DE4323758A1

DE4323758A1 - Schnellverschlußkupplung für Fluidleitungen

Info

Publication number: DE4323758A1
Application number: DE4323758A
Authority: DE
Inventors: Joerg Vagner
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: DE4323758C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellverschlußkupp lung für Fluidleitungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru ches 1.

Eine solche Kupplung ist aus der US-PS 4815495 bekannt. Sie ermöglicht jedoch nicht das leck- und lufteinschlußfreie Tren nen von Hydraulik-Kreisläufen zwischen Baugruppen mit un flexiblen Zwischenleitungen, wobei im Bereich der Trennstelle zwangsläufig vorkommende angulare, laterale und axiale Abwei chungen kompensiert werden müssen. Üblicherweise werden in solchen Fällen starre Trennkupplungen mit flexiblen Anschluß leitungen verwendet. Aus Platzgründen ist dies jedoch nicht überall möglich.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Kupplung mit mehreren Freiheitsgraden zu schaffen, die Lagetoleranzen der zusammenzufügenden Leitungen toleriert, das heißt, die die im Vor stehenden genannten Abweichungen beim Zusammenfügen ausglei chen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung bei einer Kupplung der eingangs erwähnten Art die Merkmale vor, die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches von a) bis d) angeführt sind. Besonders vorteilhaft wird die Erfin dung weiterhin durch die Merkmale e) bis m) in den Unteran sprüchen weitergebildet. Die erfindungsgemäße Kupplung mit in nerer, kardangelenkartiger Relativbewegung ermöglicht nun auf engstem Raum das Zusammenfügen von Rohrleitungen mit starren Anschlußstellen, bei denen gewisse Lageabweichungen zueinander vorliegen, ohne daß noch weitere flexible Zwischenelemente notwendig sind.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden und anhand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert. Da bei zeigen

die Fig. 1 die entkuppelte Kupplung in einer ersten Version der Erfindung, wobei Steckerteil A und Kupplungsdose B in ei ner Achse liegen,

die Fig. 2 dieselbe Kupplung mit der Achslage gemäß Fig. 1 im gekuppelten Zustand,

die Fig. 3 wiederum dieselbe Kupplung gekuppelt in sechs verschiedenen Winkelstellungen bzw. Achsverschiebungen von Steckerteil und Kupplungsdose gegeneinander,

die Fig. 4 die entkuppelte Kupplung in einer zweiten Version der Erfindung, wobei Stecker A′ und Dose B′ in einer Achse liegen,

die Fig. 5 die entkuppelte Kupplung gemäß Fig. 4, wobei die Ach sen von Stecker und Dose gegeneinander winkelverstellt sind,

die Fig. 6 die Kupplung gem. Fig. 4 während des Kupplungsvor ganges, wobei die Achsen von Stecker und Dose parallel ver schoben sind und

die Fig. 7 die Kupplung wie Fig. 6 im gekuppelten Zustand.

In der Fig. 1 ist die erste Version der erfindungsgemäßen Kupplung im entkuppelten Zustand dargestellt, sie besteht aus dem Kupplungsstecker A und der Muffe bzw. der Kupplungsdose B. Der Kupplungsstecker A besteht im wesentlichen aus einem hoh len Nippel 1 und einem Kolben 2, in dessen Inneren sich ein Kolbenventil 3, 7 befindet, einer Lochscheibe 16 mit Durch flußöffnungen 24, dem Steckergehäuse 4, der Überwurfmutter 18 und der Druckfeder 5 zwischen Scheibe 16 und Kolben 2. Der Nippel 1 ist im Bereich seiner Lagerung, d. h. in seinem hin teren Teil mit seinem kalottenförmigem Rückteil 13 so gestal tet, daß er im begrenzten Maß eine drehende und eine sphäri sche Bewegung ausführen kann. Der Kolben 2 ist ebenfalls hohl und gleitet axial verschieblich mit seiner Außenseite über den Dichtring 22 abgedichtet im Innenraum 17 des Nippels 1 und bewegt sich mit diesem.

Die sphärische Bewegungsmöglichkeit des Nippels 1 in Bezug auf sein Gehäuse 4 wird dadurch erreicht, daß die Aufnahmeflächen 8 und 11 im Gehäuse 4 und in der Mutter 18 für das Kalotten rückteil 13 ebenso sphärisch wie dieses ausgebildet sind und die Mutter 18 nur so fest sitzt, daß der Nippel 1 mit dem in ihm gleitenden Kolben 2 in seinem Kalottensitz noch beweglich bleibt. Um die Beweglichkeit zu ermöglichen ist weiterhin die Öffnung der Überwurfmutter 18 um einen bestimmten Betrag größer als der entsprechende Durchmesser des Nippels 1.

