DE4202209A1 - Sicherung und kennung einer fluidkupplung fuer mehrwegbehaeltnisse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Einrichtung, um eine entsperrbare Fluidkupplung für Mehrwegbehältnisse beim Kupplungsvorgang mechanisch und insbesondere im betriebsbereiten Zustand hydraulisch zusätzlich zu sichern. Die Kupplung besteht aus der Kupplungshälfte A, die am jeweiligen Mehrwegbehältnis angeordnet ist, und der Kupplungshälfte B, die im jeweiligen Abgabensystem montiert ist. Gleichzeitig wird durch eine identische geometrische Gestaltung der entsprechenden Teile der Kupplungshälften A und B eine Kennzeichnung geschaffen, die verhindert, daß nicht zum Kuppeln vorgesehene Hälften verbunden werden können. In praxi bedeutet dies, daß nur ganz bestimmte Kupplungsmöglichkeiten geschaffen werden; diese sollen verhindern, daß z. B. unerwünschte Fremdprodukte, die sich in den Mehrwegbehältnissen befinden, über eine beliebige Kupplungsmöglichkeit durch den Betreiber des Abgabesystems (z. B. eine Markentankstelle für Motorenöle) als Billig- oder gar Falschprodukte an die Kundschaft verkauft werden. Die hydraulische Sicherung erfolgt durch eine Einrichtung, die entweder in der Kupplungshälfte A als separates Überdruckventil angeordnet ist oder durch eine besondere Gestaltung ihres Absperrventil erzielt wird; sie verhindert, daß sich im Fluidsystem und/oder Mehrweg-Behältnis statische hydraulische Überdrücke, z. B. durch thermische Dehnungen des Fluids bei äußerer Wärmeeinwirkung, aufbauen, die zu dessen Versagen führen könnten (z. B. Bersten eines Hydraulikschlauches).

Lösungen dieser Art sind bislang für niedrigviskose Flüssigkeiten und Getränke (wie Bier) durchaus bekannt, jedoch nicht für hochviskose bis scheinviskose Fluide, wie Schmieröle oder Fließfette, z. B. Motoren- und/oder Getriebeöle bzw. Fließfette zur automatischen Schmierung am Chassis von Nutzfahrzeugen, auf der Basis von Mineralölen oder Ölen auf teilsynthetischer, synthetischer oder nativer Basis, auch als Grundöle für Fließfette. Diese Fluide stellen im Gegensatz zu den o.a. Flüssigkeiten eine andere Stoffklasse dar, mit gänzlich anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die insbesondere erhebliche Auswirkungen auf ihre hydraulische Förderfähigkeit haben, die ihrerseits von der Betriebstemperatur und - im vorliegenden Fall vernachlässigbar - vom Betriebsdruck abhängig ist und ihren Ausdruck im jeweiligen Viskositäts-/Temperaturverhalten findet. Diese viskosen Eigenschaften sind ansich unerwünscht, müssen jedoch akzeptiert werden; sie können nur in beschränktem Rahmen durch gewisse Additive beeinflußt werden (z. B. bei Mehrbereichs- oder Leichtlaufölen). Gemäß ihrer Definition ist die Viskosität eine Stoffgröße für den inneren Widerstand in einer Strömung, der ein Geschwindigkeitsgefälle quer zur Strömungsrichtung (Haften an der Wand eines Rohres bzw. volle Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrmitte) entsteht und in einer Schubspannung in der Querrichtung resultiert. Dieser innere Widerstand beinhaltet eine innere Reibung, führt zu einer inneren Erwärmung und damit zu einem Energieverlust ("Dissipation") und äußert sich zusätzlich in einem Druckverlust in der Rohrleitung längs der Strömungsrichtung, der erheblich sein kann.

Diese physikalischen Zusammenhänge müssen bei hochviskosen Fluiden beachtet werden und finden ihren Niederschlag in der Gestaltung (z. B. Strömungsquerschnitte) und Anordnung der Bauelemente in einem realen hydraulischen System. Je höher nun die Viskosität während des Fördervorgangs ist (z. B. bei Kälteeinwirkung), umso bedeutsamer sind diese Notwendigkeiten, auch in ihrer Auswirkung auf die äußere mechanische Gestaltung, z. B. auch unter dem Gesichtspunkt der Funktions- und Arbeitssicherheit, wegen des erforderlichen höheren hydraulischen Drucks.

