Rohrleitungskupplung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrleitungskupplung mit einem Muffenteil und einem in diesen hineinschiebbar en Stek- kerteil sowie einem in den Muffenteil einge bauten, unter Federwirkung stehenden Ab sperrventil, das bei geschlossener Kupplung durch den Steckerteil offen gehalten ist und beim Entkuppeln durch die Federwirkung selbsttätig schliesst.
Derartige Kupplungen sind z. B. für Druckluft- oder Druckwasserleitungen be kannt, wobei der mit dem Absperrventil ver sehene Muffenteil jeweils an der mit der Dxuckmediumquelle verbundenen Rohrlei tung angeschlossen ist.
Von bekannten Kupplungen dieser Art unterscheidet sieh die Rohrleitungskupplung gemäss der Erfindung dadurch, dass getrennte, elastisch nachgiebige Dichtungsringe vorhan den sind, zum Abdichten des Absperrventils in seiner Schliesslage und zum Abdichten des Muffenteils gegen den Steckerteil bei geschlos sener Kupplung,
wobei wenigstens ein Dich tungsring des Absperrventils in mindestens an nähernd axialer Richtung gegen den abzu dichtenden Teil anliegt und dass ein zum Ab dichten der beiden Kupplungsteile gegenein ander dienender Dichtungsring in eine Um fangsnut des einen Kupplungsteils eingelegt ist und in radialer Richtung gegen eine zy lindrische Fläche des andern Kupplungsteils anlieäen kann. Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht.
Es zeigt Fig.1 eine erste Rohrleitungskupplung in geschlossenem Zustand, teils im axialen Längs schnitt und teils in Seitenansicht, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 den Muffenteil der Kupplung allein bei herausgezogenem Steckerteil, teils im, axialen Längsschnitt und teils in Seiten ansicht, und Fig.4 in zu Fig.1 analoger Darstellung eine Einzelheit der-Kupplung im Augenblick der Entkupplung,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei zwei verschiedene Betriebszustände dargestellt sind, Fig. 6 einen Teil eines Längsschnittes durch eine weitere Ausführungsform und Fig. 7 einen Schnitt VII-VII in Fig. 6. Die dargestellte Kupplung weist zwei Kupplungsteile 11 und 12 auf, deren erster als Muffenteil und deren zweiter als in diesen hineinschiebbaren Steckerteil ausgebildet ist.
Der Steckerteil 12 weist eine durchgehende Axialbohrung 13 auf und ist am einen Ende mit einem Gewinde 14 zum Anschluss einer Rohrleitung, z. B. eines Schlauches, versehen. Die andere Endpartie hat eine zylindrische Aussenfläche 15, die am äussersten Ende des Steckerteils in einen Konus 16 übergeht. In seiner Mittelpartie weist der Steckerteil 12 eine nach aussen offene Umfangsnut 17 auf.
Der Muffenteil 11 der Kupplung weist zur Hauptsache zwei miteinander verschraubte Hülsen 21 und 22 auf. Die eine Hülse 21 ist an ihrem freien Ende mit einem Innengewinde 23 versehen, in welches das mit einem ent sprechenden Aussengewinde versehene End stück einer Rohrleitung 24 eingeschraubt ist, unter Zwischenschaltung eines nachgiebigen Dichtungsringes 25.
Die andere Hülse 22 ist zur Aufnahme des Steckerteils 12 ausgebil det und weist eine zylindrische Innenfläche 26 auf, in welche die zylindrische Aussenfläche 15 des Steckerteils hineinpasst, während die mit der Umfangsnut 17 versehene Mittelpartie des Steckerteils 12 in den Innenraum einer andern zylindrischen Fläche 27 passend ein geschoben werden kann. Ferner weist die Hülse 22 eine zylindrische Aussenfläche 28 auf, die mit einer Umfangsnut versehen ist, in welche ein elastisch nachgiebiger, z. B. aus Gummi bestehender Dichtungsring 29 ein gelassen ist.
