DE3509476C2 - Kupplung für eine Druckgasleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für eine Druckgasleitung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Im Stand der Technik gibt es viele Kupplungsarten, wie etwa die in den US-PSen 2 722 399, 2 795 438 und 3 174 774 be­ schriebenen, die sich als erfolgreich erwiesen haben. Bei solchen in großen Mengen verkauften Konstruktionen, die sich durch ihre Betriebssicherheit auszeichnen, ist das Klinken­ element als zylindrisches Segment ausgebildet. Es wird in seiner Eingriffsstellung von einer Ringfeder gehalten. Das Lösen des Klinkenelementes erfolgt über einen äußeren Ring, der innen eine Nocke trägt, die mit dem Ring von außen her mittels einer Schraube verbunden ist. Jedoch hat diese Kupp­ lungskonstruktion eine Reihe von Nachteilen: die Ringfeder ist schwierig einzubauen und kann im Laufe der Zeit ermüden; das zylindrische Element benötigt relativ viel Platz, so daß sich für die Kupplung ein großer Außendurchmesser ergibt; ein zylindrisches Segment ist relativ kompliziert herzustel­ len, da es maschinell bearbeitet und gefräst werden muß und somit relativ teuer ist; das Befestigen der nach innen vor­ springenden Nocke am äußeren Ring von außen her mittels einer Schraube stellt ebenfalls einen komplizierten Montagevorgang dar und ist dementsprechend relativ teuer; es besteht immer die Gefahr, daß sich die Schraube nach einiger Zeit lockert; und schließlich ist die Nocke ihrerseits ebenfalls relativ komplex und teuer.

Die Kosten bei der Herstellung und Montage solcher Kupplungen lassen sich beträchtlich senken mit einer Konstruktion, wie sie in der DE 32 02 313 A1 (= US-PS 4 357 037) beschrieben ist, von der die Erfindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht. Bei dieser bekannten Kupplung rastet eine aus einem rechtwinklig abgewinkelten Blechstreifen bestehende Klinke unter Federdruck mit ihrem langen Schenkel in eine kreisför­ mige Nut des Nippels ein und hält diesen fest. Die Kupplung wird von einer zylinderförmigen Kappe umgeben, die mit einem nach innen weisenden Mitnehmer am kurzen Schenkel der Klinke anliegt und bei Verdrehen aus ihrer Ruhelage die Klinke aus der Nut des Nippels heraushebt, so daß dieser freigegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Kupp­ lung derart zu verbessern, daß sie ohne Abstriche an der Zu­ verlässigkeit ihrer Betriebsweise und ihrer Durchflußkapazi­ tät mit geringeren Abmessungen und geringerem Materialaufwand sowie Gewicht herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im Gegensatz zu der aus der DE 32 02 313 A1 bekannten Kupp­ lung ist bei der Erfindung die aus einem Plattenmaterial herausgeschlagene oder ausgestanzte Klinke mit einem stumpf­ winklig abgebogenen kurzen Schenkel ausgebildet, der gegen den nach innen vorspringenden Mitnehmer weist, welcher im Falle einer Ganzmetall-Konstruktion als am Ringelement be­ festigte Niete ausgebildet ist. Als Folge dieser speziellen Formgebung der Klinke, deren kürzerer Schenkel in Richtung auf den nach innen vorspringenden Betätiger schräg ab­ gebogen ist, verschiebt der Betätiger das Klinkenelement in Richtung des kürzeren Schenkels, wenn die Kappe in Freigabe­ richtung gedreht wird. Dies wiederum bietet die Möglichkeit, den Durchmesser der Kappe beträchtlich zu reduzieren, da die Öffnungsbewegung der Klinke gegen die Federkraft mit einer Verschiebung des längeren Schenkels einhergeht, so daß der - stumpfe - Winkel der Klinke sich mehr tangential zum Innen­ umfang der Klappe bewegt und dadurch eine größere Bewegungs­ länge zur Verfügung hat. Dadurch kann der Durchmesser der Kupplung verkleinert werden. Eine Kupplung nach der Erfindung ermöglicht eine Verminderung ihres maximalen Außendurchmes­ sers um etwa 25%, eine Senkung des Gewichts um etwa 30% und eine Verminderung der Herstellungskosten um etwa 30%, sofern die Kupplung vollständig aus Metallteilen besteht.

