DE69414005T2

DE69414005T2 - Lösbare verbindung

Info

Publication number: DE69414005T2
Application number: DE69414005T
Authority: DE
Inventors: Jonathan George Cordy Lewes Sussex Angell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2014-07-08
Also published as: EP0740755A1; WO1995002148A1; AU673447B2; EP0740755B1; AU7080694A; ES2122297T3; DE69414005D1; GB9314094D0; US5769462A; CA2166688A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kupplungen, bei welchen ein Hohlkörper dazu ausgelegt ist, einen in diesen eingeführten Gegenstand zu greifen und zu halten, wobei die Greifwirkung derart lösbar ist, daß der Gegenstand von dem Körper entfernt werden kann.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen, in welchen das versuchte Entfernen des Gegenstands von bzw. aus dem Körper ohne Betätigen eines Freigabemechanismus bewirkt, daß eine Greifvorrichtung am Gegenstand angreift und diesen fester greift, so daß ein Entfernen des Gegenstands verhindert wird.
Ein Beispiel einer derartigen lösbaren Kupplung weist eine elastische Scheibe mit einer Mehrzahl von nahe der Öffnung zum Körper angeordneten elastischen Fingern auf. Die elastischen Finger erstrecken sich in den Hohlkörper in einer Richtung von der Öffnung weg und sind in einem spitzen Winkel zu der Körperinnenfläche ausgerichtet, so daß ein Rohr durch Einschieben an den Fingern vorbei eingesetzt werden kann, jedoch ein Entfernen des Rohrs durch die Greifwirkung der Finger verhindert wird, da diese unter Krafteinwirkung nach außen gebogen werden. Das Rohr kann beispielsweise durch Drücken eines Rings entfernt werden, welcher auf die Scheibe einwirkt, um die Finger von der Rohrfläche wegzubiegen, womit deren Greifen des Rohres gelöst wird und dessen Entfernen ermöglicht wird.
Bei derartigen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, welche eine Scheibe mit nach innen gewandten Fingern verwenden, hat sich eine Vielzahl von Problemen gestellt. Zu allererst sind diese Vorrichtungen auf die Elastizität der Finger angewiesen, um zu Beginn ein ausreichendes Greifen des eingeführten Rohrs vorzusehen, so daß das Zurückziehen des Rohrs durch die Wirkung verhindert wird, bei welcher ein Ziehen des Rohrs von der Hülse weg dazu führt, die Finger zum Rohr hin zu biegen. Ein wiederholter Gebrauch der Vorrichtung führt zu einer Verringerung der Elastizität der Finger, wodurch die Greifwirkung auf das Rohr geschwächt wird und wodurch der Betrieb der Kupplung herabgesetzt wird. Wenn sich beim Greifen der Winkel der Finger zur Achse des Rohres zu stark der Senkrechten nähert, kann es möglich werden, das Rohr durch Aufbringen ausreichender Kräfte zu entfernen, da die Finger in dieser Lage einfacher gebogen werden können. Wenn dies einmal geschehen ist, kann die Vorrichtung möglicherweise bleibend beschädigt sein. Da das Rohr an den elastischen Fingern vorbei gedrückt werden muß, besteht ferner das Risiko, daß dann, wenn dieses eingeführt wird, dieses oder die Finger beschädigt werden. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn eine gute Abdichtung zwischen der Rohrfläche und der Kupplung erforderlich ist. Da es zum Freigeben des Rohres notwendig ist, die Finger von der Rohrfläche wegzubiegen, besteht schließlich auch das Erfordernis, daß das eingeführte Rohr zumindest um eine sehr kleine Strecke weiter in die Hülse einschiebbar sein muß, um das Greifen des Rohres durch die Finger zu verringern, damit das Freigeben erreicht werden kann. Somit kann dann, wenn das Rohr in den Körper soweit wie möglich eingeführt wurde, kein ausreichendes axiales Spiel mehr dafür vorhanden sein, daß das Rohr entfernt werden kann.
Eine weitere Stand der Technik-Vorrichtung, welche keine Scheibe mit elastischen Fingern verwendet und somit einige der oben beschriebenen Probleme vermeidet, ist in der GB-1520742 beschrieben. Dieses Dokument offenbart eine Rohrkupplung mit einem zylindrischen Hohlkörper, in welchem eine Hülse von dem Ende aus eingesetzt werden kann, in welches das Rohr einzuführen ist. Die Hülse weist sich nach innen verjüngende elastische Arme auf, welche sich in den Körper hinein von der Öffnung weg erstrecken, durch welche das Rohr eingeführt ist. Die Hülse ist dazu ausgelegt, sich innerhalb des Körpers in axialer Richtung zu bewegen, und eine Nockenfläche ist am Körper nahe der Öffnung