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Steckkupplung für Filterapparate Die Erfindung dient vorwiegend zur
Ausrüstung von Filteranlagen, besonders aber von kleineren Ionenaustauscheranlagen,
deren Schlauchleitungen wegen unterschiedlicher Arbeitsspiele umgesetzt werden müssen.
Da hierbei die Anwendung von Verschraubungen umständlich und zeitraubend wäre, wurden
die Apparate mit Steckkupplungen ausgerüstet. Trotz der nicht geringen Anzahl Kupplungen,
die in unterschiedlichen Ausführungen auf dem Markt erhältlich sind, kam bei den
Filteranlagen nur eine Ausführungsform zur Anwendung. Diese Einschränkung ergibt
sich aus den Betriebsbedingungen der Filteranlagen. Damit in das Filtrat keine Metallionen
eintreten können, sind nur Ausrüstungsteile gefragt, die aus Kunststoff gefertigt
sind und keine Metallteile besitzen bzw. durch letztere ergänzt werden. Die Kupplungen
müssen auch gegen Einwirkungen von Lauge und Säure beständig sein.
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Mit fortschreitender Entwicklung der Spezialfilter entsprechen die
bisher verwendeten Kupplungen nicht mehr den Vorstellungen, die für die Apparate
als vorteilhaft angesehen werden.
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Die bisher verwendeten Kupplungen besitzen eine axial verschiebbare
Verriegelungshülse, die unter Federdruck steht.
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Bei ihrem Gebrauch tritt gelegentlich ein selbsttätiges Entkuppeln
auf. Eine Ursache wird darin gesehen, daß beim Öffnen der Filterventile, durch plötzlichen
Druckaufbau, die betroffene Kupplung überlastet wird. Eine weitere Ursache wird
darin gesehen, daß die Verriegelungshülse, womit ein schlauchseitig angebrachter
Stecknippel über eine Kugelarretierung festgehalten wird, durch ihre
axial
verschiebbare Anordnung auf der Kupplungshfflse, der Tendenz eines Fehlgriffes förderlich
ist.
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Bei einer reihenweisen Betttlgung einer groberen Anzahl ins als lierter
Kupplungen kennen die tußeren AnzzLchen einer fthlerhaften Verbindung leicht dbersehen
werden Es wurde in Erfahrung gebracht, daß bei der Betätigung einer axial verschiebbaren
Verriegelungshülse, die jeweils erfthlbare Riegelstellung und deren Zurtekfedern
in ihre Ausgangsstellung, das gelegentlich von Knack- und Anschlagger#uschen begleitet
ist, als Indikator gewertet wird. Unter dieser Bewertungsweise kann ein Stecknippel,
beispielsweise unter seitlicher Belastung seines Schlauches, sich bei eiliger Handhabung,
in seiner Kupplungshülse verklemmen, ohne von der Verriegelung erfaßt zu werden.
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Der Handhabende, der sich auf die genannten Merkmale verläßt, übersieht
ohne Anlaß zur Korrektur, den an sich erkennbaren Sachverhalt. Wenn dies bei einiger
Aufmerksamkeit auch sicherlich zu vermeiden ist, so schließt ein häufiger Gebrauch
den gelegentlichen Fehlgriff nicht aus. Aus vorgenannten Gründen ist neben anderem
eine Drehverriegelung erwünscht, die mit einem Anschlag für die Riegelstellung Auf
und Zu ausgestattet ist.
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Bei einer Kupplung mit Drehverriegelung kann das Einsetzen eines Stecknippels
und gleichzeitige Drehen der Verriegelungshülse mit einer Hand leicht und zügig
vorgenommen werden.
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Zwar gibt es Kupplungen mit einer Drehverriegelung, die aber hier
nicht in Frage kommen. Eine Ausführungsform enthält beispielsweise keinen Anschlag
für ihre Verriegelungshülse, wodurch die Riegelstellung "Auf" durch Probieren ermittelt
werden muß.
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Eine andere Ausführung besitzt eine federgestützte drehbare Verriegelungshülse.
Diese Kupplung wird mit einem 0-Ring abgedichtet, der auf dem jeweiligen Stecknippel
angebracht ist.
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Der beim einhändigen Ankuppeln erforderliche Kraftaufwand, der zur
Überwindung eines gewissen Ankupplungswiderstandes aufgebracht werden muß, kann
bei den Filterapparaten aus glasartigem Kunststoff, von einer installierten Kupplung
auf die hebelwirksamen Anschlußenden übertragen werden, wodurch diese durch Lastwechsel
Risse bekommen können, die später zum Bruch der Anschlußsockel führen. Die erwähnten
Kupplungen sind aber auch für Gartengeräte bestimmt und besitzen einen dementsprechenden
Zuschnitt, der neben anderen Eigenschaften für die Filter nicht brauchbar ist.