Bei einer besonders vorteilhaften Konstruktion nach der Er­ findung wird der nach innen vorspringende Mitnehmer an der ring- oder zylinderförmigen Kappe von der Außenseite her mit­ tels einer sogenannten Blindniete befestigt, die zusätzlich zu ihrer Mitnehmerfunktion außerdem die Kappe auf dem Gehäuse sichert und sie somit am Herabfallen hindert. Diese Art der Fertigung bietet den beträchtlichen Vorteil, daß eine außer­ ordentlich rasche Montage ermöglicht wird und daß die Kupp­ lung nicht von Unbefugten auseinandergenommen werden kann. Andererseits wird jegliche für Reparaturen erforderliche Demontage extrem einfach für den Hersteller dieser Kupplungen, da die Blindniete ohne Schwierigkeiten ausgebohrt und sodann nach Beendigung der Reparatur durch eine neue ersetzt werden kann. Selbst unter heftigsten Vibrationen können sich diese Blindnieten nicht lockern, so daß also jegliche Unfallgefahr beseitigt ist.

Stellt man die Kappe als Kunststoffteil her, so kann der nach innen vorspringende Mitnehmer einstückig angeformt und mit einer schräg verlaufenden Betätigungsfläche versehen werden, die im wesentlichen parallel zu der ebenen Stirnfläche des kürzeren Schenkels der Klinke verläuft. Dies trägt dazu bei, daß die Klinke im wesentlichen in Richtung ihres kürzeren Schenkels verschoben wird, wenn die Kappe in Freigaberichtung gedreht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den bei­ liegenden Zeichnungen, die, lediglich zum Zwecke der Erläu­ terung, zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Er­ findung darstellen. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine er­ findungsgemäße Ganzmetall-Kupplung;

Fig. 2 den Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnansicht einer ausgestanzten und in die erfindungsgemäße Form gebogene Klinke;

Fig. 4 einen Grundriß der Klinke nach Fig. 3;

Fig. 5A einen Querschnitt durch eine käuflich erhältliche Blindniete, wie sie nach einer Ausgestaltung der Erfindung verwendet und als Betätiger in die Kappe der Kupplung eingesetzt wird, ehe sie verformt wird.

Fig. 5B einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 5A, wobei jedoch die Blindniete ihre verformte und gesicherte Position einnimmt;

Fig. 6 einen axialen Längsschnitt durch ein abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung;

Fig. 7 den Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Die Kupplung nach den Fig. 1 bis 4 besteht aus einem zweiteiligen hülsenförmigen Element 10, welches das Aufnahmeteil der Kupplung bildet, und aus einem rohrförmigen Element 30, welches das Einsteckteil der Kupp­ lung darstellt und die Form eines Nippels oder dgl. be­ sitzt. Das zweiteilige hülsenförmige Element 10 umfaßt ein rechtes hülsenförmiges Kupplungsteil 11, welches ein nor­ malerweise geschlossenes Ventil 40 enthält und mit einem linken hülsenförmigen Kupplungsteil 12 über eine Verschrau­ bung 13 verbunden ist. Das rechte hülsenförmige Kupplungs­ teil 11 weist eine Gewindebohrung 14 oder dgl. zum Anschluß an eine nicht dargestellte Druckleitung auf, die Druckgas führt. Die Gewindebohrung 14 steht über eine Bohrung 16 von vermindertem Durchmesser mit einer Kammer 15 in Verbindung, die das Ventil 40 enthält.

Das linke hülsenförmige Kupplungsteil 12 ist mit einer Bohrung 18 versehen, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des rohrförmigen Einsteck-Elements 30 entspricht. Die Boh­ rung 18 steht über einen Konus mit einem kurzen Bohrungsab­ schnitt 29 von vermindertem Durchmesser in Verbindung, der in die Kammer 15 führt.

Wie es sich am besten aus Fig. 2 ergibt, weist das linke Kupplungsteil 12 zwei gefräste Ausnehmungen 20 und 21 auf, die rechtwinklig zueinander stehen. Die gefräste Ausnehmung 20 schneidet die Bohrung 18, um eine direkte Ver­ bindung zwischen der Bohrung 18 und der gefrästen Ausneh­ mung 20 herzustellen.

