DE4137368C2 - Rohrkupplung, insbesondere zum Warten von Kältemittelanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrkupplung, insbe­ sondere zum Warten von Kältemittelanlagen, nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Eine Rohrkupplung dieser Gattung ist aus der US 4,921,013 bekannt. Bei der dort gezeigten Rohrkupplung ist im gekop­ pelten Zustand von Anschlußadapter und fünf Stutzen das Ven­ tilglied des Anschlußadapters durch Betätigungsmittel ma­ nuell zwischen einer Schließ- und Öffnungsstellung verstell­ bar. In der Öffnungsstellung öffnet das Ventilglied des An­ schlußadapters gleichzeitig das selbstdichtende Ventil des Füllstutzens. Im entkuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen ist das Ventilglied des Anschlußadapters ebenfalls zwischen seiner Schließ- und Öffnungsstellung ver­ stellbar. Dies ist jedoch unerwünscht, da im entkuppelten Zustand der Anschlußadapter immer geschlossen bleiben sollte, damit das Strömungsmittel (Kältemittel) nicht aus dem Anschlußadapter entweichen kann.

Aus der US 4,892,117 ist eine Rohrkupplung mit einem An­ schlußadapter und einem Füllstutzen bekannt, bei dem das Ventil im Anschlußadapter beim Kuppeln von Anschlußadapter und Füllstutzen geöffnet wird, im entkuppelten Zustand dage­ gen immer geschlossen ist. Dies hat zwar den Vorteil, daß das Ventil des Anschlußadapters im entkuppelten Zustand nicht versehentlich geöffnet werden kann. Nachteilig ist je­ doch, daß das Ventil des Anschlußadapters nicht manuell be­ tätigt werden kann, so daß die beiden Ventile im gekuppelten Zustand nicht verschlossen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß das Ventil des Anschlußadapters trotz seiner manuellen Betätigbarkeit im entkuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen nicht versehentlich geöffnet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrkupplung ist eine im Kanal des Anschlußadapters angeordnete Ventilverriegelung vorgesehen, die im entkuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen das Ventilglied des Anschlußadapters unab­ hängig von einer Betätigung dieses Ventilgliedes in seiner Schließstellung hält und im gekuppelten Zustand durch Anlage an dem Füllstutzen gelöst wird, so daß dann das Ventilglied des Anschlußadapters manuell in seine Öffnungsstellung be­ wegt werden kann. Trotz der manuellen Betätigbarkeit des Ventils des Anschlußadapters ist somit sichergestellt, daß das Ventil des Anschlußadapters im entkuppelten Zustand nicht versehentlich geöffnet werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Rohrkupp­ lung zur Wartung einer Kältemittelanlage, deren Anschluß­ adapter von dem Füllstutzen getrennt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Füllstutzens;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Anschlußadapters;

Fig. 4 einen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile 4 in Fig. 1 durch den Füllstutzen und den Anschlußadapter in getrenntem Zustand, wobei die Ven­ tile beider Kupplungsteile geschlossen sind;

Fig. 4A ein vergrößertes Detail des Füllstutzens in Fig. 4;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Füllstutzen und den Anschlußadapter im gekuppelten Zustand, wobei die Ven­ tile des Anschlußadapters und Füllstutzens in ihren Schließzustand dargestellt sind;

Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Querschnitt, wobei jedoch die Ventile beider Kupplungsteile geöffnet sind;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Anschlußadapter, wobei das manuell betätigte Ventil seiner am weitesten nach innen geschobenen Lage einnimmt und die Ventilhülse maximal in Richtung auf das offene Ende des Anschlußadapters ver­ schoben ist.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Der Anschluß­ adapter 10 kann wahlweise mit dem Füllstutzen 12 gekuppelt werden, der an einem Teil 14 eines Kältemittelkreises ange­ bracht ist, wie noch beschrieben wird. Das Teil 14 kann aus einer Leitung, einem Reservoir oder einem anderen Teil bestehen, wie es sich üblicherweise in einem Kältemittel­ kreis zum Beispiel für eine Klimaanlage findet. Der Haupt­ zweck der beschriebenen Einrichtung dient zum Warten von Kältemittelanlagen, insbesondere zum Füllen des Kältemit­ telkreises mit dem richtigen Kältemittel oder zum Entleeren des Kältemittels aus dem Kältemittelkreis.

