KR20180081514A - 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링용 커플링 요소 - Google Patents

압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링용 커플링 요소 Download PDF

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KR20180081514A
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클라우스 라우퍼
크리스토프 진크제크
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유.엠. 게베르베임모빌리엔 게엠베하 운트 컴퍼니 카게
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Abstract

본 발명은 하우징(2), 압력 매체용 유동 채널(5), 밸브 태핏(6), 압력 슬리브(7) 및 내부 몸체(8)를 포함하는, 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링용 커플링 요소(1)에 관한 것으로, 밸브 태핏(6)은 밸브 태핏 헤드(10)를 갖고, 압력 슬리브(7)는 밸브 태핏(6)을 둘러싸고, 압력 슬리브(7)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 커플링 축(A)을 따라 이동 가능하도록 유지되며, 압력 슬리브(7)는 폐쇄 위치에서 밸브 태핏 헤드(10)와 접촉하고, 이에 따라 커플링 축(A)과 평행한 힘이 압력 슬리브(7)로부터 밸브 태핏 헤드(10)에 작용한다. 내부 몸체(8) 및/또는 압력 슬리브(7)가 압력 슬리브(7)로부터 밸브 태핏 헤드(10)에 작용하는 힘을 제한할 수 있는 수단을 가짐에 따라 사용자에 대한 안정성과 작동 특성이 향상된다.

Description

압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링용 커플링 요소
본 발명은 특허 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링, 특히 유압 커플링용 커플링 요소(coupling element)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 커플링 요소용 밸브 태핏(valve tappet)에 관한 것이다.
커플링용, 특히 유압 커플링용 커플링 요소가 본 기술 분야에 다수의 설계로 공지되어 있다. 유압 커플링, 즉 커플링 슬리브(coupling sleeve)와 커플링 플러그(coupling plug)의 조합은 압력 매체 라인의 두 부분을 연결하는 역할을 하며, 유압 장치를 유압원에 연결하기 위해, 예를 들어, 공구 또는 부속품을 영농 기계 또는 건설 기계에 연결하기 위해 주로 사용된다.
유동 채널(flow channel)이 중앙에 지지된 압력 슬리브에 의해 밀봉되고, 폐쇄 위치에 있을 때 압력 슬리브가 밸브 태핏의 밸브 태핏 헤드와 적어도 간접적으로 접촉하는 커플링 요소가 본 기술 분야에 공지되어 있다. 이때, 밸브 태핏 헤드와 압력 슬리브 사이에 시일(seal)이 위치한다.
예를 들어, 유동 채널을 폐쇄하기 위한 압력 슬리브가 밸브 태핏의 밸브 태핏 헤드에 인접해 있는 커플링 요소를 갖는 이러한 유압 커플링이 EP1273844B1에 공지되어 있다. 압력 슬리브는 폐쇄 위치의 방향으로 스프링에 의해 편향되고 밸브 태핏 헤드와의 시일을 통해 적어도 부분적으로 함께 작동한다.
EP1273844B1에 따라 유동 채널을 개방하기 위해, 예를 들어, 커플링 슬리브에 삽입된 커플링 플러그의 영향 하에, 압력 슬리브가 폐쇄 위치에서 벗어나 개방 위치의 방향으로 이동하고, 이에 의해 유동 채널이 개방된다. 압력 슬리브가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동하는 것은 항상 압력 슬리브를 폐쇄 위치로 가압하는 스프링의 힘에 대해 발생한다. 폐쇄 위치에서, 압력 슬리브는 밸브 태핏 헤드에 끼워 맞춰지고 커플링 요소의 커플링 축과 평행한 힘을 밸브 태핏에 인가한다. 이 힘은 특히 압력 슬리브 상의 스프링 하중 및 폐쇄 위치 방향으로의 압력 슬리브 상의 압력 의존적인 힘으로 구성된다.
본 기술 분야에 공지된 커플링 요소는 매우 높은 압력 하에서, 특히 커플링 요소의 파열 압력에 도달할 때, 커플링 요소의 일부가 느슨해지거나 찢겨져서 근처에 서있는 사람들에게 안전상 위험을 초래할 수 있는 위험을 수반한다.
유럽등록특허 제1,273,844호(2004.12.01)
따라서, 본 발명의 목적은 사용자에 대한 안전성이 증가되는 동시에 커플링 요소의 작동 특성을 보존하거나 개선하는 커플링 요소 및 밸브 태핏을 제공하는 것이다.
상기한 목적은 내부 몸체 및/또는 압력 슬리브가 압력 슬리브로부터 밸브 태핏 헤드에 작용하는 힘(들)을 제한할 수 있는 수단을 갖는 일반적인 커플링 요소에 의해 달성된다. 이러한 맥락에서, 제한하는 것은 항상 고정된 임계값에 대한 절대적인 제한 및 힘의 백분율 감소 모두를 의미한다.
커플링 요소는 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링, 특히 유압 커플링의 일부이며, 예를 들어 커플링 슬리브로서 또는 커플링 플러그로서 형성된다. 따라서 커플링은 커플링 슬리브 및 커플링 플러그를 각각 포함하며, 커플링 슬리브와 커플링 플러그의 유동 채널을 서로 연결하기 위해 커플링 플러그가 커플링 슬리브에 삽입된다. 커플링 요소는 바람직하게는 19, 16 또는 12.5의 공칭 폭을 갖는다.
커플링 요소는 예를 들어 나사 연결 또는 스냅 연결에 의해 대응하는 제 2 커플링 요소와 연결될 수 있다. 커플링 요소는 하우징, 압력 매체용 유동 채널, 밸브 태핏, 압력 슬리브 및 내부 몸체를 포함한다.
커플링 요소의 하우징은, 압력 매체 라인이 연결될 수 있는 커플링 요소의 제 1 단부 및 커플링의 추가 커플링 요소와의 연결이 발생하는 제 2 단부 사이에서 연장되는 중앙 커플링 축(A)를 갖는다. 바람직하게, 커플링 요소의 구성요소는 커플링 축(A)을 중심으로 회전 대칭이다. 예를 들어, 내부 몸체 또는 커플링 슬리브의 경우, 내부 몸체는 회전 대칭 및 슬리브형으로 형성된다. 또한, 커플링 요소의 가동 요소의 이동은 바람직하게 항상 커플링 축(A)과 평행하게 발생한다.
특히, 하우징은 유동 채널의 적어도 일부분을 제한하며, 유동 채널의 추가 경로는 바람직하게 커플링 요소의 추가 구성요소에 의해 제한된다. 예를 들어, 유동 채널은 적어도 하우징, 내부 몸체 및 압력 슬리브에 의해 제한된다.
바람직하게, 하우징은 연결 요소 및 슬라이딩 슬리브를 포함한다. 연결 요소는 바람직하게 베이스 몸체에 나사 결합되며, 베이스 몸체는 동시에 내부 몸체를 연결 요소에 고정시킨다. 베이스 몸체는 또한 바람직하게 슬리브형으로 형성된다. 유리하게, 내부 몸체와 연결 요소 사이, 특히 내부 몸체의 하나의 인접면(abutting face) 상에 시일이 배치된다. 외부 슬라이딩 슬리브는 개방 위치와 유지 위치 사이에서 슬라이딩 가능한 방식으로 베이스 몸체 상에 유지된다. 베이스 몸체는 내부 몸체를 둘러싼다.
