DE10036424B4

DE10036424B4 - Druckentlastete Kupplung mit zweiteiligem Körper

Info

Publication number: DE10036424B4
Application number: DE2000136424
Authority: DE
Inventors: Robert E. Missouri City Smith III
Original assignee: National Coupling Co Inc
Current assignee: National Coupling Co Inc
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: DE10036424A1; GB2352786B; GB2352786A; NO335182B1; GB9929312D0; BR0000181A; NO20003875D0; US6123103A; NO20003875L; AU6318299A; AU766528B2

Abstract

Es wird eine druckentlastete hydraulische Kupplung zur Verwendung bei Unterwasserbohrungen und Produktionsvorgängen gezeigt. Die Kupplung hat Radialkanäle, die zwischen dem Einsteck- und dem Aufnahmeelement eine solche Verbindung schaffen, dass während des Kuppelns oder Entkuppelns auf die Stirnfläche jedes der Elemente kein Fluiddruck ausgeübt wird. Das Aufnahmeelement hat einen unterteilten Körper mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, die jeweils einen Längskanal und einen Radialfluidkanal haben. An dem Übergang zwischen dem ersten und zweiten Teil des Aufnahmeelementkörpers ist eine Radialdichtung positioniert, um das Entfernen und Austauschen der Radialdichtung zu erleichtern, wenn der unterteilte Körper auseinander genommen wird. Das Einsteckelement kann durch den ersten und den zweiten Teil des Aufnahmekupplungselementes eingesetzt werden, wodurch zwischen den Kupplungselementen in einer Richtung quer zu den Kupplungselementbohrungen eine Fluidverbindung errichtet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen hydraulische Kupplungen, die bei Unterwasserbohrungen und -produktionsanwendungen verwendet werden. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine druckentlastete Kupplung, bei der Radialkanäle so positioniert sind, dass sie ein Verbinden oder Lösen der Kupplung erlauben, ohne dass im Wesentlichen Fluiddruck axial gegen die Stirnfläche des Einsteckelementes ausgeübt wird. insbesondere betrifft die Erfindung eine druckentlastete Kupplung mit einem zweiteiligen Körper, um das Einsetzen und Entfernen von einer oder mehreren Radialdichtungen zu erleichtern.

Hydraulische Unterwasserkupplungen sind als altbekannt. Die Kupplungen bestehen im Allgemeinen aus einem Einsteck- und einem Aufnahmeelement mit diese Elemente verbindenden, abgedichteten Fluidkanälen. Das Aufnahmeelement ist im allgemeinen ein zylindrischer Körper mit einer Längsbohrung, die an ihrem einen Ende einen relativ großen Durchmesser hat und an ihrem anderen Ende einen relativ kleinen Durchmesser hat. Der kleine Durchmesser erleichtert das Anschließen von Hydraulikleitungen, während die große Bohrung das Einsteckelement der Kupplung abdichtet und mit diesem gleitend zusammenwirkt. Das Einsteckelement hat einen zylindrischen Teil, der an seinem einen Ende einen Außendurchmesser hat, welcher ungefähr gleich dem Durchmesser der großen Bohrung in dem Aufnahmeelement der Kupplung ist. Das Einsteckelement hat auch an seinem anderen Ende einen Anschluss zum Erleichtern des Anschließens an Hydraulikleitungen. Wenn der zylindrische Teil des Einsteckelements in die große Bohrung des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, wird gemäß verschiedener Ausführungsformen der Vorrichtung ein Fluidstrom zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement errichtet.

Bei der Verwendung der Hydraulikkupplungen in Systemen mit relativ hohem Druck treten infolge der hohen Axialkräfte Probleme auf, mit denen die Einsteck- und Aufnahmeelemente während des Kupplungsvorganges und während ihres Betriebes beaufschlagt werden. In solchen Kupplungen ist es notwendig, dass die Fluidkraft, welche auf die Stirnfläche des Einsteckelementes oder des Aufnahmeelementes einwirkt, überwunden wird, bevor zwischen den Elementen die Fluidkommunikation errichtet ist. In einem System mit relativ hohem Druck können hohe Kräfte, mit welchen die Ventilelemente beaufschlagt werden, die Verbindung der Kupplungselemente schwierig machen. Auch während des Betriebs wird Fluiddruck zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen so ausgeübt, dass die Tendenz besteht, die Elemente zu trennen. Die Kraft, welche notwendig ist, um die Elemente zu verbinden, und die resultierende Tendenz der Trennung der Kupplungselemente sind charakteristische Probleme beim Stand der Technik. Hochdrucksysteme und Unterwasseranwendungen zeigen auch Probleme, die der Dichtung der Verbindung zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen zuzuordnen sind.

