DE3401391A1

DE3401391A1 - Steckverbindung mit einem muffenteil und einem steckerteil als loesbar miteinander verbindbaren kupplungselementen, insbesondere fuer stroemungsmittelkupplungen

Info

Publication number: DE3401391A1
Application number: DE19843401391
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7502 Malsch Portele
Original assignee: Argus GmbH
Current assignee: Argus GmbH
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1985-07-25

Description

dr. ing. HEINRICH GEITZ Patentanwalt- 7500 Karlsruhe 1, postfach 2708

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Anmelderin: Firma

Argus Verwaltungsgesellschaft mbH Goethestraße .15

D-7505 Ettlingen

Steckverbindung mit einem Muffenteil und einem Steckertei] als lösbar miteinander verbindbaren Kupplungselementen, insbesondere für Strömungsmittelkupplungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung mit einem Muffenteil und einem Steckerteil als lösbar miteinander verbiridbaren Kupplungselementen, bei der das Muffenteil aus einem Gehäuse mit im Bereich einer stirnseitigen Ausnehmung, die zum Einkuppeln eines mit einer Verrastungskontur versehenen Kupplungszapfens des Steckerteils dient, angeordneten Verriegelungselementen, welche in Richtung der Kupplungslängsachse fest, rechtwinklig dazu jedoch bewegbar in sich durch die Gehäusewand hindurcherstreckenden Aussparungen aufgenommen sind und in der Kupplungslage des Steckerteils die Verrastungskontur des Kupplungszapfens formschlüssig hintergreifen, und aus einer gegenüber dem Gehäuse axial bewegbaren Sicherung besteht, die mittels einer zwischen ihr und dem Gehäuse verspannten Haltefeder in einer Sicherungsstellung, in der die Ver-

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riegelungselemente infolge Abstützung an einem Sperrnocken der Sicherung -in einer Eingriffslage mit der
Verrastungskontur des Kupplungszapfens arretiert sind, gehalten und bei Überwindung der Haltekraft der Feder aus dieser Si ehe rungs stellring in wenigstens eine Entriegelungsstellung bewegbar ist, in der die Verriegelungselemente unter Freigabe des Kupplungszapfens nach außen ausweichen können. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Steckverbindung für in beispielsweise Hydraulik-, leitungen einbaubare Strömungsmittelkupplungen.

Steckverbindungen dieser Art sind bei Strömungsmittelkupplungen zum lösbaren Verbinden eines Steckerteils
mit einem Muffenteil bekannt. In der Regel sind die
Kupplungselemente derartiger Kupplungen rotationssymmetrisch ausgebildet und als Verriegelungselemente dienen häufig in radialen Aussparungen einer Gehäusewand des Muffenteils im Bereich einer stirnseitigen Ausnehmung zum Einkuppeln eines Kupplungszapfens des Steckerteils radial bewegbar angeordnete Sperrkugeln.- In der Kupplungslage greifen diese Sperrkugeln in eine als
Ringnut ausgebildete Verrastungskontur des Kupplungszapfens ein und stützen sich dann außenseitig an einer;. Sperrnocken einer das Gehäuse des Muffenteils konzentrisch umschließenden Schiebehülse ab, die gegen die Wirkung einer zwischen ihr und dem Gehäuse verspannten Feder in beiden Axialrichtungen aus der Sicherungsstellung, in der die Sperrkugeln in Eingriffslage mit der Verrastungskontur gehalten sind und'mithin der Kupplungszapfen in der Kupplungslage gesichert ist, in axiale Stellungen verschiebbar ist, in der die Sperrkugeln radial ausweichen können und dadurch ein Entkuppeln bzw. Einkuppeln des Kupplungszapfens ermöglichen.