Weiterhin bilden die sphärisch ausgeführten Stirnflächen 6, 10 im - später beschriebenen - zusammengefügten Zustand der Kupp lung mit der Stirnfläche 32 des Grundkörpers 25 des Muffen teils B ein Schwenkgelenk. Der Nippel 1 ist auch in seinem vorderen Außenbereich mit einem weiteren kalottenförmigen Vorderteil versehen, das sich im zusammengefügten Zustand der Kupplung relativ zu den Stirnflächen des Steckerventiles und des Muffenventiles in konzentrischer Lage befindet und zusam men mit den Aufnahmeflächen 49 der Spannteile 44 ein weiteres Schwenkgelenk bildet.

Die Kupplung verfügt somit, im Vorgriff auf die späteren Ausführungen, insgesamt über drei Gelenke an folgenden Bauele menten: Kalottenrückteil 13 mit Spannmutter 18, Kalottenvor derteil 48 mit Aufnahmeflächen 49, sowie die Flächen 6 und 10 mit den Flächen 31 und 32.

Die sphärische Bewegungsmöglichkeit des Nippels 1 im Verhält nis zur Kupplungsdose B wird dadurch erreicht, daß die Aufnah meflächen 49 der Spannteile 44 für das Kalottenvorderteil 48 ebenso sphärisch wie dieses ausgebildet sind und den Nippel 1 nur so fest umfassen, daß dieser in seinem Kalottensitz 8, 11 noch gut beweglich bleibt. Der relative Schwenkbereich wird durch entsprechende Ausbildung des Nippels 1 und der trichter förmigen Muffenöffnung 50 gleich groß gehalten wie der Schwenkbereich zwischen dem Nippel 1 und dem Steckergehäuse 4.

Das Kolbenventil ist, wie bereits erwähnt in bzw. an dem Kol ben 2 gelegen. Es wird durch Anliegen des Verschlußkegels 3 in der Durchflußöffnung 7 im vorderen Teil des Kolbens 2 als Ven tilsitz gebildet. Der Kolben 2 weist dabei in seinem vorderen Bereich eine sphärisch-konvex ausgebildete Stirnfläche 6 mit einem eingelegten Dichtring 19 auf, die bei geschlossenem Ven til in die ebenso konvex ausgebildete Stirnfläche 10 des Ver schlußegels 3 übergeht. Beide Flächen 6 und 10 bilden dabei zusammen eine Kugelkalotte. Auf dem Außenmantel des Kegels 3 ist zu Abdichtung in der Öffnung 7 ein Dichtring 12 vorhanden.

Der Verschlußkegel 3 sitzt auf einem Schaft 14, dessen hin teres Ende 15 zentrisch in die Lochscheibe 16 mit ihren Durchgangslöchern 24 eingeschraubt ist. Diese wiederum sitzt fest im Innenraum 17 des Nippels 1, so daß der Verschlußkegel 3 starr mit diesem unter Beibehaltung von dessen sphärischer Beweglichkeit verbunden ist. Im Innenraum 17 befindet sich wei ter die Druckfeder 5, die sich mit der einen Seite auf der Lochscheibe 16 abstützt und mit der anderen Seite auf die Rückfläche 20 des Kolbens 2 und diesen damit gegen den Ver schlußkegel 3 drückt. Am hinteren Ende des Kolbens 2 befindet sich noch ein umlaufender Bund 9, der den Kolben 2 am Heraus rutschen aus dem Innenraum 17 in Richtung Kupplungsdose B hin dert.

Der Durchgang im Steckerteil A der Kupplung von der Öffnung 23 durch den Innenraum 17 bis zur Durchflußöffnung 7 wird nun frei, wenn der Kolben 2 aus seiner durch den Bund 9 bestimmten Endlage gegen die Feder 5 geschoben wird, die das Anliegen in der Durchflußöffnung 7 im geschlossenen Zustand bewirkt.

Das Öffnen des Durchganges erfolgt nun im Zusammenwirken mit der Kupplungsdose B, die im folgenden beschrieben wird:

Die Kupplungsdose B bzw. der Muffenteil besteht im wesentli chen aus einem Grundkörper 25 mit einem darin axial verschieb lichen Kolben 29, einem Anschlußventil aus den Elementen 27, 28, einer ringförmigen Scheibe 26 mit zentraler Bohrung, einer Druckfeder 34 und dem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Koppelungs- und Verriegelungsmechanismus. Der vordere Teil des Kolbens 29 bildet den Verschlußkegel 28 des Muffenventiles. Der Ventilsitz ist dabei die Stelle in der Durchflußöffnung 27, in der der Verschlußkegel 28 zur Anlage kommt. Die Abdich tung wird dabei durch die Ringdichtung 30 am Verschlußkegel 28 bewirkt.

