DE3215155A1

DE3215155A1 - Verriegelungsanordnung fuer eine kupplung

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Publication number: DE3215155A1
Application number: DE19823215155
Authority: DE
Inventors: Hans 8810 Horgen Oetiker
Original assignee: Individual
Current assignee: Hans Oetiker AG Maschinen- und Apparatefabrik Hor
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1982-11-11
Also published as: US4413846A; FR2515307B1; AT387442B; DE3215155C2; CA1175459A; GB2097500B; ES511654A0; ES8404490A1; IT1150869B; IT8220875A0; FR2515307A1; GB2097500A; JPH0330040B2; FR2505018A1; BR8202306A; SE454015B; NL8201403A; NL191856B; ES521546A0; JPS585587A

Description

DR. DIETER V. BEZOLD ° ^z ' ^{3 I}

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

MARIA-THERESIA-STRASSE 23 POSTFACH S6O2 6O

D-8OOO MUENCHEN β6

ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

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11224

Hans Oetiker
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Verriegelungsanordnung für eine Kupplung

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Hans Oetiker 11 224

Oberdorfstraße 21
Horgen, Schweiz

Verriegelungsanordnung für eine Kupplung

Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung, und zwar insbesondere eine Sicherheits-Riegel- und Klinkenanordnung für derartige Kupplungen.

Die US-Patentschriften 2 722 399, 2 795 438 und 3 858 910 sind representativ für solche bekannte Schlauchkupplungen, die einen Anschluß eines Einsteck-Kupplungselements an ein Aufnahme-Kupplungselement sowie ein Trennen der beiden Kupplungselemente gestatten. Ferner ist es bekannt, daß sich beim Lösen derartiger Kupplungen, die für Druckluft oder andere Gase unter hohem Druck vorgesehen sind, Rückschlagdrükke ergeben können, und zwar insbesondere bei langen Schlauchleitungen, so daß der plötzlich freigegebene Nippel wie eine Kugel aus der Kupplung herausgeschossen wird und dabei extrem gefährliche Beschädigungen oder Verletzungen hervorrufen kann. Um solche Schaden zu verhindern, wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, die im wesentlichen folgendermaßen beschrieben werden können. Bei Kupplungen, die mit

einem bajonettverschlußartigen Riegelmechanismus versehen sind, wird eine sogenannte Sicherheitskammer oberhalb des normalen Kupplungsgehäuses, in welchem die Ausschnitte für die Bajonettnocken um l80° gedreht werden, angeordnet, so daß der Anschlußnippel während des Lösevorganges nicht sofort aus dem Gehäuse herausfliegen kann. Bei Kupplungen mit einem Kugel-Sicherheitsmechanismus werden zwei Reihen von ringförmig angeordneten Kugeln derart vorgesehen, daß die erste Kugelreihe den Anschlußnippel während des Lösevorgangs solange festhält, bis die Kupplung entlüftet ist, das heißt, bis der Druck in dem an die Kupplung angekuppelten Schlauch auf ein sicheres Niveau abgesunken ist. Schließlich wurde vorgeschlagen, einen Anschlußnippel mit einem Ventil auszurüsten, so daß der Schlauch während des Lösevorganges überhaupt nicht oder nur sehr langsam entlüftet wird.

Zwar stellen diese bekannten Sicherheitsmechanismen einen beträchtlichen Portschritt auf dem Gebiet der Sicherheitskupplungen dar, jedoch bringen sie beträchtliche Nachteile mit sich. Genauer gesagt, ist die Anordnung einer sogenannten Sicherheitskammer oberhalb des eigentlichen Kupplungsgehäuses relativ kompliziert und teuer. Kupplungen mit Kugel-Klinkenanordnungen der oben erwähnten Art sind nicht nur unzureichend vibrationssicher, sondern neigen auch zu Fehlfunktionen und können darüber hinaus nicht im Zusammenhang mit den am sichersten arbeitenden Freigabe- oder Lösemechnismen, die einen drehbaren Ring verwenden, eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in der US-PS 2 795 ^38 beschrieben sind. Der Einsatz eines Ventils schließlich läßt nicht nur die Kosten der Schlauchkupplung ansteigen, sondern stellt außerdem auch eine Erhöhung des Durchflußwiderstandes dar, was unter dem Gesichtspunkt des Energieverbrauchs nachteilig ist.

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Dementsprechend liegt der Erfindung vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchkupplung der oben beschriebenen Art zu schaffen, welche in zuverlässiger Weise die ober erwähnten Mängel und Nachteile durch einfache und relativ preiswerte Mittel vermeidet und die in einfacher Weise von beliebigen Personen, auch von solchen ohne besondere Fachkenntnisse, bedient werden kann. Ferner richtet sich die Erfindung auf die Schaffung eines Sicherheitsmechanismus für Kupplungen mit drehbarer Freigabeeinrichtung, wobei die Vorrichtung aus preislicher Sicht günstig sein und die Freigabe des Nippels mit großer Kraft blockieren soll, bis der Druck im Schlauch im wesentlichen vollständig abgelassen worden ist.

