DE3526611C2 - Vorrichtung zum Verbinden zweier versetzt gegeneinander verlaufender Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden zweier versetzt gegeneinander verlaufender Leitungen, insbesondere zum Ankuppeln einer Versorgungsleitung zwischen einer ortsfesten Vorrichtung und einer beweglichen, einen Leitungsfortsatz aufweisenden Vorrichtung.

Das genaue Zentrieren zweier miteinander zu verbindender Leitungen bereitet wegen des praktisch unvermeidbaren Versatzes der Leitungen gegeneinander, und des daraus resultierenden genauen Ausrichtens ihrer Anschlüsse, insbesondere bei schweren verfahrbaren Anlagenteilen, wie sie beispielsweise in Stahlwerken bei Pfannen- oder Kesselwagen vorkommen, große Schwierigkeiten. Die Leitungsanschlüsse müssen so miteinander gekuppelt werden, daß einerseits eine genaue, allen, zumeist rauhen Betriebsbedingungen gerecht werdende Zentrierung möglich ist und andererseits beim Ankuppeln seitliche Kräfte auf die Dichtung vermieden werden, die Undichtigkeiten und einen hohen Verschleiß hervorrufen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 06 379 ist eine Anlage mit einem Gerät zum Ausbringen flüssiger Stoffe, insbesondere Gülle, bekannt, bei der ein Kupplungsrohr mit einem Trichter senkrecht an Parallelogrammlenkern höhenverstellbar angeordnet ist, während eine Verschiebbarkeit des Trichters in axialer Richtung durch weitere Parallelogrammlenker gewährleistet ist. Der Ausgleich eines Parallelversatzes in einer horizontalen Ebene ist nicht vorgesehen.

Aus der französischen Offenlegungsschrift 2 141 454 ist des weiteren eine Füll- oder Entleerungsvorrichtung für flüssige Mineralölprodukte aufnehmende Tankwagen bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem durch eine Füllöffnung absenkbaren Teleskoprohr, das zum Ausgleich eines Versatzes der Füllöffnung gegenüber dem Teleskoprohr um eine waagerechte Achse und eine gegenüber der Teleskoprohrachse parallel versetzte senkrechte Achse schwenkbare Rohrkupplungen besitzt. Die gesamte Vorrichtung ist zusätzlich höhenverstellbar und an einem um eine waagerechte Achse schwenkbaren Arm aufgehängt. Eine abdichtende Verbindung zwischen dem Teleskoprohr und der Füllöffnung des Tankwagens ist nicht erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung insbesondere zum automatischen Ankuppeln einer Versorgungsleitung zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Teil zu schaffen, mit der sich sowohl ein Ausgleich selbst eines größeren Versatzes, d. h. ein einwandfreies Zentrieren, als auch eine gleichmäßige Belastung der Dichtung im Kupplungsbereich ohne seitliche, die Dichtung verformende Kräfte erreichen läßt.

Dieses Problem wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch eine auf einer horizon­ tal etwa achsparallel zum Leitungsfortsatz bewegliche Schiebemuffe, einen an der Schiebemuffe hängenden, um die Achse der Schiebemuffe schwenkbaren Rahmen und einen damit verbundenen Trägerrahmen für einen darin senkrecht zur Achse der Schiebemuffe lageveränderlich gelagerten Ausgleichskörper, der einen parallel mit der Schiebemuffe verstellbaren Leitungsanschluß der Versorgungsleitung aufnimmt, gelöst.

Auf diese Weise läßt sich ein selbsttätig zentrierendes Verbinden zweier Leitungsanschlüsse durch sich teilweise überlagernde, d. h. gleichzeitig stattfindende Anstell- und Verstellbewegungen der beweglichen Kupplungsteile in einer horizontalen und einer vertikalen Ebene erreichen.