Die Stirnflächen 31 und 32 des Kolbens 29 und des Grundkörpers 25 sind umgekehrt wie die entsprechenden konvexen Flächen am Steckerteil A konkav ausgebildet und bilden im geschlossenen Zustand des Ventiles zusammen eine konkave Kugelkalotte mit demselben Radius wie die des Steckerventiles. Der Kolben 29 ist nun ebenso beweglich wie der Kolben 2 des Steckers A. Ge gen die Anlagefläche 36 in seinem Innenraum 33 drückt eine Druckfeder 34, die sich an der Scheibe 26 abstützt, die ihrer seits fest im Innenraum 33 des Grundkörpers 25 sitzt. Die Scheibe 26 weist in ihrer Mitte eine Durchlaßöffnung 35 auf. Die Feder drückt damit den Verschlußkegel 28 zum Verschließen in die Durchflußöffnung 27. Vom Innenraum 33 des Kolbens 29 führen Durchflußkanäle 46 in den Bereich hinter der Durchfluß öffnung 27. Diese bilden den Durchlaß durch die Kupplungsdose B.

Der Verriegelungsmechanismus der Kupplungsdose B besteht im wesentlichen aus einer hohlzylindrischen Führungshülse 37, ei ner Entriegelungshülse 38, der Feder 39, der Spannzange 40 mit vorderen Spannteilen 44, sowie den Distanzkugeln 41. Die Füh rungshülse 37 ist mit ihrem hinteren Ende auf den Grundkörper 25 aufgeschraubt, wobei zwischen beiden ein Spalt bleibt, in welchem die Spannzange 40 längsverschieblich gelagert ist. Die Hülse 37 weist in ihrem vorderen, die Stirnflächen 31 und 32 überkragenden Teil eine innere Ausformung 42 auf, in welche die Spannzange 40 bei einem Längsverschieben radial nach außen ausweichen kann. Die Spannzange 40 wird von hinten durch die Feder 39 nach vorne gedrückt, die sich am Grundkörper 25 ab stützt.

Auf der Hülse 37 gleitet die Entriegelungshülse 38, die mit tels des Stiftes 43 formschlüssig mit der Spannzange 40 ver bunden ist. Durch Verschieben der Hülse 38 läßt sich somit die Spannzange ebenfalls verschieben. Da die Spannteile 44 im ver riegelten Zustand in die Verriegelungsnut 21 des Kalottenvor derteils 48 am Nippel 1 eingreifen, läßt sich die Kupplung da durch entriegeln, daß die Spannteile 44 der Zange 40 in die Ausformung 42 radial ausweichen können, wonach der Steckerteil A aus dem Muffenteil B abgezogen werden kann.

Die Handhabung der Kupplung ist nun wie folgt:

Die Kupplung wird im drucklosen Zustand ge- bzw. entkuppelt. Der Kupplungsvorgang wird entweder von Hand, mit Hilfe von Hilfsvorrichtungen oder mit Fernhantierungseinrichtungen durchgeführt. Da die Handhabung der Kupplung in allen Lagen innerhalb der Bewegungsbereiche von Steckerteil A und Kupp lungsdose B zueinander gleich ist, wird der Kupplungsvorgang für alle Situationen nur einmal beschrieben:

In der Fig. 1 ist die Kupplung gelöst bzw. entkuppelt darge stellt. Beim Zusammenkuppeln gem. Fig. 2 wird der Nippel 1 des Steckers A in die trichterförmige Öffnung 50 der Kupplungsdose B eingeführt. Dabei stößt das Vorderteil des Nippels 1 an die kegelig ausgebildeten Stirnflächen der Spannteile 44 und schiebt dadurch die Spannzange 40 gegen die Feder 39. Gleich zeitig beginnt sich die Spannzange 40 radial zu öffnen, wobei die Spannteile 44 in die Ausformung 42 ausweichen.

Bei weiterem Einschieben des Nippels 1 in die Dose B stoßen die sphärischen Stirnflächen 6, 10 des Kolbenventiles an die Flächen 31, 32 des Anschlußventiles 27, 28. Im weiteren Verlauf des Zusammenfügens schieben das Nippelventil 3, 14 den Dosen kolben 29 gegen die Druckfeder 34 und der Dosengrundkörper 25 über seine Stirnfläche 32 den Nippelkolben 2 gegen die Feder 5. Dadurch werden Stecker- und Dosenventil geöffnet. Das Ein schieben des Nippels 1 in die Dose B wird solange fortgesetzt, bis die Spannteile 44 der Spannzange 40 den Scheitelpunkt des Kalottenvorderteils 48 überwunden und durch die Kraft der Fe der 39 schlagartig dieses umfaßt haben. In diesem Augenblick ist die Kupplung verriegelt.