Die vorliegende Erfindung kenntzeichnet sich vor allen Dingen dadurch, daß eine auf dem Einsteck-Kupplungselement angeordnete Schulter, die an einer ersten Anschlagfläche angreifen kann, wenn sich das Einsteck-Kupplungselement in seiner vollständig eingekuppelten Stellung befindet, anfänglich an einer zweiten Anschlagfläche, die gegenüber der ersten Anschlagfläche axial nach hinten - gesehen in Löserichtung des Einsteck-Kupplungselements - versetzt ist, angreifen kann₃ wenn das Einsteck-Kupplungselement aus dem Eingriff in die erste Anschlagfläche freigegeben wird, um das sofortige vollständige Lösen des Einsteck-Kupplungselements aus dem Aufnahme-Kupplungselement zu verhindern, während noch ein hoher Druck in dem an die Kupplung angekuppelten Leitungssystem herrschen kann, so daß auf diese Weise erst der Druck abgeblasen und damit die Gefahr schwerer Schäden vermieden werden kann, bevor sich das Einsteck-Kupplungselement völlig aus dem Aufnahme-Kupplungselement lösen läßt.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform nach der Er-

findung wird die erste Anschlagfläche von einem Klinkenelement gebildet, welches unter radial nach innen gerichteter Pederspannung innerhalb einer Ausnehmung sitzt, die in das Aufnahme-Kuppungselement eingearbeitet ist, während die zweite Anschlagfläche von einem Sicherheits-Riegelelement gebildet wird, das ebenfalls unter radial nach innen gerichteter Pederspannung in einem Schlitz sitzt, der in das Kupplungsgehäuse eingefräßt ist, und zwar, gesehen in Löserichtung des Einsteck-Kupplungselements, axial hinter der das Klinkenelement aufnehmenden Ausnehmung. Der das Sicherheits-Riegelelement enthaltende Schlitz erstreckt sich, ebenso wie die das Klinkenelement aufnehmende Ausnehmung, bis zu der für den Nippel vorgesehenen Bohrung, um letztere zu schneiden. Das Sicherheits-Riegelelement, welches aus einem flachen, vorzugsweise gehärteten Stahlteil besteht, wird in den Schlitz eingeführt und in Richtung auf seine Eingriffsposition von einer Druckfeder verspannt, so daß die von ihm gebildete Anschlagfläche mit der auf dem Einsteck-Kupplungselement angeordneten Schulter in Eingriff gelangen kann, wenn das Einsteck-Kupplungselement aus seinem Eingriff in das Klinkenelement freikommt. Das das Sicherheits-Riegelelement bildende Stahlteil verhindert auf diese Weise das anfängliche vollständige Lösen des Einsteck-Kupplungselements aus dem Aufnahme-Kupplungselement, wenn das Klinkerielement zur Freigabe des Einsteck-Kupplungselments betätigt wird, so daß sich auf diese Weise jeglicher Druck, der noch in dem an die Kupplung angekuppelten Leitungssystem herrscht, absinken kann. Nach einer besonders einfachen und wirksamen erfindungsgemäßen Konstruktion wird die Steuerung des Sicherheitsmechanismus derart durchgeführt, daß das Sicherheits-Riegelelement immer in seine Rigelposition freigegeben wird, bevor das Klinkenelement vollständig soweit angehoben worden ist, daß es den Nippel freigibt. Sobald also der Nippel vom Klinken-

element freigegeben ist, preßt oder verkeilt der Rückschlagdruck des Gases in der Schlauchleitung den Nippel sicher gegen die zugehörige Anschlagfläche des Sicherheits-Riegelelements, und zwar solange, bis der Druck in der Leitung auf ein sicheres Niveau abgefallen ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Feder, die das Klinkenelement in Richtung auf dessen Sperrstellung verspannt, stärker als die Feder, die das Sicherheits-Riegelelement in Richtung auf dessen Sperrposition belastet, so daß dann, wenn der Druck in der an die Kupplung angekuppelten Leitung im wesentlichen abgeblasen ist, die stärkere Feder die Kraft der schwächeren Feder überwindet und auf diese Weise eine automatische Freigabe des Nippels herbeiführt. Besteht der Betätigungsmechanismus beispielsweise aus einem drehbaren Element, welches mit nach innen vorspringenden, fingerförmigen Betätigungselementen versehen ist, so kann das drehbare Element gleichzeitig dazu dienen, das Klinkenelement durch Eingriff des einen fingerförmigen Betätigungselements aus seiner normalen Sperrstellung herauszuheben, nachdem das andere fingerförmige Betätigungselement das Sicherheits-Riegelelement aus seiner Ruhestellung, in der es von diesem anderen fingerförmigen Betätigungselement gehalten wurde, in Richtung auf die Riegelposition freigegeben hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Schlauchkupplung mit einem Sicherheitsmechanismus nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. I₃ wobei die verschiedenen Einzelteile in derjenigen

Stellung dargestellt sind, die sie bei völlig eingekuppeltem Nippel einnehmen, während Luft aus dem Kupplungselement durch den Nippel in den an letzteren angeschlossenen Schlauch strömen kann;

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 2, wobei die Einzelteile diejenige Stellung einnehmen, in der das Sicherheits-Riegelelement den Nippel innerhalb des Kupplungselements festhält;