vorgesehen und derart angeordnet, daß ein versuchtes Entfernen der Hülse an dieser Fläche vorbei die elastischen Arme einwärts zur Mitte des Körpers hin drängt. Somit drängt dann, wenn ein Rohr eingeführt wird, dieses die elastischen Arme der Hülse weg, jedoch bringt ein versuchtes Entfernen des Rohrs die Arme in Kontakt mit der Nockenfläche, was bewirkt, daß diese das Rohr fester greifen. Die Arme greifen das Rohr aufgrund ihrer Elastizität und werden somit mit diesem gehalten. Durch Schieben des aus der Öffnung des Körpers vorstehenden Endes der Hülse zum Körper hin werden die elastischen Arme daran gehindert, mit der Nockenfläche in Kontakt zu kommen, und können sich leicht spreizen und somit kann das Rohr entfernt werden.
Eine verbesserte Version der Vorrichtung gemäß der GB-1520742 ist in der GB-B-2165604 beschrieben. Diese verbesserte Vorrichtung verwendet weiterhin elastische Arme zum Greifen des Rohrs, jedoch sind Metallzähne an den Innenflächen der Arme vorgesehen, um dieses Greifen zu verbessern. Es werden ferner zwei O-Ringe verwendet, um das Rohr in der Kupplung effektiver abzudichten.
Obwohl diese Vorrichtungen, welche eine Hülse mit sich zur Innenseite hin verjüngenden elastischen Armen zum Greifen des Rohrs verwenden, einige der mit Scheiben verbundenen Probleme vermeiden, sind diese zum Greifen des Rohrs immer noch zu Beginn auf die Elastizität eines Elements angewiesen, so daß wiederholter Gebrauch deren Leistungsfähigkeit herabsetzen kann. Auch kann erneut ein Schaden bei dem Rohr oder der Hülse auftreten, da das Rohr an den elastischen Armen vorbei eingeführt wird. Wenn die Hülse dazu ausgelegt ist, von der Buchse entfernt werden zu können, beispielsweise derart, daß sie ersetzt werden kann, drängt das Entfernen der Hülse Vorbei an der Nockenfläche die Arme dazu, sich eine relativ große Strecke einwärts zu biegen, wodurch diese wiederum relativ starken Deformationen ausgesetzt sind.
Die US-A-2 182 797 beschreibt eine lösbare Kupplung, welche glatte Kugeln verwendet, um einen eingeführten Gegenstand zu greifen. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht auf diesem Dokument.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine lösbare Kupplung zum Halten eines durch eine Öffnung in ein Ende eines Hohlkörpers eingeführten Gegenstands vorgesehen, umfassend: ein Haltemittel zum Angreifen an und Greifen des Gegenstands, wobei das Haltemittel derart angeordnet ist, daß der Gegenstand relativ einfach an dem Haltemittel vorbei in den Körper eingeführt werden kann, und derart, daß ein Entfernen des Gegenstands im wesentlichen durch die Greifwirkung des Haltemittels verhindert wird; und ein Lösemittel zum Lösen der Greifwirkung des Haltemittels, um ein Zurückziehen des Gegenstands aus dem Körper zu ermöglichen; wobei das Haltemittel ein oder mehrere drehbare Elemente umfasst, welche dazu ausgelegt sind, an der Oberfläche des Gegenstands anzugreifen, wodurch verschiedene Abschnitte der Elementoberflächen in Eingriff mit der Oberfläche des Gegenstands gebracht werden können, um das Halten des Gegenstands zu unterstützen, und gekennzeichnet durch ein drehbares Element oder Elemente mit gezahnten, gekerbten oder gerillten äußeren Oberflächen.
Bei der vorliegenden Erfindung umfasst das Haltemittel drehbare Elemente, wie beispielsweise Rollen oder Kugeln, zum Angreifen an der Oberfläche des Gegenstands, welche eine Mehrzahl von Zähnen, Rillen oder Kerben auf ihren Außenoberflächen aufweisen, um deren Greifwirkung zu erhöhen.
Der Gebrauch von drehbaren Elementen ist insbesondere deshalb von Vorteil, da deren Drehung verschiedene Abschnitte ihrer Oberflächen mit dem Gegenstand für jeglichen gegebenen Einführzustand in Kontakt bringen. Deshalb ist effektiv eine Ersatzoberfläche zum Greifen des Gegenstands vorhanden, da in dem Falle, in welchem ein Abschnitt der Oberfläche der drehbaren Elemente zu abgenützt wird, eine Drehung des Elements einen neuen Abschnitt der Oberfläche in Kontakt mit der Gegenstandsoberfläche bringt. Die auf den drehbaren Elementen vorgesehenen Zähne, Kerben oder Rillen werden wirkungsvoll kontinuierlich umgesetzt, wenn sich die Elemente drehen. Dies ist gegensätzlich zum Stand der Technik, beispielsweise zur Vorrichtung gemäß der GB-B-2165604, bei welcher dieselben Oberflächen oder Zähne, falls sie auf den Innenseiten der elastischen Arme vorgesehen sind, permanent in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstands stehen, so daß dann, wenn diese Oberflächen oder Zähne einmal abgenützt sind, der Betrieb der Vorrichtung beeinträchtigt ist. Insbesondere sind Rollen für den Einsatz bei einer Kupplung für harte Rohre, wie beispielsweise Metallrohre, zweckmäßig und Kugeln sind insbesondere für weiche deformierbare Rohre zweckmäßig.