바람직하게, 유지 요소(retaining element), 특히 유지용 볼(retaining ball)이 위치하는 베이스 몸체 내에 다수의 원주방향 리세스circumferential recess)가 제공된다. 개방 상태에서, 유지 요소는 베이스 몸체의 리세스 내에 위치하고 슬라이딩 슬리브 내의 관련 내주 그루브(groove)와 함께 작동하며, 따라서 슬라이딩 슬리브가 개방 위치에서 확실하게 유지된다. 예를 들어, 슬리브 스프링이 베이스 몸체와 슬라이딩 슬리브 사이에 배치되고, 이는 개방 위치의 슬라이딩 슬리브를 유지 요소에 대해 슬라이딩 슬리브의 고정 위치 방향으로 가압한다. 슬라이딩 슬리브의 추가 이동은 이 상태에서 유지 요소에 의해 방지된다. 커플링 요소는 베이스 몸체의 내부에서 안내되는 피스톤을 더 포함하고, 슬라이딩 슬리브가 개방 위치에 있을 때 유지 요소의 이동을 방지한다.
예를 들어, 제 1 커플링 요소 내에 대응하는 제 2 커플링 요소, 예를 들어 커플링 슬리브 내에 커플링 플러그가 삽입됨에 따라, 피스톤이 특정 위치로부터 내부 몸체의 방향으로 이동할 때, 유지용 볼이 제 2 커플링 요소의 외주면 그루브로 후퇴할 수 있을 때까지, 처음에는 제 2 커플링 요소의 일부에 의해 유지 요소의 잠금이 수행된다. 이때, 해제되어 움직이는 잠금 슬리브가 슬리브 스프링에 의해 잠금 위치로 가압되며, 유지 요소는 이어서 슬라이딩 슬리브의 잠금 영역에 의해 차단된다. 슬라이딩 슬리브는 따라서 베이스 몸체 상에 위치한, 즉 슬라이딩 슬리브의 잠금 위치에 있는 차단 요소에 접촉할 때까지 이동한다. 유지 요소는, 예를 들어, 베이스 몸체의 외주 상에 배치된 서클립(circlip )으로 형성된다.
이러한 방식으로 연결되는 커플링의 커플링 요소를 분리하기 위해, 슬라이딩 슬리브가 슬리브 스프링의 힘에 대항하여 수동으로 개방 위치로 이동하고, 이에 의해 유지 요소가 또 다시 잠금 슬리브의 내주면 그루브로 후퇴할 수 있으며, 따라서 제 2 커플링 요소를 분리할 수 있다.
밸브 태핏은 유동 채널 중심에 배치되는 방식으로 커플링 요소 내에 유지된다. 그 결과, 유동 채널은 유동 채널 내에 위치한 밸브 태핏을 둘러싸고, 따라서 압력 매체가 작동 중에 특히 밸브 태핏의 샤프트 및 밸브 태핏 헤드 주위로 흐른다. 밸브 태핏 헤드는 커플링 요소의 제 2 단부 상의 평평한 밀봉 인접면(flat-sealing abutting face)의 일부인 것이 바람직하다.
밸브 태핏은 내부 몸체와 압력 슬리브로 둘러싸이는 방식으로 위치한다. 바람직하게, 유동 채널이 압력 슬리브에 의해 밀봉되는 폐쇄 위치와 유동 채널이 압력 슬리브에 의해 개방되는 개방 위치 사이서 압력 슬리브가 커플링 축(A)과 평행하게 슬라이딩될 수 있는 방식으로, 압력 슬리브는 고정 또는 유동 방식으로 하우징과 연결되는 내부 몸체 내에서 안내된다. 특히, 압력 슬리브가 압축 스프링에 의해 항상 폐쇄 위치로 가압되도록, 압력 슬리브에 폐쇄 위치 방향으로 힘을 가하는 압축 스프링이 제공된다.
압력 슬리브의 폐쇄 위치에서, 압력 슬리브가 밸브 태핏 헤드와 적어도 간접적으로 접촉하고, 이에 따라 유동 채널의 밀봉이 달성된다. 따라서, 이를 위해 압력 슬리브가 직접적으로, 간접적으로(예를 들어 시일을 통해) 또는 부분적으로 직접적으로 그리고 부분적으로 간접적으로 밸브 태핏 헤드와 접촉한다. 바람직하게는 압력 슬리브와 밸브 태핏 헤드 사이에 시일이 항상 제공된다. 시일은 예를 들어 밸브 태핏 헤드의 원주방향 그루브 내에 배치된다. 바람직하게, 시일은 압력 슬리브의 내주면에 지지된다.
압력 슬리브는, 커플링 축(A)과 평행한 압력 슬리브의 힘이 밸브 태핏 헤드에 작용하는 방식으로, 밸브 태핏 헤드에 접촉하도록 설계되고 배치된다. 이 힘은 특히 압력 슬리브에 작용하는 압축 스프링의 힘 및, 압력 슬리브에 작용하여 압력 슬리브에 밸브 태핏 헤드의 방향으로 힘을 가하는, 유동 채널 내에 존재하는 가압된 압력 매체로 인한 힘 성분으로 구성된다.
폐쇄된 유동 채널에 압력이 가해지면, 밸브 태핏은 한편으로는 그 위에 작용하는 압력에 의해, 다른 한편으로는 압력 슬리브에 의해 가해지는 힘에 의해 로딩된다. 유동 채널 내에 압력이 증가함에 따라, 축 방향 장력으로 인해 예를 들어 밸브 태핏의 샤프트가 신장되고, 이는 밸브 태핏 상의 힘이 완화되지 않으면 밸브 태핏 헤드 또는 밸브 태핏이 샤프트 영역 또는 밸브 태핏의 장착 영역에서 찢어질 수 있다.
밸브 태핏 상의 압력 슬리브에 의해, 특히 커플링 축(A)과 평행하게 가해지는 힘/힘들을 제한하기 위해, 내부 몸체 및/또는 압력 슬리브는 힘을 제한할 수 있는 수단을 포함한다. 예를 들어, 내부 몸체 및/또는 압력 슬리브 상의 수단은, 압력 슬리브의 힘/힘들의 적어도 일부가 내부 몸체로 전달됨에 따라, 밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘이 제한되는 방식으로 작동한다. 힘은 내부 몸체에서 하우징으로 전달된다. 힘을 제한함으로써, 밸브 태핏의 파괴가 확실하게 방지되고, 따라서 커플링 요소의 작동 안전성이 증가된다.
특히, 내부 몸체 및/또는 압력 슬리브상의 수단은, 밸브 태핏 헤드에 작용하는 힘이 커플링 요소의 적어도 하나의 작동 상태에서 각각 제한되고 감소되도록 형성된다. 예를 들어, 커플링 요소 내의 소정의 압력 임계값 이상에서, 밸브 태핏 헤드에 압력 슬리브에 의해 가해지는 힘은 상기 수단에 의해 제한되거나 감소된다.
커플링 요소에 대한 일반적인 작동 압력은 25 MPa 내지 40 MPa이며, 특히 작동 압력은 35 MPa이다. 바람직하게, 초과하는 경우 힘이 상기 수단에 의해 제한되거나 감소되는, 커플링 요소 내의 압력에 대한 소정의 임계값은 작동 압력 내지 작동 압력의 4 배 범위, 특히 작동 압력의 1.5 내지 2 배 범위에 있다.
밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘을 제한하는 수단은 내부 몸체와 압력 슬리브 상에 제공되는 것이 특히 바람직하다. 특히, 상기 수단은 내부 몸체에서의 수단 및 압력 슬리브 상의 수단이 함께 작동하여 밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘을 제한 또는 감소시키도록 구성되고 구현된다.
내부 몸체 내의 수단 및/또는 압력 슬리브 상의 수단은, 밸브 태핏 헤드의 방향으로의 압력 슬리브의 이동이 상기 수단에 의해 제한될 수 있도록 구성되고 구현되는 것이 바람직하다.
