SE501787C2 - Kopplingsanordning - Google Patents

Description

501 787 c) en i axiell led förskjutbar hylsa anordnad koncen- triskt omkring centrumstycket, vilken hylsa är för- skjutbar över segmenten mellan ett främre läge, i vilket hylsan bringar de gängade segmenten i ingrepp med anslutningsdelens gängor, och ett bakre läge, i vilket segmenten kan medges svänga ut för frigöring av ingreppet, och d) samverkande organ på segmenten och hylsan, som vid ingrepp med varandra begränsar möjlig relativ rota- tionsrörelse mellan segmenten och hylsan.

Vid denna kända anordning kommer, då de gängade segmenten står i ingrepp med anslutningsdelens gängor, en oavsiktlig tillbakadragning av hylsan genom en kort rotationsrörelse i lösgörande riktning att medföra att segmenten svänges ut och helt frigör kopplingen. Detta kan medföra allvarliga olycksrisker, speciellt vid arbete med mycket höga tryck.

Liknande kopplingar beskrivs även i US-A-2327714 och US-A-419106. Även kopplingarna enligt dessa skrifter upp- visar nackdelar av angivet slag.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en kopplingsanordning av det allmänna slag som be- skrivs i den ovan nämnda amerikanska patentskriften 3870332 men vid vilken riskerna för en oavsiktlig frikoppling är väsentligen helt eliminerade.

Det speciellt karakteristiska för en sådan koppling är därvid att de punkter omkring vilka ett segment vrider sig vid utsvängning av detta är så belägna att vid försök till utsvängning av segmentet, då gängkopplingen är ansatt, rörelsebågen för åtminstone punkter intill toppen av seg- mentets gänga skulle skära igenom intilliggande gängflank hos anslutningsdelens utvändiga gänga, varigenom en ut- 501 787 svängning av segmentet utan föregående avlastning av gäng- kopplingen genom viss relativ rotation mellan segmentet och anslutningsdelen förhindras.

Med detta utförande kan således segmenten ej svängas utåt förrän gängkopplingen något lösgjorts genom viss relativ rotation mellan kopplingsdelarna, så att gängstigningen medför att erforderlig frigång erhålles mellan segmentens och anslutningsdelens gängflanker.

Det föredrages att segmentens vridningspunkter är så be- lägna, att segmenten måste roteras 30-45° för att nämnda frigång skall erhållas.

Vid en föredragen utföringsform innefattar nämnda samver- kande organ på segmenten och hylsan från segmenten radiellt utskjutande stift och från hylsans främre ände upptagna axiella spår för samverkan med stiften vid hylsans för- skjutning över segmenten. Lämpligen är därvid nämnda spår upptagna i en ytterligare i hylsan anbringad innerhylsa, vilken kan vara fixerad vid den utanför liggande hylsan medelst skruvar, som även är inrättade att samverka med en anslagsyta hos centrumstycket för att förhindra att hylsan föres över centrumstycket vid rörelse bakåt. Med en sådan innerhylsa kan kopplingen erhålla en helt slät ytteryta utan synliga spår.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen utgöres nämnda samverkande organ på segmenten och hylsan av i segmenten upptagna axiella spår och från hylsans främre del radiellt inåt utskjutande stift, som samverkar med spåren vid hyl- sans förskjutning över segmenten. Dessa stift förhindrar även att hylsans främre parti drages över kopplingens centrumstycke.

Vid en speciellt föredragen utföringsform övergår vart och 501 787 ett av de axiella spåren vid sin inre ände i ett i omkrets- riktigen löpande kort spår, som medger en viss relativ vridning mellan hylsan och segmenten innan ett medbringande ingrepp erhålles däremellan. Härigenom uppnås ytterligare säkerhet mot en ofrivillig frånkoppling, då hylsan först måste vridas i lösgörande riktning innan den kan förskjutas i axiell led.

Vidare föredrages det att den med nämnda spår försedda delen i kopplingen är utförd med en till det axiella spåret anslutande styryta, som samverkar med tillhörande stift för förskjutning av hylsan i öppnande riktning, då en vrid- ningsrörelse av hylsan påbörjas innan stiftet införts i spåret i avsedd utsträckning. Detta förhindrar exempelvis att kopplingen fastgängas på en anslutningsdel med en gängdimension som är större än den anordningen är avsedd för.

