den äußeren Oberflächenteil 150, 152 des Sitzes und befindet sich zwischen den Absätzen 140, 142. Ein abgeschrägter Sitz— bezirk 160 (Fig· 4 und 8) erstreckt eich vom äußeren Ober« flächenteil 150 zur inneren Oberfläche 148 und schafft einen Sitz für ein Ventilelement in einer noch zu beschreibenden Weise.

Ein O-Eing 162 ist zwischen dem Absatz 140 und der einen Seite der Bördelung 153 aufgenommen und ein anderer O-Ring 164 1st zwischen dem Absatz 142 und der anderen Seite der BördeImng 158 aufgenommen. Noch ein anderer O-Bing 166 ist zwischen der Stirnseite des vorderen Endes des Sitzes 146 und einem Bor« delungs- bzw. Absatzbezirk auf der Körpererstreckung 104 festgehalten. Dieser O-Rlng ist so bemessen, daß er den rohrförmigen Schaftteil 12 des positiven Kupplungsteiles' B JLa, einer noch nachstehend zu betrachtenden Weise abdichtend aufnimmt«, Bei der hier besprochenen bevorzugten Ausführungeform ist der Ventilsitz 146 aus einem Metall wie etwa Messing oder rost« freiem Stahl maschinell hergestellt· Diese Materialien sind für die meisten Kupplungsanwendungen besonders erwünscht§ obgleich es möglich ist, andere Materialien anzuwenden, ©ta© damit den Bahmen der Erfindung zu verlassen·

Ein im allgemeinen zylindrisches Ventilelement 170 ist im S 155/2

negativen bzw. versenkten Körper 100 zum selektiven Zusammenwirken mit dem Sitz 146 zwischen Offenzustand und Geschlossenzustand aufgenommen· Das Ventilelement 170 besitzt einen vorderen Teil 172 mit einer im allgemeinen abgeschrägten vorderen Stirnfläche 174. Der vordere Teil 172 besitzt einen Durchmesser, welcher wenig geringer ist als der Durchmesser der inneren Oberfläche 148, sodaß er darin axial aufgenommen werden kann· Ein . 'ickwärtiger Teil 176 des Ventilelements besitzt einen Durchmesser, welcher etwas größer ist als der Innendurchmesser des Sitzes 146, sodaß er den abgeschrägten Sitzbezirk 160 selektiv berühren kann, wenn das Ventil geschlossen ist· Eine Rille 173 zwischen Vorderteil und rüokwärtigem Teil nimmt einen O-Ring 180 auf. Wenn das Ventil geschlossen ist, befindet sich dieser O-Ring in abdichtender Lage im allgemeinen an der Schnittstelle zwischen dem Sitzbezirk 160 und der Inneren Oberfläche 148 in der in Pig· 4 gezeigten Welse· Ein rückwärtiger Vorsprung 182 ist Im Ventilelement 170 aufgenommen und lokalisiert dieses in Bezug auf eine Druckfeder 184· Diese Druckfeder stellt eine arbeitsmäßige Verbindung zwischen einer Rückwand im negativen bzw. versenkten Körper 100 und dem Ventilelement selbst her zum fortwährenden Drücken des Ventilelements in die In Fig. 4 gezeigte Geschlossenstellung.

Bei der einendigen Abachlußanordnung von Pig· 4 ist der positive Kupplungsteil B im negativen Kupplungsteil C in ähnlioher Weise aufgenommen, wie sie in der USA-Patentschrift 3 174 508 beschrieben ist. Wenn also der positive Kupplungeteil eingesetzt ist, so berührt die Vent11öffnungseinrichtung 40 das Ventilelement 170 und drückt das Ventilelement nach rückwärts gegen die Vorspannkraft der Peder 184 und fort aus der abdichtenden Berührung mit dem Sitz 146. Zur gleichen Zelt erfolgt eine üoekenwirkung zwischen den Kugelsperren 116, der Hülse 118 und der Hülse 152, wie in der USA-Patentschrift 3 174 508 beschrieben u-.l auf deren Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird· Bei erfolgter Versperrung, d.h. wenn die Kugelsperren 116 in der Umfangsrille 14 des rohrförmigen

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Schaftteiles 12 aufgenommen sind, ist das Ventilelement 170 geöffnet und erlaubt einen Pließmittelstrom zwischen positivem und negativem Kupplungsteil B, C sowie zwischen ihren zugehörigen Rohren.