본 발명의 커플링 요소는 상기 수단을 사용하여 밸브 태핏의 과부하 위험을 감소시키는 장점을 갖는데, 밸브 태핏에 작용하는 압력 슬리브의 힘이 적어도 하나의 작동에서, 특히 적어도 하나의 작동 조건을 넘어서, 상기 수단에 의해 제한되고 따라서 밸브 태핏의 파괴가 방지되기 때문이다. 압력 슬리브에서 나오는 힘은 상기 수단에 의해 밸브 태핏 헤드와 내부 몸체 사이에 분배된다.
또한, 본 발명의 커플링 요소는, 저비용의 재료를 사용하는 것이, 공지된 구조에 비해, 작동 압력 및 파열 압력과 같은 동일한 작동 파라미터를 유도한다는 이점을 갖는다. 또한, 공지된 구조와 비교하여 동일한 재료를 사용하는 경우 더 높은 작동 파라미터가 달성될 수 있고, 고품질의 재료로 심지어 더 큰 작동 파라미터가 달성될 수 있다는 이점이 있다.
커플링 요소의 제 1 실시형태에 따르면, 내부 몸체 내의 수단은 제 1 제한 정지부(limit stop)로서 설계되고 압력 슬리브 상의 수단은 제 2 제한 정지부로서 설계되며, 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 함께 작동하여 밸브 태핏, 특히 밸브 태핏 헤드에 작용하는 힘을 제한한다.
바람직하게, 압력 슬리브는 내부 몸체 내에서 안내된다. 밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘을 제한하거나 감소시키기 위해, 내부 몸체 내에 그리고 압력 슬리브 상에 각각의 제한 정지부가 제공된다. 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 적어도 하나의 작동 상태, 특히 커플링 요소의 적어도 하나의 작동 상태에서 접촉하고, 따라서 압력 슬리브로부터 내부 몸체로 힘이 전달될 수 있으며, 이에 의해 밸브 태핏 헤드의 방향으로 압력 슬리브에 가해진 힘의 일부가 하우징에 부착된 내부 몸체에 의해 제 1 또는 제 2 제한 정지부를 통해 전달된다. 따라서, 밸브 태핏에 작용하는 압력 슬리브의 힘은 제한되며, 이는 특히 유동 채널 내의 압력이 고압인 경우, 특히 작동 압력을 초과하는 압력의 경우 유리하다.
제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 예를 들어 내부 몸체 또는 압력 슬리브로부터 연장되는 국부 돌출부로서 형성된다. 제 1 또는 제 2 제한 정지부를 구성하는 다수의 규칙적으로 분포된 돌출부가 제공되는 것이 바람직하다.
또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 제한 정지부는 내부 몸체 상의 제 1 숄더(shoulder)로서 설계되고 제 2 제한 정지부는 압력 슬리브 상의 제 2 숄더로서 설계되는 것이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 내부 몸체 상의 제 1 숄더 및 압력 슬리브 상의 제 2 숄더는 바람직하게 원주 방향으로 형성되고, 따라서 압력 슬리브로부터 내부 몸체로의 균일한 힘 분포가 두 숄더의 전체 원주 걸쳐 달성될 수 있다.
제 1 및 제 2 숄더는 대응하는 접촉면을 갖고, 따라서 밸브 태핏에 작용하는 압력 슬리브의 힘이 접촉면 간의 접촉을 통해 제한될 수 있다. 대응하는 접촉면은 커플링 요소의 커플링 축에 직교하는 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 제 1 숄더는 밸브 태핏 헤드의 방향으로 배향된 내부 몸체의 단부 상에 위치하고, 바람직하게는 직사각형 단면을 갖는다. 내부 몸체 내에 추가 밀봉 숄더를 갖고, 및 내부 몸체의 내주면과 압력 슬리브의 외주면 사이에서 기능하는 시일을 제 1 숄더와 밀봉 숄더 사이에 포함하는 것이 유리하다. 이후 제 1 숄더는 한편으로는 압력 슬리브의 힘을 흡수하고, 다른 한편으로는 시일용 그루브의 정지부로서 기능한다.
제 2 숄더는 바람직하게 압력 슬리브의 개방 위치로 배향된 압력 슬리브의 단부 상에 위치하는 것이 바람직하다. 예로서, 제 2 숄더는 직사각형 단면을 갖는다. 제 2 숄더는, 압력 슬리브의 개방 위치 방향으로 배향된 압력 슬리브의 원형 인접면의 적어도 일부를 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 압력 슬리브의 내주면과 인접면 사이의 전이부는 반경 또는 챔퍼(chamfer)를 갖는다. 예를 들어 반경은 1 mm 내지 2 mm, 구체적으로는 1.5 mm이다.
내부 몸체의 제 1 숄더의 내경은 압력 슬리브의 제 2 숄더의 외경보다 작은 것이 바람직하며, 이에 의해 제 1 숄더와 제 2 숄더는 방사상으로 적어도 부분적으로 중첩된다. 따라서, 밸브 태핏 헤드의 방향으로의 압력 슬리브의 이동이 제 1 숄더에 의해 제한될 수 있고, 이에 의해 밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘이 제한될 수 있는 것이 보장된다.
커플링 요소의 또 다른 실시형태는 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부가 적어도 가압되지 않은 상태, 즉 커플링되지 않은 상태에서 서로 이격되어 있는 것을 제공한다. 압력 슬리브의 길이는 폐쇄된 상태에서 압력 슬리브가 밸브 태핏 헤드와 접촉하도록 선택되는 것이 바람직하며, 제 1 및 제 2 제한 정지부는 서로 동시에 이격되어 있다.
유동 채널 내의 압력을 증가하면, 특히 샤프트의 영역에서 밸브 태핏의 신장 및 압력 슬리브의 팽창을 초래하고, 유동 채널 내의 특정 임계 압력 값 이상에서, 이들 두 효과 모두는 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부가 서로 접촉하게 하고 내부 몸체 상에서 힘의 부분 전달을 발생시키며, 이에 의해 밸브 태핏 헤드에 작용하는 압력 슬리브의 힘이 제한된다. 이 임계값은 작동 압력 내지 작동 압력의 4 배 범위, 구체적으로는 작동 압력의 1.5 내지 2 배 범위에 있는 것이 바람직하며, 작동 압력은 이상적으로 25 MPa 내지 40 MPa 사이에 있다.
따라서, 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 적어도 유동 채널 내의 소정의 압력, 구체적으로는 35 MPa 내지 70 MPa의 압력 이상에서 힘이 제한되도록 설계되고 구성된다. 이 실시형태에서, 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 따라서 유동 채널 내의 소정의 압력이 초과된 후에만 접촉한다. 그 전에, 즉 흐름 채널 내부의 낮은 압력이 임계값 미만, 구체적으로는 35 MPa 미만인 경우, 제 1 제한 정지부는 제 2 제한 정지부와 접촉하지 않으며, 압력 슬리브는 밸브 태핏 헤드에 의해서만 지지된다.
따라서, 밸브 태핏 및/또는 압력 슬리브의 압력과 관련된 변형이 발생한 경우, 유동 채널 내의 적어도 소정의 압력에서 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부와 접촉하도록 하는 또 다른 실시형태가 제공된다. 구성요소의 탄성 및/또는 소성 변형이 발생하는 압력은 밸브 태핏, 압력 슬리브 및 내부 몸체의 재료에 따라 다르다. 어떤 경우에나, 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부가 접촉하는 방식으로 소정의 압력 이상에서 밸브 태핏 및/또는 압력 슬리브가 변형되고, 이에 의해 밸브 태핏 헤드에 가해지는 힘이 제한되도록 재료가 선택된다. 밸브 태핏, 압력 슬리브 및 내부 몸체의 변형은 탄성 방식으로 발생하는 것이 바람직하다. 의도하지 않은 커플링 요소 과부하의 경우에만 구성요소가 소성 방식으로 변형되고, 이는 결국 압력 슬리브와 밸브 태핏 헤드 사이의 영역에서 누출을 초래한다. 상기한 바와 같이, 이 압력은 작동 압력 내지 4 배의 작동 압력, 구체적으로는 작동 압력의 1.5 배 내지 2 배 사이이다.
