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Die Erfindung bezieht sich auf eine auch unter Druck kuppel-
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bare Schnellverschlußkupplung für insbesondere Hydraulikleitungen,
bestehend aus zwei ineinandersteckbaren und in der gekuppelten Stellung über eine
Kugelsperre verriegelbaren Kupplungshälften in Form eines Stecker- und eines Muffenventils
mit je einem durch Schließfedern in Schließstellung belasteten und in entkuppelter
Stellung der Kupplungshälften in Schließstellung gehaltenen und in einem in einem
Kupplungskörper gelagerten Sternkörper geführten Ventilkörper, von denen die eine
Kupplungshälfte einen festen, den Hub des Ventilkörpers in seiner Offenstellung
begrenzenden Anschlag versehen ist, während der Ventilkörper der anderen Kupplungshälfte
einen Hub gleich dem doppelten Ventilhub des anderen Ventilkörpers ausführen kann
und am Ende des einfachen Ventilhubes ein aus- und einrückbarer Anschlag zur Freigabe
des doppelten Ventilhubes bzw. Verriegelung dieses Ventilkörpers in einer dem einfachen
Ventilhub entsprechenden Offenstellung vorgesehen ist.
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Eine derartige Schnellverschlußkupplung ist aus der US-PS 3 791 411
oder auch der DE-AS 27 12 117 bekannt. In aller Regel ist es der Ventilkörper des
Steckerventils, der nur um den einfachen öffnungshub verschiebbar in dem Sternkörper
gelagert ist, wobei der Sternkörper selbst einen festen Anschlag für die Begrenzung
des einfachen Ventilhubes des Ventilkörpers bildet. Gemäß der US-PS 3 791 411 kann
der Sternkörper mit Hilfe eines Gewindes relativ zum Kupplungskörper des Steckerventils
eingestellt werden. Die beiden Muffenventile besitzen ebenfalls einen in Schließrichtung
über eine Schließfeder beaufschlagten Ventilkörper, der jedoch in aller Regel um
das Doppelte des einfachen Ventilhubes verschiebbar in dem Kupplungskörper des Muffenventils
gelagert ist.
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Bei der Ausführungsform nach der US-PS 3 791 411 ist der Ventilkörper
des Muffenventils rohrförmig ausgebildet. Der Kupplungskörper des Muffenventils
ist geteilt und besteht aus einem ortsfesten und einem demgegenüber verschieblichen
Teil, welcher den rohrförmigen Ventilkörper aufnimmt. Innerhalb des rohrförmigen
Ventilkörpers ist ein Sperrmittel zur Verriegelung des Ventilkörpers des Muffenventils
in der gekuppelten Stellung zwischen Stecker und Muffe und in der Offenstellung
beider Ventilkörper vorgesehen. Dieses Sperrmittel besteht aus einem in dem rohrförmigen
Ventilkörper gelagerten Betätigungsbolzen, in welchem in radialer Anordnung eine
einzige Verriegelungskugel untergebracht ist, die federbelastet gelagert ist. Dieses
Sperrmittel gestattet die Verriegelung des Betätigungsbolzens, des Ventilkörpers
und eines Teils des Kupplungskörpers. Dur-ch die geteilte Ausbildung des Kupplungskörpers
sind die Abdichtung und die Strömungsführung im Muffenventil umständlich und kompliziert.
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Es muß eine Mehrzahl von im wesentlichen sich radial erstreckenden
Bohrungen und Führungskanälen vorgesehen sein, um das Strömungsmedium um das innen
angeordnete Sperrmittel herum durch die Kupplungsverbindung zu leiten. Ein entsprechender
Druckabfall zählt zu den Nachteilen dieser Konstruktion. Der Hauptnachteil ist jedoch
darin zu sehen, daß das Sperrmittel im Innern der Kupplung auf sehr kleinem Durchmesser
angeordnet ist, also sehr klein aufgebaut werden muß, wenn der maximale Durchmesser
des Muffenventiles nicht allzu groß gestaltet werden soll. Insbesondere be: kleinen
Nennweiten ergibt sich damit jedoch eine relativ groß im Durchmesser bauende Kupplung.
Weiterhin ist nachteilig, daß das Antriebsmittel des Sperrmittels, nämlich die Feder,
ebenfalls radial unterzubringen ist, wobei wiederum nur ein
sehr
begrenzter Platz zur Verfügung steht. Darüber hinaus wirkt diese Verriegelung durch
das Sperrmittel auch nur exzentrisch auf das Muffenventil ein, so daß eine gleichmäßige
Kraftübertragung über den Umfang nicht gegeben ist.
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Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß von außen
nicht erkennbar ist, ob das Sperrmittel in der verriegelten Stellung ordnungsgemäß
eingerückt ist oder ob beispielsweise nach einem Federbruch die Sperrfunktion überhaupt
nicht mehr eintritt. Schließlich ist diese Knnstruktion sehr aufwendig und kompliziert
ausgebildet. Da der einfache Ventilhub des Ventilkörpers des Muffenventils nicht
einstellbar ist, können sich Schwierigkeiten beim Kuppeln des Muffenventils mit
verschiedenen Steckerventilen ergeben.