Fig. 4 einen axialen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Kupplung mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsmechanismus;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Auf der Zeichnung sind durchgehend gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Die Vorrichtung umfaßt ein zweiteiliges Aufnahme-Kupplungselement 10, bestehend aus einem linken Kupplungsteil 11 und einem rechten Kupplungsteil 12, die miteinander verschraubt sind, und zwar über ein Innengewinde einer hülsenförmigen Verlängerung 13 des linken Kupplungsteils 11 sowie über ein Außengewinde einer hülsenförmigen Verlängerung 17 des rechten Kupplungsteils 12. Der linke Kupplungsteil 11 weist eine Bohrung lh auf, deren Durchmesser an die Abmaße eines Verbindungsnippels oder Einsteck-Kupplungselements 30 angepaßt ist, welches in der Bohrung aufgenommen werden kann. Die Bohrung 14 im Kupplungsteil 11 schließt sich an einen Bohrungsabschnitt 15 verminderten Durchmessers an, und zwar über einen konischen Bohrungsabschnitt 16. Der rechte Kupplungsteil 12 ist mit einer Gewinde-Anschlußbohrung 18 zum Anschluß an eine

Druckleitung versehen und führt über eine Bohrung 19 verminderten Durchmessers in eine Kammer 20, die in der Verlängerung 17 ausgebildet ist. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Kupplungsteil 11 außerdem mit zwei im Abstand zueinander liegenden Ausnehmungen 23a und 23b versehen, die rechtwinklig in den Kupplungsteil 11 eingefräst sind. Die eingefräste Ausnehmung 23a schneidet mit ihrer imaginären Sehne die Bohrung 14, das heißt, sie durchbricht die Wand des Kupplungsteils 11, um eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren der Bohrung Ik und der ausgefrästen Ausnehmung 23a zu schaffen. Außerdem ist der linke Kupplungsteil 11 mit einer Ringnut 25 versehen, deren Zweck im weiteren noch erläutert werden soll.

Der Anschlußnippel oder das Einsteck-Kupplungselement 30 ist mit einer Bohrung 31 für den Durchgang des unter Druck stehenden Mediums versehen. Außerdem umfaßt es einen ersten Abschnitt 32 mit großem Außendurchmesser, der in einen Endabschnitt 33 mit vermindertem Außendurchmesser ausläuft, und zwar über einen konischen Abschnitt 3^. Außerdem ist das Einsteck-Kupplungselement 30 mit einer Umfangsnut 35 versehen, und zwar in solcher Position, daß die Umfangsnut im wesentlichen axial mit der eingefrästen Ausnehmung 23a fluchtet, wenn das Einsteck-Kupplungselement 30 seine Kupplungsstellung gemäß Fig. 1 einnimmt. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, bildet die Umfangsnut 35 einen im wesentlichen rechten Winkel zwischen ihrer vorderen Anschlagfläche 35' und ihrer Bodenfläche, während ihre rückwärtige Endfläche über eine Ausrundung in die Bodenfläche übergeht.

Um die nicht dargestellte Druckleitung, die in der Regel an das Aufnahme-Kupplungselement 10 angeschlossen ist, verschlossen zu halten und auf diese Weise Energieverluste zu vermeiden, wenn kein Einsteck-Kupplungselenment 30 einge-

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kuppelt ist, wird innerhalb der Kammer 20 ein Ventilelement 40 vorgesehen, welches von einer Feder 41 derart in seine Schließstellung verspannt ist, daß seine ringförmige Dichtfläche 42 an einer ringförmigen Dichtung 43 anliegt, die in einer entsprechenden Ausnehmung des Kupplungsteils 11 sitzt. Eine ringförmige Betätigungsscheibe 44, die beispielsweise über Tragrippen 45 einstückig mit dem Ventilelement 40 ausgebildet ist, kann die Angriffsfläche für die freie Stirnfläche des Einsteck-Kupplungselements 30 bilden, wenn letzteres in die Bohrung des linken Kupplungsteils 11 eingeführt wird, so daß sich das Ventilelement 40 öffnet, wenn das Einsteck-Kupplungselement 30 seine gesicherte Kupplungsposition nach Fig.l erreicht.

Die Klinkenanordnung zum Sichern des Einsteck-Kupplungselements 30 in der Kupplungsposition umfaßt drei Teile, nämlich ein Klinkenelement 50 (Fig. 3), welches eine Klinken-Anschlagfläche 50' bildet und aus einem flachen, im wesentlichen rechtwinkligen Blech besteht, ferner eine Scnraubenfeder 53 und schließlich ein Kappenelement 55 aus beliebigem Kunststoffmaterial. Um das Einsteck-Kupplungselement 30 in einfacher Weise mit dem Aufnähme-Kupplungselement 10 verbinden zu können, weist das Klinkenelement 50 in seiner rückwärtigen Stirnfläche - bezogen auf die Einschubrichtung des Verbindungsnippels - eine etwa V-förmige Kerbe 51 auf, während seine gegenüberliegende Stirnfläche mit einem abgeflachten, etwa U-förmigen Ausschnitt 52 versehen ist, um eine sichere Verklinkung der Kupplungselemente 10 und 30 sicherzustellen.

Zwei nach innen vorspringende Betätigungselemente 56a und 56b sowie ein randförmiger umlaufender Vorsprung 57 beziehungsweise entsprechende beabstandete Einzelvorsprünge sind einstückig mit dem Kappenelement 55 ausgebildet, beispielsweise durch Spritzgießen. Dabei kann man ohne wei-

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teres eine Riffelung oder Kerbung 59 (Fig. 1) auf der Außenfläche des Kappenelements 55 herstellen, beispielsweise durch Wahl einer geeigneten Form.

