DE10335627B4

DE10335627B4 - Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied und Dichtungshalter

Info

Publication number: DE10335627B4
Application number: DE10335627A
Authority: DE
Inventors: Robert E. Missouri Smith III
Original assignee: National Coupling Co Inc
Current assignee: National Coupling Co Inc
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: NO335383B1; US20040021114A1; GB2391916B; US7163190B2; DE10335627A1; GB0318130D0; GB2391916A; BR0302664B1; BR0302664A; NO339943B1; NO20140701L; NO20033438D0

Abstract

Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied, das Folgendes umfasst:
a) ein Aufnahmeglied, das eine innere Bohrung mit einer Aufnahmekammer aufweist;
b) einen in die Aufnahmekammer einführbaren Dichtungshalter mit einem ersten, inneren Ring und einem zweiten, äußeren Ring, der zu dem ersten, inneren Ring konzentrisch ist; wobei zumindest ein Teil des ersten, inneren Rings in einer Eingriffsposition radial innerhalb des zweiten, äußeren Rings passt; wobei zumindest ein Teil des zweiten, äußeren Rings einem mit einem Außengewinde versehenen Bereich zum Eingriff mit dem Aufnahmeglied aufweist; und
c) eine erste ringförmige Dichtung, die zwischen dem ersten, inneren Ring und einem zweiten, äußeren Ring angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Hydraulikkupplungen und insbesondere Hydraulikkupplungen, die bei Unterwasserbohrungs- und -fördereinsätzen verwendet werden. Ganz besonders betrifft die Erfindung Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit Dichtungshaltern, die mit dem Aufnahmekupplungsglied ein Eingriff stehen.

Unterwasser-Hydraulikkupplungen sind schon seit langem bekannt. Die Kupplungen bestehen allgemein aus einem Steckglied und einem Aufnahmeglied mit Dichtungen zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Steck- und dem Aufnahmeglied. Das Aufnahmeglied weist im Allgemeinen einen zylindrischen Körper mit einer einen relativ großen Durchmesser aufweisenden Bohrung an einem Ende und einer einen relativ kleinen Durchmesser aufweisenden Bohrung am anderen Ende auf. Die kleine Bohrung erleichtert den Anschluss von Hydraulikleitungen, während die große Bohrung die Dichtungen enthält und den Steckteil der Kupplung aufnimmt. Das Steckglied enthält einen Steckerkopfabschnitt, der in die große Bohrung des Aufnahmeglieds eingeführt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung stoßen die Dichtungen entweder an das Ende oder die Stirnfläche des Steckglieds an oder sie nehmen das Steckglied um seinen Außenumfang herum in Eingriff. Dann kann die Hydraulikflüssigkeit frei durch den Aufnahme- und den Steckteil der Kupplung strömen, und Dichtungen verhindern, dass die Strömung an den Verbindungsstellen der Kupplung entweicht.

Im Aufnahmeglied und auch im Steckglied kann wahlweise ein Rückschlagventil installiert sein. Jedes Rückschlagventil ist geöffnet, wenn die Kupplung hergestellt ist; jedoch schließt sich jedes Rückschlagventil, wenn die Kupplung unterbrochen ist, so dass eine Fluidleckage aus dem System, von dem die Kupplung einen Teil bildet, verhindert wird.

In der US-PS 4,694,859 und 5,762,106 von Robert E. Smith III werden eine Unterwasser-Hydraulikkupplung und eine Metalldichtung offenbart. Eine wiederverwendbare Metalldichtung nimmt den Außenumfang des Steckerkopfs in Eingriff, wenn er im Aufnahmegliedkörper angeordnet ist. Die Dichtung wird von einem zylindrischen Dichtungshalter festgehalten. Wenn der Steck- und der Aufnahmeteil der Kupplung unter Druck getrennt werden, verhindert der Dichtungshalter, dass die Metalldichtung durch die Bohrung des Aufnahmeglieds herausgeblasen wird.

Die US-PS 4,900,071 und 5,052,439 von Robert E. Smith III offenbaren eine Unterwasser-Hydraulikkupplung mit einer elastomeren Dichtung, die durch eine Umfangsschulter an einer oder beiden Flächen neben der Dichtung an einer Radialbewegung in die mittlere Bohrung des Aufnahmeglieds gehindert wird. Vorzugsweise weist die Dichtung einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit einer oder beiden Flächen auf. Auch die US-PS 5,099,882, 5,203,374, 5,232,021 von Robert E. Smith III zeigen Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit diesen Dichtungen. Eine zylindrische Innenfläche der ringförmigen Dichtung nimmt den Umfang des Steckglieds oder Steckerkopfs in Eingriff, wenn der Steckerkopf in das Aufnahmeglied eingeführt ist.