Dieser liegt unter dem Einfluss seiner Elastizität in radialer Richtung nach aussen gegen eine Hohlzylinderfläche 31 der Hülse 21 an, die der Zylinderfläche 28 gegen überliegt. Die Breite der Umfangsnut ist etwas grösser als der grosse Durchmesser des im belasteten Zustand ovalen Ringprofils, während der Abstand zwischen Nutgrund und Zylinderfläche 31 geringer ist als der Durch messer des Ringprofils. Auf diese Weise er gibt sich eine praktisch vollkommene Abdich tung zwischen den beiden miteinander ver schraubten Hülsen 21 und 22, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Dichtungsring durch das Zusammenschrauben der Hülsen in unzu lässiger Weise gequetscht wird. In unbelaste tem Zustand hat der Dichtungsring 29 min destens annähernd kreisförmigen Querschnitt.
Innerhalb des Muffenteils 11 befindet sich ein axial beweglicher Absperrkörper 32 mit einem Flansch 33, der mittels der Innen fläche 31 geführt ist und an seinem Umfang mehrere in axialer Richtung verlaufende Durchschläge in Form von Nuten 34 auf weist. Der Absperrkörper<B>32</B> steht unter dem Einfluss einer zylindrischen Schraubendruck= feder 35, die sich einerseits gegen eine Schulter der Hülse 21 und anderseits gegen den Flansch 33 des Absperrkörpers abstützt und das Bestreben hat, diesen in Fig.1 und 3 rechts zu verschieben.
In die von der Feder 35 abgekehrte Stirnfläche des Flansches 33, welche eine Radialebene zum Absperrkörper 32 bildet, ist eine Ringnut eingearbeitet, in welche ein elastisch nachgiebiger, z. B. aus Gummi, bestehender Dichtungsring 36 ein gelegt ist. Dieser Ring hat in unbelastetem Zustand mindestens annähernd kreisförmigen Querschnitt und ist dadurch in der Nut ver ankert, dass sich diese gegen ihre offenen Rän der hin verengt. Der Dichtungsring 36 steht über die genannte Stirnfläche etwas vor, um in axialer Richtung mit einer ebenen Sitz fläche 37 zusammen arbeiten zu können, welche durch die eine Endfläche der Hülse 22 ge bildet ist. Die Sitzfläche 37 und der Absperr körper 32 bilden zusammen ein Absperrventil.
Der Absperrkörper 32 weist ferner einen rohrförmigen Ansatz 38 auf, der in den Innen raum der zylindrischen Fläche 26 der Hülse 22 eingreift und ebenfalls zur Führung des Ab sperrkörpers beiträgt. In die Wandung des Ansatzes 38 sind mehrere radiale öffnungen 3<B>'9</B> eingearbeitet, um den Durchfluss eines strö menden Mediums zu ermöglichen, wenn der Dichtungsring 36 von der Sitzfläche 37 abge hoben ist. Zur Verhütung unnötiger Wirbel bildungen im strömenden Medium ist der Ab sperrkörper 32 noch mit zwei kegeligen Fort sätzen 40 und 41 versehen.
In eine Umfangsnut der zylindrischen In nenfläche 26 ist ebenfalls ein elastisch nach giebiger z. B. aus Gummi bestehender Dich tungsring 42 eingelassen, der in unbelastetem Zustand mindestens annähernd kreisförmigen Querschnitt aufweist. Dieser Dichtungsring steht nach innen etwas über die Fläche 26 vor, um in radialer Richtung mit der zylindri schen Aussenfläche 15 des Steckerteils 12 zu sammen arbeiten zu können. Die Breite der zur Aufnahme des Dichtungsringes 42 die nenden Nut ist etwas grösser als der grosse Durchmesser des im belasteten Zustand ovalen Ringprofils, damit sich der Dichtungsring bequem abrollen kann.
In der Hülse 22 sind zwei einander dia metral gegenüberliegende Schlitze 43 ein gearbeitet, die je ein bewegliches Segment 44 enthalten. Jedes der Segmente 44 weist zylin drisch gewölbte Begrenzungsflächen 45 auf, mit welchen es auf entsprechender Hohlzylin- derfläche des Schlitzes 43 beweglich geführt ist, und zwar so, dass das Segment eine Schwenkung ausführen kann, ohne mit Hilfe einer Achse gelagert zu sein. Die Segmente 44 weisen je einen Fortsatz 46 auf, der in die Umfangsnut 17 des Steckerteils 12 eingreifen kann. Ferner ist jedes Segment 44 mit zwei schrägen Gleitflächen 47 und 48 versehen, deren Zweck nachher erläutert wird.
