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Kugelhahnkupplung für Rohr-oder Schlauchleitungen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kugelhahnkupplung für Rohr- oder Schlauchleitungen, bestehend aus
zwei von Deckringen umgebenen Kupplungshälften, deren mit den Anschlußleitungen
verbundene Gehäuse je ein drehbar gelagertes Hahnküken sowie einen auf dem Gehäuse
drehbar gelagerten, zur Kupplungsachse konzentrischen Betätigungsring mit einer
Verzahnung aufweisen, die mit einem auf der Achse des zugehörigen Hahnkükens sitzenden
Zahnritzel kämmt und das Hahnküken beim Verdrehen des Betätigungsringes in seine
Offen- bzw. Schließstellung bringt, wobei die Kupplungshälften an der Stirnseite
Bajonettverschlußklauen tragen, die beim Kupplungsvorgang hintereinandergreifen
und die Verriegelung der Kupplungshälften gegeneinander bewirken.
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Bei einer bekannten Kupplung der vorstehend genannten Art sind die
Deckringe fest mit den Gehäusen verbunden, und die Anschlußleitungen sind starr
an die Gehäuse angeschlossen. Ferner sind jeder Deckring und jeder Betätigungsring
mit Bajonettverschlußklauen ausgestattet, wobei die Bajonettverschlußklauen der
Betätigungsringe beim Zusammenschluß der Kupplungshälften jeweils hinter die Bajonettverschlußklauen
am Deckring der anderen Kupplungshälfte greifen. Außerdem ist jeder Betätigungs-ring
mit Öffnungen ausgestattet, in welche die Bajonettverschlußklauen des Betätigungsringes
der anderen Kupplungshälfte beim Zusammenschluß eingeführt werden.
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Der Zusammenschluß dieser bekannten Kupplung erfolgt durch axiales
Ineinanderstecken und anschließendes Verdrehen der Kupplungshälften gegeneinander.
Beim gegenseitigen Verdrehen der Kupplungshälften werden die daran angeschlossenen
Leitungen mitgedreht, was zu Schwierigkeiten führen kann. Außerdem ist bei der bekannten
Kugelhahnkupplung ein phasengleiches Öffnen der Hahnküken, das von Vorteil ist,
nicht gewährleistet.
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Demgegenüber schafft die Erfindung eine Kugelhahnkupplung, bei welcher
die Kupplungshälften ohne begleitende Verdrehung der angeschlossenen Leitungen bei
phasengleicher fortschreitender Öffnung der Hahnküken zusammengeschlossen werden
können.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der eine Deckring
an dem Gehäuse der einen Kupplungshälfte drehbar und mit dem zugehörigen Betätigungsring
starrverbunden ist, während der andere Deckring an dem Gehäuse der anderen Kupplungshälfte
starr befestigt ist, daß das eine Gehäuse einen aus der Stirnfläche axial vorragenden
Drehungssperr-Stift besitzt, der bei zusammengefügter Kupplung in eine Öffnung im
Gehäuse der anderen Kupplungshälfte eingreift, daß die Verriegelungsklauen der einen
Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise an dem einen Betätigungsring ausgebildet
sind, während die Verriegelungsklauen der anderen Kupplungshälfte an dem Gehäuse
angebracht sind, und daß der andere Betätigungsring mit Vorsprüngen ausgestattet
ist, die zwischen die Klauen des einen Betätigungsringes eingreifen, von diesem
mitgenommen werden und mit den Gehäuseverriegelungsklauen radial ausgefluchtet sind,
wenn die Kupplungshälften getrennt sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Kupplung erfolgt der Zusammenschluß derKupplungshälften
durch axiales Ineinanderstecken und anschließendes Verdrehen des an dem Gehäuse
der einen Kupplungshälfte drehbar angebrachten Deckringes gegenüber dem an dem Gehäuse
der anderen Kupplungshälfte starr befestigten Deckring. Die Verdrehung des einen
Deckringes gegenüber dem festgehaltenen anderen Deckring hat keine Verdrehung der
an die Kupplungshälften angeschlossenen Leitungen zur Folge und bewirkt sowohl den
Eingriff der als Bajonettverschlußklauen ausgebildeten
Verriegelungsklauen
als auch ein phasengleiches fortschreitendes Öffnen der Hahnküken der Kupplungshälften.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Einrichtung
zur Sicherung der Hahnküken bei getrennten Kupplungshälften gegen unbeabsichtigtes
Öffnen vorgesehen, welche einen in dem Gehäuse der einen Kupplungshälfte vorgesehenen
axial vorragenden, federbelasteten Verriegelungsstift mit einer Verriegelungsnase
aufweist, die im getrennten Zustand der Kupplung in eine Ausnehmung des einen Betätigungsringes
eingreift und diesen Ring für eine Drehung freigibt, wenn der Verriegelungsstift
beim Zusammenfügen der Kupplungshälften zurückgestoßen wird.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Längsschnitt
durch die beiden Kupplungshälften im getrennten Zustand, bei dem die Hähne geschlossen
sind, Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 links dargestellten Kupplungshälfte,
Fig. 3 eine Stirnansicht der in Fig. 1 rechts dargestellten Kupplungshälfte, Fig.
