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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung zum Verbinden von Gasschläuchen,
zum Anschluß an Verbrauchsgeräte, insbesondere an Brenner und zum Anschluß an Entnahmestellen
beim autogenen Schweißen, Schneiden u.dgl., bestehend aus einem Kupplungskörper
und einem in diesen einsteckbaren Kupplungsstift.
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Die sicherheitstechnischen Anforderungen an eine solche Schlauchkupplung
ist in der deutschen Norm DIN 8544 aufgeführt. Demnach müssen sich Kupplungsstift
und Kupplungskörper leicht und zwangsläufig kuppeln lassen, wobei die Verriegelung
und das Öffnen der Gas sperre selbsttätig erfolgt. Die Verriegelung muß gegen unbeabsichtigtes
Lösen, z.B. durch Zug, Schleifen am Boden usw. hinreichend gesichert sein.
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Kupplungskörper und Kupplungsstift sollen beliebig koaxial gegeneinander
drehbar sein, um ein Aufbäumen von Schläuchen zu verhindern.
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Darüber hinaus muß der Kupplungskörper eine selbsttätige Gassperre
enthalten, die bei gelöster Kupplung einen Gasaustritt unmöglich macht.
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Wegen des Gebots eines beliebigen koaxialen Gegeneinanderdrehens des
Kupplungsstiftes und des ihn umschließenden Kupplungskörpers hat sich der Kugelverschluß
als Verbindungsglied als -zweckmäßig erwiesen.
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Andere Verbindungsmittel, z.B. die Verschraubung, setzen ein besonderes
Drehglied voraus, das wiederum Probleme der Dichtung aufwirft. Aber auch der Kugelverschluß
brachte bisher Dichtungsprobleme mit sich.
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Der Kugelverschluß erfordert ein gewisses längsaxiales Spiel, das
von der zwischen Kupplungskörper und Kupplungsstift befindlichen elastischen Dichtung
aufgefangen werden muß. Die Folge ist, daß diese Dichtung beim Einführen des Kupplungsstiftes
in den Kupplungskörper relativ stark gequetscht wird, was erstens Kraft benötigt
und zum anderen die Dichtung verschleißt.
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Außerdem leidet die Dichtung unter der gebotenen Drehfreiheit von
Kuppluhgskörper und Kupplungsstift gegeneinander; insgesamt hat die Dichtung kein
langes Leben und muß öfters inspiziert werden, um sicherzustellen, daß die zulässige
Leckrate 50 cm³/h nicht überschritten wird.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schlauchkupplung einfachen
Aufbaus, in welcher die Dichtung zwischen Kupplungskörper und Kupplungsstift stets
gleichmäßig belastet ist, und zwar auch beim Einführen und Verriegeln des Kupplungsstiftes
im Kupplungskörper. Ferner soll die Dichtung beim Verdrehen des Kupplungsstiftes
gegenüber dem Kupplungskörper und umgekehrt nicht an einem dieser Organe mitgeschleift
werden. Darüber hinaus soll das Sperrventil gleichzeitig als Gasrücktrittventil
ausgebildet sein.
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Diese Erfindungsaufgabe wird mit den in den Ansprüchen beschriebenen
Lösungsmitteln gelöst.
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Ausführungsbeispiel Anhand der Figuren wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt und erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 den Kupplungskörper einer erfindungsgemäßen Schlauchkupplung,
in einem teilweisen Längsschnitt, Figur 2 den dem Kupplungskörper Fig.1 zugeordneten
Kupplungsstift, teilweise im Längsschnitt, Figur 3 die aus dem Kupplungskörper Fig.1
und dem Kupplungsstift Fig.2 zusammengesetzte Schlauchkupplung in der Ruhestellung,
d.h.vor Öffnung des Gasflusses; gleichzeìtig die Situation der Schlauchkupplung
bei einem Gasrücktritt u n d Figur 4 die Schlauchkupplung in der Arbeitsstellung
(während des Betriebsgasflusses).