Ein alternatives drehbares Element, welches bei einer deformierbaren Rohroberfläche eingesetzt werden kann, ist eine Kugel, wie beispielsweise eine Kunststoffkugel. Im Gebrauch drückt die Kugel in die Rohroberfläche, und der hochliegende Oberflächenkontaktbereich zwischen dem Rohr und der Kugel verursacht eine ausreichende Reibung, um das Rohr zu greifen.
Die Kupplungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für die Verwendung bei Kunststoffsteckern und -buchsen, wie beispielsweise elektrischen Steckern und Buchsen, zweckmäßig. Sie ist ebenfalls für das Koppeln von Rohren in dem Fall nützlich, in welchem der Hohlkörper eine Durchgangsbohrung aufweist. Sowohl Metall- als auch Kunststoffrohre können gekoppelt werden, und es können selbst Rohre mit einer weichen Wandung verwendet werden, wobei ein härterer Mittenstützkern in das Rohr vor dem Einführen in die Kupplung eingeführt wird. Dieser Kern kann beispielsweise von der Kupplung separierbar sein oder ein unverlierbar mit diesem gekoppelter Stutzen sein.
Bevorzugt ist das Haltemittel derart angeordnet, daß der Gegenstand im wesentlichen ohne Widerstand eingeführt werden kann. In diesem Fall tritt im wesentlichen keine Verformung sowohl des einzuführenden Gegenstands als auch des Haltemittels, als auch des Hohlkörpers auf. Somit besteht weder ein Risiko eines Schadens, welcher durch irgendwelche Kräfte verursacht wird, die dann wirken, wenn der Gegenstand eingeführt wird, noch verursacht ein wiederholtes Einführen die Entstehung eines derartigen Schadens.
Das Haltemittel ist bevorzugt derart angeordnet, daß ein versuchtes Entfernen des Gegenstands durch die Öffnung bewirkt, daß das Haltemittel den Gegenstand fester greift.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Haltemittel frei, um sich im wesentlichen ohne Widerstand wenigstens eine kurze Strecke in einer Richtung im wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Körpers zu bewegen, jedoch sind diese derart ausgelegt, daß der Kontakt im Gebrauch zwischen der Außenfläche des Gegenstands und des Haltemittels bei der Bewegung des Gegenstands zur Öffnung im Körper hin eine zum Mitziehen des Haltemittels ausreichende Reibungskraft erzeugt.
Der Bewegungsfreiheitsgrad des Haltemittels in einer Richtung orthogonal zur Längsachse des Körpers bedeutet, daß im wesentlichen kein Widerstand beim Einführen des Gegenstands vorgesehen ist, da sich das Haltemittel frei bewegen kann, um dies zu erreichen. Ferner, da das Haltemittel entsprechend frei ist, um sich zur Längsachse des Körpers (d. h. zur Gegenstandsoberfläche) hin zu bewegen, ist eine elastische Verformung eines Abschnitts des Haltemittels oder des Körpers für das Greifen des Gegenstands nicht unbedingt erforderlich. Es besteht auch keine Abhängigkeit von der elastischen Verformung eines Elements, um den Gegenstand anfangs zu greifen, da der Reibkontakt zwischen der Gegenstandoberfläche und dem Haltemittel ausreichend groß ist, um das Haltemittel mitzuziehen. Das Haltemittel kann sich ebenfalls an Variationen der Breite des Gegenstands anpassen, und es muß nicht zwangsläufig ein sich entsprechend elastisch verformendes Element sein. Da der Gegenstand möglicherweise ohne elastische Verformung des Haltemittels eingeführt wird, tritt eine Entstehung eines Schadens aufgrund einer wiederholten Deformation und ein Herabsetzen der Leistung des Haltemittels nicht auf.
Die Greifwirkung des Haltemittels auf den Gegenstand kann durch eine Nockenfläche vorgesehen sein, welche an der Innenseite des Hohlkörpers ausgebildet ist und derart angeordnet ist, daß diese beim Bewegen desselben axial zur Öffnung hin an dem Haltemittel angreift. Die Nockenoberfläche ist derart angeordnet, daß sie bewirkt, daß sich das Haltemittel zur Achse des Körpers hin bewegt, womit ein versuchtes Entfernen des Gegenstands das Haltemittel mitzieht und bewirkt, daß dieses an der Nockenoberfläche angreift und somit den Gegenstand greift.