För åstadkommande av en enkel och automatisk utsvängning av de gängande sektionerna sedan gängingreppet med anslut- ningsdelens gängor upphört kan ett elastiskt ringformigt element vara anordnat omkring sektionernas bakre ändparti- er, vilket element håller sektionerna kvar omkring och i ingrepp med centrumstyckets fläns och bringar sektionernas främre ändar att intaga ett utsvängt läge, när hylsan dragits tillbaka efter viss relativ rotation mellan segmen- ten och anslutningsdelen.

Lämpligen är centrumstyckets bakre del utbildad som en cylindrisk kropp, som bildar en styryta för hylsan vid dennas förskjutning.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till den såsom exempel på bifogade ritningar visade utföringsformen. 501 787 Fig. 1 är en perspektivvy över en kopplingsanordning enligt uppfinningen.

Fig. 2 är en längdsektion genom kopplingsanordningen enligt fig. 1 i sammanfört men öppet läge.

Fig. 3 visar delar som ingår i kopplingsanordningen enl. fig. 2.

»Fig. 4 är en delsektion motsvarande fig. 2 med delarna i gängingrepp med varandra.

Fig. 5 och 6 är tvärsektioner längs linjen A-A i fig. 2 med kopplingen i ingreppsläge enligt fig. 4 respektive i öppet läge enligt fig. 2.

Kopplingsanordningen enligt fig. 1 är avsedd att förbinda en fluidumledning 1 med en med yttergänga försedd anslut- ningsdel 2, exempelvis på en behållare 3 innehållande gas under högt tryck, varvid en med ratt 4 försedd ventilanord- ning är anordnad mellan anslutningsdelen 2 och behållaren 3. Kopplingsanordningen innefattar vid det visade utföran- det fyra bågformade gripelement i form av cylindriska segment 5 med en innergänga motsvarande gängan på anslut- ningsdelen 2.

Som framgår av sektionsvyn i fig. 2 är segmenten 5 anordna- de omkring en radiellt utåtriktad fläns 6 på ett med en genomgående fluidumkanal 7 försett centrumstycke 8. Kanalen 7 förbinder fluidumledningen 1, som är fastgängad i cen- trumstycket, med anslutningsdelen 2. I frånkopplat läge hålls segmenten 5 i ett utsvängt, divergerande läge med hjälp av en omkring elementens bakre ändpartier anordnad, elastisk 0-ring 9, som utövar en radiellt inåtriktad kraft på nämnda ändpartier. Sektionernas främre ändar kommer därvid att svängas utåt under samverkan mellan punkter hos 501 787 den främre, inre kanten av ett skulderparti 10 hos segmen- tet 5 och den intilliggande delen av flänsen 6, såsom kommer att beskrivas närmare nedan. Skulderpartiet 10 och flänsen 6 medger även åstadkommandet av erforderlig an- pressning av centrumstycket 8 mot anslutningsdelen 2 för uppnående av eftersträvat tätningstryck däremellan. För detta ändamål är en O-ringstätning 11 anordnad i ett spår i centrumstyckets frontyta.

Med 12 betecknas en centrumstycket 8 och segmenten 5 om- givande hylsa, vilken för att underlätta vridning av den- samma är försedd med en greppdel 13. Hylsan 12 är såväl vridbar som axiellt förskjutbar i förhållande till centrum- stycket och nämnda segment, varvid en bakre, cylindrisk del av centrumstycket 8 bildar en styryta för hylsan.

Vid det visade utförandet är en innerhylsa 14, se även fig. 3, monterad i ytterhylsan 12 med hjälp av skruvar 15.

Innerhylsan 14 är utförd med från dennas främre ände upp- tagna axiella spår 16, som vid sina inre ändar övergår i var sitt kort, periferiellt spår 17. Varje segment 5 är försett med styr- och medbringarstift 18, som gör ingrepp i respektive spår i innerhylsan 14. I det i fig. 1 och 2 visade tillbakadragna läget för hylsan 12, vilket bestäms av skruvarnas 15 samverkan med en anslagsyta hos centrum- stycket 8, gör stiften 18 ingrepp med den främre delen av respektive spår 16 i hylsan 14. Vid en förskjutning av hylsan 12 framåt kommer dennas främre ände att utöva en kraft på segmenten 5, som medför att dessa svänges radiellt inåt, mot kraften från den på segmentens bakre partier ver- kande O-ringen 9, till ett inbördes parallellt läge.

