DE3918250A1 - Selbstdichtende anschlusskupplung vornehmlich fuer temperierfluessigkeit fuehrende leitungen an kunststoff-spritzgiesswerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstdichtende Anschluß­ kupplung, wie sie entsprechend dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 allgemein durch die DE-PS 12 29 798 bekanntge­ worden ist.

Bei der bekannten selbstdichtenden Anschluß- bzw. Rohr­ kupplung verbleibt in der Schließlage der Anordnung zwischen der steckerseitigen Stirnfläche und der korrespondierenden Stirnfläche des Muffenteils ein Ringraum, welcher durch einen Ringkörper aus saugfähigem Schaumgummi, armiert mit einer Schraubenfeder, ausgefüllt ist. Dieser Ringkörper soll sich bei Trennung der beiden Kupplungskörper nach Schließen der Ventile ausdehnen und die in dem Ringraum befindliche Flüssig­ keit aufsaugen. Auf diese Weise soll ein störendes Auslaufen von Flüssigkeit bei Trennung der Kupplung vermieden werden.

Die bekannte Kupplung wird als unbefriedigend empfunden, zumal die Saugfähigkeit eines solchen entropieelastischen Ringkörpers, selbst wenn er mit einer Schraubenfeder armiert ist, mit der Zeit nachläßt, so daß schließlich dennoch Flüssig­ keit in lästiger Weise abtropft. Dieses wäre vor allem bei Anschlußkupplungen an präzisen Kunststoff-Spritzgießwerkzeugen - insbesondere bei häufigem Werkzeugwechsel - äußerst störend.

Bei der bekannten Anschlußkupplung weisen Stecker- und Muffenteil jeweils einen in Richtung der Schließstellung an einem gehäusefesten Ventilsitz federbelasteten verschieblichen Ventilkörper auf. Für den Fall, daß die Axialführung der Ventilkörper mit der Zeit ungenau wird und Verkantungen hervor­ ruft, kann die symmetrische Öffnungsfunktion beider Ventile beeinträchtigt sein.

Insbesondere kann der Öffnungshub des einen Ventilkörpers - mit der Folge eines verminderten Strömungsquerschnittes - zu gering sein. Ein verminderter Strömungsquerschnitt ist aber wegen der gleichzeitigen Verringerung der Temperierleistung bei Spritzgießwerkzeugen unzulässig.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten selbst­ dichtenden Anschlußkupplung (DE-PS 12 29 798), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfacher als bisher aufgebaute Anschlußkupplung mit über die Benutzungsdauer unveränderlichem Strömungsquerschnitt zu schaffen. Diese Aufgabe wurde entsprechend dem Kennzeichenteil des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß entsprechend der Erfindung ventilkörpersei­ tige (stirnseitige) Kreisfläche und ventilsitzseitige (stirn­ seitige) Kreisringfläche sowohl des Steckerteils als auch des Muffenteils praktisch zwei durchgehende Gesamtkreisflächen ergeben, die in ihrer Schließlage unmittelbar vor Einleitung des Ventil-Öffnungshubes praktisch spielfrei aneinanderliegen, ist jeglicher Ringraum, in den Leckflüssigkeit übertreten könnte, von vornherein vermieden.

Dadurch, daß entsprechend der Erfindung der stecker­ seitige Ventilkörper durch den gehäusefesten muffenteilsei­ tigen Ventilkörper verschieblich ist, während das Muffenteil einen entgegen Federrückstellkraft vom Steckerteil verschieb­ lichen Ventilsitz aufweist, wird eine zwangsweise Öffnungs­ steuerung erreicht, die in gewünschter Weise unabhängig von der Benutzungsdauer der Kupplung stets denselben reproduzier­ baren Strömungsquerschnitt gewährleistet.

Die vorbeschriebene erfindungsgemäße kinematische Zuord­ nung von Ventilkörpern und Ventilsitzen ist zwar durch die DE-PS 23 20 814 an sich bekannt, jedoch ist diese bekannte Anschlußkupplung nicht selbstdichtend, da während des Löse­ vorgangs zwischen Steckerteil und Muffenteil ein relativ großer, Leckflüssigkeit aufnehmender, Ringraum verbleibt.