Das Freigabemittel dient bevorzugt dazu, das Haltemittel daran zu hindern, an der Nockenoberfläche anzugreifen, oder bewegt das Haltemittel außer Eingriff mit der Nockenoberfläche, so daß der Gegenstand einfach entfernt werden kann. Deshalb ist das Freigabemittel derart angeordnet, daß es das Haltemittel in axialer Richtung weg von der Nockenoberfläche bewegen kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Freigabemittel eine hohle Hülse zum Aufnehmen des Gegenstands, welche dazu ausgelegt ist, satt anliegend in den Hohlkörper zu passen und sich axial darin zu bewegen, und weist ein oder mehrere um deren Umfang angeordnete Löcher auf, bevorzugt an derselben axialen Stelle. Die drehbaren Elemente des Haltemittels können dann in den Löchern in der Hülse positioniert werden, um in den Hohlkörper vorzustehen, so daß diese an der Oberfläche des Gegenstands angreifen und dabei nicht an der Nockenfläche vorbeikommen. Bevorzugt sind die drehbaren Elemente und Löcher derart angeordnet, daß sich die drehbaren Elemente in den Löchern radial von der Längsachse des Körpers weg oder zu dieser hin bewegen, sich jedoch nicht in einer axialen Richtung unabhängig von der Hülse bewegen können. Somit zieht eine Axialbewegung der Hülse in den Körper hinein die drehbaren Elemente mit und bewegt diese außer Eingriff mit der Nockenoberfläche, wodurch die Greifwirkung gelöst wird. Die Anzahl von um den Umfang der Hülse angeordneten drehbaren Elementen kann variiert werden. Es hat sich herausgestellt, daß sechs eine zweckmäßige Anzahl ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Rückhalte- und Freigabeelemente physikalisch separat vorgesehen sind, können diese aus verschiedenen Materialien aufgebaut und so an eine gegebene gewünschte Verwendung angepaßt sein.
Die Verwendung einer axial bewegbaren Hülse, welche frei schwimmende drehbare Elemente in dem Hohlkörper lagert, ist insbesondere eine wirkungsvolle und einfach aufzubauende Anordnung sowohl für das Greifen des Gegenstands als auch, um ein Freigeben desselben zu ermöglichen.
Der Hohlkörper umfaßt bevorzugt einen Abschnitt kleineren Durchmessers, welcher sich von der Öffnung, durch welche der Gegenstand eingeführt wird, zu einer vorgegebenen axialen Tiefe im Körper erstreckt, gefolgt von einem Abschnitt größeren Durchmessers, in welchem die durch die Hülse gelagerten drehbaren Elemente angeordnet sind, wenn die Kupplung zusammengesetzt ist. Ein sich verjüngender Abschnitt ist zwischen den zwei Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers angeordnet und wirkt als die Nockenoberfläche. Bei diesem Aufbau können sich die drehbaren Elemente frei von der Längsachse des Körpers weg bewegen, wenn sie sich in dem Abschnitt größeren Durchmessers befinden, so daß der Gegenstand eingeführt werden kann, jedoch bewirkt die Reibung zwischen den drehbaren Elementen und der Oberfläche des Gegenstands bei einem versuchten Entfernen des Gegenstands, daß die drehbaren Elemente derart bewegt werden, daß diese an der Nockenoberfläche angreifen, was eine weitere axiale Bewegung der drehbaren Elemente aus dem Körper heraus bewirkt und diese einwärts drängt, um den Gegenstand fester zu greifen, womit dessen Entfernen verhindert wird. Im Gegensatz zu einem versuchten Entfernen des Gegenstands zieht ein Einführen des Gegenstands die drehbaren Elemente weg von der Nockenoberfläche in den Abschnitt größeren Durchmessers, wenn diese dort nicht schon sind, womit ermöglicht wird, daß der Gegenstand einfach eingeführt werden kann.
Die Nockenoberfläche ist bevorzugt gerillt. Dies vergrößert ihre Wirkung auf die drehbaren Elemente.
Die Hülse erstreckt sich bevorzugt über die Öffnung des Hohlkörpers derart hinaus, daß eine Kraft auf diese aufgebracht werden kann, um sie in den Körper hinein zu bewegen, um die drehbaren Elemente außer Kontakt mit der Nockenfläche zu halten, und deshalb ein Entfernen des Gegenstands zu ermöglichen.