Die Segmente 44 sind im übrigen bezüglich einer durch ihre Schwenkaxe gehende Ebene sym metrisch ausgebildet, damit beim Zusammen bau der Kupplung nicht darauf geachtet wer den muss, wie man die Segmente einzulegen hat.
über den Muffenteil 11 ist eine Schiebe hülse 49 axial beweglich angeordnet. Diese Hülse weist einen nach innen vorspringenden Umfangswulst 50 auf, der als Steuerorgan zur Betätigung der Segmente 44 mit deren Gleit flächen 47 zusammen arbeiten kann. Ein zu . licher Ring 51 ist mittels eines federnden s ät7 Spreizringes 52 in der Schiebehülse befestigt und bildet einen zweiten Wulst, der als Steuerorgan zur Zusammenarbeit mit den Gleitflächen 48 der Segmente 44 bestimmt ist.
Die Schiebehülse 49 steht unter dem Einfluss einer Schraubendruekfeder 53, die einerseits gegen eine Schulter der Hülse 21 und ander seits gegen den Wulst 50 der Schiebehülse abgestützt ist und das Bestreben hat, die Schiebehülse in Fig.1, 3 und 4 .nach rechts zu bewegen.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschriebenen Rohrleitungskupplüng ist kurz wie folgt In geschlossenem Zustand der Kupplung, wie er in Fig.1 dargestellt ist, ist der Ab sperrkörper 32 durch den Steckerteil 12 ent gegen dem. Finfluss der Feder 35 nach links verschoben. Ein durch die Leitung 24 aus strömendes Medium kann durch die Nuten 34 und die Öffnungen 39 des Absperrkörpers 32 hindurch in den Innenraum des Steckerteils 12 gelangen und somit die Kupplung durch fliessen.
Der Dichtungsring 29 verhindert den Austritt des Mediums zwischen den beiden miteinander verschraubten Hülsen 21 und 22, während der Dichtungsring 42 den Aus tritt des Mediums zwischen dem Muffenteil 11 und dem Steckerteil 12 der Kupplung verhin dert, indem er diese beiden Teile gegenein ander abdichtet. Unter dem Einfluss der Druckfeder 53 liegt der Wulst 50 der Schiebe hülse .49 gegen die schräge Gleitfläche 47 der Segmente 44 an, wodurch diese in der in Fig. 1 und 3 gezeigten Lage gehalten werden, in wel cher sie in die Nut 17 des Steckerteils 12 ein greifen und dadurch die Kupplungsteile an einander sichern.
MTünscht man die beiden Teile 11 und 12 zu entkuppeln, so schiebt man die Schiebe hülse 49 entgegen dem Einfluss der Feder 53 in die in Fig. 4 dargestellte Lage. Hierbei fährt der Ring 51 gegen die schrägen Gleit flächen 48 der Segmente 44, so dass diese ge schwenkt werden und mit ihrem Fortsatz 46 aus der Umfangsnut 17 des Steckerteils 12 aus rücken.
Jetzt wird unter dem Einfluss der Druckfeder 35 der Steckerteil mittels des Ab sperrkörpers 32 ein Stück weit aus dem Muf- fenteil 11 herausgeschoben. Beim Loslassen des Schieberinges können daher die Segmente 44 nicht mehr in die Nut 17 des Stecker teils eingreifen, weshalb dieser nachher ohne weiteres vollständig aus dem Muffenteil her ausgezogen werden kann, wie in Fig. 3 darge stellt ist.
Unter dem Einfluss der Feder 35 wird bei den beschriebenen Vorgängen das Absperr ventil 32; 36, 37 im Muffenteil selbsttätig geschlossen, indem der Dichtungsring 36 in axialer Richtung gegen die Sitzfläche 37 an gepresst wird. Es ist zu bemerken, dass das Schliessen des Ventils erfolgt, bevor die zylin drische Fläche 15 des Steckerteils 12 den Dich tungsring 42 verlässt, wodurch ein auch nur vorübergehender Austritt des strömenden Druckmediums ins Freie vermieden ist. Dies wird durch einen genügend grossen Abstand des Dichtungsringes 42 vom Absperrkörper 32 erreicht, wenn dieser sich in seiner Schliess lage befindet.