Wenn das Steckglied oder der Steckerkopf aus der Aufnahmegliedbohrung herausgezogen wird, erreicht die Vorderseite des Steckglieds die weiche ringförmige Dichtung in der Mitte der Bohrung. Wenn die Vorderseite die Mitte der weichen ringförmigen Dichtung erreicht, verhindert der schwalbenschwanzförmige Formsitz, dass die Dichtung in die Bohrung implodiert, wenn das Meerwasser und/oder die Hydraulikflüssigkeit bei hohem Druck in die Bohrung eintreten.

Um eine oder mehrere Dichtungen in dem Aufnahmeglied einer Unterwasser-Hydraulikkupplung festzuhalten, kann ein Dichtungshalter an dem Aufnahmeglied befestigt sein. Der Dichtungshalter kann ein allgemein hülsenförmiger zylindrischer Körper sein, der so weit in die Bohrung des Aufnahmeglieds eingeführt wird, bis der Dichtungshalter an eine Schulter in der Bohrung des Aufnahmeglieds anstößt. Zur Festlegung des Dichtungshalters an der Schulter kann zum Beispiel auch ein Halterverriegelungsglied unter Verwendung eines Gewindes oder von Sprengringen an dem Aufnahmeglied angebracht werden. Zwischen dem Dichtungshalter und dem Halterverriegelungsglied kann eine radiale Dichtung gehaltet sein. Darüber hinaus können zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter eine oder mehrere Gleitringdichtungen angeordnet werden.

