DE1425430A1

DE1425430A1 - Selbstdichtende Leitungsverbindung fuer hohe Innendrucke

Info

Publication number: DE1425430A1
Application number: DE19631425430
Authority: DE
Inventors: Denney Raymond E; Goodwin Gordon W
Original assignee: Aeroquip AG
Current assignee: Aeroquip AG
Priority date: 1962-12-13
Filing date: 1963-12-12
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3215161A; DE1425430B2; GB1023477A

Description

PB. ING. H. NEGENDANK . ......

ΕΙΧΒΙΤΚΘ ■· · JTX17BH WAIt «IX · MHNHIT* M»M WD M41U

ι tienuuim

AlROQUIP Α·&.

Htfhenweg 9 ZVO (Sohweis)

Selbstdiehtende Leitungsverbindung für hone Innendruck·

Die Erfindung betrifft eise leitungsverbindung insbesondere | eine trennbare, selbstdiohtemde Leitungsverbindung, die bei Systemen ait Strömungemedien unter koken Druck rerwendet werden kann·

Trennbare selbstdichtende Verbindungen werden allgemein in Strömungssystemen zur schnellen Verbindung und Trennung der verschiedenen Seile des Systems verwendet« Solche Strömungssysteme können luft, Gase oder flüssigkeiten enthalten, und die selbstdichtenden Verbindungen rerwendea ein Ventil in der Bohrung der trennbaren Vereinduagehälften oder -teile. Üblicherweise sind die Ventile der Verbindungsteile so gebaut, daß sie während der Verbindung der Verbindungsstücke ineinandergreifen, wobei die axiale zur Verbindung der Stücke erforderliohe Bewegung die Ventile von ihren Sitsea abhebt und die Bohrungen der Verbindungsstücke unter Freigabe der Verbindung zwischen ihnen geöffnet werden· Je nach der Art des unter Druok stehenden Strömungssystem* sind ein oder beide Teile selbstdiohtend, damit ein Entweichen des unter Druck stehenden Stromungemediums aus dem System bei der Trennung der Verbindungsteile verhindert wird· Die Verbindung und Trennung der oben beschriebenen

909808/0120 «

BAD ORlGlNAU " ² "

U25430

Art yon Verbindungsstücke* kann bei Systemen Bit verhältnismäßig niedrigem Druck leicht erreicht werde», wenn die während der Verbindung und Trennung der Verbindungsstück* durch de» Druck des Strömungsmedium* aufgewandten Kräfte nicht ausreichen, um die Ton dem Bedienungenann erzeugte gegenseitige Bewegung der Stticke entgegengeeetst zu beeinflueeen· Jedoch kennen selbst· dichtende Verbindungsstücke dieser Art in Strömungssystem^ unter hohem Druck nicht ron Hand bedient werden, wenn der Druck in den Bohrungen der Verbindungsstücke nicht redusiert worden istο

Die Probleme, die sich bei der Benutzung von selbetdichtenden Verbindungsstücken in Strömungssystemen unter hohem Druok stellen, ergeben sich während der Herstellung der Verbindung aus den hohen, axialen, auf die Verbindungsstucke wirkenden Kräfte nach öffnung der Ventile und vor der Betätigung des Versohlußes der Verbindung« Ferner stützt eich das Ventil in einem selbstdiohtenden Verbindungsstück gewöhnlich teilweise auf die Kräfte des Strömungsmediums innerhalb der Bohrung, um das Ventil in Eingriff mit dem Sitz zu halten· Ss wirkt, sei es ein !Deller- oder ein Hülsen ventil, ähnlich wie ein Kolben, und die auf das Ventil ausgeübte Kraft des Strömungsmittels muß überwunden werden, bevor es bei der Verbindung der Stücke von seinem Sitz abgehoben werden kann₀ Es ist ersichtlich, daß die bei Hoohdrucksystemen sehr großen, auf die Ventile wirkenden Kräfte die Verbindung der Stücke von Hand wegen der großen Kräfte, die zum Abheben der Ventile von ihren Sitzen erforderlich sind, äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich machen. So haben die zum Abheben der Ventilkörper nötige Kraft und die daraus sioh ergebende Heigung der Verbindungsstücke zur Trennung nach ihrem Abheben eine von Hand

909808/01^9 - 3 - . ' " ^; SAD ORIGINAL

betätigte eelbstdlohtende Verbindung bisher daran gehindert, auf Anwendungsgebieten mit Hedrucksystemen Verwendung zu finden·

Bs 1st eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine βelbstdichtende Verbindung für Strömungsmedium su schaffen, die ohne Rücksicht auf die UrSSe des Druckes des Stremungsmediums in dem System leicht τ·η Hand betätigt werden kann«

Jerner seil die Erfindung eine selbstdichtende Verbindung schaffen, die in den Bohrungen der Verbindungsstücke Ventile benutit, wobei die von dem unter Druck stehenden Strömungsmedium in einer Bohrung auf das Ventil ausgeübten Kräfte im ^ wesentlichen τοη dem unter Druck stehenden Strömungsmittel selbst ausgeglichen werden·

Ferner soll die Erfindung eine selbstdiohtende Verbindung für Heohdrucksysterne schaffen, bei der die durch den Druck des Strömungsmediums betätigte Ausgleichsvorrichtung dazu benutzt wird, der Neigung des Strömungsmitteldruokes in den Verbindungsteilen entgegenzuwirken, die Verbindungsstücke nach öffnung des Ventiles und vor ihrer vollständigen Verbindung zu trennen·