Wenn die beiden Teile 11 und 12 mitein ander gekuppelt werden sollen, so braucht man lediglich den Steckerteil 12 in den Muffenteil 11 einzuführen. Die zylindrische Aussenfläche des Steckerteils kommt dabei mit dem Dich tungsring 42 in dichtende Berührung, bevor der Steckerteil den Absperrkörper 32 in seine Offenlage stösst, wodurch wieder das Ent weichen des strömenden Mediums vermieden wird. Durch eine konische Fläche 54 des Stek- kerteils 12 wird beim Einschieben desselben der Vorsprung 46 der Segmente 44 selbst tätig zurückgeschoben, wobei die Segmente ge schwenkt werden.
Sobald jedoch die Vor sprünge 46 der Umfangsnut 17 gegenüber zu liegen kommen, rasten die Segmente unter dem Einfluss der Feder 53 selbsttätig in die Nut 17 ein, wodurch der Steckerteil 12 in der Kupplungslage gesichert wird. Die Segmente 44 wirken somit als federbelastete Riegel.
Bei dem in Fig.5 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel sind analoge Teile mit den gleichen Überweisungszeichen bezeichnet, denen aber der Index a beigefügt ist. Das Absperrventil ist in diesem Fall als Doppel ventil ausgebildet. In der Hülse 22a ist ein rohrförmiges erstes Absperrorgan 60 ver schiebbar gelagert, das durch die konische Schraubenfeder 61 mit seinem Dichtungsring 62 im geschlossenen Zustand gegen die Sitz fläche 37a gedrückt wird.
Im ersten Absperr organ ist koaxial dazu ein zweites Absperr organ 63 axial verschiebbar gelagert, das aus einem hülsenförmigen Teil 64, einem Kopf 65 mit Dichtungsring 66 und einer Stange 67 besteht, die zwei seitlich abstehende Stifte 68 aufweist. Eine zwischen diesen Stiften und einer Schulter 69 im Innern des ersten Absperrorgans angeordnete Druckfeder 70 ist bestrebt, den Kopf 65 mit der Dichtung 66 gegen die an der Stirnseite des ersten Absperr organs 60 vorhandene Sitzfläche<B>71</B> zu drük- ken. Der Dichtungsring 66 hat einen kleineren Durchmesser als der Dichtungsring 62.
Beim Hineinschieben des Steckerteils 12a ; in den Muffenteil 11a trifft das vordere Ende des Steckerteils zunächst auf die Stifte 68. Die Feder 70 ist schwächer als die Feder 61, so dass zuerst der Kopf 65 von der Sitzfläche 71 abgehoben wird, wie es in der untern Hälfte der Fig.5 dargestellt ist. Nun stossen die Stifte 68 gegen das Ende des Absperrorgans 60 und nehmen dieses mit, so dass auch der Dich tungsring 62 von der Sitzfläche 37a abge hoben wird, wie es in der obern Hälfte der Fig. 5 dargestellt ist.
Auf diese Weise wird durch die Bohrungen 72 ein grosser Durch lassquerschnitt frei, so dass der Druckverlust des die Kupplung durchstr örnenden Mediums sehr klein gehalten werden kann. Das stu fenweise Öffnen des Absperrventils ist ins besondere dort von Vorteil, wo der Überdruck des Mediums im Rohr 24 so gross ist, dass bei einem einfachen Ventil die Öffnungskraft übermässig gross sein müsste. Beim Doppel ventil kann der Kopf 64 und damit der Durch messer des Dichtungsringes 66 verhältnis mässig klein gehalten werden, so dass das Öff nen des Durchlasses zwischen dem Dichtungs ring 66 und der Sitzfläche 71 relativ leicht ist.
Da sofort Druckmedium in das Innere des Absperrorgans 60 eindringt, wird der an fänglich auf diesem lastende Schliessdruck des Druckmediums aufgehoben, so dass die gesamte aufzuwendende Kraft zum Öffnen des Ven tils klein bleibt.
Zur Sicherung des Steckerteils 12a. im Muffenteil 11a sind an Stelle der Seg mente 44 zwei windschiefnormal zur Längs- axe der Kupplung angeordnete zylindrische Stifte 73 vorgesehen, die in schrägen Schlit zen 74 in der Hülse 22a auswärts und einwärts rollen können.