Idealerweise sollten hydraulische Kupplungen soweit als möglich druckentlastet sein, so dass Fluiddruck nicht die Verbindung behindert oder die Trennung der Elemente erzwingt. Die Kupplungselemente haben oft Ventile, die beim Kuppeln automatisch öffnen und beim Lösen automatisch schließen. Die Kupplung sollte auch eine Implosion der Dichtungen infolge eines Unterdruckes beim Trennen der Kupplungselemente verhindern. Um schließlich einen Fluidverlust beim Kuppeln oder Entkuppeln zu verhindern, sollte die Kupplung Dichtungen aufweisen, die hohen Drucken sowie auch der korrodierenden Wirkung des Meereswassers oder anderer nachteiliger Umgebungsbedingungen widerstehen können.

Das Einsetzen und Entfernen von Radialdichtungen aus der Bohrung des Aufnahmeelementes kann ebenfalls Schwierigkeiten bereiten, wenn eine oder mehrere Dichtungen in dem Aufnahmeelement gehalten sind. Bei der Verwendung von hydraulischen Unterwasserkupplungen in größeren Meerestiefen kann eine Beschädigung oder das Ansetzen von Schlamm und/oder anderem Schmutz die Dichtung verschlechtern und es nötig machen, dass sie ersetzt wird. Die vorliegende Erfindung dient dazu, eine hydraulische Unterwasserkupplung zu schaffen, die all diese Notwendigkeiten und Anforderungen erfüllt.

Hydraulische Unterwasserkupplungen sind als Stand der Technik bekannt. In den US 4,694,859 und 5,762,106 von Robert E. Smith III sind hydraulische Unterwasserkupplungen mit radialen Metalldichtungen gezeigt. Die radiale Metalldichtung ist an einer Schulter in der Aufnahmebohrung gehalten. Die Dichtung wird mit Druck gespeist, um mit dem Umfang des Einsteckelementes und mit der Bohrung des Aufnahmeelementes radial abzudichten. In der US 4,754,780 von Robert E. Smith III ist eine druckentlastete hydraulische Kupplung gezeigt, die radiale Kanäle hat, welche zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen eine Verbindung schaffen, so dass der hydraulische Fluidstrom in einer im wesentlichen radialen Richtung fließt und nicht gegen die Stirnfläche eines der Elemente gerichtet ist. In der US 4,832,080 von Robert E. Smith III ist eine druckentlastete hydraulische Kupplung offenbart, bei der Metalldichtungen verwendet werden, um den Ringraum zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen abzudichten, wenn diese eingekuppelt sind. Die Metalldichtungen können in Abhängigkeit von dem Fluiddruck in der Kupplung mit Druck gespeist sein, um die Dichtwirkung zu verbessern. Die US 4,900,071 und 5,052,439 von Robert E. Smith III offenbaren hydraulische Unterwasserkupplungen mit zweiteiligen Haltern, die eine zylindrische Haltebuchse, welche verschiebbar in der Bohrung des Aufnahmeelementes aufgenommen ist, und ein mit Gewinde versehenes Haltesperrelement aufweisen, welches in die Wand der mittleren Bohrung eingeschraubt ist. Eine elastomere Dichtung ist gegenüber radialer Bewegung durch eine Schwalbenschwanzpassung mit einer passenden Schulter an der Halterbuches und/oder dem Haltesperrelement gehindert. Die US 5,099,882 von Robert E. Smith III offenbart eine druckentlastete hydraulische Kupplung mit radialen Kanälen in dem Einsteck- und dem Aufnahmeelement, einem ersten Paar radialer Dichtungen, das auf jeder Seite der radialen Kanäle positioniert ist, um zwischen der Aufnahmekammer und dem Dichtungshalter abzudichten, und einem zweiten Paar radialer Dichtungen, das auf jeder Seite des radialen Kanals zum Abdichten zwischen dem Dichtungshalter und dem Einsteckelement positioniert ist. Die Dichtungen sind druckgespeiste Metalldichtungen. Die US 5,232,021 von Robert E. Smith III offenbar eine Sonde für eine hydraulische Unterwasserkupplung mit wenigstens einer Umfangsvertiefung an ihrem äußeren zylindrischen Körper zum Außereingriffbringen von einer oder mehreren radialen Dichtungen während des Einsetzens oder Herausziehens der Sonde aus der Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes. In der US 5,277,225 von Robert E. Smith III ist eine hydraulische Unterwasserkupplung mit druckgespeisten Dichtungen offenbart. Die Dichtungen sind so ausgebildet, dass sie zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement der Kupplung radial abdichten, so dass Hydraulikfluid nicht aus dem Ringspalt zwischen der Aufnahmekammer und der Außenfläche des Einsteckelementes austreten kann. Die US 5,360,035 von Robert E. Smith III offenbart ein Tellerventil, welches druckentlastet ist, für die Verwendung in einer hydraulischen Unterwasserkupplung. Wenn das Tellerventil offen ist, sind radiale Kanäle durch einen ringförmigen Hohlraum zwischen dem Tellerventilkörper und der Ventilbohrung miteinander verbunden.