Außerdem «eil die Erfindung eine selbstdichtende Verbindung in einem Hechdrucksystem schaffen, bei dem die dichtende Verbindung zwischen den Verbindungsstücken vor der öffnung ihrer Ventile erreicht wird, so daS vor der Ventilbetätigung eine verlaufig·, zwangsläufige Verbindung zwischen den Verbindungsstücken besteht·

ferner seil die Erfindung eine selbstdichtende Verbindung zur Verwendung in Hochdruoksystemen schaffen, bei der ein Kolben-

909808/0129 -♦-

element zusammen mit dem yon dem Strömungsmitteldruck betätigten Yerbindungeanschluß benutzt wird, um den Anschluß der Verbindungsstücke zu unterstützen·

Ferner soll die Erfindung eine selbstdichtende Verbindung zur Verwendung in Hochdrucksystemen schaffen, die "auseinandergerissen¹¹ werden kann, wobei eine axiale, auf die Verbindungeteile in einer gegebenen Bichtung und mit einem vorbestimmten Wert wirkende Kraft die Verriegelungsvorrichtung löst, welche die Verbindungsstücke in enger Verbindung zueinander hält.

Diese und andere Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus den Einzelheiten und Beziehungen ihrer Ausführung und werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlich»

Pig. 1 ist ein Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen Einsteckstückes,

Fig· 2 ist ein Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen Hülsenstückes,

Fig· 3 ist ein senkrechter Teilschnitt der Verbindung zu Anfang des Ineinanderschiebens der Verbindungsteile,

Fig· 4 ist ein senkrechter Teilschnitt der Verbindungsteile während ihrer Vereinigung, der die gegenseitige Lage der Teile nach dem Aufeinandertreffen der Ventile zeigt,

Figo 5 ist eine zum Teil senkrecht geschnittene Ansicht

der erfindungsgemäßen Kupplung, welche die Verbindungsstücke in enger Verbindung zueinander darstellte

Die Bauweise und gegenseitige Beziehung der Einzelteile der

9098 08/0129 __5-

BAD

H25430

getrenntem Verbindungsteile werden unter Bezugnahme auf die Tig· 1 und 2 gewürdigt, ia denen die Verbindungsteile getrennt und auseinandergenommen dargestellt sind·

Das Sineteokteil 10 hat, wie in Tig. 1 gezeigt ist, eine gewöhnlich rohrförmige Gestalt mit einer inneren, axial nach außen reichenden Bohrung 12· Das Äußere des Einsteckteiles trägt ein erweitertes Stück mit flächen U für den Angriff des Schraubenschlüssel«, und das entgegengesetzte Ende der Außenfläche des Einsteckteiles ist mit einer Zylinderflache rersehen, welche die Segelfläche 18 am inneren Snde des Einsteekteiles schneidet. In der Oberfläche 16 ist eine ringfür- f mige Aussparung 20 eingeprägt· Sie enthält zu einem Zweck, der sich später zeigt, kegelige Seitenwandungen· Die äußere !Form des Binsteokteiles lojinthält ferner einen ringförmigen, radialen Torsprung 22, der von der Oberfläche 16 in radialer Richtung rorspringt und während des Anschlußes der Verbindungsteile als Widerlager wirkt«

Die Bohrung 12 ist mit einem Gewinde 24 zum Anschluß des Verbindungsstückes an ein Sohlauehrerbindungsstück, eine Rohrleitung oder andere Zeile eines Strömungssystems rersehen· Das Gegenende der Bohrung stellt ein offenes Ende dar, durch das der Ventilkörper des Verbindungsteiles zugänglich ist·

Sin Zylinderelement 26 ist in der Bohrung 12 zwischen dem Gewinde 24- und ihrem offenen Ende konzentrisch angebracht und besteht aus einem Zylinderteil mit einer inneren Zylinderfläohe 28 und einer äußeren Zylinderfläohe 30, die von der Wand der Bohrung 12 Abstand hat und dem Strömungsmedium die Durchs tr ömung der Bohrung gestattet· Eine Aussparung 32 in dem Zylinder element 26 steht mit der Kammer 34 in Verbindung, die Ton der Innenfläche 28 u/nd dem Ventilkörper begrenzt ist.

909808/0120 I . - 6 -

:·.*„: . :.ΛZ ' BAD ORIGINAL

Das Zylinderelement 26 wird in der Bohrung 12 des Verbindungsteilee von einem dreiarmigen Speiohenteil 36 von im wesentlichen axialer Ausdehnung und festigkeit gehalten· Das Speiohenteil und das Zylinderelement sind in der Bohrung durch einen Vorsprung 38 und einen mit einer ringförmigen Aussparung in der Bohrung zusammenwirkenden Sprengring 40 befestigt.

In der Bohrung 12 des Einsteokteiles ist nahe ihrem offenen Ende zur Aufnahme eines ringförmigen Dichtungsringe· 4-4 und seines Befestigungsteiles eine ringförmig· Aussparung 42 _β Die Bohrung 12 ist ferner mit einem ringförmigen kegeligen Ventilsitz 46 versehen, mit dem der Ventilkörper "bei der Abdichtung der Bohrung gegenüber dem Durchtritt des Strömungsmediums zusammenwirktο Ein Ventil 48 ist mittels des Zylinderelementes 26 in der Bohrung 12 verschiebbar gelagert· Der Ventilkörper 48 hat gewöhnlich eine zylindrische Torrn mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Rohrteil 50, das in der Nähe des offenen Endes der Bohrung endet, und einer Erweiterung 52_o In dem Ventilteil 52 befindet sich eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme des Dichtungsringes 54 einschließlich seines Befestigungsteiles, der durch sein durch gegenseitige Abdichtung gekennzeichnetes Zusammenwirken mit der Zylinderfläche 28 als ein Kolben wirkt* Das Ventilteil 52 ist.ferner mit einer anderen ringförmigen, von dem Hing 54 mit axialem Abstand angeordneten Aussparung zur Aufnahme eines elastischen Ventildichtungsringes 56 und eines Befestigungsteiles 58 für diesen Dichtungsring versehen· Der Dichtungsring 56 ist so ausgestaltet, daß er den Ventilsitz 46 dichtend abschließt, wenn das Ventil 48 in der in Pig. 1 gezeigten Lage ist· Das Befestigungeteil 58 hat außen eine