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Die gebräuchlichen Kupplungen in Kunststoffausführung werden im Spritzgießverfahren
hergestellt.
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Es ist einleuchtend, daß bei den vorhandenen Spritzwerkzeugen keine
andere Ausführungsform hervorgehen kann, als durch die jeweils bestehende Form vorgegeben
ist.
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Bei den Filteranlagen sind oft verschiedene Abmessungen#, beispielsweise
eine lange oder kurze Kupplungshülse, oder ein anderer Zuschnitt nützlich. Außerdem
sind die bisher zur Anwendung gebrachten Kupplungen für dis Filterapparate zu teuer
geworden.
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Die bisher verwendeten Xupplungen bestehen aus 12 Binzelteilen, wobei
die Gebauseteile neben eines Gewinde für die Installation, zwei weitere Gewinde
für den Zuw~nbau ufwisen.
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Di@s ist aller@ings nötig, weil 3 weitere Teile eines Rückschlagventiles,
sich nur bei geteilter Ilülse einbauen lesen.
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Da die Ventile eine Metallfeder besitzen, die bei 10 installierten
Kupplungen an einem Apparat, eine erhebliche Kontaktfläche ergeben und aus bekannten
Gründen nicht verwendet werden, verbleibt ein Rest an Aufwand, der nicht benötigt,
aber mitbezahlt werden muß.
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Aus den vorgenannten Mängeln und den erwähnten Umständen wurde die
Aufgabe abgeleitet, eine Steckkupplung zu schaffen, die mit einer Drehverriegelung
ausgerüstet ~trotzdem noch einfache geometrische Verhältnisse aufweist und die eine
besonders billige Herstellung auch durch spanabnehiiiende Bearbeitung von Halbzeugen
bzw. Stangenmaterial erlaubt.
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Anstelle der gebräuchlichen O-Ringe sowie der großen blockförmigen
Scheibendichtungen und Lippendichtungen wurde im Zuge der Erfindung die Anwendungsmöglichkeit
einer vergleichsweisen kleinen und dünnwandigen Dichtungsscheibe ermittelt.
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Die erfindungsgemäße Anwendung der Dichtungsscheibe erleichtert die
Fabrikation der Kupplung. Dabei müssen nicht so viel eng tolerierte Maße eingehalten
werden als dies der Fall sein würde, wenn die gebräuchlichen Kupplungen, statt im
Spritzgießverfahren, durch spanabnehmende Bearbeitung von Halbzeugen bzw. Stangenmaterial
#ur Herstellung kann, Mit der Erfindung ist die Beschaffung einer Steckkupplung,
ohne Inventition an Formen und Werkzeugen, auch mit weniger anspruchsvollen technischen
Mitteln, beispielsweise in einem Kleinbetrieba in jeder Richtung kuraftistig möglich.
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Ji nachfolgenden wird ein Ausftlhrungsbei.piel und seine Variante,
mit Hilfe von zwei Zeichnungen epl#utert.
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Eine Steckkupplung gemaß der Erfindung besteht in ihrer Grundausführung
aus 6 Einzelteilen und zwar aus: einer Kupplungshülse(I), Zeichnung 1, einer Verriegelungshülse(2),
einer Kugel(3), einem Stift(4), einer Dichtun£sscheibe(S) und einem Stecknippel(6).
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Daneben gibt es eine Variante, die mit beiderseitig angebrachten Drehverriegelungen,
eine leichtlösbare Verbindung zweier Schlauchleitungen erlaubt, deren Enden nur
mit Stecknippel ausgerüstet sind. Zeichnung 1, Abb. 2.
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Bei der Erfindung besteht im einzelnen folgender Zusammenhang, der
im Prinzip auch für die beiderseitig ausgelegt. Variante gültig ist: Auf einer Kupplungshülse(I)
Abb. 1, Zeichnung 2, ist eine Drehverriegelung angebracht, die aus einer Verriegelungshülse(2)
und aus einer Kugel(3) besteht, wobei letztere in der Kupplungshülse(I) eingelassen
ist.
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Die Verriegelung kann bis auf 3 Kugeln erweitert werden, wenn dies
gewünscht wird.
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Die Innenseite der Verriegelungshülse(2) besitzt eine nutförmige Vertiefung(2a)
Abb. 3, worin die Kugel(3) beim Entriegeln zurücktritt. Die Verriegelungsh;#ilse(2)
wird auf der Kupplungshülse(#) durch einen Stift(4) festgehalten. Abb. 1 und 3.
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Dieser Stift(4) reicht in eine auf der Kupplungshülse(1) eingearbeitete
Rille(la) Abb. 1, hinein, die sich über den halben Umfang der Kupplungshülse(1)
erstreckt. Die bewegliche Befestigung der Verriegelungshülse(2) auf der Kupplungshülse(1),
bestehend aus Stift(4) und Nute(la), bilden zugleich einen Anschlag für die Riegelstellung
"Auf" und Zu.