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Die auf den Figuren ersichtlichen Bezugsziffern zeigen an 1 Kupplungskörper
der Schlauchkupplung 101 Innenkonsole des Kupplungskörpers 1 2 Verjüngung des Kupplungskörpers
1 3 Gegenventilsitz 4 Rundumausnehmung am Kupplungskörper 1 5 Radialbohrungen an
der Rundumausnehmung 4 6 Stahlkugel 7 Auskragung am Kupplungskörper 1 8 Schiebehülse
9 Konsole an der Schiebehülse 8 10 zylindermantelförmiger Raum 11 Druckfeder zwischen
Kupplungskörper 1 und Konsole 9 12 ringförmige Galerie 13 ringförmiger Ventilsitz
an der Galerie 12 14 Gaseintrittsraum 15 Gasdurchgangsraum 16 Ventilkopf 17 Dichtscheibe
des Ventilkopfes 16 18 Ventilhülse des Ventilkopfes 16 19 Ventilkolben 20 Bördelung
am Becherteil des Ventilkolbens 19 21 Verjün#gung an der Ventilhülse 18
22
Ventilfeder zwischen Ventilkolben 19 und Ventilkopf 16 23 Kragen am Ventilkolben
19 24 Ventilkolbenfeder 25 Gasdurchgangskanäle im Ventilkolben 19 26 Gasaustrittsraum
des Kupplungskörpers 1 27 Sperrhülse 23 Ringkragen der Sperrhulse 27 29 Abfasung
an der Innenseite der Sperrhülse 27 30 O-Ring zwischen Ventilkolben 19 und Sperrhülse
27 31 Kupplungsstift (Fig. 2) 32 verjüngtes Einsteckteil des Kupplungsstiftes 31
33 konusförmige Auflagefläche des Kupplungsstiftes 34 Umfangsnut an dem Kupplungsstift
31 35 Überwurfmutter 36 Kragen am Kupplungsstift 31
Der zylindrische
Kupplungskörper 1 (Fig. 1) weist eine für das Aufstecken eines Schlauches oder den
Anschluß eines Gewindestutzens bestimmte Verjüngung 2 auf. An der Innenkante der
Verjüngung 2 ist ein ringförmiger Gegenventilsitz 3 ausgebildet. An dem von der
Verjüngung 2 abgewandten Teil des Kupplungskörpers 1 ist. eine Rundumausnehmung
4 ausgebildet, an deren Umfang eine Anzahl von Radialbohrungen 5 ausgeführt sind.
In jeder Radialbohrung 5 ist je eine Stahlkugel 6 eingesteckt. Am Ende des Kupplungskörpers
1 befindet sich eine Auskragung 7.
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Auf den Kupplungskörper 1 ist eine Schiebehülse 8 aufgesteckt, welche
an der Innenseite eine ringförmige Konsole 9 aufweist. Während der größere Teil
der Schiebehülse 8 mit ihrer Innenwand an dem Umfang des Kupplungskörpers 1 anliegt,
berührt die Konsole 9 die Außenwand der Rundumausnehmung 4. In dem zwischen der
Konsole 9 und der Kante der Rundumausnehmung 4 befindlichen zylindermantelförmigen
Raum 10 ist eine Druckfeder 11 angebracht, die bestrebt ist, Konsole 9 und Kupplungskörper
1 auseinanderzuhalten.