Die mechanische Einrichtung besteht nun im einzelnen darin, zusätzlich zu den hydraulisch erforderlichen Bauteilen einen geometrischen Formschluß bei der ordnungsgemäßen Kupplung beider Hälften A und B herbeizuführen und visuell anzuzeigen. Der Kupplungsvorgang besteht im allgemeinen aus einer Längs- und Drehbewegung beider Kupplungshälften A und B zueinander bis zum Erreichen einer Endposition, welche eine ordnungsgemäße hydraulische Verbindung ergibt, welche eine Förderung des Fluids aus dem Mehrwegbehältnis in das Abgabesystem ermöglicht. In dieser Endposition greift nun mindestens ein Bolzen formschlüssig in eine Ausnehmung. Die geometrische Gestaltung des Bolzens kann kreisrund sein, aber auch aus Kennungsgründen eine andere geometrische Form, z. B. Vierkant o. ä., besitzen; weiter kann er aus Kennungsgründen für verschiedene Systeme unterschiedlich in seinem Außendurchmesser sein. Der Bolzen kann sowohl an der Kupplungshälfte A und die Ausnehmung in der Hälfte B als auch in der Hälfte B und die Ausnehmung in der Kupplungshälfte A angeordnet sein. Der Bolzen ist seinerseits durch eine Feder unterstützt, die bewirkt, daß der Bolzen in der ordnungsgemäßen Endposition automatisch in die Ausnehmung rastet. Während des Kupplungsvorgangs bewegt sich der Bolzen, bewirkt durch die Federkraft, kraftschlüssig auf einer Bolzen-Führungsbahn, die ihrerseits nicht stetig ausgebildet sein muß. Dies bewirkt, daß eine Vorarretierung erfolgen kann, welche das manuelle Gefühl beim Arretiervorgang unterstützt. Die Betätigungsrichtung des Bolzen ist im allgemeinen radial, die manuelle Umsetzung beim Betätigen kann auch zusätzlich durch eine Schwenkbewegung eines Kipphebels erfolgen.

In den Figuren sind dargestellt,

Fig. 1 Längsschnitt der vollständigen Kupplung, bestehend aus der Kupplungshälfte A und B mit einem Bolzen, der radial betätigt wird.

Fig. 2 Längsschnitt durch die vollständige Kupplung, bestehend aus der Kupplungs­ hälfte A und B (9) mit einem Bolzen, der durch einen Schwenkhebel betätigt wird.

Fig. 3 Querschnitt durch die Trennfuge der beiden Kupplungshälften A und B mit einem Bolzen, der durch einen Schwenk­ hebel betätigt wird.

Fig. 4 Bolzenführungsbahn, abgewickelt.

Fig. 5 Querschnitt durch die Trennfuge der beiden Kupplungshälften A und B mit ei­ nem Bolzen, der durch einen radial be­ weglichen Betätigungsknopf betätigt wird.

Fig. 6 hydraulischer Wirkschaltplan in Anleh­ nung an Fig. 1 des deutschen Patents P 41 02 875.9-23 mit einem mechanisch verbundenen Absperr- und Belüftungsven­ til als Bestandteil der behälterseitigen Kupplungshälfte A.

Fig. 7 hydraulischer Wirkschaltplan in Anleh­ nung an Fig. 1 des deutschen Patents P 41 02 875.9-23 mit einer getrennten Anordnung eines Absperr-, Belüftungs- und Überdruckventils als Bestandteil der behälterseitigen Kupplungshälfte A.

Im einzelnen zeigst die Fig. 1 die beiden Kupplungshälften A (4), die am Behälter (5) integriert ist, und B (9), die einen Ausgang zum System (64) besitzt. Im Bereich der Trennfuge 70 beider Kupplungshälften A (4) und B (9) ist ein Ring (60) angeordnet, der zur Kupplungshälfte A (4) gehört; dieser besitzt an seinem äußeren Durchmesser mindestens eine Ausnehmung (61). In dem übergreifenden Gehäuseteil (65) der Kupplungshälfte B (9) sitzt mindestens ein Bolzen (62), der in ordnungsgemäß gekuppeltem Zustand in die korrespondierende Ausnehmung (61) greift. Der Bolzen (62) wird über einen Stift (66) zum Außendurchmesser des Gehäuseteils (65) geführt, wo mindestens ein Betätigungsknopf (67) sitzt; über eine Feder (68) wird die Endlage des Bolzens (62) in arretiertem Zustand sichergestellt. Der Betätigungsknopf (67) dient zusätzlich als Griff zur Einleitung eines Drehmomentes beim Kupplungsvorgang; ein entsprechender 2. Griffknopf (69) dient demselben Zweck; er kann ggf. als 2. Betätigungsknopf ausgebildet werden. (Entgegen der Darstellung gemäß Fig. 1 kann der Ring (60) auch unterhalb der Trennfuge (70) alternativ angeordnet werden; dementsprechend tiefer ist das übergreifende Gehäuseteil (65) auszubilden).