^808/0129 - 7 -

BAD ORIGINAL

Kegelform, die ebenfalls während der Ventilbetätigung in die Oberfläche des Yentilsitsee eingreift·

Der erweiterte Ventilteil 52 ist mit einer Aussparung 60 cur Aufnahme einer Teder versehen, und ein axialer Durohflußkanal 62 verläuft von der Aussparung 60 durch das Rohrteil 50 des Ventilkörpers« Das Ende des Rohres 50 ist mit einem radial verlaufenden Einschnitt 64 versehen, der den Durehfluflkanal 62 kreuzt· Sine Druckfeder 66 liegt zwischen dem Zylinderelement 26 und dem Ventilkörper 48 in den Aussparungen 32 und 60» τοη denen sie in ihrer Lage gehalten wird· Die feder 66 gibt dem Ventilkörper 48 gegen den Ventilsita 46 eine Vorspannung und Bteilt sicher, daß der Ventilkörper dichtend in den Ventileita greift, wenn das Sinsteckteil 10 gelöst wird.

Wie vorher erwähnt wurde, besteht eine wichtige Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Verbindung, die bei Strömung«systemen unter hohem Druok Verwendung finden kann und bei welcher der Druck des Strömungsmediums in den Bohrungen der Verbindungsteile nicht die Kraft ungünstig beeinflußt, die zu der Verbindung und Trennung der Teile erforderlich ist. Zu diesem Zweck läßt die oben beschriebene Bauweise die Dichtungsringe 54 und 56 als Kolbenelemente wirken, deren Druckflächen mit dem unter Druok stehenden Strömungsmittel innerhalb der Bohrung 12 in Verbindung stehen. So wird der Druok des Strömungsmediums in der Bohrung 12 eine Kraft auf den· Dichtungsring56 in einer Eiohtung ausüben, die eine Bewegung des Ventilkörpers 48 in fig· 1 nach rechts hervorruft und der auf die Druckfläche des Dichtungsringes 54 wirkende Druck des Strömungsmedium« ist darauf gerichtet, den Ventilkörper nach links zu verschieben· Die ?läohen der Dichtungsringe, die dem

909808/0129 " ⁸"

U25430

Druok des Strömungsmediume nicht ausgesetzt sind, werden al« ^s druokfreie Flächen bezeichnet. Sie stehen bei dem Dichtungsring 56 in Eingriff mit dem Ventilsitz 46 und eind ferner am offenen Ende der Bohrung 12 in Verbindung mit der Atmosphäre · Die druokfreie Fläche des Dichtungsringes 54 ist mit der Zylinderkammer 34 in Verbindung, die ebenfalls durch den Durchgangskanal 62 unter Atmosphärendruok steht· Die Größen der Dichtungsringe 54 und 56 sind so ausgeführt» dafl die wirksame Druckfläche des Dichtungsringes 54 im wesentlichen gleich der wirksamen Druckfläche des Dichtungsringes 56 ist, woduroh aufgrund der Anbringung beider Dichtungsringe auf den gleichen Ventilkörper in entgegengesetzter Anordnung die in der Bohrung 12 durch den Druck des Strömungsmediums auf sie wirkenden Kräfte im wesentlichen ausgeglichen werden· Da die wirksamen Druckflächen der Dichtungsringe 54 und 56 quer zu der Achse der Bohrung und der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers angeordnet sind, erfolgt die Ausgleichewirkung der Ventilkonstruktion in der axialen Ventilrichtung parallel zu der Ventilbewegung zwischen der geöffneten und geschlossenen Lage. TJm daher das Ventil 48 zu öffnen» während das Innere der Bohrung 12 unter dem hohen Druck eines Strömungsmediums steht, ist es lediglich nötig, die einseitig gerichtete Spannung der Feder 66 und den bestehenden Reibungswiderstand zu Überwinden.

Das Hülsenteil der erfindungsgemäßen Verbindung ist in Fig. 2 im unterbundenen Zustand gezeigt· Das Hülsenteil 68 hat ebenfalls rohrförmige Gestalt und ist als zweiteiligem Stück gebaut« Das Hülsenteil 66 enthält eine Bohrung 70 mit einem Ende 72, das zum Anschluß an eine Rohrleitung oder ein anderes Druoksystemteil mit einem Gewinde versehen ist, und ein offenes, von dem Gewindeende einen axialen Abstand

909808/0129 "⁹-

BAO ORIGINAL

Λ U25430

aufweisenden Bad· 74· Die Bohrung 70 ist von den beiden Seilen 7f und 78 begrenzt, die das Verbindungsteil darstellen· Der Seil 78 ist mit dsm Verbindungsteil 76 bei 80 verschraubt, wobei zwischen beiden Seilen ein Dichtungsring 82 liegt, der ein Entweichen des Strömungsmedium· an dem Gewinde verhindert·