Die im allgemeinen X-förmige Gestalt der Yentiläffmesseinrichtung 40, wie sie oben beschrieben ist« nimmt leicht den Fließmittelstrom axial des Durchganges 18 durch das offen® Abschlußende 16 hinduroh auf« Durch diese besondere Beziehung entfällt die Notwendigkeit von kreuzgebohrten Löchern solcher Art, wie sie gemäß der OSA-Patentschrift 3 174 508 verwendet werden, wodurch ein mehr direkter Pließmittelströmungsweg und ein dichter Abstand zwischen der äußeren Oberfläche des Schaftteiles 12, des O-Ringes 166 und des Sitzes 146 erleiehtert wird· Die Bördelung 158 des Sitzes zusammen mit den O-Ringen 162, 164, schaffen verbesserte Diohtungseigenschaften im Verbindungsbezirk zwischen dem Sitz, dem Körper 100 und den Körpererstreckungen 104· Wenn positive und negative Körperteile B, C entkoppelt sind, so wird das Ventilelement 170 unter dem Einfluß der Druckfeder 184 in eine das Strömunge« mittel blockierende Stellung mit dem Sitz 146 getrieben«

Die Pig. 5 zeigt den positiven Kupplungsteil B¹, welcher unter Bezugnahme auf Pig. 3 beschrieben wurde, in voller Verbindung mit dem soeben in Pig. 4 beschriebenen negativen Kupplungsteil C. Bei dieser Anordnung ist die Vorspannkraft der Druckfeder 184 größer als die Vorspannkraft der Druckfeder 90. Wenn nun der Vorsprung 86 den vorderen Teil 172 des Ventilelements 170 berührt, so wird der Ventilkern 70 rückwärtig in den positiven Kupplungsteil B gedrückt, so daß der erste Teil 72 und der O-Ring 76 aus dem Zusammenwirken mit dem abgeschrägten Sitz 22* wegbewegt werden. Wenn die radialen Rippen 88 axial bis zu einem Punkt bewegt werden, wo sie am Zwischenflächenbezirk zwischen Bohrungsteil 28', 30* angreifen, so ist das Ventil vollkommen geöffnet. In dieser Stellung erstreckt sich der Vorsprung 86 noch nach auswärts vom Abeehlußende 16' des Schaftes, um in diesem Bezirk Pließmittelstrom in den

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Durchgang 18» aufzunehmen. Danach veranlaßt ein weiteres Einsetzen des positiven Kupplungsteiles B in den negativen Kupplungsteil C das Ventilelement 170, aua der dichtenden Berührung mit dem Ventilsitz 146 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 184, axial wegbewegt zu werden·

Bei dem in Pig. 5 gezeigten Zustand strömt das Systemfließmittel zwischen den Kupplungsteilen B¹, C und ihren zugehörigen Rohren, Ixiuem es wiederum in den Durchgang 18* des positiven Kupplungetelies B* am offenen inneren Abschlußende 16* eintritt« Die vorteilhafte Fließmittelströmungsbeziebung wie auch die vorteilhafte Beziehung zwischen dem Sitz 146 und dem positiven Schaftteil 12', wie sie oben beschrieben sind, werden auch hier erzielt· Wenn positiver und negativer Kupplungsteil B*, C en⁴koppelt und voneinander getrennt sind, so wird der O-Ring 76 In Nachbarschaft des ersten Endteiles 72 des Ventilkernes 70 in Abdichtung mit dem Sitzbezirk 22* unter dem Einfluß der Feder 90 bewegt, und das Ventilelement 170 wird unter dem Einfluß der Druckfeder 184 in eine fließmittelblockierende Stellung mit dem Sitz 146 gedrückt. Dies verhindert dann den Fließmitteletrom naoh auswärts durch jeden der Armaturteile B*, C.

Die vorliegende verbesserte Konstruktion schafft mit Vorteil einen neuen positiven Kupplungeteil B, B*, welcher zur Verwendung sowohl zu einendigen Absohlußanwendungen (Pig. 2 und 4) als auch zu doppelendigen Abschlußanwendungen (Fig· 3 und 5) leicht ausgebildet werden kann· Der besondere neue positive Kupplungsteil ermöglicht die Erzielung beider Abschlußarten durch Verwendung des gleichen positiven Basiskupplungskörpers bzw. der gleichen positiven Basiskupplungskomponenten· Dieses Ergebnis ist vom herstellungsmäßigen und erfinderischen Standpunkt höchst vorteilhaft· Außerdem ist die Fähigkeit, das Fließmittel axial durch positive Kupplungstelle B, B' von deren offenen Absohlußenden 16, 16* strömen zu lassen, höchsc vorteilhaft und gestattet die Erzielung eines besseren Zusammenwirkens zwischen dem Sitz 146

