WO2014006099A1

WO2014006099A1 - Kupplungssystem mit elektronisch gesteuerter trennung

Info

Publication number: WO2014006099A1
Application number: PCT/EP2013/064051
Authority: WO
Inventors: Stephan Wille
Original assignee: Stephan Wille
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2014-01-09
Also published as: DE102012106037B4; DE102012106037A1

Abstract

Bei einer Kupplungsanordnung mit einer lösbaren Verriegelungseinrichtung für einen zur Fluidleitenden Verbindung in eine Leitungskupplung (1) eingeführten Leitungsnippel (32), ist in der Leitungskupplung (1) und dem Leitungsnippel (32) jeweils ein in eine Fluidsperrstellung federbeaufschlagter Ventilkörper (27, 37) vorgesehen, der beim Einführen des Leitungsnippels (32) in die Leitungskupplung (1) in eine Fluidfreigabestellung verschoben wird. Die beiden federbeaufschlagten Ventilkörper (27, 37) d rücken den Leitungsnippel (32) aus der Leitungskupplung (1) heraus und schließen die Leitungskupplung (1) und den Leitungsnippel (32) für das Fluid ab, wenn die Verriegelungseinrichtung gelöst wird. Für die Verriegelungseinrichtung ist eine elektrisch aktivierbare Löseeinrichtung vorhanden.

Description

KUPPLUNGSSYSTEM MIT ELEKTRONISCH GESTEUERTER TRENNUNG

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsanordnung mit einer lösbaren Verriegelungseinrichtung für einen zur Fluid-Ieitenden Verbindung in eine Leitungskupplung eingeführten Leitungsnippel. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit oder ein Gas handeln, insbesondere ist das Fluid eine Flüssigkeit.

STAND DER TECHNIK

Eine Kupplungsanordnung mit einer lösbaren Verriegelungseinrichtung für einen zur leitenden Verbindung in eine Leitungskupplung eingeführten Leitungsnippel ist beispielsweise aus der DE 196 81 170 T1 bekannt. Hier weisen die Leitungskupplung und der Leitungsnippel jeweils einen Ventilkörper auf, der von einer Feder in eine Fluidsperrstellung beaufschlagt ist. Beim Einführen des Leitungsnippels in die Leitungskupplung werden diese beiden Federkörper in eine Fluid- freigabestellung verschoben, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Leitungskupplung und dem Leitungsnippel hergestellt wird. Diese Fluidkommunikation tritt dabei erst dann ein, wenn Dichtungen zwischen den Fluid führenden Teilen der Leitungskupplung und des Leitungsnippels diese Fluid führenden Teile gegeneinander abgedichtet haben. Die Verriegelungseinrichtung weist einen Querriegel auf, der von einer Feder in seine Verriegelungsstellung beaufschlagt ist und beim Einführen des Leitungsnippels in die Leitungskupplung durch eine Steuerfläche des Leitungsnippels in eine Nippelfreigabestellung ausgelenkt wird. Sobald der Leitungsnippel vollständig in die Leitungskupplung eingeführt ist, rastet der Querriegel in eine Nippelverriegelungsstellung in einer Verriegelungsnut an dem Leitungsnippel ein und hält so den Leitungsnippel in der Leitungskupplung fest. Lösbar ist die Verriegelungseinrichtung durch manuelles Verschieben des Querriegels gegen die Feder in seine Nippelfreigabestellung. Sobald diese erreicht ist, trennen sich der Leitungsnippel und die Leitungskupplung unter Einwirkung der ihre Ventilkörper beaufschlagenden Federn. Dadurch erreichen die Ventilkörper wieder ihre Fluidsperrstellungen. Dann ist nicht nur die Fluidkommunikation zwischen dem Leitungsnippel und der Leitungskupplung unterbrochen, sondern es wird auch ein Austreten von Fluid aus dem Leitungsnippel und der Leitungskupplung verhindert.

Aus der EP 1 632 456 A2 ist eine Kupplungsanordnung mit einer Leitungskupplung, an der eine Verriegelungseinrichtung mit einem federbelasteten Querriegel ausgebildet ist, und einem zugehörigen Leitungsnippel bekannt. Hier weisen sowohl der Leitungsnippel als auch die Leitungskupplung Sender auf, um Informationen untereinander auszutauschen. Der Informationsaustausch dient insbesondere dem Zweck, zu erkennen, ob der Leitungsnippel möglicherweise nicht an die Leitungskupplung anzuschließen ist, weil er zwar mechanisch passt, aber beispielsweise für ein anderes Fluid vorgesehen ist als die Leitungskupplung. Entsprechend weist die aus der EP 1 632 456 A2 bekannte Leitungskupplung eine Sperreinrichtung auf, die von einem Prozessor an der Leitu ngsku ppl u ng n u r dan n deaktiviert wird , wen n der Leitungsnippel aufgrund des Signals seines Senders als passend erkannt wurde. An dieser bekannten Leitungskupplung können weiterhin Einrichtungen zum Messen von Parametern des geleiteten Fluids, wie beispielsweise Druck, Temperatur, pH-Wert, Volumenstrom vorgesehen sein, die von dem Prozessor verarbeitet werden können. Anhand dieser Parameter und der von dem Sender des Leitungsnippels empfangenen Informationen steuert der Prozessor eine an der Leitungskupplung angeordnete Regeleinrichtung für das geleitete Fluid.

