DE3313257A1

DE3313257A1 - Schnellverschlusskupplung

Info

Publication number: DE3313257A1
Application number: DE19833313257
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5600 Wuppertal Momberg
Original assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Kurt Walther GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-25
Also published as: DE3313257C2

Description

Schnei Iverschluß kupplung

Die Erfindung betrifft eine Schnellverschlußkupplung mit zwei ineinandersteckbaren Kupplungshälften, von denen die eine ein Steckteil besitzt und die andere mit radial ausweichbar gelagerten, in einen Verriegelungsraum der einen Kupplungshälfte eingreifenden Sperrkugeln ausgestattet ist, welche in Kupplungsstellung von einer Schulter der anderen Kupplungshälfte in Richtung eines Eingriffs in den Verriegelungsraum belastet, und in Freigabestellung aus diesem aussteuerbar sind.

-'Aufgabe der Erfindung ist es, eine bspw.· Betankungsmedium führende Leitungen verbindende Kupplung dieser Art in herstellungstechnisch vorteilhafter Weise so auszubilden, daß die Kupplungshälften bei an den Leitungen wirkender Zugbelastung, beispielsweise wenn der Benutzer vergessen hat, den Betankungsschlauch vom fahrzeugseitigen Betankungsstutzen zu lösen, zerstörungsfrei so voneinander getrennt werden, daß keine Leckverluste auftreten.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. 20

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verschlußkupplung.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist eine gattungsgemäße Schnellverschlußkupplung von insbesondere erhöhtem Gebrauchs- und Sicherheitswert geschaffen: Die Schulter der anderen Kupplungshälfte wird über die Rastkugeln entgegen Federbelastung in die freigebende Ausweichstellung

VNR: 107212 ANR: 1044915 17 975/976 P 1/P/G 12.4.1983

verlagert. In dem oben genannten Einsatzbereich liegt die Belastung bzw. Abreißkraft bei ca. 150 N. Natürlich ist eine Abstimmung auf den jeweiligen Schnellverschluß-Kupplungstyp möglich. Die Trennung erfolgt ohne Beeinträchtigung der den Kupplungshälften einverleibten Verschlußventile und auch ohne formverändernde Belastungen an den Kupplungsteilen. Demzufolge ist die Verschlußkupplung nach dem Trennen sofort wieder kuppelbereit. Eine baulich vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch erreicht, daß die in Auswärtsrichtung ansteigende Schulter an einer abgefederten Überlast-Sicherungshülse sitzt und etwa parallel verläuft zum Anstieg der an der nur radial ausweichenden Sperrkugel anliegenden Stützfläche des Verriegelungsraumes. Unter Berücksichtigung der Vielzahl solcher Rastkugeln ergibt sich eine ausgewogene, gleichmäßige Kraftaufnahme. In vorteilhafter Weise ist die Überlast-Sicherungshülse doppelt abgefedert. Dabei ist zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß die beiden Federn unterschiedlich stark sind und die schwächere Feder sich mit ihrem anderen Ende an einem Kragen einer Kugel käfighülse abstützt. Die entsprechende Teilung der Federkräfte erlaubt es daher, die Kupplungsstellung gegen den Widerstand der schwächeren Feder herbeizuführen. Es braucht folglich nicht die Gesamtsumme der Federkräfte überwunden zu werden. Von Vorteil ist es, daß in die Abreißkraft keine Reaktionskräfte der Kupplung eingehen, z. B. durch unterschiedlich hohe Betriebsdrücke •des Mediums.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 1-3 näher erläutert. Es zeigt

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Zwischen dem Steckteil 3 der einen Kupplungshälfte I und der anderen Kupplungshälfte Il befindet sich ein Dichtring 7. Letzterer sitzt in der Ringnut 8 einer Überlast-Sicherungshülse 9, welche im inneren der anderen Kupplungshälfte Il entgegen Federbelastung begrenzt axial verlagerbar angeordnet ist.