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Bei derKonstruktion nach der DE-AS 27 12 117 ist zwar die Strömungsführung
vergleichsweise besser gelöst, so daß hier insbesondere ein vergleichbarer Druckverlust
infolge Strömungsumlenkung nicht zu erwarten ist. Jedoch ist auch hier in nachteiliger
Weise das Sperrmittel innerhalb des Durchströmquerschnittes des Muffenventils untergebracht
und zwischen dem Sternkörper und dem Ventilkörper angeordnet und wirksam. Dies bedeutet,
daß auch hier das Sperrmittel infolge seiner radialen Anordnung und Unterbringung
auf kleinem Durchmesser ebenfalls exzentrisch an dem Ventilkörper angreift, was
hinsichtlich der Übertragung von Druckkräften von dem Strömungsmedium her auf den
Ventilkörper und hinsichtlich der Abstützung dieser Kräfte nicht optimal ist. Auch
können die Einzelteile des Sperrmittels nur in begrenzterGröße ausgebildet werden,
was ebenfalls nachteilig ist. Da die Sternkörper des Muffenventils und des Steckerventils
nicht in ihrer relativen Lage einstellbar ausgebildet sind, ist eine äußerst präzise
toleranzmäßige Bearbeitung der Teile erforderlich, um eine ordnungsgemäße
Wirkung
des Sperrmittels zu erreichen, d.h. einen Anschlag auch dann einzurücken, wenn verläßlich
der einfache Ventilhub zurückgelegt ist. Beim Kuppeln unterschiedlicher Stecker
mit einer Muffe bzw. umgekehrt können daher die Teile auch in solchen Toleranzen
gerade zufällig kombiniert werden, daß die Wirkung des Sperrmittels überhaupt nicht
eintritt. Auch bei dieser Konstruktion tritt der weitere Nachteil auf, daß von außen
nicht erkennbar ist, ob das Sperrmittel ordnungsgemäß seine Funktion erfüllt, also
beispielsweise die eingesetzte Feder des Sperrmittels nicht gebrochen ist. Bei kleinen
Nennweiten baut auch diese bekannte Kupplung im Durchmesser relativ groß, weil das
Sperrmittel im Innern eine entsprechende Minimalausdehnung erfordert.
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Um dem Nachteil des exzentrischen Kraftangriffes des Sperrmittels
an dem Ventilkörper zumindest teilweise zu begegnen, ist es gemäß DE-OS 27 15 417
bekannt, ein Teil des Sperrmittels, nämlich ein Schaufelgitter symmetrisch zur Längsachse
der Kupplung auszubilden und anzuordnen, welches dann aber wieder in exzentrischer
Weise in Vertiefungen des Schaftes des Ventilkörpers eingreift. Bei dieser Konstruktion
ist das Sperrmittel unmittelbar zwischen dem Sternkörper und dem Schaft des Ventilkörpers,
also im Innern anceordnet, so daß von außen nicht erkennbar ist, ob das Sperrmittel
in entsprechender Position ordnungsgemäß verriegelt oder nicht.
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Die DE-AS 27 24 630 zeigt schließlich eine Kupplung, die im Gegensatz
zu den voranbeschriebenen Kupplungen jedoch nicht unter Druck kuppelbar ist. In
auch sonst bekannter Weise ist jedoch die Schiebehülse zur Betätigung des Kugelgesperres
zur Sicherung der gekuppelten Stellun9 bzw. Freigabe in die entkuppelte Stellung
zwischen dem Kupplungsventil und dem Muffenventil in beiden Richtungen wirksam bzw.
betätigbar ausgebildet.
Weiterhin ist hier auch der Kupplungskörper
geteilt gestaltet, wobei ein Teil gegenüber dem anderen axialverschiebbar gelagert
ist. Da das Steckerventil keinen Ventilkörper aufweist, muß der Ventilkörper des
Muffenventils um einen entsprechenden Öffnungshub verschiebbar gelagert sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch unter Druck kuppelbare
Schnellverschlußkupplung der eingangs beschriebenen Art so weterzubilden, daß sich
keine Probleme ergeben hinsichtlich der Unterbringung des als aus- und einrückbarer
Anschlag ausgebildeten Sperrmittels zur Verriegelung des für den doppelten Ventilhub
vorgesehenen Ventilkörpers in der dem einfachen Hub entsprechenden Stellung.
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Auch bei kleinen Nennweiten soll es möglich sein, den Durchmesser
der Kupplungshälften entsprechend klein zu halten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Sternkörper der
den doppelten Ventilhub besitzenden Kupplungshälfte im Kupplungskörper mindestens
entsprechend des einfachen Ventilhubes axialverschieblich gelagert ist, und daß
der aus- und einrückbare Anschlag zwischen dem Sternkörper und dem Kupplungskörper
vorgesehen ist. Die neue Schnellverschlußkupplung löst sich somit grundsätzlich
vom Stand derTechnik, indem das Sperrmittel nicht im Innern, also innerhalb des
Strömungsquerschnittes, sondern außerhalb desselben und damit auf größerem Durchmesser
untergebracht und angeordnet wird. Damit können die Einzelteile eines aus-und einrückbaren
Anschlages eines entsprechenden Gesperres in einer vernünftigen Größe konstruktiv
untergebracht werden, wobei der besondere Vorteil entsteht, daß ein symmetrischer
Kraftangriff bzw. Kraftabstützung um die Längsachse der Kupplungshälften herum ohne
weiteres verwirklicht werden
kann. Da der aus- und einrückbare
Anschlag nicht mehr im Innern, sondern in Verbindung mit dem Kupplungskörper angeordnet
wird, besteht der weitere Vorteil, daß bei entsprechender Ausbildung ohne weiteres
außen erkennbar gemacht werden kann, ob eine ordnungsgemäß verriegelte Stellung
nach dem Kuppeln der Kupplungshälften in bezug auf den aus-und einrückbaren Anschlag
eingenommen wird oder nicht. An der Kupplungist in gekuppelter Stellung außen sichtbar,
daß die Offenstellung des Ventilkötpers, der den doppelten Ventilhub besitzt, ordnungsgemäß
verriegelt ist. Dies stellt eine erhebliche Steigerung der Sicherheit beim Gebrauch
dar. Die neue Schnellverschlußkupplung besitzt den weiteren Vorteil, daß nach Beendigung
des Kuppelvorganges, wenn die Schiebehülse ihre ordnungsgemäße Endposition erreicht
hat, die beiden Ventilkörper auch dann verriegelt sind, wenn zwei drucklose Leitungen
miteinander gekoppelt worden sind; beim Stand der Technik kann in einem solchen
Falle bei Druckschwankungen die Leitungsverbindung einmal abgesperrt, also der Durchgang
unterbrochen werden, bevor eine Verriegelung erreicht wird. Ohne einmalige Absperrung
wird eine Verriegelung nicht erreicht.