Die äußere Abdichtung von Stecker- und Muffenteil, d. h. die Abdichtung zwischen Stecker-Außenmantelfläche und Muffen- Innenfläche könnte an sich auf irgendeine zweckmäßige Art gelöst werden, z. B. gemäß der DE-PS 12 29 798 (vgl. Fig. 1 Pos. 17).

Die Erfindung zieht aber eine äußere Abdichtung vor, wie sie grundsätzlich durch die gattungsfremde DE-PS 34 45 129 (s. dort Fig. 3 und 4 Pos. 19, 26) im Zusammenhang mit einer Entlüftungskupplung für Druckluftleitungen vorbekannt ist. Derartige zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2-4.

Für die Funktion der erfindungsgemäßen leckfreien An­ schlußkupplung kann es erheblich sein, auf welche Weise Muffen­ teil und Kupplungsteil in ihrer Kupplungslage arretiert werden. Die Arretiervorrichtung selbst kann beispielsweise mittels vorbekannter Kugelrastverbindungen oder aber bei Vielfachkupplungen mittels äußerer Verschlüsse, beispielsweise durch Kniehebelverschlüsse, geschehen.

Da aber Steckerteil und Muffenteil bei der erfindungs­ gemäßen Anordnung mit verhältnismäßig geringem seitlichen Spiel steckverschieblich ineinandergreifen, hat es sich zur Überwindung von zu großen Einbautoleranzen als zweckmäßig erwiesen, daß bei einer Vielfach-Anschlußkupplung entweder alle Steckerteile und/oder alle Muffenteile jeweils in einer anschlußgehäuseseitigen Montageplatte quer zur Längsmittel­ achse der jeweiligen Anschlußkupplung begrenzt verschieblich, also dort etwa nach Art einer schwimmenden Lagerung, gehalten sind.

Zusammengefaßt, bestehen die wesentlichen Merkmale der Erfindung in folgendem:

Eine selbstdichtende Anschlußkupplung vornehmlich für Temperierflüssigkeit führende Leitungen an Kunststoff-Spritz­ gießwerkzeugen weist ein Muffenteil und ein korrelatives Steckerteil mit je einem Ventilsitz und je einem Ventilkörper auf, deren Schließlage federbelastet ist.

Bei jeder Ventilanordnung liegen stirnseitige Ventil­ körper-Kreisfläche und die diese umgebende ventilsitzseitige Ringfläche übergangslos in einer gemeinsamen Verschlußebene. Ventilkörper und Ventilsitz von Stecker- und Muffenteil bewegen bei dem die Flüssigkeitsleitung herstellenden Kupplungsvorgang einander wechselseitig zwangsläufig in die Ventil-Öffnungslage hinein.

Die Anschlußkupplung ist ohne zusätzlichen Bauaufwand leckfrei zu trennen und gestattet im gekuppelten Zustand einen stets gleichbleibenden Strömungsquerschnitt.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines be­ vorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels näher be­ schrieben, es zeigt

Fig. 1 eine Anschlußkupplung im axialen Teilschnitt, gemäß welchem Stecker- und Muffenteil noch nicht gekuppelt sind,

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 mit bereits teilweise in das Muffenteil eingeschobenem Steckerteil unmittelbar vor dem flüssigkeitsleitenden Anschluß,

Fig. 3 die flüssigkeitsleitende Position von Stecker- und Muffenteil und

Fig. 4 eine vergrößerte Wiedergabe in Anlehnung an Fig. 1 zur besseren Detaildarstellung.

In den Zeichnungen ist die selbstdichtende Anschluß­ kupplung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Anschlußkupplung 10 besteht aus einem Steckerteil 11 und aus einem Muffenteil 12. Steckerteil 11 und Muffenteil 12 sind jeweils mit einem Außensechskant 13 und einem Gewinde­ nippel 14 zum Anschluß an eine nicht dargestellte flüssigkeits­ leitende Verbindung, z. B. Rohr, Schlauch oder Werkzeugplatte, versehen. Steckerteil 11 und Muffenteil 12 sind mit Ventil­ körpern 15, 17 versehen, welche mit korrespondierenden Ventil­ sitzen 16, 18 zusammenwirken.

