DE3006469C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Rohr- oder Schlauch­ leitungskupplung, deren einer Kupplungsteil mit einer axial verschiebbaren Dichtungsvorrichtung versehen ist und deren zweiter Kupplungsteil beim Zusammenstecken mit dem ersten Kupplungsteil die Dichtungsvorrichtung aus einer durch eine Vorspannfeder herbeigeführten Ruhelage in eine Schließlage führt, und deren Dich­ tungsvorrichtung ein Dichtungselement und einen dieser zugeordneten Trägerteil aufweist, über den das Dich­ tungselement mittels des zweiten Kupplungsteils in die Schließlage gebracht werden kann, wobei die der Dich­ tungsvorrichtung zugeordnete Feder von dem ersten Kupp­ lungsteil getragen und gestützt wird, der eine Kupp­ lungsteil der beiden Kupplungsteile mindestens eine Dichtfläche aufweist, die in der Schließlage der Dich­ tungsvorrichtung mit dem Dichtungselement zusammenwirkt, und der eine Kupplungsteil ein Rohrschieberventil mit einer besonderen Rückstellfeder enthält, das beim Zu­ sammenstecken der beiden Kupplungsteile zwangsläufig geöffnet wird.

Bei bereits bekannten Rohr- und Schlauchleitungskupp­ lungen dieser Gattung wird das elastische Dichtungs­ element in seiner bei der Kuppelstellung der beiden Kupplungsteile eingenommenen Schließlage entweder zwi­ schen dem Trägerteil und einem anderen Bauteil, bei­ spielsweise in Form eines Ventils, zusammengequetscht oder es wirkt wie eine wirkliche Zylinderwanddichtung. Es wurde ferner in Betracht gezogen, das Dichtungsele­ ment bei der Kuppelstellung in einer zusammengequetsch­ ten Lage gegen eine Innenwandung des einen Kupplungs­ teils zu halten; es könnte auch gegen eine abdichtende zylindrische Wand an dem zweiten Kupplungsteil gehalten werden. Es wurde ferner bei den bekannten Kupplungen in Betracht gezogen, die Anfangs- oder Ruhelage der Dichtungsvorrichtung durch die Wirkung einer Feder fest­ zulegen, die mit einem von der Dichtungsvorrichtung ge­ trennten Bauteil, beispielsweise in Form eines Ventils, verbunden ist.

Die bisher bekannten Kupplungen der zur Rede stehenden Art hatten den Nachteil, daß die Dichtungsvorrichtung eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer hatte und daß zum Zusammenstecken der Kupplungsteile wegen der Not­ wendigkeit des Zusammenquetschens des Dichtungselementes und wegen der damit verbundenen Reibung eine verhältnis­ mäßig große Kraft erforderlich war. Auch bestand nur eine beschränkte Auswahlmöglichkeit für das Material der Kupp­ lungsteile, wodurch es erschwert wurde, eine solche Kupp­ lung für hohe Drücke auszulegen. Wurden zwecks Ausleb­ barkeit für hohe Drücke besonders dauerhafte Materialien für die Kupplungsteile verwendet, so ergeben sich Be­ messungsschwierigkeiten für die Einbauteile und insbe­ sondere für die Dichtungsvorrichtung, und es wurde die Wirkungsweise des Ventils beeinträchtigt, beispielsweise weil es nicht möglich war, das Ventil zu schließen, wenn der zweite Kupplungsteil gelöst war, so daß das Leitungs­ medium über das Ventil in dem ersten Kupplungsteil frei ausfließen konnte.

Das Zusammenquetschen elastischer Dichtungselemente führte auch leicht zu deren Zerstörung, was gleichfalls zur Verkürzung der Lebensdauer der Dichtungsvorrichtung beitrug.

Zylindrische Wanddichtungen waren vergleichsweise wenig wirksam, vor allem bei hohen Drücken, bei denen ein starkes Anquetschen an die Zylinderwandungen erforder­ lich war. Dies wiederum führte zu starker Reibung beim Zusammenstecken und beim Lösen der Kupplungsteile.