US 5,203,374 sowie US 5,060,982 zeigen eine hydraulische Unterwasserkupplung mit einem Einsteckelement, einem Aufnahmeelement und einer Radialdichtung zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement. Hierbei verlaufen die Längskanäle parallel zur zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes im gleichen Teil des Aufnahmeelementes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Kupplung mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Unterwasserkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung ist druckentlastet und erleichtert das Auseinandernehmen des zweiteiligen Körpers des Aufnahmeelementes zum Entfernen und Austauschen der radialen Dichtungen. Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte hydraulische Unterwasserkupplung, die die Möglichkeit des Herausnehmens und Austauschens von elastomeren oder Metalldichtungen zwischen den Kupplungselementen verbessert.

Die folgenden Zeichnungen sind ein Teil der vorliegenden Beschreibung und dienen zur weiteren Demonstration von gewissen Aspekten der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung der hier präsentierten, spezifischen Ausführungsformen anhand einer oder mehrerer dieser Zeichnungen besser verständlich. In den Figuren zeigt:
1 ein Einsteckelement und ein Aufnahmeelement der Kupplung gemäß einer ersten Ausführungsform im Schnitt, wobei das Einsteckelement teilweise in das Aufnahmeelement eingesetzt ist;
2 eine Ansicht im Schnitt des vollständig in das Aufnahmeelement eingesetzten Einsteckelementes der Kupplung gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 das Einsteckelement teilweise eingesetzt in das Aufnahmeelement gemäß der ersten Ausführungsform in einer vergrößerten Teilansicht im Schnitt; und
4 das Einsteckelement und das Aufnahmeelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer vergrößerten Teilansicht im Schnitt.
In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kupplung besteht aus einem Einsteckelement 10 und einem Aufnahmeelement mit einem zweiteiligen Körper mit einem ersten Teil 20 und einem zweiten Teil 30, der mit dem ersten Teil in Eingriff steht. Vorzugsweise steht der zweite Teil des zweiteiligen Körpers mit dem ersten Teil durch ein Gewinde 14 im Eingriff. Wenn das Einsteckelement 10 durch die zentrale Bohrung des ersten Teils 20 und des zweiten Teils 30 des zweiteiligen Körpers des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, erlauben radiale Fluidkanäle eine Fluidverbindung zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement. Die Fluidverbindung wird errichtet, ohne dass ein signifikanter Druck gegen die Stirnfläche des Einsteckelementes während oder nach dem Einsetzen ausgeübt wird. Die Fluidverbindung zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement wird durch den radialen Kanal 19 zur äußeren, sich in Längsrichtung erstreckenden Oberfläche des Einsteckelementes und einen entsprechenden radialen Fluidkanal 50 in dem zweiten Teil des zweiteiligen Körpers des Aufnahmeelementes errichtet.
In der 1 und in der 2 hat das Einsteckelement 10 einen Schaft 31, einen Flansch 42 und einen Sondenkörper 16. Der Schaft kann im Gewinde 41 in eine Verteilerplatte 11 eingeschraubt sein. Das Einsteckelement und das Aufnahmeelement sind typischerweise mit einander gegenüberliegenden Platten eines Verteilers verbunden und durch Schraubbolzen oder hydraulische Elemente, die an den Platten des Verteilers befestigt sind, zusammen gehalten. Das Einsteckelement ist üblicherweise an einer Platte 11 befestigt, während das Aufnahmeelement an einer gegenüberliegenden Platte 91 so befestigt ist, dass es dem Einsteckelement gegenüber steht und mit diesem fluchtet. Der Schaft 80 des Aufnahmeelementes kann im Gewinde 81 in die Platte 31 eingeschraubt sein. Der Schaft 80 kann auch innen mit einem Gewinde 76 versehen sein, um einen Anschluss an Hydraulikleitungen zu schaffen. Die Einsteck- und Aufnahmeelemente können unter Verwendung unterschiedlicher Mittel, wie beispielsweise Kopfschrauben oder -gewinden an den Verteilerplatten befestigt sein. Techniken zum Befestigen der Elemente an solchen Verteilerplatten sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Der Sondenkörper hat eine zylindrische Sondenwand 45, die so ausgebildet ist, dass sie in der Aufnahmekammer 38 des Aufnahmeelementes der Kupplung gleitend aufgenommen werden kann. Der Sondenkörper des Einsteckelementes endet an der Sondenstirnfläche 18. Das Einsteckelement hat eine zentrale Bohrung 32 mit mehreren Durchmesseränderungen entlang seinem Verlauf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Ende der zentralen Bohrung 32 ein Innengewindeabschnitt 21 zum Anschließen einer Hydraulikleitung.
