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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung, die
Mittel zur schnellen Kopplung eines Leitungsendes mit einem Element
umfassen.
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Verbindungsvorrichtungen,
die solche Kopplungsmittel enthalten, werden üblicherweise in Transportleitungssystemen
für Fluide
eingesetzt, insbesondere zum Verbinden einer Leitung mit einer anderen
Leitung, mit einem Element zur Ausgabe von Fluiden wie einer Pumpe
oder mit einem Element zur Aufnahme von Fluiden wie einem Behälter.
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Eine
Verbindungsvorrichtung bekannter Art umfasst im Allgemeinen einen
Körper,
der einen inneren Kanal hat, der in eine Kammer zur Aufnahme eines
Endes der Leitung mündet,
eine ringförmige Dichtmuffe
sowie Mittel zum Festhalten dieses Leitungsendes.
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Die
Haltemittel umfassen beispielsweise eine elastisch verformbare Scheibe,
die einen Innenumfang hat, dessen Innendurchmesser kleiner als der
Außendurchmesser
der Leitung ist, und die in mehrere Zähne unterteilt ist, sowie einen äußeren Teil,
der in einer in der Kammer ausgesparten Auskehlung aufgenommen ist.
Beim Einführen
des Leitungsendes werden die Zähne
gebogen und so angehoben und die freien Enden der Zähne durch
die elastische Wirkung des die Scheibe bildenden Materials auf die
Außenfläche der
Leitung gedrückt,
um sich in diese gleichsam zu verbeißen, wenn eine Zugkraft auf
die Leitung ausgeübt
wird.
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Die
Verbindungsvorrichtung umfasst üblicherweise
ein Trennmittel in Form eines Stößels, der verschiebbar
in der Kammer aufgenommen ist, und dessen eines Ende ist ausgebildet,
sich zwischen die Zähne
und die Leitung zu schieben und diese auseinander zu drücken, während ein
entgegengesetztes Betätigungsende
von der Außenseite
der Kammer absteht. Es besteht die Gefahr, dass um die Verbindungsvorrichtung
liegende Teile bei einer Relativverschiebung zwischen diesen und
der Vorrichtung den Stößel eintreiben,
oder, wenn die Leitung gebogen wird, dass das Biegen der Leitung
das Eintreiben desselben verursacht, was dazu führt, dass sich das Leitungsende
unbeabsichtigt löst.
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Ist
außerdem
eine an eine solche Verbindungsvorrichtung angeschlossene Leitung
einer Kraft ausgesetzt, die dazu führt, dass sich das Leitungsende
nahe der Verbindungsvorrichtung biegt, so führt dieses Biegen zu einer
Querverformung des Leitungsendes, genauer gesagt zu dessen Ovalisierung.
Diese Ovalisierung vermindert die Qualität des Kontaktes zwischen der
Außenfläche des
Leitungsendes und der Innenfläche
einer Dichtmuffe, was zu undichten Stellen führen kann. Bei einer beträchtlichen
Verformung besteht ferner die Gefahr, dass die Leitung im Bereich
eines Verbindungsstücks,
das starrer als die Leitung ist, knickt.
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Die
Erfindung sieht eine Muffe zum Schutz der Kopplung vor, die axial
aufeinander folgend einen zur Verbindung mit dem Körper bestimmten
Teil, der axial von dem Körper
hervorsteht und das Betätigungsende
des Stößels umgibt,
einen Teil zum Führen
der Leitung, der auf der dem Körper
entgegengesetzten Seite fest mit dem Verbindungsteil verbunden ist
und sich jenseits des Betätigungsendes
des Stößels koaxial
zu dem inneren Kanal erstreckt, und einen rohrförmigen Teil zum Stützen der
Leitung, der sich auf der dem Verbindungsteil entgegengesetzten Seite
dem Führungsteil
anschließt.