Die Fig. 2 ist identisch wie Fig. 1 aufgebaut. Die Funktion der Sicherung und Kennung der gesamten Einrichtung ist analog; lediglich der Aufbau der Hülse (71) gegenüber dem des Betätigungsknopfes (67) ist ein anderer und die Mechanik ist radial außerhalb des Gehäuseteils (65) verlegt. Im einzelnen greift der Bolzen (62) in die Ausnehmung (61) des Gehäuseteils (65) ein. Die anderen Positionen und ihre Funktionen sind i.w. erhalten geblieben: Kupplungshälften A (4) und B (9) mit der Trennfuge (70).

In der Fig. 3 erfolgt die radiale Betätigung des Bolzens (62) mit seinem Eingriff in die Ausnehmung (61) durch eine Schwenkbewegung (72) der Schwenkhülse (73) um den Drehpunkt (74). Die Schwenkbewegung (72) stellt eine zusätzliche manuelle Operation dar, welche den Kupplungsvorgang zusätzlich absichert. Während des Drehvorgangs der Kupplungshälfte B (9) gleitet die Spitze (75) des ausgerasteten Bolzens (62) auf der Bolzenführungsbahn (63) der Kupplungshälfte A (4) solange, bis sie ihre Endstellung erreicht hat und der Bolzen (62) in die Ausnehmung (61) einrastet, wobei gleichzeitig die Schwenkhülse (73) in ihre radiale Endposition zurückgeführt wird.

In der Fig. 4 ist die abgewickelte Bolzenführungsbahn (63) in einer Seitenansicht dargestellt, an welcher der Bolzen (62) während des Kupplungsvorgangs formschlüssig geführt wird, bis er seine Endlage in der korrespondierenden Ausnehmung (61), dargestellt in der einfachsten geometrischen kreisrunden Form, erreicht hat. Die Führungsbahn (63) ist hierbei nicht stetig ausgebildet sondern besitzt einen Zwischenpunkt (76), welcher insbesondere beim nicht korrekten Kuppeln in der Endlage zwangsläufig eine stabile Zwischenlage ergibt, welche ein unbeabsichtigtes vollkommenes Öffnen der Kupplung verhindert; zusätzlich ergibt sich durch die Zwischenposition beim manuellen Kuppeln ein positiver Hinweis für denjenigen, der kuppelt, im Sinne einer Erhöhung der Sicherheit für den Kupplungsvorgang. Der Schwenkhülse gegenüberliegend ist eine Hülse (71) dargestellt, welche nur eine Bedienungs-, jedoch keine Sicherungs- und/oder Kennungsfunktion besitzt. Gleichwohl ist dort eine identische Ausnehmung (61) der Kupplungshälfte A (4) angeordnet, welche sicherstellt, daß, bei jedem Kupplungsvorgang bei der Anordnung nur eines Bolzens (62), dieser ordnungsgemäß mindestens in seiner Endlage in jedem Fall die passende Ausnehmung (61) findet.

In der Fig. 5 erfolgt die radiale Betätigung des Bolzens (62) mit seinem Eingriff in die Ausnehmung (61) ausschließlich durch eine Radialbewegung (77) des Betätigungsknopfes (67) entgegen der Kraftwirkung der Feder (68); diese sind in der Kupplungshälfte B (9) integriert. Die zwei Ausnehmungen (61), von denen nur eine aktiv im oberen Bereich der Schnittzeichnung wirksam ist, sind Bestandteil der Kupplungshälfte A (4). Der Bolzen (62) wird während der Drehung des Bajonettverschlusses längs des Bolzenführungsbahn (63) geführt, die gemäß Fig. 4 am Teilumfang ausgebildet ist.

In der Fig. 6 sind das Absperrventil (6) und das Belüftungsventil (8) als Bestandteil der Kupplungshälfte A (4) des Mehrweg-Behältnisses (24) durch eine Verbindung (78) mechanisch starr verbunden. Solange dieses Behältnis (24) lose, z. B. beim Transport, ist, hält eine gemeinsame Öffnungsfeder (79) beide Ventile geschlossen. Durch den Kupplungsvorgang mit der Kupplungshälfte B (9) werden beide Ventile (6, 8) geöffnet und das gesamte Fluidsystem (3) ist betriebsbereit. Im Ruhestand erfolgt bei sich evtl. auf bauendem Überdruck eine Druckentlastung über das Rückentlastungsventil (12), Absperrventil (6) und Belüftungsventil (8) und die Filtereinheit (48) im Be- und Entlüftungsstutzen (81); im Betriebszustand erfolgt eine Belüftung des Mehrwegbehältnisses (24) über denselben Stutzen (81) und das Belüftungsventil (8).