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Fig. 1 die Schnellverschlußkupplung im Halbschnitt, und zwar in gekuppeltem Zustand.,

Fig. 2 eine Herausvergrößerung des die Überlast-Trennstelle bildenden Bereichs, gegenüber Fig. 1 erheblich vergrößert, und mit in strichpunktierten Linien dargestellter Trennphase und

Fig. 3 den Schnitt gemäß Linie IH-111 in Fig. 1.

Die dargestellte Schnellverschlußkupplung besteht aus den Kupplungs- ;

hälften I und II. '

ι i Die eine Kupplungshälfte I ist als Einsteck-Kupplungsteil gestaltet, d. h. sie besitzt ein zentral liegendes, abgestuft zylindrisch gestaltetes Steckteil 3. Letzteres greift zum Kuppeln in eine formentsprechende Einstecköffnung 4 der anderen Kupplungshälfte Il ein.

Beide Kupplungshälften I, Il gehen endseitig in je einen Schraubstutzen 5 bzw. 6 über, dies zum Anschluß an je eine nicht näher dargestellte mediumführende Leitung (bspw. für Gas) in Form eines zugfesten Tankschlauchs. ...

Im steckerseitigen, querschnittsverbreiterten Bereichs der Überlast-Sicherungshülse 9 sitzt, ebenfalls begrenzt axial verschieblich, eine Sperrkugeln 10 lagernde Kugelkäfighülse 11. Diese Hülse setzt sich steckerseitig in einen nach auswärts gerichteten Kragen 12 fort. Letzterer steht unter Wirkung einer die Kugelkäfighülse 11 in Sperrgrundstellung haltenden, die Sperrkugeln nach innen drückenden*: Schraubengangdruckfeder 13. Diese belastet anderenends die Überlast-Sicherungshülse 9, wozu sie gegen eine Ringstufe 14 derselben tritt. Das Gegenlager dieser Feder wird von einem kragenseitigen Ringbund 15 der Kugelkäfighülse gebildet.

. Die andere, der Kupplungshälfte 1 zugewandte Seite ist stufenförmig abgesetzt und wird von einem Gegenbund 16 eines begrenzt axial verschieblich gelagerten Anschlagringes 17 übergriffen. An letzterem stützt sich eine zweite die Überlast-Sicherungshülse 9 belastende Feder 18 ab. Es handelt sich auch hier um eine gegenüber der gleichwirkenden Feder 13 stärker ausgebildete Schraubengangdruckfeder, welche anderenends gegen den auswärts gerichteten Kragen 19 einer die Überlast-Sicherungshülse 9 umgebenden, zusätzlichen Hülse 20 tritt. Es ist wichtig, daß in die Abreißkraft keine Reaktionskräfte der Kupplung eingehen, z. B. durch unterschiedlich hohe Betriebsdrücke des Mediums. Aus diesem Grunde w^:rd das eigentliche, von der Überlast-Sicherungshülse 9 gebildete Kupplungsgehäuse von der Hülse 22 axialschieberähnlich umfaßt, so daß keine Reaktionskräfte in axialer Richtung durch unterschiedliche - Mediumdrücke auftreten. Beiderseits eines dortigen Querkanals 40, der an einen solchen 41 der Hülse 22 anschließt, liegen Dichtungsringe 42.

Der Kragen 19 liegt an einem Ringbund 21 der Überlast-Sicherungshülse an.

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•■ ■ - 7 - /?

Die doppelt abgefederte Überlast-Sicherungshülse 9 ist von einem äußeren, im wesentlichen zylindrischen Gehäuseabschnitt 22 überfangen. Letzterer schließt auf der dem einen Kupplungsteil I zugewandten Seite ebenengleich mit der Außenfläche des Gegenbundes 16 bzw. der des Kragens 12 ab und bildet so eine Kammer 23 für die Schraubengang-Druckfeder 18.