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Der Sternkörper kann selbst und unmittelbar in dem Kupplungskörper
verschiebbar gelagert sein, wobei hier mindestens ein Hub entsprechend dem einfachen
Ventilhub vorgesehen sein muß. Die Vergrößerung dieses Hubes schadet jedoch in keinem
Falle, sondern wirkt sich, insbesondere im Hinblick auf die Kombinationsmöglichkeiten
mit verschiedenen Steckerventilen, nur positiv aus.
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Es ist aber auch möglich, daß zwischen Sternkörper md Kupplungskörper
eine gesonderte Sitzhülse vorgesehen ist, die den Ventilsitz trägt, an der der Sternkörper
abgestützt ist und zwischen der und dem Kupplungskörper der aus - und einrückbare
Anschlag vorgesehen ist. Es ist auch möglich, daß diese Sitzhülse gerade nicht den
Ventilsitz trägt. In all diesen Fällen ist jedoch der aus- und einrückbare Anschlag
bzw. dessen wesentliches Gesperreteil auf relativ großem Durchmesser angeordnet.
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Der Sternkörper bzw. die Sitzhülse ist über eine in Schließrichtung
des Ventilkörpers wirkende Druckfeder an dem Kupplungskörper abgestützt, wobei die
Druckfeder stärker als die Schließfeder des Ventilkörpers ausgebildet ist. Es ergibt
sich die Möglichkeit, die Druckfeder in axialer Richtung wirkend anzuordnen und
somit die radialen Bauweisen aus dem Stand derTechnik zu verlassen. In axialer Richtung
steht bei einer Kupplung ohne weiteres eine entsprechende Baulänge zur Verfügung.
Die Abstimmung der Kräfte zwischen Druckfeder einerseits und Schließfeder andererseits
legt die Reihenfolge fest, in welcher der Ventilkörper beispielsweise des Muffenventils
bei unter Druck stehendem Steckerventilkörper geöffnet wird.
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Ist die Anordnung so gewählt, wie beschrieben, dann öffnet zunächst
der Ventilkörper des Muffenventils. Im zweiten Teil des Ventilhubes bewegen sich
der Ventilkörper und der Sternkörper gemeinsam gegenüber dem Kupplungskörper. Außerdem
ist damit sichergestellt, daß auf einfache Weise der Ventilkörper des beispielsweise
Muffenventils bei seiner Rückbewegung nach dem doppelten Öffnungshub in die Stellung
des einfachen Öffnungshubes nicht in eine Schließstellung gegenüber dem Sitz gelangt.
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Mit besonderem Vorteil ist der Sternkörper mit dem größeren Hub als
dem einfachen Ventilhub seines Ventilkörpers im Kupplungskörper verschiebbar gelagert.
Damit ist sichergestellt, daß verschiedene Steckerventile mit ein und demselben
Muffenventil und umgekehrt jeweils gekuppelt werden können und sich Toleranzunterschiede
in der Bearbeitung der Einzelteile nicht nachteilig auswirken.
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Der aus- und einrückbare Anschlag ist einstellbar ausgebildet, um
in axialer Richtung Toleranzunterschiede ausschalten und den Anschlag so einstellen
zu können, daß eine spielfreie Verriegelung der beiden Ventilkörper in der gekuppelten
Stellung ermöglicht wird.
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Der aus- und einrückbare Anschlag für den Hub des Ventilkörpers besteht
zweckmäßig aus einem Kugelgesperre und einer im Sternkörper gelagerten Einstellschraube.