Aus der DE 1 0 2009 017 335 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung des Volumen- oder Massestroms eines Mediums mit einem Differenzdrucksensor bekannt. Dabei ist eine Leitungskupplung zum Ankuppeln des Differenzdrucksensors an zwei Wirkdruckkanäle vorgesehen. Die Wirkdruckkanäle sind in einem drucktragenden Gehäuse vorgesehen und münden darin in eine Messstrecke mit einem Düseneinsatz. In den Wirkdruckkanälen sind Rückschlagventile vorgesehen, die sie bei abgekuppeltem Differenzdrucksensor absperren.

Die DE 101 40 308 A1 offenbart eine Verbindung für Langkörper, insbesondere für Gestänge, wie sie beim horizontalen Erdbohren eingesetzt werden. Ein entsprechendes Verriegelungs- system kann auch zum Verriegeln einer Steckverbindung für ein Druckluftsystem verwendet werden. Es weist dann Ringsegmente zum Verriegeln der Steckverbindung auf, die mit Hilfe eines Elektromagneten in eine oder aus einer Ringnut verlagert werden.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung aufzuzeigen, die trotz Integrati o n e i n es P rozessors , d er m i n d esten s e i n e n Pa ra m eter e i n es d u rch d i e Kupplungsanordnung geleiteten Fluids verarbeitet und basierend darauf auf den Fluss des Fluids durch die Kupplungsanordnung Einfluss nimmt, einen einfachen mechanischen Aufbau aufweist.

LÖSUNG Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Kupplungsanordnung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 definiert. Der Patentanspruch 13 ist auf eine Leitungskupplung und der Patentanspruch 15 auf einen Leitungsnippel für eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung gerichtet, die Patentansprüche 14 und 16 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Leitungskupplung bzw. des Leitungsnippels.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ist e i n e Löseeinrichtung für die Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die elektrisch, d. h. durch ein elektrisches Signal, aktivierbar ist. So kann ein Prozessor mit Hilfe der Löseeinrichtung für die Verriegelungs- einrichtung den in die Leitungskupplung eingeführten Leitungsnippel freigeben und damit eine Fluidkommunikation zwischen der Leitungskupplung und dem Leitungsnippel unterbrechen. Hierfür ist keine zusätzliche Einrichtung zur Regelung der Fluidströmung, beispielsweise kein zusätzliches Ventil in der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel erforderlich. Stattdessen greift die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung auf s ow i e s o a n d e r Leitungskupplung und dem Leitungsnippel regelmäßig vorhandene Einrichtungen zurück. Diese Einrichtungen umfassen neben der Verriegelungseinrichtung insbesondere jeweils einen in eine Fluidsperrstellung federbeaufschlagten Ventilkörper i n der Leitu ngsku ppl u ng u nd d em Leitungsnippel, die beim Einführen des Leitungsnippels in eine Fluidfreigabestellung verschoben werden. Wenn die Löseeinrichtung für die Verriegelungseinrichtung aktiviert wird und damit der Leitungsnippel freigegeben wird, drücken d ie beiden federbeaufschlagten Ventilkörper den Leitungsnippel aus der Leitungskupplung heraus und schließen zugleich die Leitungskupplung und den Leitungsnippel für das Fluid ab. Die Leitu ngskuppl ung u nd der Leitungsnippel können bei der erfi ndu ngsgemäßen Kupplungsanordnung auch in weiteren Details den beispielsweise aus der DE 196 81 170 T1 bekannten Grundaufbau aufweisen. Hierzu zählt beispielsweise, dass die Verriegelungseinrichtung einen an der Leitungskupplung gelagerten und in eine Verriegelungsnut des Leitungsnippels federbelastet einrastenden Querriegel aufweist. Die Löseeinrichtung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kann dann einen an der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel gelagerten, den Querriegel aus der Verriegelungsnut des Leitungsnippels ausrückenden Aktuator aufweist

U m d ie Verriegelungseinrichtung in ihre Nippelfreigabestellung zu überführen , weist die Löseeinrichtung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung vorzugsweise einen Feder- Speicher auf, der manuell gegen ein mit einem Auslöseelement freigebbares Betätigungselement vorspannbar ist. Das manuelle Vorspannen dieses Federspeichers kann insbesondere Voraussetzu ng dafü r sei n , dass d ie Verriegel u ngsei n richtu ng überhau pt i hre N i ppelverriegelungsstellung erreichen kann. Das heißt, wenn der Federspeicher noch nicht vorgespannt ist, hält die Verriegelungseinrichtung den Leitungsnippel nicht in der Leitungskupplung, weil der Federspeicher beispielsweise so lange noch das Betätigungselement beaufschlagt und dadurch die Federbelastung der Verriegelungseinrichtung in ihre Nippelverriegelungsstellung überwindet. Das Vorspannen des Federspeichers kann durch einfaches Drücken auf eine Betätigungsfläche an der Verriegelungseinrichtung im Rahmen des Zusammenführens der Leitungskupplung und des Leitungsnippels erfolgen . Durch den vorgespannten Federspeicher ist der Energieaufwand, der von dem Prozessor betrieben werden muss, um die Verriegelungseinrichtung mit der Löseeinrichtung in ihre Nippelfreigabestellung zu überführen, deutlich reduziert. Es reicht aus, wenn das Auslöseelement betätigt wird, mit dem das von dem Federspeicher beaufschlagte Betätigungselement freigebbar ist.