4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 2, Fig. 5 ein Schnitt entlang der Linie
5-5 in Fig. 2, Fig. 6 ein Längsschnitt durch die beiden Kupplungshälften im zusammengefügten
Zustand, bei dem die Kugelhähne geöffnet sind, Fig. 7 eine Draufsicht auf die in
Fig. 6 dargestellte Kupplung in verkleinertem Maßstab, Fig. 8 eine Draufsicht auf
die Gehäuse der Kupplungshälften im zusammengefügten Zustand, wobei auch die Einrichtungen
zum Verbinden der Kupplungshälften und zum Betätigen der Hahnküken zu sehen sind,
und Fig. 9 eine Darstellung der Einrichtung zum Verriegeln des Halmkükens der in
Fig. 1 rechts dargestellten Kupplungshälfte.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Kugelhahnkupplung besteht aus
zweiKupplungshälftenA undB. Die Kupplungshälften sind mit gleichartigen Hahnküken
10 ausgestattet, die mit einem Durchgang 12 versehen sind. Die Hahnküken sind innerhalb
der , zugehörigen Kupplungshälften um eine zur Längsachse der Kupplung senkrechte
Achse drehbar gelagert. Im getrennten Zustand der Kupplungshälften (Fig. 1) sind
die Hähne geschlossen, während sie in dem in Fig.6 dargestellten zusammengefügten
Zustand der Kupplungshälften geöffnet sind.
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Die Kupplungshälfte A weist ein hohles Gehäuse 14 auf, das an seinem
vorderen Ende einen ringförmigen Einsteckstutzen 16 hat. Das Gehäuse ist mit einer
radialen Öffnung 18 versehen, in welcher ein kurzer Hahnkükenzapfen 20 gelagert
ist. Der Zapfen trägt an seinem unteren Ende einen Kopf 22 mit einer mittig angeordneten
Nut 24 (Fig. 6), in welche das Halmküken mit einem Mitnehmersteg 26 mit gerindem
Spiel eingreift. Der Zapfen ist durch einen in eine umlaufende Zapfenrille 28 eingesetzten
O-Ring 30 gegen das Gehäuse abgedichtet. Am oberen Ende des Zapfens ist ein Zahnradsegment
36 befestigt.
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Das Hahnküken 10 ist auf der einen Seite durch einen in eine ringförmige
Gehäuserille eingesetzten O-Ring 40 und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine
Dichtungsanordnung abgedichtet, die aus einem eine Bohrung 44 aufweisenden Haltering
42 aus Metall und einem in eine ringförmige Aussparung 46 am vorderen Ende des Halteringes
eingesetzten, am Küken anliegenden Dichtungsring 48 besteht. Diese Dichtungsanordnung
wird durch eine Feder 50 gegen das Hahnküken gedrückt, die auf der einen Seite an
einer Schulter 54 des Halteringes und auf der anderen Seite an einer Schulter 56
eines mit dem Gehäuse verbundenen Rohranschlußstückes 58 abgestützt ist. Das Anschlußstück
ist mit einer Ringnut 60 versehen, die eine ringförmige Verlängerung 62 des Gehäuses
14 aufnimmt. Zwischen die Verlängerung 62 und das Anschlußstück 58 ist ein O-Ring
64 eingelegt.