Das rohrförmige Einsteck-Element 30 der Kupplung ist mit einer Bohrung 31 versehen, um das Druckgas weiterzu­ leiten, sobald sich das Ventil 40 öffnet, wenn das rohr­ förmige Einsteck-Element 30 der Kupplung in das hülsen­ förmige Element 10 eingeführt und dort verriegelt ist. Das rohrförmige Einsteck-Element 30 der Kupplung, bei dem es sich um eine beliebige gebräuchliche Konstruktion zum Anschluß an eine Druckleitungsverlängerung handeln kann, umfaßt einen ersten Abschnitt 32, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Bohrung 18 entspricht, und einen zweiten Abschnitt 33 von vermindertem Durchmesser entsprechend dem Bohrungsabschnitt 29. Ferner ist das rohrförmige Einsteck-Ele­ ment 30 mit einer umlaufenden Nut 35 ver­ sehen, und zwar an einer Stelle, die im wesentlichen axial mit der gefrästen Ausnehmung 20 fluchtet, wenn das rohrförmige Element 30 seine Eingriffsstellung innerhalb des hülsenförmigen Elements 10 der Kupplung einnimmt. Um Energieverluste zu vermeiden, wenn kein nippelförmiges Element 30 in das hülsenförmige Element 10 der Kupplung eingesetzt ist, wird das Ventil 40 von einer Feder 41 in seine Schließstellung verspannt, und zwar derart, daß eine ringförmige Dichtfläche 42 des Ventils an einer Packung oder Dichtung 43 anliegt, die in geeigneter Weise in einer entsprechenden Ausnehmung des linken Kupplungsteils 12 des hülsenförmigen Aufnahmeteils angeordnet ist. Eine ringför­ mige Betätigungsscheibe 44, die mit dem eigentlichen Ven­ tilkörper einstückig verbunden ist, und zwar beispiels­ weise über Rippen 45, dient als Angriffsfläche für die freie Stirnfläche des rohrförmigen Einsteck-Elements 30 der Kupplung, wenn letzteres in die Bohrung 18 eingeführt wird, um auf diese Weise das Ventil 40 zu öffnen, wenn das rohrförmige Element 30 seine verriegelte Endposition er­ reicht.

Die Verriegelungsanordnung besteht im wesentlichen ledig­ lich aus drei Teilen, nämlich einer Klinke 50 (Fig. 3 und 4), einer Schraubenfeder 53 (Fig. 1 und 2) und einer Kappe 55, die einen nach innen vorspringenden Betätiger 58 trägt. Abgesehen von Abmaßen und bestimmten Einzelheiten, die im folgenden noch vollständig erläutert werden, entspricht die insoweit beschriebene Kupplung der nach der DE 32 02 313 A1.

Jedoch besteht die Klinke 50, die nach wie vor aus ebenem Material herausgeschlagen oder ausgestanzt ist, aus einem ebenen Hauptabschnitt 51 und einem kürzeren Schenkelabschnitt 52, der gegenüber dem ebenen Hauptabschnitt 51 um einen Winkel α (Fig. 3) derart abgebogen ist, daß er gegen den nach innen vorspringenden Betätiger 58 weist. Der Winkel α kann in der Größenordnung von 60° bis 80° liegen und beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 75°. Durch das Abbiegen des kürzeren Schenkels in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Weise ist es möglich, die Gesamtdurchmesserabmaße der Kupplung zu vermindern, und zwar insbesondere den Durchmesser der Kappe 55. Dies ist wichtig bei Ganzmetall-Konstruktionen, bei denen die Einsparung an Gewicht und Material einen wesentlichen Faktor darstellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 sitzt die Kappe 55 drehbar auf einem Endabschnitt 19 des linken hülsenförmigen Kupplungsteils 12, wobei dieser Abschnitt einen derart verminderten Durchmesser aufweist, daß die Außenfläche der Kappe 55 im wesentlichen mit der Außenfläche des hülsenförmigen Elements 10 der Kupplung fluchtet. Diese Abmaßverminderung der Kupplung ist deshalb möglich, weil eine Drehung der Kappe 55 in Freigaberichtung (gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 2) dazu führt, daß der Betätiger die Klinke 50 mehr oder weniger um das freie Ende des Hauptabschnitts 51 verschwenkt, indem der kürzere Schenkelabschnitt 52 mindestens annähernd parallel zu sich selbst innerhalb des freien Raumes verschoben wird, der zwischen der Innenfläche der Kappe 55 und den sich rechtwinklig schneidenden gefrästen Ausnehmungen 20 und 21 vorhanden ist. Anders ausgedrückt, wird der kürzere Schenkelabschnitt 52 bei der Freigabebewegung der Klinke 50 im wesentlichen in und parallel zu seiner eigenen Richtung, wie durch den Winkel α angegeben, verschoben, und verschiebt dabei dementsprechend auch den Hauptabschnitt 51 etwa parallel.