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Derartige Steckverbindungen , deren Verwendung keineswegs auf Strömungsmittelkupplungen beschränkt ist, haben sich durchaus bewährt. Sie erscheinen jedoch im Hinblick auf einfache Handhabbarkeit noch verbesserungsbedürftig. So erfordern mit derartigen Steckverbindungen ausgerüstete Strömungsmittelkupplungen, bei denen das Gehäuse des Muffenteils fest eingebaut ist, eine Zweihandbedienung, in dem die Bedienungsperson mit der einen Hand die Schiebehülse in eine die Sperrelemente freigebende Stellung verschiebt und mit der anderen Hand das Steckerteil mit dem Kupplungszapfen in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses des Muffenteils eingeschoben werden muß, worauf infolge Loslassens der Schiebehülse diese unter der Wirkung der zwischen ihr und dem Gehäuse verspannten Feder in die Sicherungsstellung gelangt und die Sperrelemente in Eingriffslage mit der Verrastungskontur des Kupplungszapfens drängt. Beim Entkuppeln bedarf es einer sinngemäß umgekehrten Handhabung. Bei Kupplungen mit nicht fest eingebautem Gehäuse des Muffenteils ist demgegenüber die Handhabung noch erschwert, weil beim Betätigen der Schiebehülse in eine die Verriegelungselemente freigebende Stellung das Gehäuse des Muffenteils gehalten werden muß.

Gegenüber dem aufgezeigten Stande der Technik besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung einer Steckverbindung, die sich durch besonders einfache Handhabbarkeit auszeichnet und insbesondere für als Schnellverschlußkupplungen ausgebildete Strömungsmittelkupplungen bestimmt, nicht aber auf diesen Verwendungszweck beschränkt ist.

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Diese Aufgabe ist bei einer Steckverbindung der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß der Kupplungszapfen eine von seinem freien Ende zu der Verrastungskontur und der Sperrnocken der axial bewegbaren Sicherung eine nach der von der stirnseitigen Ausnehmung des Gehäuses entfernten Seite ansteigende Schrägfläche aufweisen und daß unter der Wirkung der zwischen der Sicherung und dem Gehäuse verspannten Feder der Sperrnocken die Verriegelungselemente, die in den Aussparungen der Gehäusewand drehbar aufgenommen sind, beim Einkuppeln /des Kupplungszapfens mit diesem bis zum Erreichen der formschlüssigen Eingriffslage mit der Verrastungskontur dergestalt in reibungsschlüssigem Kontakt hält, daß beim Einführen des Kupplungszapfens in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses die Sicherung gegen die Wirkung der Feder aus ihrer Sicherungsstellung bewegt wird.

Neben der drehbaren Aufnahme der Verriegelungselemente in den Aussparungen der Gehäusewand ist mithin für die Erfindung kennzeichnend, daß der Kupplungszapfen und der Sperrnocken der Sicherung mit gegenläufig ansteigenden Schrägflächen ausgerüstet und die Verriegelungselemente vermittels des Sperrnockens der Sicherung in einer dergestalt in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses hineinragenden Lage gehalten sind, daß sie beim Einkuppeln j des Kupplungszapfens mit diesem in reibschlüssigen Kontakt · gelangen und bei fortschreitendem Kupplungsvorgang ver- \ mittels dieses reibschlüssigen Kontaktes in Drehbewegungen ₍ um senkrecht zur Kupplungslängsachse verlaufende Drehachsen versetzt werden, mit der Folge, daß angesichts der dadurch bewirkten Abrollbeweguhg und des gleichfalls reibschlüssigenibntaktes mit der Schrägfläche des Sperrnockens die Sicherung entgegen der Einschieberichtung des Kupplungszapfens aus der Sieherungsstellung verschoben wird, bis die Verrastungskontur des Kupplungszapfens in den Bereich der Verriegelungselemente gelangt und letztere unter der der Verschiebebewegung der

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Sicherung e η L gegenge richteten· Federkraft bei gleichzeitiger Rückk-ehr—der Sicherung in die Sicherungsstellung in eine die Verrastungskontur hintergreifende 'Arretierungslage einschnappen,. Damit ist der durch einfaches Einstecken des Kupplungszapfens des Steckerteils in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses des Muffenteils bewirkte—K-uppl-ungsvorgang beendet und der Kupplungszapfen in der bei derartigen Kupplungen üblichen Weise in der Kupplungslage gesichert.

Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn die Verriegelungselemente in bekannter Weise in den die Gehäusewand durchbrechenden Aussparungen frei drehbar aufgenommene Sperrkugeln sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Kupplungselemente im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind und als gegenüber dem Gehäuse des Muffenteils axial zwischen einer Sicherungsstellung und einer Entriegelungslage bewegbare Sicherung eine das Gehäuse umschließende Schiebehülse mit einem einen Innenkonus aufweisenden Sperrnocken vorgesehen sowie der Kupplungszapfen des Steckerteils als von seinem freien Ende zu der Verrastungskontur hin konisch ansteigender Zapfen ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung hat insbesondere bei der Verwendung der Steckverbindung bei Strömungsmittelkupplungen Bedeutung. Die Schrägfläche des Sperrnockens bildet dann einen zu dem konischen Kupplungszapfen gegenläufigen, sich rach der von der stirnseitigen Ausnehmung im Gehäuse entfernten Seite öffnenden Innenkonus. Die gegenläufigen Konen des Sperrnockens und des Kupplungszapfens können unterschiedliche, mit Vorteil dem Betrage nach gleiche öffnungswinkel haben, oder der Konus des Sperrnockens besitzt einen größeren öffnungswinkel als der gegenläufige Konus des Kupplungszapfens.

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Eine Ausführrungsform der Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. In SGhematischen Halbschnxttansichten zeigen:

Fig. 1 die Steckverbindung mit dem Kupplungszapfen des Steckerteils zu Beginn des _ Einkuppelns in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses des Muffenteils, _

Fig. 2 in einer Ansicht wie in Fig. 1 den fortgeschrittenen Kupplungsvorgang und

Fig. 3 ebenfalls in einer Ansicht wie in den

Fig. 1 und 2 die Steckverbindung nach dem Einkuppeln d=s Kupplungszapfens des Sieckerteils.

Bei dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um d-ie Verwendung der Steckverbindung bei einer im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Strömungsmittelkupplung, wobei allerdings die stecker- und muffenseitigen Ventile, die in keinerlei Beziehung zu der Erfindung stehen, zur Einfachheit weggelassen sind.

Die Steckverbindung 10 besteht aus einem Steckerteil 11 -mit einem Kupplungszapfen 12 und einem Muffenteil· 14 iriLt einem Gehäuse 15 und einer dieses konzentrisch umschiießenden, axial bewegbaren Schiebehülse 16. Der Kupplungszapfen 1.2 des Steckerteils 11 besitzt eine von seinem freien Ende 18 zu einer/ Ringnut 19 ausgebildeten

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Vexrastungskontur hin ansteigende, einen Konus bildende Schrägf lache—20-.

Das Gehäuse 15 des Muffenteils 14 ist zur Einfachheit als ringzylindrische Hülser dargestellt, in die sich von ihrer- in der Zeichnung rechten- Stirnseite 22 aus eine Ausnehmung—24—z-um_Einkuppeln des Kupp lungs zap fens 12 des Steckerteils 11 hineinerstreckt. Im Bereich dieser Ausnehmung sind im Abstand von der Stirnseite 22 sich ' radial nach innen konisch verengende Aussparungen 25 vorgesehen, in denen als Verriegelungselemente dienende Sperrkugeln 26 drehbar und radial beweglich aufgenommen sind. Angesichts der sich radial einwärts konisch verengenden Aussparungen 25 vermögen die Sperrkugeln in ihrer radial inneren Stellung nur jeweils mit einer Kugelkalotte in die stirnseitige Ausnehmung 24 des Gehäuses 15 hineinzuragen.

Das Gehäuse 15 ist von der axial bewegbaren Schiebehülse 16 konzentrisch umschlossen und in einem Ringraum 28 zwischen dem Gehäuse und der Schiebehülse ist eine axial zwischen der Schiebehülse und dem Gehäuse verspannte Feder 30 aufgenommen, die sich mit ihren beiden Enden jeweils an einem Ringbund des Gehäuses 15 und der Schiebehülse 16 abstützt und demgemäß vermöge ihrer Vorspannung die Schiebehülse in die in den Fig. 1 und gezeigte Sicherungsstellung drängt. In dem die stirnseitige Ausnehmung 24 des Gehäuses 15 umschließenden Bereich ist die Schiebehülse 16 mit einem Sperrnocken 32 ausgerüstet, der eine sich von der stirnseitigen Ausnehmung weg in Richtung zu der zwischen dem Gehäuse 15 und der Schiebehülse 16 verspannten Feder 30 hin konisch öffnende ., einen Innenkonus bildende Schrägfläche 33 besitzt, dessen öffnungswinkel dem Betrage nach gleich