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Das Anschlußstück 58 und das Gehäuse 14 sind gegeneinander drehbar
miteinander verbunden. Zu diesem Zweck weisen das Anschlußstück und das Gehäuse
je eine Ringnut 68 bzw. 70 auf, in welche nach innen ragende Ringflansche 72 und
72' eines zweiteiligen, passend zusammengehaltenen Halteringes 74 eingreifen.
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Auf das vordere Ende des Gehäuses 14 ist ein zur Kupplungsachse konzentrischer
Kükenbetätigungsring C drehbar aufgesetzt. Dieser Ring liegt an einer Schulter 82
an, die von dem Gehäuse radial absteht.
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An seiner Rückseite ist der Ring C mit einem Zahnradsegment 84 ausgestattet,
das sich über einen Winkel von etwa 90° entlang seines Umfanges erstreckt und mit
dem Zahnsegment 36 kämmt.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, weist der Betätigungsring C vier von seiner
vorderen Fläche abstehende, mit gleichem Abstand über den Umfang verteilte Verriegelungsklauen
86 auf, zwischen denen sich ebenflächig begrenzte Lücken 88 befinden. Wie in Fig.
5 dargestellt, ist jede dieser Verriegelungsklauen bei 90 hintersohnitten, so daß
eine radiale Schulter 92 gebildet wird. An seinem Ende einer Verriegelungsklaue
ist ein Anschlag 96 vorgesehen. Dieser Anschlag wird durch eine heruntergebogene
Kante der Verriegelungsklaue gebildet und begrenzt die relative Drehung der Verriegelungsklauen
an den beiden Kupplungshälften.
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Das beschriebene Gehäuse mit dem Hahnküken und den zugehörigen Teilen
einschließlich des Betätigungsringes ist von einem Deckring 98 umgeben. Der Betätigungsring
C ist mittels zweier Mitnehmerstifte 100 an diametral gegenüberliegenden Stellen
mit dem Deckring verbunden und so mit diesem drehbar. In eine in dem Deckring 98
ausgebildete Innennut ist ein geteilter Haltering 102 eingesetzt, der an dem Betätigungsring
C anliegt und diesen gegen die Schulter 82 drückt.
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Die Einsteckhälfte A der Kupplung ist mit einer Einrichtung zum Verriegeln
des Hahnkükens in seiner geschlossenen Stellung und zum Verriegeln der beiden Hahnküken
in den beiden Kupplungshälften in ihrer geöffneten Stellung versehen. Außerdem erfolgt
die Drehung der Hahnküken aus der geschlossenen in die geöffnete Stellung und umgekehrt
jederzeit für beide Hahuküken phasengleich. Die Verbindung der Kupplungshälften
und die Drehung der Hahnküken findet ohne Verdrehung der mit den Kupplungshälften
verbundenen Leitungen, wie Rohre oder Schläuche, statt.
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Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 14 mit einer: axialen zylindrischen
Bohrung 104 ausgestattet, die einen auf einer Seite einen durch die Wand des Gehäuses
hindurchgehenden Längsschlitz 106 hat (Fig: 8). In der Bohrung befindet sich ein
Verriegelungsstift
108 mit einer radialen Nase 110, die durch den
Schlitz vorragt. Der Verriegelungsstift wird normalerweise (Fig. 1) von einer Feder
112 zum Teil aus der Bohrung 104 herausgedrückt. Im getrennten Zustand der
Kupplung und bei geschlossenem Hahnküken befindet sich die Nase 110 innerhalb einer
Kerbe 114, die in der Hinterseite des Betätigungsringes C ausgebildet ist. In diesem
Fall ist der Betätigungsring C gegen das Gehäuse 14 verriegelt, so daß bei einer
Drehung des mit dem Betätigungsring C fest verbundenen Deckringes 98 der Deckring,
der Betätigungsring und das Gehäuse gegenüber dem Anschlußstück 58 gemeinsam gedreht
werden. DasHahnküken kann sich dabei jedoch nicht öffnen, da zwischen dem Betätigungsring
und dem Gehäuse keine Relativbewegung stattfindet und der gezahnte Teil 84 des Betätigungsringes
das Zahnsegment 36 nicht dreht. Das Hahnküken bleibt somit in der geschlossenen
Stellung verriegelt. Erst wenn der Verriegelungsstift 108 gegen die Wirkung der
Feder 112 niedergedrückt wird und damit die Verriegelungsnase 110 aus der Kerbe
114 heraustritt, kann der Betätigungsring C gegenüber dem Gehäuse 14 gedreht werden
und dem Zahnsegment 36 eine die Öffnung des Hahnkükens bewirkende Drehung erteilt
werden.