Im dortigen stirnseitigen Endbereich trägt der bis auf Höhe der Mantel- , fläche des Ringbundes 21 zylindrisch ausgedrehte äußere Gehäuseabschnitt 22 innenseitig einen Sprengring 24, gegen den der mit genügendem axialen Abstand χ zur Hülse 20 bzw. Ringstufe 14 angeordnete Anschlagring 17 tritt. Die Anschlagfläche läuft nach außen hin konisch zu. Der Schrägungswinkel beträgt ca. 45°. Der Abstand χ entspricht dem Steckrasthub.

Die Sperrkugeln 10 sind in gleichem Winkelabstand auf einer Querebene liegend in Querbohrungen 25 angeordnet. Die Wandungsdicke der die

Bohrungen aufweisenden kugelkäfighülse 11 ist so gewählt, daß die Sperr- j

I kugeln 10, schwimmend eingelagert, beidseitig vortreten können. Es sind

insgesamt sechs Sperrkugeln vorhanden.

ν Die Sperrkugeln 10 wirken mit einer von einer Ringschulter des Steckteils 3 gebildeten Stützfläche 26 zusammen. Die Stützfläche 26 erstreckt sich in einen Winkel von ca. 45° zur Längsmittelachse y-y der Schnellverschlußkupplung und ist von einem Ringbund 27 gebildet. Der Ringbund 27 formt, in Einsteckrichtung liegend, eine ebenfalls schräggestellte Ringschulter 28. Letztere steuert die Sperrkugeln beim Kuppeln radial

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aus. Unter Berücksichtigung der Schrägen der Ringschulter 28 und der Stützfläche 26 ergibt sich bezüglich des Ringbundes 27 ein trapezförmiges Profil mit steckteilseitig liegender Basis.

Die Stützfläche 26 ist Bestandteil·eines von einer trapezförmigen, sich nach außen hin verbreiternden Ringnut des Steckteils 3 gebildeten Verriegelungsraumes 29.

In Kupplungsstellung stützen sich die Rastkugeln 10 an einer durch eine Ausdrehung gebildeten Schulter 30 der Uberlast-Sicherungshülse 9 ab. Die Schulter 30 bildet eine in Auswärtsrichtung ansteigende Schrägfläche 31 für die Sperrkugeln 10 aus. Diese Schrägfläche 31 verläuft parallel zur Stützfläche 26, also auch in einem Winkel von ca. 45° zur Längsmittelachse y-y der Schnellverschlußkupplung.

Eine sicherungshülsenseitige Ausdrehung im Bereich der Sperrkugeln 10 führt zu einem ringnutförmigen Ausweichraum 32 für diese. Die Tiefe des Ausweichraumes ist, von der Mantelfläche der Hülse 11 aus gemessen, etwas größer als die steckteilseitige Kugel-Eintauchtiefe des Verriegelungsraumes 29. Durch Einstecken der einen Kupplungshälfte I wird die Hülse 11 leicht in Richtung des Pfeiles ζ vorverlagert. Das geschieht entgegen der Kraft der relativ schwächeren Feder 13. Die Sperrkugeln 10 werden dabei über die schrägen Flächen 31 und 28 nach auswärts gesteuert werden. Das innere Stirnende 11' der Kugelkäfighülse 11 endet dazu in einem genügenden Abstand x' vor der dortigen Querwand 32' des Ausweichraumes 32. Der Ringbund 27 überläuft die Sperrkugeln 10, die anschließend in den Verriegelungsraum 29 verrastend einschnappen.

VNR: 107212 ANR: 1044915 17 975/976 P 1/P/G 12.4.1983

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Beide Kupplungshälften tragen je ein in entkuppelter Stellung der Schneilverschlußkupplung sich_se|bst schließendes Sperrventil V 1 bzw. V 2. Letztere stehen im Sinne der Schließung unter Federbelastung. Die Federn sind mit 33 bezeichnet. Ihre, einen Durchlaßquerschnitt 34 belassenden, axial anschlagbegrenzt geführten Ventilschäfte 38 treten in Kupplungsstellung (Fig. T) mit ihren inneren Stirnseiten gegeneinander. Sie heben so die Ventile V 1 bzw. V 2 von der korrespondierenden Ventilsitzfläche 35 der Kupplungshälften I, Il ab. Der mit 36 bezeichnete, als Strich-Punkt-Linie markierte Durchflußweg wird so für den Durchlauf des Mediums frei.