Konkret kann das Auslöseelement zum Beispiel mittels Bestromen einer Magnetspule freigegeben werden, wobei das Auslöseelement aus magnetischem Material in diese Spule hineingezogen oder aus dieser herausgeschoben wird. Das Auslöseelement kann auch mittels Bestromen eines Bauteils aus einer Formgedächtnislegierung betätigt werden, das durch die Bestromung erwärmt wird und entsprechend seine Form ändert. Durch diese Formänderung kann das Betätigungselement direkt freigegeben werden oder ein Auslöseelement zum Freigeben des Betätigungselements zurückgezogen werden. Es kann auch ein Piezoelement zur Formveränderung mit einer Spannung beaufschlagt werden, um das Auslöseelement zu betätigen.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kann an der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel ein Prozessor vorgesehen sein, der mindestens einen Parameter des durch die Leitungskupplung und/oder den Leitungsnippel geleiteten Fluids verarbeitet u nd der d ie Löseeinrichtung elektrisch aktiviert. Das elektrische Aktivieren der Löseeinrichtung kann aber auch von extern erfolgen, insbesondere durch einen externen Prozessor, der ebenfalls mindestens einen Parameter des durch die Leitungskupplung und/oder den Leitungsnippel geleiteten Fluids verarbeiten kann.

Der mindestens eine Parameter des Fluids, der von dem Prozessor verarbeitet wird, wird vorzugsweise direkt in oder an der Leitungskupplung gemessen. So kann in der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel beispielsweise ein Durchflussmesser für einen Volumenstrom und/oder ein Drucksensor für einen Druck und/oder Temperatursensor für eine Temperatur und/oder einen pH-Wertsensor für einen pH-Wert des durch die Leitungskupplung und/oder den Leitungsnippel fließenden Fluids vorgesehen sein. Ein solcher Durchflussmesser kann zum Beispiel einen Differenzdrucksensor für einen über eine Düse in der Leitungskupplung abfallenden Differenzdruck oder alternativ ein Turbinen- messrad aufweisen. Das Turbinenmessrad kann einen Permanentmagneten aufweisen, wobei die von dem sich drehenden Permanentmagneten verursachten Feldänderungen von einem ruhenden Hallsensor erfasst werden. Das Signal des Durchflussmessers kann von dem Prozessor über der Zeit integriert werden, um eine Menge des durch die Leitungskupplung und/oder den Leitungsnippel geflossenen Fluids zu bestimmen.

Der Prozessor der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kann darüber hinaus einen Kupplungsstatus erfassen, d. h . überprüfen , ob der Leitungsnippel vollständig in die Leitungskupplung eingeführt ist oder der Leitungsnippel wieder, wie von dem Prozessor beabsichtigt, von der Leitungskupplung getrennt ist. So ist allein die Zeit, für die ein Leitungsnippel in die Leitungskupplung eingeführt ist, so dass das jeweilige Fluid durch die Leitungskupplung fließen kann , bereits ein relevanter Parameter des Fluids, den der Prozessor verarbeiten kann . Beispielsweise kann ein Leitungsnippel nach einer vorgegebenen Maximalzeit von dem Prozessor aus der Leitungskupplung freigegeben werden Die Kupplungsstatuserfassung kann indirekt erfolgen, beispielsweise durch Auswertung des Signals eines Differenzdrucksensors, das ansonsten im Hinblick auf den Volumenstrom des Fluids ausgewertet wird. Es ist aber auch eine direkte Erfassung des Kupplungsstatus durch mechanische Schalter oder elektrische oder magnetische Annäherungssensoren oder -Schalter möglich. Der Prozessor kann insbesondere auch einen Zähler aufweisen, indem er basierend auf der Erfassung des Kupplungsstatus die Zahl der Kupplungsvorgänge erfasst. Diese können ein Indiz für den zu erwartenden Verschleiß der Leitungskupplung bzw. von daran angeordneten Dichtelement sein . So kann der Prozessor nach einer bestimmten Anzahl von Kupplungsvorgängen die Löseeinrichtung dauerhaft aktivieren, um so ein Verriegeln des Leitungsnippels mit der Verriegelungseinrichtung in der Leitungskupplung zu verhindern. Auf d iese Weise kan n ei n Wartungsvorgang erzwungen werden , der das Austauschen der Dichtelemente und ein Zurücksetzen des Zählers umfasst.