Die Hülse kann ebenfalls in den Körper durch eine Bedienungsperson eingedrückt werden, wenn der Gegenstand eingeführt wird, um - wenn erforderlich - die drehbaren Elemente von der Nockenoberfläche weg zu bewegen, statt einfach - falls gewünscht - zu ermöglichen, daß die Reibung zwischen der Oberfläche des Gegenstands und den drehbaren Elementen dies tut. Ein Flansch kann am Außenabschnitt der Hülse vorgesehen sein, um eine Bedienungsperson beim Drücken dieser in eine Richtung in den Körper zu unterstützen. Die Hülse kann federnd in einer axialen Richtung aus der Öffnung des Körpers heraus derart vorgespannt sein, daß eine eindeutige Betätigung erforderlich ist, um die drehbaren Elemente zu lösen und den Gegenstand zu entfernen, womit eine unerwünschte Entfernung verhindert wird.
Die Hülse und die drehbaren Elemente sind bevorzugt derart angeordnet, daß dann, wenn kein Gegenstand in diese eingeführt ist, die sich drehbaren Elemente ausreichend zur Längsachse hin nach innen bewegen können, um zuzulassen, daß diese durch den Abschnitt geringeren Durchmessers des Hohlkörpers hindurchgelangt. Dies ermöglicht, daß die Kupplung einfach durch Einführen der Hülse mit den drehbaren Elementen in die Öffnung hinein, durch welche der Gegenstand einzuführen ist, zusammengesetzt werden kann, wodurch der Aufbau der Kupplung vereinfacht wird. Es kann ein kleiner Ansatz an der Außenfläche der Hülse vorgesehen sein, um die Hülse nach einer Montage im Körper zu halten.
Die drehbaren Elemente können an der Hülse derart gelagert sein, daß sie frei rotieren können, wobei deren Rotationsachsen im wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Hohlkörpers verlaufen.
Bei einer bevorzugten Anordnung zum Greifen eines verformbaren Rohres weist ein Einsatz oder unverlierbar verbundener Stutzen, welcher als zentraler Stützkern verwendet wird, Längsrinnen auf, welche der Lage der Greifkugeln entsprechen. Die Rinnen können derart um den Umfang angeordnete Vertiefungen haben, daß dann, wenn die Kugeln auf die Nockenoberfläche treffen, diese das Rohr in die Rinnen drücken, um es durch die Vertiefungen zu greifen.
Im Fall einer Hochdruckrohrkupplung kann eine Umfangsvertiefung am einzuführenden Rohr derart vorgesehen sein, daß die drehbaren Elemente im Gebrauch an dieser angreifen, um den Greifeffekt zu verstärken.
Zum Koppeln zerbrechlicher Gegenstände, wie beispielsweise Glasrohre, sind die drehbaren Elemente bevorzugt deformierbar (obwohl sie sich natürlich aufgrund der Gestaltung der Kupplung der vorliegenden Erfindung nicht verformen, wenn der Gegenstand eingeführt wird), beispielsweise Gummirollen. Beim Greifen des Gegenstands verformen sich die drehbaren Elemente in diesem Ausführungsbeispiel, womit das Risiko einer Beschädigung eines zerbrechlichen Gegenstands verringert wird, was bei im wesentlichen unelastichen drehbaren Elementen auftreten könnte.
Eine Dichtung, wie beispielsweise ein O-Ring, kann im Abschnitt des Hohlkörpers größeren Durchmessers über das Ende der Hülse hinaus derart angeordnet sein, daß beim Einführen des Gegenstands in den O-Ring (wobei dabei ein gewisser Widerstand auftritt), dieser Ring geklemmt wird und somit eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Gegenstand und dem Körper bildet. Dies ist insbesondere bei der Kupplung von Rohren vorteilhaft. Diese Dichtung kann ferner die Wirkung haben, daß dann, wenn ein Rückdruck aufgrund von in das Rohr zurückfließendem Fluid vorhanden ist, dieses dann zurückgedrückt wird, und auf die Hülse und somit wirksam auf die drehbaren Elemente wirkt, wodurch das Greifen des Gegenstands verstärkt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht der lösbaren Kupplung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des aufgeschnittenen Abschnitts aus Fig. 1 ist, welche die lösbare Kupplung zeigt; und
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht in einer zur Achse der lösbaren Kupplung orthogonalen Ebene ist.
In Fig. 1 ist die lösbare Kupplung im allgemeinen bei 1 gezeigt. Ein Rohr 2 ist derart in dieser gezeigt, daß es durch die Kupplung an einer Stelle verriegelt ist. Die Kupplung 1 umfaßt einen hohlen Außenkörper 3 zur Aufnahme des Rohres 2. Bei der vorliegenden Erfindung ist, da die Kupplung 1 zum Koppeln eines Rohres eingesetzt wird, diese auch mit einem hohlen Durchgangsbohrungsabschnitt gezeigt, um einen Fluidstrom durch das Rohr und die Kupplung zu ermöglichen. Wenn die Kupplung in einer Weise als Stecker- und Buchsen verwendet wird, was den Durchgang des Fluids usw. durch die Kupplung nicht erfordert, kann das Ende des Hohlkörpers 3 einfach abgeschlossen sein.
