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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine abnehmbare Schnellkupplung für Rohre.
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Bekanntermaßen ermöglicht es
eine Schnellkupplung für
Rohre, zwei Rohre miteinander zu verbinden, indem deren Ende in
zwei Öffnungen der
Kupplung eingeführt
wird, wobei jedes Rohr in der Kupplung durch Spezialeinrichtungen
mechanisch festgehalten wird, z.B. durch einen mit der Kupplung
fest verbundenen Ring, der mit Zähnen versehen
ist, welche zu der Innenseite der Kupplung hin gerichtet sind und
mit der Wand des Rohres zusammenwirken, um dessen Demontage zu verhindern.
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Um
bei einer abnehmbaren Schnellkupplung ein Rohr später wieder
abnehmen zu können,
d.h. um sein Ende aus einer Öffnung
der Kupplung herausziehen zu können,
wurden Demontageeinrichtungen z.B. in den Druckschriften
EP 0 737 832 oder
GB 2 146 400 beschrieben,
welche insbesondere ein Druckteil verwenden, das dazu vorgesehen
ist, die Zähne
des Ringes zu entfernen, wobei dieses Druckteil manuell oder mit
einem Spezialwerkzeug bewegt wird.
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Die
beschriebenen Vorrichtungen erfordern jedoch das Aufbringen einer
starken Kraft, um eine Axialverschiebung des Druckteiles entgegen
der von den Zähnen
ausgeübten
Spannung zu erzielen, so daß die
Demontage erschwert wird, da sie entweder die Verwendung eines speziellen
Werkzeugs oder eine schwierige manuelle Betätigung erfordert.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, dieses technische Problem zu lösen, indem sie eine Schnellkupplung
zur Verfügung
stellt, die einfach abnehmbar ist, leicht und ohne Anstrengung verwendbar
ist, die Anzahl von erforderlichen Einzelteilen nicht erhöht, und
kein Demontagewerkzeug erfordert.
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Zu
diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung eine abnehmbare
Schnellkupplung für
ein Rohr, mit einem Körper,
der zumindest eine zylindrische Öffnung
aufweist, welche das Einführen
des Endes eines Rohres ermöglicht,
wobei die zylindrische Öffnung
mit einem Einhakring versehen ist, der Zähne aufweist, die schräg zu der
Achse der Öffnung
und zu deren Innenseite hin gerichtet sind und dazu vorgesehen sind,
mit der Wand des Rohres zusammenzuwirken, um ein Heraustreten des
Rohres aus der Öffnung
zu verhindern, wobei es eine Demontageeinrichtung ermöglicht,
so auf den Einhakring einzuwirken, daß das Heraustreten des Rohres
aus der Öffnung
ermöglicht
wird, indem sie die Spannung aufhebt, welche von den Zähnen des
Ringes auf die Wand des Rohres ausgeübt wird,
und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die
Demontageeinrichtung folgendes aufweist:
- – eine Kappe,
die so montiert ist, daß sie
auf dem Körper
um die Achse der Öffnung
verdrehbar ist, und die ein zylindrisches Teil mit mindestens einer Rampe
aufweist,
- – ein
Druckteil, das koaxial zu der Kappe, innerhalb des Körpers, mit
einer im allgemeinen zylindrischen Form angeordnet ist und mindestens
einen Vorsprung aufweist, der dazu vorgesehen ist, sich gegen eine
Rampe der Kappe abzustützen, und
das einen Endbereich aufweist, der dazu vorgesehen ist, sich gegen
die Zähne
des Einhakringes abzustützen,
um diese von der Wand des Rohres zu entfernen, und
- – Führungseinrichtungen
zum translatorischen Führen
des Druckteiles entlang der Achse der Öffnung.
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Dank
dieser Anordnung wird die axiale Verschiebung des Druckteiles im
Inneren einer Kupplung durch die Umwandlung der Drehbewegung der Kappe
in eine translatorische Bewegung aufgrund der wendelförmigen Rampen
und der Einrichtungen zum Halten des Druckteiles während einer
translatorischen Bewegung erzielt.
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Diese
Anordnung ermöglicht
eine Untersetzung zwischen der Bewegung der Kappe und des Druckteiles,
welche die zum Durchführen
der Demontage erforderliche Kraft verringert. Diese Bewegung, die
somit auf einfache Weise und ohne starke Anstrengung erzielt wird,
ermöglicht
es, auf den Einhakring einzuwirken, um das Rohr abzunehmen.