Till följd av de i omkretsriktningen löpande korta spåren 17 kan hylsan 12 i sitt främre läge vridas något relativt segmenten 5, så att stiften 18 kan löpa in till ett låsläge i spåren 17. Om stiften 18 emellertid ej är tillräckligt 501 787 långt införda i de axiella spåren 17 kommer en sådan vrid- ningsrörelse att medföra, att stiften glider på en styryta 19, varvid de åstadkommer en tillbakadragande rörelse av hylsan 12.

Vid användning av kopplingsanordningen föres således denna med segmenten 5 i utsvängt läge, såsom visas i fig. 1, över anslutningdelens 2 gänga till det i fig. 2 illustrerade läget. Därefter skjutes hylsan 12 framåt för insvängning av segmenten 5, så att korrekt gängingrepp erhålles mellan segmentens innergängor och anslutningsdelens 2 yttergängor, se fig. 4. Stiften 18 befinner sig därvid vid de axiella spårens 16 inre ändar. I detta läge vrides hylsan 12 med hjälp av greppdelen 13, varvid stiften först löper i de periferiella spåren 17, varefter segmenten 5 medbringas i hylsans vridningsrörelse för att genom gängsamverkan med anslutningsdelen åstadkomma erforderligt tätningstryck mellan denna och centrumstycket 8. Normalt understiger den totala erforderliga vridningsrörelsen 1 varv.

Med den visade kopplingen kan man således uppnå erforder- ligt tätningstryck genom en kort, axiell förskjutning av hylsan 12 följd av en förhållandevis kort rotationsrörelse av densamma. Om dimensionen hos anslutningsdelen 2 är något större än den för vilken kopplingsanordningen är avsedd kommer hylsan 12 ej att kunna förskjutas till sitt yttre ändläge. Detta innebär att om en vridningsrörelse ändå påbörjas hylsan åter kommer att skjutas tillbaka till följd av stiftens 18 samverkan med styrytorna 19, varvid segmen- ten åter öppnas till följd av 0-ringens 9 verkan. Detta är viktigt ur säkerhetssynpunkt för att undvika läckage till följd av felaktiga hopkopplingar. Vidare medför detta, att man genom val av dimensioner hos kopplingsanordningar och anslutningsdelar kan förhindra anslutning av en fluidum- ledning till felaktig fluidumkälla, vilket kan ha stor betydelse exempelvis på sjukhus och laboratorier. 501 787 Till följd av de korta, periferiella spåren 17, som i arbetsläge mottar stiften 18, förhindras en ofrivillig bortkoppling av anordningen från anslutningsdelen till följd av en enbart axiellt riktad kraft, som kan uppkomma till följd av slag eller annan påverkan. För bortkoppling krävs således att hylsan 12 först vrides ett kort stycke, så att stiften 18 blir belägna mittför de aktuella spåren 16. Då denna rörelse ej kräver någon nämnvärd kraft till följd av frigången mellan hylsan 12 och segmenten 5 kan det ej uteslutas att denna under olyckliga omständigheter skulle kunna ske oavsiktligt. Om en sådan oavsiktlig rota- tionsrörelse skulle följas av en axiellt på hylsan 12 verkande kraft skulle, om segmenten därefter var fria att svängas utåt, ett ofrivilligt öppnande av kopplingen kunna ske.

För att eliminera även denna risk är kopplingen enligt föreliggande uppfinning så utförd, att en utsvängning av segmenten 5 ej kan ske utan att en viss avlastning av gäng- ingreppet mellen segmenten och anslutningsdelen först åstadkommits genom en relativ rotationsrörelse däremellan.

Då en sådan rotation av segmenten vid en ansatt gängkopp- ling kräver en betydligt större kraft än den första relati- va rotationen mellan hylsan och segmenten är det väsent- ligen uteslutet att en rotation av segmenten kan ske oav- siktligt. Dessutom kräver uppgängning av en koppling under tryck en större kraft än en trycklös koppling, bl.a. till följd av ökad friktion mellan segmenten och ytterhylsan.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen ger således en i det närmaste fullständig säkerhet mot oavsiktlig lösgöring av kopplingsanordningen.