Die Bohrung und die darin befindliche Ventilkonstruktion des Hülsenteiles 68 stimmt im wesentlichen'mit der oben mit Bezug auf die fig. 1 beschriebenen des Einsteckteiles 10 überein, und gleiche Seile sind durch gleiche, mit Strionen versehen· Bezugszeiohen angegeben· Die Befestigung des Speiohenteiles 36* des Zylinderelementes 26* kann duroh Einfassung der radial angeordneten Kantern des Speichensternes zwischen einem Vorsprung 84 auf dem Seil 76 und einem Vorsprung 86 auf dem Seil 78 erfolgen· lach dem Einsetzen des Zylinderelementes 26* und des Ventilkörperβ 48* in die Bohrung 70 wird das Zylinderelement des Hülsenteiles 68 durch Einschrauben des Seiles 78 in das Seil 76 befestigt. Wenn der Druck des Strömungsmediums in der Bohrung 70 in der vorher beschriebenen Weise auf die Ventildiohtuagsringe 54* und 56* wirkt, ist der Ventilkörper 78* duroh die Kräfte des Strömungsmediums in der Bohrung im wesentlichen ausgewogen und während der Verbindung der Seile 10 und 68 braucht lediglich die bei der öffnung des Ventils auftretende Vorspannungskraft der feder 66* überwunden zu werden·

Das innere End« des Hülsenteiles 68 ist mit einer äußeres Zylinderflache 88 versehen, deren Durohmesser so beschaffen ist, daßsie mit dem Dichtungsring 44 des Einsteokteiles unter Ausbildung einer Dichtung zusammenwirkt. Das Äußere des Hüls·*- teiles 69 ist ferner mit einem ringförmigen Vührungsvoreprung 90 und einem Dichtungsring 92 versehen. E₈ ist ferner in der

' 909808/0129 \ - 10 -

BAD ORIGINAL

Nähe des Yorsprunge mit einem Absatz versehen, wodurch eine lylipdrisohe Oberfläche 94 begrenzt ist und ein Seil eine« hydraulischen Stempels und Zylinders gebildet wird, der, wie noch beschrieben wird_rj.n Verbindung mit einem Kolbenelement Verwendung findet« Ein Diarohgang 96 oder, wenn es gewünscht wird, auch mehrere Durchgänge stellen die Verbindung »wischen dem offenen Ende 74 der Bohrung 70 und der Vereinigungestelle her, an der die Fläche 94 die auf der ringförmigen iührungenase bestimmte Widerlagerfläohe 93 schneidet·

Ein ringförmiger Kolben 100 ist auf dem Hülsenteil 68 befestigt und steht mit ihm in axialer Wechselwirkung. Er steht ferner in wirksamer Verbindung mit der Zylinderfläche 94, wobei die Zylinderfläche als ein mit dem Kolben zusammenarbeitender Zylinder wirktο Der Bingkolben 100 besteht aus einem erweiterten Kopfteil 102 mit einer Aussparung auf der Innenseite, in welcher der Dichtungsring 104 enthalten ist. Eine hinterdrehte Fläche 106 an dem Kolbenkopf enthält einen radial verlaufenden Teil, der in die Widerlagerflache 98 hineinfaßt und sieh ihr anlegt» So besteht die wirksame Druckfläche des Kolbens 100 bei der Einwirkung des durch den Durchgang 96 übertragenen Druckes des Strömungsmediums aus der radialen Fläche des dem Drucke des Strömungsmediums ausgesetzten Dichtungsringes 104, ' wie auch der Fläche 106·

Der Kolben 100 hat eine beträchtliche axiale Länge im Vergleich mit den Abmessungen des Hülsenteiles und erstreckt sioh wesentlich über die äußere Zylinderfläche 88 und das offene Ende der Bohrung hinaus· Das äußere Ende des Kolbens enthält in radialer Richtung mehrere Löcher 108 mit Kugeln 110,

^!9.808/0129 - 11- -

8AD

weleht die gegenseitige Verbindung dee Einsteekteile· und de· Httl·enteile· Bewirken· Sie Löcher 106 haben auf der Innenseite eine läse 112, die die Kugeln daran hindern, Tolletändig in Inner· de· Kolben· 100 zu gelangen*

Sie Außenfläche de· Kolben· besteht au· einem ringförmigen Vorsprung 114t der entsprechend der späteren Beschreibung mit einer feder 116 luiammenwirkt, und einer ringförmigen Aussparung 118 mit kegelig angeordneten Kanten· Sie Zylinderinnenfläche 120 de· Kelbeaelemente· arbeitet mit der Außenfläche des Führung·- Torsprunges 90 zusammen und steht mit dem Sichtungsring 92 in dichtender Verbindung·

Sas Hülsenteil 68 ist von einer ringförmigen dünnen Wandung 122 umgeben, die zu der Zylinderfläche 90 in radialem Abstand rerlättft· Sie Wand 122 enthält mehrere radiale Löcher, die über den Umfang verteilt sind und in denen eich Kugeln 124 befinden· Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, begrenzen die Innenfläche der Wand 122 und die fläche 94 eine ringförmige Kammer, in der der Kolbenkopf 102 enthalten ist. Sie äußere form des Hülsenteiles enthält ferner eine radiale Widerlagerfläohe 126 für die Einwirkung auf eine Druckfeder 128· Sie feder 116 ist zwischen das Snde der Wand 122 und den Vorsprung 114 gelagert und drückt den KoI-

ben 100 stetig nach links·

feine ringförmige Vereohlufihülse 130 umfaflt das Hülsenteil 68 größtenteils und ist auf ihm und dem Kolben so befestigt, daJ es axial verschiebbar ist. Ser Vorsprung 132 auf der Hülse 130 greift gegen das andere Snde der Yeder 128 und bekommt daher duroh die feder im Vergleich zu dem Hülsenteil 68 eine Torspannung nach links· Sie Bewegung der Hülse 130 nach links ist duroh