Aus der GB-PS 8 26 599 ist eine Rohr- und Schlauchleitungs­ kupplung bekannt, deren einer Kupplungsteil mit einer axial verschiebbaren Dichtungsvorrichtung versehen ist und deren zweiter Kupplungsteil beim Zusammenstecken mit dem ersten Kupplungsteil die Dichtungsvorrichtung aus einer durch eine Vorspannfeder herbeigeführten Ruhelage in eine Schließlage führt, und deren Dich­ tungsvorrichtung ein Dichtungselement und einen dieser zugeordneten Trägerteil aufweist, über den das Dichtungselement mittels des zweiten Kupplungsteils in die Schließlage gebracht werden kann, wobei die der Dichtungsvorrichtung zugeordnete Feder von dem ersten Kupplungsteil getragen und gestützt wird, der eine der beiden Kupplungsteile mindestens eine Dichtfläche aufweist, die in der Schließlage der Dichtungsvorrichtung mit dem Dichtungselement zusammen­ wirkt, und der eine Kupplungsteil ein Rohrschieber­ ventil mit einer besonderen Rückstellfeder enthält, das beim Zusammenstecken der beiden Kupplungsteile zwangsläufig geöffnet wird.

Dabei weist der eine Kupplungsteil ein Rohrschieber­ ventil auf, das beim Zusammenstecken der beiden Kupplungsteile zwangsläufig geöffnet wird und das die Dichtungsvorrichtung trägt. Daher wird die Ver­ schiebung des Trägerelements der Dichtungsvorrichtung und des Dichtelements von dem Rohrschieberventil be­ wirkt und nicht von dem zweiten Kupplungsteil.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 als dauerhafte, gut abdichtende und bei geringer Kraftanwendung zu schließende Kupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Rohr- oder Schlauchleitungskupplung durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Hiernach ist vorgesehen, daß das Dichtungselement in ei­ nem von der Strömung des Mediums in der Leitung abge­ schirmten Raum angeordnet ist und dort die Dichtungs­ funktion zwischen den Kupplungsteilen wahrnimmt, wobei durch die spezielle Anordnung einer konusförmigen Schräg­ fläche sichergestellt ist, daß die Stirnfläche des Kupp­ lungsnippels zunächst das Dichtelement der Dichtungsvor­ richtung beaufschlagt und das Dichtelement sicher in den abgeschlossenen Raum hineindrückt. Dabei stellt die Schrägfläche sicher, daß der Halter oder das Dicht­ element nicht fehlerhaft vom Kupplungsteil betätigt werden, in dem dies das Ende des Halters beaufschlagen würde. Durch die Schrägfläche wird nämlich eine Führung für das Kupplungsteil so ausgebildet, daß ein paralle­ les Aneinandervorbeigleiten des Kupplungsteiles und des nach unten weisenden Vorsprungs immer sicher gewähr­ leistet ist, so daß der Vorsprung das Trägerteil nicht anheben kann, bevor das Kupplungsteil innerhalb der Kupplungshülse eine sichere Verbindung und Abdichtung erreicht hat. Eine vorzeitige Betätigung des Trägerteils ist damit ausgeschlossen.

Dadurch, daß von dem Kupplungsteil zunächst das Dichtelement selbst beaufschlagt wird, ergibt sich nicht nur eine Sicherheit im Hinblick auf die Durchführung des Kupplungsvorganges, sondern es ist auch eine automatische Kompensation im Hin­ blick auf die Abnutzung des Dichtungselementes gewährleistet, da das Dichtungselement innerhalb der Kupplungsteile so angeordnet ist, daß sein dichtender Abschnitt, der mit dem zweiten Kupplungs­ teil zusammenwirkt, je nach Verschleiß nachrückt. Jedoch wird der Verschleiß auch dadurch begrenzt, daß das Dichtungselement von der Strömung des Leitungsmediums abgeschirmt und dadurch geschützt an­ geordnet ist. Das Dichtungselement kann im wesent­ lichen frei von Reibung gleiten, wodurch die Kraft zur Verschiebung gering bleibt. Gleichzeitig wird durch die vorteilhafte Anordnung und die damit ver­ bundene Vielzahl der miteinander wirkenden Flächen eine hochwirksame Dichtungsfunktion erreicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der erste Kupp­ lungsteil eine besondere, der Dichtungsvorrichtung zuge­ ordnete Feder trägt, die zur Vorspannung der Dichtungs­ einrichtung dient. Ferner ist der erste Kupplungsteil mit mindestens einer Dichtfläche versehen, die bei der Schließ­ lage der Dichtungsvorrichtung mit dem Dichtungselement zusammenwirkt. In der Kuppelstellung bilden die beiden Kupplungsteile einen von dem strömenden Leitungsmedium abgeschirmten Raum. Die Kupplungsteile selbst sind mit dem Dichtungselement in seiner Schließlage abgedichtet.