Die Nippelöffnung 45 ist sich schräg nach außen konisch erwei ternd ausgeführt. Die Außenkontur an der Spitze des Grundkör pers 25, der ja in die Nippelöffnung 45 eingreift, ist ent sprechend, jedoch mit etwas spitzerem Winkel geformt, so daß sich beide um einen gewissen Betrag gegenseitig verschwenken können. Die aneinanderliegenden Flächen 6, 10 und 30, 31 glei ten dabei wie in einem Lager aufeinander. Um die volle Beweg lichkeit bei gegenseitigen Schieflagen sicherzustellen, ist letztlich noch die Öffnung an der Spitze der Führungshülse 37 etwas größer als der äußere Durchmesser des Nippels 1.

Die verriegelte Position ist in der Fig. 2 dargestellt, in welcher der Übersichtlichkeit wegen nicht alle Positionsnum mern mehr angegeben sind. Die Stirnflächen 10 und 31 sowie 6 und 30 liegen aneinander, die Kolben 2 und 29 sind zurückge schoben, der Durchgang in Richtung der Pfeile 47 über den Weg 23, 24, 17, 7, 46 und 33 der Kupplung ist frei.

Zum Öffnen der Kupplung wird die Hülse 38 nach hinten (in der Fig. 2 nach rechts) geschoben, dadurch lösen sich die Spann teile 44 aus der Nut 21, der Steckerteil A kann aus der Kupp lungsdose B gezogen werden.

In der Fig. 3 ist nun die Kupplung in verriegeltem Zustand wie in Fig. 2 gezeigt, wobei jedoch verschiedene Winkelstellungen und Achsverschiebungen von Stecker zu Dose gegeben sind. Diese werden durch das Zusammenwirken der Gelenke: Kalottenrückteil 13 mit Spannmutter 18, Kalottenvorderteil 48 mit Aufnahmeflä chen 49, sowie die Flächen 6 und 10 mit den Flächen 31 und 32 ermöglicht. Die Einzelteile sind identisch, die Positionsnum mern sind weggelassen.

Die Kupplung nach der zweiten Version der Erfindung ist im entkoppelten Zustand in der Fig. 4 dargestellt, sie besteht wie die erste Version aus dem Kupplungsstecker A und der Muffe bzw. der Kupplungsdose B.

Der Kupplungsstecker A besteht hier im wesentlichen aus einem Nippel 101, in dessen Inneren sich ein Kolbenventil 102, 103, 107 befindet, einer Führungshülse 117, einer Lochscheibe 116, dem Steckergehäuse 104 und der Überwurfmutter 118. Der Nippel 101 ist im Bereich seiner Lagerung mit seinem kalottenförmigem Rückteil 140 so gestaltet, daß er im begrenzten Maß eine axiale, eine drehende und eine sphärische Bewegung ausführen kann.

Die sphärische Bewegungsmöglichkeit wird durch die konische Gestaltung der an die Rechtecknuten 141 angrenzenden inneren Mantelflächen 142 ermöglicht. Der sphärische Mittelpunkt liegt auf der Mittelachse des Nippels 101 jeweils etwa in der Mitte des Dichtungsringes 143.

In axialer Richtung wird der Bewegungsbereich durch die Überwurfmutter 118 und die Druckfeder 105 begrenzt. Der Nippel 101 wird auf der Führungshülse 117 gelagert und geführt, die, wie die Lochscheibe 116 im Steckergehäuse 104 durch den Ring 119 gehalten, fest montiert ist.

Das Kolbenventil besteht aus einem Kolben 102, einem Verschlußkegel 103 und den zwei Druckfedern 114 und 115. Der Kolben 102 weist im vorderen Bereich eine sphärisch-konkav ausgebildete Stirnfläche 106, sowie eine strömungsgünstig aus gebildete Durchflußöffnung 107 auf, die gleichzeitig als Dichtsitz für den Verschlußkegel 103 dient. Dieser ist an sei ner Stirnfläche 110 ähnlich wie die Stirnfläche des Kolbens 106 sphärisch-konkav ausgebildet. In der Mitte der Stirnfläche befindet sich ein Zentrierdorn 111. Der Außenmantel des Kegels 103 besitzt ballige Form und ist mit einem umlaufenden Dicht ring 112 versehen.

Im hinteren Bereich weist der Kolben 102 mehrere Ausfräsungen 108 sowie an dem dazwischen stehengebliebenen Teil einen Ab satz 109 auf, dessen Außenmantel ballig geformt ist und auf welchem der Kolben 102, in der Führungshülse 117 sitzend, ebenfalls mitschwenkt, wenn der Nippel 101 in der Mutter 118 seinerseits geschwenkt wird.

Der Schaft 144 des Verschlußkegels 103 ist durch eine Hülse 113 verstärkt, die Längsnuten und einen Absatz als Anlage für die Feder 114 aufweist.