Das Kältemittel wird dem Anschlußadapter 10 durch eine flexible Leitung 16 zugeführt, die typischerweise an einer Flasche oder einem Zylinder (nicht gezeigt) angeschlossen ist, die bzw. der unter Druck stehendes Kältemittel ent­ hält.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Das Gehäuse 18 des Anschlußadapters 10 hat eine im wesentlichen zylindrische Konfiguration und besitzt einen zentralen zylindrischen Strömungskanal 20 mit einem mit Gewinde versehenen Boh­ rungsabschnitt 22, einem als Federkammer dienenden glatten Bohrungsabschnitt 24, einem zur Aufnahme einer Ventilhülse dienenden Bohrungsabschnitt 26 größeren Durchmessers; der Strömungskanal 20 mündet in einem Anschlußende 28, das zur Aufnahme des Füllstutzens 12 dient.

Der Bohrungsabschnitt 26 enthält eine innere elastomere ringförmige Dichtung 30 und eine äußere elastomere Dichtung 32, deren Zweck später beschrieben wird.

Der Anschlußadapter 10 ist mit dem Füllstutzen 12 durch eine ringförmige Verriegelungshülse 34 verbunden, die auf der Außenseite des Endes 28 gleitend und axial verschiebbar gelagert ist. Die Verriegelungshülse 34 dient zum radialen Positionieren mehrerer Rastkugeln 36, die innerhalb radia­ ler Löcher 38 des Gehäuses 18 angeordnet sind. Die Löcher 38 haben innen einen Durchmesser, der geringfügig kleiner als der Durchmesser der Rastkugeln ist, wodurch die Rastkugeln 36 daran gehindert werden, radial nach innen zu fallen. Die Verriegelungshülse 34 wird in Richtung auf das Anschlußende 28 durch eine Druckfeder 40 vorgespannt, und ein Anschlag­ clip 42, der innerhalb einer Ausnehmung des Gehäuses 18 angeordnet ist, liegt wahlweise an einer konischen Nocken­ fläche 44, um die Bewegung der Verriegelungshülse 34 nach links zu begrenzen. Eine zylindrische Haltefläche 46 ist auf der Verriegelungshülse 34 gebildet, die radial zu den Rastkugeln 36 ausgerichtet ist und die Rastkugeln nach innen vorspannt, wenn der Anschlußadapter 10 und der Füll­ stutzen 12 miteinander gekuppelt sind.

Die Leitung 16 steht mit dem Strömungskanal 20 durch ein radiales Leitungsfitting 48 in Verbindung, das an dem Gehäuse 18 angelötet ist, um Kältemittel dem Strömungskanal 20 zuzuführen.

Ein manuell betätigtes Ventil 50 befindet sich innerhalb des Strömungskanals; es besitzt einen Ventilkörper mit einem Gewindeabschnitt 52, der mit dem Gewinde des Boh­ rungsabschnittes 22 zusammenwirkt. Der Ventilkörper des Ventiles 50 kann manuell in beiden Richtungen mittels eines Betätigungsknopfes 54 gedreht werden, wodurch der Ventil­ körper innerhalb des Strömungskanales axial verstellt wird. Ein elastomerer Dichtring 56, der zwischen entsprechenden Schulterabschnitten angeordnet ist, dichtet das Ventil ab, um ein Entweichen von Kältemittel an den Abschnitten 22 und 52 vorbei zu verhindern.

An seinem äußeren Ende besitzt das Ventil 50 einen Ventil­ kopf 58 mit einer konzentrischen Nut zur Aufnahme eines elastomeren Dichtrings 60. Das äußere Ende des Ventils 50 besitzt eine axiale Verlängerung 62, die sich über den Ventilkopf 58 hinaus erstreckt.

Eine Ventilhülse 64 zylindrischer Konfiguration ist inner­ halb des Abschnittes 26 axial verschiebbar und wird durch Anlage an der Dichtung 30 abgedichtet. Die Ventil­ hülse 64 besitzt ein äußeres Ende 66, und angrenzend am inneren Ende der Ventilhülse ist eine Basis 68 mit einem konzentrischen, konisch ausgebildeten Ventilsitz 70 gebil­ det, der mit dem Dichtring 60 des Ventilkopfes zusammen­ wirkt. Eine Druckfeder 72, die innerhalb des Bohrungsabschnittes 24 angeordnet ist, liegt an der Ventilhülse 64 an und drückt die Ventilhülse 64 in Richtung auf das Anschlußende 78. Die Feder 72 stellt sicher, daß normalerweise der Ventilsitz 70 am Dichtring 60 strömungsmitteldicht anliegt.