Zur Betätigung des Kugelgesperres kann eine auf dem Umfang des Kupplungskörpers
gegen Federdruck verschiebbar gelagerte Schiebehülse vorgesehen sein, die vorzugsweise
in beiden Betätigungsrichtungen eine Freigabe des Kugelgesperres zuläßt. Als Vorbild
bietet sich die Gestaltung der bekannten Schiebehülse an, die bereits bei bekannten
sog. Zug-Druck-Kupplungen in beiden Richtungen im Anschluß an einen Verriegelungsnocken
Ausweichnuten aufweist. Es kann auch eine gemeinsame Schiebehülse für dieBetätigung
des Kugelgesperres des ein- und ausrückbaren Anschlages und des Kugelgesperres für
die Kupplung bzw. Entkupplung der beiden Kupplungshälften vorgesehen sein, so daß
sich eine erleichterte Betätigung ergibt. Dabei ist besonders wichtig, daß das Sperrmittel
noch nicht beim Entkuppeln der Kupplungshälften in seine den doppelten Ventilhub
zulassende Ausrücklage zurückbewegt wird, sondern daß die Ausrücklage mit der Entriegelung
des Kugelgesperres für die Kupplungshälften zugleich freigegeben wird. Um eine zweckmäßige
Reihenfolge im Verriegelungsablauf zwischen den beiden Kugelgesperren zu erreichen,
kann die gemeinsame Schiebehülse je einen Verriegelungsnocken und angrenzend mindestens
einseitig Ausweichnuten für die Kugeln der beiden Kugelgesperre aufweisen, wobei
die beiden Verriegelungsnocken aufeinander abgestimmt sind und der Verriegelungsnocken
des Kugelgesperres aus- und einrückbaren Anschlages eine vergleichsweise geringere
axiale Breite aufweist. Damit ist es möglich, das Kugelgesperre für die beiden Kupplungshälften
bereits geschlossen zu haben, also in die verriegelte Stellung übergeführt zu haben,
ohne daß das andere Kugelgesperre bereits verriegelt ist. Damit ist aber zwangsläufig
verbunden, daß sich die Schiebehülse relativ zum Kupplungskörper noch nicht in ihrer
die ordnungsgemäße Verriegelung
beider Kugelgesperre anzeigenden
Endlage befindet. Es ist also von außen sichtbar, daß nur ein Kugelgesperre wirksam
ist. Erst wenn Druck über den vorher drucklosen Leitungsteil herangeführt wird,
gelangt auch das Kugelgesperre des ein- und ausrückbaren Anschlages in seine Verriegelungsstellung,
wobei dann die Schiebehülse ihre Endlage einnimmt.
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Werden die beiden Kupplungshälften jedoch miteinander gekuppelt, ohne
daß eine der beiden Hälften unter Druck stand, dann kann durch entsprechende Dimensionierung
der Kräfte der Druckfeder einerseits und Schließfeder andererseits eine solche Zwischenstellung
vermieden oder bewußt herbeigeführt werden. Die Kupplungshülse kann relativ zu der
Schiebehülse eine ohr zwei Markierungen zur Anzeige des eingerückten Anschlages
und/oder zur Anzeige der gekuppelten Stellung aufweisen. Bei der Ausbildung als
Zug-Druck-Kupplung erhöht sich die Zahl der Markierungen auf das Doppelte.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind, jeweils in zusammengefaßten
Halbschnitten, in den Figuren dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es
zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die beiden Auführungsformen der Schnellverschlußkupplung
beim Einstecken des Steckerventils in das Muffenventil, Fig. 2 einen Schnitt durch
die beiden Ausführungsformen während des Kuppelns nach Freigabe der beiden Kugelgesperre,
Fig. 3 einen Schnitt durch die beiden Ausführungen der Schnellverschlußkupplung
in einem weiteren Stadium der Kupplungsbewegung und
Fig. 4 einen
Schnitt durch die beiden Ausführungen der Schnellverschlußkupplung in gekuppelter
und verriegelter Stellung.
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Jede Schnellverschlußkupplung besteht grundsätzlich aus einem Steckerventil
1 und einem Muffenventil 2. Von dem Steckerventil 1 ist eine einzige Ausführungsform
nur gezeigt, während das Muffenventil in der oberen Zeichnungshälfte eine erste
Ausführungsform und in der unteren Zeichnungshälfte eine zweite Ausführungsform
in sämtlichen Figuren zeigt.
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Das Steckerventil 1 besteht im wesentlichen aus einem Kupplungskörper
3 mit einem Sitz 4. Im Kupplungskörper 3 ist der Sternkörper 5, der über den Umfang
verteilt drei abstehende Arme 6 aufweist, mit Hilfe des Sicherungsringes 7 gelagert.
Ansonsten ist der Sternkörper 5 hülsenförmig ausgebildet und besitzt mittig eine
Durchbohrung 8, in der der Schaft 9 eines Ventilkörpers 10 verschiebbar geführt
ist. Der Ventilkörper 10 bildet mit dem Sitz 4 des Kupplungskörpers 3 ein Rückschlagven-til
10, 4, welches die betreffende Leitung, die mit dem Steckerventil 1 verbunden ist,
wie ersichtlich, abschließt. Der Ventilkörper 10 wird gegen den Sitz 4 mit Hilfe
einer Schließfede: 11 gedrückt, die andererseits den Sternkörper 5 an dem Sicherurgsring
7 in Anlage hält. Der Ventilkörper 10 ragt in geschlossener Stellung über die Stirnwand
12 des Steckerventils 1 um das ltaß a' hinaus.
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In der Durchbohrung 8 ist weiterhin mit Hilfe eines Gewindes die Einstellschraube
13 gelagert, deren vorderes Ende einen Anschlag 14 für das Ende des Schaftes 9 bzw.
den Ventilkörper 10 bildet. Die Einstellschraube 13 wird im Sternkörper 5 mit Hilfe
des Gewindes so eingestellt, daß sich der Anschlag 14 in der Entfernung a' vom Ende
des Schaftes 9 des Ventilkörpers 10 befindet. Der Ventilkörper 10 kann also zwischen
seiner Offenstellung und seiner Schließstellung den Ventilhub a' zurücklegen.