Den ovan beskrivna funktionen uppnås i enlighet med upp- finningen genom att segmentens 5 vridningspunkter är så belägna att vid försök till utsvängning av segmenten vid en ansatt gängkoppling rörelsebågen för åtminstone punkter 501 787 intill toppen av segmentets gänga skulle skära igenom intilliggande gängflank hos anslutningsdelens utvändiga gänga till följd av att dessa flanker vid ett ansatt gäng- förband anligger mot varandra. För att en sådan utsvängning av segmenten skall vara möjlig måste således gängförbandet först gängas upp något, så att visst spel mellan nämnda gängflanker erhålles till följd av gängornas stigning, vilket medför att gängflankerna går fria från varandra vid segmentens utsvängning.

Fig. 4, som är ett axiellt längdsnitt genom en ansatt koppling, visar läget för segmentens 5 svängningspunkter.

Man skulle av denna figur kunna förledas tro att sväng- ningen sker omkring den i figuren lägst belägna punkten B hos segmentets 5 skulderparti 10. Till följd av snittet ligger emellertid denna punkt högst upp på det cylindriska centrumstycket 8 och de likaså cylindriska segmentens 5 verkliga ledpunkter kommer att ligga vid punkterna C. Dessa representeras av segmentens nedre yttre hörn, vilka ligger närmare kopplingens mittaxel, på båda sidor om den högst belägna punkten B. Detta framgår även av tvärsektionsvyerna i fig. 5 och 6, där fig. 5 visar segmenten 5 inbördes parallella och i gängingrepp med anslutningsdelen 2, varvid segmentens inre bågformade kanter nära ansluter sig till centrumstyckets 8 krökning. Av fig. 6, i vilken segmenten 5 är utsvängda, framgår att vridningen sker omkring punkterna C, som är de enda som i segmentens utsvängda lägen har kontakt med centrumstycket 8.

Den i fig. 4 visade pilen D representerar således radien för den cirkelbåge utmed vilken en punkt G nära toppen hos ett gängvarv hos segmentet 5 kommer att röra sig vid ut- svängning av segmentet. Vid en koppling enligt uppfinningen kommer denna rörelsebåge vid ett ansatt gängförband att skära igenom intilliggande gängflank hos anslutningsdelens yttergänga. Detta framgår av att radiens D svängningspunkt 501 787 10 C ligger närmare kopplingens längdaxel än motsvarande punkt E för normalen F till gängflankens yta i samma punkt G.

Någon utsvängning av segmentet 5 medges därvid således ej även om hylsan 12 har dragits tillbaka. För att en sådan utsvängning skall bli möjlig krävs enligt ovan, att gäng- förbandet först åtminstone delvis avlastats, så att ett av stigningen bestämt, tillräckligt spel erhållits mellan de båda gängflankerna för att dessa skall gå fria från varan- dra vid segmentets utsvängning.

Lämpligen utföres kopplingen så att det krävs en relativ vridning mellan segmenten 5 och anslutningsdelen 2 på 30-45° innan en av 0-ringen 9 initierad utsvängning av segmenten 5 kan ske vid tillbakadragen hylsa 12.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen är stiften 18 an- bringade på segmenten 5 och är spåren 16, 17 upptagna i en i hylsan 12 anordnad innerhylsa 14. Dessa spår kan givetvis även anordnas direkt i ytterhylsan 12. Dessutom kan, såsom fackmannen lätt inser, dessa spår och stift byta plats, så att stiften skjuter in radiellt från hylsan 12 och sam- verkar med i segmenten 5 upptagna spår, lämpligen med samma form som visats i fig. 3. Härvid kan även mot ytorna 19 svarande styrytor anordnas på segmenten.

En koppling enligt uppfinningen kan varieras i flera andra avseenden inom ramen för patentkraven. Således kan exempel- vis antalet segmentet varieras, lämpligen inom intervallet 3-8. Detaljutformningen hos dessa kan även ändras. Kopp- lingsanordningen kan utföras av valfritt metalliskt materi- al, varvid det dock föredrages att segmenten och centrum- stycket är tillverkade av mässing och hylsan av stål.

Förutom en O-ring kan givetvis även annat elastiskt ele- ment, t.ex. en ringformig spiralfjäder, utnyttjas för åstadkommande av en radiellt riktad kraft på segmentens bakre ändpartier. En sådan kraft kan även åstadkommas av samverkande styrytor på hylsa och segmenten.