Der Füllstutzen 12 besitzt eine ringförmige Kappe 74 mit einem Ansatz 76, der in das Loch des Teiles 14 des Käl­ temittelkreises, an dem der Füllstutzen 12 angebracht ist, angelötet, angeschweißt oder in anderer Weise befestigt ist. Die Kappe 74 ist innen mit einem Gewinde 80 versehen.

Der Füllstutzen 12 weist einen Körper 82 mit einer zylin­ drischen Bohrung 84 auf, und die Bohrung 84 besitzt eine Schulter 86 sowie einen zylindrischen Ventilsitz 88 verrin­ gerten Durchmessers, der mit einer konischen Schulter 90 versehen ist. Das offene Ende des Körpers 82 kann mit einem Innengewinde 92 zur Aufnahme einer Staubkappe versehen sein. Der Körper 82 besitzt ein Ende 93, und die Außenseite des Körpers 82 ist mit einem Gewinde 94 versehen, so daß der Körper 82 durch das Gewinde 80 innerhalb der Kappe 74 angeordnet und durch eine Dichtung 96 gegen sie abgedichtet sein kann. Eine ringförmige erweiterte Schulter 86 an der Außenseite des Körpers 82 wirkt mit den Rastkugeln 36 zu­ sammen, wie weiter unten beschrieben wird.

Ein axial verschiebbares Ventil 98 ist innerhalb der Boh­ rung 84 gelagert und besitzt einen Kopf 100 mit einer Nut zur Aufnahme eines elastomeren Dichtringes 102. Wenn das Ventil 98 geschlossen ist, befindet sich der Dichtring 102 innerhalb des zylindrischen Ventilsitzes 88 und verschließt den Füllstutzen 12. Wenn das Ventil 98 geschlossen ist, liegt die Ventil-Schulter 104 an der Bohrungs-Schulter 90 an.

Das Ventil 98 weist einen Schaft 105 auf, der von vier axial verlaufenden Nuten 106 gebildet wird (Fig. 2), die jeweils einen maximalen Durchmesser 108 und einen minimalen Durchmesser 110 haben. Eine Druckfeder 112 umgibt die Außendurchmesser 110 der Nuten und hat einen Innendurchmesser, der nur geringfügig größer als der Außendurchmesser 110 der Nuten ist. Der Außendurchmesser der Feder 112 ist nur geringfügig kleiner als der Durch­ messer der Bohrung 84, und die Druckfeder 112 ist zwischen den von den Durchmessern 108 und 110 gebilde­ ten Nutenschultern und einer radial nach innen verformten ringförmigen Lippe 114 angeordnet, die aus dem Material des Körpers 82 gebildet ist.

Wenn der Füllstutzen 12 zusammengebaut wird, hat die Lippe 116 eine zylindrische Konfiguration, deren Innendurchmesser gleich dem der Bohrung 84 ist. Das Ventil 98 und die Feder 112 können daher bequem in die Bohrung 84 eingesetzt wer­ den. Wenn sich das Ventil und die Feder innerhalb der Boh­ rung 84 befinden, wird die zylindrische Lippe 114 radial nach innen verformt wie dies in Fig. 4A im Detail darge­ stellt ist. Aufgrund dieser Verformung bildet die Lippe 114 eine Schulter, an der die Feder 12 anliegen kann und die die Teile des Füllstutzens 12 gegen Eingriffe sichert, da das Ventil 98 und die Feder 12 aus dem Körper 82 nicht entfernt werden können, ohne daß die Lippe 114 wieder zurückverformt wird.

Wenn der Anschlußadapter 10 an dem Füllstutzen angebracht werden soll, um den Kältemittelkreis mit Kältemittel zu füllen oder das Kältemittel aus dem Kältemittelkreis abzu­ lassen, werden der Anschlußadapter und der Füllstutzen 12 zueinander ausgerichtet, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, nachdem die Staubkappe 116 von dem Gewinde 92 abgenommen worden ist. Die Verriegelungshülse 34 wird axial in Rich­ tung auf den Betätigungsknopf 54 entgegen der Feder 40 verschoben, um die Nockenfläche 44 der Verriegelungshülse mit den Rastkugeln 36 auszurichten, so daß die Rastkugeln 36 radial nach außen verschiebbar sind, wenn der als Kupp­ lungsmuffe ausgebildete Anschlußadapter 10 über den Füll­ stutzen 12 geschoben wird und die Rastkugeln 36 sich über die Schulter 95 des Körpers 82 bewegen. Nachdem die Rast­ kugeln 36 an der Schulter 95 vorbeigelangt sind, kann die Verriegelungshülse 34 in die in Fig. 5 gezeigte Position zurückkehren, in der die Fläche 46 radial mit den Rastku­ geln 36 fluchtet und die Nockenfläche 44 an dem Anschlag­ clip 42 anliegt. Hierauf wird der Anschlußadapter 10 mit dem Füllstutzen 12, wie in Fig. 5 gezeigt, verriegelt, und die Nase des Körpers 82 wird durch den Dichtring 32 gegen das Gehäuse 18 abgedichtet.