Der Hohlkörper 3 hat einen Abschnitt 4 größeren Durchmessers und eine interne Verjüngung führt zu einer Öffnung kleineren Durchmessers, an welcher eine gerillte Nockenoberfläche 5 vorgesehen ist, welche einwärts zur Achse des Körpers 3 in einer Richtung zur Öffnung des Körpers hin geneigt ist, durch welche das Rohr 2 eingeführt ist. Die Rillen können durch maschinelle Bearbeitung oder durch Formen an der Nockenoberfläche 5 ausgebildet sein.
Eine Hülse 6 umfassend ein Hohlrohr, welches dazu ausgelegt ist, im Hohlkörper 3 eng anzuliegen, ist in dem Körper derart angeordnet, daß wenigstens ein Teil von ihr über die Öffnung in dem Körper 3 hinaussteht. Die Hülse 6 kann in Richtung ihrer Längsachse im Körper 3 bewegt werden.
Über den Umfang an einer vorgegebenen axialen Stelle an der Hülse 6 ist eine Mehrzahl von Löchern 7 und entsprechenden Schlitzen 8 angeordnet, in welchen Greifelemente in Form von drehbaren Elementen 9 zum Greifen des Rohrs 2 positioniert sind. Die Löcher 7 erstrecken sich in einer radialen Richtung vollständig durch die Hülse 6 derart hindurch, daß die Greifelemente 9 mit der Rohroberfläche 10 in Berührung kommen können. Die Schlitze 8 sind an dem der Rohroberfläche 10 nächsten Ende geschlossen und dazu ausgelegt, die Greifelemente 9 derart zu lagern, daß sie sich frei und unabhängig von der Hülse 6 zumindest in einer radialen Richtung bewegen können (d. h. orthogonal zur Längsachse des Körpers, der Hülse und des Rohrs), jedoch derart, daß eine Axialbewegung der Hülse 6 die Greifelemente 9 mitzieht, so daß diese sich simultan mit dieser mitbewegen. Die Löcher 7 und Schlitze 8 sind an einer axialen Position an der Hülse 6 derart angeordnet, daß die Greifelemente 9 im Abschnitt 4 größeren Durchmessers des Hohlkörpers 3 angeordnet sind, wenn die Kupplung einmal zusammengesetzt ist, jedoch derart, daß eine Bewegung der Hülse 6 in einer axialen Richtung aus dem Körper 3 heraus diese mit der Nockenfläche 5 in Eingriff bringen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Greifelemente 9 als Rollen mit Oberflächen 11 gezeigt, welche gerändert oder anderweitig maschinell bearbeitet sind, um eine Mehrzahl von scharfen Zähnen oder Vertiefungen darauf vorzusehen. Achszapfen 12 der Rollen sind in den Schlitzen 8 der Hülse 6, wie in Fig. 3 gezeigt, derart angeordnet, daß sich die Rollen frei drehen und in einer radialen Richtung innerhalb der Schlitze 8 bewegen können. Die Greifflächen 11 der Rollen sind in den Löchern 7 angeordnet und können somit mit der Oberfläche 10 des Rohrs 2 in Berührung kommen. Die Rollen sind derart dimensioniert, daß dann, wenn sie mit der Oberfläche eines Rohrs 10 in Kontakt stehen, die Greifflächen 11 nicht an der Nockenfläche 5 vorbeikommen.
Bei einer alternativen Anordnung können die Greifelemente 9 auf einer Halteschleife oder einem Haltering aufgereiht sein, welche bzw. welcher durch deren Längsachsen hindurch verläuft und die Hülse 6 umringt, um die Greifelemente lose in Stellung zu halten. Bei dieser Anordnung sind die Schlitze und Achszapfen 12 nicht notwendig.
Fig. 3 zeigt die Positionierung der Greifrollen 9 um den Umfang der Hülse 6. Die Anzahl von Greifelementen 9 kann natürlich variiert werden; es hat sich herausgestellt, daß sechs eine geeignete Anzahl ist.
Die Hülse 6 weist einen vergrößerten Flanschabschnitt 13 an ihrem Ende auf, welcher über die Öffnung des Hohlkörpers 3 hinaus übersteht, um zu ermöglichen, daß eine Bedienungsperson die Hülse 6 längs der Achse des Hohlkörpers 3 bewegt und somit die Greifmittel 9 in Richtung der Nockenfläche 5 und von dieser weg bewegt.
Ein O-Ring 14 kann im Abschnitt 4 größeren Durchmessers des Hohlkörpers 3 über das Ende der Hülse 6 hinaus vorgesehen sein, um als Dichtung zu wirken, wenn das Rohr 2 eingeführt ist.
Die Kupplung arbeitet in der folgenden Weise. Wenn das Rohr in die Hülse 6 (d. h. in den Hohlkörper 3) eingeführt wird, greifen die Greifmittel 9 an dessen Oberfläche 10 an und werden somit nach innen getragen, bis sich die Greifmittel 10 radial von der Oberfläche 10 des Rohres derart weg bewegen können, daß sie sich ausreichend öffnen, um ein freies Eindringen des Rohres 2 zuzulassen. Es ist natürlich auch möglich, den Flansch 13 der Hülse 6 in den Körper 3 zu drücken, um die Greifmittel derart einwärts zu bewegen, daß sich diese in Anpassung an das Rohr weg bewegen. Wenn ein Versuch gemacht wird, das Rohr durch die Öffnung zurückzuziehen, bewirkt Reibung zwischen den Greifmitteln 9 und der Oberfläche 10 des Rohres 2, daß die Greifmittel (und somit die Hülse) sich in einer axialen Richtung mit bewegen, bis diese an der Nockenfläche 5 angreifen. Die Wirkung der Nockenfläche 5 auf die Greifmittel 9 bewirkt, daß diese versuchen, sich einwärts zur Achse des Rohres 2 hin zu bewegen, wodurch sie das Rohr fester greifen. Somit wird das Greifen größer, je mehr Druck ausgeübt wird, um das Rohr zurückzuziehen.