Wahlweise kann eine Ventilbaugruppe in der zentralen Bohrung des Einsteckelementes oder des Aufnahmeelementes oder in beiden Kupplungselementen enthalten sein. Die Ventile sind zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschiebbar. Das Ventilstellglied 65 wird dazu verwendet, das Ventil des Einsteckelementes in die offene Position zu zwängen, wenn das Ventilstellglied das entsprechende Ventilstellglied 64 des Aufnahmeelementes kontaktiert. Jedes der Ventile ist in die geschlossene Position durch die Feder 71 beim Einsteckelement bzw. durch die Feder 61 beim Aufnahmeelement gezwängt. Die Ventilfedern sind mit einer Klammer 46, die in einer Nut in der zentralen Bohrung des Einsteckelementes gehalten ist, und mittels einer Klammer 79 in der Bohrung des Aufnahmeelementes gehalten.
Wenn das Ventil des Einsteckelementes in der geschlossenen Position ist, ist die Hydraulikfluidübertragung durch das Einsteckelement der Kupplung blockiert. Fluid kann durch Öffnen des Ventils übertragen werden, so dass der Radialkanal 19 zwischen dem Außenumfang des Einsteckelementes und der zentralen Bohrung 32 des Einsteckelementes eine Verbindung bildet. In dem Einsteckelement sind keine zusätzlichen Längskanäle enthalten. Vorzugsweise sind zwei radiale Fluidkanäle 19 zwischen der zentralen Bohrung 32 des Einsteckelementes und der zylindrischen Sondenwand 45 positioniert. Ventile, die in den Einsteck- und Aufnahmeelementen der Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind, jedoch nicht ausschließlich, Tellerventile, wie sie in den US 5,277,225 , 5,203,374, 5,099,882, 4,832,080 und 4,754,780 von Robert E. Smith III gezeigt und beschrieben sind.
Wie in der Ausführungsform gemäß den 1, 2 und 3 gezeigt und beschrieben, können die Ventile in den beiden Kupplungselementen wahlweise auch druckentlastete Tellerventile sein, wie dies in der US 5,360,035 gezeigt und beschrieben ist.
Bei der Ausführungsform mit dem druckentlasteten Tellerventil in dem Einsteckelement sind ein oder mehrere Längsfluidkanäle 22 zusätzlich in dem Einsteckelement parallel zu der zentralen Bohrung des Einsteckelementes angeordnet. Die Längskanäle übertragen Hydraulikfluid zwischen dem Radialkanal 24 und dem Radialkanal 23 im Körper des Einsteckelementes. Das druckausgeglichene oder druckentlastete Tellerventil in dem Einsteckelement hat einen Flansch 28, der an der Schulter 84 in der zentralen Bohrung 32 anliegt. Zwischen dem Flansch 28 des Ventils und der zentralen Bohrung dichten O-Dichtungsringe 29 ab. Das Ventil hat auch ein Ventilabstandsstück 39, das einen Durchmesser hat, der kleiner als der der zentralen Bohrung des Einsteckelementes ist. Das Ventilabstandsstück 39 schließt an den Ventilflansch 25 an und ist gegenüber der Bohrung 32 durch die O-Dichtungsringe 26 und 27 abgedichtet.
Das Aufnahmeelement der Kupplung hat einen unterteilten Körper mit dem ersten Teil 20 und dem zweiten Teil 30. Der zweite Teil ist vorzugsweise mit dem ersten Teil durch ein Gewinde 14 verbunden. An der Schulterfläche zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des unterteilten Körpers ist eine Radialdichtung 44 positioniert. Bei der in den 1, 2 und 3 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Radialdichtung eine schwalbenschwanzförmige Gummidichtung. Um die Radialdichtung herauszunehmen und/oder auszutauschen, wird der zweite Teil des Aufnahmeelementes vom ersten Teil gelöst und entfernt. Die Radialdichtung kann stattdessen eine Metalldichtung sein, wie dies später anhand der 4 beschrieben wird.