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Die
Muffe umgibt so das Betätigungsende des
Stößels und
verhindert jegliches unbeabsichtigtes Einrammen desselben. Außerdem verhindert
der zum Führen
der Muffe bestimmte Teil das Biegen der Leitung in der Nähe des Körpers und
der Schnellkopplungsmittel. Überdies
kann der Führungsteil
so ausgebildet sein, dass er einen Innendurchmesser hat, der etwa
gleich dem Außendurchmesser
des Leitungsendes ist, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Querverformung
des Leitungsendes herabgesetzt ist. Wird eine Biegekraft auf das
Leitungsende jenseits des Führungsteils
ausgeübt,
so beschränkt
der Stützteil
die Krümmung
der Leitung unter dieser Kraft. Dadurch kann die Gefahr herabgesetzt
werden, dass das Leitungsende in Folge einer allzu beträchtlichen
Biegung derselben knickt. Damit sind die Gefahren einer zufälligen Trennung
der Verbindung sowie einer eventuellen Ovalisierung unter Bewahrung
der Abflußeigenschaften
des Fluids herabgesetzt.
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In
einer besonderen Ausführungsform
umfasst der Verbindungsteil Mittel zu seiner lösbaren Ankopplung an den Körper.
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Es
ist deshalb leicht, einfach durch Zurückziehen der Muffe zu dem Körper und
den Schnellkopplungsmitteln zu gelangen.
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Vorzugsweise
umfassen die Ankopplungsmittel in dieser Ausführungsform einen Ring, der
in dem Verbindungsteil zwischen einer verriegelten Stellung, in
der der Ring elastisch zurückgesetzt
und gegenüber
der Achse des Verbindungsteils dezentriert ist, um einen in die
Muffe abstehenden Teil zu bilden, der dazu bestimmt ist, mit einem
entsprechenden Relief des Körpers
zusammenzuwirken, und einer entriegelten Stellung quer verschiebbar
ist, in der der Ring koaxial mit dem Verbindungsteil ist, um das Relief
freizusetzen, wobei die elastische Zurücksetzung vorteilhaft mittels
elastischer verformbarer Füße erfolgt,
die ein mit der Außenfläche der
Scheibe fest verbundenes Ende und ein entgegengesetztes freies Ende
haben, das sich auf einer Wand des Verbindungsteils der Muffe abstützt.
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In
einer Abwandlung umfassen die Ankopplungsmittel mindestens eine
elastische Lamelle, die zwischen einem ersten Zustand, in dem sie
elastisch zurückgesetzt
ist, und einem zweiten Zustand, in dem sich die elastische Lamelle
längs der
Außenfläche des
Körpers
erstreckt, verformbar ist und die ein mit dem Körper fest verbundenes Ende
und ein entgegengesetztes freies Ende hat, das mit einem Absatz
versehen ist, der dazu bestimmt ist, in die Muffe einzutreten und
mit einer Bohrung, die quer in der Muffe ausgebildet ist, während der
Ankopplung der Muffe an dem Körper
in der Weise zusammen zu wirken, dass im ersten Zustand der elastischen
Lamelle das freie Ende von dem Körper
absteht und der Absatz in die Bohrung hineinsteht, während im
zweiten Zustand der elastischen Lamelle das freie Ende an dem Körper anliegt
und der Absatz von der Bohrung befreit ist, wobei die Ankopplungsmittel
vorteilhaft zwei elastische Lamellen umfassen, die sich parallel zueinander
längs des
Körpers
erstrecken und mit zwei ihnen zugeordneten Bohrungen der Muffe zusammenwirken.
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Diese
Arten der Ankopplung der Muffe an den Körper sind einfach und den Gebrauchszwängen der
zur Biegungsbegrenzung bestimmten Mittel gut angepaßt, insbesondere
was den Ankopplungswiderstand und die Einfachheit der Handhabung
betrifft.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, die eine besondere, nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung betrifft.