Die insoweit beschriebene Kupplung arbeitet sehr zufriedenstellend, was den Anschluß des Einsteck-Kupplungselements an das Aufnahme-Kupplungselement 10 anbelangt, und zwar auch dann, wenn in der mit dem Kupplungselement 10 verbundenen Leitung ein hoher Druck herrscht. Darüber hinaus bereitet bei der insoweit beschriebenen Konstruktion der Lösevorgang des Einsteck-Kupplungselements 30 aus dem Aufnahme-Kupplungselement 10 als solcher keine Probleme. Um jedoch eine zusätzliche Sicherheitsvorkehrung zu schaffen, umfaßt die Erfindung ferner einen Sicherheitsmechanismus, der zuverlässig jegliche Unfälle vermeidet, die sonst als Folge davon auftreten können, daß während des Lösevorgangs in der an die Kupplung angeschlossenen Schlauchleitung ein Druck vorhanden ist; dieser Druck kann das Anschluß-Kupplungselement 30 aus dem Aufnahme-Kupplungselement 10 herausschleudern, wenn das Klinkenelement 50 dadurch freigegeben wird, daß das fingerförmig vorspringende Betätigungselement 56a bei einer Drehung des Kappenelements 55 gegen den Uhrzeigersinn (Fig. 3) am freien Ende des Klinkenelements 50 angreift. Der erfindungsgemäße Sicherheitsmechanismus umfaß ein Sicherheits-Riegelelement 6l, welches eine relativ flache und geradlinige Form besitzt sowie eine Sicherheits-Riegel-Anschlagfläche 61' bildet. Das Sicherheits-Riegelelement 61 sitzt verschieblich in einem schmalen rechtwinkligen Schlitz 62 (Fig. 2 und 3), der in den Kupplungsteil 11 eingearbeitet ist und mit seiner imaginären Sehne ebenfalls die Bohrung 14 schneidet, das heißt, eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren der Bohrung 14 und dem ausgefrästen Schlitz 62 schafft. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt die Ausnehmung 33a und damit auch das Klinkenelement 50 näher am freien Ende des Einsteck-

Kupplungselements 30 als der Schlitz 62 und dementsprechend das Sicherheits-Riegelelement 6l. Anders ausgedrückt, ist das Sicherheits-Riegelelment 6l in Löserichtung des Einsteck-Kupplungselements 30 axial nach hinten gegenüber dem Klinkenelement 50 versetzt, und zwar bezogen auf die Anschlagfläche 35'· Eine Bohrung 63, die an ihrem inneren Ende mit dem Schlitz 62 in Verbindung steht, nimmt eine Feder 64 auf, die das Riegelelement 6l in Richtung auf dessen Riegelstellung verspannt. Dabei kann der Schlitz 62 in axialer Richtung bezüglich der Umfangsnut 35 so angeordnet werden, daß das Riegelelement 6l in der in Fig. 2 gezeigten Position, in der es gerade nicht die Bohrung 14 schneidet, gehalten wird, wenn das Einsteck-Kupplungselement 30 seine Kupplungsstellung nach Fig. 1 einnimmt. Alternativ kann der Schlitz 62 derart axial relativ zur Ausnehmung 23a angeordnet werden, daß das Riegelelement 61, das von dem fingerförmig vorspringenden Betätigungselement 56b in seiner gerade nicht die Bohrung schneidenden Stellung nach Fig. 2 gehalten wird, sofort in die Umfangsnut 35 hineinfallen kann, sobald die Drehung des Kappenelements 55 gegen den Uhrzeigersinn begonnen hat. Mit anderen Worten, der Schlitz 62" kann auch geringfügig nach rechts versetzt gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Position angeordnet werden. Im erstgenannten Fall sind Abmaße und Stellung der fingerförmig vorspringenden Betätigungselemente 56a und 56b weniger kritisch, und man kann ein gewisses Spiel des Kappenelements bei seinen Drehbewegungen zulassen. Im letztgenannten Fall müssen die Betätigungselemente 56a und 56b mit größerer Genauigkeit positioniert werden, siehe Fig. 2. Das Riegelelement 6l kann aus beliebigem geeignetem Material bestehen, beispielsweise aus gehärtetem Stahl. Dabei wird die Feder 64 absichtlich schwächer gewählt als die Feder 53₅ und zwar aus Gründen, die sich noch aus der folgenden Beschreibung ergeben.

Die Einzelteile der Kupplung sind in den Figuren 1 und in der verriegelten Kupplungsstellung gezeigt, in der das federbelastete Klinkenelement 50 eine Bewegung des Einsteck-Kupplungselements 30 in Löserichtung, das heißt, nach links in Fig. 1 verhindert, und zwar durch Eingriff in die Umfangsnut 35, wobei seine Klinken-Anschlagfläche 50', die den Boden des U-förmigen Ausschnitts 52 bildet, an einem entsprechenden Abschnitt der vorderen Anschlagfläche 35' der Umfangsnut 35 zur Anlage kommt. Währenddessen befindet sich das Sicherheits-Riegelelement 6l in seiner gerade eben zurückgezogenen Position gemäß Fig. 2, in der es durch das fingerförmige Betätigungselement 56b und/oder durch die Außenfläche des Abschnitts 32 des Nippels gehalten wird. Um das Einsteck-Kupplungselement zu lösen, muß man lediglich das Kappenelement 5>5 gegen den Uhrzeigersinn in die Position nach Fig. 3 drehen, in der das Betätigungselement 56a am linken freien Ende des Klinkenelements 50 angreift und letzteres gegen die Kraft der Schraubenfeder 53 aus der Umfangsnut 35 heraushebt; dadurch wird die Freigabe des Nippels vorbereitet. Bevor jedoch das Klinkenelement 50 durch den Eingriff des fingerförmigen Betätigungselements 56a so weit zurückgezogen ist, daß es den Klinkeneingriff in das Einsteck-Kupplungselement 30 völlig freigibt, wird das Sicherheits-Riegelelement 6l vom fingerförmig vorspringenden Betätigungselement 56b freigegeben, so daß dann, wenn das Einsteck-Kupplungselement 30 mit seiner Bewegung nach links in Fig. 1 beginnt, die Anschlagfläche 35" des Nippels fest gegen die Riegel-Anschlagfläche 6l' des Sicherheits-Riegelelements 6l gepreßt oder verkeilt wird, und zwar durch den Druck, der in der an das Kupplungselement 10 angekuppelten Schlauchleitung herrscht. Diese Stellung bleibt bestehen, bis praktisch keine Druckkräfte mehr auf das Einsteck-Kupplungselement 30 ausgeübt werden, das heißt, bis der Sicherheitszustand eingetreten ist. Das