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

Durch die Erfindung wird eine Rohr- oder Schlauchleitungs­ kupplung mit einer besonders wirksamen und dauerhaften Abdichtung geschaffen. Die Abdichtung ist sowohl für nie­ drige als auch für hohe Drücke des Leitungsmediums voll wirksam, und die Betätigungskraft für das Ineinanderstecken und für das Lösen der beiden Kupplungsteile ist ver­ gleichsweise niedrig.

Es besteht die Möglichkeit einer selbsttätigen Kompensation für das Dichtungselement aufgrund der Tatsache, daß die­ ses innerhalb der Kupplungsteile so angeordnet werden kann, daß sein dichtender Abschnitt, der mit dem zweiten Kupp­ lungsteil zusammenwirkt, je nach Verschleiß infolge wieder­ holten Gebrauchs der Kupplungsteile nachrücken kann.

Das Dichtungselement kann von der Strömung des Leitungs­ mediums abgeschirmt und dadurch geschützt sein. Die Dich­ tung kann im wesentlichen frei von Reibung gleitend ange­ ordnet werden, wodurch die Änderungskraft wesentlich herabgesetzt wird. In Verbindung mit der Schließlage der Dichtung wird eine hochwirksame Dichtungsfunktion er­ reicht.

Durch die Ausbildung der Kupplungsteile ist eine Abdich­ tung auf drei Flächen mit Hilfe des Dichtungselements möglich. Eine Dichtfläche befindet sich an dem zweiten Kupplungsteil und zwei befinden sich an dem ersten Kupp­ lungsteil. Diese dreifache Abdichtwirkung läßt eine be­ sonders einfache Gestaltung zu, vor allem bei dem ersten Kupplungsteil, das zwei zusammengeschraubte Rohrabschnit­ te aufweisen kann, wobei die Schraubverbindung keine besondere Abdichtung der Gewinde erfordert.

Es ist ferner möglich, eine Dichtungsdruckkompensations­ kammer in der Schließlage der Dichtungsvorrichtung vor­ zusehen, bei welcher der Druck des Leitungsmediums zu dem Dichtungselement Zutritt hat und dieses gegen die Dichtflächen an dem ersten und an dem zweiten Kupplungs­ teil zusätzlich andrückt. Je stärker der Druck des Lei­ tungsmediums, um so fester die Berührung (und umgekehrt).

Die Verwendung einer besonderen Feder und die Betätigung der Dichtungsvorrichtung durch das Zusammenstecken der Kupplungsteile ermöglicht auch eine sicher definierte Abdichtung bei niedrigen Drücken des Leitungsmediums.

Die vorgeschlagene Art und Weise des Zusammenwirkens zwischen dem Trägerteil und der Verriegelungsvorrichtung der Kupplung gewährleistet eine sichere Verriegelung und erlaubt gleichzeitig hohe gegenseitige Querbeanspruchungen der beiden Kupplungsteile.

Durch die Schrägfläche am vorderen Ende läßt sich ein Zusammenwirken der Dichtungsvorrichtung mit einer starken Schulter an den Trägerteil erreichen, weil der gesamte Druck des Leitungsmediums darauf wirkt.

Dennoch ist beim Vorhandensein eines Ventils an dem ersten Kupplungsteil ein Austausch des Dichtungselements bei vollem Druck des Leitungsmediums an dem ersten Kupplungs­ teil möglich, und wenn dieses Leitungsmedium gasförmig, beispielsweise Luft ist, kann das Ventil zunächst leicht geöffnet und die Luft über das Dichtungselement aus­ strömen gelassen werden, wobei ein Spüleffekt eintritt, bevor die tatsächliche Dichtung an dem zweiten Kupplungs­ teil zustandekommt.

Durch Führungsflächen in Verbindung mit den Verriegelungs­ kugeln der Verriegelungsvorrichtung läßt sich gewähr­ leisten, daß der zweite Kupplungsteil die Dichtungsvor­ richtung nicht über deren untere Teile anhebt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilschnittlängsansicht einer Kupplung gemäß der Erfindung, deren Kupplungsteile noch nicht vollständig zusammengesteckt sind;

Fig. 2 eine Teilschnittlängsansicht derselben Ausführungsform einer Kupplung wie bei Fig. 1 in der vollständig eingenommenen Kuppelstellung; und

Fig. 3 eine Längsansicht eines Kupplungsteils und der darin angeordneten Dichtungs­ vorrichtung bei gegenüber Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab.