Im Falle einer gewaltsamen Trennung der sich in Schließstellung befindlichen Schneilverschlußkupplung wird die Schulter 30 und somit die Überlast-Sicherungshülse 9 entgegen der Kraft der Federn 13, 18 über Sperrkugeln 10 in eine diese freigebende Quer-Ausweichstellung verlagert. Diese Situation ist in Fig. 2 in strichpunktierter Linienart gezeigt. Die radiale Bewegung der Sperrkugeln wird über die Schulter-Schrägfläche in eine axiale Bewegung der Überlast-Sicherungshülse 9 umgesetzt (entgegen Pfeilrichtung z). Die Kugelkäfighülse 11 selbst erfährt dabei praktisch keine Lageveränderung. Die Ventilschäfte 38 verlieren ihren gegenseitigen Stützhalt, so daß die Ventile V 1 und V 2 sich federbelastet schlagartig schließen. Die ausschließlich in einer nach auswärts gerichteten Komponente wirkenden Trennkräfte halten Belastungen von den Ventilbereichen fern. Die die Last aufnehmende Schulter 30 weist einen etwa dreieckförmigen Querschnitt auf, wobei die Schrägfläche 31 die Hypothenuse bildet und die parallel zur Querwand 32' liegende Ringstufe 14 eine der Katheten. Von der Innenecke 37 der Ringstufe 14 an verjüngt

VNR: 107212 ANR: 1044915 17 975/976 P 1/P/G 12.4.1983

sich die Wandungsdicke in spitzem Winkel zur Längsmittelachse y-y, geht dann aber etwa in der hälftigen Restlänge in eine rein zylindrische Partie 9¹ der Überlast-Sicherungshülse 9 über.

Um zu vermeiden, daß die Sperrkugeln 10 bei nicht eingetretenem Steckteil 3 aus ihrer Querbohrung 25 herausfallen", ist der steckerseitige Querbohrungsbereich etwas querschnittsverringert, d. h. er weist dort einen Lochdurchmesser auf, der geringer ist als der Durchmesser der Sperrkugel 10. Der Rest der Querbohrung ist zylindrisch. 10

Die Mantelwand der Kugelkäfighülse 11 erstreckt sich in einem Abstand zum Grund 32" des Ausweichraumes 32, welcher geringer ist als der Durchmesser der Sperrkugeln 10.

Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

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Claims

Carl Kurt Walther GmbH & Co. KG, Bahnstraße 43-51, 5600 Wuppertal 11

"'■"[ - ANSPRÜCHE

Π. 'Schnellverschlußkupplung mit zwei ineinandersteckbaren Kupplungshälften, von denen die eine ein Steckteil besitzt und die andere mit radial ausweichbar gelagerten, in einen Verriegelungsraum der einen Kupplungshälfte eingreifenden Sperrkugeln ausgestattet ist, welche in Kupplungsstellung von einer Schulter der anderen Kupplungshälfte in Richtung eines Eingriffs in den Verriegelungsraum belastet und in Freigabestellung aus diesem aussteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter V (30) mittels der Sperrkugeln (10) entgegen Federbelastung in die freigebende Ausweichstellung verlagerbar ist.
2. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Auswärtsrichtung ansteigende Schulter (30) an einer abgefederten Überlast-Sicherungshülse (9) sitzt und etwa parallel verläuft zum

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Anstieg der an der nur radial ausweichenden Sperrkugel (10) anliegenden Stützfläche (26) des Verriegelungsraumes (29).
3. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlast-Sicherungshülse (9) doppelt abgefedert ist (Federn 13,
4. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (13, 18) unterschiedlich stark sind und die schwächere Feder (13) sich mit ihrem anderen Ende an einem Kragen (12) einer Kugelkäfighülse (11) abstützt.

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