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Der Kupplungskörper 3 besitzt an der dargestellten Stelle eine umlaufende
Verriegelungsnut 15, die mit einem noch später zu beschreibenden Kugelgesperre zur
Verriegelung des Steckerventils 1 mitSem Muffenventil 2 in der gekuppelten Stellung
und zur Freigabe der beiden Teile 1, 2 in der entkuppelten Stellung zusammenwirkt.
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Das Muffenventil 2 besitzt nun ebenfalls ähnlich wie das Steckerventil
1 einen Kupplungskörper 16, der auf ein Anschlußstück 17 aufgeschraubt ist, wobei
eine Dichtung 18 den Innenraum druckdicht abschließt. Bei der jeweils oben gezeichneten
Ausführungsform ist im Kupplungskörper 16 eine Sitzhülse 19 verschiebbar gelagert,
in welcher ein Sternkörper 20 mit Hilfe des Sicherungsringes 21 gelagert ist. Die
Sitzhülse 19 trägt den Sitz 22. Bei der jeweils in der unteren Hälfte,eder Zeichnung
dargestellten Ausführungsform fehlt die gesonderte Einschaltung der Sitzhülse 19.
Statt dessen ist der Sternkörper 20 direkt im Kupplungskörper 16 verschiebbar gelagert.
Zu diesem Zweck weist der Sternkörper 20 in der zweiten Ausführungsform eine Gleithülse
23 auf. In beiden Fällen besitzt der Sternkörper 20 beispielsweise drei radial abstehende
Arme 24, zwischen denen über den Umfang gesehen die Strömung stattfinden kann. Bei
der Ausführungsform des Sternkörpers 20 mit Gleithülse 23 ist der Sitz 22 vom Kupplungskörper
16 gebildet.
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Ähnlich wie bei dem Steckerventil 1 ist auch an dem Muffenventil 2
mittig an dem Sternkörper 20 eine Bohrung 25 vorgesehen, die den Schaft 26 des Ventilkörpers
27 verschieblich aufnimmt. Der Ventilkörper 27 bildet mit dem Sitz 22 das Rückschlagventil
22, 27 des Muffenventils 2. Das vordere Ende des Ventilkörpers 27 ragt über die
Stirnebene 28 um das Maß a vor. In dem Sternkörper 20 ist eine Einstellschraube
29 mit Hilfe eines Gewindes ver-und einstellbar angeordnet, deren vorderes Ende
einen Anschlag 30 für das hintere Ende des Schaftes 26 bzw. des Ventilkörpers
27
bildet. Die Einstellschraube 29 wird so eingestellt, daß der Ventilkörper 27 beim
Öffnen den Ventilhub a ausführen kann, bevor er mit seinem Schaft 26 auf den Anschlag
30, der auch als ein- und ausrückbarer Anschlag 30 bezeichnet wird, auftritt.
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Zwischen dem Sternkörper 20 und dem Ventilkörper 27 ist die Schließfeder
31 eingeschaltet. Der Ventilhub a des Muffenventils 2 entspricht in etwa dem Ventilhub
a' des Steckerventils 1. Beide Ventilhübe a und a' unterscheiden sich nur durch
herstellungsbedingte Toleranzen. Grundsätzlich wird bei der Fertigung das gleiche
Maß angestrebt und eingestellt.
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Der Sternkörper 20 ist bei der oberen Ausführungsform über die Sitzhülse
19 bzw. mit dieser und bei der unteren Ausführungsform direkt über seine Gleithülse
23 im Kupplungskörper 16 axialverschieblich gelagert, wobei für Abdichtzwecke die
beiden Dichtungen 32 und 33 angeordnet sind. In beiden Fällen wird damit erreicht,
daß der Sternkörper 20 gegenüber dem Kupplungskörper 16 um das Maß b axial verschiebbar
ist. Das Maß b ist mindestens gleichgroß wie der Ventilhub a' (bzw. a) ausgebildet,
zwecks erleichterter Fertigung jedoch größer gewählt. Auf jeden Fall wird damit
ermöglicht, daß der Ventilkörper 27 des Muffenventils 2 insgesamt um den doppelten
Ventilhub 2a verschiebbar gelagert ist, während der Ventilkörper 10 des Steckerventil3
1 nur um den einfachen Ventilhub a' verschiebbar ist. Der Sternl;örper 20 mit seiner
Gleithülse 23 bzw. die gesonderte Sitzhülse 19 stützen sich über eine Druckfeder
34 an dem Anschlußstück 17 oder an einem Absatz des Kupplungskörpers 16 ab. Die
Kraft der Druckfeder 34 ist größer gewählt als die Kraft der Schließfeder 31, so
daß auf diese Weise eine eindeutige zeitliche Folge der Relativbewegungen festgelegt
ist.
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Der Kupplungskörper 16 wird von einer Schiebehülse 35 umgeben, die
hier als gemeinsame Schiebehülse ausgebildet ist und zur
Betätigung
von zwei verschiedenen Kugelgesperren, wie nachfolgend noch erläutert wird, dient.
Die Schiebehülse 35 ist an dem Kupplungskörper 16 mit Hilfe der Feder 36 in beiden
Richtungen verschiebbar gelagert. Die gesamte Schnellverschlußkupplung ist als sog.