Eine Ausführungsform der Kupplung gemäß der Erfindung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, dient haupt­ sächlich als sogen. automatische Schnellkupplung zur Förderung eines Leitungsmediums wie Luft. Die Erfindung läßt sich aber auch für andere Leitungsmedien, wie z. B. Hydrauliköl, anwenden.

In Fig. 1 und 2 hat der eine mit 1 bezeichnete Kupplungs­ teil die Form einer Kupplungshülse und der zweite Kupp­ lungsteil 2 die Form eines Kupplungsnippels, so daß die Hülse oder der Nippel als Anschluß an ein Druckmittel­ system dienen kann, an dem grundsätzlich mehrere Hülsen bzw. Nippel vorgesehen sein können, die wahlweise kuppel­ bar sind.

Auf dieee Weise wird eine größere Zahl von Verbindungen und Trennungen bzw. Umschaltungen möglich, woraus sich hohe Anforderungen, u. a. an die Dichtung in den Kupplun­ gen, ergeben.

Die Kupplungshülse 1 besteht grundsätzlich aus zwei zy­ lindrischen Teilen 1 a und 1 b, die mittels eines Gewindes 1 c zusammengeschraubt sind. Die Kupplung ist mit einer an sich bekannten Verriegelungshülse 3 versehen, die dazu dient, Verriegelungskugeln 4 in Öffnungen 5 des zylindrischen Teils 1 b und in einer Kreisrille 6 in dem Kupplungsnippel im Verriegelungszustand festzuhalten und die entgegen einer Rückstellfeder verschoben werden kann, um die Kugel aus der Kreisrille 6 heraustreten zu las­ sen und die Lösung der Kupplungsteile 1 und 2 voneinander zu ermöglichen.

In der Kupplungshülse 1 ist ein Rohrschieberventil 7 ange­ ordnet, das wie Fig. 1 zeigt, unter der Einwirkung einer als konische Wendel ausgebildeten Rückstellfeder 8 steht und, wie Fig. 2 zeigt, durch Einführen des Kupplungsnip­ pels 2 in seiner Öffnungsstellung verschoben werden kann. Das Rohrschieberventil ist mit einem Dichtungsring 9 versehen, über den das Ventil in seiner Schließlage mit einem Ventilsitz 1 d in der Kupplungshülse 1 zusammenwirkt. Das Rohrschieberventil weist eine Wandung auf, die von dem Ventilsitz 1 d aus durch die Kupplungshülse hindurch verläuft. In dieser Wand befinden sich unterhalb des Dichtungsringes 9 Durchgangslöcher 7 a, durch die das Leitungsmedium bei Freigabe der Öffnungen 7 a (Fig. 2) hindurchtreten kann, so daß das Ventil die Strömung von der einen Seite des Ventilkopfs in das Innere des Ventils freigibt. Somit verläuft die Strömung durch die Kupplung über das Durchgangsloch der Kupplungshülse, das Innere des Rohrschieberventils und die zentrale Ausnehmung des Kupplungsnippels, die in Fig. 1 und 2 nicht näher dargestellt ist, so daß die Strömung des Mediums sowohl die eine als auch die andere Richtung haben kann.

Der erste hülsenförmige Kupplungsteil ist mit einer Dich­ tungsvorrichtung versehen, die längs einer inneren Wand 1 f gleiten kann. Die Dichtungsvorrichtung umfaßt ein Dich­ tungselement 10 und einen Halter 11 für dieses. Die Ver­ schiebung erfolgt in Längsrichtung des ersten Kupplungs­ teils von einer Anfangs- oder Ruhelage aus (Fig. 1) in eine Dicht- oder Schließlage zwischen den Kupplungsteilen (Fig. 2). Die Verschiebung der Dichtungsvorrichtung 10, 11 geschieht vermittels des Kupplungsteiles 2 bei der Bewe­ gung des Zusammensteckens der beiden Kupplungsteile in die Verriegelungslage gemäß Fig. 2.

