NO342279B1

NO342279B1 - Kopling, samt del av kopling

Info

Publication number: NO342279B1
Application number: NO20045519A
Authority: NO
Inventors: Alain-Christophe Tiberghien; Christophe Durieux
Original assignee: Staubli Sa Ets
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2018-04-30
Also published as: US7275563B2; GB0428391D0; FR2864604A1; BRPI0405836A; FR2864604B1; US20050164538A1; GB2409502A; GB2409502B; BRPI0405836B1; NO20045519L; NO20045519D0

Abstract

Koplingen i henhold til oppfinnelsen innbefatter to koplingselementer, hann-(103) og hunn-(3), som er hule og komplementære. Hunnplingselementet (3) og hannkoplingselementet (103) blir respektivt svingt på et første legeme (2) og på et andre legeme (102). Koplingen innbefatter midler (11, 111, B) for å returnere hvert av hann-(103) og hunn(3)-elementene mot en midtre posisjon og/eller for å begrense svingevinkelen for hvert av hann-(103) og hunn-(3)-elementene fra den midtre posisjonen. Oppfinnelsen er spesielt egnet for undervannskoplinger.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kopling og en koplingsdel beregnet for å bli montert sammen, komplementær koplingsdel for å danne en slik kopling.

Generelt innbefatter delene av en kopling respektivt et hannkoplingselement og et hunnkoplingselement. Hannkoplingselementet kan bli avpasset i hunnkoplingselementet for hånd. Spesielt når det finner sted under vann, kan en slik avpasning også være et resultat av en mekanisk innretning som forflytter en støtte tilveiebragt med en av delene av koplingen mot en annen støtte tilveiebragt med den andre delen av koplingen. I et slikt tilfelle kan det skje at hannkoplingselementet og hunnkoplingselementet ikke er skikkelig innrettet med hverandre under avpassing. Dette kan gjøre en slik avpassing vanskelig, og kan føre til at koplingen blir mindre tett, til en forringelse av i det minste ett av hann- og hunnkoplingselementene og/eller av tilstedeværelsen av unødvendige spenninger i koplingen, i støttene og i midlene for montering av delene av koplingen på støttene.

Fluidkoplingsteknikk er beskrevet i US5398723A, US5762106A og US4700743A.

Det er derfor i det minste et formål med oppfinnelsen å forbedre kvaliteten til en kopling som et resultat av en avpasning gjort ved hjelp av en mekanisk innretning.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en kopling for fluidstrømning, kjennetegnet ved trekken som er angitt i det vedfølgende patentkrav 1.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses kopling for fluidstrømning i henhold til det vedfølgende patentkrav 1 er angitt i de vedfølgende patentkravene 2- 19.

Oppfinnelsen vedrører således en kopling for fluidstrømning, som kan innbefatte i det minste et første legeme, et andre legeme og to hunn- og hannkoplingselementer som er hule og komplementære, idet dette hunnkoplingselementet og dette hannkoplingselementet respektivt er svingbar på det første legemet og det andre legemet, og kan innbefatte midler for å returnere hver av hann- og hunnelementene mot en midtre posisjon og/eller for å begrense svingevinkelen for hvert av hann- og hunnelementene fra denne midtre posisjonen.

En del av en kopling for fluidstrømning, beregnet for å bli sammenstilt med en annen koplingsdel for å danne en kopling, kan innbefatte:

- et hult hunn- eller hannkoplingselement,

- et legeme som definerer en passasje og som bærer koplingselementet, - midler for svingbar montering av koplingselementet,

- en O-ring anordnet i nivå med, eller i nærheten av, en svingesone for koplingselementet i forhold til legemet og mellom legemet og koplingselementet, slik at passasjen og koplingselementet er tett tilkoplet, og innbefatter elastiske midler for å returnere koplingselementet mot en midtre posisjon, idet disse elastiske returmidlene er i en avstand fra svingesonen.

Oppfinnelsen vil bli enklere forstått ved lesing av den etterfølgende beskrivelse, gitt bare som eksempel, og med henvisning til de medfølgende tegninger, der:

figur 1 skjematisk viser et aksielt snitt av en kopling i henhold til oppfinnelsen, og sammenstilt; og

figur 2 er et snitt lignende figur 1, og viser sammenstillingen av to bestanddeler av koplingen vist i figur 1.