Bei Unterwasserbohrungs- und -fördereinsätzen kann zwischen dem Dichtungshalter und der inneren Schulter von Unterwasser-Hydraulikkupplungsaufnahmegliedern ein kleiner Spalt bestehen. Dieser Spalt kann infolge von sehr hohen Drücken und/oder hohen Temperaturen in großen Wassertiefen entstehen und dazu neigen, die Dichtungshalter und/oder Halterverriegelungsglieder zu lösen. Es kann schwierig sein, dieses Problem zu überwinden und den Spalt durch Vergrößerung des an das Halterverriegelungsglied, das den Dichtungshalter in Anlage an die Schulter festlegt und hält, angelegten Drehmoments zu beseitigen. Infolge des aufgrund hoher Temperaturen und Drük cke in großen Wassertiefen gebildeten Spalts können in dem Aufnahmekupplungsglied zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter angeordnete Dichtungen zwischen diesen beiden Komponenten in und durch den Spalt ragen, wodurch eine Leckage von Hydraulikflüssigkeit aus der Kupplung und/oder Meerwasser in die Kupplung verursacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Hydraulikkupplungsglied vorzustellen, das diese Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die folgenden Zeichnungen bilden einen Teil der vorliegenden Beschreibung und sind zur weiteren Veranschaulichung gewisser Aspekte der vorliegenden Erfindung mit aufgenommen. Die Er findung lässt sich anhand einer oder mehrerer dieser Zeichnungen zusammen mit der ausführlichen Beschreibung darin dargestellter besonderer Ausführungsformen besser verstehen.
1 ist eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
3 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer dritten Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer vierten Ausführungsform.
5 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer fünften Ausführungsform.
6 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
7 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß der Ausführungsform nach 1.
8 ist eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer siebten Ausführungsform.
9 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß einer achten Ausführungsform.
10 ist eine Schnittansicht des Aufnahmeglieds der Kupplung der vorliegenden Erfindung gemäß der Ausführungsform nach 9.
11 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der Kupplung gemäß der Ausführungsform nach 8.
Unterwasser-Hydraulikkupplungen sind im Allgemeinen mit einander gegenüberliegenden Platten eines Verteilers verbunden und werden durch Schrauben oder an den Platten befestigten hydraulischen Gliedern zusammengehalten. Die Steck- und die Aufnahmeglieder können unter Verwendung verschiedener Mittel, wie zum Beispiel Stellschrauben oder Gewinde, an den einander gegenüberliegenden Platten befestigt sein. Techniken zur Befestigung von Glieder an solchen Platten sind Fachleuten wohlbekannt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst bei einer ersten Ausführungsform ein Aufnahmeglied 100 einen Körper 101 mit einer mittleren Bohrung 125, die in ihrer Erstreckung durch das Aufnahmeglied mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung ein Innengewinde aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt sich in Längsrichtung in dem Aufnahmegliedkörper und endet an einem Ventilsitz 108. Neben dem Ventilsitz 108 befindet sich eine Schulter 126, die ein Ende der Aufnahmekammer 27 bildet.
Bei der ersten Ausführungsform weist die Aufnahmekammer, die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit einer inneren Schulter 107 zwischen einem ersten kleineren Durchmesser 124 und einem zweiten größeren Durchmesser 113 auf. Wahlweise kann auch eine zweite innere Schulter 29 in der Aufnahmekammer enthalten sein. An der Schulter 29 in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds kann eine (nicht gezeigte) ringförmige Dichtung angeordnet sein. Bei der ringförmigen Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere oder polymere Dichtung handeln.
Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 104 enthalten, das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 112 aufgenommen ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 128 auf. Das Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 106 in eine geschlossene Stellung gegen den Ventilsitz 108 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 105 verankert die Ventilfeder 106 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
Der Dichtungshalter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst einen ersten, inneren Ring 102 oder eine Dichtungspatrone und einen zweiten, äußeren Ring 103 oder einen Gewindemantel. Beide Ringe sind zum Halten einer oder mehrerer Dichtungen im Aufnahmeglied, selbst wenn die Kupplungsglieder ausgerückt sind, in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds angeordnet. Der erste, innere Ring und der zweite, äußere Ring sind konzentrisch, wobei mindestens ein Teil des ersten, inneren Rings radial innerhalb des zweiten, äußeren Rings passt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird durch Einführen des ersten, inneren Rings in den zweiten, äußeren Ring das Paar Ringe miteinander in Eingriff gebracht.
Die Ringe können dauerhaft oder lösbar miteinander in Eingriff gebracht werden.
In 7 wird eine erste Ausführungsform des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung ausführlicher gezeigt. Der erste, innere Ring 102 oder die Dichtungspatrone wird innerhalb des zweiten, äußere Rings 103 oder des Gewindemantels angeordnet. Dies kann vor Einführen des Ringpaares in die Aufnahmekammer erfolgen. Falls gewünscht, kann zwischen dem Paar Ringe eine leichte Presspassung bestehen.