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Es
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
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1 ein
Längsschnitt
eines mit einer Schutzmuffe versehenen Verbindungsstücks nach der
Erfindung längs
der Linie I-I der 3 ist;
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2 eine
Teilansicht einer Schutzmuffe zum Zeitpunkt ihrer Befestigung an
dem Verbindungsstück
ist;
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3 eine
Ansicht des mit einer Schutzmuffe ausgestatteten Verbindungsstücks ist;
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4a bis e eine
in einzelne Operationsschritte zerlegte Darstellung einer mit dem
Verbindungsstück
vorgenommenen Verbindungsoperation gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der
Erfindung zeigen.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, umfasst die Verbindungsvorrichtung
nach der Erfindung einen allgemeinen mit 1 bezeichneten
Körper,
der rohrförmig
ausgebildet und axial unterteilt ist in einen allgemein mit 2 bezeichneten
männlichen
Teil, der beispielsweise dazu bestimmt ist, in einen Kanal eines fluidausgebenden
oder -aufnehmenden Elementes eingesetzt zu werden, und in einen
allgemein mit 3 bezeichneten weiblichen Teil, der dazu
bestimmt ist, ein Leitungsende aufzunehmen, das mit strichpunktierten
Linien dargestellt ist. Das Verbindungsstück kann ebenso in Form eines
weiblichen Stücks 3 einstöckig mit
dem besagten Element realisiert sein.
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Eine
allgemein mit 4 bezeichnete Stufenbohrung erstreckt sich
axial in den Körper 1.
Die Stufenbohrung 4 ist ausgehend von dem freien Ende 3' des weiblichen
Teils 3 zum freien Ende 2' des männlichen Teils 2 unterteilt
in einen durchmessergroßen
Abschnitt 5 zur Aufnahme von Mitteln 6, die der
schnellen Herstellung einer Verbindung dienen, einen durchmesserkleineren
Abschnitt 7, der eine torische Muffe 8 aufnimmt,
einen Führungsabschnitt 9 mit
einem Durchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes
ist, und einem Stufenabschnitt mit einem Teil kleineren Durchmessers, der
sich der Seite des freien Endes des männlichen Teils anschließt und die
Verbindung des das Leitungsende aufnehmenden Teils der Stufenbohrung 4 mit
dem Kanal des an dem männlichen
Teil 2 angeschlossenen Elementes sicherstellt.
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Zwischen
den Abschnitten 9 und 10 der Stufenbohrung bildet
eine Schulter 11 einen Anschlag zum Einschieben des Leitungsendes
in das Verbindungsstück.
In einer besonderen Ausführungsform kann
der Führungsabschnitt 9 schwach
konisch sein, wobei kurze Konusbasis dem Stufenabschnitt 10 zugewandt
ist, so dass die Wand des Leitungsendes etwas zusammen gedrückt wird,
wenn sie in diesen Führungsabschnitt
eintritt.
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Die
Verbindungsmittel 6 umfassen in an sich bekannter Weise
einen Einsatz aus zwei Teilen 12 bis 13, die unter
Kraft nach einer bekannten Technik in den Körper eingebracht und gehalten
sind. Der Teil 12 grenzt an das freie Ende 3' des weibli chen
Teils 3 an, und der an den Abschnitt 7 angrenzende
Teil 13 stößt an die
Schulter 14 an, welche die beiden Abschnitte 5, 7 der
Stufenbohrung 4 voneinander trennt und gegenüber dem
besagten Abschnitt 7 vorspringend angeordnet ist, um so
einen axialen Anschlag für
die Dichtmuffe 8 zu bilden.
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Die
beiden Teile 12, 13 legen zwischen sich einen
Hals 15 fest, der einen Raum für eine Scheibe 16 bildet,
die mit Zähnen
zum Koppeln und Zurückhalten
des Leitungsendes versehen ist.
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Ein
rohrförmiger
Trennstößel 17 ist
montiert, um in dem Teil 12 des Einsatzes zwischen einer
eingedrückten
Stellung, in der der Stößel ein
die Zähne der
Scheibe anhebendes Ende 17.1 hat, und einer zurückgezogenen
Stellung geführt
zu gleiten, in der das genannte Ende 17.1 von den Zähnen beabstandet
ist (in 1 dargestellte Stellung). Das
entgegengesetzte Ende 17.2 des Stößels 17 steht von
dem freien Ende 3' des
weiblichen Teils 3 vor.