Zug-Druck-Kupplung ausgebildet, d.h. die Schiebehülse 35 kann in beiden Richtungen
gegenüber dem Kupplungskörper zum Zwecke der Freigabe der beiden Kugelgesperre verschoben
werden.
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Im einzelnen besitzt die Schiebehülse 35 einen relativ breit ausgebildeten
Verriegelungsnocken 37, an welchen zwei Ausweichnuten 38 und 39 nach beiden Richtungen
anschließen. An der Stelle des Verriegelungsnockens 37 besitzt der Kupplungskörper
16 in an sich bekannter Weise eine Reihe von radialen Durchbrechungen 40, in welchen
Kugeln 41 gelagert sind. Der Verriegelungsnocken 37 bildet in Verbindung mit den
Ausweichnuten 38, 39 den Kugeln 41 und der Verriegelungsnut 15 des Steckerventils
1 ein erstes Kugelgesperre 15, 37, 38, 39, 40, 41, welches zur Verriegelung von
Steckerventil 1 und Muffenventil 2 in der gekuppelten Stellung bzw. zur Freigabe
der beiden Teile in der entkuppelten Stellung dient. Derartige Kugelgesperre sind
an sich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Beschreibung.
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Zur Abdichtung zwischen Steckerventil 1 und Muffenventil 2 ist am
Kupplungskörper 16 des Muffenventils 2 die weitere Dichtung 42 untergebracht.
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Die Schiebehülse 35 dient gleichzeitig zur Betätigung eines zweiten
Kugelgesperres. Zu diesem Zweck besitzt die Schiebehülse 35 einenweiteren umlaufend
ausgebildeten Verriegelungsnocken 43, der gegenüber dem Verriegelungsnocken 37 vergleichsweise
weniger breit ausgebildet ist. An dem Verriegelungsnocken 43 schließen sich nach
beiden Seiten wiederum Ausweichnuten 44
und 45 an. Diesen bzw.
dem Verriegelungsnocken 43 zugeordnet besitzt der Kupplungskörper 16 mehrere über
den Umfang verteilt angeordnete Durchbrechungen 46 zur Aufnahme der Kugeln 47. Eine
umlaufende Verriegelungsnut 48 ist in der Sitzhülse 19 bzw. in der Gleithülse 23
des Sternkörpers 20 außen eingearbeitet. Der Verriegelungsnocken 43 bildet in Verbindung
mit den Ausweichnuten 44, 45, den Durchbrechungen 46 in dem Kupplungskörper 16,
den Kugeln 47 und der Verriegelungsnut 48 das zweite Kugelgesperre 43 bis 48, welches
zur Verriegelung des Sternkörpers 20 gegenüber dem Kupplungskörper 16 bzw. in seiner
anderen Stellung zur Freigabe dient. Das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 bildet in
Verbindung mit dem Anschlag 30 an der Einstellschraube 29 des Sternkörpers 20 einen
ein- und ausrückbaren Anschlag zur Begrenzung bzw. Freigabe der axialen Bewegung
des Ventilkörpers 27. Wenn das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 verriegelt ist, wie
dies Fig. 1 zeigt, ist der Anschlag 30 eingerückt, so daß der Ventilkörper 27 maximal
den einfachen Ventilhub a zurücklegen kann, falls auf die Spitze des Ventilkörpers
27 eine entspechende Kraft ausgeübt wird, die zur Überwindung der Kraft der Schließfeder
31 führt. Ist dagegen das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 ausgerückt bzw. freigegeben,
wie dies beispielsweise Fig. 2 zeigt, dann kann cer Ventilkörper 27 nicht nur den
einfachen Ventilhub a ausführen, sondern relativ zu der Stirnebene 28 den doppelten
Ventilhub zurücklegen, der sich aus der Summe der einzelnen Ventilhübe a + a'sS
2 . a zusammensetzt.
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Es versteht sich, daß anstelle der gemeinsamen Schiebehülse 35 auch
je eine Schiebehülse zur Betätigung des ersten Kugelgesperres 15, 37 bis 41 und
eine zweite Schiebehülse zur Betätigung des zweiten Kugelgesperres 43 bis 48 vorgesehen
sein könnte.
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Die gemeinsame Schiebehülse 35 zur Betätigung beider Kugelgesperre
vereinfacht jedoch die Handhabung wesentlich.
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Hinsichtlich der Wirkungsweise sei zunächst die in den vier Figuren
jeweils in der unteren Hälfte dargestellte Ausführungsform betrachtet: Die Schnellverschlußkupplung
ist auch unter Druck kuppelbar, d.h., daß eine Leitung der beiden zu verbindenden
Leitungsteile unter Druck stehen kann. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführugsbeispiel
kann also die Leitung, die an das Steckerventil 1 angeschlossen ist, unter Druck
stehen, so daß das Rückschlagventil 4, 10 nicht nur durch den Druck der Schließfeder
11, sondern auch durch den Druck des eingesperrten Mediums beaufschlagt und in der
Schließlage gehalten wird. Die am Muffenventil 2 angeschlossene Leitung ist drucklos.
Beim Einführen des Steckerventils 1 in das Muffenventil 2 können die Teile zunächst
so weit ineinandergesteckt werden, wie dies Fig. 1 zeigt. Die Phase an der Stirnwand
12 stößt damit an die Kugeln 41 des ersten Kugelgesperres 15, 37 bis 41 an, welches
sich in der verriegelten Stellung befindet. Anschließend wird die Schiebehülse 35
gemäß den Pfeilen 49 in Fig. 2 (oder in der entgegengesetzten Richtung) relativ
gegenüber dem Kupplungskörper 16 verschoben, so daß sowohl das erste Kugelgesperre
15, 37 bis 41, als auch das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 freigegeben bzw.