Ved nå å henvise til tegningene, viser fig.1 skjematisk en kopling som mer spesifikt er beregnet for å bli benyttet under vann, og som innbefatter to deler 1 og 101 montert sammen. I fig.2 er disse delene 1 og 101 i ferd med å bli montert sammen.

Del 1 av koplingen innbefatter et legeme 2 og et hunnkoplingselement 3 med akse X-X’, båret av dette legemet 2.

Delen 2 definerer en gjennomgående passasje 4 i et utvidet endeparti 5 av hvilket hunnkoplingselementet 3 er i inngrep. I nivå med dette endepartiet 5 innbefatter legemet 2 en indre ringformet skulder 6, og definerer et indre ringformet spor 7 i hvilket en krans 8 til hunnkoplingselementet 3 trenger inn. Skulderen 6 og en side 9 av sporet 7 danner to stoppere for hunnkoplingselementet 3. Disse to stopperne, som vender i to motsatte retninger parallelt med aksen X-X’, holder hunnkoplingselementet 3 aksielt igjen i legemet 2 med redusert klaring.

Hunnkoplingselementet 3 fremviser en sideklaring som er redusert, og til og med kan være ikke-eksisterende i nivået med en sone 10 for svingning av dette hunnelementet 3 på legemet 2.

I en avstand fra svingesonen 10 definerer legemet 2 en sidestopper B for koplingselementet 3, og begrenser således vinkelen som dette koplingselementet 3 kan bli svingt i forhold til legemet 2.

Skulderen 6 og siden 9 av sporet 7 danner monteringsmidler ved hjelp av hvilke hunnkoplingselementet 3 blir svingt på legemet 1 for å være i stand til å svinge om en midtre posisjon. Elastiske midler for å returnere hunnkoplingselementet 3 til denne midtre posisjonen, som er den vist i fig.2, utgjøres av et ringformet element 11 laget av elastomer som omkranser hunnkoplingselementet 3, i nærheten av åpningen til elementet 3 og i en avstand d fra svingesonen 10, og som blir komprimert mellom legemet 2 og elementet 3. I det viste eksempelet er dette elastomerelementet 11 en O-ring rommet i et indre ringspor 12 på legemet 2.

I nivået med svingesonen 10, definerer legemet 2 og elementet 3 sammen et ringrom 13 i hvilket det er komprimert en ringformet tetting 14. Denne sistnevnte har funksjonen å sikre tetting av koplingen fra passasjen 4 til en gjennomgående passasje 15 som elementet 3 definerer. I det viste eksempelet er det snakk om en metalltetting.

Hunnkoplingselementet 3 inneholder en ventil 16 og en fjær 17 for å returnere denne ventilen 16 mot en posisjon for avstenging av passasjen 15. Lukkeventilen 16 bærer en O-ring 18 beregnet for å tette avstengningen av passasjen 15 ved hjelp av denne ventilen 16. I fig.2 er ventilen 16 presset av fjæren 17 mot et indre sete 19 i hunnkoplingselementet 3, slik at den stenger av passasjen 15. Mot den frie enden av hunnkoplingselementet 3 ender ventilen 16 i en finger 20.

Passasjen 15 innbefatter et konvergerende parti som avsmalner i retning av pilen F1vist i fig.2.

I en større dybde enn dette konvergerende partiet 21 i forhold til åpningen til elementet 3, definerer hunnkoplingselementet 3 et indre ringspor i hvilket det rommes en O-ring 22.

Figurene 1 og 2 er skjematiske riss, spesielt ved at legemet 2 og koplingselementet 3 er vist deri som om de var en del. I virkeligheten er legemet 2 et resultat av sammenstillingen av minst to deler som blir adskilt under installasjonen av koplingselementet 3, slik at kransen 8 ikke hindrer denne installasjonen. Tilsvarende er koplingselementet 3 resultat av sammenstillingen av to deler som blir adskilt for installasjon av ventilen 16 og av fjæren 17.

Sammensetningen av koplingsdelen 101 er generelt lik sammensetningen av koplingsdelen 1. Henvisningstall heretter benyttet for betegnelse av et element i koplingsdelen 101 lignende eller ekvivalent med et referert element i koplingsdelen 1 blir oppnådd ved å øke henvisningstallet som betegner dette elementet på koplingsdelen 1 med 100. På denne måten oppnås henvisningstall for legemet 102, passasjen 104, sporet 107, kransen 108, siden 109 som danner stopperen, svingesonen 110, returelementet 111, ringrommet 113, O-ringen 114, passasjen 115, lukkeventilen 116, fjæren 117, setet 119 og fingeren 120 som utgjør koplingsdelen 101.