Claims (10)

501 787 11 PÅTENTKRAV

1. Kopplingsanordning för lösbar och tätande anslutning till en rörformig, utvändigt gängad anslutningsdel, vilken anordning innefattar: a) ett med en ledningsände (1) förbundet centrumstycke (8), som uppvisar en fluidumpassage (7) i ledningens förläng- ning och en radiellt utåtriktad fläns (6), b) minst två omkring flänsen (6) anordnade gripelement i form av bågformade, invändigt gängade segment (5) för ingrepp med anslutningsdelen (2), vilka segment är svängbara i radiell led för att medge kopplingsanord- ningen att sammanbindas med respektive lösgöras från anslutningsdelen, c) en i axiell led förskjutbar hylsa (12, 14) anordnad koncentriskt omkring centrumstycket (8), vilken hylsa är förskjutbar över segmenten (5) mellan ett främre läge, i vilket hylsan bringar de gängade segmenten i ingrepp med anslutningsdelens (2) gängor, och ett bakre läge, i vilket segmenten kan medges svänga ut för frigöring av ingreppet, och d) samverkande organ (16-18) på segmenten (5) och hylsan (12, 14), som vid ingrepp med varandra begränsar möjlig relativ rotationsrörelse mellan segmenten och hylsan, k ä n n e t e c k n a d a v att de punkter (C) omkring vilka ett segment (5) vrider sig vid utsvängning av detta är så belägna att vid försök till utsvängning av segmentet, då gängkopplingen är ansatt, rörelsebågen för åtminstone punkter intill toppen av segmentets gänga skulle skära igenom intilliggande gängflank hos anslutningsdelens (2) utvändiga gänga, varigenom en utsvängning av segmentet (5) utan föregående avlastning av gängkopplingen genom viss 501 787 12 relativ rotation mellan segmentet och anslutningsdelen förhindras.

2. Kopplingsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att segmentens (5) vridningspunkter (C) är så belägna, att segmenten måste roteras 30-45° för att nämnda rörelsebåge skall gå fri från intilliggande gängflank hos anslutningsdelen (2).

3. Kopplingsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda samverkande organ på segmen- ten och hylsan innefattar från segmenten radiellt utskju- tande stift (18) och från hylsans (12) främre ände upptagna axiella spår (16) för samverkan med stiften vid hylsans förskjutning över segmenten (5).

4. Kopplingsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att nämnda spår (16) är upptagna i en ytterli- gare i hylsan (12) anbringad innerhylsa (14).

5. Kopplingsanordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k - n a d a v att nämnda innerhylsa (14) är fixerad i den utanförliggande hylsan (12) medelst skruvar (15), vilka även är inrättade att samverka med en anslagsyta hos cen- trumstycket (8) för att förhindra att hylsan föres över centrumstycket vid rörelse bakåt.

6. Kopplingsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda samverkande organ på segmen- ten och hylsan innefattar i segmenten (5) upptagna axiella spår och från hylsans (12) främre del radiellt inåt ut- skjutande stift för samverkan med spåren vid hylsans för- skjutning över segmenten.

7. Kopplingsanordning enligt något av krav 3-6, k ä n - n e t e c k n a d a v att vart och ett av nämnda axiella spår (16) vid sin inre ände övergår i ett i omkretsrikt- 501 787 13 ningen löpande, kort spår (17), som medger en viss relativ vridning mellan hylsan (12, 14) och segmenten (5) innan ett medbringande ingrepp erhålles däremellan.

8. Kopplingsanordning enligt något av krav 3 - 7, k ä n - n e t e c k n a d a v att den med nämnda spår (16, 17) försedda delen är utförd med en till det axiella spåret (16) anslutande styryta (19), som samverkar med tillhörande stift (18) för förskjutning av hylsan i öppnande riktning, då en vridningsrörelse av hylsan påbörjas innan stiftet införts i spåret i avsedd utsträckning.

9. Kopplingsanordning enligt något av krav 1-8, k ä n - n e t e c k n a d a v ett elastiskt ringformigt element (9) anordnat omkring segmentens (5) bakre ändpartier, vilket element håller segmenten kvar omkring och i ingrepp med centrumstyckets (8) fläns (6) och bringar segmentens främre ändar att intaga ett utsvängt läge, när hylsan (12, 14) befinner sig i ett tillbakadraget läge.

10. Kopplingsanordning enligt något av krav 1-9, k ä n - n e t e c k n a d a v att centrumstyckets (8) bakre del är utbildad som en cylindrisk kropp, vilken bildar en styryta för hylsan (12, 14) vid dennas förskjutning i axiell led.