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entriegelt wird. Die Kugeln 41 können damit in die Ausweichnut 39
ausweichen, so daß das Steckerventil 1 weiter in das Muffenventil 2 hineingeschoben
werden kann. Da das Rückschlagventil 4, 10 durch den Druck des eingeschlossenen
Mediums in seiner Schließstellung gehalten wird, öffnet in der Fortsetzung der Einschiebebewegung
das Rückschlagventil 22, 27, indem der Ventilkörper 27 den einfachen Ventilhub a
zurücklegt und damit mit seinem Schaft 26 auf dem Anschlag 30 zur Anlage kommt.
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Diese Zwischenstellung ist in Fig. 2 dargestellt. Da die Schließfeder
31 schwächer ausgebildet ist als die Druckfeder 34, wird, wie in Fig. 2 dargestellt,
sich zunächst der Ventilkörper
27 gegenüber dem Sternkörper 20
verschieben. Wäre dagegen die Schließfeder 31 stärker ausgebildet als die Druckfeder
34, so würde sich zunächst der Sternkörper 20 relativ zu dem Kupplungskörper 16
verschieben. Da mit dem Verschieben der Schiebehülse 35 auch das zweite Kugelgesperre
43 bis 48 in die Freigabeposition gekommen ist, kann das Steckerventil 1 bei geschlossenem
Rückschlagventil 10, 4 jedoch noch weiter in das Muffenventil 2 eingeschoben werden,
wobei jetzt über den Anschlag 30 der Sternkörper 20 mitgenommen wird, so daß sich
das Maß b verkleinert. Der Ventilkörper 27 legt jetzt zusätzlich zu dem einfachen
Ventilhub a einen weiteren Ventilhub a' zurück, so daß der Ventilkörper 27 insgesamt
etwa den doppelten Ventilhub 2a ausführt. Diese Stellung der Teile ist in Fig. 3
wiedergegeben. Es versteht sich, daß dabei die Kugeln 47 aus der Verriegelungsnut
48 herausgetreten und in die Ausweichnut 45 verschoben worden sind. Nach dem Loslassen
der Schiebehülse 35 hat sich diese wiederum geringfügig in Richtung der Pfeile 50
in Fig. 3 bewegt, so daß das erste Kugelgesperre 15, 37 bis 41 schon in seine Schließposition
zurückgekehrt ist, während das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 noch offen ist. Dies
bedeutet, wie in Fig. 3 dargestellt, daß das Steckerventil 1 bereits mit dem Muffenventil
2 gekuppelt ist, so deß das Steckerventil 1 nicht mehr aus dem Muffenventil 2 brausgezogen
oder herausgedrückt werden kann. Eine auf dem Außenumfang des Kupplungskörpers 16
angebrachte Markierung 51, beispielsweise in Form einer umlaufenden Einkerbung,
deckt sich in dieser Stellung mit der Stirnwand der Schiebehülse 35 (Fig. 3), so
daß von außen an der Schnellverschlußkupplung erkennbar ist, daß das erste Kugelgesperre
15, 37 bis 41 sich bereits in der verriegelten Stellung befindet und das zweite
Kugelgesperre 43 bis 48 noch nicht verriegelt ist. Wird jetzt auf die Leitung, die
mit dem Muffenventil 2 verbunden ist, Druck gegeben, beispielsweise durch Einschalten
der Druckmittelquelle, so strömt das Druckmedium
über die Zwischenräume
zwischen den Armen 24 über das geöffnete Rückschlagventil 22, 27 gegen den Ventilkörper
10 und belastet diesen damit zusätzlich entgegen der Kraft der Schließfeder 11 und
des dort eingesperrten Druckes. Zusätzlich wirkt auf den Ventilkörper 10 über den
Ventilkörper 27 der Druck der Druckfeder 34, so daß insgesamt oder bei entsprechender
Druckhöhe aut9eden Fall eine Öffnungsbewegung des Rückschlagventils 10, 4 erfolgt,
so daß der Druckausgleich hergestellt ist. Infolge der Strömung des Druckmediums
aus der an dem Muffenventil 2 angeschlossenen Leitung in Richtung auf die Leitung
des Steckerventils 1 wirkt dieser Druck auch auf die Rückseite des Ventilkörpers
27, wobei diese Bewegung durch die Kraft der Druckfeder 34 unterstützt wird. Auf
diese Weise bewegt sich der Ventilkörper 27 wiederum um den einfachen Ventilhub
a' nach rechts, wobei der Ventilkörper 10 mitgenommen wird und selbstverständlich
ebenfalls den einfachen Ventilhub a 6 ausführt, bis sein Schaft 9 auf dem festen
Anschlag 14 zur Anlage kommt. Diese Stellung der Teile ist in Fig. 4 dargestellt.