In dem ersten Kupplungsteil ist die Dichtungsvorrichtung mit einer von der Ventilfeder 8 getrennten Wendelfeder 12 als Rückstellfeder versehen, welche die Dichtungsvor­ richtung in ihre Ruhelage zu drücken sucht. Beim Zusammen­ stecken der Kupplungsteile wird die Dichtungsvorrichtung mittels des Kupplungsnippels 2 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 12 bewegt.

Die Lage der Dichtungsvorrichtung, ihre Konstruktion und ihre Wirkung wird anhand von Fig. 3 näher beschrieben, die in einem größeren Maßstab gehalten ist und die Dich­ tungsvorrichtung in der Schließlage gemäß Fig. 2 darstellt. Es sind zwei Funktionsstufen für das Dichtungselement 10 angedeutet. Die eine ist mit voll gezeichneten Linien 10 a, 10 b angegeben, die andere durch die gestrichelten Linien 10 a′, 10 b′. In den vollgezeichneten Linien ist die Stel­ lung angegeben, bei der die Dichtungsvorrichtung durch den Nippel 2 noch nicht vollständig in die Dichtungs- oder Schließlage gebracht worden ist. Die gestrichelten Linien 10 a′, 10 b′ geben die Lage des Dichtungselements 10 nach Erreichen der vollständigen Schließlage an. Das Ende 2 des Kupplungsnippels ist in der zuletzt genannten Stel­ lung dargestellt.

Der Durchgangskanal des Kupplungsnippels ist in Fig. 3 mit 2 a bezeichnet. 2 b ist die Stirnfläche des Nippels, die mit der unteren Endfläche des Ventils 7 zusammenwirkt. Der Nippel hat außerdem eine schräge gerade Frontfläche, die unter einem Winkel zu seiner Stirnseite 2 b liegt. Die schräge Frontfläche dient einerseits als Dicht­ fläche zum Zusammenwirken mit dem Dichtungselement 10, andererseits als Anschlagfläche 2 d, mit der zumindest die endgültige Anhebung der Dichtungsvorrichtung in deren Schließlage zustandegebracht wird.

Das Dichtungselement hat einen Teil 10 c, der mit der er­ wähnten Dichtfläche 2 c des Nippels zusammenwirkt. Der Teil 10 c dient u. a. als Kompensation für Verschleiß und erstreckt sich radial zur Achse der Kupplungsteile über den Halter 11 hinaus. Das Dichtungselement 10 ist mit Fangschultern 10 d und 10 e versehen, die über einen oberen Vorsprung 11 a der Haltevorrichtung 11 gedrückt sind und in der Einstecklage der Kupplung um den erwähnten Vor­ sprung 11 a herum gepreßt werden. Die Haltevorrichtung hat ferner einen unteren Teil, der zusätzlich zu dem oberen Vorsprung 11 a einen unteren Vorsprung 11 b aufweist. Der obere Vorsprung 11 a hat einen abgewinkelten Rand 11 a′ an seinem Ende, um den Halteeffekt des Dichtungselements zu verstärken. Die Fangschultern 10 d und 10 e sind mit Linien angegeben, deren Konturen denjenigen der ent­ sprechenden Teile der Haltevorrichtung folgen.

Das Dichtungselement hat an seinem oberen, von der Halte­ vorrichtung weg weisenden Ende einen etwa axial vor­ stehenden Flansch 10 f mit einer ersten Dichtfläche 10 g, die als steiler Konus mit einem Konuswinkel α von etwa 5° versehen ist. Diese erste Dichtfläche geht über einen Krümmungsradius und einen radial verlaufenden Teil in eine gerade zweite Dichtfläche 10 h über, die mit der Dichtfläche 1 f′ am oberen Teil der Wand 1 f des ersten Kupplungsteils zusammenwirkt. Die zweite Dichtfläche kann als seitlich versetzt gegenüber der konusförmigen Dicht­ fläche angesehen werden.

In ihrer Ausgangs- oder Ruhelage hat die Dichtfläche eine gerade Oberseite 10 i, die in der Schließlage eine Form annimmt, wie sie durch die Linien 10 i′ veranschaulicht ist. Eine an der Stelle 10 f′ angedeutete Verformung wird auch an dem vorspringenden Flansch 10 f herbeigeführt.