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Auf
vorteilhafte Weise weisen die Führungseinrichtungen
zum translatorischen Führen
des Druckteiles in Bezug auf den Körper mindestens eine zur Achse
der Öffnung
parallele Nut auf, die in der Innenwand des Körpers vorgesehen ist, wobei
mindestens einer der Vorsprünge
des Druckteiles dazu vorgesehen ist, in diese Nut einzugreifen.
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Gemäß einer
Ausführungsweise
steht jeder Vorsprung des Druckteiles zugleich mit einer Rampe der
Kappe in Kontakt und greift in eine in der Innenwand des Körpers vorgesehene
Nut ein.
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Eine
derartige Anordung ermöglicht
es, die Umwandlung der Drehbewegung der Kappe in eine translatorische
Bewegung des Druckteiles unter Verwendung der Vorsprünge des
Druckteiles zu erzielen, welche zugleich den Halt in den Nuten des
Körpers
während
der translatorischen Bewegung und die Übertragung der Bewegung der
Kappe durch den Kontakt mit den Rampen der Kappe bewirken.
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Auf
vorteilhafte Weise besitzt jede der Rampen der Kappe eine Wendelform,
die mit der zur Achse der Öffnung
senkrechten Ebene einen Winkel von weniger als 45° bildet.
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Die
Untersetzung der Bewegung des Druckteiles in Bezug auf die Kappe
hängt von
dem Winkel der Rampen ab. Je kleiner dieser Winkel ist, desto stärker ist
die Untersetzung.
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Gemäß einer
Ausführungsweise
weist die Kappe elastische Einrichtungen auf, die eine zur Drehrichtung
entgegengesetzte Kraft ausüben,
welche es ermöglicht,
das Druckteil in die Öffnung
einzusetzen.
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Diese
Anordung ermöglicht
es, die Kappe in ihre anfängliche
Winkelposition zu bringen, während der
Anwender keine Kraft auf sie ausübt.
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Auf
vorteilhafte Weise ist mindestens eine Dichtung in die Öffnung eingesetzt.
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Gemäß einer
Ausführungsweise
weist die Kappe eine Gestaltung der äußeren Oberfläche auf, die
ihr Festhalten erleichtert, insbesondere Rillen bzw. Riffelungen.
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Auf
vorteilhafte Weise ist das zylindrische Teil der Kappe, das Rampen
aufweist, im Inneren des Körpers
angeordnet.
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Gemäß einer
Ausführungsweise
weist die Kappe mindestens drei Rampen auf und das Druckteil weist
mindestens drei entsprechende Vorsprünge auf, wobei die Vorsprünge bevorzugt
in regelmäßigen Abständen an
dem Umfang des Druckteiles angeordnet sind.
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Diese
Anordung ist insofern von Vorteil, als die Abstützpunkte des Druckteiles isostatisch
angeordnet sind.
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung ergibt sich unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische
Zeichnung, welche eine Ausführungsform
dieser Kupplung darstellt.
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1 zeigt
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Teils der
Einzelteile.
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2 zeigt
eine Schnittansicht entlang II-II in 1 im vergrößerten Maßstab.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Kupplung 2 weist
einen Körper 3 mit
einer im allgemeinen zylindrischen Form mit einer Symmetrieachse
A auf. Diese Kupplung ist dazu bestimmt, zwei Rohre 4 miteinander
zu verbinden, die strichpunktiert in 2 dargestellt
sind.
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Der
Körper 3 weist
an seinen zwei Enden zwei zylindrische Öffnungen 5 auf, die
zu der Achse A symmetrisch sind, wobei jede der zwei Öffnungen 5 es
ermöglicht,
jeweils das Ende eines Rohres 4 aufzunehmen. Die zwei Öffnungen 5 sind
in der Mitte des Körpers
durch eine kreisförmige Öffnung verbunden,
deren Rand einen Anschlag 6 für jedes Ende eines Rohres 4 begrenzt.