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Ein dazugehöriger Stecknippel(6) und (7)Abb. 6 und 7, kann in zwei
verschiedenen Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
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Erfindungsgemäß mit einem abgesetzten Kopfteil(6a) oder mit einer
Rille oder Nute (7a) Abb. 7, mit abgeschrägten Flanken, wie letztere Ausführung
schon lange gebräuchlich ist. Die Kupplungshülse (1) und ein Stecknippel(6) Abb.
3, sind geometrisch so abgestimmt, daß bei einem nicht auf Anschlag gesetzten Stecknippel(6)
sich die Verriegelungshülse(2) keinesfalls drehen läßt. Abb. 3.
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Dabei liegt der Stecknippel(6) erkennbar weit zurück und veranlaßt
zur Korrektur. Im Zusammenhang mit der eindeutig zu betätigenden Drehverriegelung
ist ein Fehlgriff weitgehendst ausgeschlossen.
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Die erforderliche Abdichtung des Luftspaltes(ld) innerhalb der Kupplungshülse(l)
und einem Stecknippel(6) Abb. 4, erfolgt bei den gebräuchlichen Kupplungen, abgesehen
von einer Ausnahme, mittels Runddichtungen oder sogenannten 0-Ringen, die auch anders
angeordnet sind. Die erwähnte Ausnahme enthält vergleichsweise eine recht aufwendige
Dichtung in der Form eines Kreisringes, der in seinem Querschnitt mit einem U-Profil
verglichen werden kann.
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Für eine Herstellung der U-Profildichtungen sind Formen erforderlich,
die aufwendiger sein dürften als die Formen, die zur Herstellung von 0-Ringen benötigt
werden.
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Die 0-Ringe sind bekanntlich weit verbreitet und zur Lösung vieler
Dichtungsprobleme geeignet.
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Bei ihrer Anwendung müssen jedoch einige Faktoren wie: Verschleiß,
gedrängte Konstruktion, Elastizität, Beständigkeit sowie die einzuhaltenden Maße,
sorgfältig gegeneinander abgewogen werden.
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Die sich daraus ergebenden Ansprüche an eine Fabrikation werden durch
die Erfindung aber noCh umgangen, so daß eine besonders
billige
Herstellung auch durch spanabnehmende Bearbeitung möglich ist. Erfindungsgemäß kommt
eine glatte Dichtungsscheibe(5)Abb. 5, aus elastischem Material zur Anwendung.
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Vor ihrer Anwendung ergab sich aber anteilmäßig die Aufgabe, die Dichtungsscheibe(5)
in ihrem Funktionsbereich so zu beeinflussen, daß auch bei wechselnden Strömungen,
die Dichtungsscheibe(5) gegen einen anliegenden Stecknippel(6) verformt wird. Abb.
4.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem eine in der Kupplungshülse(1)angelegte
Durchgangsbohrung(le)Abb. 4, mit einer hohlkegelförmigen Mündung(lf) ausgestattet
ist, die unmittelbar bei der Dichtungsscheibe(5) endet.
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Für beide Richtungen bzw. Strömungsrichtungen verändert sich in der
Durchgangsbohrung(le) direkt an der Dichtungss-cheibe(5) angrenzend, der Querschnitt.
Durch die erweiterte Seite der Mündung(lT), die an der Dichtungsscheibe(5) endet,
liegt eine größere Fläche der Scheibe frei, als dies auf der Gegenseite bei eingesetztem
Stecknippel(6) der Fall ist.
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Zusammengefaßt gilt: Erweitert sich ein Rohr im Sinne der Strömungsrichtung,
so vermindert sich die Geschwindigkeit der Strömung, und der Druck steigt an. Bei
gleichzeitiger Wirbelbildung erfolgt ein Rückströmen in die Winkelzonen der Dichtungsscheibe(5).
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Hier baut sich, ähnlich wie bei einer Stauscheibe eines Feindosierapparates,
eine Druckzdne auf, die die elastische Dichtungsscheibe(5) gegen die Stirnfläche
eines dahinterliegenden Stecknippels(6) andrückt.
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Dabei wird der Luftspalt(ld) Abb. 4, bs einhergehender Yerformung
der Dichtungsscheibe(5) geschlossen.
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Versuchsmuster der Erfindung, die einem Wasserdruck, ansteigend bis
20 bar ausgesetzt wurden, zeigten keine Leckstellen.
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Bei der Erfindung ist für spezielle Anwendungsfälle auch ein Rückschlagventil
vorgesehen.
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Durch die einfachen geometrischen Verhältnisse der Einzelteile ist
eine Herstellung im Spritzgießverfahren nicht ausgeschlossen.
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Die Erfindung behält sich vor, unter Beibehaltung ihres Zuschnittes,
auch andere Materialien als Kunststoff zu verwenden.
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