Der Träger- oder Halterteil 11 der Dichtungsvorrichtung weist einen Vorsprung 11 c auf, der von dem Halterab­ schnitt 11 b aus nach unten gerichtet ist und an dem eine hintere oder äußere Schulter 11 d vorgesehen ist. Diese wirkt mit einer entsprechenden Schulter 1 g an dem ersten Kupplungsteil zusammen, um eine definierte Ausgangs- oder Ruhestellung für die Dichtungsvorrichtung festzu­ legen.

Der Vorsprung 11 c soll mit Verriegelungskugeln 4 zusammen­ wirken, um eine sogen. automatische Kupplung möglich zu machen, wenn sich die Verriegelungshülse 3 in der Regelstellung befindet. Durch Verschieben der Hülse 3 in Achsrichtung können die Kugeln 4 freigegeben werden, so daß die Kupplungsteile aufgrund des Mediumdrucks und der konusförmigen Wendelfeder 8 getrennt werden. Bei der Trennung der Kupplungsteile wird das Ventil durch seine Rückstellfeder geschlossen. Eine Verriegelung ist nicht möglich, bis die Dichtungsvorrichtung wieder mit Hilfe des Kupplungsnippels 2 in die Schließlage gebracht worden ist, da vorher eine Verriegelung durch das Halten des Schaftes mittels der Verriegelungskugeln 4 verhindert ist.

Der untere Schaft 11 b des Halters dient mit seinem äußeren Abschnitt 11 b′ als Anschlagschulter, die mit dem Anschlag 2 d an dem Kupplungsnippel 2 zusammenwirkt. Der erwähnte äußere Abschnitt, der die Anschlagschulter bildet, ist ver­ hältnismäßig robust. Dies wurde, obwohl das Abdichten und Verschließen mittels einer schrägen Vorderfläche am Ende des Nippels bewirkt wird, dadurch möglich gemacht, daß das Dichtungselement mit einem Einschnitt, in dem die Anschlagschulter mit einer geraden Oberseite 11 b″ sich bewegen kann, und mit einem Absatz 11 b‴ versehen wurde. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Höhe der Anschlagschulter durch Vergrößern des Einschnittes oder des Dichtungselements vergrößert werden kann, ohne daß dadurch die Dichtwirkung und die Möglichkeit des Anhebens durch die schräge Frontfläche beeinträchtigt werden. In einem diesem Ausführungsbeispiel entsprechenden Fall kann die Höhe der quer verlaufenden Endfläche zwischen 0,1 und 2,0 mm gewählt werden.

Die Feder 12 der Dichtungsvorrichtung wirkt mit dem Dich­ tungselement 10 über ihre Oberseite 10 i zusammen, so daß der Berührungspunkt der Feder in den mittleren Teilen des quer verlaufenden Abschnitts des Dichtungselementes liegt.

Der Teil 10 c reicht von dem unteren Teil der quer verlau­ fenden Fläche 10 b‴ radial nach innen zur Achse der Kupplungsteile hin und nimmt daher in seiner Ruhelage eine dreieckförmige Querschnittsform an, die nach innen durch die Fläche 10 b begrenzt ist, welche in der Ruhelage des Dichtungselements gerade und im wesentlichen achsparallel zur Innenwand 1 f des ersten Kupplungsteiles verläuft.

Der erste Kupplungsteil 1 enthält einen hohlzylindrischen Raum 13, in dem die Feder 12 gelagert ist. Dieser Raum ist durch einen inneren Wandabschnitt 1 g und einen äuße­ ren Wandabschnitt 1 h begrenzt. Der äußere Wandabschnitt 1 h des Raumes 13 weist eine Verlängerung 13 a auf, in den der vorspringende Flansch 10 f des Dichtungselements 10 seitlich von der Feder 12 in der Schließlage (Fig. 2) der Dichtungs­ vorrichtung einzugreifen sucht.

Der äußere Wandabschnitt 1 h weist eine konusförmige Dicht­ fläche 1 h′ auf, die in der Schließlage der Dichtung mit der Konusfläche 10 g des vorspringenden Flansches zusammen­ wirkt. Auch die Dichtfläche 1 h′ verläuft unter einem Winkel α von etwa 5°, der ggf. etwas kleiner sein kann als der ent­ sprechende Winkel der Konusfläche des Dichtungselements.

In der Kuppelstellung der Kupplungsteile (Fig. 2) laufen die Wandungen des Rohrschieberventils 7 frei an dem Dich­ tungselement 10 entlang und drücken gegen dessen unteren Teil.