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Jede Öffnung 5 weist
an ihrer Innenwand vor dem Anschlag 6 – bezogen auf die Richtung
des Einführens
des Rohres 4, die für
jede Öffnung
durch den Pfeil I angegeben ist – folgendes auf:
- – einen
ersten zylindrischen Innenbereich 7 mit einem Durchmesser,
der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Rohres 4 ist
und dessen zentriertes Halten bezogen auf die Achse A ermöglicht,
- – eine
erste Innenschulter 8, die aus einer Vergrößerung des
Innendurchmessers der Öffnung 5 resultiert,
- – einen
zweiten zylindrischen Innenbereich 9,
- – eine
zweite Innenschulter 10, welche eine zweite Vergrößerung des
Innendurchmessers der Öffnung 5 darstellt,
und
- – einen
dritten zylindrischen Innenbereich 12, der sich bis zum äußeren Rand
der Öffnung 5 erstreckt.
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Drei
innere axiale Nuten 13, die in einem gegenseitigen Winkelabstand
von 120° in
Bezug auf die Achse A angeordnet sind, sind parallel zu dieser Achse
A in der Innenwand des Körpers 3 auf
der Höhe des
dritten zylindrischen Bereichs 12 vorgesehen, wobei sich
diese Nuten 13 bis zum äußeren Rand
der Öffnung 5 erstrecken.
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Die
Außenwand
des Körpers
weist in der Nähe
von dessen Enden, die jeweils dem äußeren Rand einer Öffnung 5 entsprechen,
einen äußeren zylindrischen
Bereich 14 auf.
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Dieser äußere zylindrische
Bereich 14 der Außenwand
des Körpers
weist drei äußere axiale
Nuten 15 auf, die in einem gegenseitigen Winkelabstand von
120° in
Bezug auf die Achse A angeordnet sind und parallel zu dieser Achse
A in der Außenwand
des Körpers 3 vorgesehen
sind, wobei sich jede Nut 15 in einer Richtung bis zum äußeren Rand
der Öffnung 5 erstreckt
und in der entgegengesetzten Richtung in eine radiale Nut 16 mündet, von
der sie durch einen axialen Anschlag 17 getrennt ist. Jede äußere Nut 15 mündet jeweils
nur in eine radiale Nut 16.
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In
jede Öffnung 5 ist
eine Dichtung 18 eingesetzt, die sich in Radialrichtung
gegen den zweiten zylindrischen Innenbereich 9 abstützt.
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Ein
Haltering 19 ist sodann in die Öffnung 5 eingesetzt,
wobei dieser Ring eine Außenwand
mit einer Schulter 23 aufweist, deren Form zu derjenigen der
zweiten Innenschulter 10 des Körpers 3 komplementär ist, und
wobei diese Schulter zwei zylindrische Bereiche 20 und 22 begrenzt,
von denen der zweite zylindrische Bereich 22 einen größeren Durchmesser
als der zylindrische Bereich 20 besitzt.
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Der
Haltering 19 ist somit dazu bestimmt, in die Öffnung einzugreifen,
wobei:
- – sein
erster zylindrischer Bereich 20 sich in Radialrichtung
gegen den zweiten zylindrischen Innenbereich 9 des Körpers 3 abstützt,
- – sein
zweiter zylindrischer Bereich 22 sich in Radialrichtung
gegen den dritten zylindrischen Innenbereich 12 des Körpers 3 abstützt, und
- – die
Schulter 23 sich in Axialrichtung gegen die zweite Innenschulter 10 abstützt.
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Diese
Anordung gewährleistet
die Positionierung des Halteringes 19 auf der Höhe der zweiten
Innenschulter 10. Der auf diese Weise angeordnete Haltering
begrenzt in Axialrichtung mit seiner in der Einführungsrichtung I vorderen Stirnfläche 24 eine Vertiefung,
in welche die Dichtung 18 eingesetzt ist, wobei die andere
axiale Wand dieser Vertiefung von der ersten Innenschulter 8 gebildet
wird.
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Der
Haltering 19 weist eine hintere Stirnfläche 25 auf, deren
Innendurchmesser größer als
derjenige der vorderen Stirnfläche
ist, sowie einen konkaven Bereich 26, der im Schnitt entlang
einer die Achse A enthaltenden Ebene ein Schrägsegment darstellt, wobei sich
in der Einführungsrichtung
zwischen der hinteren Stirnfläche 25 und
auf einen zylindrischen Bereich 27 hin, welcher den konkaven
Bereich 26 mit der vorderen Stirnfläche 24 verbindet, der
Innendurchmesser dieses konkaven Bereichs 26 verringert.
Der Innendurchmesser des zylindrischen Bereichs 27 ist
im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des Rohres 4.