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Das Gehäuse 14 der Kupplungshälfte A weist ferner einen Drehungssperrstift
116 auf, der eine gegenseitige Drehung der Gehäuse der beiden Kupplungshälften verhindert
und die Ausrichtung der Kupplungshälften für den Zusammenschluß erleichtert.
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Damit die Hahnküken beider Kupplungshälften in der offenen Stellung
verläßlich verriegelt werden, wenn die Kupplungshälften miteinander verbunden sind,
ist am Gehäuse 14 eine kurze radiale Hülse 118 befestigt, in welcher eine federbelastete
Verriegelungskugel 120 angeordnet ist, die an der Innenwand des Deckringes 98 angreift
und unter Wirkung einer Druckfeder 124 in eine im Deckring 98 gebildete Öffnung
126 von etwas kleinerem Durchmesser als dem Durchmesser der Kugel eintritt, wenn
die Kupplungshälften richtig und vollständig zusammengeschlossen sind.
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Die Muffenhälftc B der Kupplung weist ein Gehäuse 128 auf, das mit
einer Hahnzapfenöffnung, einem Hahnküken, einem Zahnsegment und Dichtungseinrichtungen
für das Hahnküken ausgestattet ist, die die gleichen sind und zueinander in der
gleichen Beziehung stehen, wie im Zusammenhang mit den Bauteilen der Kupplungshälfte
A beschrieben. Zur Bezeichnung der übereinstimmenden Bauteile sind bei beiden Kupplungshälften
die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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An dem Gehäuse 128 ist ein Betätigungsring D drehbar befestigt. Der
Betätigungsring D wird mittels ; eines Federringes 130 in seiner Lage gehalten,
der den Betätigungsring D gegen eine Schulter 131 am Gehäuse andrückt. An seiner
hinteren Fläche ist der Betätigungsring mit einerVerzahnung84 ausgestattet, die
mit den Zähnen des Zahnsegments 36 kämmt. An der vorderen Fläche des Betätigungsringes
D befinden sich an diametral gegenüberliegenden Stellen Vorsprünge132, die etwas
kürzer sind als dieLücken 88 zwischen den Vorsprüngen 86 am Betätigungsring C (Fig.
3). Außerdem sind an der vorderen Fläche des Gehäuses 128 vier Verriegelungsklauen
133 in gleichem Abstand voneinander in der Nähe des Umfanges des Gehäuses so angebracht,
daß sie mit den vier Verriegelungsklauen86 des Betätigungsringes C nach Art eines
Bajonettverschlusses zusammenwirken können.
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Im getrennten Zustand der Kupplungshälften fluchten die Vorsprünge
132 des Betätigungsringes D mit zwei Verriegelungsklauen 133.
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Die Innenbohrung des Gehäuses 128 weist eine Ringschulter 136 auf,
die mit der Vorderkante des Einsteckstutzens 16 der Kupplungshälfte A in Berührung
tritt. Vor der Schulter ist ein abdichtender O-Ring 140 in eine Ringrille 138 eingelegt.
Das Gehäuse 128 ist von einem Deckring 142 umgeben, der dem Betätigungsring D und
die mit diesem zusammenwirkenden Bauteile einschließlich des Zahnradsegments, des
Hahnzapfens und des Hahnkükens schützt. Der Deckring ist mittels einer Sicherungsscheibe
144 am Gehäuse starr befestigt. Das Gehäuse ist am rechten Ende mit einem Außengewinde
146 ausgestattet, auf das ein mit einem Innengewinde versehenes Leitungsanschlußstück
148 aufgeschraubt ist. Der Deckring, das Gehäuse und das Anschlußstück sind miteinander
fest verbunden und können sich gegeneinander nicht drehen, während der Betätigungsring
D und das von ihm angetriebene Hahnküken 10 drehbar sind.