In der Schließlage der Dichtungsvorrichtung wird daher eine Kammer für das Dichtungselement gebildet. Diese Kammer ist begrenzt durch die Dichtfläche 2 c am Ende des Nippels, den unteren Teil der Innenwand des Rohrschieberventils, die Endfläche des Innenwandungsteils 1 g, die Innenwände des Raumes 13, 13 a, die Endfläche des Außenwandabschnitts 1 h, die Dichtfläche 1 f′ der Innenwand des ersten Kupplungs­ teiles und den Träger- oder Halterteil 11.

Diese Kammer ist (bei geöffnetem Rohrschieberventil 7) mit dem Druck des Leitungsmediums über eine Öffnung 14 mit Kreisringquerschnitt zwischen der Außenwand des Ventilschiebers und der Innenwand des ersten Kupplungs­ teiles verbunden.

In der erwähnten Kammer ist das Dichtungselement 10 so angeordnet, daß sein Teil 10 c oder der überhängende Teil gegen das Ende des Nippels drückt, ohne daß dieser Teil des Dichtungselements erheblich gequetscht wird, und daß das Dichtungselement in der endgültigen Schließlage im wesentlichen frei und aufgrund der Elastizität seines Materials eng gegen die Dichtfläche 2 c am Ende des Nippels anliegt. Aufgrund der Tatsache, daß der Teil 10 c oder der überhängende Teil des Dichtungselements nicht ge­ quetscht wird, wird ein selbsttätiger Kompensationseffekt erhalten, so daß das Dichtungselement je nach dem Grad seiner Abnutzung durch die Kupplungsteile mehr oder weniger tief eingedrückt wird.

Um diesen Effekt zu erhalten, soll das Dichtungselement einen Innendurchmesser D₂ (in seiner Ruhelage) aufweisen, der deutlich größer ist als der Außendurchmesser d 1 der Wand des Rohrschieberventils 7. Beträgt beispielsweise der Innendurchmesser D₂ etwa 17 mm, so kann der Außen­ durchmesser des Rohrschiebers etwa 16 mm betragen.

In dem (nicht deformierten) Ruhezustand des Dichtungs­ elements soll dessen Innendurchmesser D₁ etwa dem Maß des Innendurchmessers der inneren Wand 1 f des ersten Kupplungsteiles entsprechen, längs deren die Dichtungs­ vorrichtung verschiebbar ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die Dichtungsvorrichtung leicht aus ihrer Ruhelage bis kurz vor die Schließlage verschoben werden kann, bevor die Verformung des Dichtungselements stattfindet.

Die Verformung des Dichtungselements 10, die durch die gestrichelten Linien 10 b′, 10 d′, und 10 f′ in Fig. 3 gezeigt ist, verursacht wegen der Befestigung des Dichtungs­ elements (rechts in der Querschnittsansicht) ein Anpreß­ moment des Dichtungselements rund herum um seinen Halter­ teil. Dieses Anpreßmoment wird so gewählt, daß ein sehr guter Kontakt in der endgültigen Schließlage der Dicht­ flächen 1 h′ und 1 f′ des ersten Kupplungsteiles erreicht wird.

Die Stärke des Anpreßmoments rund um die Befestigungs­ stelle des Dichtungselements hängt im wesentlichen ab von der Bemessung seines überhängenden Teils 10 c und dem Neigungswinkel B der schrägen Frontfläche des Nippel­ endes. Beispielsweise kann bei einem Innendurchmesser D₂ von 17 mm und einer Länge der Endfläche 11 b′″ von etwa 0,5 mm der Winkel B zwischen 0 und 60°, vorzugsweise in der Nähe von 45° (genau bei 37°) liegen. Das Dich­ tungselement kann aus Nitril, Viton oder einem ähnlichen Kunststoff bestehen und eine Shore-Härtezahl von etwa 70 aufweisen. Der Abstand zwischen dem Innenwandungs­ teil 1 g und der Oberseite 10 i (nicht deformiert in der Schließlage) kann etwa 1,0 mm betragen.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Kupplung ist folgende: Das Ende des Kupplungsnippels 2 trifft beim Zusammenstecken der Kupplungsteile 1, 2 zunächst auf das Rohrschieberventil 7. Das Ventil 7 öffnet sich etwas und es strömt Leitungsmedium, hier z. B. Luft, über die Dichtungsvorrichtung nach unten, so daß etwaige Schmutzteilchen fortgeblasen werden. Beim wei­ teren Öffnen des Ventils trifft die Dichtfläche 2 c gegen den überhängenden Teil 10 c des Dichtungselements, so daß eine Abdichtung zwischen dem Dichtungselement und dem Kupplungsnippel zustandekommt.