Verkeilen oder Anpressen hält außerdem das Kappenelement in der Position nach Fig. 3 fest, da die Verkeilungs- oder Anpreßkraft sehr viel größer ist als die von der Feder 53 ausgeübte Kraft. Sobald die Verkeilungs- oder Anpreßkraft durch Entleeren oder Abblasen der an das Kupplungselement 10 angekuppelten Schlauchleitung aufhört, überwindet die Kraft der stärkeren Feder 53 die Kraft der schwächeren Feder 64 und führt somit das Kappenelement 55 automatisch in dessen Normalstellung nach Fig. 2 zurück. Dies bietet die Möglichkeit, den Lösevorgang des Einsteck-Kupplungselements 30 aus dem Aufnahme-Kupplungselement 10 abzuschließen.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß ein und dasselbe Kappenelement 55 mit seinen fingerförmigen Vorsprüngen oder Betätigungselementen 56a und 56b somit sowohl das Klinkenelement 50 als auch das Sicherheits-Riegelelement 61 steuert, und zwar, genauer gesagt, derart, daß das Sicherheits-Riegelelement 61, welches unter einer schwächeren Federkraft (Feder 64) als das Klinkenelement 50 (Feder 53) steht, in der Normalposition (Fig. 2) gerade eben zurückgezogen ist, wohingegen es bei einer Drehung des Kappenelements 55 gegen den Uhrzeigersinn (Fig. 2 und 3), also während des Lösevorganges, durch die Kraft der Feder,64, der nun nicht mehr die Kraft der Feder 53 entgegenwirkt, augenblicklich dazu veranlaßt wird, in die Bohrung 14 einzufallen. Die erfindungsgemäße Steuerung geschieht dabei derart, daß das Sicherheits-Riegelelement 6l immer längst freigegeben ist, bevor das Klinkenelement 50 vollständig zurückgezogen beziehungsweise aus der Umfangsnut herausgehoben wird, um die Lösebewegung des Einsteck-Kupplungselementes einzuleiten. Die Anschlagfläche 6l' des Sicherheits-Riegelelements 6l verhindert dabei zuverlässig das vollständige Lösen beziehungsweise die vollständige Frei-

gäbe des Einsteck-Elements 30, und zwar dadurch, daß die Anschlagfläche 35' so lange gegen die Anschlagfläche 6l' des Sicherheits-Riegelelements 6l gepreßt oder verkeilt wird, bis durch das Abblasen oder Entlüften der Schlauchleitung kein Druck mehr in letzterer vorhanden ist. Sodann dreht die stärkere Kraft der Feder 53. das Kappenelement 55 im Uhrseigersinn, gesehen in Fig. 3, was wiederum zu einem Zurückziehen des Sicherheits-Riegelelemnts 6l führt. Daraufhin kann die Kupplung in drucklosem Zustand gefahrlos gelöst werden. Die Feder 53 ist so stark, daß das Sicherheits-Riegelelement öl wieder in seine Normalstellung (Fig. 2) zurückgedrückt wird, sobald der Rückschlagdruck im Schlauch ausreichend abgesunken ist. Auf diese Weise wird das Einsteck-Kupplungselement 30 automatisch freigegeben, wenn die Sicherheitsbedingungen erfüllt sind. Die Betätigung und Handhabung der erfindungsgemäßen Kupplung ist also narrensicher. Die Kupplung kann mit einer Hand gelöst werden, ohne daß irgendwelche Gefahr für die Bedienungsperson besteht.

Die erfindungsgemäße Sicherheitskupplung kann sich auch nicht, wie es bei verschiedenen bekannten Kupplungen der Fall ist, von alleine, das heißt, unbeabsichtigt lösen, wenn die Druckluftleitung herumgezogen wird, beispielsweise in einer Fabrikanlage. Während des Lösevorgangs besteht nicht mehr die Möglichkeit, daß der Nippel durch den Druck in der Leitung aus der Kupplung herausgeschossen wird, so daß also in zuverlässiger Weise jegliche Unfälle vermieden werden. Diese Vorteile lassen sich durch die erfindungsgemäße Kupplung in preiswerter, unfallsicherer Weise erzielen, da die erfindungsgemäße Kupplung relativ wirtschaftlich in der Fertigung und in der Montage ist und sich sehr einfach handhaben läßt, und zwar selbst von relativ unerfahrenen Personen.