Beim Anstellen der horizontal beweglichen Schiebemuffe gelangt nämlich der damit über den Trägerrahmen gleichzeitig vorwärts bewegte Ausgleichskörper über den Anschluß der Versorgungsleitung in Kontakt mit dem Leitungsfortsatz der ortsfesten Vorrichtung. Der vorzugsweise auf Wälzlagern der Schiebemuffe gelagerte Schwenkrahmen verschwenkt bei unterschiedlichen Achsrichtungen der Leitungsanschlüsse zueinander zusammen mit dem Trägerrahmen um die Schiebemuffe, während andererseits auch die Höhenlage des Ausgleichskörpers bis zu einer fluchtenden Lage der Leitungsanschlüsse verstellt wird. Nach dem Zentrieren kann entweder der Lei­ tungsanschluß aus dem Ausgleichskörper herausgerückt oder der gesamte, beispielsweise mittels Gleitplatten im Trägerrahmen gelagerte Ausgleichskörper zusammen mit dem vorkragenden Leitungsanschluß dichtend gegen den korrespondierenden Anschluß des Leitungsfortsatzes gepreßt werden.

Bei einem auf vertikalen Führungsstangen gleitenden und von Federpaketen eingeschlossenen Ausgleichskörper halten die Federpakete den Ausgleichskörper im entlasteten Zustand in einer Mittellage.

Vorzugsweise wird die Schiebemuffe auf einer horizontalen Führungsstange verschoben und sind sowohl die Führungsstan­ gen des Ausgleichskörpers als auch die Führungsstange der Schiebemuffe mit staubdichten Manschetten bzw. Dichtungsbäl­ gen versehen, die die empfindlichen Gleitflächen gegen Staub schützen.

Besonders geeignet sind doppelt beaufschlagbare Verstellzy­ linder für die Schiebemuffe und den Ausgleichskörper bzw. den Leitungsanschluß, die diese beweglichen Teile gegen den Leitungsanschluß der ortsfesten Vorrichtung anstellen bzw. wieder zurückziehen.

Das selbsttätige Zentrieren der Leitungsanschlüsse in hori­ zontaler und vertikaler Richtung läßt sich durch ein den Leitungsanschluß umgebendes Rohr unterstützen, dessen eines Ende fest mit dem Ausgleichskörper verbunden ist und dessen anderes Ende einen sich nach außen konisch erweiternden Aufnahmetrichter trägt, dem ein kegelförmiges Paßstück mit einem Anschlußende des darin angeordneten Leitungsfort­ satzes gegenüberliegt. Beim Vorwärtsbewegen der sich aus der Schiebemuffe, dem Schwenkrahmen und dem damit verbunde­ nen Trägerrahmen für den Ausgleichskörper zusammensetzende Kupplungsmechanik schiebt sich der Trichter auf den Konus des formangepaßten Kopfstückes des Leitungsanschlusses der ortsfesten Vorrichtung. Der Schwenk- und der Trägerrahmen werden dabei je nach Versatz der Leitungsanschlüsse zueinan­ der um die Schiebemuffe verschwenkt; gleichzeitig wird der Ausgleichskörper aus seiner durch die beiderseitigen Feder­ pakete auf den Führungsstangen bewirkten Mittellage gegen die Kraft entweder der unteren oder der oberen Federpakete aus seiner Mittellage verstellt. Die Anstellbewegung der Kupplungsmechanik wird erst dann unterbrochen, wenn der Trichter und das Paßstück dicht aufeinanderliegen und form­ schlüssig ineinandergreifen.

Nach Erreichen der Endlage wird der Anschluß der Versor­ gungsleitung mittels eines Anpreßzylinders, der ebenso wie der Leitungsanschluß vom Ausgleichskörper aufgenommen wer­ den kann, gegen den Anschluß des korrespondierenden Lei­ tungsfortsatzes der ortsfesten Vorrichtung gepreßt. Damit sich die beim Anpressen erzeugte Reaktionskraft aufnehmen läßt, können auf dem Rohr umfangsverteilt federgespreizte Klinkenhebel angeordnet sein, die von einem Mitnehmerring des linear beweglichen Leitungsanschlusses in Nuten des gegenüberliegenden Paßstückes eingerastet werden. Die im entlasteten Zustand durch Federn gespreizten Klinkenhebel werden beim Vorwärtsbewegen des Leitungsanschlusses mittels Nasen in die Nuten des Paßstückes eingerastet und beim weiteren Anpressen in Richtung auf den Leitungsanschluß ge­ drückt, wodurch ein kraftschlüssiges System entsteht.