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Ein
Einhakring 28 ist in die Öffnung 5 eingesetzt,
wobei dieser Ring folgendes aufweist:
- – ein ringförmiges Teil 29,
das sich in Radialrichtung gegen den dritten zylindrischen Innenbereich 12 des
Körpers 3 abstützt und
in Axialrichtung gegen die vordere Stirnfläche des Halteringes 19 anliegt,
und
- – eine
Vielzahl von Einhakzähnen 30,
deren Basis fest mit dem ringförmigen
Teil 29 verbunden ist, und deren Ende schräg zu der
Innenseite der Öffnung 5 und
zu der Achse A hin gerichtet ist.
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Ein
Druckteil 32 mit einer im allgemeinen zylindrischen Form,
das eine rohrförmige Öffnung mit einem
Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser
eines Rohres 4 ist, ist ebenfalls in die Öffnung 5 eingesetzt,
wobei dieses Druckteil folgendes aufweist:
- – einen
vorderen Bereich 33, der dazu vorgesehen ist, mit den Einhakzähnen 30 in
Kontakt zu treten, und dessen Außendurchmesser in der Nähe seines
vorderen Randes verringert ist,
- – Vorsprünge 34,
drei an der Zahl, die senkrecht zur Achse A ausgerichtet und regelmäßig auf
der Wand des Druckteiles beabstandet sind, so daß sie zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Vorsprüngen
einen Winkel von 120° bilden.
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Das
Ende von jedem der Vorsprünge 34 des Druckteiles 32 ist
dazu bestimmt, in eine innere axiale Nut 13 des dritten
zylindrischen Innenbereichs 12 des Körpers 3 eingesetzt
zu werden. Diese Anordung ermöglicht
ein translatorisches Führen
des Druckteiles 32, bezogen auf den Körper 3, wobei eine
Drehung des Druckteiles um die Achse A verhindert wird.
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Eine
Kappe 35 ist auf den Rand der Öffnung 5 montiert,
wobei diese Kappe folgendes aufweist:
- – einen äußeren zylindrischen
Bereich 36 mit der Achse A und einem Innendurchmesser,
der dem Außendurchmesser
des äußeren zylindrischen Bereichs 14 des
Körpers
entspricht und dazu vorgesehen ist, auf diesen aufgesteckt zu werden, wobei
dieser äußere zylindrische
Bereich auf seiner Innenwand drei Rastnasen 37 aufweist,
die regelmäßig auf
dieser Wand beabstandet sind, so daß sie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rastnasen 37 einen
Winkel von 120° bilden,
und auf seiner Außenwand
eine Vielzahl von axialen, zur Achse A parallelen Rillen 38 aufweist;
- – ein
ringförmiges
Teil 39 mit der Achse A und einem Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser
des äußeren zylindrischen
Bereichs 36 entspricht, und dessen Innendurchmesser im
wesentlichen gleich dem Durchmesser des Rohres 4 ist, wobei
dieses ringförmige
Teil durch seinen Rand mit dem größeren Durchmesser mit dem äußeren zylindrischen
Bereich 36 verbunden ist und dazu vorgesehen ist, in Anlage
gegen den Rand der Öffnung 5 des
Körpers 3 zu
treten; und
- – einen
zylindrischen Mantel 40 mit der Achse A, dessen Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des dritten zylindrischen
Innenbereichs 12 des Körpers 3 ist
und dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des Druckteiles 32 ist, wobei dieser Mantel über seinen
in der Einführungsrichtung
I hinteren Rand fest mit dem ringförmigen Teil 39 verbunden
ist und an seinem vorderen Rand drei wendelförmige Rampen 42 aufweist,
wobei jede Rampe mit der Abbildung der bei einer Drehung um die
Achse A um einen Winkel von 120° vorausgegangenen
Rampe identisch ist, und diese drei Rampen durch axiale Anschläge 43 voneinander
getrennt sind.
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Die
Kappe 35 ist dazu vorgesehen, auf dem Rand der Öffnung 5 positioniert
zu werden. Bei der Montage wird jede Rastnase 37 gegenüber von
einer äußeren axialen
Nut 15 des äußeren zylindrischen Bereichs
des Körpers 3 positioniert;
daraufhin wird die Kappe in der Einführungsrichtung I translatorisch verschoben,
bis die Rastnasen 37 das Ende der entsprechenden äußeren axialen
Nut 15 erreichen. Die Kappe wird dann in der positiven
Richtung P, die in der 1 angegeben ist, um die Achse
A verdreht, so daß jede
Rastnase 37 über
den axialen Anschlag 17 hinwegtritt und in eine äußere radiale
Nut 16 des Körpers 3 eingreift.