Henvisningen d’ betegner avstanden ekvivalent med avstanden d, her definert mellom sonen 110 og elementet 111.

Det som ikke skiller delen av koplingen 101 fra delen av koplingen 1 er ikke beskrevet i det etterfølgende.

Henvisningstallet 103 betegner et hannkoplingselement komplementært med hunnkoplingselementet 3. Dette elementet 103 innbefatter et parti 150 hvor det progressivt fortynnes i retning av pilen F1, det vil si i retning av dens frie eller fremre ende 103a.

Den indre overflaten 106 som danner en stopper for hannkoplingselementet 103 fremviser ikke formen av en skulder, men av en konisk overflate som befinner seg i bunnen av det utvidede endepartiet 105.

I nivå med svingesonen 110 fremviser den ytre overflaten av en del av hannkoplingselementet 103 et konvekst aksialt snitt.

I nærheten av den frie enden av hannkoplingselementet 103, innbefatter passasjen 115 en utvidelse 151. Den frie enden av fingeren 120 har formen av en oppsvulming (kul) 152 for avstengning. I figur 2 lukker ventilen hermetisk passasjen 115 i nivå med setet 119, mens dens oppsvulming 152 lukker denne passasjen 115 i nivå med den frie enden 103a til elementet 103 for å forhindre forurensninger slik som slam eller sedimenter fra å være i stand til å trenge inn der. Gjennomgående passasjer 153 er laget i ventilen 116, mellom O-ringen 118 derav og fjæren 117.

I figur 2 forflytter en aktueringsinnretning (ikke vist) som forbinder legemene 2 og 102 og innbefatter en eller flere aktuatorer, koplingsdelen 101 i retning 1 indikert med pilen F1, det vil si mot koplingsdelen 1, som legemet 2 er festet til. Den frie enden av hannkoplingselementet 103 har akkurat trengt inn i passasjen 15 og befinner seg i det bredeste partiet derav.

Fremdeles i fig. 2 er aksen X-X’ til hunnkoplingselementet 3 og aksen Y-Y’ til hannkoplingselementet 103 sideveis forskjøvet i forhold til hverandre med en avstand d. Med andre ord er det en dårlig innretting mellom hann-103-koplingselementet og hunn-3-koplingselmentet. Takket være returen utøvd av de elastomere elementene 11 og 111 blir denne feilinnrettingen ikke fulgt av en helling av aksene X-X’ og Y-Y’ i forhold til hverandre, noe som er en fordel.

Etter å ha entret i passasjen 15 treffer den frie enden av hannkoplingselementet 103 eggen som definerer det konvergerende partiet 21, og dette fører til en svingning av hunn-3- og hann-103-koplingselementene, som således kommer i flukt med hverandre, av seg selv. Takket være dette blir hunn-3- og hann-103-koplingselementene ikke gjensidig forringet under sammenkobling av disse, til tross for dårlig innretning i starten.

Etter at den frie enden av hannkoplingselementet 103 har gått forbi det konvergerende partiet 21 møtes de frie endene av fingrene 20 og 120 hverandre, slik at ventilene 16 og 116 blir gjensidig aktivert mot posisjonene for åpning av passasjene 15 og 115. Straks den frie enden av hannkoplingselementet 103 har gått forbi O-ringen 22, blir koplingsdelene 1 og 101 koplet til hverandre og forflytning av legemet 102 i retningen F1stoppet, hvoretter koplingen er som vist i fig. 1.

I denne figur 1 er hannkoplingselementet 103 avpasset i hunnkoplingselementet 3. Oppsvulmingen 152 befinner seg i nivå med utvidelsen 151. Hunn-3- og hann-103-koplingselementene, som ikke er stengt med ventilen 16 og 116, kopler passasjene 4 og 104 til hverandre. Tettingen av tilkoplingen mellom hunnelementet 3 og hannelementet 103 blir sikret ved hjelp av O-ringen 22. I henhold til formålet med oppfinnelsen er kvaliteten til tettingen god takket være selvinnrettingen av hunn-3- og hann-103-koplingselementene, hvis svingning kompenserer for deres opprinnelige feilinnretting.