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Unmittelbar unter der Verjüngung 2 ist an der Innenwand des Kupplungskörpers
1 eine ringförmige Galerie 12 mit einem ebenfalls ringförrnigen Ventilsitz 13 ausgebildete
Durch die Ringgalerie 12 ist der Innenraum des Kupplungskörpers 1 in einen Gaseintrittsraum
14 und einen Gasdurchgangsraum 15 aufgeteilt. In die von der Ringgalerie 12 gebildete
kreisförmige Öffnung ist ein Ventilkopf 16 mit einer elastischen Dichtscheibe 17
eingesteckt. Der Ventilkopf 16 taucht mit einer an ~ ihm ausgebildeten Ventilhülse
18 in die becherförmige Verlängerung eines im Konsolenteil des Kupplungskörper 1
koaxial
verschiebbaren Ventilkolbens 19 ein. Der Becherteil des Ventilkolbens 19 greift
mit einer Bördelung 20 in eine Verjüngung 21 der Ventilhülse 18 ein; zwischen dem
Becherboden des Ventilkolbens 19 und dem Ventilkopf 16 ist eine Ventilfeder 22 angebracht,
die bestrebt ist, Ventilkopf und Ventilkolben auseinanderzuhalten.
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Der von dem Ventilkopf 16 abgewandte Teil des Ventilkolbens 19 weist
einen ringförmigen Kragen 23 auf, der in der Ausgangs-stellung von einer Ventilkolbenfeder
24 auf eine an der Innenseite des Kupplungskörpers 1 ausgebildeten Innenkonsole
101 gedrückt wird. Von dem Gasdurchgangsraum 15 führen durch den Kragen 23 des Ventilkolbens
19 mehrere Gasdurchgangskanäle 25 in den Gasaustrittsraum 26 hinein.
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Hier ist eine Sperrhülse 27 eingesteckt, die in der Ausgangsstellung
die Radialbohrungen 5 überdeckt und an den Stahlkugeln 6 anliegt. Die Sperrhülse
27 weist an ihrem dem Ventilkolben 19 zugewandten Ende einen Ringkragen 28 und an
ihrem entgegengesetzten Ende an der Innenwand eine Abfasung 29 auf. Der.Umfang des
Ringkragens 28 liegt an der Innenwand des Kupplungskörpers 1 an, während der Umfang
der restlichen Sperrhülse 27 an der Innenwand des nach der Auskragung 7 hin verengten
Gasaustrittsraumes 26 anliegt. In der Ausgangsstellung Figur 1 ruht der Ringkragen
28 der Sperrhülse 27 auf der am Übergang zwischen dem Kolbenzylinderraum des Ventilkolbens
19 und dem verengten Gasaustrittsraumes 26 gebildeten Ringkante.
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Zwischen dem Ringkragen 28, der Sperrhülse 27 und der Unterkante
des Ventilkolbens 19 ist ein O-Ring 30 angeordnet.
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Der rohrförmige Kupplungsstift 31 (Fig. 2) weist einen dem Innenquerschnitt
der Sperrhülse 27 entsprechenden verjüngten Einsteckteil 32 auf, an welchen sich
eine konusförmige Auflagefläche 33 anschließt, die der Abfasung 29 der Sperrhülse
27 angepaßt ist. Neben der Auflagefläche 33 ist eine für die teilweise Aufnahme
der Stahlkugeln 6 bestimmte Umfangsnut 34 ausgebildet. Der Kupplungsstift ist durch
eine Überwurfmutter 35 hindurchgesteckt und liegt mit einem ragen 36 an deren ringförmiger
Verstärkung an. Er kann auch andere Anschlußformen haben.
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Die aus Kupplungskörper 1 und Kupplungsstift 31 bestehende Schlauchkupplung
kommt dadurch zustande, daß der verjüngte Einsteckteil 32 des Kupplungsstiftes 31
in den Gasaustrittsraum 26 des Kupplungskörpers bis zum Anschlag auf den Ventilkolben
19 eingeführt wird, vgl. Figur 3. Hierbei liegt die konusförmige Auflagefläche 33
des Kupplungsstiftes 31 auf der Abfasung 29 der Sperrhülse 27 auf und veranlaßt
die Sperrhülse 27, der Längsaxialbewegung des Ventilkolbens 19 zu folgen. Da die
Längsaxialbewegungen der Sperrhülse und des Ventilkolbens die gleichen sind9 wird
dabei kein Druck auf den O-Ring 29 ausgeübt, der mithin drucklos und nicht-deförmiert
"mitschwimmt't. Solange der Kupplungsstift 31 noch nicht in den Kupplungskörper
1 eingeführt ist, zieht die Ventilkolbenfeder 24 über die Bördelung 20 den Ventilkopf
iC-117#est gegen den Ventilsitz 13,"v#l.