Die zentrale Bohrung 77 erstreckt sich durch den ersten und zweiten Teil des unterteilten Körpers. Wenigstens ein Teil der zentralen Bohrung ist die Aufnahmekammer 38, die für das verschiebbare Einsetzen des Einsteckelementes durch diese dimensioniert ist. Wenn das Einsteckelement in die Aufnahmekammer 38 eingesetzt wird, kann zwischen einem Teil des Einsteckelementes und der Aufnahmekammer in der Nähe der Radialkanäle 19 und 50 ein ringförmiger Raum 12 ausgebildet werden. Die Fluidkommunikation zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement wird radial zwischen den Kupplungselementen durch die Radialkanäle 19 und 50 errichtet.
In der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes ist wahlweise eine Ventilbaugruppe positioniert und kann zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschoben werden. Wenn das Ventil geschlossen ist, ist die Fluidkommunikation zwischen den Längskanälen in dem ersten und zweiten Teil des unterteilten Körpers des Aufnahmeelementes blockiert. Das Schließen des Ventils des Aufnahmeelementes verhindert auch eine Fluidkommunikation zwischen dem radialen Kanal 66 und der zentralen Bohrung 77 des Aufnahmeelementes. Wenn das Einsteckelement in die Aufnahmekammer 38 eingesetzt ist, berührt das Ventilstellglied 64 des Aufnahmeelementes das Ventilstellglied 65 des Einsteckelementventils, um die Ventile jedes der Kupplungselemente aufzuzwängen. In dem Aufnahmeelement gemäß der vorliegenden Erfin dung kann als die gezeigte Tellerventilbaugruppe eine verwendet werden, wie sie in der US 5,277,225 , US 5,203,374 , US 5,099,882 , US 4,832,080 und US 4,754,780 , alle von Robert E. Smith III verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform geht der Fluidstrom in dem geteilten Körper des Aufnahmeelementes durch die zentrale Bohrung 77, den Längskanal 52, den Längskanal 51 und den radialen Kanal 50.
Wie in den 1, 2 und 3 gezeigt, kann das Tellerventil in dem Aufnahmeelement der Kupplung wahlweise druckentlastet sein. Bei dieser Ausführungsform ist der Längskanal 68 parallel zur zentralen Bohrung 77 zusätzlich vorgesehen, um zwischen den radialen Kanälen 67 und 69 in dem ersten Teil des Aufnahmeelementes eine Fluidkommunikation zu schaffen. Die druckentlastete Tellerventilbaugruppe hat einen Flansch 55 und einen O-Dichtungsring 57, der zwischen dem Flansch und der zentralen Bohrung 77 abdichtet. Das Ventilabstandsstück 54 hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen kleiner als Durchmesser der zentralen Bohrung 77 ist. Der Flansch 56 ist gegenüber der zentralen Bohrung mit den O-Dichtungsringen 58 und 59 abgedichtet.
Der zweite Teil 30 des unterteilten Körpers hat einen Längskanal 51, der, wenn der zweite Teil mit dem ersten Teil verbunden ist, mit dem Längskanal 52 in Verbindung steht. Der Längskanal 51 ist mit dem radialen Fluidkanal 50 verbunden. Demgemäß wird, wenn der zweite Teil des Aufnahmeelementes mit dem ersten Teil des unterteilten Körpers verbunden ist, Fluid zwischen der zentralen Bohrung 77, dem radialen Kanal 66 und dem Längskanal 52 im ersten Teil des unterteilten Körpers und durch den Längskanal 51 und den radialen Kanal 50 im zweiten Teil des unterteilten Körpers übertragen.
Falls gewünscht, kann an einer Schulter im zweiten Teil des unterteilten Körpers des Aufnahmeelementes eine zweite Ra dialdichtung positioniert sein. Vorzugsweise ist die zweite Radialdichtung eine Gummidichtung 43 mit einer Schwalbenschwanzpassung zwischen dem zweiten Teil des unterteilten Körpers und dem Dichtungshalter 40. Der Dichtungshalte 40 kann in den zweiten Teil des unterteilten Körpers des Aufnahmeelementes eingeschraubt sein und hat eine mittlere Bohrung, die so dimensioniert ist, dass ein Einsetzen der Sonde durch diese möglich ist.