Der Prozessor der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung weist in einer Ausführungsform eine Schnittstelle auf, über die er bezüglich der Parameter des Fluids auslesbar ist und/oder programmierbar ist und/oder von einer externen Steuereinheit führbar ist und/oder mit Prozessoren anderer Leitungskupplungen oder anderer das Fluid führenden Vorrichtungen vernetzbar ist. Insbesondere handelt es sich dabei um eine drahtlose Schnittstelle. Das Auslesen oder Programmieren oder Führen des Prozessors kann mit einem mobilen Endgerät, wie beispielsweise einem so genannten Smartphone erfolgen. Die auf diese Weise möglichen Funktionalitäten des Prozessors sind äußerst vielfältig. Insbesondere können Mengen des Fluids, die über bestimmte Paarungen einer Leitungskupplung mit bestimmten Leitungsnippeln über die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung fließen, vorgegeben werden . Wenn die vorgegebene Menge, die über eine bestimmte Paarung fließen soll, erreicht ist, betätigt der Prozessor die Löseeinrichtung und trennt damit die Paarung. Zusätzlich kann er einer Wiederherstellung derselben Paarung entgegenwirken. Weiterhin kann mit mehreren erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung oder Kombinationen von erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung mit ebenfalls Messeinrichtungen für Parameter des Fluids verarbeitenden Prozessoren zum Beispiel ein Volumenstrom in Netzwerken und Kreisläufen überwacht werden. Wenn der Volumenstrom insgesamt nicht gleich bleibt, betätigt der Prozessor der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung die Löseeinrichtung und sorgt so dafü r, dass ein auf d iese Weise detektiertes Leck geschlossen wird . Zudem kann ein Leckagealarm ausgegeben werden. Ebenso sind Drucküberwachungen, Temperaturüberwachungen und dergleichen möglich. Außerdem kann das Trennen verschiedener Paarungen von Leitungskupplungen und Leitungsnippeln synchronisiert werden.

Auch eine automatische Kalibrierung eines Durchflussmessers in der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ist mit Hilfe der Schnittstelle möglich. Ein Offsetabgleich eines Durchflussmessers mit einem Differenzdrucksensor kann hingegen zum Beispiel dann automatisch durchgeführt werden, wenn der aktuelle Kupplungsstatus darauf hinweist, dass kein Leitungsnippel in die Leitungskupplung eingeführt ist. Darüber hinaus kann der Prozessor in der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung über seine Schnittstelle auch mit einem Sender des jeweiligen Leitungsnippels kommunizieren, um zu ermitteln, ob der jeweilige Leitungsnippel überhaupt mit der Leitungskupplung verbunden werden sollte. Die entsprechenden Details sind aus der EP 1 632 456 A2 bekannt.

Alle elektrischen Komponenten der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung werden vorzugsweise von einer Batterie mit Spannung versorgt. Dabei soll der Begriff Batterie hier auch wiederaufladbare Akkumulatoren einschließen. Bevorzugt ist es, wenn die Verriegelungseinrichtung der Leitungskupplung bei unzureichendem Ladezustand der Batterie deaktiviert ist, weil dann auch der Prozessor nicht die Löseeinrichtung aktivieren kann. Die Deaktivierung der Verriegelungseinrichtung kann einfach dadurch realisiert sein, dass ein Auslöseelement, das das Betätigungselement bei vorgespanntem Federspeicher bis zur Freigabe abstützt, das Betätigungselement dauerhaft freigibt, sodass dieses die Verriegelungseinrichtung gegen die Kraft ihrer Feder in der Nippelfreigabestellung hält.

Außerdem kann ein Betätigungselement der Verriegelungseinrichtung mit der Löseeinrichtung in einer Blockierstellung festlegbar sein, in der ein Verriegeln der Verriegelungseinrichtung blockiert ist. Wenn diese Festlegung des Betätigungselements in der Blockierstellung elektrisch aufhebbar ist, ist sie nur bei vorhandener Stromversorgung aufhebbar. Ohne Stromversorgung u nd entsprechend oh ne Möglich keit, d i e Löseei n richtu n g zu aktivieren , blei bt d ie Verriegelungseinrichtung au ßer Fu nktion, und eine Fluid-Ieitende Verbindung der Leitungskupplung mit dem Leitungsnippel kann nicht etabliert werden.

Bei einer erfindungsgemäßen Leitungskupplung sind der Prozessor und die von dem Prozessor aktivierbare Löseeinrichtung an eben dieser Leitungskupplung vorgesehen. Die erfindungs- gemäße Leitungskupplung kann entsprechend mit einem herkömmlichen Leitungsnippel zu der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kombiniert werden.

I n einer konkreten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungskupplung weist die Verriegelungseinrichtung einen an der Leitungskupplung gelagerten und in eine Verriegelungsstellu ng federbelasteten Querriegel auf, wäh rend die Löseeinrichtung einen an der Leitungskupplung gelagerten, den Querriegel ausrückenden Linearaktuator aufweist. Dieser Querriegel kann dann in eine Verriegelungsnut eines herkömmlichen Leitungsnippels einrasten und mit der Löseeinrichtung aus dieser Verriegelungsnut aufgrund einer Ansteuerung des Aktuators ausgerückt werden, um den Leitungsnippel wieder freizugeben.

Bei einem erfindungsgemäßen Leitungsnippel hingegen sind der Prozessor und die von dem Prozessor aktivierbare Löseeinrichtung an eben diesem Leitungsnippel vorgesehen. Dieser erfindungsgemäße Leitungsnippel kann damit einer herkömmlichen Leitungskupplung zu der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kombiniert werden, wobei die Verriegelungseinrichtung Teil der Leitungskupplung ist.