909808/0129

i■·■<.-aw:: ,·; BAD ORlGINAt - 12 -

tinea Sprengring 134 begrenit» der liefe in iim· Aussparung 136 ' in der Hülse 130 Befindet. Di® linkt Seite dt? Hülse 130, fig.2* hat eine ringförmige Auedrehung 138 alt einer Ktftliäehe HO₁ die in der ausgerückten £agt »it den Kugeln 110, entsprechend * der Darstellung in fig. 2, in einer Ebene liegt· line ringförmige innere Aussparung 142 in der Hülst 150 hat kegelige Stittaflachen und kann geaäJ der Darstellung die Kugel 124 aufnehmen*

für die Zwecke der Abdichtung der Einzelteil* des lülsenstüokes 68 gegen Sehmuts usw. ia:t swisohen die Hülse 130 und das HUlsenstüok 176 tine elastische Verschlußkapp* 144 gelegt, deren Kanten in ringförmigen Aussparungen in diesen fellen enthalten sind·

Es wird jetst die Aufeinanderfolge der Arbeitsrorgange bei der Verbindung und trennung der Verbindungeteile beschrieben·

Wenn man die Verbindungsteile verbinden will_s um die Fortpflanzung des Druckes des Strömungsmediums dureh sie hinduroh su ermöglichen, werden sie axial so ausgerichtet! daß die offenen Enden ihrer Bohrungen entgegengesetzt gerichtet sind und einander zugekehrt sind, worauf die Verbindung!teile durch eine axiale Bewegung zusammengebracht werden· Das anfängliche Ineinanderschieben der Verbindungsteile ergibt die in 71g* 3 geseigte L'agt· Beim Einfuhren des inneren Endes des Einsteokteiles in den Kolben 100 erfaßt die Kegelflache 18 die Kugeln 110 und drückt sie radial nach außen, worauf sie beim Zusammenführen der Verbindungsteile Über die fläche 16 rollen. Wenn die Aussparung 20 mit den Kugeln 110 in einer Ebene liegt, stößt die Endfläche 146 des Kolbens 100 gegen den Vorsprung 22 des Einsteckteiles und legt sich diesem an. G-leiohseitig dichtet der

S09808/0129 " ¹³ "

8ADORfGiNAL

Siohtuagsring 44 auf der Zylindsrfläeh· 88 dee Hulsenteils «ad sohlieflt so die offenen ändern der Bohrungen der Verbindungsteile gegen die Atmosphäre ab* Säbel stoßen die Enden der EohrstUoke 50 der Ventilkörper mach nicht aneinander und die Ventile 48 und 48' bleiben geschlossen· Der Bedienungemann fährt fort, die Verbindungstelle 10 und 68 von Hand Ineinanderzuschieben, wobei der Kolben 100 durch die aufeinanderliegenden !lachen 22 und 146 nach rechts bewegt wird. Wenn sioh der Kolben 100 nach rechts verschiebt, wird die kegelige Httlsenflache 140 die Kugeln 110 einseitig in die Aussparung 20 drücken und bei fortgesetzter Bewegung des Eineteckteilee werden die Ku- ^j geln 110 auf den zylindrischen HUlsenriicken oder der Kugellagerfläche 148 axial ausgerichtet, wobei die Fläche 148 die Kugeln in der Aussparung 20 hält und eine zwangsläufige Verbindung zwischen dem Kolben 100 und dem Einsteckteil 10 schafft· Figo 4 zeigt die Verbindungsteile beim Aufeinanderstoßen der Bohrstucke der Ventile 48 und 48* und vor dem Abheben der Ventile· Dabei werden die Kugeln von der Tläche 148 fest in der Aussparung gehalten.

Die weitere axiale Verschiebung der Verbindungsteile 10 und 68 aus der in Fig. 4 gezeigten Lage zueinander bewegt auch die Ventilsitze 46 und 46^f aufeinander zu, während die Ventilkörper in Ruhe bleiben. Infolgedessen heben sich die Ventilkörper ab und das Strömungsmedium fließt an den Dichtungsringen 56 und 56* vorbei in die offenen Enden der Bohrungen der verbundenen TeIIe₀ Die Verbindung des Strömungsmedium· zwischen den Verbindungsteilen 10 und 68 ist damit hergestellt· Da der Durchgang 96 nun dem Druok des Strömungsmediums ausgesetzt ist, strömt das unter hohem Druok stehende Medium in die Kammer 99, die von der Jläohe

909808/0129

■·>, .* ■.:■& BAD ORIGINAL " ^U "

U25430

94-, dem Tor sprung 90, den Teil 100 und dem Kolbenkepf 102 begrenzt ist· Durch den Eintritt der Druckflüssigkeit in die Kammer 99 liegen die Druckkräfte des Strömungsmedium an der wirksamen Druckfläche des Kolbens 100 und wirken auf die Bewegung des Kolbens lur rechten Seite der Zeichnung hin. Bei den herkömmlichen selbstdiehtenden Verbindungskonstruktionen treten bei der Öffnung der Ventile und der dabei erfolgenden Übertragung des Druckes des Strömungsmittels in die Räume zwischen den Verbindungeteilen axial gerichtete Kräfte auf» die auf eine gegenseitige !Trennung dieser Teile hinwirken ₀ Im Hochdruckbereich würden die sehr großen, axial gerichteten, auf die Verbindungsteile wirkenden Kräfte sogleich nach Öffnung der Ventile ein sehr heftiges Auseinanderreißen der Verbindungsteile bewirken, wenn nicht Maßnahmen »ur Verbindung ergriffen werden·

Die Verbindung der Erfindung sohafft vor der öffnung der Ventile eine zwangsläufige Verbindung zwischen den Teilen aufgrund des gegenseitigen Singriffs des Kolbens in den Einsteckteil duSch die Kugeln 110 und die Aussparung 20· Sobald sich die Ventile 4-8 und 48» öffnen, werden die Kräfte des Strömuggsmediums in den Bohrungen der Verbindungsteile, die deren Trennung anstreben, auch auf die wirksame Druckfläche des Kolbenkopfes 102 wirken, und so werden die Kräfte des Strömungsmediums durch die axiale, von dem Strömungsmedium auf der Druckseite des Kolbenkopfes wirkende Kraft ausgeglichene Bei der Auslegung der Fläche der wirksamen Druckseite des Kolbens 100 ist es erwünscht, daß die axiale, durch das Strömungsmedium auf den Kolben wirkende Kraft nach rechts etwa