Es wird nun auf die 2 Bezug genommen, in welcher das Einsteckelement 10 der hydraulischen Kupplung vollständig in das Aufnahmeelement der Kupplung eingesetzt gezeigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß 2 zwängt, wenn das Einsteckelement vollständig in das Aufnahmeelement eingesetzt ist, das Ventilstellglied 65 das Ventil des Einsteckelementes in eine offene Position, während das Ventilstellglied 64 das entsprechende Ventil des Aufnahmeelementes in die offene Position zwingt. Dadurch wird eine Fluidverbindung zwischen dem radialen Kanal 50 im zweiten Teil des Aufnahmeelementes durch den Ringraum 12 und den radialen Kanal 19 im Einsteckelement der Kupplung möglich. Die radiale Dichtung 44 und die radiale Dichtung 43 liegen vorzugsweise an den einander gegenüberliegenden Seiten des Ringraumes 12, wenn das Einsteckelement vollständig in die Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes eingesetzt ist.
Wahlweise kann zwischen der zentralen Bohrung 32 und der Sondenwand 45 des Einsteckelementes, wo dieses mit einem O-Dichtungsring 17 abgedichtet ist, ein Ablasskanal 98 verwendet werden. Zusätzlich kann zwischen der Aufnahmekammer 38 und dem Außenumfang des ersten Teils des Aufnahmeelementes ein Ablasskanal 34 verwendet sein, um ein Ausstoßen von Meerwasser aus der Aufnahmekammer zu ermöglichen. Beispielsweise kann Meerwasser aus der Aufnahmekammer durch die Führungsfläche 18 des Einsteckelementes ausgestoßen werden. Der Ablasskanal 34 kann mit einem O-Dichtungsring 35 abgedichtet sein. Zusätzlich kann in dem ersten Teil des Aufnahmeelementes der Ablasskanal 74 enthalten sein, um ein Ausstoßen von Meerwasser aus der zentralen Bohrung 77 zu ermöglichen. Dieser Ablasskanal kann durch einen O-Dichtungsring 75 abgedichtet sein.
Es wird nun auf die 3 Bezug genommen, die einen vergrößerten Querschnitt des Einsteckelementes, teilweise in die Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes eingesetzt, zeigt. An dem Übergang zwischen dem ersten Teil 20 und dem zweiten Teil 30 des Aufnahmeelementes ist die radiale Dichtung 44 gezeigt. Wenn der zweite Teil mit dem ersten Teil des unterteilten Körpers verbunden ist, sind der Längskanal 52 des ersten Teils und der Längskanal 51 im zweiten Teil des Aufnahmeelementes miteinander verbunden, wodurch ein Übertragen von Hydraulikfluid zwischen diesen möglich wird.
Es wird nun auf die 4 Bezug genommen, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform zeigt, bei der eine druckgespeiste Metalldichtung 144 zwischen dem ersten Teil 120 des unterteilten Körpers des Aufnahmeelementes und dem zweiten Teil 130 verwendet wird. Wenn der zweite Teil 130 bei 114 in den ersten Teil des Aufnahmeelementes eingeschraubt wird, kann zwischen dem unterteilten Körper über die Längskanäle 151 und 152 eine Fluidverbindung errichtet werden. Der Einsteckelementkörper 116 hat zwischen seiner zentralen Bohrung und der Außenfläche einen radialen Kanal 119. Das Ventilabstandsstück 139 schafft innerhalb der zentralen Bohrung des Einsteckelementes einen Ringraum. Wenn das Einsteckelement vollständig in die Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, kann Hydraulikfluid zwischen dem Radialkanal 150 im zweiten Teil des Aufnahmeelementes und dem Radialkanal 119 im Einsteckelement übertragen werden. Zusätzlich kann eine zweite radiale Metalldichtung 143 an einer Schulterfläche im zweiten Teil des unterteilten Körpers enthalten sein und mit einem Halter 140 an Ort und Stelle gehalten werden. Der Halter 140 kann mit dem zweiten Teil des Aufnahmeelementes durch Gewinde oder andere Mittel, die dem Fachmann zur Verfügung stehen, verbunden sein.
Obwohl in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Radialkanäle im ersten Teil des Aufnahmeelementes, dem zweiten Teil des Aufnahmeelementes und im Einsteckelement gezeigt sind, besteht bei der vorliegenden Erfindung die Überlegung, dass in jeder der Komponenten der Kupplungsbaugruppe ein oder mehrere Radialkanäle verwendet werden können. Demgemäß ist die Fluidübertragung zwischen den Kupplungselementen durch die Radialübertragung von Hydraulikfluid ohne Ausüben eines signifikanten Druckes gegen die Stirnfläche 18 des Einsteckelementes oder gegen die Aufnahmekammer im Aufnahmeelement erleichtert. Es besteht auch die Überlegung, dass die vorliegende Erfindung in einer Kupplung verwendet werden kann, die in den Einsteck- und/oder Aufnahmekupplungselementen Ventile hat oder nicht.