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im negativen Kupplungeteil und den rohrförmigen Schaftteile:», 12, 12* der positiven Kupplungsteile bei einendigem und doppelendigem Abschluß« Schließlich ist die Konstruktion des Sitzes 146 selbst eine Verbesserung gegenüber bisherigen Konstruktionen, welche bei dieser allgemeinen Art von Schnellanschlußkupplungen angewandt wurden und zwar insoweit, als ein besseres Abdichten zwischen dem Sitz 146 und den Komponenten des negativen Kupplungskörpers erzielt wird·

Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wied@r~ gegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Faohmann vielmehr mannigfaltige Ab«» änderungen ohne weiteres gegeben«

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Leerseite

Claims

DiPL-ING. HELMLIT BERKENFELD

PATENTANWALT _AN DER SCHANZ 2

D 5000 KÖLN 60

Swagelot Company

L J

S chnellanechlußkupplung

Patentans prüche

( 1·) Schneidenschlußkupplung mit einem hohlen, vorstehenden bzw· positiven Schaft*, welcher in einem hohlen, versenkten bzw· negativen Kupplungskörper längs aufnehmbar ist und in diesem selektiv gehalten wird, und wobei der negative Kupplungskörper ein Paar längs ineinanderpassender negativer Kupplungskörperteile mit e.inem Ventilsitz aufweist, welcher arbeitsmäßig zwischen den Teilen angeordnet ist; wobei ein erstes Ventilelement im negativen Kupplungskörper fortwährend durch eine erste Vorspannfeder in abdichtende Beziehung mit dem Sitz gedrückt wird und von dem Sitz gegen die Kraft der ersten Vorspannfeder durch öffnungseinrichtungen, welche dem poeitiven Schaft zugehören, wegbewegt wird, wenn der positive Schaft im negativen Kupplungskörper aufgenommen und längs in festhaltende Beziehung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (146) eir>en hohlen, im allgemeinen zylindrischen Körper mit einem ersten Ende im Abstand zu dem ersten Ventilelement (170), und einem entgegengesetzten Ende in axialem

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Abstand hiervon aufweist, wobei' das erste Ende eine Oberfläche besitzt, welche nach einwärts in das Innere des zylindrischen Körpers abgeschrägt ist, tun einen kegelstumpfförmigen 'Ventilsitzbezirk zu definieren, wobei der zylindrische Körper ferner eine radial nach auswärts sich erstreckende Bördelung (198) an seinem Umfang zwischen erstem und aweitem Ende besitzt Tand zwischen einem Paar gegenüberliegender Absätze (140, 142) aa einem zwischenbezirk zwischen den Körperteilen der negative» Kupplung gelagert ist, wobei die Länge des zylindrischen Körpers so ist, daß seine Abschnitte sich axial über die Alb« sätze hinaus in entgegengesetzten Richtungen voneinander erstrecken; daß eine Abdichtung, welche sich um den Umfang des zylindrischen Sitzes (146) erstreckt, zwischen Jeder der gegenüberliegenden Seiten der Bördelung und einem benachbarten Absatz gelagert ist; und daß das erste Ventilelement (170) eine im allgemeinen zylindrische Gestalt besitzt mit einem vorderen. Endteil im Abstand zu dem Sitz (146) und mit einem Außendiiroli-* messer, welcher zumindest wenig geringer ist als der Innendurchmesser des hohlen Sitzes, sodaß er in diesem selektiT aufgenommen wird, wenn das erste Ventilelement (170) ei©h in geschlossenem Zustand befindet, wobei das erste Ventilelament ferner einen rückwärtigen Endteil (176) besitzt, welcher einen. Durchmesser aufweist, der größer ist als der vordere Endteil (172) und von diesem durch einen Zwischenteil (178) getrennt ist, wobei der rückwärtige Teil (176) ferner eine .Führung (182) für die erpte Vorspannfeder (184) aufweist und der Zwischen« teil (178) eine Dichtung (180) umfaßt, welche sich um den Umfang herum erstreckt, wobei der Durchmesser zumindest des rückwärtigen Endteiles (176) größer ist als der Innendurchmesser des Sitzes (146) um in Berührung mit dem abgeschrägten, Sitzbezirk gedrückt zu werden, wenn der positive Schaft (B) aus der Verbindung mit dem negativen Kupplungskörper (0) weggezogen wird und das erste Venilelement (170) dadurch in Geschlossenstellung unter dem Einfluß der ersten Vorspannf©site (184) bewegt wird.