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Die
Verbindungsvorrichtung weist Schutzmittel auf, die eine allgemein
mit 18 bezeichnete Muffe umfasst, welche axial aufeinander folgend
einen Teil 19 zur Verbindung mit dem Körper 1 und einen Teil 20 zum
Führen
des Leitungsendes aufweist. Der Verbindungsteil 19 und
der Führungsteil 20 sind über einen kegelstumpfförmigen Teil
miteinander verbunden. Die Muffe 18 ist durch Spritzguss
eines thermoplastischen Materials herstellbar, das verglichen mit
der Leitung vergleichsweise starr ist.
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Der
Verbindungsteil 19 hat einen Innendurchmesser, der größer als
der Außendurchmesser des
weiblichen Teils 3 des Körpers 1 ist, und umfasst einen
Ring 21, dessen Innendurchmesser ebenfalls größer als
der Außendurchmesser
des weiblichen Teils 3 ist und der in einem Raum 22 montiert
ist, der eine Aussparung innerhalb des Verbindungsteils 19 bildet,
wobei der Ring zwischen einer verriegelten Stellung (in 1 gezeigt),
in der er gegenüber
der Mittelachse des Verbindungsteils 19 exzentrisch angeordnet
ist, und einer entriegelten Stellung, in der der Ring 21 etwa
koaxial mit dem Verbindungsteil 19 ist, geführt verschiebbar
ist. In der verriegelten Stellung hat so der Ring 21 einen
Innenteil 23, der in den Verbindungsteil 19 absteht.
Der Innenteil 23 des Rings 21 hat eine den Führungsteil 20 abgewandte schräge Fläche und
ist dazu bestimmt, in einer äußeren Auskehlung 24 des
weiblichen Teils 3 des Körpers 1 aufgenommen
zu werden. Der Ring 21 wird in seine verriegelte Stellung
mittels elastischer, gebogener Füße 25 zurück gesetzt,
die ein mit dem Außenumfang
des Rings 21 einstückiges
Ende und ein entgegengesetztes freies Ende aufweisen, das sich gegen
die Wand des Raums 22 abstützt. In der verriegelten Stellung
hat der Ring auf einer dem inneren Teil 23 entgegengesetzten
Seite einen äußeren Betätigungsteil 26,
der über
eine Öffnung 27,
in die der Raum 22 auf der Außenfläche des weiblichen Teils 3 mündet, von
dem weiblichen Teil 3 nach außen absteht.
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Eine
Kerbe 28 ist in dem freien Ende des Verbindungsteils 19 ausgebildet,
um eine Nase 29 aufzunehmen, die einstückig mit dem weiblichen Teil 3 des
Körpers 1 ausgebildet
ist und einen Drehanschlag bildet.
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Der
Führungsteil 20 hat
einen Innendurchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Leitungsendes
ist, und erstreckt sich bis zu einem Abstand von dem Ring 21,
der größer ist
als der Abstand, der die Auskehlung 24 von dem Ende 17.2 des Stößels 17 in
der zurückgezogenen
Stellung trennt.
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Der
Führungsteil 20 ist über einen
Stützteil 30 für das Leitungsende
verlängert.
Dieser Stützteil 30 hat
eine zylindrische Wand 31, die einen Innendurchmesser begrenzt,
der etwa gleich dem Außendurchmesser
des Leitungsende ist, und von einem Schlitz 32 durchsetzt
ist, der sich über
die Länge
des Stützteils 30 erstreckt
und diesen relativ flexibel macht.
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Bevor
die Muffe 18 auf dem Körper 1 angebracht
wird, wird die Muffe 18 auf das Leitungsende geschoben,
indem dieses in den Stützteil 30 der
Muffe eingeführt
wird.
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Das
Leitungsende wird in bekannter Weise mit dem Körper verbunden, in dem es in
den weiblichen Teil 3 eingeführt wird, bis es in Anschlag
mit der Schulter 11 kommt.