Zum Aufnehmen der Reaktionskräfte kann alternativ auch ein den Leitungsanschluß gabelförmig einfassender Zentrierarm dienen, der das Kopf- bzw. Paßstück des Leitungsfortsatzes hintergreift. In diesem Fall können die Klinken entfallen, da der beispielsweise in eine Nut zwischen der Wand der zu versorgenden Vorrichtung und dem Paßstück eingreifende ga­ belförmige Zentrierarm ebenso zentrierend wie auch als Ge­ genlager zur Aufnahme der beim Anpressen entstehenden Reak­ tionskräfte wirkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit einem Leitungsfort­ satz einer feststehenden Vorrichtung gekuppelten Versorgungsleitung, teilweise geschnitten; und

Fig. 2 den Gegenstand gemäß Fig. 1 in der Vorderansicht, jedoch ohne den angekuppelten Leitungsfortsatz der feststehenden Vorrichtung.

Eine bewegliche Kupplungsmechanik 1 zum Ankuppeln einer Versorgungsleitung 2 an einen Leitungsfortsatz 3 einer ver­ fahrbaren Vorrichtung 4, beispielsweise eines Pfannen- oder Kesselwagens, weist eine Schiebemuffe 5, einen auf Wälzla­ gern 6 der Schiebemuffe 5 gelagerten Schwenkrahmen 7 für einen damit verbundenen, einen lageveränderlichen Aus­ gleichskörper 8 aufnehmenden Trägerrahmen 9 auf. Die Schie­ bemuffe 5 wird von einem daran mit seiner Kolbenstange angreifenden doppeltwirkenden Zylinder 10 auf einer beider­ seits der Schiebemuffe 5 von Dichtungsbälgen 12, beispiels­ weise Gummimanschetten, staubdicht eingeschlossenen Füh­ rungsstange 13 verstellt. Der Verstellzylinder 10 lagert drehbeweglich in einem Lagerbock 14 einer von beiderseiti­ gen U-Trägern 15 eingeschlossenen Querwand 16 einer nicht näher dargestellten ortsfesten Vorrichtung.

Im Trägerrahmen 9 sind zwei vertikale Führungsstangen 17 angeordnet, auf denen der Ausgleichskörper 8 von beidersei­ tigen Federpaketen 18 in einer Mittellage gehalten wird.

Der Ausgleichskörper 8 nimmt einen Leitungsanschluß 19 der Versorgungsleitung 2 sowie einen doppeltwirkenden Anpreß­ zylinder 20 auf. Der gegenüber dem Ausgleichskörper 8 vor­ kragende Leitungsanschluß 19 ist von einem Rohr 21 einge­ faßt, dessen eines Ende fest mit dem Ausgleichskörper 8 verbunden, beispielsweise verschweißt ist und dessen ande­ res Ende einen sich nach außen konisch erweiternden Aufnah­ metrichter 22 trägt. Umfangsverteilt sind im Rohr 21 drei Klinken 23 angeordnet, die beim Vorwärtsbewegen der Kupp­ lungsmechanik 1 in Richtung auf die gegenüberliegende verfahrbare Vor­ richtung 4 von einem als Ring ausgebildeten Mitnehmer 24 des Ausgleichskörpers 8 mit nasenartigen Vorsprüngen 25 in Nuten 26 des als konisches Paßstück 27 ausgeführten Kopfes mit einem darin zentrisch angeordneten Anschlußende 28 des Lei­ tungsfortsatzes 3 eingerückt werden.