Wenn der Dichtungshalter vollständig in die Aufnahmekammer eingeführt ist, stößt ein erstes Ende 109 des ersten, inneren Rings 102 an die Schulter 107. Das erste Ende des ersten, inneren Rings kann eine Nut 121 zum Halten eines elastomeren O-Rings 110 enthalten, der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 102 weist einen abgestuften Außenumfang mit einem ersten Außenumfang 123 und einem zweiten Außenumfang 115, der einen kleineren Durchmesser als der erste Außenumfang besitzt, auf. Der erste Außenumfang kann eine Umfangsnut 28 zur Anordnung einer O-Ring-Dichtung 111 enthalten. Meerwasser kann zwischen dem Dichtungshalter und der Aufnahmekammer in das Aufnahmekupplungsglied eindringen und hydrostatischen Druck auf den O-Ring 111 in der Nut 28 ausüben. Dieser hydrostatische Druck kann den O-Ring erregen und das erste Ende 109 des ersten, inneren Rings 102 gegen die Schulter 107 drücken. Infolgedessen kann der O-Ring 111 die Kraft zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes zwischen dem Dichtungshalter und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmekupplungsglieds wesentlich verbessern und erhöhen. Der erste Außenumfang kann einen Gleitsitz mit dem Durchmesser 113 der Aufnahmekammer aufweisen. Der zweite Außenumfang passt in einen Teil des zweiten Rings 103 des Dichtungshalters und schließt am zweiten Ende 129 ab. Des Weite ren weist der erste, innere Ring einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 117, der sich von dem ersten Ende 109 zu einer geneigten Schulter 120 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 133 von der Schulter 120 zum zweiten Ende 129 auf.
Der zweite, äußere Ring 103 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 116 und einen kleineren zweiten Innenumfang 142 auf. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des zweiten Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 118 des zweiten, äußeren Rings weist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied ein Gewinde auf. Der erste, innere Ring kann durch den Gewindebereich des zweiten, äußeren Rings eingeführt werden. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 122 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 134 des zweiten, äußeres Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang einem Abschnitt 130 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen und aufrechtzuerhalten, um jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 109 des ersten, inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds zu beseitigen oder auf ein Minimum zu reduzieren.
Es kann eine elastomere Dichtung 114 zwischen der geneigten Schulter 120 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 119 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung weist einen dickeren Außendurchmesser als Innendurchmesser auf und kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 127 in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
In 2 wird eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungshalters gezeigt. Der erste, innere Ring 202 oder die Dichtungspatrone ist innerhalb des zweiten, äußeren Rings 203 oder des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung bestehen. Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 209 des ersten, inneren Rings 202 an eine Schulter in der Aufnahmekammer. Das erste Ende des ersten, inneren Rings kann eine Nut 221 zum Halten eines elastomeren O-Rings 210 enthalten, der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 202 weist einen Außenumfang 215 auf, der am zweiten Ende 229 abschließt. Der Außenumfang des ersten, inneren Rings passt in den zweiten Ring 203 des Dichtungshalters. Der erste, innere Ring weist einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 217, der sich vom ersten Ende 209 zur geneigten Schulter 220 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 223 von der Schulter 220 zum zweiten Ende 229 auf.
Der zweite, äußere Ring 203 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 216 und einen kleineren zweiten Innenumfang 242 auf. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 218 des zweiten, äußeren Rings ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 222 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 234 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang dem Abschnitt 230 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewin debereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich reicht dazu aus, ausreichend Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 209 des inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
Es kann eine elastomere Dichtung 214 zwischen der geneigten Schulter 220 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 219 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die Dichtung weist einen allgemein keilförmigen Querschnitt auf, und die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 227 in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
Wie in 3 gezeigt, sind bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung der erste, innere Ring 202 der zweite, äußere Ring 203 des Dichtungshalters die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform, wobei zwischen dem Außenumfang 215 des inneren Rings und dem ersten Innenumfang 216 des äußeren Rings eine Schweißnaht 301 vorgesehen ist, um den ersten, inneren Ring und den zweiten, äußeren Ring dauerhaft in Eingriff zu bringen.
In 4 wird eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungshalters gezeigt. Der erste, innere Ring 402 oder die Dichtungspatrone ist innerhalb des zweiten, äußeren Rings 403 oder des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung bestehen. Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 409 des ersten, inneren Rings 402 an eine Schulter in der Aufnahmekammer. Das erste Ende des ersten, inneren Rings kann eine Nut 421 zum Halten eines elastomeren O-Rings 410 enthalten, der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 402 weist einen Außenumfang 415 auf. Der Außenumfang passt in einen Teil des zweiten Rings 403 des Dichtungshalters. Der erste, innere Ring weist einen Innenumfang 417 auf, der sich von dem ersten Ende 409 zur geneigten Schulter 420 erstreckt.
Der zweite, äußere Ring 403 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 416, einen kleineren zweiten Innenumfang 432 und einen noch kleineren dritten Innenumfang 442 auf. Zwischen dem ersten und dem zweiten Innenumfang ist eine Schulter 431 vorgesehen. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 418 des zweiten, äußeren Rings ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 422 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 434 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang dem Abschnitt 430 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 409 des inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