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oder größer als der öffnungswinkel des gegenläufigen
Konus des Kupplungszapfens 12 ist. An dem Innenkonus
des Sperrnockens 3~2 stützen sich bei in der Sicherungsstellung stehender Schiebehülse 16 und beim Einkuppeln
des Kupplungszapfens 12 die Sperrkugeln 26 in unten noch zu erläuternder Weise ab.^:<An den Sperrnocken 32 schließt sich auf der zu der Feder 30 hinweisenden Seite eine
Ringnut 34 an", während sich auf der von der genannten X Feder 30 entfernten Seite des Sperrnockens 32 eine entsprechende Radialausnehmung 35 befindet. Die Ringnut 34 und die Radialausnehmung 35 sind so bemessen, daß bei
entsprechender Axialverschiebung der Schiebehülse 16
die Sperrkugeln'26 radial in die Ringnut bzw. eine
Radialausnehmung ausweichen können.

Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht die Situation zu
Beginn des Einkuppeins des Steckerteils 11 in das Muffenteil 14. Bei getrennten Kupplung^Lementcn steht die
Schiebehülse 16 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Sicherungsstellung, in der die in den Aussparungen 25 der Gehäusewanc im Bereich der stirnseitigen Ausnehmung 24 des Gehäuses 15 aufgenommenen Sperrkugeln 26 durch den Innenkonus 3 3 des Sperrnockens 32 in ihrer radial innersten
Stellung gehalten sind. Der hinsichtlich seines Durchmessers der stirnseitigen Ausnehmung 24 im Gehäuse 15
angepaßte Kupplungszapfen 12 ist in der Nähe seines
stirnseitigen Endes 18 so bemessen,'daß beim Einkuppeln des KupplungsZapfens in die genannte Ausnehmung des Gehäuses die konische Schrägfläche 20 in reibungsschlüssigen Kontakt mit den in die Ausnehmung 24 hineinragenden Abschnitten der Sperrkugeln 26 gelangt.

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-Infolge dieses reibungsschlüssigen Zusammenwirkens erfahren beim weiteren Einkuppeln des Steckerteils die "__ Sperrkugeln 26 eine Drehbewegung, die angesichts ihres gleichzeitigen reibungsschlüssigen Zusammenwirkens mit dem gegenläufigen Innenkonus 33 des Sperrnockens 32 auf letzteren und damit auf die Schiebehülse 16 übertragen wird, was zu einer der Bewegungsrichtung des Kupplungszapfens 12 beim Einkuppeln entgegengerichteten Axialverschiebung der Schiebehülse gegenüber dem Gehäuse T5 führt. In Fig. 2 zeigt der Drehpfeil 36 die durch das Einschieben- des Kupplungszapfens 12 in die stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses gemäß Pfeil 37 bewirkte Drehbewegung der Sperrkugeln 26, die zu der durch den Pfeil angedeuteten Axialverschiebung der Schiebehülse 16 führt.

Sobald bei fortschreitendem Kupplungsvorgang die als Ringnu^: 19 ausgebildete Verrastungskontur des Kupplungszapfens 1z in den Bereich der Sperrkugeln 26 gelangt, werden letztere angesichts der rückstellenden Kraft der zwischen dem Gehäuse 15 und der Schiebehülse 16 verspannten Feder 30 von dem Innenkonus 33 des Sperrnockens 32 in ihre üingriffslage mit der Verrastungskontur gedrängt, wie Fig. 3 zeigt. In dieser Stellung ist der Kupplungszapfen angesichts der Eingriffslage der Sperrkugeln 26 in die als Ringnut 19 ausgebildete Verrastungskontur und angesichts der radialen Abstützung der Sperrkugeln an dem Innenkonus 33 des Sperrnockens 32 arretiert. Zum Zwecke des Entkuppeins bedarf es einer Axialverschiebung der Schiebehülse 16 nach der einen oder anderen Axialrichtung, bis die Ringnut 34 oder die Radialausnehmung 35 der Schiebehülse über den Sperrkugeln 26 stehen und mithin diese

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beim Herausziehen des Kupplungszapfens 12 aus der Ausnehmung 24 des—Geiiäuses 15 radial ausweichen können. Nach dem Entkuppeln gelangt die Schiebehülse 16 unter tier Wirkung der zwischen ihr und dem Gehäuse verspannten Feder 30 wieder selbsttätig in die aus Fig. 1 ersichtliche Sicherungsstellung zurück.