Während dieser Bewegung, die der Ventilkörper 27 gemeinsam mit dem Sternkörper 20
ausführt, ohne daß der Schaft 26 von dem Anschlag 30 freikommt, verschiebt sich
auch die Gleithülse 23 des Sternkörpers 20 so weit nach rechts, -daß die Verriegelungsnut
48 in den Bereich der Kugeln 47 gelangt, so daß sich zusätzlich zu dem ersten Kugelgesperre
auch das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 nunmehr schließen kann. Sowohl das erste
Kugelgesperre 15, 37 bis 41 als auch das zweite Kugelgesperre 43 bis 48 befinden
sich dann in der verriegelten Stellung, wie dies Fig. 4 zeigt. Eine weitere Markierung
52 auf dem Auenumfang des Kupplungskörpers 16 wird damit relativ zu dem Endeder
Schiebehülse 35 sichtbar, wenn sich diese gemäß Pfeil 53 in die in Fig. 4 gezeichnete
Endlage verschoben hat.
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Die Markierung 52 zeigt verläßlich an, daß beide Kugelgesperre verriegelt
sind. Dies bedeutet, daß auch der Anschlag
30 wieder eingerückt,
also wirksam ist. Die beiden Ventilkörper 10 und 27 befinden sich somit in fest
verriegelter Lage zwischen den Anschlägen 14 und 30, so daß auch Druckschwankungen
des Druckmediums zu keiner wesentlichen Verschiebung der Ventilkörper 10, 27 in
den Teilen 1, 2 der Schnellverschlußkupplung führen können. Bei dieser Betrachtung
ist vorausgesetzt, daß die Stirnfläche 12 des Steckerventils 1 und die Stirnebene
28 des Muffenventils 2 in der gekuppelten Stellung eine gemeinsame Stirnflächenebene
einnehmen, wie dies Fig. 4 zeigt.
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Zum Zwecke der Entkuppelung wird die Schiebehülse 35 aus der Stellung
gemäß Fig. 4 heraus entweder in Richtung der Pfeile 43 oder in der entgegengesetzten
Richtung betätigt, so daß die beiden Kugelgesperre 15, 37 bis 41 und 43 bis 48 entriegelt
werden. Je nach den herrschenden Druckverhältnissen wird das Steckerventil 1 aus
dem Muffenventil 2 herausgedrückt, wobei sich beide Rückschlagventile 10, 4 und
22, 27 in die Schließstellung bewegen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
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Die in den Fig. 1 bis 4 in der oberen Hälfte dargestellte Ausführungsform
besitzt eine analoge Wirkungsweise, wobei hier der Sternkörper 20 gemeinsam mit
der Sitzhülse 19 verschoben wird.
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Die Zeichnungen zeigen die verschiedenen Zwischenstellungen unter
der Voraussetzung, daß die Druckfibr 34 stärker ausgebildet ist als die Schließfeder
31. Macht man hingegen die Schließfeder 31 stärker als die Druckfeder 34, so hätte
dies eine etwasjandere Wirkungsweise zur Folge. Bei der zwischen stellung nach Fig.
2 entstünde dann der möglicherweise erwünschte Vorteil, daß beide Rückschlagventile
4, 10 und 22, 27 in dieser Zwischenstellung geschlossen wären. Sofern man dann noch
das Maß b mindestens doppelt so groß wählt wie den
einfachen Ventilhub
a', könnte eine solche Kupplung hinsichtlich ihres ersten Kugelgesperres vollkommen
geschlossen werden, wobei sich in dieser Schließstellung selbst beide Rückschlagventile
10, 4 und 22, 27 noch in der Schließstellung befinden.
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Es müßte dann allerdings durch entsprechenden Druckaufbau bzw.
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Druckabsenkung oder auf andere Weise erreicht werden, daß beide Rückschlagventile
eine Offenstellung gemäß Fig. 4 erreicht können und eine entsprechende Verriegelung
dieser Stellung erfolgt.
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Es versteht sich, daß bei den dargestellten Ausführungsformen die
Schnellverschlußkupplung selbstverständlich auch dann gekuppelt und entkuppelt werden
kann, wenn keine der beiden jeweils an das Steckerventil 1 und an das Muffenventil
2 angeschlossenen Leitungen während des Kupplungs- bzw. Entkupplungsvorganges unter
Druck stehen. In einem solchen Fall tritt dann je nach der Abstimmung der Federn
11, 31, 34 untereinander eine unterschiedliche Reihenfolge der Bewegungen der einzelnen
Ventilkörper relativ zu den Kupplungskörpern 3 bzw. 16 auf. Ist z.B. die Druckfeder
34 stärker ausgebildet als die Schließfeder 31 und die Schließfeder 11, wobei die
Schließfeder 11 und die Schließfeder 31 kraftmäßig etwa gleich sind, dann wird beim
Kupplungsvorgang ohne Druck der Ventilkörper 10 den einfachen Ventilhub a' ausführen,
während der Ventilkörper 27 den einfachen Ventilhub a ausführt, so daß unmittelbar
die Offenstellung der beiden Rückschlagventile 4, 10 und 22, 27 gemäß Fig. 4 erreicht
wird. Aber auch in diesem Falle wird unmittelbar die Verriegelungsstellung erreicht,
wenn ded Kupplungsvorgang beendet ist und die Schiebehülse ihre Endposition erreicht
hat. Der Durchgang durch die Schnellverschlußkupplung ist geöffnet und bleibt geöffnet,
weil die Ventilkörper schon vor dem Einschalten der Druckquelle verriegelt sind.
Ein einmaliger Schließvorgang im Sinne einer doppelten Hubbewegung ist zur Erreichung
der Verriegelungsstellung nicht mehr erforderlich.
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