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In der geschlossenen Stellung ist das Hahnküken der Kupplungshälfte
B durch eine federbelastete Einrastekuge1150 verriegelt, die in eine V-förmige Kerbe
152 in der inneren Fläche des Betätigungsringes D einrastet und einer Drehung des
Ringes D Widerstand entgegensetzt (Fig. 1 und 9).
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Beim Zusammenschließen der Kupplungsliälften A, B wird zunächst
die Kupplungshälfte B in den Deckring 98 axial eingeschoben, derart, daß
die Verriegelungsklauen 133 am Gehäuse 128 und die Vorsprünge 132 am Ring D in die
Lücken 88 zwischen den Verriegelungsklauen 86 am Betätigungsring C eintreten. Hierfür
muß die Kupplungshälfte A gegenüber der Hälfte B höchstens um 90° gedreht werden,
da sich die Hahnküken nicht, wie in Fig. 6 dargestellt, unbedingt im gleichen Quadranten
befinden müssen. Die Kupplungshälfte B wird mit einer Hand gehalten und braucht
nicht gedreht zu werden, so daß die daran befestigte Schlauch- oder Rohrleitung
nicht verdreht wird, während die Kupplungshälfte A, die mit der Hand am Deckring
98 gehalten wird, gedreht werden kann, bis die Vorsprünge ineinanderpassen, wobei
jedoch ebenfalls das Anschlußstück 58 und die daran befestigte Leitung nicht verdreht
werden, da der Deckring 98, der Ring C und das Gehäuse 14 gegenüber dem Anschlußstück
ohne Betätigung des Hahnkükens gemeinsam gedreht werden können.
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Beim Zusammenstecken tritt der Drehungssperrstift 116 in eine Öffnung
134 in der Vorderfläche des Gehäuses 128 ein. Dadurch werden die Gehäuse 14 und
128 gegen eine gegenseitige Verdrehung verriegelt. Ferner wird der Verriegelungsstift
108 gegen die Wirkung seiner Feder 112 in das Gehäuse 14 hineingedrückt, wobei die
Nase 110 aus der Kerbe 114 heraustritt und den Betätigungsring C für eine Drehung
freigibt. Nun wird der Deckring 98 und gleichzeitig der BetätigungsringC gedreht,
so daß das Hahnküken10 in seine geöffneteStellung gelangt. Zu Beginn der Drehung
des Deckringes 98 stoßen die Enden der Verriegelungsklauen 86 am BetätigungsringC
in Umfangsrichtung gegen die Vorsprünge132 am Betätigungsring D, was zur Folge hat,
daß der
Betätigungsring D mit dem Betätigungsring C und damit das
Hahnküken der Kupplungshälfte B mit dem Halmküken der KuppliwgshälfteA phasengleich
gemeinsam gedreht werden.
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Während der Drehung des Deckringes 98 treten die Verriegelungsklauen
86 nach Art eines Bajonettverschlusses hinter die Verriegelungsklauen 132, wodurch
eine sichere Verbindung der Kupplungshälften miteinander hergestellt wird. Für die
vollständige Verbindung der Kupplungshälften ist eine Drehung von nur 45° notwendig,
wonach die Verriegelungsklaüen 132 an die Anschläge 96 anstoßen und die federbelastete
Rastkugel 120 in die Öffnung 126 im Deckring 98 eintritt und eine Anzeige dafür
liefert, daß die Kupplungshälften vollständig zusammengeschlossen sind und die Halmküken
sich in ihrer vollständig geöffneten Stellung befinden.
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Zum Trennen der Kupplungshälften wird die Rastkugel 120 mit dem Finger
eingedrückt und der Deckring 98 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, und der
oben beschriebene Vorgang verläuft in der umgekehrten Reihenfolge, wobei die Hahnküken
in ihre Schließstellung gelangen, bevor die Kupplungshälften getrennt werden können.
Beim Auseinanderziehen der Kupplungshälften wird die Verriegelungsnase 110 in die
Kerbe 114 zurückgedrückt, und die Einrastekuge1150 rastet wieder in die Kerbe 152
ein.