Es kann eine elastomere Dichtung 414 zwischen der geneigten Schulter 420 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 419 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Im plosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 427 in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
Wie in 5 gezeigt, sind bei einer fünften Ausführungsform der Erfindung der erste, innere Ring 402 und der zweite, äußere Ring 403 die gleichen wie bei der vierten Ausführungsform, wobei zwischen dem Außenumfang 415 des inneren Rings und dem ersten Innenumfang 416 des äußeren Rings eine Schweißnaht 501 vorgesehen ist.
In 6 wird eine sechste Ausführungsform des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der erste, innere Ring 602 oder die Dichtungspatrone ist innerhalb des zweiten, äußeren Rings 603 oder des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung bestehen. Bei der sechsten Ausführungsform kann die Schweißnaht 601 den ersten, inneren Ring und äußeren Ring dauerhaft miteinander in Eingriff halten. Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 609 des ersten, inneren Rings 602 an eine Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds. Der erte, innere Ring 602 hat einen Außenumfang 615. Der zweite Außenumfang passt in einen Teil des zweiten Rings 603 des Dichtungshalters und schließt am zweiten Ende 629 ab. Der erste, innere Ring weist einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 617, der sich von dem ersten Ende 609 zur geneigten Schulter 620 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 623 von der Schulter 620 zum zweiten Ende 629 auf.
Der zweite, äußere Ring 603 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 616 und einen kleineren zweiten Innenumfang 642 auf. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 618 des zweiten, äußeren Rings ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 622 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 634 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang dem Abschnitt 630 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich reicht dazu aus, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 609 des ersten, inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds, an die der erste, innere Ring stößt, beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
Es kann eine elastomere Dichtung 614 zwischen der geneigten Schulter 620 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 619 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 627 in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
Wie in 8 gezeigt, umfasst bei einer siebten Ausführungsform das Aufnahmeglied 800 einen Körper 801 mit einer mittleren Bohrung 825, die in ihrer Erstreckung durch das Aufnahmeglied mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung ein Innengewinde aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt sich in Längsrichtung in dem Aufnahmegliedkörper und endet an einem Ventilsitz 808. Neben dem Ventilsitz 808 befindet sich eine Schulter 828, die ein Ende der Aufnahmekammer 827 bildet.
Bei der Ausführungsform nach 8 weist die Aufnahmekammer, die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit einer inneren Schulter 807 zwischen einem ersten kleineren Durchmesser 824 und einem zweiten größeren Durchmesser 813 auf. Wahlweise kann auch eine zweite innere Schulter 829 in der Aufnahmekammer enthalten sein. An der Schulter 829 in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds kann eine ringförmige Dichtung 850 angeordnet sein. Bei der ringförmigen Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere oder polymere Dichtung handeln.
Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 804 enthalten, das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 812 aufgenommen ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 826 auf. Das Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 806 in eine geschlossene Stellung gegen den Ventilsitz 808 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 805 verankert die Ventilfeder 806 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
Wie in 11 ausführlicher gezeigt, umfasst der Dichtungshalter bei der siebten Ausführungsform der Erfindung einen ersten, inneren Ring 802 oder eine Dichtungspatrone und einen zweiten, äußeren Ring 803 oder einen Gewindemantel. Beide Ringe sind zum Halten einer oder mehrerer Dichtungen im Aufnahmeglied, selbst wenn die Kupplungsglieder ausgerückt sind, in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds angeordnet. Der erste, innere Ring und der zweite, äußere Ring sind konzen trisch, wobei zumindest ein Teil des ersten, inneren Rings radial in den zweiten, äußeren Ring passt.
Der erste, innere Ring 802 oder die Dichtungspatrone wird innerhalb des zweiten, äußeren Rings 803 oder des Gewindemantels angeordnet. Dies kann vor ihrem Einführen in die Aufnahmekammer erfolgen. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung vorgesehen sein.
Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 809 des ersten, inneren Rings 802 an die Schulter 807 an. Das erste Ende des ersten, inneren Rings kann eine Nut 821 zum Halten des elastomeren O-Rings 810 enthalten, der eine Dichtung zwischen der Aufnahmekammer und dem ersten Ende des inneren Rings bildet. Der erste, innere Ring 802 weist einen abgestuften Außenumfang mit einem ersten Außenumfang 823 und einem zweiten Außenumfang 815 mit einem kleineren Durchmesser als der erste Außenumfang auf. Der erste Außenumfang kann einen Gleitsitz mit dem Durchmesser 813 der Aufnahmekammer aufweisen. Der zweite Außenumfang passt in einen Teil des zweiten Rings 803 des Dichtungshalters und schließt am zweiten Ende 831 ab. Des Weiteren weist der erste, innere Ring einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 817, der sich von dem ersten Ende 809 zur geneigten Schulter 820 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 844 von der Schulter 820 zum zweiten Ende 831 auf.