Bei der bevorzugten Ausführungsform als Ganzmetall-Konstruktion wird der nach innen vorspringende Betätiger von einer käuflich erwerbbaren sogenannten Blindniete (Fig. 5A) gebildet, die aus einem Schaft 59 mit einem vergrößertem Kopf 60 und einer Hülse 61 besteht, welche den Schaft 59 umgibt und einen Flansch 62 trägt, dessen Durchmesser größer ist als das Loch in der Kappe 55, in welches die Niete eingesetzt wird. Wenn sich der Flansch 62 an die Außenseite der Kappe 55 anlegt, während der Schaft 59 nach außen gezogen wird, weitet der Kopf 60 die Hülse 61 an der Innenseite der Kappe 55 auf, bis der Schaft 59 bricht. Der Schaft 59 kann, wie in Fig. 5A dargestellt, einen Abschnitt von vermindertem Durchmesser aufweisen, um das Abreißen zu erleichtern, wenn die Hülse 61 zu der mehr oder weniger sphärischen Form 61a gemäß Fig. 5B aufgeweitet wird.

Die in dieser Weise montierte Niete dient nicht nur als Betätiger 58 zum Verschieben des kürzeren Schenkelabschnitts 52 im wesentlichen in dessen eigener Richtung, sondern sichert außerdem die Kappe 55 gegen ein Herabfallen von dem im Durchmesser verminderten Endabschnitt 19. Zusätzlich dazu verhindert sie eine Demontage durch Unbefugte, gestattet jedoch eine solche Demontage im Reparaturfall durch den Hersteller, und zwar durch einfaches Ausbohren der Niete, woraufhin die Kappe 55 von dem Endabschnitt 19 abgezogen werden kann und die verbleibenden Teile des Klinken­ mechanismus auseinandergenommen werden können.

Die erfindungsgemäße Kupplung läßt sich nicht nur einfach fertigen unter gleichzeitiger Einsparung an Material und Ge­ wicht, sondern kann auch schwierigkeitslos zusammengebaut werden. Das Ventil 40 wird innerhalb der Kammer 15 in kon­ ventioneller Weise zusammengesetzt. Weiterhin ist es lediglich erforderlich, die Klinke 50 in die gefräs­ te Ausnehmung 20 einzulegen, die Feder 53 außen auf den Hauptabschnitt 51 aufzusetzen und sodann die Kappe 55 über den Endabschnitt 19 zu schieben, während man die Feder 53 zusammendrückt. Anschließend wird die Blindniete gesetzt, indem man sie in unverformtem Zu­ stand in die Position nach Fig. 5A einschiebt und sie so­ dann gemäß Fig. 5B verformt.

Die vorliegende Erfindung, die eine Durchmesserverminde­ rung ermöglicht, ist anwendbar auch auf solche Kupplungen, bei denen die Kappe 55 nach den Fig. 1 und 2 durch einen kappenförmigen Ring 155 aus Kunststoff nach den Fig. 6 und 7 ersetzt ist. In diesen Figuren sind gleiche Teile durch entsprechende Bezugsziffern, erhöht um die Zahl 100, bezeichnet. Wie insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich, um­ faßt der nach innen vorspringende Betätiger 158, der ein­ stückig mit dem kappenförmigen Ring 155 aus Kunststoff ge­ formt ist, eine geneigte Betätigungsfläche 158a, auf die im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des kürzeren Schenkel­ abschnitts 152 verläuft, um dessen Betätigung sicherzustel­ len, und zwar durch seine Verschiebung im wesentlichen in seiner eigenen Richtung.

Der kappenförmige Ring 155 kann auf dem im Durchmesser verminderten Endabschnitt 119 durch eine randförmige Verbreiterung 157, die in eine Ringnut 125 einschnappt, und/oder durch eine ring­ förmige Klammer bzw. einen Sprengring gehalten werden. Letzteres ist nicht dargestellt.

Die Erfindung gewährleistet also durch extrem einfache Maßnahmen eine beträchtliche Einsparung an Arbeit und Ma­ terial, und zwar sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage der Kupplung. Ferner gestattet sie eine Ver­ minderung der Außenabmaße ohne Verlust an Durchflußkapa­ zität und schafft eine im Preis konkurrenzfähige Ganzme­ tall-Konstruktion, die zuverlässig arbeitet.