Claims

Hydraulische Unterwasserkupplung mit: a) einem Einsteckelement (10) mit einer Außenfläche einer zentralen Bohrung (32) und einem Radialkanal (19), der zwischen der zentralen Bohrung und der Außenfläche eine Fluidkommunikation schafft; b) einem Aufnahmeelement mit einem unterteilten Körper mit einem ersten Teil (20) und einem zweiten Teil (30), der lösbar mit dem ersten Teil in Eingriff steht; einer zentralen Bohrung die sich durch den ersten und zweiten Teil des Körpers erstreckt, wobei wenigstens ein Teil der zentralen Bohrung im ersten Teil (20) eine Aufnahmekammer (38) hat, die so dimensioniert ist, dass in dieser das Einsteckelement (10) aufgenommen werden kann, wobei der erste und zweite Teil des Körpers jeweils radiale Kanäle (19, 66, 67) haben, die sich von der zentralen Bohrung aus nach außen erstrecken, wobei der erste Teil und der zweite Teil des Körpers jeweils Längskanäle (51, 52) haben, die parallel zur zentralen Bohrung laufen und die Radialkanäle schneiden, wobei die Längskanäle zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des unterteilten Körpers eine Fluidverbindung schaffen; und c) einer Radialdichtung (44), die zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des unterteilten Körpers außerhalb der Aufnahmekammer (38) positioniert ist, wobei die Radialdichtung so dimensioniert ist, dass sie mit der Außenfläche des Einsteckelementes und der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes radial abdichtet.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wobei die Radialdichtung (44) eine Elastomerdichtung ist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Teil eine Schwalbenschwanzpassung hat.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Dichtungshalter (40), der lösbar am zweiten Teil (30) des unterteilten Körpers befestigt ist, und einer zweiten Radialdichtung (43) zwischen dem Dichtungshalter und dem zweiten Teil des unterteilten Körpers, wobei die zweite Radialdichtung so dimensioniert ist, dass sie mit der Außenfläche des Einsteckelementes und der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes radial abdichtet.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wobei wenigstens das Einsteck- und/oder das Aufnahmeelement ein normalerweise geschlossenes Tellerventil aufweist.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wobei der zweite Aufnahmeelementteil (30) in den ersten Aufnahmeelementteil (20) eingeschraubt ist.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem ersten und einem zweiten Ventil in dem Einsteck- bzw. Aufnahmeelement, wobei die Ventile Stellglieder (64, 65) haben, die an diesen vorstehen, wobei die Ventilstellglieder gegenseitig zusammenwirken, wenn das Einsteckelement (10) in der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes ist, um das erste und das zweite Ventil zu öffnen.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wobei die Radialdichtung (44) eine druckgespeiste Metalldichtung (144) ist, die in der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes positioniert ist.
Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 7, weiterhin mit einer zweiten radialen druckgespeisten Metalldichtung (143), die in der zentralen Bohrung des Aufnahmeelementes positioniert ist.