In Fig. 5 liegt das Ende 66 der Ventilhülse 64 gerade an dem Ende 93 des Füllstutzens an, und das Ende der Verlängerung 62 des manuell betätigten Ventils 50 ist kurz davor, an dem äußeren Ende des Ventilkörpers des Ventiles 98 anzugreifen. In dem in Fig. 5 gezeigten Zustand liegt jedoch der Dicht­ ring 60 am Ventilsitz 70 an, und der Dichtring 102 wird abgedichtet von dem Ventilsitz 88 aufgenommen, so daß so­ wohl der Anschlußadapter 10 wie auch der Füllstutzen 12 gegen den Durchtritt von Strömungsmittel verschlossen sind.

Wenn das Ventil 50 durch den Betätigungsknopf 54 im Uhrzei­ gersinn gedreht wird, um den Ventilkörper des Ventils 50 nach links zu verschieben (Fig. 6), so legt sich die Ver­ längerung 62 an den Ventilkörper des Ventils 98 an und öffnet dieses (wie gezeigt), wobei der Dichtring 102 vollständig aus dem Ventilsitz 88 abgezogen ist. Gleichzeitig trennt sich der Dichtring 60 des Ventilkopfes von dem Ventilsitz 70 der Ventilhülse, und Strömungsmittel kann durch den Strö­ mungskanal des Gehäuses 18 in den Körper 82 und durch die Nuten des Ventils 98 in das Teil 14 des Kältemittelkreises strömen.

In dem oben beschriebenen Ventiloffen-Zustand wird eine durch die Feder 72 hervorgerufene Bewegung der Ventilhülse 64 nach links (Fig. 6) dadurch verhindert, daß das Ende 66 der Ventilhülse an dem Ende 93 des Körpers 82 des Füll­ stutzens anliegt.

Wenn sich die Ventile in ihrem in Fig. 6 gezeigten Öff­ nungszustand befinden, flieht Kältemittel durch den Anschlußadapter 10 und den Füllstutzen 12 in der gewünsch­ ten Richtung. Wenn der Kältemittelstrom beendet werden soll, wird der Betätigungsknopf 54 des Ventils 50 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Teile in die in Fig. 5 gezeigten Positionen zurückzubewegen. Der Dichtring 102 wird wieder von dem Ventilsitz 88 aufgenommen, und der Dichtring 60 legt sich an den Ventilsitz 70 an. Hierauf kann die Bedienungsperson die Verriegelungshülse 34 nach rechts verstellen (Fig. 5), um die Haltefläche 46 von den Rastkugeln 36 zu entfernen, so daß die Rastkugeln nach außen verschoben werden können, wenn sie über die konische Rückseite der Schulter 95 gleiten. Die beiden Kupplungs­ teile, das heißt der Anschlußadapter 10 und der Füllstutzen 12 können dann wieder getrennt werden, ohne daß Kältemittel an die Atmosphäre verloren geht, da die Ventile beider Kupp­ lungsteile geschlossen sind.

Wenn das Ventil 50 in Öffnungsrichtung, das heißt im Uhrzeiger­ sinn gedreht wird, ohne daß der Anschlußadapter 10 mit dem Füllstutzen 12 in der obenbeschriebenen Weise gekuppelt ist, erlaubt die Bewegung des Ventils 50 nach links (Fig. 7), daß sich die Ventilhülse 64 unter der Wirkung der Druckfeder 72 in Richtung auf das Anschlußende 78 des Füll­ stutzens bewegt. Da jedoch die Feder 72 eine Anlage des Ventilsitzes 70 am Dichtring 60 aufrechterhält, kann kein Kältemittel aus dem Strömungskanal 20 strömen, und das Ven­ til 50 sowie die Ventilhülse 64 bleiben in ihrer Schließ­ stellung, obwohl das Ventil 50 in seine maximale "Offen­ stellung" gedreht worden ist. Durch dieses Merkmal wird sichergestellt, daß Kältemittel nicht unabsichtlich in die Atmo­ sphäre gelangt.