Der Ventilsitz 16 bildet eine Ventilsitzfläche 19 und der Ventilsitz 18 eine Ventilsitzfläche 20. Die Ventilkörper 15 und 17 weisen jeweils eine Umfangsnut 21 mit darin aufge­ nommenem Ventildichtring 22 auf.

Der Ventilkörper 15 ist bezüglich der Längsmittelachse x der Anschlußkupplung 10 axialverschieblich angeordnet und mittels einer Schraubendruckfeder 23 in Schließrichtung z rückstellbelastet. Mit dem Ventilkörper 15 ist ein mit Strö­ mungsöffnungen 24 versehener Loch- bzw. Speichenkörper 25 einstückig verbunden. Die Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 15 ist mit y bezeichnet.

Der Ventilkörper 17 des Steckerteils 11 ist gehäusefest unverschieblich angeordnet, während der Ventilsitz 18 in seiner Schließrichtung a mittels einer Schraubendruckfeder 26 rückstellbelastet ist. Der Ventilsitz 18 ist entlang der Längsmittelachse x axial beweglich. Die Öffnungsrichtung des Ventilsitzes 18 ist mit b bezeichnet.

Aus Fig. 4 ist zu ersehen, das der Ventilkörper 15 des Steckerteils 11 eine durchgehend ebene stirnseitige Kreis­ ringfläche 27 aufweist, welche von einer ebenfalls durchgehend ebenen stirnseitigen Kreisfläche 28 des Ventilsitzes 16 um­ geben ist. Kreisfläche 15 und Kreisfläche 16 schließen flächen­ bündig aneinander an, so daß sich praktisch eine einteilig ununterbrochen durchgehende Verschlußebene V ₁₁ ergibt.

Analoges gilt für das Muffenteil 12. Auch hier bildet der Ventilkörper 17 eine durchgehend ebene stirnseitige Vollkreis­ fläche 29, welche von einer ebenfalls durchgehend ebenen Kreisringfläche 30 des verschieblichen Ventilsitzes 18 umgeben ist. Auch hier schließen Kreisfläche 29 und Kreisringfläche 30 übergangslos flächenbündig aneinander an. Auch hier besteht demnach eine gestrichelt angedeutete durchgehende Verschluß­ ebene V ₁₂.

Der muffenteilseitige verschiebliche Ventilsitz 18 weist eine nach vorn, d. h. zum Steckerteil 11 hin, offene äußere Umfangskehle 31 auf, die der Aufnahme einer Ringdichtung 32 dient. Die Ringdichtung 32 ragt über die ventilsitzseitige Kreisringfläche 30 in Richtung Steckerteil 11 vor. Der Ring­ dichtung 32 ist ein Gleitstützring 33 unmittelbar vorgelagert der gegenüber dem Innenradius R ₁ der Ringdichtung 32 einen größeren Innenradius R ₂ aufweist.

Der Gleitstützring 33 ist gemeinsam mit der Ringdichtung 32 in einer in der Muffeninnenfläche 34 des Muffenteils 12 eingelassen, axial langgestreckten, flachen, ringförmigen Gleitnut 35 entlang der Achse x gleitverschieblich angeordnet.

Zur zeitweiligen Aufnahme des Gleitstützringes 33 ist die Kreisringfläche 28 des steckerteilseitigen Ventilsitzes 16 von einer Umfangskehle 36 umgeben.

Die Funktion der Anschlußkupplung 10 verläuft wie folgt:

Gemäß den Fig. 1 und 4 befinden sich beide Teile 11, 12 ungekuppelt im Axialabstand voreinander, während gemäß Fig. 2 das Steckerteil 11 bereits in das Muffenteil 12 hinein­ geschoben ist. Hierbei befinden sich die Ventilkörper 15, 17 nach wie vor in ihrer Schließstellung. Anhand von Fig. 2 ist indes verdeutlicht, daß beide Verschlußebenen V ₁₁ und V ₁₂ praktisch zusammenfallen. Auf diese Weise ist von vorn herein in der Fuge zwischen den Teilen 11, 12 kein Raum zur Aufnahme irgendwelcher Leckflüssigkeit vorhanden.