Um das Rohr freizugeben, ist es notwendig, die Axialbewegung der Greifelemente 9 zu verhindern, welche diese bei dessen Entfernen in Kontakt mit der Nockenfläche 5 und damit mit dem Rohr bringt. Dies wird durch Drücken des Flansches 13 der Hülse 6 in einer Richtung in den Hohlkörper hinein erreicht, womit die Hülse und damit die Greifmittel 9 in einer axialen Richtung weg von der Nockenfläche 5 bewegt werden und die Greifmittel 9 innerhalb des größeren Abschnitts 4 des Hohlkörpers positioniert werden; das Rohr 2 kann dann leicht entfernt werden.
Wenn das Rohr eingeführt ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ist der O-Ring 14 zwischen der Oberfläche 10 des Rohres und der Innenfläche des Gehäuses 3 eingeklemmt, wodurch er eine Dichtung ausbildet. Wenn ein großer Rückdruck des Fluids das Rohr 2 aus der Öffnung des Körpers 3 drängt, wird der O-Ring möglicherweise gegen das Ende der Hülse 6 gedrückt, womit bewirkt wird, daß die Greifmittel 9 in engeren Kontakt mit der Nockenfläche 5 gedrängt werden, wodurch der Greifeffekt auf das Rohr vergrößert wird.
Eine Vorspannfeder kann im Zwischenraum 15 zwischen dem Ende des Hohlkörpers 3 und dem Flansch 13 der Hülse 6 angeordnet sein, um den Flansch 13 in einer Richtung von dem Hohlkörper 3 weg vorzuspannen, womit die Greifmittel 9 in Kontakt mit der Nockenfläche 5 vorgespannt sind. Dieses Vorspannmittel kann beispielsweise ein O-Ring oder eine Federscheibe sein. Dieses Vorspannen der Kupplung in eine geschlossene Stellung bedeutet, daß das Rohr nicht versehentlich entfernt werden kann, da es dafür notwendig ist, eine Kraft auf den Flansch 13 auszuüben, um die Vorspannung der Feder zu überwinden. Deshalb ist ein eindeutiges Einwirken erforderlich, um das Rohr 2 freizugeben.
Obwohl bei der vorliegenden Erfindung die Greifmittel als Rollen dargestellt sind, kann jede weitere geeignete Form von drehbaren Elementen verwendet werden, d. h. eine Form, welche eine Oberfläche zum Greifen der Oberfläche des Rohrs 10 und einen Abschnitt aufweist, welcher von der Nockenfläche 5 ergriffen wird, wenn ein Rohr eingeführt ist und versucht wird, dieses zu entfernen. Beispielsweise können Kugeln für weichere Rohre besser geeignet sein, da ein größerer mit dem Rohr in Kontakt stehender Oberflächenbereich die Greifwirkung verbessert.
Gleichermaßen ist, obwohl die vorliegende Erfindung den Einsatz der erfindungsgemäßen Kupplung zum Koppeln von Rohren beschreibt, diese tatsächlich für jeden Vorrichtungstyp geeignet, bei welchem es erwünscht ist, einen Stecker in einer Buchse zu verriegeln, wobei der Stecker relativ leicht lösbar ist. Sie könnte beispielsweise bei alltäglichen elektrischen Steckern oder Buchsen eingesetzt werden, um ein unbeabsichtigtes Entfernen des Steckers aus der Buchse zu verhindern.
Alternativ kann die Kupplung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um beispielsweise Anzeigeständer anzubringen und zusammenzusetzen, da diese an jeder erwünschten Stelle auf einem durchgehenden, durch diese gehenden Gegenstand angeordnet und gehalten werden kann, einfach durch Lösen der Kupplung, Bewegen derselben in Position und dann Ermöglichen einer erneuten Verriegelung. Bei einer bevorzugten Anordnung können zwei Kupplungen Rücken an Rücken zueinander angeordnet werden, wobei eine Bohrung durch die beiden Kupplungen derart hindurchgeht, daß die Kupplungen hinsichtlich einer Bewegung in beide Richtungen längs eines in die Bohrung eingeführten Gegenstands verriegeln, bis eine der Kupplungen gelöst wird. In einer ähnlichen Weise kann die Kupplung verwendet werden, um die Bewegung eines kontinuierlichen Gegenstands, beispielsweise einer Ratsche oder eines Einwegmechanismus als Bremse oder als Kupplung zu steuern. Die Greifmittel können für diese Anwendung mit einem Reibungsmaterial beschichtet sein.