밸브 태핏 헤드가 밀봉면(sealing surface)을 갖고 밀봉면은 커플링 축(A)에 대해 각도(α)로 형성되는 또 다른 실시형태에서 압력 슬리브와 밸브 태핏 헤드 사이에 바람직한 시일이 달성된다. 각도(α)는 0° 내지 45°인 것이 바람직하다. 밀봉면은 밸브 태핏 헤드의 후방 측면 상의 부분적인 표면이다. 또한, 압력 슬리브는 커플링 축(A)에 대해 각도(β)로 형성된 대향 밀봉면을 갖는다. 각도(β)는 0° 내지 45°, 구체적으로는 25° 내지 40° 사이에 있는 것이 바람직하다. 대향 밀봉면은 압력 슬리브가 폐쇄 위치에 있을 때 적어도 제 1 밀봉면과 부분적으로 접촉하고, 따라서 밀봉면과 대향 밀봉면 사이에서 밀봉이 발생한다. 특히, 서로 대향하는 밀봉면은 압력 슬리브로부터 밸브 태핏 헤드로 커플링 축(A)과 평행한 힘의 전달을 용이하게 한다. 또한, 밸브 태핏 헤드와 압력 슬리브 사이에 시일이 제공되고, 이는 밀봉면을 따르고 폐쇄 위치에서 압력 슬리브의 내주면에 지지된다.
밸브 태핏 헤드와 압력 슬리브 사이의 이러한 원뿔형 시일은, 압력 슬리브의 쇼트 스트로크(short stroke)로도 유동 채널이 개방되고, 이는 커플링 내의 유동 손실을 감소시킨다는 이점을 갖는다. 또한 원뿔형 시일은 공차 변화에 대해 간단하고 견고하다. 또 다른 이점은, 밸브 태핏 헤드의 저압 측의 시일에 대해 제공되는 갭이, 정상적인 제조 허용 오차를 이용할 때조차도, 밸브 태핏 헤드와 압력 슬리브 사이의 원뿔형 시일로 최소화되거나 완전히 폐쇄될 수 있다는 것이다.
각도(α)와 각도(β)가 동일할 때, 즉 밀봉면과 대향 밀봉면이 폐쇄 위치에서 서로에 대해 적어도 부분적으로 평평하게 지지되도록 서로 대향하는 밀봉면이 동일하게 경사질 때, 유리한 밀봉이 달성될 수 있다. 각도(α)와 각도(β)가 이를 위해 25° 내지 35°, 특히 30°의 각도를 갖는 것이 바람직하다.
밀봉 효과는 또한 각도(α)와 각도(β)가 다를 경우 증가될 수 있다. 각도(α)는 각도(β)보다 작은 것이 바람직하다. 따라서, 대향 밀봉면은 예를 들어 제 1 밀봉면의 모서리 상에 지지되고, 결과적으로 허용 오차가 균형을 이루며 저압 측의 갭이 방지된다. 각도(α)는 0° 내지 35°이고, 각도(β)는 30° 내지 45°인 것이 바람직하다. 밀봉면이 커플링 축(A)과 평행하게 연장되고 따라서 각도(α)가 0°이고 각도(β)가 예를 들어 30°인 설계에서, 대향 밀봉면은 폐쇄 위치에 있을 때 밀봉면의 원주방향 모서리에서만 지지된다.
밸브 태핏은, 밸브 태핏이 하우징 상의 태핏 베어링 내에 유지되고, 태핏 베어링이 적어도 두 개의 하프-쉘(half-shell)을 포함하는 또 다른 실시형태에서 제공될 때, 커플링 요소 내에 유리하게 장착될 수 있다. 밸브 태핏은 샤프트 상에 원주방향 그루브를 가지며, 이 그루브에 하프-쉘이 적어도 부분적으로 삽입된다. 이후, 삽입된 하프-쉘을 갖는 밸브 태핏은, 구체적으로 밸브 태핏이 내부 몸체와 연결 요소 사이에 유지되는 방식으로, 하우징 내에 장착된다.
또한, 태핏 베어링이 밸브 태핏 상의 그루브 내에 위치하고, 그루브가 두 개의 대향하는 그루브 벽과 그루브 베이스를 갖는 경우 작동 안전성이 유리하다는 것이 입증되었다. 그루브 벽은 바람직하게 커플링 축 A에 직각으로 배향되고, 그루브 베이스는 이에 평행하게 배향된다. 그루브 베이스와 적어도 하나의 그루브 벽 사이, 즉 그루브 벽으로부터 그루브 베이스로의 전이 영역에서, 커플링 축 A에 대해 각도(γ)를 갖는 적어도 하나의 챔퍼가 형성된다. 밸브 태핏 헤드로부터 반대로 향하는 그루브 벽과 그루브 베이스 사이에 적어도 하나의 챔퍼가 제공되는 것이 바람직하다. 각도(γ)는 30° 내지 60°인 것이 바람직하다. 챔퍼는 35°의 각도(γ)와 0.45 mm의 폭을 갖는 것(35°×0.45)이 특히 바람직하다. 예를 들어, 챔퍼가 없는 그루브 벽과 그루브 베이스 사이에 반경이 제공된다.
특히, 두 개의 그루브 벽 각각으로부터 그루브 베이스로의 전이부에, 커플링 축(A) 또는 커플링 축(A)과 일치하는 밸브 태핏의 길이방향 축에 대해 각도(γ)를 갖는 적어도 하나의 챔퍼가 제공된다.
이 적어도 하나의 챔퍼를 제공함으로써, 밸브 태핏을 로딩할 때 그루브 베이스의 장력이 상당히 감소되고, 따라서 작동 안전성이 증가되고 및/또는 작동 파라미터가 증가될 수 있다.
커플링 축(A)에 대한 각도(δ)를 갖는 제 2 챔퍼가 두 개의 그루브 벽 중 적어도 하나와 그루브 베이스 사이에 추가로 형성되고, 그루브 벽에서 시작된 제 2 챔퍼가 제 1 챔퍼에 연결되는 또 다른 실시형태에 따라 그루브 베이스의 장력이 더 감소될 수 있다. 그루브 벽에서 시작하여, 그루브 베이스로의 전이부는 처음에 제 1 챔퍼에 의해 형성되고 이어서 제 2 챔퍼에 의해 형성된다. 예를 들어, 제 1 챔퍼와 제 2 챔퍼는 밸브 태핏 헤드로부터 반대로 향하는 그루브 벽 상에 제공된다. 제 1 챔퍼의 각도(γ)는 제 2 챔퍼의 각도(δ)보다 큰 것이 바람직하다. 특히, 각도(δ)는 30° 내지 60° 사이이다. 또한, 그루브 베이스로의 적어도 하나의 그루브 벽의 전이 영역에서 적어도 제 3 챔퍼 또는 적어도 제 3 챔퍼와 제 4 챔퍼를 제공하는 것이 특히 바람직하다.
예를 들어, 그루브 베이스로의 두 개의 그루브 벽의 전이 영역에, 적어도 제 1 챔퍼와 적어도 제 2 챔퍼가 각각의 측면에 또한 제공된다.