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2.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz aus netall besteht und daß die Körperabschnitte so bemessen sind, daß sie in den Bezirken der Bohrungen des Körpers des negativen Kupplungsteils in Nachbarschaft der Absätze eng aufgenommen werden.
3.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie für einendigen Abschluß ausgebildet ist und der hohle positive Schaft ein inneres Abschlußende aufweist, welches im negativen Kupplungskörper aufgenommen wird, wobei öffnungseinrichtungen (40) aus einem Paar ineinanderpassender, ebener Hälften (42, 44) bestehen, die im Abschlußende aufgenommen sind und sich axial nach auswärts von diesem erstrecken, wobei diese ebenen Hälften einen Körperteil mit gegenüberliegenden Endkanten und gegenüberliegenden Seitenkanten und mit einem Schlitz (46) aufweisen, welcher sich im allgemeinen koaxial des Körperteils von einer ündkante zur anderen erstreckt, wobei die Körperteile so gelagert sind, daß der Schlitz (46) in jeder ebenen Hälfte über den ungeschlitzten Teil in der anderen Hälfte aufgenommen ist, sodaß, im Querschnitt betrachtet, eine im allgemeinen X-förmige Struktur definiert wird.
4·) Kupplung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten dieser Körperteile Anschläge aufweisen, welche mit den im Abstand voneinander befindlichen Rückhaltebezirken im inneren des hohlen positiven Schaftes zusammenwirken, um die Öffnungseinrichtungen in axialer Stellung im positiven Schaft zu halten·
5.) Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge Erstreckungsbezirke aufweisen, welche längs der Seitenkanten des Körperteils zwischen den Endkanten angeordnet sind, wobei der hohle positive Schaft an seinem Abschlußende einen kleineren Innendurchmesser besitzt als die wirksame diametrale jsrstreckung der Öffnungseinrichtungen (40) über die Erstreckungsbeasirke zur Definierung einer der Rückhalt ee inrichtungen.

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6.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine solche für doppelendigen Abschluß ist und der hohle positive Schaft einen Ventilsitz in sich aufweist, welcher nach einwärts zu einem inneren Abschlußende des Schaftee ₉ welches im negativen Kupplungskörper aufgenommen wird» abgeschrägt ist; daß ein zweites Ventil (70) im hohlen positive» Schaft aufgenommen ist und zwar aus einem abdichtenden eingriff heraus und in abdichtenden Eingriff hinein bewegbar mit dem Ventilsitz in Eeaktion auf das Zusammenstellen rand Auseinandernehmen des positiven Schaftes mit dem negatives Kupplungskörper, wobei das zweite Ventil (70) einen langgestreckten Kernteil mit einem Ventilkopf an einem Ende aiaf«= weist, welcher mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, «nd einea Führxmgsteil am anderen Ende in Nachbarschaft -ties Abschleißendes des positiven Schaftes aufweist, wobei dieser Püterangateil eine Führung besitzt, welche in gleitender Beziehung mit der Innenwandung des hohlen positiven Schaftes zusammenarbeitet; daß die öffungseinrichtung einen Vorsprung am Führungsteil besitzt, welcher sich im allgemeinen axial nach auswärts vom Ende des positiven Schaftes erstreckt; und daß eine zweite Vorspannfeder (90) zwischen dem hohlen positiven Schaft und dem Führungeteil zum fortwährenden Anlegen einer Vorspannkraft gegen das zweite Ventil (70) wirkt, um den Ventilkopf in ab« diohtende Berührung mit dem Ventilsitz zu drücken, während gleichzeitig die öffnungseinrichtungen weiter nach auswärts vom Abschlußende des positiven Schaftes fortgedrückt werden«
7·) Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß entweder Ventilkopf- oder Führungsteil mit Gewinde am Kerateil befestigt ist, um ein selektives Entfernen des zweiten Ventils (70) aus dem hohlen positiven Schaft zu erleichtern·
8.) Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekeanzeiclmet_f daß des» hohle positive Schaft einen inneren Absatz axial im Abstand und zum Abschlußende hin gerichtet aufweist, wobei das eine Ende der zweiten Vorspannfeder (90) an diesem Absatz angreift«

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9.) Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle positive Schaft einen zweiten Inneren radialen Absatz In axialem Abstand vom ersten Absatz gegen das Abschlußende zu aufweist, wobei der zweite Absatz einen größeren inneren Durchmesser besitzt als der erste Absatz und einen Anechlag für die Führung definiert, wobei die Führung am Anschlag angreift, wenn das zweite Ventil (70) einen vorbestimmten axialen Abstand einwärts des positiven Schaftes Im Ansprechen auf die öffnungseinrichtung bewegt wird, welche am ersten Ventilelement (170) angreift, wenn der positive Schaft in den negativen Kupplungskörper eingesetzt wird·

10«) Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil einen Mittelkörper bzw· Zentralkörper aufweist und die führungseinrichtung aus einer Anzahl Flügel bzw. Schaufeln besteht, welche sich radial vom Mittelkörper in gleichen Abständen ringsherum erstrecken, wobei die Schaufeln jeweils eine äußere JSndkante besitzen, welche sich axial des Kernteiles erstreckt·

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