Claims

1. Lösbare Kupplung (1) zum Halten eines durch eine Öffnung in ein Ende eines Hohlkörpers (3) eingeführten Gegenstands (2), umfassend:

- ein Haltemittel zum Angreifen am und Greifen des Gegenstands, wobei das Haltemittel derart angeordnet ist, daß der Gegenstand relativ leicht in den Körper an dem Haltemittel vorbei eingeführt werden kann, und derart, daß ein Entfernen des Gegenstands im wesentlichen durch die Greifwirkung des Haltemittels verhindert wird; und

- ein Freigabemittel (6) zum Lösen der Greifwirkung des Haltemittels, um ein Zurückziehen des Gegenstands aus dem Körper zu ermöglichen;

wobei das Haltemittel ein oder mehrere drehbare Elemente (9) umfasst, welche dazu ausgelegt sind, an der Oberfläche (10) des Gegenstands anzugreifen, wodurch verschiedene Abschnitte der Elementoberflächen mit der Oberfläche des Gegenstands in Eingriff gebracht werden können, um ein Halten des Gegenstands zu unterstützen, und dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element oder die drehbaren Elemente gezahnte, gekerbte oder gerillte Außenoberflächen aufweist bzw. aufweisen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, wobei das Haltemittel derart angeordnet ist, daß der Gegenstand im wesentlichen ohne Widerstand in den Körper einführbar ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Haltemittel derart angeordnet ist, daß ein versuchtes Entfernen des Gegenstands durch die Öffnung bewirkt, daß das Haltemittel den Gegenstand fester greift.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Haltemittel frei ist, um sich im wesentlichen ohne Widerstand zumindest über eine kurze Strecke in einer zur Längsachse des Körpers im wesentlichen orthogonalen Richtung zu bewegen, jedoch derart ausgelegt ist, daß die Berührung im Gebrauch zwischen der Außenoberfläche des Gegenstands und des Haltemittels eine ausreichende Reibungskraft bei der Bewegung des Gegenstands zur Öffnung im Körper hin erzeugt, um das Haltemittel mitzuziehen.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei die Greifwirkung des Haltemittels auf den Gegenstand durch eine Nockenfläche (5) vorgesehen ist, welche an der Innenseite des Hohlkörpers positioniert und angeordnet ist, um bei einer axialen Bewegung zur Öffnung desselben an dem Haltemittel anzugreifen.

6. Kupplung nach Anspruch 5, wobei die Nockenfläche gerillt ist.

7. Kupplung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Freigabemittel (6) wirkt, um das Angreifen der Nockenfläche und des Haltemittels zu verhindern, wodurch der Gegenstand einfach entfernbar ist.

8. Kupplung nach Anspruch 7, wobei das Freigabemittel derart angeordnet ist, daß es das Haltemittel in axialer Richtung weg von der Nockenfläche bewegen kann.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 oder 8, wobei: das Freigabemittel eine hohle Hülse (6) zur Aufnahme des Gegenstands umfasst, welche dazu ausgelegt ist, eng anliegend in den Hohlkörper zu passen und sich in diesem axial zu bewegen, wobei die Hülse ein oder mehrere über ihren Umfang angeordnete Löcher (7) aufweist; wobei die drehbaren Elemente (9) des Haltemittels in den Löchern in der Hülse in einer derartigen Art und Weise angeordnet sind, daß sie frei sind, um zu drehen; wobei die drehbaren Elemente und die Hülse derart angeordnet sind, daß die drehbaren Elemente in den Hohlkörper vorstehen, wodurch diese im Gebrauch am Gegenstand angreifen und dabei nicht an der Nockenfläche vorbei kommen.

10. Kupplung nach Anspruch 9, wobei die drehbaren Elemente und die Hülse ferner derart angeordnet sind, daß sich die drehbaren Elemente unabhängig radial von der Längsachse des Körpers weg oder zu dieser hin bewegen können, jedoch durch eine Axialbewegung der Hülse mitgezogen werden.

11. Kupplung nach Anspruch 9 oder 10, umfassend sechs drehbare Elemente (9).

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Hohlkörper einen Abschnitt kleineren Durchmessers aufweist, welcher sich von der Öffnung aus erstreckt, durch welche das Rohr eingeführt ist, gefolgt von einem Abschnitt größeren Durchmessers, welcher von der Öffnung, in welcher die drehbaren Elemente im Gebrauch angeordnet sind, beabstandet ist, wobei die Nockenfläche durch einen sich verjüngenden Abschnitt ausgebildet ist, welcher die beiden Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers verbindet.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei sich die Hülse über die Öffnung des Hohlkörpers hinaus erstreckt.

14. Kupplung nach Anspruch 13, wobei die Hülse einen Flansch (13) an ihrem Außenabschnitt aufweist.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Hülse federnd in axialer Richtung aus der Öffnung des Körpers heraus vorgespannt ist.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Hülse und die drehbaren Elemente derart angeordnet sind, daß sich dann, wenn kein Gegenstand in diese eingeführt ist, die drehbaren Elemente ausreichend nach innen zur Längsachse des Körpers hin bewegen können, um zuzulassen, daß diese aus dem Körper hinaus gelangen, während sie noch in den Löchern in der Hülse angeordnet sind.

17. Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die drehbaren Elemente Rollen sind.