커플링 요소가 평평한 밀봉이 되도록 설계되고 커플링 요소의 제 2 단부 상의 커플링 요소의 모든 구성요소가 하나의 평면에 놓이는 경우, 커플링과 커플링 요소와의 커플링 공정 동안 압력 매체의 손실이 쉽게 감소될 수 있다. 따라서, 먼지의 침입이 방지되고, 커플링 요소의 세척이 단순화되며, 압력 매체의 손실이 최소화된다.
커플링, 특히 유압 커플링에서 커플링 요소의 사용이 특히 바람직하다.
처음에 언급된 목적은, 밸브 태핏이 두 개의 그루브 벽과 그루브 베이스를 갖는 그루브를 갖고, 적어도 제 1 챔퍼가 적어도 하나의 그루브 벽과 그루브 베이스 사이에 제공되는, 본 발명의 밸브 태핏에 의해 더 충족된다.
구체적으로, 커플링 요소를 설계하고 더 개발할 수 있는 가능성은 현재 여러 가지가 있다. 이를 위해, 특허 청구항 제 1 항 및 제 15 항에 종속되는 청구항 및 도면과 관련한 바람직한 실시형태의 이하의 설명 모두를 참조한다.
본 발명은 사용자에 대한 안전성이 증가되는 동시에 커플링 요소의 작동 특성을 보존 및 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 먼지의 침입이 방지되고, 커플링 요소의 세척이 단순화되며, 압력 매체의 손실이 최소화되는 장점이 있다.
도 1은 커플링 요소의 실시형태를 측단면도로 도시하고,
도 2는 다른 작동 상태의 도 1에 따른 제 1 커플링 요소의 실시형태 및 제 2 커플링 요소의 실시형태를 측단면도로 도시하고,
도 3a는 밸브 태핏 헤드 영역에서의 도 1에 따른 실시형태의 단면을 도시하고,
도 3b는 밸브 태핏 헤드 영역에서의 커플링 요소의 실시형태의 단면을 도시하고,
도 3c는 밸브 태핏 헤드 영역에서의 커플링 요소의 실시형태의 단면을 도시하고,
도 4는 태핏 가이드 영역에서의 도 1에 따른 실시형태의 단면을 도시하고,
도 5는 커플링 요소용 밸브 태핏의 실시형태의 단면을 도시하고,
도 6a는 커플링 요소용 밸브 태핏의 실시형태의 단면을 도시하고, 및
도 6b는 커플링 요소용 밸브 태핏의 실시형태의 단면을 도시한다.
도 1은 커플링 슬리브로서 설계된 커플링 요소(1)의 실시형태를 도시하고 있다. 커플링 요소(1)는 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링, 이 예에서는, 유압 커플링의 일부이다. 커플링 슬리브인 도시된 커플링 요소(1)는 도 2에 도시된 커플링 플러그인 대응하는 제 2 커플링 요소(1a)와 결합하는 역할을 하며, 이에 의해 하나는 커플링 슬리브를 갖고 다른 하나는 커플링 플러그를 갖는 두 개의 압력 매체 라인이 서로 연결될 수 있다.
커플링 요소(1)는 하우징(2)을 포함하며, 하우징(2)은 연결 요소(3) 및 슬라이딩 슬리브(4)를 포함한다. 하우징(2)은 압력 매체용 유동 채널(5)을 적어도 부분적으로 제한한다. 유동 채널(5) 내에, 밸브 태핏(6)이 중앙에 위치한다. 밸브 태핏(6)은 압력 슬리브(7)로 둘러싸여 있다. 압력 슬리브(7)는 내부 몸체(8) 내에서 커플링 축(A)을 따라 이동 가능하게 안내된다.
유동 채널(5)의 중앙에 위치하는 밸브 태핏(6)은 밸브 태핏 샤프트(9) 및 밸브 태핏 헤드(10)를 갖는다. 밸브 태핏 헤드(10)는 밸브 태핏 샤프트(9)에 비해 밖으로 튀어 나오고 따라서 더 큰 지름을 갖는다. 압력 슬리브(7)는, 유동 채널(5)이 압력 슬리브(7)에 의해 폐쇄되는 폐쇄 위치와 유동 채널(5)이 압력 슬리브(7)에 의해 개방되는 개방 위치 사이에서 커플링 축(A)을 따라 이동 가능한 방식으로, 내부 몸체(8) 내에서 지지된다.
도 1에 도시된 압력 슬리브(7)의 가압되지 않은 폐쇄 위치에서, 압력 슬리브(7)는 밸브 태핏 헤드(10)와 접촉하고, 이에 의해 압력 슬리브(7)로부터의 커플링 축(A)과 평행한 힘이 밸브 태핏 헤드(10)에 작용한다. 또한, 밸브 태핏 헤드(10) 및 밸브 태핏 헤드(10)의 대응하는 그루브(12)에 배치된 압력 슬리브(7) 사이에 시일(11)이 위치한다. 밸브 태핏 헤드(10)는 도 1의 우측에 도시된 커플링 요소의 평평한 밀봉 인접면 내에서 인접면의 일부를 구성한다. 커플링 요소(1)의 평평한 밀봉 인접면은 피스톤(13), 베이스 몸체(14) 및 슬라이딩 슬리브(4)로 더 형성된다.
내부 몸체(8) 내에서 이동 가능하게 지지되는 압력 슬리브(7)는 압축 스프링(15)에 의해 폐쇄 위치 방향으로 끊임없이 가압되고, 따라서 압력 슬리브(7)는 압축 스프링(15)의 힘에 대항하여 폐쇄 위치로부터만 이동할 수 있다. 압축 스프링(15)은 또한 밸브 태핏(6)을 둘러싼다. 압력 슬리브(7)가 밸브 태핏(6), 특히 밸브 태핏 헤드(10)와 접촉할 때, 커플링 축(A)과 평행한 힘이 압력 슬리브(7)로부터 밸브 태핏 헤드(10)에 가해진다. 특히 이 힘은 압력 스프링(15)의 힘 및 압력 의존적인 성분, 즉 가압된 압력 매체가 압력 슬리브(7)에 미치는 영향으로 구성된다. 매우 높은 압력 하에서, 밸브 태핏(6)에 작용하는 힘은 밸브 태핏(6)을 손상시킬 수 있다.
이를 방지하기 위해, 내부 몸체(8)와 압력 슬리브(7)는 밸브 태핏 헤드(10)에 가해지는 압력 슬리브(7)의 힘을 제한할 수 있는 수단, 즉 내부 몸체(8) 상의 제 1 원주방향 숄더(16)와 압력 슬리브(7) 상의 제 2 원주방향 숄더(17)를 갖는다. 제 1 숄더(16)는 제 1 제한 정지부를 형성하고 제 2 숄더(17)는 제 2 제한 정지부를 형성한다. 제 1 숄더(16)가 제 2 숄더(17)와 접촉할 때, 압력 슬리브(7)로부터 내부 몸체(8)로의 힘 전달이 발생하고, 이에 의해 밸브 태핏 헤드(10)에 작용하는 압력 슬리브(7)의 힘이 제한된다.
제 2 숄더(17)는 해제 위치의 방향으로 배향된 압력 슬리브(7)의 단부 영역에 위치한다. 제 2 숄더(17)는 이 방향으로 배향된 압력 슬리브(7)의 인접면(32)을 형성한다. 압력 슬리브(7)의 내주면과 인접면(32) 사이에는 반경(33)이 형성되고, 이는 압력 슬리브(7)의 유동 특성을 향상시킨다.