Der zweite, äußere Ring 803 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 816 und einen kleineren zweiten Innenumfang 842 auf. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des zweiten Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 818 des zweiten, äußeren Rings ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen. Der Gewin debereich kann sich vom ersten Ende 822 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 834 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang dem Abschnitt 830 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich sollte dazu ausreichen, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen und aufrechtzuerhalten, um jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 809 des ersten, inneren Rings und der Schulter 807 in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds zu beseitigen oder auf ein Minimum zu reduzieren.
Es kann eine elastomere Dichtung 814 zwischen der geneigten Schulter 820 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 819 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des weiteren kann die Dichtung einen O-Ring in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
In 9 wird eine achte Ausführungsform des Dichtungshalters der Erfindung gezeigt. Der erste, innere Ring 902 oder die Dichtungspatrone ist innerhalb des zweiten, äußeren Rings 903 oder des Gewindemantels angeordnet. Falls gewünscht, kann eine leichte Presspassung bestehen. Bei vollständigem Einsatz in der Aufnahmekammer stößt das erste Ende 909 des ersten, inneren Rings 902 an eine Schulter in der Aufnahmekammer. Der erste, innere Ring 902 weist einen Außenumfang 915 auf. Der Außenumfang passt in einen Teil des zweiten Ring 903 des Dichtungshalters und schließt am zweiten Ende 921 ab. Der erste, innere Ring weist einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Innenumfang 917, der sich von dem ersten Ende 909 zur geneigten Schulter 920 erstreckt, und einem zweiten Innenumfang 923 von der Schulter 920 zum zweiten Ende 921 auf.
Der zweite, äußere Ring 903 oder der Gewindemantel ist zum inneren Ring konzentrisch. Der zweite, äußere Ring weist einen ersten Innenumfang 916 und einen kleineren zweiten Innenumfang 942 auf. Der erste Innenumfang des zweiten, äußeren Rings ist zur Aufnahme des Außenumfangs des ersten, inneren Rings dimensioniert. Zumindest ein Teil des Außenumfangs 918 des zweiten, äußeren Rings ist zum Eingriff mit dem Aufnahmekupplungsglied mit einem Gewinde versehen. Der Gewindebereich kann sich vom ersten Ende 922 des zweiten, äußeren Rings zum zweiten Ende 934 des zweiten, äußeren Rings erstrecken oder an einer Stelle entlang dem Abschnitt 930 enden, bevor er das zweite Ende erreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Gewindebereich zumindest über die Hälfte der kombinierten Länge des ersten und des zweiten Rings, wenn sie aneinander montiert sind. Der Gewindebereich sollte dazu ausreichen, Drehmoment an den zweiten, äußeren Ring anzulegen und aufrechtzuerhalten, das jeglichen Spalt zwischen dem ersten Ende 909 des inneren Rings und der Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds beseitigt oder auf ein Minimum reduziert.
Es kann eine elastomere Dichtung 914 zwischen der geneigten Schulter 920 des ersten, inneren Rings und der geneigten Schulter 919 des zweiten, äußeren Rings angeordnet sein. Die geneigten Schultern verhindern eine Radialbewegung oder Implosion der Dichtung aufgrund eines Vakuums, wenn das Steckglied aus der Aufnahmekammer zurückgezogen wird. Die Dichtung kann einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz mit den geneigten Schultern aufweisen. Des Weiteren kann die Dichtung einen O-Ring 927 in einer Nut an ihrem Außenumfang enthalten.
Wie in 10 gezeigt, umfasst bei einer achten Ausführungsform das Aufnahmeglied 900 einen Körper 901 mit einer mittleren Bohrung 925, die in ihrer Erstreckung durch das Aufnahmeglied mehrere verschiedene Durchmesser aufweist. Das erste Ende der Bohrung kann zur Verbindung mit einer Hydraulikleitung ein Innengewinde aufweisen. Ein zylindrischer Durchgang erstreckt sich in Längsrichtung in dem Aufnahmegliedkörper und endet an einem Ventilsitz 908. Neben dem Ventilsitz 908 befindet sich eine Schulter 926, die ein Ende der Aufnahmekammer 927 bildet.
Bei der achten Ausführungsform weist die Aufnahmekammer, die den Steckerkopf eines Steckkupplungsglieds aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit einer inneren Schulter 907 zwischen einem ersten kleineren Durchmesser 924 und einem zweiten größeren Durchmesser 913 auf. Es kann ein O-Ring 910 in einer Nut an der inneren Schulter 907 angeordnet sein. Wahlweise kann auch eine zweite innere Schulter 929 in der Aufnahmekammer enthalten sein. An der Schulter 929 in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds kann eine ringförmige Dichtung 950 angeordnet sein. Bei der ringförmigen Dichtung kann es sich um eine Metalldichtung oder um eine elastomere oder polymere Dichtung handeln.
Das Aufnahmeglied kann ein Tellerventil 904 enthalten, das verschiebbar im zylindrischen Durchgang 912 aufgenommen ist. Das Tellerventil ist konisch ausgebildet und weist ein sich von seinem Scheitel erstreckendes Stellglied 928 auf. Das Tellerventil wird durch eine Ventilfeder 906 in eine geschlossene Stellung gegen den Ventilsitz 908 gedrückt. Wenn sich das Tellerventil in der geschlossenen Stellung gegen den Ventilsitz befindet, verhindert es einen Fluidstrom durch das Aufnahmeglied. Ein hohler Federteller 905 verankert die Ventilfeder 906 und wird durch eine Tellerklemme festgehalten.
Alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen O-Ring um den Außenumfang des ersten, inneren Rings des
Dichtungshalters enthalten. Hydrostatischer Druck vom Meerwasser kann gegen die Dichtung wirken und so den Dichtungshalter gegen die innere Schulter im Aufnahmekupplungsglied drücken. Infolgedessen verbessert dieser zusätzliche Druck weiter den Kontaktdruck und minimiert oder beseitigt jeglichen Spalt zwischen dem Dichtungshalter und dem Aufnahmeglied.