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Aus der obigen Beschreibung ergibt sich ohne weiteres, daß die Klinken- und Sicherheit-Riegelanordnung nach der Erfindung entsprechend den Figuren 1 bis 3 äußerst einfach in der Herstellung und im Zusammenbau ist. Hinzu kommt, daß die Anordnung nach den Figuren 1 bis 3 außerdem ohne weiteres eine Anpassung an Einsteck-Kupplungselemente unterschiedlicher Durchmesser zuläßt, und zwar über einem relativ, weiten Bereich von Querschnitts-Flächenverhältnissen, der das Verhältnis 2:1 übersteigt. Außerdem ist eine Normung der Einzelteile in weitreichendem Maße möglich. Schließlich läßt sich durch Verwendung von Kunststoff unterschiedlicher Farbe, beispielsweise für das Kappenelement 55j die spezielle vorgesehene Verwendung der Kupplung ohne weiteres deutlich machen, etwa blau für Druckluft, rot für Sauerstoff etc.. Unterschiedliche Färbungen erzielt man in einfacher Weise durch Zugabe verschiedener Farbadditive zu ein und demselben Ausgangsmaterial.

Zwar zeigen die Figuren 1 bis 3 eine besonders einfache und kostensparende Ausführungsform einer Kupplung mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsmechanismus, jedoch ist letzterer nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt, sondern läßt sich in gleicher Weise auch auf andere bekannte Kupplungen anwenden. Die Figuren 4 und 5 zeigen eine typische bekannte Kupplung mit einem Sicherheitsmechanismus nach der Erfindung, wobei ähnliche Teile, die in gleicher Weise arbeiten und dementsprechend auch nicht beschrieben werden, entsprechende Bezugsziffern, erhöht um den Wert 100, tragen. Abweichend von Fig. 1 bis 3 umfaßt das Ventilelement l40 einen ringförmigen Betätigungsabschnitt 146, an dem das freie Ende des Einsteck-Kupplungselements 130 angreifen kann. Der Betätigungsabschnitt ist mit einer oder vorzugsweise mit mehreren Verbindungsöffnungen 147 versehen, die eine Verbindung zwischen der Kammer 120 und

dem Inneren des ringförmigen Betätigungsabschnitts l46 herstellen, wobei letzterer seinerseits mit der Bohrung des Einsteck-Kuppungselements 130 in Verbindung steht. Außerdem umfaßt das Aufnahme-Kupplungselement 110 nach den Figuren 4 und 5 ein Klinkenelement 126 mit einem Klinkenabschnitt 126a, der in seiner Normalstellung. (Fig. 5) die Bohrung 114 sehnenförmig schneidet, um an der schulterförnvigen Anschlagfläche 135' anzugreifen, die von der Umfangsnut 135 im Einsteck-Kupplungselement 130 gebildet wird. Ein Betätigungselement 127 ist mit seinem unteren Ende 127a in das Klinkenelement 126 eingeschraubt und weist auf seinem oberen Ende einen freiliegenden Betätigungskopf· 127b auf. Beliebige gebräuchliche,nicht dargestellte Mittel zwingen das Klinkenelement 126 zu geradlinigen Bewegungen, wenn der Betätigungskopf 127b gegen die Kraft einer Feder 128 nach unten gedrückt wird. Letztere verspannt die Einzelteile des Klinkenmechanismus¹ in Richtung auf die Sperrstellung. Ein Stift 166, der im Kupplungsteil 111 verschieblich ist, ruht mit seinem unteren Ende auf dem Klinkenelement 126 und greift mit seinem oberen Ende am freien, rechten Ende des Sicherheits-Riegelelements l6l an. Wenn sich das Einsteck-Kupplungselement in seiner verklinkten Kupplungsstellung innerhalb des Aufnahme-Kupplungselements 110 befindet, wie es in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, so hebt das obere Ende des Stiftes 166 das Sicherheits-Riegelelement l6l gerade so weit an, daß letzteres eben nicht in die Bohrung 114 eingreift. Wird nun das Betätigungselement 127 nach unten gedruckt, um den Lösevorgang einzuleiten, so gibt die nach unten gerichtete Bewegung des Stiftes 166 augenblicklich das Sicherheits-Riegelelement l6l frei und läßt es in seine Betätigungs-Sicherheitsstellung gelangen, bevor der Klinkenabschnitt 126a das Einsteck-Kupplungselement 130 freigibt. Letzteres wird also wiederum durch einen ggf. noch vor-

handenen Rückschlagdruck zuverlässig gegen das Sicherheits-Riegelelement l6l verspannt oder verkeilt, bis der Druck in der Leitung aufgehört hat, woraufhin die Kraft der stärkeren Feder 128 erneut die Kraft der schwächeren Feder 164 überwindet. Der Sicherheitsmechanismus l6l, l62, l63, 164 und 166 dieses Ausführungsbeispiels erfüllt also die angestrebte Sicherheitsfunktion in der gleichen Weise wie der Sicherheitsmechanismus nach den Figuren 1 bis 3· 'Um das Einschieben des Einsteck-Kupplungselements 13Ο in das Aufnahme-Kupplungselement 110 zu erleichtern, ist das Klinkenelement 126 mit einem bogenförmigen Flächenabschnitt 129 versehen, welcher sich nach links in Fig. 4 erweitert und vertieft und am rechten Ende in den eigentlichen Klinkenabschnitt 126a übergeht.