도 1에 도시된 가압되지 않은, 즉 유동 채널 내에 가압된 압력 매체가 없는, 커플링 요소(1)의 폐쇄 위치에서, 제 1 숄더(16)의 정지면(18)은 길이 방향으로, 즉 커플링 축(A)과 평행한 방향으로 제 2 숄더(17)의 정지면(19)에서 이격되어 있다. 유동 채널(5) 내의 압력이 증가함에 따라, 다른 부품들 중에서도, 밸브 태핏 샤프트(9)가 가압된 압력 매체로 인해 신장되고, 이에 따라 압력 슬리브(7)가 팽창한다. 이러한 효과로 인해, 제 1 숄더(16)의 제 1 정지면(18)은 제 2 숄더(17)의 제 2 정지면(19)과 접촉하게 되고, 이에 의해 압력 슬리브(7)로부터 내부 몸체(8)로 힘이 전달되고 압력 슬리브(7)에 의해 밸브 태핏 헤드(10)에 가해지는 힘이 제한되며, 힘의 일부는 내부 몸체(8)에 의해 소멸된다. 이 상태는 예를 들어 도 2에 도시되어 있다.
압력 슬리브(7)에 의해 밸브 태핏 헤드(10)에 가해지는 힘은 따라서, 적어도 하나의 작동 상태에서, 특히 유동 채널(5) 내의 압력에 대한 적어도 하나의 임계값에서 시작하여 제한되고, 특히 밸브 태핏 헤드(10)와 내부 몸체(8) 사이에 분산된다 제 1 숄더(16)와 제 2 숄더(17)는 형태가 원주형이므로, 하중 전달은 바람직하게 전체 링 면을 통해 수행될 수 있다.
폐쇄 위치에서, 압력 슬리브(7)는 원뿔형 대향 밀봉면(34)을 갖는 밸브 태핏 헤드와 접촉하고, 따라서 압력 슬리브(7)와 밸브 태핏 헤드(10) 사이에 원뿔형 시일이 형성된다. 시스템의 세부사항은 도 3a 및 관련 설명에서 볼 수 있다.
또한, 압력 슬리브(7)와 내부 몸체(8) 사이에 시일(20)이 위치한다. 시일(20)은, 제 1 숄더(16)와 밀봉 숄더(31) 사이의 내부 몸체(8) 상에 위치하는 그루브(30) 내에 위치한다. 밀봉 숄더(31)는 밸브 태핏 헤드(10)의 방향으로 배향된 내부 몸체(8)의 인접면을 형성한다.
내부 몸체(8)는 베이스 몸체(14)와 연결 요소(3) 사이에서 지지되며, 시일(21)은 내부 몸체(8)와 연결 요소(3) 사이에 위치한다.
밸브 태핏(6)은 밸브 태핏 베어링(23)에 의해 하우징(2) 상에 지지되고, 구체적으로는 내부 몸체(8)와 연결 요소(3) 사이에서 지지된다. 밸브 태핏 베어링(23)은 두 개의 하프-쉘을 포함하며, 이들은 밸브 태핏(6) 상의 그루브(24)와 맞물리고 따라서 밸브 태핏(6)을 유동 채널(5) 중앙에 유지시킨다. 폐쇄 위치의 방향으로 압력 슬리브(7)에 힘을 가하기 위해 압력 슬리브(7)용 압축 스프링(15)이 밸브 태핏 베어링(23) 상에 지지된다. 밸브 태핏 베어링(23) 영역에서의 밸브 태핏(6)의 세부사항은 도 4에서 볼 수 있다.
내부 몸체(8) 및 연결 요소(3)에 나사 결합된 베이스 몸체(14) 사이에 피스톤 스프링(25)이 위치하며, 이는 피스톤(13)을 커플링 요소(1)의 평평한 밀봉 인접면에서 폐쇄 위치로 강제한다. 폐쇄 위치에서, 피스톤(13)은 유지용 볼(26)의 이동을 차단하고, 따라서 슬라이딩 슬리브(4)를 개방 위치로 차단한다. 슬라이딩 슬리브(4)는 슬리브 스프링(27)에 의해 유지용 볼(26)에 대해 가압된다.
연결하는 동안, 커플링 요소(1), 여기에서는 커플링 슬리브, 또는 대응하는 커플링 요소(1a), 즉 커플링 플러그(도 2 참조)가 삽입될 때, 피스톤(13)은 피스톤 스프링(25)의 힘에 대항하여 커플링 요소(1)의 내부로 가압되고, 이에 따라 유지용 볼(26)의 이동이 가능해진다. 유지용 볼(26)은 이후 대응하는 커플링 요소(1a) 상의, 도 2에 도시된, 외주면 그루브(39) 내로 이동한다. 따라서, 슬라이딩 슬리브(4)는 잠금 위치의 방향으로 이동하며, 유지용 볼(26)의 이동은 이후, 유지용 볼(26)에 의해 제 1 커플링 요소(1)와 제 2 커플링 요소(1a) 간의 형상 맞춤 연결(form-fit connection)이 이루어지는 방식으로, 슬라이딩 슬리브(4)의 잠금 영역(28)에 의해 차단된다. 잠금 위치에서, 슬라이딩 슬리브(4)는 서클립(29)으로 형성된 차단 요소와 접촉한다. 슬라이딩 슬리브(4)는 항상 슬리브 스프링(27)에 의해 로딩된다.
도 2는 다른 작동 상태, 즉 내부 몸체(8)의 제 1 숄더(16)와 압력 슬리브(7)의 제 2 숄더(17)가 접촉된 상태의 도 1에 따른 제 1 커플링 요소(1)의 실시형태를 도시하고 있다 약 40 MPa의 압력이 존재하는 이러한 작동 조건에서, 밸브 태핏 헤드(10)에 작용하는 압력 슬리브(7)의 힘은 상기 수단 즉 제 1 숄더(16)와 제 2 숄더(17)에 의해 제한되며, 힘의 일부는 내부 몸체(8)로 전달된다. 도 2에서, 제 1 숄더(16)와 제 2 숄더(17)는 서로 평평하게 접촉한다.
또한, 도 2는 커플링 플러그로서 설계된 제 2 커플링 요소(1a)의 실시형태를 도시하고 있다. 제 2 커플링 요소(1a)는 플러그 몸체(40)를 포함하며, 여기에 스프링(41)이 장착된 플런저(42)가 위치한다. 제 1 커플링 요소(1)의 유지용 볼(26)과 상호작용하는 외주면 그루브(39)가 플러그 몸체(40) 상에 위치한다. 도시된 상태에서, 플런저(42)는 유동 채널(43)을 폐쇄한다. 피스톤(13)이 피스톤 스프링(25)의 힘에 대항하여 제 1 커플링 요소(1)의 내부로 가압되고, 특정 위치를 넘어 압력 슬리브(7)가 피스톤(13)에 의해 개방 위치의 방향으로 가압되는 방식으로 플러그 바디(40)가 제 1 커플링 요소(1)에 삽입됨에 따라, 제 2 커플링 요소(1a)가 제 1 커플링 요소(1)에 삽입될 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 제 1 커플링 요소(1)의 작동 상태에서, 제 2 커플링 요소(1a)의 삽입은 유동 채널(5) 내의 압력이 너무 높기 때문에 불가능할 수 있다.
도 3a는 밸브 태핏 헤드(10)의 영역에서의 도 1에 따른 실시형태의 단면을 도시하고 있다. 밸브 태핏 헤드(10)는 커플링 축(A)에 대해 30°의 각도(α)로 형성된 밀봉면(22)을 갖는다 또한, 압력 슬리브(7)는 대향 밀봉면(34)을 가지며, 이 또한 커플링 축(A)에 대해 30°의 각도(β)로 형성된다. 따라서, 대향 밀봉면(34)은 압력 슬리브(7) 상에서 챔퍼로서 형성된다. 밀봉면(22)과 대향 밀봉면(34)이 커플링 축(A)에 대해 동일한 각도를 갖기 때문에, 도시된 폐쇄 위치에 있는 압력 슬리브(7)는 밀봉면(22) 상에서 적어도 부분적으로 평평한 밀봉면(34)과 함께 지지되고, 이에 의해 길이 방향의 힘이 압력 슬리브(7)로부터 밸브 태핏 헤드(10)로 직접 전달된다. 밀봉을 위해, 시일(11)이 더 제공되며, 이는 밸브 태핏(6)의 밸브 태핏 헤드(10) 내의 그루브(12)에 위치한다.