Die oben beschriebene Kältemittelwartungseinrichtung wird normalerweise in Kältemittelanlagen eingesetzt, in denen umweltverträgliche Kältemittel wie R 134A verwendet werden. Da die Kupplung zwischen dem Anschlußadapter 10 und dem Füllstutzen 12 eine Schnellkupplung ist und keine Gewinde verwendet, ist es für eine Bedienungsperson sehr schwierig, den Anschlußadapter 10 versehentlich an einem falschen Füllstutzen wie zum Beispiel einem Schrader-Ventil anzu­ bringen. Selbst wenn die Bedienungsperson versuchen würde, den Anschlußadapter 10 an einem falschen Füllstutzen anzu­ bringen, wäre dieser Füllstutzen nicht richtig dimensio­ niert, um an dem Ende 66 der Ventilhülse 64 anzugreifen, und daher würde die Ventilhülse 64 eine Strömung durch den Anschlußadapter 10 selbst dann verhindern, wenn das Ventil 50 in seine Öffnungsposition gedreht würde. Eine Kältemit­ telwartungseinrichtung mit der obenbeschriebenen Kupplung verhindert somit, daß nicht kompatible Kältemittel ver­ sehentlich miteinander gemischt werden, verringert die Gefahr einer Fehlfunktion der Kupplung und schließt ein versehentliches Entweichen von Kältemittel an die Atmo­ sphäre selbst dann aus, wenn das Ventil 50 geöffnet wird, ehe die Kupplungsteile voll miteinander gekuppelt sind.

Claims (4)

1. Rohrkupplung, insbesondere zum Warten von Kältemit­ telanlagen, mit einem Anschlußadapter (10), einem Füllstut­ zen (12), die jeweils mit axialen Strömungskanälen versehen sind, einem Leitungsfitting (48), das an dem Anschlußadap­ ter (10) so angebracht ist, daß es mit dem axialen Strömungskanal des Anschlußadapters in Verbindung steht, einer lösbaren Kupplungsverriegelung zum wahlweisen Verriegeln des Anschlußadapters mit dem Füllstutzen in axial fluchtender Lage, einem manuell betätigbaren Ventil (50) mit einem axial verstellbaren Ventilkörper innerhalb des Anschlußadapters (10), Betätigungsmitteln zum axialen Verstellen des Ventilkörpers des Ventils (50) zwischen einer ersten und einer zweiten axialen Stellung und einem selbstdichtenden Ventil (98), das innerhalb des Strömungskanals des Füllstutzens (12) angeordnet ist und durch eine Feder (112) in Schließ­ richtung vorgespannt wird, wobei im gekuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen das Ventil (50) des Anschlußadapters (10) manuell in eine Öffnungsstellung be­ wegbar ist und dadurch das Ventil (98) des Füllstutzens (12) ebenfalls geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kanals des Anschlußadapters (10) eine Ventil­ verriegelung angeordnet ist, die im entkuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen das Ventil (50) des Anschlußadapters (10) unabhängig von einer manuel­ len Betätigung des Ventils in seiner Schließstellung hält und im gekuppelten Zustand von Anschlußadapter und Füllstutzen durch Anlage an dem Füllstutzen gelöst wird, so daß das Ventil (50) durch eine manuelle Betätigung in seine Öffnungsstellung bewegbar ist.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilverriegelung des Anschlußadapters (10) eine im Strömungskanal des Anschlußadapters axial ver­ schiebbare Ventilhülse (64) und eine Feder (72) aufweist, die innerhalb des Kanals des Anschlußadapters die Ventil­ hülse (64) in eine Schließlage bezüglich des Anschlußadap­ ter-Ventils (50) vorspannt, wobei die Ventilhülse (64) im Kupplungszustand an dem Füllstutzen (12) anliegt, wodurch die Ventilhülse (64) axial gegen eine Verschiebung durch die Feder (72) gehalten wird.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (50) des Anschlußadapters mit einem Dichtring (60) sowie einem ringförmigen Ventilsitz (70) versehen ist, und daß die Feder (72) der Ventilhülse (64) den Ventilsitz (70) in Anlage mit dem Dichtring (60) des Ventils (50) drückt.

4. Rohrkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Ventils (50) des Anschlußadapters (10) eine axiale Verlängerung (62) aufweist, die in der Lage ist, an dem Ventilkörper des selbstdichtenden Ventils (98) des Füllstutzens anzugreifen und diesen zu verschieben, wenn das Ventil (50) des An­ schlußadapters (10) nach einer Kupplung des Anschlußadap­ ters mit dem Füllstutzen in seine zweite Stellung bewegt worden ist.