Eine Schraubenfeder 7 5 ist bestrebt, die mit ihren Enden aus der Hülse 22a herausragenden Stifte 73 mittels des Ringes 76 in den Schlitzen einwärtszu- drüeken, so dass der mittlere Teil jedes Stiftes in die Ausnehmung 77 in der Hülse 22a hin einragt. Der Steckerteil 12a weist einen Wulst 78 auf, der beize Einschieben des Steckerteils in den Muffenteil die Stifte 73 entgegen der Wirkung der Feder 75 in den Schlitzen 74 nach auswärts zu verschieben ver mag, wie es in der untern Hälfte der Fig.5 dargestellt ist.
Beim weiteren Einschieben des Steckerteils verschiebt sich der Wulst 78 hinter die Stifte 73, so dass diese durch die Feder 75 in den Schlitzen 74 wieder einwärts gestossen werden und den Steckerteil in seiner Stellung sichern, wie es in der obern Hälfte der Fig.5 dargestellt ist. In dieser Stellung ist das Doppelventil voll geöffnet.
Um die Kupplung wieder lösen zu können, müssen die Stifte 73 zuerst in den Schlitzen nach aussen verschoben werden, so dass der Wulst 78 unbehindert aus der Bohrung 77 berausgleiten kann. Die Stifte 73 werden zu diesem Zweck mit Hilfe der Schiebehülse 49a verstellt, die, in Fig. 5 gesehen, nach links ge drückt wird, so dass die Schulter 79 die Stifte 73 in den Schlitzen 74 nach aussen drückt. Die Schiebehülse 49a wird nach dem Loslassen durch die Feder 75 über den Ring 76 und die Stifte 73 wieder nach rechts verschoben. Gegen ein Herausfallen ist sie durch einen in eine Nut der Hülse 22a eingelegten Sprengring 80 gesichert.
In Fig. 6 ist eine andere Konstruktion des Doppelventils dargestellt, wobei analoge Teile mit entsprechenden Überweisungszeichen be zeichnet sind, aber mit dem Index b . Beide Absperrorgane 60b und 65b sind in diesem Fall durch konische Schraubenfedern belastet. Ferner ist die Dichtung 62b nicht im ersten Absperrorgan sondern in einer Nut in der Hülse 21b eingelegt.
An Stelle der Stange 67 ist ein Distanzstück 81 mit dem aus Fig.7 ersichtlichen Querschnitt im ersten Absperr organ 60b verschiebbar gelagert, über welches Distanzstück der Kopf 63b des zweiten Ab sperrorgans 65b durch den Steckerteil zu nächst von der Sitzfläche 71b abgehoben wird, worauf die Schultern 82 des Distanzstückes auch noch das erste Absperrorgan 60b mit nehmen, um es von der Dichtung 62b abzu heben. Auch hier werden also die Absperr organe nacheinander von ihren Sitzflächen ab gehoben.
Auch bei den beiden Ausführungsbeispielen mit Doppelventil bestehen die Dichtungsringe aus Gummi und liegen im Ventil in axialer Richtung und zwischen den beiden Kupplungs teilen in radialer Richtung gegen den abzu dichtenden Teil an.
Von grosser Bedeutung ist, dass durch die oben beschriebene Verhältniswahl der Masse des Dichtungsringes zur Nut eine automatisch wirkende, absolute Abdichtung erfolgt, weil von der Druckseite her ein Druck auf den Dichtungsring einwirkt, welcher den Ring um so mehr gegen die abzudichtenden Flächen der Nut und des zugehörigen Gegenstückes presst, je höher der Druck des Mediums an steigt.
Die beschriebenen Rohrleitungskupplungen können für Druckluft, Gas oder Flüssigkeiten verwendet werden. Die Vorteile der beschrie benen Kupplungen sind: Absolute Dichtigkeit gegen Austritt des Druckmediums sowohl bei geschlossener Kupp- hing als auch in entkuppeltem Zustand, so wie auch während des Kupplungs- oder Ent- kupplungsvorganges. Verhältnismässig geringe Beanspruchung der Dichtungsringe beim Kup peln und Entkuppeln und daher hohe Le bensdauer bzw. geringe Wartung, einfache und praktische Handhabung, geringer Kraft aufwand beim Kuppeln.
Günstige Durchströmverhältnisse, daher geringer Druckverlust und damit ökonomi scher Kraftverbrauch.