Die äußere Abdichtung des Steckerteils 11 gegenüber dem Muffenteil 12 ist dadurch gewährleistet, daß die Ringdichtung 32 (vgl. Fig. 1 und 4) entlang der Längsmittelachse x nach vorn in Richtung Steckerteil 11 über die Kreisringfläche 30 des verschieblichen Ventilsitzes 18 hinausragt. Auf diese Weise kann sich der äußere Bereich der steckerseitigen Kreis­ ringfläche 28 gemäß Fig. 2 dichtend gegen einen genügend großen Teilbereich der Ringdichtung 32 anlegen.

Die vorerwähnte dichtende Anlage kommt unter anderem auch dadurch zustande, daß der Außenradius der steckerseitigen Kreisringfläche 28 im wesentlichen dem vorerwähnten größeren Innenradius R ₂ des Gleitsitzringes 33 entspricht. Der Außen­ radius der muffenteilseitigen Kreisringfläche 30 entspricht hierbei dem geringeren Innenradius R ₁ der Ringdichtung 32. Auf diese Weise kann die Kreisringfläche 28 im Bereich der Kehle 36 den Gleitsitzring 33 überfahren und aufnehmen und sich mit ihrem äußeren Randflächenbereich an den frei vor­ ragenden Bereich der Ringdichtung 32 dichtend anlegen. Der Innenradius von 28 bzw. 30 ist mit R ₃ bezeichnet.

Die vorerwähnten Beziehungen unter den Radien gelten selbstverständlich unter Berücksichtigung üblicher Passungen, z. B. einer Gleitpassung zwischen der Kehle 36 und der Innen­ mantelfläche des Gleitstützringes 33.

Gemäß Fig. 3 sind die beiden Teile 11 und 12 flüssigkeits­ leitend miteinander verbunden. Aus Fig. 3 ist im Zusammenhang mit den anderen Figuren deutlich zu ersehen, daß der verschieb­ liche Ventilkörper 15 gegen den gehäusefesten Ventilkörper 17 aufgelaufen ist und deshalb die Ventilsitzfläche 19 frei­ gibt.

Andererseits ist auch die Ventilsitzfläche 20 vom Ventil­ körper 17 freigeworden, da die gehäusefeste Kreisringfläche 28 des Steckteils 11 den verschieblichen muffenteilseitigen Ventilsitz 18 gemeinsam mit der Ringdichtung 32 und dem Gleit­ stützring 33 in Richtung b nach rechts in die Offenstellung hinein verschoben hat.

In umgekehrt analoger Weise ist vorstellbar, daß beim Entkuppeln der Anordnung 10 keinerlei Leckflüssigkeit, bzw. allerhöchstens eine geringfügige Benetzung, an den Verschluß­ ebenen V ₁₁ und V ₁₂ auftreten kann.

Andererseits ist anhand der Zeichnungen deutlich gewor­ den, daß wegen der Zwangssteuerung beider Ventile stets ein gleicher reproduzierbarer Durchströmquerschnitt erreicht wird.

In Fig. 2 ist noch ein Seegerring 37 angedeutet, der das Steckerteil 11 in einer Montageplatte 38 gemeinsam mit dem Außensechskant 13 sichert. Die so gebildete Montageöffnung ist vom Muffenteil 11 mit verhältnismäßig großem seitlichen Spiel S durchsetzt. Dieses Spiel S dient dem Ausgleich von Toleranzen für den Fall, daß eine Vielzahl von Steckerteilen 11 und eine korrespondierende Anzahl von Muffenteilen 12 jeweils in einer Montageplatte eines zweiteiligen Anschlußge­ häuses befestigt sind.

Zum Ausgleich von toleranzbedingten axialen Fluchtfehlern zwischen den Ebenen V ₁₁ und V ₁₂ kann gegebenenfalls eine fakultative oder kombinierte Beschichtung von Kreis- bzw. Kreisringflächen 27, 29; 28, 30 vorgenommen werden. Es genügt, daß sich in der gemeinsamen Verschluß- bzw. Dichtebene N ₁₁, N ₁₂ eine über sich den Gesamtdurchmesser erstreckende Ausgleichs­ schicht befindet. Die Beschichtung ist weichelastisch (z. B. aus Fluorelastomere) und nicht saugfähig.