909808/0129 - 15 -

BAD ORIGINAL

- 15 - H25430

gleiek 4M Kräften 1st, Al· amf ·1>· trennung dtr YerbiaduAgettll· kiavlrkaa, wetei der Kelbea «la· Auegleickewirlcmng aoaafft alt ·1μ· TtrtlaAmag dtr Ameohlmlteile tob Hand ohne RUokeiekt amf Al· ftr··· A·· Druok·· lBB«rhal1i A·· Itrfmungeeyeteme· ge~ •tattet.

laoli A«r ttffamaf der T«atlle 4· maA 4· · Arttokt d*r ^edienunga aaaa Al· T«rfclAdmAf*t«ll· welter suaammen. Di· axial· T*r-•oki«Wag Am Aaaofelmat·!!· imelaasAtr T*rgr«I«rt da· Τ·1ομ·π Α·γ ZyIiAdtrkaaaitr 99, w«ab eiok d«r Κο1«·β 100 aaok r«oht· ¥«w«gt· 91· StrSauBg A·· H«dluui dttreh d«a faag 96 in dl· Ka»~ »•r r«lokt 4«A«ok au·, ua d«a Druek A·· StrttAungaAediuM· ia der Kalmar 99 «aA 1αΓ·1§·Α····β Al· Att*gl«iokawirkuag wikrsaA Α·γ TtrblAdvuig aufrecktiutrhalttn. Bae g«g«ae«itig· Τ·γ·οα11···ζ> A«r lAaoAlmfltell* «rfolgt, w«ab Al· Aueeparuag 118 Ait Α·β tvgelM 114 Ia ·1α·γ Β··β· liegen. Dabei wird Al· tob der *eder 1t· amf Al· Httl·· 130 wirkeaA· Torapaaauag die rechte Kegeln fläoh« der AueaparuAg 14t Teraalaeeea, dl· Kugela 124 la die AueepartiAg 11· im drttekea vmA den Httlaearttokea eder die IwgellagerfltA· 150 auf Al« Kmgela 124 axial aueiuriehte», ·· du Al· iWangAlAmfige Terkiaduag itrieohei den Kegela 124 uad dea KolkaA 100 amfrettkterkalten »leiit. Dl· Bewegung der Httl·· maah link· Ist duroh Al· Aalekaoag de· Sprengringe· 134 ab einen Terepruag 135 begrenit, der auf dea fell 76, wie ia Tlg· 5 geneigt, gebildet 1st· Dl· Tollkommene Verbindung . ist in flg. 5 geeeigt, la der Al« Tentile rollataadig offen •lad und eia ungehinderter DurohfluJ dea Ströaungemediuma duroh dl« Bohruagen der AaaohlmBteile erfelgt. Die τοη dem Kolben 100 geschaffen· Amagleiokawirkung iat immer wirksam, wenn die Tentile 48 und 48* offen sind und der Druck de· Strö-

>SO98O8/012i "¹⁶

H25430

mungsmediums im ganzen System wirksam ist.

Die Sirennung der Verbindungsteile 10 und 68 kann von Hand oder durch "Abreißen" bewerkstelligt werden« Bei der Handarbeit wird der Bedienungsmann die Hülse 130 erfassen und sie zu den Anschlußteilen 10 und 6Θ nach rechts (Figo 5) schieben bis die Aussparung 142 mit den Kugeln 124 in einer Ebene liegt« Die Ausrichtung der Aussparung 142 auf die Kugeln 124 ermöglicht der rechten Kegelseite der Aussparung 118, die Kugeln unter Lösung des Verschlusses zwischen den Anschlußteilen in die Aussparung 142 zu dr ticken, so daß die Anschluß teile auseinander gezogen werden kb'nnen<> Die Aufeinanderfolge der Handgriffe an den Einzelteilen der Verbindungsstücke während der Trennung verläuft umgekehrt wie beim Zusammenschluß₀ So gleicht der Kolben 100 auch die bei der trennung auf die Anschlußteile einwirkenden Kräfte des Strömungsmedium aus und gestattet dem Sedionungsmamis, die Gewalt über die G-eSchwierigkeit der Trennung au "behaltene

Die 7srM£duag kann ferner fluroh "Abreißen⁰ getrennt wenden, wie ss bei landwirtschaftlichen und ähnlichen 7erwejadungsgebieten erwünscht ist, wobei eine vorbeetiismt® axiale Zugkraft auf das EiEstedkteil die Vsrbinduagoteils ohse Zerstörung des Strömlings syst ems oder ihrer Einzelteile trennte Wenn die Verbiriiimg duroh "Abreißen" getrennt werden soll, wird die Hülse 130 la einer halterung befestigt und das linsteckteil 10 wird mit deza Teil des Strömungssystems verbunden, der die axiale Zugkraft auf die Verbindung hervorbringt. Eine axiale Zugkraft auf das Einsteckteil nach links (S¹Ig. 5) drückt bei fester Hüls© die 2?eder 128 zusammen _} wobei die auftretende axiale Kraft das Sinsteckteil und das Hülsenteil veranlaßt, sich in