Zwar wurden nur zwei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele erläutert, jedoch sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele und deren Einzelheiten nicht eingeschränkt ist, sondern in vielfältiger Wtise geändert und modifiziert werden kann.

Claims

m 9 - -ar - Hans Oetiker 11 224 Oberdorfstraße 21 Horgen, Schweiz Verriegelungsanordnung für eine Kupplung Patentansprüche

1.) Verriegelungsanordnung für eine Kupplung, bei der ein mit einer Schulter versehenes Einsteck-Kupplungselement in eine Bohrung eines Aufnahme-Kupplungselementes einführbar ist , wobei letzteres versehen ist mit einer ersten Anschlagflächen-Einrichtung zum Eingriff in die Schulter des Einsteck-Kupplungselements, um letzteres in dessen Anschluß-Stellung relativ zum Aufnahme-Kupplungselement festzulegen, und mit einer Freigabe-Einrichtung zur Freigabe der Schulter aus dem Eingriff in die erste Anschlagflächen-Einrichtung, um somit das Lösen des Einsteck-Kupplungselements aus dem Aufnahme-Kupplungselement einzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahme-Kupplungselement

(10; 110) eine zweite Anschlagflächen-Einrichtung (6l ff; l6l ff) aufweist, die relativ zur ersten AnschlagflSchen-Einrichtung (50 ff; 126 ff) axial nach hinten - gesehen in Löserichtung des Einsteck-Kupplungselements (30; 130) versetzt ist und in die Schulter (35'; 135') eingreifen kann, nachdem letztere aus dem Eingriff in die erste Anschlagflächen-Einrichtung freigegeben worden ist, um dadurch ein sofortiges vollständiges Lösen des Einsteck-Kupplungselements aus dem Atifnahme-Kupplungselement/zu verhindern, solange noch ein-Druck in dem.an die Kupplung angeschlossenen Leitungssystem herrschen kann, wobei die zweite Anschlagflächen-Einrichtung von der Freigabe-Einrichtung (55 ff; 127 ff) außer Funktion gesetzt werden kann, um ein vollständiges Lösen der Kupplung zu ermögli-

2. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung ein mit dem Aufnahme-Kupplungselement (10) verbundenes drehbares Element '(55) aufweist, welches in der einen Richtung drehbar ist, um das Lösen des Einsteck-Kupplungsele-, ments (30) aus dem Aufnahme-.Kupplungselement einzuleiten^

3. Verriegelüngsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element (55)" in der entgegengesetzten Richtung drehbar ist, um das vollständige Lösen des Einsteck-Kupplungselements (30) aus dem Aufnahme-Kupplungselement (10) herbeizuführen.

k. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennze i c h η e t, daß die Freigabe-Einrichtung ein Druckknopf-Betätigungselement (127) umfaßt.

5. Verriegelüngsanordnung für eine Kupplung nach einem

der Ansprüche 1 bis 4, bei der das mit einer äußeren Ringnut versehene Einsteck-Kupplungselement in die Bohrung des Aufnahme-Kupplungselements einführbar ist und diese Bohrung mit der Außenfläche des Aufnahme-Kupplungselements über einen Ausschnitt in direkter Verbindung steht, dessen imaginäres sehnenförmiges inneres Ende sich mit der Bohrung schneidet, wobei die Anordnung versehen ist mit einer Klinkeneinrichtung, die die erste Anschlagflächen-Einrichtung bildet, um das Einsteck-Kupplungselement in dessen Anschluß-Stellung relativ zum Aufnahme-Kupplungselement festzulegen, wenn der Ausschnitt im wesentlichen axial mit der äußeren Ringnut fluchtet, indem sich die Klinkeneinrichtung durch den Ausschnitt in Eingriff mit der von der Ringnut gebildeten Schulter hineinerstreckt, und mit einer auf dem Aufnahme-Kupplungselement vorgesehenen Betätigungseinrichtung, die die Freigabe-Einrichtung umfaßt, welche in die Klinkeneinrichtung eingreifen kann, um letztere aus der äußeren Ringnut herauszunehmen und somit ein Lösen des Einsteck-Kupplungselements aus dem Aufnahme-Kupplungselement zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahme-Kupplungselement (10; 110) eine Sicherheits-Riegeleinrichtung aufweist, die die zweite Anschlagflächen-Einrichtung bildet und bei einer Betätigung der Betätigungseinrichtung (55; 127) ein vollständiges Lösen des Einsteck-Kupplungselements (30; 130) aus dem Aufnahme-Kupplungselement verhindert, um einen wesentlichen Druckabfall in einer mit dem Aufnahme-Kupplungs element gekuppelten Leitung zu ermöglichen, wobei die Sicherheits-Riegeleinrichtung versehen ist mit einem Riegelelement (6l; l6l), das in einen Schlitz (62; 162) eingesetzt ist, der im Aufnahme-Kupplungselement (10; 110) hinter dem Ausschnitt (23a) - gesehen in Löserichtung des Einsteck-Kupplungselements (30; 130) - angeordnet ist, wobei der Schlitz die Bohrung (14) schneidet, mit einer im

Aufnahme-Kupplungselement angeordneten Feder (64; 164), die das Riegelelement (6l; l6l) in Richtung auf dessen Riegelposition verspannt, und mit einer weiteren Einrichtung (56b; 166), die die Betätigungseinrichtung (55J 127) derart mit dem Riegelelement (6l; 161) koppelt, daß letzteres normalerweise an einer Überschneidung mit der Bohrung (l4) gehindert wird, jedoch bei einer Betätigung des Betätigungselements (55; 127) freigegeben wird, bevor das Einsteck-Kupplungselement (30; 130) völlig von der Klinkeneinrichtung (55 ff; 126 ff) freigegeben wird, so daß das Einsteck-Kupplungselement von dem Druck, der in einer mit dem Aufnahme-Kupplungselement gekuppelten Leitung herrscht, mit seiner Schulter (35'; 135') gegen das Riegelelement (6l; l6l) gepreßt wird, um einen Abfall dieses Drucks durch Abblasen zu ermöglichen.