Videre blir denne opprinnelige feilinnrettingen translatert bare av svært svake spenninger i delene som utgjør koplingen, slik som spenninger i forhold til kompresjonen av de elastomere returelementene 11 og 111. I figur 1 representerer piler 1 fluidstrømmen i koplingen. Selvfølgelig kan dette fluidet strømme i motsatt retning i forhold til det som er indikert av disse pilene.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til utførelsesformen beskrevet ovenfor. Spesielt, under sammenkopling, kan koplingsdelen 1 bli forflyttet mot koplingsdelen 101 hvis legemet 102 i det tilfellet er fiksert.

Videre kan de to stopperne 6 og 9 og 106 og 109, så vel som de tilsvarende delene av hunn-3- eller hann-103-koplingselementet være koniske og innskrevet i en sfære hvis omhylling er i det vesentlige sentrert på punktet om hvilket dette hunn-3- eller hann-103-koplingselementet svinger. De kan like gjerne være sværiske eller smelte sammen med denne sfæren. I alle tilfeller er hensikten å underlette svinging av hunn-3- eller hann-103-koplingselementet i forhold til legemet 2 eller 102 på hvilket det er montert.

Claims

Patentkrav

1.

Kopling for fluidstrømning, innbefattende et første legeme (2), et andre legeme (102) og et hunnkoplingselement (3) og et hannkoplingselement (103), hvilke hunn- og hannkoplingselementer er hule og komplementære slik at hannkoplingselementet kan settes i hunnkoplingselementet og hunnkoplings- og hannkoplingselementene (3, 103) respektivt er svingbar montert i det første legemet (2) og i det andre legemet (102), k a r a k t e r i s e r t v e d

en første ventil (16) montert i hunnkoplingselementet, hvilken første ventil er montert til å lukke et første ventilsete (19) i hunnkoplingselementet,

en andre ventil (116) montert i hannkoplingselementet, hvilken andre ventil er montert til å lukke et andre ventilsete (119) i hannkoplingselementet når hannkoplingselementet blir frakoplet fra hunnkoplingselementet og å åpne det andre ventilsetet ved bevegelse innover i hunnkoplingselementet,

et første middel (B) for å begrense svingevinkelen til hunnkoplingselementet, og et andre middel (B) for å begrense svingevinkelen til hannkoplingselementet.

2.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at svingevinkelen til hver av hann- og hunn-koplingselementene er med hensyn til en midtre posisjon av disse i de første og andre legemene.

3.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter midler (11, 111) for å drive hver av hann- og hunnelementene (3, 103) mot en midtre posisjon av disse i de første og andre legemene.

4.Kopling i henhold til krav 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte midler for å drive innbefatter minst ett ringformet element (11, 111) laget av elastomer for å drive ett av hunn- og hannkoplingselementene (3, 103) mot den midtre posisjon, idet dette ringformede elastomere elementet er anordnet rundt ett av hann- og hunnkoplingselementene (3, 103), mellom det ene av hunn- og hannkoplingselementene og ett av de første og andre legemer (2, 102).

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den videre omfatter midler (11, 111, B) for å drive hver av hann- og hunnkoplingselementene (3, 103) mot en midtre posisjon av disse i de første og andre legemene, og at svingevinkelen til hvert av hann- og hunnkoplingselementene (3, 103) er med hensyn til den midtre posisjonen av disse i de første og andre legemene.

6.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at hannkoplingselementet (103) innbefatter et endeparti (150) av redusert diameter, og at hunnkoplingselementet (3) inkluderer en indre passasje (15) med et konvergerende parti (21) som avsmalnes i innføringsretningen (F1) for innføring av hannkoplingselementet (103) i hunnkoplingselementet (3).

7.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte midler for å begrense innbefatter minst én sidestopper (B) for ett av hunnkoplingselementet (3) og hannkoplingselementet (103), hvilken minst ene sidestopper (B) omkranser det ene av hunnkoplingselementet (3) og hannkoplingselementet (103).

8.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at hunnkoplingselementet (3) omfatter en fjær (17) som returnerer den første ventilen (16) mot en avstengningsposisjon for dette hunnkoplingselementet (3), og at hannkoplingselementet (103) omfatter en fjær (117) som returnerer den andre ventilen (116) mot en avstengningsposisjon for dette hannkoplingselementet (103), idet de første og andre ventiler (16, 116) er avpasset for å aktivere hverandre mot åpningsposisjoner under sammenkopling av hann- og hunnkoplingselementene (3, 103).