Die Lochscheibe 116 besitzt mehrere Durchflußöffnungen 145 und in ihrer Mitte ein Sackloch 120, dessen Durchmesser so bemes sen ist, daß der ihn ihn einragende Zapfen des Schaftes 144 nicht darin verkanten kann. Als Dichtelemente werden O-Ringe, zum Beispiel 143 eingesetzt, die durch Stützringe fixiert wer den.

Die Muffe bzw. die Kupplungsdose B besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 121, einem Anschlußventil 122, einer Loch scheibe 123 und dem aus mehreren Elementen zusammengesetzten Verriegelungsmechanismus.

Das Anschlußventil 122 weist äußerlich hutähnliche Form auf, seine Stirnfläche 124 ist sphärisch-konvex ausgebildet. Im In nern des Ventiles 122 befindet sich ein kolbenähnlicher Ver schlußkegel, der folgende Merkmale aufweist:

- zwei Führungsringe 126, die am Umfang mehrmals durchgefräst sind,
- eine sphärische Stirnfläche 127 mit mittlerem Sackloch 128,
- eine Nut zur Aufnahme eines O-Ringes 129 und
- eine innere Bohrung zur Aufnahme zur Aufnahme der Druckfe der 130.

Die Lochscheibe 123 weist ebenfalls mehrere Durchflußöffnungen und eine zentrale Einsenkung als Aufnahme für die Druckfeder 130 auf.

Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einer Gewindehülse 131, einer Arretierhülse 132, zwei gegenüber angeordneten Druckkappen 133 mit innenliegenden Druckfedern 137 und mehre ren Arretierkugeln 138.

Die Gewindehülse 131 ist im Kontaktbereich mit den Arretierku geln 138 sphärisch ausgebildet. Der sphärische Mittelpunkt liegt auf der Mittelachse der Kupplungsdose etwa in der Mitte des Stützringes, wenn sich die Kupplung im geschlossenen Zu stand befindet und der Stecker A mit der Dose B in einer Achse liegt.

Der sphärische Radius und die Lage der Verriegelungsnut 139 auf dem Nippel 101 sind so bestimmt, daß die im Betriebszu stand auf die Arretierkugeln 138 einwirkenden Kräfte nicht auf einer Linie liegen und sich gegenseitig eliminieren, sondern daß sie eine Reaktionskraft erzeugen, die die Arretierkugeln 138 in die Verriegelungsnut 139 drückt. Dies gilt für alle Be triebslagen.

Die Funktion dieser Kupplung nach der zweiten Version ist nun wie folgt:

Die Kupplung wird wie die erste in drucklosem Zustand ge- bzw. entkuppelt. Der Kupplungsvorgang wird entweder von Hand, mit Hilfe von Hilfsvorrichtungen oder mit Fernhantierungseinrich tungen durchgeführt. Drei wichtige Phasen sind in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt, wobei in ihnen wegen der Übersicht lichkeit auf die Bezugszeichen verzichtet wurde. Diese sind identisch mit denen aus der Fig. 1 und entsprechend dieser zu übertragen.

Es wird unterschieden zwischen folgenden Situationen:

a) Kupplungsstecker A und Dose B liegen in einer Achse, wie in Fig. 4,
b) Die Achsen von Kupplungsstecker A und Dose B sind zueinander parallelverschoben wie in den Fig. 5 und 6, und/oder zu einander winkelverstellt, wie in der Fig. 7.

Da die Handhabung der Kupplung in allen Lagen praktisch gleich ist, wird der Kupplungsvorgang für alle Situationen nur einmal beschrieben:

In der Fig. 4 ist die Kupplung gelöst bzw. entkuppelt darge stellt. Beim Zusammenkuppeln gem. Fig. 5 wird der Nippel 101 des Steckers A in die Kupplungsdose B soweit eingeführt, bis sich die sphärischen Stirnflächen des Kolbenventiles 102, 106 und des Anschlußventiles 122, 124 berühren. Darauf werden die zwei an der Kupplungsdose B einander gegenüberliegenden Druck kappen 133 zusammengedrückt und die Arretierhülse 132 und da mit der Verriegelungsmechanismus entriegelt.

Danach wird der Nippel 1 weiter in die Dose B geschoben, wobei das Anschlußventil 122 immer weiter in den Nippel 101 gedrückt wird. Dadurch wird das im Nippel 101 befindliche Kolbenventil bzw. der Kolben 102 mit zurückgeschoben. Sobald nun der Zapfen am Ende des Schaftes 144 den Boden des Sackloches 120 erreicht hat, beginnen sich das Kolbenventil in der Öffnung 107 und das Anschlußventil 122 an der Dichtung 129 zu öffnen. Dabei steigt die zusammenführende Kraft um die Kräfte der Federn 114 und 130 an, die dabei zusammengedrückt werden.