909808/012 9 -17-

-**—■*■' ■■-- BAD ORIGINAL

Bezug auf die Hülse naoh links zu verschieben<, Die bewegung der Verbindungsteile naoh links setzt sich fort, bis die Kugeln 124 alt der Aussparung 142 in einer Ebene liegen. Darauf drüokt die rechte Kegelfläohe der Aussparung 118 die Kugeln radial naoh außen ±» die Aussparung 142 und löst so die Sohlieflverbindung zwischen dem Hülsenteil 68 und dem Kolben 100» Bei der weiteren Verschiebung des Einsteckteiles 10 nach links beginnen sich die Verbindungsteile zu trennen» Wenn schließlich die Kugeln 110 mit der Aussparung 138 in einer Ebene liegen, werden die Kugeln von der rechten Kegelfläohe in der Aussparung 20 radial nach außen gedrückt und das Einsteckten ist von dem Kolben 100 vollständig gelöst« Wie aioh aus der Beschreibung über die Verbindung der Ansohlußteile ergibt, bleibt die Dichtung zwischen dem Dichtungsring 44 und der Fläche 88 nach dem Schließen der Ventile 48 und 48* erhalten, so daß lediglich eine sehr kleine Menge des Strömungsmediums während der trennung verloren geht·

Es ist daher zu betonen, daß die Erfindung eine einzigartige Anschlußverbindung für die Verwendung an Hoohdruoksystemen schafft, wobei die Verbindung und Trennung der Anschlußteile leicht von Hand erfolgen kann, obgleich sie innen unter hohem Druck stehen· Da die Ventile der Anechlußteile wie auch die naoh öffnung der Ventile auf sie wirkenden Kräfte durch d en Druok des StrSmungsmediums selbst ausgeglichen werden, wird die Anschlußverbindung nicht von der Größe des Druckes des Strö -mungsmediums in den Anschlußteilen beeinflußt, und bei der Verbindung und Trennung brauohen nur die von den federn und der Reibung verursachten Kräfte überwunden zu werden. Wenn

909808/0129 - ¹* -

, . ^ BAD ORlGJNAL

es erwünscht ist, kann die wirksame fläche der Druckseite der Ventildichtungeringe 56 etwas größer als die wirksame Druckfläche der Dichtungsringe 54 gemacht werden, wobei der Druck des Strömungsmedium dazu ausgenutzt werden kann₉ die Ventile geschlossen zu halten» In gleicher Weis© kann die wirksame fläche der Druckseite des Kolbenkopfes 102 etwas größer als die fläche gemacht werden, die, nach öffnung der Ventile, dem Druck des Strömungsmediums in den Anschluß teilen ausgesetzt ist, wobei der Kolben 100 bei der Verbindung der Anschlußteile wirklich eine Hilfe ist. Bine solche Verwendung von flächendifferenzen zur geringfügigen Verschiebung eines tatsächlich ausgeglichenen Zustandes macht es erforderlich, daß die von dem Druck des StrösLungsmediums ausgeübten Kräfte während der Verbindung oder der !Trennung überwunden werden,, Daher werden in den meisten Anwendungsfällen die wirksamen flächen der Druckseite der Ausgleichsvorrichtung im wesentlichen gleich seia, wodurch ein im wesentlichen vollkommener Ausgleicheeffekt geschaffen wird·

Es muß bemerkt werden, daß ohne Abweichung von dem Gedanken und dem Umfang der Brfin-dung dem fachmann sahireiche Abänderungen offenkundig sind, und die Erfindung soll nur durch den Bereich der folgenden Ansprüche begrenzt werden.

909808/0129

Claims

DR. ING. H. NBGENDANK λ ι j r / ο η

·β · ΗΧΌΜΛ WALIi Μ« · FBHKStTF M?iM TTKD 8β 41 IB

ASHOQUIP Α.α.

Höhenweg 9 ZUG (Sohweiu)

Patentansprüche

1. Selbstdiohteades Leitungeanschlußstück für Hochdruckleitungen, gekenngeiohnet duroh einen Anschlußteil (10|68) mit einer Bohrung (12j70), die ein offenes Ende, ein an der anderen Seite liegendes Ende zum Anschluß an das unter Druck stehende Strömungsmedium und dazwischen einen Ventilsitz (46) hat, einen axial verschiebbaren Ventilkörper (48) awiaoiaen dem Anschlußende und dem Ventilsitz (46), der in den eit-5 (46) paßt und die Bohrung (12|70) gegen den Durchfluß des Strömungsmediums abdichtet, und eine Vorrichtung (54,56) zum Kräfteausgleich an dem Ventilkörper (43), die mit dem Ventilkörper wirksam verbunden ist, von dem unter Druck stehenden Medium betätigt wird und die von dem unter Druck stehenden Medium auf den Ventilkörper (48) ausgeübten axialen Kräfte im wesentlichen ins Gleichgewicht bringt, wenn der Ventilkörper (48) sich gegen den Sitz (46) legt.

2. Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feder (66) zwischen ein Zylinderelement (26), das in der Bohrung (12;70) befestigt ist und ein offenes, sich zum Ventilsitz (46) hin erweiterndes Ende hat,

909808/0129 _. ₂ _

BAD ORIGINAL ^

um den Ventilkörper (48) gelegt ist und dem Ventilkörper eine Vorspannung gegen den Sitz (46) erteilto

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein erstes Korbenelement (56) auf dem Ventilkörper (48) außerhalb des Zylinderteiles (26) mit einer Druckseite, die dem unter Druck stehenden Medium in der Bohrung (12}70) ausgesetzt ist, und einer druckfreien, zur Atmosphäre offenen Seite und durch ein zweites, zwischen den Ventilkörper (48) und den Zylinderteil (26) gelegtes Korbenelement (54) mit einer Druckseite, die d©m Druck des Strömungsmediums in der Bohrung (12;70) ausgesetzt ist, und einer druckfreien Seite, die mit dem Inneren des Zylinderteiles (26) in Verbindung steht₀