Konkret kann in dem erfindungsgemäßen Leitungsnippel eine Verriegelungsnut vorgesehen sein , wobei die Löseeinrichtu ng einen an dem Leitungsnippel gelagerten , einen in die Verriegelungsnut federbelastet eingreifenden Querriegel ausrückenden Drehaktuator aufweist. Dieser Drehaktuator drückt den Querriegel typischerweise mit einer Nocke aus seinem Eingriff i n d i e Verriegelungsnut heraus. Es versteht sich, dass die Verriegelungsnut in den Leitungsnippel auf der der Leitungskupplung abgekehrten Seite grundsätzlich offen, d. h. auf eine der Leitungskuppel abgewandte Verriegelungskante reduziert sein kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kum ulativ zu r Wirkung kommen , oh ne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird , gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen . Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen darge- stellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN I m Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leitungskupplung in einer ersten

Ausführungsform. Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf die Leitungskupplung gemäß Fig. 1 .

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Leitungskupplung gemäß den Fig. 1 und 2 längs der Schnittlinie A-A in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines zu der Leitungskupplung gemäß den Fig. 1 bis 3 passenden Leitungsnippels.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Leitungsnippel gemäß Fig. 4 längs der dort eingezeichneten Schnittlinie A-A.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Leitungsnippels.

Fig. 7 ist eine Ansicht von oben auf den Leitungsnippel gemäß Fig. 6. Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch den Leitungsnippel gemäß den Fig. 6 und 7 längs der in Fig. 7 eingezeichneten Schnittlinie A-A; und

Fig. 9 ist ein Längsschnitt in vergrößertem Maßstab gemäß Fig. 3 durch eine erfindungsgemäße Leitungskupplung in einer zweiten Ausführungsform.

FIGURENBESCHREIBUNG Die in den Fig. 1 bis 3 in verschiedenen Ansichten gezeigte Leitungskupplung 1 weist an einem Ende 2 ein Gewinde 3 zum Anschluss eines Abschnitts einer Fluidleitung auf. An ihrem anderen Ende 4 ist die Leitungskupplung 1 zur Aufnahme eines Leitungsnippels vorgesehen, wie er in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist und wie er weiter unten anhand dieser Figuren näher erläutert werden wird. Zur Verriegelung des Leitungsnippels an der Leitungskupplung 1 ist ein Querriegel 5 vorgesehen, der mit einer Klinke 6 in eine Verriegelungsnut des Leitungsnippels eingreift, und der von einer Feder 7 in diese Nippelverriegelungsstellung beaufschlagt wird. Der Querriegel 5 ist durch Drücken eines Betätigungsknopfs 8 manuell lösbar. Eine weitere Möglichkeit, den Querriegel 5 zu lösen , besteht darin , dass ein Auslöseelement 9 betätigt wird , um ein Betätigungselement 10 freizugeben. Dieses Betätigungselement 10 wird dann von einem vorgespannten Federspeicher 1 1 entgegen der Vorspannung durch die Feder 7 gegen einen Fortsatz 12 des Querriegels 5 gedrückt. Da der Federspeicher 1 1 größer dimensioniert ist als d ie Fed er 7 wi rd d er Querriegel 5 so aus seiner Nippelverriegelungsstellung in seine Nippelfreigabestellung überführt. Betätigt wird das Auslöseelement 9 von einem Prozessor 13, der über eine Leitung 14 einen Elektromagneten 15 bestromt, sodass das Auslöseelement 9 entgegen der Kraft einer Druckfeder 16 zur Freigabe des Betätigungselements 10 zurückgezogen wird. Ein neuerliches Vorspannen des Federspeichers 1 1 ist dann durch Eindrücken des Fortsatzes 12 möglich, bis das Auslöseelement 9 erneut in eine Rastausnehmung 48 in dem Betätigungselement 10 einrastet. Das Bestromen des Elektromagneten 15 durch den Prozessor 13 erfolgt beispielsweise dann, wenn mittels eines Differenzdrucksensors 17 festgestellt wurde, dass eine vorgegebene Menge an Fluid durch die Leitungskupplung 1 geflossen ist. Der Differenzdrucksensor 17 misst den Differenzdruck über einer Düse 18. Von beiden Seiten der Düse 18 führen Druckkanäle 19 auf zwei Seiten einer Membran 20, deren Auslenkung erfasst wird. Weiter wertet der Prozessor 13 das Signal eines Temperatursensors 21 aus. So kann er beispielsweise beim Überschreiten einer vorgegebenen Maximaltemperatur das Auslöse- element 9 betätigen . Die Stromversorgung aller elektrischen Komponenten der Leitungskupplung 1 erfolgt mit einer Batterie 22, die in einem Batteriegehäuse 23 unter einem Batteriedeckel 24 angeordnet ist. Der Prozessor 13 ist über eine Anschlussleitung 25 an die Batterie 22 angeschlossen. Ohne eingeführten Leitungsnippel schließt ein von einer Feder 26 in seine in Fig. 3 dargestellte Fluidsperrstellung 27 beaufschlagter Ventilkörper eine Leitungspassage 28 der Leitungskupplung 1 zu deren Ende 4 hin ab. Dieser Ventilkörper 27 wird von einem eingeführten Leitungsnippel gegen die Kraft der Feder 26 in eine Fluidfreigabestellung verschoben. Wenn der Leitungsnippel später wieder entriegelt wird, drückt die Feder 26 den Ventilkörper 27 in seine Fluidsperrstellung zurück und damit den Leitungsnippel aus der Leitungskupplung 1 heraus. Auf diese Weise kann durch Lösen des Querriegels 5 durch den Prozessor 13 eine Fluidkommunikation über die Paarung aus dem Leitungsnippel und der Leitungskupplung 1 gezielt gestoppt werden. In der voranstehenden allgemeinen Beschreibung wurden bereits einigen Szenarien angesprochen, unter denen dies geschehen kann. Der Grundkörper 29 der Leitungskupplung 1 ist zweiteilig, wobei zwischen diesen beiden Teilen 30 und 31 der Ventilkörper 27 und die Feder 26 eingeschlossen sind. Das Batteriegehäuse 23 zählt hier zu dem Teil 31 , an dem auch der Prozessor 13 gelagert ist, während der Querriegel 5 an dem Teil 30 gelagert ist.