9.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den omfatter

en klaring mellom koplingselementet og det korresponderende legemet, hvilken klaring er slik at den tillater svinging av koblingselementet i legemet,

en O-ring (14; 114) anordnet mellom legemet (2; 102) og koplingselementet (3; 103) og i avstand fra den åpne enden av legemet slik at passasjen (4; 104) og koplingselementet (3; 103) er tett tilkoblet,

elastiske midler (11; 111) posisjonert mellom legemet og det korresponderende koplingselementet for å drive koplingselementet (3; 103) mot en midtre posisjon av dette i legemet,, og at O-ringen (14; 114) er anordnet i nærheten av en svingesone (10; 110) for koplingselementet (3; 103) i forhold til legemet (2; 102), og at de elastiske returmidlene er i en avstand (d, d’) fra svingesonen (10; 110) slik at de er i større nærhet til den åpne enden av legemet.

10.

Kopling i henhold til krav 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at legemet omfatter en vegg som danner en sidestopper (B) for det korresponderende koplingselementet (3; 103) i legemet, idet denne sidestopperen (B) omkranser koplingselementet (3; 103) og begrenser den vinkelen som denne koplingen kan bli svingt fra sin midtre posisjon.

11.

Kopling i henhold til krav 10, k a r a k t e r i s e r t v e d at de elastiske returmidlene innbefatter et ringformet elastomerelement (11; 111) anordnet rundt koplingselementet (3; 103), mellom dette koplingselementet og legemet (2; 102).

12.

Kopling i henhold til krav 10, k a r a k t e r i s e r t v e d at svingesonen (10; 110) er aksielt forskjøvet i forhold til sidestopperen (B), og at, ved denne svingesonen (10; 110), har koplingselementet (3; 103) en sideklaring i legemet (2; 102) som er mindre enn en sideklaring sidestopperen (B), at O-ringen (14; 114) befinner seg i nærheten av svingesonen (10; 110) og strekker seg mellom legemet (2; 102) og koplingselementet (3; 103).

13.

Kopling i henhold til krav 12, k a r a k t e r i s e r t v e d at O-ringen er en metalltetting (14; 114).

14.

Kopling i henhold til krav 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at monteringsmidlene fro svingbar montering av koblingselementet innbefatter to stoppere (6, 9; 106, 109) dannet av legemet (2; 102), hvilke to stoppere aksielt bibeholder koplingselementet (3; 103) med redusert klaring i det korresponderende legemet.

15.

Kopling i henhold til krav 14, k a r a k t e r i s e r t v e d at minst én av de to stopperne (106; 109) har en i det vesentlige konisk form.

16.

Kopling i henhold til krav 14, k a r a k t e r i s e r t v e d at minst én av de to stopperne er en side (9; 19) av et ringspor (7; 107) i hvilket en krans (8; 108) av koplingselementet (3; 103) blir grepet med klaring.

17.

Kopling i henhold til krav 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at koplingselementet er et hannkoplingselement (103) og inkluderer en ventil (116) og et elastisk element (117) for å returnere denne ventilen mot en avstengningsposisjon i hvilken ventilen (116) både hermetisk stenger av koplingselementet (103) i en avstand fra en fri ende av dette koplingselementet, og lukker denne frie enden.

18.

Kopling i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den videre omfatter midler for å åpne nevnte første og andre ventiler kun etter at hunn- og hannkoplingselementene først er blitt koplet og innrettet, hvori hannkoplingselementet inkluderer en endedel som kan mottas i den avsmalnende passasjen i hunnkoplingselementet for slik å innledningsvis kople og innrette hunn- og hannkoplingselementene med hverandre.

19.

Kopling i henhold til krav 18, k a r a k t e r i s e r t v e d at midlene for å åpne inkluderer:

et første fremspring på nevnte første ventil, hvilken første fremspring strekker seg inn i den avsmalnende passasjen,

et andre fremspring på nevnte andre ventil, idet den andre fremspring strekker seg til og lukker en treende av endepartiet av det hannkoplingselementet når hann- og hannkoplingselementene er frakoblet,

første fjærmiddel montert i hunnkoplingselementet for å drive nevnte første fremspring inn i den avsmalnende passasjen, og

andre fjærmiddel montert i hannkoplingselementet for å drive nevnte andre fremspring til å lukke den frie enden av endepartiet av hannkoplingselementet når hann- og hannkoplingselementene frakobles.