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen der Kolbenelemente (54»56) in entgegengesetzte zu der Achse des Zylinderteiles (26) parallele Richtungen weisen und im wesentlichen gleiche Fläche haben·

5c Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kolbenelement (56) ein auf dem Ventilkörper(48) befestigter Dichtungsring, ist, der pro geformt ist, daß er sich dem Ventilsitz (4'6) anlegte

6* Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der druckfreien Seite des ersten Kolbenelementes (56) und der Atmosphäre eine Verbindung besteht_β

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilkörper (48) ein Durchlaß (62) besteht, der die druckfreie Fläche des zweiten KoI-

909808/0129 - 3 -

U25A30

benelementes (54) mit der Atmosphäre verbindet«

8. Selbe tdiohtende !leitungsverbindung für Hochdruckleitungen, bestehend aus Anschlußstüoken nach Anspruch 1 bis 7, die unter hohen inneren Drüoken verbunden und getrennt werden können, gekennzeichnet durch zwei miteinander verbindbare Anschlußstüoke (ΐθ;68) mit je einer ein offenes Bude aufweisenden Bohrung (12;70), je einen axial verschiebbaren Ventilkörper (48) in den Bohrungen (12; 70), bei der Anschlußstüoke, der die zugehörige Bohrung bei der Trennung der Anschlußstücke (10;68) gegen den Durchfluß des Strömungsmediums verschließt, wobei sich die Ventilkörper (48) bei der Verbindung der Anschlußetüoke (10;68) in einen Sitz (46) schieben und nach Herstellung der Verbindung die Ventilöffnung freigeben, eine Vorrichtung zur vorläufigen Verbindung der Ansohlußstüoke (10;68) vor der öffnung der Ventile (48), eine Dichtung (44,88) auf den Anschlußstücken (1O;68), die zu Anfang der Verbindung der Anschlußstücke (10;68) zwischen den Bohrungen (12;70) eine Abdichtung herstellt, eine Vorrichtung (96,99, 100) auf mindestens einem Anschlußstück (10;68), welche die Druckkräfte des Strömungsmediums ausgleicht, die in einer zur gegenseitigen Bewegung der Anschlußstüoke parallelen Richtung auf die AnschlußstUoke (10;68) wirken, und eine erste Verschluß» vorrichtung (20,110,118), die auf einem Anschlußstück (10) angebracht ist und mit der zweiten Verschlußvorriohtung (124,142) auf dem anderen Anschlußstück (68) bei vollständiger gegenseitiger Verbindung der Anschlußstüoke zusammenwirkt. 90JYOU 10 IiQ

9. "Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kolben (1Οθ) auf dem zweiten Anschlußstück (68) zu ihm axial bewegbar angebracht ist und mit einem ringförmigen Zylinder (94) auf dem zweiten Anschlußstück (68) arbeitsmäßig verbunden ist₀

Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (100) eine auf ihm befestigte Verbindungsvorrichtung hat und die Fläche (106) seiner Druckseite ausreicht, um während der Verbindung der Anschlußstücke (10j68) eine axiale Kraft auf den Kolben (100) in Richtung der relativen Bewegung der Anschlußstücke aufzubringen, die im wesentlichen die Druckkräfte des Strömungsmediums ausgleicht, die Sarauf gerichtet sind, die Anschlußstücke (IO568) bei offenen Ventilen (48) zu trennen»

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, äs-durch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsvorrichtung (20) auf dem ersten Anschlußstück (10) während der Verbindung der Anschlußstücke (10j 68) 'mit der auf dem Kolben (100) angebrachten Verbindungsvorrichtung (110,112) zusammenwirkt„

12» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchbohrung (96) in dem zweiten Anschlußstück (68) die Verbindung von der Bohrung (70) etwa in der Mitte zwischen ihrem offenen Ende (74) und dem zugehörigen Ventilkörper (48) zu einem ringförmigen Zylinder (99) herstellt·

13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (96, 99, 100) zum Druckausgleich aus einem Zylinder (99), der mit dem unter Druck stehenden Strömungsmedium bei der Öffnung von einem der

f4t - 5 -

- ^€ "*³ H25430

Ventile (48) in Verbindung steht und einem alt de* Zylinder verbundenen Kolben (100) besteht, der in ihm parallel zu der Relativbewegung der Ansohlußstüoke (10|68) während der Verbindung und Trennung beweglich lot, wobei der Kolben (100) zugleich ein !Dell der Verbindungsvorrichtung ist·

14· Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 8 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (54,56) für den Druckausgleich an beiden Ventilkörpern (48) angebracht ist und den Druok des Strömungsmediums, der auf das Sohlieflen der Ventile (48) hinwirkt, im wesentlichen ausgleioht, und aus einem Paar Kolbenelemente (54,56) besteht» deren Druckseiten in entgegengesetzte zu der Riohtung der Ventilbewegung parallele Richtungen weisen und deren druokfreie Seiten gegenüber den zugehörigen Druokselten angeordnet sind und bei der Trennung der Aneohlußstüoke (10{68) mit der Atmosphäre in Verbindung stehen·

15· Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 8 bis 14t daduroh gekennzeichneti daß die erste Verschlußvorrichtung (20,110) auf dem zweiten Ansohluflstück (20) angebracht ist und den Kolben (100) gegenüber dem zweiten Ansohluistück (20) festeilt und daß eine Vorspannungsvorrichtung (116) die erste Verschlußvorrichtung (20,110) im Eingriff mit der zweiten Verschluflvorriohtung (124,142) hält, wobei eine vorbestimmte axiale, auf die Anschluflstücke (10j 68) wirkende Kraft die Vorspannung der Vorrichtung (116) überwindet und die beiden Verschlußvorriohtungen auseinander löst.

909808/0129