6. Verriegeleungsanordnung nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (535 128) die Klinkeneinrichtung (50 ff; 126 ff) in Richtung auf deren Sperrposition verspannt und daß diese Feder der Klinkeneinrichtung stärker als die Feder (64; 164) des Sicherheits-Riegelelements (6l; l6l) ist, um die Einzelteile der Klinken- und Riegeleinrichtungen automatisch in die Norrnalstellung zurückzuführen, wenn ein wesentlicher Druckabfall erreicht ist.

7. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennze ichnet, daß das Riegelelement (6l; l6l) ein relativ flaches Teil aus Stahl ist.

8. Verriegelungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein drehbar auf dem Aufnahme-Kupplungselement (10) angeordnetes kappenförmiges Element (55) um-

faßt, welches nach innen ragende Vorsprünge (56a, 56b) aufweist, die an der Klinkeneinrichtung (50) bzw. am Sicherheits-Riegelelement (6l) angreifen können, wobei der am Riegelelement (6l) angreifende Vorsprung (56b) einen Bestandteil der "weiteren Einrichtung" (Anspruch 5) bildet.

9. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das kappenf örrnige Element (55) nahe seinem in Axialrichtung freien Ende eine nach innen vorspringende, randförmige Einrichtung (57) trägt, die in eine Umfangsnut (25) des Aufnahme-Kup.plungselements (10) einschnappen kann, um das kappenförmige Element in leicht lösbarer Weise an dem Aufnahme-Kupplungselement zu befestigen.

10. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das kappenförmige Element (55) mit seinen Vorsprüngen (56a, 56b) als einstückig geformtes Kunstharzteil ausgebildet ist.

11. Verriegelungsanordnung nach einem der Ansprüche

8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (56a, 56b) begrenzt elastisch sind, um lediglich begrenzte elastische Auslenkungen zu ermöglichen.

12. Verriegelungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 j dadurch gekennzeichnet, daß die "weitere Einrichtung" (Anspruch 5) einen Stift (166) umfaßt, der die Klinkeneinrichtung (126) mit dem Sicherheits-Riegelelement (l6l) koppelt.

13· Verriegelungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennz eichnet, daß die Klinkeneinrichtung

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(126) lediglich eine im wesentlichen geradlinige Bewegung relativ zum Aufnahme-Kupplungselement (110) durchführen kann.

14. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß. die Betätigungseinrichtung ein federbelastetes Druckknopf-Bctätigungselement (127) umfaßt.

15· Anordnung zum Verklinken und Verriegeln eines Einsteck-Verbindungselements, welches in eine Bohrung eines Aufnahme-Kupplungselements einführbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (10) zwei in axialem Abstand zueinander,liegende Ausschnitte (23a, 62) aufweist, die einen Abschnitt der die Bohrung (14) bildenden Wand schneiden und durchbrechen, um eine direkte Verbindung zwischen der Bohrung und der Außenseite des Aufnahme-Kupplungselements herzustellen; daß ein Kinkenelement (50) lose in den einen Ausschnitt (23a) einge-, legt ist; daß eine Feder (53) lose auf das Klinkenelement (50) aufgesetzt ist, um letzteres nach innen zu verspannen; daß ein Sicherheits-Riegelelement (6l) lose in den anderen Ausschnitt (62) eingelegt ist; daß eine Feder (64) lose ,auf das Riegelelement (6l) aufgesetzt ist, um letzteres nach innen zu verspannen; und daß auf dem Aufnahme-Kupplungselement (10) eine Kappeneinrichtung (55) angeordnet ist, die die Ausschnitte und die Federn von außen überdeckt sowie letztere unter Spannung festlegt.

16. Anordnung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Kappeneinrichtung (55) drei Funktionen erfüllt, indem sie

-Ίο.) die Federn (53, 64) sowie die Klinken- und Riegelelemente (50, 6l) überdeckt,

b) die Klinkenwirkung des Klinkenelements (50) aufhebt, und zwar mittels eines Betätigungselements (56a), welches einstückig mit der Kappeneinrichtung ausgebildet ist und am Klinkenelement (50) angreifen kann, und

c) das Riegelelement (6l) seine Sicherheits-Riegelstellung einnehmen läßt, bevor das Einsteck-Verbindungselement (30) von dem Klinkenelement (50) vollständig freigegeben wird.

17· Anordnung nach Anspruch 15 oder l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappeneinrichtung (55) nach innen vorspringende Betätigungselemente (56a, 56b) aufweist, von denen das eine mit dem Klinkenelement (50) und das andere mit dem Sicherheits-Riegelelement (6l) in Eingriff bringbar ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappeneinrichtung (55) und die Betätigungselemente (56a, 56b) einstückig aus Kunststoff ausgebildet sind.