In der Schlußphase erreicht die Nippel-Verriegelungsnut 139 den Bereich der Arretierkugeln 138 (Fig. 6) und schlagartig werden diese von dem durch die Feder 137 vorgespannten Kupp lungsring 136 in die Nut 139 eingedrückt. Durch die Vorwärts bewegung des Kupplungsringes 136 wird auch die Arretierhülse 132 in ihre vordere Lage vorgeschoben. Die Druckkappen 133 sind damit frei. Mit dem Einrasten der Kugeln und dem äußer lich sichtbaren Vorschieben der Arretierhülse 132 ist der Kupplungsvorgang abgeschlossen.

Das Entkuppeln (Fig. 7) erfolgt nun folgendermaßen:

Der Stecker A wird in Richtung Dose B so gedrückt, daß die Arretierhülse 132 an der Kupplungsdose B leicht zurückgescho ben werden kann. Dabei werden die Arretierkugeln 138 aus ihrer Nut herausgedrückt und zusammen mit dem Kupplungsring 136 zu rückgeschoben.

Sobald die Arretierhülse 132 ihre hintere Lage erreicht, springen die eingedrückten Druckkappen heraus und fixieren die Hülse in ihrer Position. Der Verriegelungsmechanismus ist da mit entriegelt, der Stecker A kann aus der Dose B herausgezo gen werden. Beim weiteren Entkuppeln schließen - umgekehrt ent sprechend dem Zusammenkuppeln - die in den beiden Kupplungs hälften eingebauten Ventile an den Stellen 107 und 129 wieder. Der Medienkreislauf durch die Kupplung ist somit getrennt, die Kupplung befindet sich wieder in dem in der Fig. 4 dargestell ten Zustand.

Die Schnellverschlußkupplung für Fluidleitungen, insbesondere für Hochdruckhydraulikleitungen besitzt somit zwei gegeneinan der abgedichtet zusammensteckbaren Kupplungshälften, ein Steckerteil (A) mit Nippel und innenliegenden Steckerventil, sowie ein Muffenteil (B) als Kupplungsdose mit ebenfalls in nenliegendem Muffenventil und Verriegelungselementen zur lös baren Verriegelung der ineinander gesteckten Nippel und Muffe.

Die wesentlichen Merkmale der Kupplung nach der Erfindung sind nun noch einmal zusammengefaßt:

a) der Nippel 1 ist gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse 4 des Steckerteiles (A) mittels seines kalottenförmig ausge bildeten Rückteils 40 und einer diese umfassenden Mutter 18 mit entsprechender innerer Kalottenausformung schwenkbar ausgebildet, wobei die Mutter 18, den Nippel 1 unter Auf rechterhaltung seiner Beweglichkeit in Schwenkrichtung an der Kalotte 40 umfassend, auf das Gehäuse 4 aufgeschraubt ist,
b) der Nippel 1 ist hohlzylindrig aufgebaut, wobei in seinem Innenraum ein dem Nippel 1 gegenüber abgedichtet längsverschieblicher und hohlzylindrischer Kolben 2 mit dem an seiner Durchflußöffnung gelegenen Steckerventil 3, 7 an geordnet ist, der zusammen mit dem Nippel 1 in gleichem Maß wie dieser schwenkbar ist,
c) der längsverschiebliche Kolben 2 ist durch einen Bund 9 oder dergleichen formschlüssig gegenüber dem Nippel 1 gegen ein Ausschieben aus dem Nippel 1 durch den Druck in der Leitung 47 gesichert,
d) das Steckerventil 3, 7 im Kolben 2 ist durch Einschieben des Nippels 1 in das Muffenteil (B) betätigbar und schließt bzw. öffnet dadurch den Durchgang durch den hohlzylindri schen Kolben 2 in der Durchflußöffnung bzw. durch das ge samte Steckerteil (A).

Bei der ersten Version der Erfindung sind die weiteren Merk male vorteilhaft:

f) das Steckerventil besteht aus einem Verschlußkegel 3 und einem den Kegel nach hinten verlängernden Schaft (14), der im Nippel 1 befestigt ist, sowie einem dem Kegel 3 zugehö rigen Ventilsitz in der Durchflußöffnung des gegenüber dem Nippel 1 in Richtung Muffenteil (B) zum Öffnen des Ventiles längsverschieblichen Kolbens 2 und
g) eine Feder 5 zwischen Nippel 1 und längsverschieblichem Kolben 2 drückt diesen in Richtung Nippelöffnung 45 bzw. Muffenteil (B) gegen den Verschlußkegel 3 bzw. in den Ventilsitz.