Der in den Fig. 4 und 5 dargestellte Leitungsnippel 32 weist ebenfalls einen zweiteiligen Grundkörper 33 auf, wobei auch hier zwischen den beiden Teilen 34 und 35 eine Feder 36 und ein von dieser in seine Fluidsperrstellung beaufschlagter Ventilkörper 37 eingeschlossen sind. Auch der Ventilkörper 37 wird beim Einführen des Leitungsnippels 32 in die Leitungskupplung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 aus seiner Fluidsperrstellung in seine Fluidfreigabestellung verschoben, und bei Wiederfreigabe des Leitungsnippels drückt auch die Feder 36 nicht nur den Ventilkörper 37 in seine Fluidsperrstellung zurück sondern auch den Leitungsnippel 32 von der Leitungskupplung 1 ab. Der Leitungsnippel 32 greift beim Einführen in die Leitungskupplung 1 mit einem Ende 38 in das Ende 4 der Leitungskupplung 1 ein, bis der Querriegel 5 mit der Klinke 6 in eine Verriegelungsnut 39 des Leitungsnippels 32 einrastet. Das dem Ende 38 gegenüberliegende Ende 40 des Leitungsnippels 32 ist zum Anschluss eines Fluidleitungsabschnitts vorgesehen. Während die Leitungskupplung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 von einer herkömmlichen Leitungskupplung abweicht und mit einem herkömmlichen Leitungsnippel 32 gemäß den Fig. 4 und 5 zu einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung kombiniert werden kann, können die erfindungsgemäßen Teile der Kupplungsanordnung, d. h. insbesondere die von dem Prozessor 13 angesteuerte Auslöseeinrichtung, auch an dem Leitungsnippel angeordnet werden. Dies ist in den Fig. 6 bis 8 skizziert. Der hier dargestellte erfindungsgemäße Leitungsnippel 32 kann mit einer herkömmlichen Leitungskupplung kombiniert werden, die einen manuell gegen Federdruck lösbaren, in die Verriegelungsnut 39 des Leitungsnippels 32 eingreifenden Querriegel aufweist.

Der erfindungsgemäße Leitungsnippel 32 unterscheidet sich in den Teilen 13 bis 25 nicht von der erfindungsgemäßen Leitungskupplung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3. Das Auslöseelement 9 hält jedoch kein Betätigungselement 10 zurück, das in gerader Linie auf einen Fortsatz 12 eines Querriegels einwirkt, sondern es greift in eine Rastausnehmung 41 eines durch Drehbewegung u m ei ne Achse 44 gegen zwei Federn 1 1 vorgespannten Drehelements 42 ein. Das Drehelement 42 weist einen Nockenbereich 45 am Grund der Verriegelungsnut 39 auf. Durch Verdrehen des Drehelements 42 um die Achse 44 wird von dem Nockenbereich 45 eine in die Verriegelungsnut 39 eingreifende Sperrklinke eines Querriegels so weit ausgerückt, dass sich der Leitungsnippel 32 unter Einwirkung der Feder 36 von einer mit ihm bis dahin verbundenen herkömmlichen Leitungskupplung löst.

In Fig. 6 ist das Drehelement 45 in entspanntem Zustand gezeigt, in dem das Auslöseelement 9 nicht in die Rastausnehmung 41 eingreift. Dasselbe gilt für Fig. 8. In Fig. 7 hingegen ist der Eingriff des Auslöseelements 9 in die Rastausnehmung 41 dargestellt. Für die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung kommt es nicht entscheidend darauf an, wie die jeweilige Verriegelungseinrichtung zwischen Leitungskupplung und Leitungsnippel ausgebildet ist, sondern darauf, dass an der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel eine Löseeinrichtung vorgesehen ist, die elektrisch ansteuerbar ist, um die Verbindung zwischen Leitungskupplung und Leitungsnippel unter bestimmten Bedingungen aufzuheben.

Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitungskupplung 1 im Längsschnitt, die folgende Modifikationen gegenüber der Ausführungsform der Leitungskupplung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 a ufweist. Neben der Rastausnehmung 48 ist in dem Betätigungselement 10 eine weitere Rastausnehmung 49 vorgesehen. In diese Rast- ausnehmung 49 greift das Auslöseelement 9 unter Einwirkung der Druckfeder 16 ein, wenn der Federspeicher 1 1 (anders als in Fig. 9 dargestellt) noch nicht vorgespannt ist, und legt so das Betätigungselement 10 fest. In dieser festgelegten Stellung blockiert das Betätigungselement 10 den Querriegel 5 mit der Sperrklinke 6 der Verriegelungseinrichtung, so dass die Sperrklinke 6 einen in die Leitungskupplung 1 eingeschobenen Leitungsnippel nicht festhalten kann. Anders gesagt ist die Verriegelungseinrichtung in ihrer Verriegelungsfunktion blockiert, und es kann keine anhaltende Fluid-Ieitende Verbindung zwischen der Leitungskupplung 1 und einem eingeschobenen Leitungsnippel hergestellt werden. Aufhebbar ist diese Blockierstellung, indem das Auslöseelement 9 durch Bestromen des Elektromagnets 15 zurückgezogen wird. Wenn eine ausreichende elektrische Versorgung durch die Batterie 22 gewährleistet ist, wird dies durch Drücken eines Druckknopfs 46 an dem Fortsatz 12 ausgelöst, wobei der Druckknopf 46 einen Mikroschalter 50 betätigt. Bei zurückgezogenem Auslöseelement 9 kann durch stärkeres Drücken des Druckknopfs 46 der Federkörper vorgespan nt werden, bis ein weiterer Mikroschalter 47 von dem Betätigungselement 10 betätigt. Dadurch wird das Auslöseelement 9 freigegeben und kann in die Rastausnehmung 48 einrasten. Aus der Rastausnehmung 48 tritt das Auslöseelement 9 bei erneuter Bestromung des Elektromagnets 15 aus, wenn die Löseeinrichtung für die Verriegelungseinrichtung aktiviert wird. Um den Elektromagnet 15 über das Vorspannen des Federspeichers 1 1 hinweg zu bestromen, so dass das Auslöseelement 9 zurückgezogen bleibt, kann ein hier nicht separat dargestellter Speicherkondensator vorgesehen sein, der über einen längeren Zeitraum von der Batterie 22 aufgeladen wird. Der Mikroschalter 50 kann auch an dem Betätigungselement 10 oder allgemein zwischen dem Betätigungselement 10 und dem Fortsatz 12 vorgesehen sein. Dann kann auf einen separaten Druckknopf 46 verzichtet werden. Der Mikroschalter 47 kann auch ganz entfallen, wenn beispielsweise nach Betätigen des Mikroschalters 50 das Auslöseelement 9 nur kurz aus der Rastausnehmung 48 zurückgezogen wird und dann wieder unter Beaufschlagung durch die Druckfeder 1 6 auf das Betätigu ngselement 1 0 beaufsch lagt wird , so dass es in d ie Rastausnehmung 48 einrastet, sobald diese vor ihm liegt. Bei der Ausführungsform der Leitungskupplung 1 gemäß Fig. 9 wird sichergestellt, dass eine Fluid-Ieitende Verbindung nur dann etabliert werden kann, wenn die Batterie 22 eine ausreichende Stromversorgung bereitstellt. Zudem kann eine vorhandene Fluid-Ieitende Verbindung automatisch durch Zurückziehen des Auslöseelements 9 unterbrochen werden, wenn die Spannungsversorgung durch Entladung der Batterie 22 unzureichend wird. Auch dafür kann ein Speicherkondensator vorgesehen sein , der das Zurückziehen des Auslöseelements 9 auch bei schwacher Batterieladung sicherstellt. So werden alle wegen unzureichender Stromversorgung unüberwachten Zustände der Leitungskupplung 1 verhindert.

Es versteht sich, dass auch ein erfindungsgemäßer Leitungsnippel gemäß den Fig. 6 bis 8 durch Vorsehen einer weiteren Rastausnehmung neben der Rastausnehm ung 41 in dem Drehelement 42 so weitergebildet werden kann, dass auch dort das als Betätigungselement wirkende Drehelement 42 in einer Stellung festlegbar ist, die die Verriegelungseinrichtung in einer Blockierstellung blockiert.

BEZUGSZEICHENLISTE Leitungskupplung

Ende

Gewinde

Ende

Querriegel

Sperrklinke

Feder

Betätigungsknopf

Auslöseelement

Betätigungselement

Federspeicher

Fortsatz

Prozessor

Leitung

Elektromagnet

Druckfeder

Differenzdrucksensor

Düse

Druckkanal

Membran

Temperatursensor

Batterie

Batteriegehäuse

Batteriedeckel

Leitung

Feder

Ventilkörper

Fluidpassage

Grundkörper

Teil

Leitungsnippel Grundkörper Teil

Teil

Feder

Ventilkörper Ende

Verriegelungsnut Ende

Rastausnehmung Drehelement Gewinde

Achse

Nockenbereich Druckknopf Mikroschalter Rastausnehmung Rastausnehmung Mikroschalter