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In
dieser Position, welche die Gebrauchsposition darstellt, ist die
Kappe so montiert, daß sie
sich nur mit einer Drehung in Bezug auf den Körper 3 um die Achse
A verschieben kann; hierbei ist diese Drehung durch den Gang einer
jeden Rastnase 37 in einer äußeren radialen Nut 16 zwischen
dem axialen Anschlag 15 und dem dem radialen Anschlag 17 gegenüberliegenden
Rand der äußeren radialen
Nut 16 begrenzt.
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Andererseits
wird das Druckteil 32 in den zylindrischen Mantel 40 eingesetzt,
wobei sich jeder der Vorsprünge 34 gegen
eine wendelförmige
Rampe 42 dieses Mantels 40 abstützt.
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Jeder
der Vorsprünge 34 des
Druckteiles 32 steht somit mit seinem Ende zugleich in
Eingriff in einer inneren axialen Nut 13 des Körpers 3 und
in Kontakt mit einer wendelförmigen
Rampe 42.
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Wenn
ein Rohr 4 in der Öffnung 5 montiert ist,
liegt sein Ende gegen den Anschlag 6 an, und seine Außenwand
befindet sich in Kontakt mit den Einhakzähnen 30, welche seine
Demontage verhindern, indem sie der Verschiebung des Rohres entgegen der
Einführungsrichtung
I entgegenwirken. Diese Anordung ist an der Öffnung 5 auf der Seite
B in 2 veranschaulicht.
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Um
die Demontage des Rohres vorzunehmen, muß die von den Einhakzähnen 30 auf
die Wand des Rohres ausgeübte
Spannung vermindert werden. Hierzu ist es ausreichend, die Hülse 35 manuell
in der positiven Richtung P bezogen auf die Achse A zu verdrehen.
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Die
wendelförmigen
Rampen 42 verbreitern sich in der positiven Drehrichtung
P, wobei die Rastnasen 37, die sich in Kontakt mit diesen
Rampen befinden, in der Einführungsrichtung
I geschoben werden, da sie des weiteren gezwungen werden, sich in den
inneren axialen Nuten 13 zu verschieben.
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Das
Druckteil 32 verschiebt sich translatorisch entlang der
Achse A in der Einführungsrichtung I
bis in eine Position gemäß der Darstellung
auf der Seite C der 2, in der sich der vordere Bereich 33 des
Druckteiles 32 in Kontakt mit den Einhakzähnen 30 befindet
und diese in der Einführungsrichtung
I schiebt, indem er ihr Ende in Radialrichtung von der Wand des
Rohres 4 entfernt. Die Demontage des Rohres ist dann möglich.
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Die
Form des konkaven Bereichs 26 des Halteringes 19 stellt
einen Ausweichraum für
die Auslenkung der Zähne 30 zur
Verfügung.
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Die
manuelle Betätigung
der Kappe 35 wird durch die von den wendelförmigen Rampen 42 verwirklichte
Untersetzung ermöglicht
und gewährleistet eine
begrenzte Verschiebung des Druckteiles 32 bezogen auf eine
gegebene Drehung der Kappe 35. Hierfür muß der Winkel θ der Rampe
bezogen auf eine zur Achse A senkrechte Ebene einen Wert besitzen,
der bevorzugt kleiner als 45° ist.
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Das
Vorhandensein von Rillen bzw. Riffelungen 38 an der Kappe 35 erleichtert
ihr Ergreifen mit der Hand.
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Elastische
Einrichtungen (nicht gezeigt) ermöglichen es, die Kappe 35 in
ihre anfängliche
Winkelposition zu bringen, während
der Anwender keine Kraft auf sie aufbringt. Diese Einrichtungen
bestehen aus einer Feder, die zwischen dem Körper 3 und der Kappe 35 vorhanden
ist, oder sind Teil von einem dieser Elemente.
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Die
Rückkehr
des Druckteiles in seine anfängliche
Position wird durch die Elastizität der Zähne des Einhakringes bewirkt.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern
umfaßt
hingegen sämtliche
Varianten. Hierbei können
insbesondere die Einrichtungen zum Festhalten der Einzelteile in
der Öffnung 5 und
die besondere Form der Elemente variieren.