Zusammengefaßt sind bei der zweiten Version der Erfindung wei tere folgende Merkmale vorhanden:

h) der Nippel 1 ist gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse 4 zusätzlich längsverschieblich ausgebildet,
i) der Nippel 1 sitzt mit seinem Rückteil 46 wiederum schwenk bar abgedichtet auf einer ebenfalls hohlzylindrischen Führungshülse 17, die fest im Gehäuse 4 des Steckerteiles (A) sitzt,
j) in dem Innenraum des Nippels 1 ist ein ihm gegenüber abge dichtet längsverschieblicher und hohlzylindrischer Kolben 2 mit dem innenliegenden Steckerventil 3, 41 angeordnet, der in die Innenbohrung der hohlzylindrischen Führungshülse 17 einragt und in ihr zusammen mit dem Nippel 1 in gleichem Maß wie dieser schwenkbar und längsverschieblich ist,
k) der längsverschiebliche Kolben 2 ist mittels eines Ansatzes 9 formschlüssig gegenüber der Führungshülse 17 gegen ein Ausschieben aus dem Nippel 1 durch den Druck im Innenraum 17 gesichert.
l) das Steckerventil besteht aus einem Verschlußkegel 3, der in Richtung Nippelöffnung 48 aus seinem Ventilsitz 7 im Kolben 2 ausschiebbar ist und einem den Kegel nach hinten verlängernden Schaft 44 mit fest daraufgesetzter Verstär kungshülse 13, wobei das Ende 49 des Schaftes 44 nach hin ten ein Stück aus der Hülse 13 ragt,
m) eine erste Feder 5 auf der Führungshülse 17 drückt den dar auf sitzenden Nippel 1 in die Kalottenlagerung 40 und eine zweite Feder 15 den Kolben 2 mit dem innenliegenden Steckerventil in Richtung Nippelöffnung 48,
n) eine dritte, auf der Verstärkungshülse 13 liegende und sich zwischen dieser und dem Kolben 2 abstützende Feder 14 drückt den Ventilkegel 3 des Nippelventiles in seinen Sitz 7.

Bezugszeichenliste:

A Steckerteil
B Muffenteil, Kupplungsdose
  1 Nippel
  2 Kolben
  3 Verschlußkegel
  4 Gehäuse
  5 Feder
  6 Stirnfläche
  7 Durchflußöffnung
  8 Aufnahmefläche
  9 Bund
10 Stirnfläche
11 Aufnahmefläche
12 Dichtring
13 Kalottenrückteil
14 Schaft
15 Ende
16 Lochscheibe
17 Innenraum
18 Mutter
19 Dichtring
20 Rückfläche
21 Verriegelungsnut
22 Dichtring
23 Öffnungen
24 Löcher
25 Grundkörper
26 Scheibe
27 Durchflußöffnung
28 Verschlußkegel
29 Kolben
30 Ringdichtung
31 Stirnfläche
32 Stirnfläche
33 Innenraum
34 Druckfeder
35 Öffnung
36 Anlagefläche
37 Führungshülse
38 Entriegelungshülse
39 Feder
40 Spannzange
41 Distanzkugeln
42 Ausformung
43 Stift
44 Spannteil
45 Nippelöffnung
46 Durchflußkanäle
47 freier Durchgang
48 Kalottenvorderteil
49 Aufnahmeflächen
50 Muffenöffnung
A′ Steckerteil
B′ Muffenteil, Kupplungsdose
101 Nippel
102 Kolben
103 Verschlußkegel
104 Gehäuse
105 Feder
106 Stirnfläche
107 Durchflußöffnung
108 Ausfräsung
109 Ansatz
110 Stirnfläche
111 Zentrierdorn
112 Dichtring
113 Verstärkungshülse
114 Feder
115 Feder
116 Lochscheibe
117 Führungshülse
118 Mutter
119 Haltering
120 Sackloch
121 Grundkörper
122 Anschlußventil
123 Lochscheibe
124 Stirnfläche
125 Verschlußkegel
126 Führungsringe
127 Stirnfläche
128 Zentrierloch
129 O-Ring
130 Druckfeder
131 Gewindehülse
132 Arretierhülse
133 Druckkappen
134 Druckfedern
135 Distanzhülse
136 Kupplungsring
137 Druckfeder
138 Arretierkugeln
139 Verriegelungsnut
140 Kalottenrückteil
141 Rechtecknut
142 Mantelfläche
143 Dichtring
144 Schaft
145 Öffnungen
146 Rückteil
147 Leitung
148 Nippelöffnung
149 Schaftende