Claims (9)

1. Kupplung für eine Druckgasleitung mit einem hülsen­ förmigen ersten Element, das zur Zuführung von Druckgas an seinem einen Ende dient und ein federverspanntes Ventil zum Verschließen dieses einen Endes gegen eine zum anderen Ende des ersten Elementes führende Bohrung enthält; mit einem rohr­ förmigen zweiten Element, das zur Weiterleitung des Druck­ gases dient und eine Ringnut aufweist; und mit einer Verbin­ dungseinrichtung zum lösbaren Verbinden der ersten und zwei­ ten Elemente miteinander durch Einführen des rohrförmigen zweiten Elements in die Bohrung des hülsenförmigen ersten Elements unter gleichzeitigem Öffnen des Ventils, wobei die Verbindungseinrichtung folgende Merkmale umfaßt:

• - eine Klinke (50; 150), die von einem plattenförmigen Teil gebildet wird, das einen ersten, ebenen Hauptabschnitt (51; 151), der an der Feder (53, 153) anliegt und in die Ringnut (35, 135) eingreifen kann, sowie einen zweiten kürzeren, gegenüber dem Hauptabschnitt abgewinkelten Schenkelabschnitt (52; 152) aufweist und das in einem Ausschnitt des die Bohrung enthaltenden Endabschnitts (19; 119) des hülsenförmigen ersten Elements (10; 110) geführt ist und sich von der Außenseite dieses Endabschnitts quer zur Achse der Kupplung zu der Bohrung erstreckt,
• - ein ringförmiges Teil, das auf dem Endabschnitt (19; 119) des hülsenförmigen ersten Elements (10; 110) drehbar ist und einen nach innen vorspringenden Betätiger (58; 158) zum Angriff an dem abgewinkelten Schenkelabschnitt (52; 152) aufweist, um den plattenförmigen Teil bei einer Drehung des ringförmigen Teils in Freigaberichtung zu verschwenken,
• - und eine Feder (53; 153) zwischen dem ringförmigen Teil und dem plattenförmigen Teil zu dessen Verspannen in seiner Eingriffsstellung,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Endabschnitt (19; 119) des hülsen­ förmigen ersten Elements (10; 110) gegenüber dessen das Ventil (40; 140) enthaltenden Abschnitt mit einem verminderten Durch­ messer versehen ist,
und daß der kürzere Schenkelabschnitt (52; 152) gegenüber dem Hauptabschnitt (51; 151) derart stumpfwinklig abgebogen ist, daß er sich in Richtung auf den nach innen vorspringenden Betätiger (58; 158) erstreckt, wodurch der plattenförmige Teil in Freigaberichtung verschoben und so der Außendurchmesser des ringförmigen Teils relativ klein gehalten werden kann.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verminderte Durchmesser des Endabschnitts (19; 119) so gewählt ist, daß die Kupplung über der Länge des hülsen­ förmigen ersten Elements (10; 110) einschließlich dessen das ringförmige Teil tragenden Abschnitts einen im wesent­ lichen einheitlichen Außendurchmesser besitzt.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste Element (10), das zweite Element (30) und das ringförmige Teil (55) aus Metall bestehen und daß der nach innen vorspringende Betätiger (58) von einer Niete gebildet wird, die einen relativ kurzen, nach innen vor­ springenden Abschnitt aufweist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen vorspringende Abschnitt eine mindestens annähernd teilsphärische Form (61a) aufweist.

5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Niete eine Blindniete ist.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere Schenkelabschnitt (52; 152) des plattenförmigen Teils gegenüber dem Hauptab­ schnitt (51; 151) um einen Winkel (α) im Bereich von 60° bis 80° abgebogen ist.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 75° beträgt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil ein kappen­ förmiges Kunststoffelement aufweist, mit dem der nach innen vorspringende Betätiger (158) einstückig ausgebildet ist, und daß letzterer eine ebene Fläche (158a) trägt, die an der Stirnfläche des kürzeren Schenkelabschnitts (152) des plattenförmigen Teils angreifen kann, wobei diese ebene Fläche eine solche Winkellage einnimmt, daß sie min­ destens annähernd parallel zur Stirnfläche des kürzeren Schenkelabschnitts steht, wenn sie an letzterem angreift.