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Der
Verbindungsteil 19 der Muffe 18 wird dann auf
den weiblichen Teil 3 gerichtet. Während dieser Bewegung kommt
die schräge
Fläche
des inneren Teils 23 des Rings 21 in Kontakt mit
dem Ende 3' und
bildet eine Rampe zur Neuausrichtung der Achse des Rings 21 und
der Achse des Verbindungsteils 19, die mit jener des weiblichen
Teils 3 in Überlagerung
gebracht wird. Der Ring 21 kann dann in Richtung auf seine
entriegelte Stellung entgegen den elastischen Platten 25 verschoben
werden, bis der Ring 21 der Auskehlung 24 gegenüber steht.
Die Füße 25 entspannen
sich dann und nehmen den Ring 21 mit in seine verriegelte
Stellung. Der innere Teil 23 erstreckt sich dann in den
Auskehlung 24, deren an den männlichen Teil 2 angrenzende
Seite einen Anschlag für
das Einschieben des Verbin dungsteils 19 bildet und deren
an das Ende 3' angrenzende Seite
einen Anschlag für
das Herausziehen des Verbindungsteils 19 bildet.
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Der
Verbindungsteil 19 wird relativ zu dem Verbindungsstück 1 so
ausgerichtet, das die Nase 29 in der Kerbe 28 aufgenommen
wird und den Verbindungsteil 19 und das Verbindungsstück 1 drehfest stellt.
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Ist
einmal die Muffe 18 auf dem weiblichen Teil des Verbindungsstücks 1 montiert,
so erstreckt sich das Ende des einstückig mit dem Führungsabschnitt 20 ausgebildeten
Verbindungsteils 19 jenseits des Betätigungsendes 17.2 des
Stößels 17.
Die Muffe bildet so eine das Betätigungsende
des Trennstößels umgebende
Schutzhaube und verhindert ein zufälliges Einrammen des Stößels. Außerdem wirkt
der Führungsteil 20 der
Biegung des Abschnitts des Leitungsendes entgegen, der sich zwischen
dem weiblichen Teil 3 und dem Führungsteil 20 erstreckt,
während
der Stützteil 30 eine
eingeschränkte
Biegung des Leitungsabschnittes gestattet, der in ihm aufgenommen
ist (d.h. der Halteteil versteift diesen Abschnitt). Außerdem wirkt
der Führungsteil 20 einer Querverformung
des Abschnittes des Leitungsendes entgegen, das sich zwischen dem
weiblichen Teil 3 und dem Führungsabschnitt 20 erstreckt.
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Es
ist ebenso möglich,
die Muffe 18 erst auf den weiblichen Teil 3 zu
montieren, nachdem das Leitungsende in die Muffe 18 und
den weiblich Teil 3 eingesetzt ist.
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Das
Zurückziehen
der Muffe erfolgt in der Weise, dass der Ring 21 zum Lösen des
inneren Teils 23 von der Auskehlung 24 eingetrieben
und dann an der Muffe gezogen wird. Das Ende 17.2 des Stößels 17 ist
dann in der Weise zugänglich,
dass der Stößel 17 eingetrieben
werden kann, damit das Ende 17.1 die Leitung spreizt, so
dass die Zähne
der Scheibe 16 das Leitungsende freigeben, das aus dem
weiblichen Teil 3 gezogen werden kann.
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In
der folgenden Beschreibung der in den 4a bis e gezeigten
Abwandlung tragen diejenigen Elemente, die mit den vorstehend beschriebenen
identisch sind oder diesen entsprechen, die gleichen Bezugszeichen.
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In
dieser Abwandlung betreffen die Modifizierungen hauptsächlich das
Einspannen des Verbindungsteils 19 auf dem Körper 1.
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Eine
ringförmige
Schulter 33 erstreckt sich zwischen dem männlichen
Teil 2 und dem weiblichen Teil 3 und bildet einen
Anschlag für
das Eintreiben des weiblichen Teils 3 in die Muffe 18.