Claims (7)

1. Selbstdichtende Anschlußkupplung vornehmlich für Temperierflüssigkeit, wie Wasser od. dgl. führende Leitungen insbesondere an Kunststoff-Spritzgießwerkzeugen, mit min­ destens einem Muffenteil und einem korrelativen Steckerteil, von denen jedes ein mindestens mittelbar einen ringförmigen Ventilsitz bildendes Ventilgehäuse sowie einen zentralen Ventilkörper mit einem in einer Umfangsnut aufgenommenen Ventildichtring aufweist, wobei Ventilsitz und Ventilkörper zu­ einander relativverschieblich und in Richtung ihrer Schließ­ stellung federbelastet sind, wobei der Ventilkörper außen vorn eine sich radial zur Längsmittelachse der Anschlußkupplung erstreckende, durchgehend ebene, kreisförmige Stirnfläche aufweist, die von einer durchgehend ebenen Kreisringfläche des zugehörigen Ventilsitzes umgeben ist, und wobei das Stecker­ teil einen gehäusefesten Ventilsitz und einen entgegen Feder­ rückstellkraft verschieblichen Ventilkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der federbelasteten Schließlage (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 4) jedes Ventilkörpers (15, 16) die Kreisringfläche (28, 30) sich im wesentlichen übergangslos und flächenbündig (bei V ₁₁ und V ₁₂) an die kreisförmige Stirn­ fläche (27, 29) anschließt, wobei sich die Umfangsnut (21) zur Aufnahme des Ventildichtringes (22) und die an letzterem anliegende Ventilsitzfläche (19, 20) im wesentlichen unmittel­ bar rückwärts an Kreisfläche (27, 29) und Kreisringfläche (28, 30) anschließen, und wobei der steckerteilseitige Ventilkörper (15) durch den muffenteilseitigen gehäusefesten Ventilkörper (17) verschieblich ist, während das Muffenteil (12) einen entgegen Federrückstellkraft (bei 26) vom Ventilsitz (16) des Steckerteils (11) verschieblichen Ventilsitz (18) aufweist.

2. Anschlußkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der muffenteilseitige verschiebliche Ventilsitz (18) eine nach vorn zum Steckerteil (11) hin offene äußere Umfangs­ kehle (31) zur Aufnahme einer über die ventilsitzseitige Kreisringfläche (30) hinaus nach vorn vorragenden, mit dem muffenteilseitigen Ventilsitz (18) axial verschieblichen Ringdichtung (32) aufweist.

3. Anschlußkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kreisringfläche (30) des muffenteilseitigen verschieblichen Ventilsitzes (18) denselben Innenradius (R ₃) wie die steckerteilseitige Kreisringfläche (28) aufweist, deren Außenradius (R ₂) zur Bildung einer Dicht-Anlagefläche für die Ringdichtung (32) größer als der Außenradius (R ₁) der muffenteilseitigen Kreisringfläche (30) ist.

4. Anschlußkupplung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdichtung (32) ein gegenüber ihrem Innenradius (R ₁) einen größeren Innen­ radius (R ₂) aufweisender Gleitstützring (33) unmittelbar vorgelagert ist, der gemeinsam mit der Ringdichtung (32) in einer an der Muffeninnenfläche (34) des Muffenteils (12) eingelassenen, axial langgestreckten flachen ringförmigen Gleitnut (35) angeordnet ist, und wobei die Kreisringfläche (28) des Steckerteils (11) von einer Umfangskehle (36) zur zeitweiligen Aufnahme des Gleitstützringes (33) umgeben ist.

5. Anschlußkupplung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Vielfach-An­ schlußkupplung entweder alle Steckerteile (11) und/oder alle Muffenteile (12) jeweils in einer anschlußgehäuseseitigen Montageplatte (38) quer zur Längsmittelachse (x) der je­ weiligen Anschlußkupplung (10) begrenzt verschieblich gehalten sind.

6. Anschlußkupplung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Dich­ tungs- bzw. Verschlußebene (V ₁₁/V ₁₂) Kreisfläche (27, 29) und/oder Kreisringfläche (28, 30) von Steckerteil (11) und/oder Muffenteil (12) eine weichelastische nicht saugfähige Beschichtung tragen.

7. Anschlußkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beschichtung aus PTFE, TFE, einem Fluorelastomer oder aus anderen thermisch und chemisch widerstandsfähigen Werkstoffen besteht.