도 3b는 밸브 태핏 헤드(10)의 영역에서의 커플링 요소의 실시형태의 단면을 도시하고 있다. 밀봉면(22)은 0°의 경사각(α)을 갖고(도 3b에서 각도(α)는 도시되지 않음), 따라서 밀봉면(22)은 커플링 축(A)과 평행하게 배향된다. 압력 슬리브(7)의 대향 밀봉면(34)은 커플링 축(A)에 대해 35°의 각도(β)를 갖고, 따라서 도시된 폐쇄 위치에서 압력 슬리브(7)는 밀봉면(22)의 모서리에 대해서만 인접하고, 이에 의해 압력 슬리브(7)와 밸브 태핏 헤드(10) 사이에 바람직한 시일이 형성된다. 또한, 밀봉을 위해, 밸브 태핏(6)의 밸브 태핏 헤드(10) 내의 그루브(12)에 시일(11)이 제공된다.
도 3c는 밸브 태핏(6)의 밸브 태핏 헤드(10) 영역에서의 커플링 요소(1)의 또 다른 실시형태의 단면을 도시하고 있다. 밀봉면(22)은 커플링 축(A)에 대해 30°의 각도(α)를 갖는 반면, 대향 밀봉면(34)은 커플링 축(A)에 대해 35°의 각도(β)를 갖는다. 압력 슬리브(7)의 도시된 폐쇄 상태에서, 대향 밀봉면(34)과 함께 압력 슬리브(7)는 따라서 밀봉면(22)의 원주방향 모서리에만 인접하게 된다. 또한, 추가 밀봉을 위해, 그루브(12) 내에 시일(11)이 제공된다.
도 4는 밸브 태핏(6)의 부착을 위한 그루브(24) 영역에서의 도 1에 따른 실시형태의 단면을 도시하고 있다. 태핏 가이드(23)는 그루브(24) 내에 위치한다. 태핏 가이드(23)는 내부 몸체와 연결 요소(3) 사이에서 고정된다. 시일(21)은 내부 몸체(8)와 연결 요소 사이에 위치한다. 그루브(24)은 제 1 챔퍼(37)를 통해 그루브 베이스(36)로 병합되는 두 개의 서로 대향하는 그루브 벽(35a 및 35b)을 갖는다. 제 1 챔퍼(37)에 의해, 작동 상태에 있는 그루브 베이스(36) 상의 장력은 크게 감소되고, 이에 의해 작동 안정성이 향상된다. 제 1 챔퍼(37)는 커플링 축(A)에 대해 각각 약 35°의 각도로 경사지고(현재의 경우 서로 반대로), 0.45 mm의 폭을 갖는다.
도 5는 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6)의 실시형태를 도시하고 있다. 대향 그루브 벽(35a 및 35b)과 그루브 베이스(36)를 갖는 그루브(24)가 도시되어 있다. 각각 그루브 벽(35a 및 35b) 사이의 전이부에서 제 1 챔퍼(37)에 인접하게, 제 1 챔퍼(37)에 직접 연결되는 제 2 챔퍼(38)가 배치된다. 제 1 챔퍼(37)와 제 2 챔퍼(38)는 커플링 축(A)에 대해 상이한 경사각을 갖는다. 제 1 챔퍼(37)는 커플링 축(A)에 대해 45°의 각도(γ)를 갖는 반면, 제 2 챔퍼(38)는 커플링 축(A)에 대해 30°의 각도(δ)를 갖는다.
도 6a는 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6)의 실시형태를 도시하고 있다. 대향 그루브 벽(35a 및 35b)과 그루브 베이스(36)를 갖는 그루브(24)가 도시되어 있다. 밸브 태핏 헤드(10)(도 6a에 도시되지 않음)로부터 반대로 향하는 그루브 벽(35a) 사이의 전이부에, 제 1 챔퍼(37)에 인접하게 제 2 챔퍼(38)가 배치되고, 상기 제 2 챔퍼는 제 1 챔퍼(37)에 직접 연결된다. 제 1 챔퍼(37)와 제 2 챔퍼(38)는 커플링 축(A)에 대해 또는 이와 일치하는 밸브 태핏의 길이방향 축에 대해 상이한 경사각을 갖는다. 제 1 챔퍼(37)는 커플링 축(A)에 대해 45°의 각도(γ)를 갖는 반면, 제 2 챔퍼(38)는 커플링 축(A)에 대해 30°의 각도(δ)를 갖는다.
도 6b는 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6)의 실시형태를 도시하고 있다. 대향 그루브 벽(35a 및 35b)과 그루브 베이스(36)를 갖는 그루브(24)가 도시되어 있다. 밸브 태핏 헤드(10)로부터 반대로 향하는 그루브 벽(35a)( 도 6b 에 도시되지 않았지만 좌측에 위치함) 사이의 전이부에, 각도(γ)를 갖는 제 1 챔퍼(37)가 위치한다. 제 1 챔퍼(37)는 커플링 축(A)에 대해 또는 이와 일치하는 밸브 태핏(6)의 길이방향 축에 대해 45°의 각도(γ)를 갖는다.
1: 커플링 요소 1a: 제 2 커플링 요소
2: 하우징 3: 연결 요소
4: 슬라이딩 슬리브 5: 유동 채널
6: 밸브 태핏 7: 압력 슬리브
8: 내부 몸체 9: 밸브 태핏 샤프트
10: 밸브 태핏 헤드 11: 시일
12: 그루브 13: 피스톤
14: 베이스 몸체

Claims (16)

  1. 하우징(2), 압력 매체용 유동 채널(5), 밸브 태핏(6), 압력 슬리브(7) 및 내부 몸체(8)를 포함하는, 압력 매체 라인을 연결하기 위한 커플링용 커플링 요소(1)로서, 하우징(2)은 커플링 축(A)을 갖고, 밸브 태핏(6)은 유동 채널(5) 내에 배치되도록 하우징(2) 내에 장착되고, 밸브 태핏(6)은 밸브 태핏 헤드(10)를 갖고, 압력 슬리브(7)는 밸브 태핏(6)을 둘러싸고, 압력 슬리브(7)는, 유동 채널(5)이 압력 슬리브(7)에 의해 폐쇄되는 폐쇄 위치와 유동 채널(5)이 압력 슬리브(7)에 의해 개방되는 개방 위치 사이에서 커플링 축(A)을 따라 이동 가능한 구성으로 유지되고, 압력 슬리브(7)는 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 태핏 헤드(10)와 적어도 간접적으로 접촉하고, 이에 따라 커플링 축(A)과 평행한 압력 슬리브(7)의 힘이 밸브 태핏 헤드(10)에 작용하는, 커플링 요소(1)에 있어서,
    내부 몸체(8) 및/또는 압력 슬리브(7)는 압력 슬리브(7)로부터 밸브 태핏 헤드(10)에 작용하는 힘을 제한할 수 있는 수단을 갖는, 커플링 요소(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    내부 몸체(8) 상의 수단은 제 1 제한 정지부로서 형성되고, 압력 슬리브(7) 상의 수단은 제 2 제한 정지부로서 형성되며, 제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 힘을 제한하기 위해 상호작용하는, 커플링 요소(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 1 제한 정지부는 내부 몸체(8) 상에 제 1 숄더(16)로서 형성되고, 제 2 제한 정지부는 압력 슬리브(7) 상에 제 2 숄더(17)로서 형성되는, 커플링 요소(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    내부 몸체(8)의 제 1 숄더(16)의 내경은 압력 슬리브(7)의 제 2 숄더(17)의 외경보다 작은, 커플링 요소(1).