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Fig.3. Damit-ist der Ga#durc'hgangsraum;gegen den Gaseintrittsraum
geschlossen und der Betrie,#bsgasfluß -gesperrt. Dieser Ventilverschluß wird von.dem
Betrlebsgasdruck unterstützt.
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Beim Einstecken des Kupplungsstiftes 31 in den Kupplungskörpers 1
schiebt der Einsteckteil 32 den Ventilkolben 19 gegen den Federwiderstand 24 vor;
die Ventilfeder 22 bringt den Ventilkopf 16,17 zum Anschlag auf den Gegenventilsitz
3. In dieser Situation läßt das Ventil das Gas nur in Strömungsrichtung (Pfeil)
passieren, vgl. Fig.4; der von der Ventilfeder 22 verursachte Druckverlust am Gas
fluß ist dabei ohne Bedeutung.
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Frfolgt irgendwann ein Gasrucktritt, bringt der Gasrücktrittsdruck
den Ventilkopf-16,17 aus der Offenstellung Fig.4 zurück in die Verschlußstellung
Fig.3; das Ventil wirkt solange als GasrücktrittsPerre bis der Gasrücktrittdruck
abgebaut ist.
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Das nach dem Einkuppeln in Strömungsrichtung fließendes Gas kann nun
aus der Verjüngung 2 und dem Gaseintrittsraum 14 in den Gasdurchgangsraum 15 und
von dort durch die Kanäle 25 in den Kupplungsstift 31 einströmen, vgl. Fig.4.
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Die vom Kupplungsstift 31 mitgenommene Sperrhülse 27 hat die Radialbohrungen
freigegeben. Die als Verschlußorgane wirkenden Stahlkugeln 6 sind von der Konsole
9 der Schiebehülse 8 in die Umfangsnut 34 des Kupplungsstiftes 31 hineingedrückt
worden, In dieser Verschlußstellung wird die Schiebehülse 8 von der Druckfeder 11
gehalten. Die Stahlkugeln 6 bilden eine formschlüssige Verriegelung des Kupplungsstifts
31 an dem Kupplungskörper 1, die jedoch eine längsaxiale Relativdrehung nicht behindert.
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Diese Verriegelung ist eventuellen Zugkräften an den Schläuchen gegenüber
narrensicher; sie kann nur dadurch gelöst werden, daß man von Hand die Schiebehülse
8 gegen den Widerstand der Druckfeder 10 in Richtung Verjüngung 2 verschiebt. Erst
danach läßt sich der Kupplungsstift
herausziehen, dann allerdings
mühelos, da die Ventilkolbenfeder 24 auswerfen hilft. In dem Augenblick, da der
Ventilkolben 19 nicht mehr von dem Einsteckende 32 des Kupplungsstiftes 31 abgestützt
ist, drückt die Ventilkolbenfeder 24 den Ventilkolben 19 über dessen Kragen 23 gegen
die Innenkonsole 14; über die Bördelung 20 nimmt der Ventilkolben 19 den Ventilkopf
16 mit, dessen. Dichtscheibe 17 sich auf den Ventilsitz 13 legt und den Gasdurchgang
in Strömungsrichtung versperrt.
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Erfolgt bei eingestecktem Kupplungsstift in der Gasleitung unterhalb
der Schlauchkupplung ein Gasrücktritt, wird dieser von dem gegen den Gegenventilsitz
3 gedrückten Ventilkopf 16,17 aufgehalten.
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Figuren l bis 4