Zum Verbinden des Anschlußendes 28 des Leitungsfortsatzes 3 mit der Versorgungsleitung 2 bewegt der Zylinder 10 die Schiebemuffe 5 auf der Führungsstange 13 in Richtung des konischen Paßstückes 27, wobei sich der Aufnahmetrichter 22 formschlüssig auf das Paßstück 27 schiebt. Je nach Versatz der Leitungen 2, 3 gegeneinander, wird der Schwenkrahmen 7 zusammen mit dem Trägerrahmen 9 und dem darin angeordneten Ausgleichskörper 8 um die Schiebemuffe 5 verdreht; gleich­ zeitig wird der Ausgleichskörper 8 gegen die Kraft entweder der unteren oder oberen Federpakete 18 auf den Führungsstan­ gen 17 aus seiner Mittellage gedrückt. Bei Erreichen des formschlüssigen Ineinandergriffs von Aufnahmetrichter 22 und Paßstück 27 wird der Zylinder 10 abgeschaltet und damit der Vorschub beendet. Danach wird der Leitungsanschluß 19 mittels des Anpreßzylinders 20 bis zu einer völligen Dicht­ lage der Leitungsanschlüsse 19 bzw. 28 gegen das Paßstück 27 gefahren, wobei der Mitnehmer 24 die Klinken 23 in die Nuten 26 des Paßstückes 27 einrückt. Es liegt dann infolge der gegen den Leitungsanschluß 19 gerichteten Klinken 23 ein kraftschlüssiges System vor, das die beim Anpressen auftretenden Reaktionskräfte aufnimmt. Das Trennen der ver­ fahrbaren Vorrichtung 4 von der Kupplungsmechanik 1 läuft in umgekehrter Folge ab.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Verbinden zweier versetzt gegeneinan­ der verlaufender Leitungen, insbesondere zum Ankuppeln einer Versorgungsleitung (2) zwischen einer ortsfesten Vorrichtung (1) und einer beweglichen, einen Leitungsfortsatz (3) aufweisenden Vorrichtung (4) gekennzeichnet durch eine auf einer horizontal etwa achsparallel zum Leitungsfortsatz (3) bewegliche Schiebemuffe (5), einen an der Schiebemuffe (5) hängenden, um die Achse der Schiebemuffe (5) schwenkbaren Rahmen (7) und einen damit verbundenen Trägerrahmen (9) für einen darin senkrecht zur Achse der Schiebemuffe (5) lageveränderlich gelagerten Ausgleichskörper (8), der einen parallel mit der Schiebemuffe (5) verstellbaren Leitungsanschluß (19) der Versorgungsleitung (2) aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkrahmen (7) auf Wälzlagern (6) der Schiebemuffe (5) lagert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskörper (8) auf vertikalen Führungsstangen (17) gleitet und beidseitig von Feder­ paketen (18) eingeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schiebemuffe (5) eine horizontale Führungsstange (13) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (12; 17) mit staubdichten Manschetten bzw. Dichtungs­ bälgen (12) versehen sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch doppelt beaufschlagbare Verstellzylinder (10; 20) für die Schiebemuffe (5) und den Ausgleichskörper (8) bzw. den Leitungsanschluß (19).

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende eines den Leitungsanschluß (19) umgebenden Rohres (21) fest mit dem Ausgleichskörper (8) verbunden ist und das andere Ende einen sich nach außen konisch weitenden Aufnahmetrichter (22) trägt, dem ein kegelförmiges Paß­ stück (27) mit einem Anschlußende (28) des darin ange­ ordneten Leitungsfortsatzes (3) gegenüberliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch auf dem Rohr (21) umfangsverteilt angeordnete, federge­ spreizte Klinkenhebel (23), die unter dem Einfluß ei­ nes Mitnehmers (24) des linear beweglichen Leitungsan­ schlusses (19) in Nuten (26) des gegenüberliegenden Paßstückes (27) einrasten.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Leitungs­ anschluß (19) gabelförmig einfassender Zentrierarm den Kopf bzw. das Paßstück (27) des Leitungsfortsatzes (3) hintergreift.