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Claims

dr. ing. HEINRICH GEITZ Patentanwalt 7500 Karlsruhe 1, postfach 2708 Anmelderin: Firma Argus Verwaltungsgesellschaft mbH """ · Goethestraße 15 D-7505 Ettlingen E^iSD tansprüchei. __

1. . Steckverbindung mit einem Muffenteil und einem Steckerteil als lösbar miteinander verbindbaren Kupplungselementen, bei der das Muffenteil· aus einem Gehäuse mit im Bereich einer stirnseitigen Ausnehmung, die zum Einkuppeln eines nit einer· Verrastungskontur versehenen KupplungsZapfens des Steckerteils dient, angeordneten Verriegelungselementen, welche in Richtung der Kupplungslängsachse fest, rechtwinklig dazu jedoch bewegbar in sich durch die Gehäusewand hindurcherstreckenden Aussparungen aufgenommenen sind und in der Kupplungslage des Steckerteils die Verrastungskontur des Kupplungszapfens formschlüssig hintergreifen, und aus einer gegenüber dem Gehäuse axial bewegbaren Sicherung beisteht, die mittels einer zwischen ihr und dem Gehäuse verspannten Haltefeder in einer Stellung, in der die Verriegelungselemente infolge Abstützung an einem Sperrnocken der Sicherung in einer Eingriffslage mit der Verrastungskontur des KupplungsZapfens arretiert sind, gehalten und bei Überwindung der Haltekraft der Feder aus dieser Sicherungsstellung in wenigstens eine Entriegelungsstellung bewegbar ist, in der die Verriegelungselemente unter Freigabe des Kupplungszapfens nach außen ausweichen können, insbesondere St.eckvorbi ndunq für -, StrömungsmiLtelkupplungcn, "'

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dadurch gekennzeichnet,

daß der Kupplungszapfen (12) eine von seinem freien Ende zu der Verrastungskontur (19) und der Sperrnocken (32) der axial bewegbaren Sicherung (16) eine nach der von der stirnseitigen Ausnehmung (24) des Gehäuses (15) entfernten Seite ansteigende Schrägfläche (20, 33) aufweisen und daß unter der Wirkung der zwischen der Sicherung und dem Gehäuse verspannten Feder (30) der Sperrnocken die Verriegelungselemente (26), die in den Aussparungen · (25) der Gehäusewand drehbar aufgenommen sind, beim Einkuppeln des Kupplungszapfens mit diesem bis zum Erreichen

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einer formschlüssigen Eingriffslage mit/verrastungskontur dergestalt in reibungsschlüssigem Kontakt hält, daßfc^im Einführen des Kupplungszapfens in die .stirnseitige Ausnehmung des Gehäuses die Sicherung durch diesen reibungsschlüssigen Kontakt gegen die Wirkung der Feder aus ihrer Sicherungsstellung bewegt wird.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungselemente in-bekannter Weise in den die Gehäusewand durchbrechenden Aussparungen

(25) frei drehbar aufgenommene Sperrkugeln (26) sind.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind und daß als gegenüber dem Gehäuse (15) des Muffenteils (14) axial zwischen einer Sicherungsstellung und einer Entriegelungslage bewegbare Sicherung eine das Gehäuse (15) umschließende Schiebehülse (16) mit einem einen Innenkonus (33) aufweisenden Sperrnocken (32) vorgesehen und daß der Kupplungszapfen (12) des Steckerteils (11) als von seinem freien Ende zu der Verrastungskontur konisch ansteigender Zapfen ausgebildet ist.

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4. Steckverbindung nach itispruch\3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des Sperrnockens (32) einen öffnungswinkel besitzt/ der dem Betrage nach gleich oder größer als der öffnungswinkel des gegenläufigen Konus des Kupplungszapfens (12) ist.

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