Claims

1. Schnellverschlußkupplung für Fluidleitungen, insbesondere für Hochdruckhydraulikleitungen mit zwei gegeneinander ab gedichtet zusammensteckbaren Kupplungshälften, einem Steckerteil (A, A′) mit Nippel und innenliegenden Stecker ventil, sowie einem Muffenteil (B, B′) als Kupplungsdose mit ebenfalls innenliegendem Muffenventil und Verriege lungselementen zur lösbaren Verriegelung der ineinander ge steckten Nippel und Muffe, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der Nippel (1, 101) ist gegenüber dem ihn aufnehmenden Gehäuse (4, 104) des Steckerteiles (A, A′) mittels sei nes kalottenförmig ausgebildeten Rückteils (13, 140) und einer diese umfassenden Mutter (18, 118) mit ent sprechender innerer Kalottenausformung schwenkbar ausge bildet, wobei die Mutter (18, 118), den Nippel (1, 101) unter Aufrechterhaltung seiner Beweglichkeit in Schwenk richtung an der Kalotte (13, 140) umfassend, auf das Ge häuse (4, 104) aufgeschraubt ist,
b) der Nippel (1, 101) ist hohlzylindrig aufgebaut, wobei in seinem Innenraum ein dem Nippel (1, 101) gegenüber abgedichtet längsverschieblicher und hohlzylindrischer Kolben (2, 102) mit dem an seiner Durchflußöffnung gele genen Steckerventil (3 und 7, 103 und 107) angeordnet ist, der zusammen mit dem Nippel (1, 101) in gleichem Maß wie dieser schwenkbar ist,
c) der längsverschiebliche Kolben (2, 102) ist durch einen Bund (9, 109) oder dergleichen formschlüssig gegenüber dem Nippel (1, 101) gegen ein Ausschieben aus dem Nippel (1, 101), durch den Druck in der Leitung (23, 147) gesi chert,
d) das Steckerventil (3 und 7, 103 und 107) im Kolben (2, 102) ist durch Einschieben des Nippels (1, 101) in das Muffenteil (B, B′) betätigbar und schließt bzw. öffnet dadurch den Durchgang durch den hohlzylindrischen Kolben (2, 102) in der Durchflußöffnung bzw. durch das gesamte Steckerteil (A, A′).

2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

f) das Steckerventil im Steckerteil (A) besteht aus einem Verschlußkegel (3) und einem den Kegel nach hinten ver längernden Schaft (44), der im Nippel (1) befestigt ist, sowie einem dem Kegel (3) zugehörigen Ventilsitz in der Durchflußöffnung des gegenüber dem Nippel (1) in Rich tung Muffenteil (B) zum Öffnen des Ventiles längsverschieblichen Kolbens (2).

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

g) eine oder mehrere Federn (5, 114, 115) zwischen Nippel (1) und längsverschieblichem Kolben (2) drücken diesen in Richtung Nippelöffnung (45, 148) bzw. Muffenteil (B, B′) gegen den Verschlußkegel (3, 103) bzw. in den Ventilsitz.

4. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

h) der Nippel (101) ist gegenüber dem ihn aufnehmenden Ge häuse (104) zusätzlich längsverschieblich ausgebildet,
i) der Nippel (101) sitzt mit seinem Rückteil (146) wie derum schwenkbar abgedichtet auf einer ebenfalls hohlzy lindrischen Führungshülse (117), die fest im Gehäuse (104) des Steckerteiles (A′) sitzt,
j) in dem Innenraum des Nippels (101) ist ein ihm gegenüber abgedichtet längsverschieblicher und hohlzylindrischer Kolben (102) mit dem innenliegenden Steckerventil (103, 107) angeordnet, der in die Innenbohrung der hohlzylin drischen Führungshülse (117) einragt und in ihr zusammen mit dem Nippel (101) in gleichem Maß wie dieser schwenk bar und längsverschieblich ist,
k) der längsverschiebliche Kolben (102) ist mittels eines Ansatzes (109) formschlüssig gegenüber der Führungshülse (117) gegen ein Ausschieben aus dem Nippel (101) durch den Druck in der Leitung (147) gesichert.

5. Kupplung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

l) das Steckerventil im Steckerteil (A′) besteht aus einem Verschlußkegel (103), der in Richtung Nippelöffnung (148) aus seinem Ventilsitz (107) im Kolben (102) aus schiebbar ist und einem den Kegel (103) nach hinten ver längernden Schaft (144) mit fest daraufgesetzter Ver stärkungshülse (113), wobei das Ende (149) des Schaftes (144) nach hinten ein Stück aus der Hülse (113) ragt.

6. Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

m) eine erste Feder (105) auf der Führungshülse (117) drückt den darauf sitzenden Nippel (101) in die Kalot tenlagerung (140) und eine zweite Feder (115) den Kolben (102) mit dem innenliegenden Steckerventil in Richtung Nippelöffnung (148),
n) eine dritte, auf der Verstärkungshülse (113) liegende und sich zwischen dieser und dem Kolben (102) abstüt zende Feder (114) drückt den Ventilkegel (103) des Nip pelventiles in seinen Sitz (107).