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Kupplungsanordnung mit einer lösbaren Verriegelungseinrichtung für einen zur Fluid- leitenden Verbindung in eine Leitungskupplung (1 ) eingeführten Leitungsnippel (32), wobei in der Leitungskupplung (1 ) und dem Leitungsnippel (32) jeweils ein in eine Fluidsperrstellung federbeaufsch lagter Ventilkörper (27 , 37) vorgese h e n i st , d e r bei m E i nfü h re n d es Leitungsnippels (32) in die Leitungskupplung (1 ) in eine Fluidfreigabestellung verschoben wird und wobei die beiden federbeaufschlagten Ventilkörper (27, 37) den Leitungsnippel (32) aus der Leitungskupplung (1 ) herausdrücken und die Leitungskupplung (1 ) und den Leitungsnippel (32) für das Fluid abschließen, wenn die Verriegelungseinrichtung gelöst wird, dadurch gekenn- zeichnet, d a ss elektrisch aktivierbare Löseeinrichtung für die Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, d a s s die Löseeinrichtung einen Federspeicher (1 1 ) aufweist, der manuell gegen ei n m it ei nem Auslöseelement freigebbares Betätigungselement (10) vorspannbar ist.

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d a s s das Auslöseelement mittels

- Bestromen eines Elektromagnets (15),

- Bestromen eines Bauteils aus einer Formgedächtnislegierung oder

- Spannungsbeaufschlagung eines Piezoelements

betätigbar ist.

4. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass an der Leitungskupplung (1 ) und/oder dem Leitungsnippel (32) ein Prozessor (13) vorgesehen ist, der mindestens einen Parameter des durch die Leitungskupplung (1 ) und/oder den Leitungsnippel (32) geleiteten Fluids verarbeitet und der die Löseeinrichtung elektrisch aktiviert.

5. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d ass in der Leitungskupplung (1 ) und/oder dem Leitungsnippel (32) - ein Durchflussmesser für einen Volumenstrom und/oder

- ein Drucksensor für einen Druck und/oder

- ein Temperatursensor (21 ) für eine Temperatur

des durch die Leitungskupplung (1 ) fließenden Fluids vorgesehen ist/sind, der/die an den Prozessor (13) angeschlossen ist.

6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d a s s der Durchflussmesser

- einen Differenzdrucksensor (17) für einen über eine Düse (18) in der Leitungskupplung und/oder dem Leitungsnippel (32) (1 ) abfallenden Differenzdruck oder

- ein Turbinenmessrad

aufweist.

7. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (13)

- einen Kupplungsstatus erfasst und/oder

- Kupplungsvorgänge zählt.

8. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (13) eine vorzugsweise drahtlose Schnittstelle aufweist, über die er

- bezüglich der Parameter des Fluids auslesbar ist und/oder

- programmierbar ist und/oder

- von einer externen Steuereinheit führbar ist und/oder

- mit Prozessoren anderer Leitungskupplungen oder Leitungsnippel oder anderer das Fluid führender Vorrichtungen vernetzbar ist.

9. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine Batterie (22) zur Spannungsversorgung aller elektrischen Komponenten an der Leitungskupplung (1 ) und/oder dem Leitungsnippel (32) vorgesehen ist, wobei optional die Verriegelungseinrichtung bei unzureichendem Ladezustand der Batterie (22) deaktiviert ist.

10. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, d ass ein Betätigungselement (10) der Verriegelungseinrichtung mit der Löse- einrichtung in einer Blockierstellung festlegbar ist, in der ein Verriegeln der Verriegelungs- einrichtung blockiert ist, wobei d i e Festlegung des Betätigungselements (10) in d e r Blockierstellung elektrisch aufhebbar ist.

1 1 . Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung einen an der Leitungskupplung (1 ) gelagerten und in eine Verriegelungsnut (39) des Leitungsnippels (32) federbelastet einrastenden Querriegel (5) aufweist.

12. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, d a ss die Löseeinrichtu ng einen an der Leitungsku pplung (1 ) und/oder dem Leitungsnippel (32) gelagerten , den Querriegel (5) aus der Verriegelungsnut (39) des Leitungsnippels (32) ausrückenden Aktuator aufweist.

13. Leitungskupplung (1 ) für eine Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löseeinrichtung an der Leitungskupplung (1 ) vorgesehen ist.

14. Leitungskupplung (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, d a ss die Verriegel u ngsein richtu ng einen an der Leitu ngsku pplu ng (1 ) gelagerten u nd i n eine Verriegelungsstellung federbelasteten Querriegel (5) aufweist und dass die Löseeinrichtung einen an der Leitungskupplung (1 ) gelagerten, den Querriegel (5) ausrückenden Linearaktuator aufweist.

15. Leitungsnippel (32) für eine Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, d ass der Prozessor (13) und die von dem Prozessor (13) aktivierbare Löseeinrichtung an dem Leitungsnippel (32) vorgesehen sind.

16. Leitungsnippel (32) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungsnippel (32) eine Verriegelungsnut (39) vorgesehen ist und dass die Löseeinrichtung einen an dem Leitungsnippel (32) gelagerten, einen in die Verriegelungsnut (39) federbelastet eingreifenden Querriegel (5) ausrückenden Drehaktuator aufweist.