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Zwei
elastische Lamellen 34 erstrecken sich ausgehend von der
Schulter 33 parallel zueinander über die Länge des weiblichen Teils 3 außerhalb
desselben. Die elastischen Lamellen 34 sind aufeinander
entgegengesetzten Seiten des weiblichen Teils 3 angeordnet.
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Jede
elastische Lamelle 34 hat ein mit der Schulter 33 einstöckig ausgebildetes
Ende und ein entgegengesetztes freies Ende, das dem Körper 1 abgewandt
einen Absatz 35 aufweist, der der Schulter 33 gegenüberliegend
eine Anschlagfläche 36 und dazu
entgegengesetzt eine Rampe 37 hat. Jede elastische Lamelle 34 ist
zwischen einem Ruhezustand, in dem das freie Ende von der Außenfläche des
weiblichen Teils 3 absteht, und einem verformten Zustand, in
dem das freie Ende an der Außenfläche des
weiblichen Teils 3 anliegt, verformbar.
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Der
Verbindungsteil 19 hat in seinem Inneren zwei Längsnuten 38,
in denen die elastischen Lamellen 34 verschiebbar aufgenommen
sind. Jede Nut 38 hat ein Ende, das in die Stirnfläche 39 des
freien Endes des Verbindungsteils 19 mündet, und ein entgegengesetztes
Ende, das in eine Bohrung 40 mündet, die quer verlaufend in
dem Verbindungsteil 19 ausgebildet ist, um den Absatz 35 aufzunehmen.
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Das
Leitungsende wird wie oben beschrieben mit dem weiblichen Teil 3 verbunden,
nach dem die Muffe 18 auf das Leitungsende geschoben worden
ist ( 4a und 4b).
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Der
Verbindungsteil 19 wird dann auf den weiblichen Teil 3 gerichtet.
Die Rampen 37 der im Ruhezustand befindlichen elastischen
Lamellen 34 treten auf Höhe der Stirnfläche 39 in
Kontakt mit den Rändern
der Nuten 38 (4c) und bringen über diesen
Rand gleitend die elastischen Lamellen 34 nacheinander
in ihren verformten Zustand, so dass der weibliche Teil 3 in
den Verbindungsteil 19 tritt ( 4d).
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Durch
das Zusammenwirken des Absatz 35 mit dem Boden der Nut 38 wird
die elastische Lamelle 34 während der fortgesetzten Einschubbewegung des
weiblichen Teils 3 in die Muffe 18 in ihrem verformten
Zustand gehalten.
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Kommt
die Stirnfläche 39 in
Anschlag mit der Schulter 33, so liegen die Absätze 35 den
Bohrungen 40 gegenüber,
so dass die Lamellen 34 elastisch in ihren Ruhezustand
zurückkehren.
Die Absätze 35 greifen
dann in die Bohrungen 40, und die Anschlagfläche 36 wirkt
dem Herausziehen der Muffe 18 entgegen, während die
elastischen Lamellen 34 und die Absätze 35 der Drehung
der Muffe 18 gegenüber dem
Körper 1 entgegenwirken.
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Die
Muffe 18 wird demontiert, in dem die elastischen Lamellen 34 durch
Ausüben
eines Drucks auf die Absätze 35 quer
zu den Bohrungen 40 verformt werden, während eine Zugkraft auf die
Muffe 18 ausgeübt
wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es
können
Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den durch die Ansprüche bestimmten
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Insbesondere
kann der Stützteil
auch aus einem Material bestehen, das weniger starr als das für den Rest
der Muffe verwendete Material ist.
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Außerdem kann
der Verbindungsteil auf Dauer auf dem Verbindungsstück befestigt
sein (der Trennstößel des
Verbindungsstücks
ist dann durch eine in der Muffe ausgebildete Öffnung hindurch zugänglich),
oder der Verbindungsteil kann über
demontierbare Befestigungsmittel mit dem Verbindungsstück verbunden
sein. Die Einspannmittel können
auch eine Konstruktion aufweisen, die sich von den oben beschriebenen
Konstruktionen unterscheidet, beispielsweise eine Konstruktion,
die sich aus einer kinematischen Umkehr dieser Konstruktionen ergibt.