Claims

Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied, das Folgendes umfasst: a) ein Aufnahmeglied, das eine innere Bohrung mit einer Aufnahmekammer aufweist; b) einen in die Aufnahmekammer einführbaren Dichtungshalter mit einem ersten, inneren Ring und einem zweiten, äußeren Ring, der zu dem ersten, inneren Ring konzentrisch ist; wobei zumindest ein Teil des ersten, inneren Rings in einer Eingriffsposition radial innerhalb des zweiten, äußeren Rings passt; wobei zumindest ein Teil des zweiten, äußeren Rings einem mit einem Außengewinde versehenen Bereich zum Eingriff mit dem Aufnahmeglied aufweist; und c) eine erste ringförmige Dichtung, die zwischen dem ersten, inneren Ring und einem zweiten, äußeren Ring angeordnet ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 1, bei dem die erste ringförmige Dichtung einen keilförmigen Querschnitt und einen schwalbenschwanzförmigen Formsitz zwischen dem ersten, inneren Ring und dem zweiten, äußeren Ring aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite ringförmige Dichtung vorgesehen ist, die zwischen dem ersten, inneren Ring und der inneren Schulter angeordnet ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innere Ring in seinem ersten Ende eine Nut zur Anordnung der zweiten ringförmigen Dichtung darin aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schulter eine Nut zur Anordnung der zweiten ringförmigen Dichtung darin aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innere Ring einen abgestuften Außenumfang mit einem ersten und einem zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil einen Gleitsitz mit der Aufnahmekammer aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, äußere Ring einen abgestuften Innenumfang mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil einen Gleitsitz mit dem ersten, inneren Ring aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mit dem Außengewinde versehene Bereich in Längsrichtung über zumindest die Hälfte der Länge des ersten, inneren Rings und des zweiten, äußeren Rings in der Eingriffsposition erstreckt.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte ringförmige Dichtung vorgesehen ist, die an einer zweiten, inneren Schulter in der Aufnahmekammer des Aufnahmeglieds festgehalten wird.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Nut um den Außenumfang des ersten, inneren Rings und eine in der Nut angeordnete O-Ring-Dichtung.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer eine innere Schulter aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innere Ring ein an die innere Schulter in der Aufnahmekammer stoßendes erstes Ende aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, ringförmige Dichtung einen Außenumfang und einen Innenumfang aufweist, wobei der Außenumfang einen dickeren Querschnitt als der Innenumfang aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, äußere Ring eine abgestufte Innenfläche mit einem ersten Innendurchmesser und einem zweiten, kleineren Innendurchmesser aufweist, wobei der erste, innere Ring radial innerhalb des ersten Innendurchmessers gehalten wird.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des ersten, inneren Rings mit dem zweiten, äußeren Ring verschweißt ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine zweite ringförmige, elastische Dichtung um den Außenumfang des Dichtungshalters herum.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innere Ring durch zumindest einen Teil eines konzentrischen zweiten, äußeren Rings entfernbar eingeführt ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innere Ring durch den Gewindebereich des zweiten, äußeren Rings entfernbar eingeführt ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsglied ein Tellerventil in der inneren Bohrung aufweist.