In der Fig. 7 sind das Absperrventil (6) und das Belüftungsventil (8) als Bestandteil der Kupplungshälfte A (4) des Mehrwegbehältnisses (24) vollkommen getrennt ausgebildet; beide Ventile (6, 8) sind bei losem Behältnis (4) über je eine Öffnungsfeder (79) verschlossen. Hydraulisch parallel, jedoch mit entgegengesetzter Wirkrichtung, ist das Überdruckventil (80) angeordnet; es dient insbesondere zur hydraulischen Absicherung des losen Mehrweg- Behältnisses (24), wenn sich ein Überdruck aufbauen sollte; zusätzlich kann es im betriebsbereiten Fluidsystem (3) einen evtl. sich auf bauenden Überdruck Belüftungsventil (8) ausgebildet ist, z. B. wenn es normalerweise durch seine Öffnungsfeder (79), auch in gekuppeltem Zustand der Kupplungshälften A (4) und B (9), verschlossen ist und sich nur bei der Abgabe von Fluid (25) automatisch öffnet, was bei starker äußeren Schmutz- oder Feuchtigkeitseinwirkungen auf das Behältnis (23) der Fall sein kann. Hier tritt dann auch beim Aufbau eines Überdrucks im Fluidsystem (3) das Rückentlastungsventil (12) und das Überdruckventil (80) in Funktion.

Bezugszeichen (korrespondierend mit P 41 62 875.9-23)

60 Ring
61 Ausnehmung
62 Bolzen
63 Bolzenführungsbahn
64 Systemausgang
65 Gehäuseteil
66 Stift
67 Betätigungsknopf
68 Feder
69 Griffknopf
70 Trennfuge
71 Hülse
72 Schwenkbewegung
73 Schwenkhülse
74 Schwenkpunkt
75 Spitze
76 Zwischenpunkt
77 Radialbewegung
78 Verbindung
79 Öffnungsfeder
80 Überdruckventil

Claims (7)

1. Entsperrbare Fluidkupplung für Mehrwegbehältnisse und Abgabesysteme mit zwei Anschlüssen, zwei hintereinander- und einem parallelgeschalteten Absperrventil, einem Luftfilter, einer mechanischen Betätigung, Sicherung sowie Kennung und/oder einer mechanischen Kupplung, nach Anspruch 1 der Deutschen Patentanmeldung P 41 02 875.9-23 dadurch gekennzeichnet, daß für die Kupplungsvorrichtung (17) in der Kupplungshälfte A (4) ein Ring (60) angeordnet ist, der mindestens eine, radial nach außen gerichtete Ausnehmung (61) besitzt, über den der Bajonettverschluß (45) der Kupplungshälfte B (9) greift, in der, entsprechend der geometrischen Form der Ausnehmung (61), mindestens ein radial und außen beweglicher Bolzen (62) angeordnet ist, der jeweils in gekuppeltem Zustand in die Ausnehmung (61) spielfrei eingreift.

2. Fluidkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form der Ausnehmung (61) der Kupplungshälfte A (4) und des Bolzens (62) der Kupplungshälfte B (9) identisch ausgebildet ist.

3. Fluidkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form der Ausnehmung (61) und des Bolzens (62) ein Kreis, Polygon, Vierkant, Sechskant, Ellipse oder ähnliches ist.

4. Fluidkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (62) mit einem Betätigungsknopf (67) oder einer Hülse (71) fest verbunden ist.

5. Fluidkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (62) mit einer Schwenkhülse (73) gegenseitig schwenkbar verbunden ist.

6. Fluidkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (6) und das Belüftungsventil (8) in der Kupplungshälfte A (4), hydraulisch-pneu­ matisch hintereinander angeordnet, eine mechanische Verbindung (78) und eine Öffnungsfeder (79) besitzen, die, mit der Kupplungshälfte B (9) entsprechend verbunden, eine Baueinheit (1) bilden.

7. Fluidkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (6) und das Belüftungsventil (8), hydraulisch-pneumatisch hintereinander, das Belüftungsventil (8) und das Überdruckventil (80), hydraulisch-pneumatisch parallel, je in der Kupplungshälfte A (4) angeordnet sind, je eine Öffnungsfeder (79) besitzen, die, mit der Kupplungshälfte B (9) entsprechend verbunden, eine Baueinheit (1) bilden.