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는 적어도 압력 슬리브(7)의 가압되지 않은 폐쇄 위치에서 서로 이격되는, 커플링 요소(1).
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 제한 정지부와 제 2 제한 정지부는, 밸브 태핏(6) 및/또는 압력 슬리브(7)의 압력과 관련된 변형으로 인해, 유동 채널(5) 내의 적어도 소정의 압력 이상에서 접촉하는, 커플링 요소(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밸브 태핏 헤드(10)는 밀봉면(22)을 갖고, 밀봉면(22)은 커플링 축(A)에 대해 각도(α)로 경사지고, 압력 슬리브(7)는 대향 밀봉면(34)을 갖고, 대향 밀봉면(34)은 커플링 축(A)에 대해 각도(β)로 경사지고, 대향 밀봉면(34)은 적어도 부분적으로 압력 슬리브(7)의 폐쇄 위치에서 밀봉면(22)과 접촉하며, 각도(α)와 각도(β)는 0° 내지 45° 사이에 있는, 커플링 요소(1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    각도(α)와 각도(β)는 동일하고, 구체적으로 각도(α)와 각도(β)는 25° 내지 35° 사이에 있고, 구체적으로 30°인, 커플링 요소(1).
  9. 제 7 항에 있어서,
    각도(α)와 각도(β)는 다르고, 구체적으로 각도(α)는 0° 내지 35° 사이이고 각도(β)는 30° 내지 45° 사이인, 커플링 요소(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밸브 태핏(6)은 태핏 베어링(23)에 의해 하우징(2) 상에 유지되고, 태핏 베어링(23)은 적어도 두 개의 하프-쉘을 포함하는, 커플링 요소(1).
  11. 제 10 항에 있어서,
    태핏 베어링(23)은 밸브 태핏 상의 그루브(24) 내에 위치하고, 그루브(24)는 두 개의 대향하는 그루브 벽(35a, 35b)과 그루브 베이스(36)를 갖고, 적어도 하나의 그루브 벽(35a, 35b)과 그루브 베이스(36) 사이에, 커플링 축(A)에 대해 각도(γ)를 갖는 적어도 하나의 제 1 챔퍼(37)가 형성되며, 구체적으로 각도(γ)는 30° 내지 60° 사이인, 커플링 요소(1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    두 개의 그루브 벽(35a, 35b) 중 적어도 하나의 그루브 벽(35a)과 그루브 베이스(36) 사이에, 커플링 축(A)에 대해 각도(δ)를 갖는 적어도 하나의 제 2 챔퍼(38)가 추가로 형성되고, 그루브 벽(35a)에서 나오는 제 2 챔퍼(38)는 제 1 챔퍼(37)에 연결되며, 구체적으로 각도(δ)는 30° 내지 60° 사이인, 커플링 요소(1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커플링 요소(1)는 커플링 슬리브로서 또는 커플링 플러그로서 형성되는, 커플링 요소(1).
  14. 제 1 커플링 요소(1)와 제 2 커플링 요소(2)를 갖는 커플링, 구체적으로 유압 커플링으로서, 제 1 커플링 요소(1)와 제 2 커플링 요소(2)는 압력 매체 라인을 연결하기 위해 연결될 수 있는, 커플링에 있어서,
    제 1 커플링 요소(1) 및/또는 제 2 커플링 요소(2)는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따라 형성되는, 커플링.
  15. 밸브 태핏 샤프트(9)와 밸브 태핏 헤드(10)를 갖는, 구체적으로 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6)으로서, 태핏 베어링(23)을 수용하기 위해 그루브(24)가 제공되고, 그루브(24)는 두 개의 대향하는 그루브 벽(35a, 35b)과 그루브 베이스(36)를 갖는, 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6)에 있어서,
    적어도 하나의 그루브 벽(35a, 35b)과 그루브 베이스(36) 사이에, 밸브 태핏(6)의 길이방향에 대해 각도(γ)를 갖는 적어도 하나의 제 1 챔퍼(37)가 형성되고, 구체적으로 각도(γ)는 30° 내지 60° 사이인, 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6).
  16. 제 15 항에 있어서,
    두 개의 그루브 벽(35a, 35b) 중 적어도 하나의 그루브 벽(35a)과 그루브 베이스(36) 사이에, 커플링 축(A)에 대해 각도(δ)를 갖는 적어도 하나의 제 2 챔퍼(38)가 추가로 형성되고, 그루브 벽(35a)에서 나오는 제 2 챔퍼(38)는 제 1 챔퍼(37)에 연결되며, 구체적으로 각도(γ)는 30° 내지 60° 사이인, 커플링 요소(1)용 밸브 태핏(6).
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2559209A (en) * 2017-01-27 2018-08-01 Eaton Sas Flat face female hydraulic coupling
DE102017126459B4 (de) * 2017-11-10 2021-07-08 U.M. Gewerbeimmobilien Gmbh & Co. Kg Kupplungselement für eine Hydraulikkupplung
DE102017128022A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Airbus Operations Gmbh Kupplungssystem zum Bereitstellen mehrerer Fluidverbindungen
KR102037070B1 (ko) * 2017-12-18 2019-11-26 주식회사 아이제이 건식 차단 커플링
CN110081251B (zh) * 2019-05-09 2021-08-20 爱发科东方真空(成都)有限公司 一种扩口管自封型密封接头
FR3101389B1 (fr) * 2019-09-30 2021-10-22 Staubli Sa Ets Raccord fluidique

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000069280A (ko) * 1996-12-03 2000-11-25 제임스 엠. 오쓰아웃 저누설 급속 커플링
EP1273844A2 (de) 2001-07-04 2003-01-08 FASTER S.r.l. Schnellkupplung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU446715A2 (ru) * 1972-12-02 1974-10-15 Предприятие П/Я Г-4213 Пневматический разъем дл подсоединени узлов и агрегатов к пневматическим источникам питани
US4447040A (en) * 1983-04-20 1984-05-08 Systron-Donner Fluid line coupling with relief valve
DE8809220U1 (de) 1988-07-19 1988-09-01 Dreesbeimdieke, Hermann, 4830 Gütersloh Schnellverschlußkupplung für Hydraulikleitungen
EP0862710B1 (en) 1995-11-20 2000-08-23 Aeroquip Corporation Low spill female coupling
CN2318495Y (zh) * 1997-10-22 1999-05-12 尹国雄 液化气钢瓶气口快换接头
JP2003113981A (ja) * 2001-10-02 2003-04-18 Smc Corp カプラー
WO2003096444A2 (en) * 2002-05-13 2003-11-20 University Of Florida Resonant energy mems array and system including dynamically modifiable power processor
JP3878903B2 (ja) * 2002-10-25 2007-02-07 日東工器株式会社 管継手
CN2934850Y (zh) * 2006-06-27 2007-08-15 曹振海 高压连接器
TW200949121A (en) * 2008-02-28 2009-12-01 Nitto Kohki Co Socket for pipe coupling and pipe coupling
IT1396544B1 (it) 2008-07-24 2012-12-14 Faster Spa Innesto rapido con recupero dei giochi interni
DE102010019094A1 (de) 2010-04-30 2011-11-03 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Hydraulikkupplungsmuffe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000069280A (ko) * 1996-12-03 2000-11-25 제임스 엠. 오쓰아웃 저누설 급속 커플링
EP1273844A2 (de) 2001-07-04 2003-01-08 FASTER S.r.l. Schnellkupplung

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