Danach beginnt das Ende des Kupplungsnippels die Dich­ tungsvorrichtung nach der Seite hin zu verschieben. Die­ se Verschiebung wird nicht erheblich beeinflußt durch das Dichtungselement, da in dieser Lage keine oder nur eine sehr geringe Reibung zwischen der Innenwand 1 f und der Dichtfläche 10 h des Dichtungselements auftritt.

Sobald das Dichtungselement die in Fig. 3 mit vollen Linien dargestellte Lage erreicht oder fast erreicht hat, gelangen die Dichtflächen des Dichtungselements und des ersten Kupplungsteils zur Berührung miteinander. In dieser Lage beginnt aufgrund des Fortschreitens zur endgül­ tigen Kuppelstellung gemäß Fig. 2 ein Anpreßmoment zwischen den Dichtflächen aufzutreten.

Beim Trennen der Kupplung finden die Vorgänge in umge­ kehrter Folge statt. Zu Beginn des Trennvorganges hört das Anpreßmoment auf und die Feder 12 kann die Dichtungs­ vorrichtung zurückstellen, ohne daß eine erhebliche Rei­ bung zwischen dem Dichtungselement und der Innenwand 1 f bis zum Erreichen der Ruhelage auftritt.

Die Feder 12 wird so bemessen, daß eine genügend gute Abdichtung im Anfangsstadium des Zusammenkuppelns zustande­ kommt.

Das Dichtungselement ist bei seiner Schließlage in der Kompensationskammer eingeschlossen und von dem die Kupplung durchsetzenden Strom des Leitungsmediums getrennt, so daß es durch diesen nicht beeinträchtigt werden kann. Der Druck des Leitungsmediums wirkt aber über die Öffnung 14 zwischen dem Rohrschieberventil 7 und dem ersten Kupplungs­ teil auf das Innere der Kompensationskammer. Bei zunehmen­ dem Druck werden die verschiedenen Teile des Dichtungs­ elements immer stärker gegen die Dichtflächen von Kupplungs­ hülse und Kupplungsnippel gepreßt. Die dem Dichtungs­ element zugeordnete besondere Feder 12 ist so angeordnet und ausgebildet, dass auch bei geringen Drücken eine ge­ nügende Abdichtwirkung erreicht wird.

Die besondere Feder 12 bewirkt auch, daß die Schließung des Ventils nicht durch die Wirkung des Dichtungselements beeinflußt werden kann, und umgekehrt.

Der nach Art einer Klemme gestaltete Halter 11 weist eine widerstandsfähige Gleitfläche 11 e ab, die sich gegen die Innenwand 1 f des ersten Kupplungsteils stützt, um die seitlichen Relativkräfte aufzunehmen, welche auf die Kupplungsteile wirken. Diese Kräfte können in der Praxis sehr stark sein und es ist im Hinblick auf die Abdichtung wichtig, daß die gegenseitige koaxiale Verbindung zwischen den Kupplungsteilen aufrechterhalten wird. Die erwähnte Tragfläche 11 c hat eine Höhe, die etwa halb so groß ist wie die Höhe des nach Art einer Klemme geformten Teils, so daß der die Torsionskräfte aufnehmende Teil genügend starr und fest ist und zwischen den beiden zueinander parallelen Flächen 11 b″ und 11 d liegt.

An einer Innenfläche in Verbindung mit den Durchgangs­ löchern 5 für die Verriegelungskugeln ist der hülsen­ artige Kupplungsteil 1 mit einer konusartigen Führungs­ fläche 15 versehen, die zwischen den Löchern 5 verläuft und deren Zweck darin besteht, beim Zusammenstecken der Kupplungsteile im Anfangsstadium das Ende des nippel­ artigen Kupplungsteils in Verbindung mit dem unteren Teil des Schaftes 11 c des Halters anzuhalten. Die erwähnten Konusflächen haben eine Höhe über der Innenwandung, die etwa der Dicke des Schaftes entspricht.

Da die Vorrichtung außerhalb des Rohrschieberventils angeordnet ist, kann sie bei vollem Systemdruck ausge­ wechselt werden, was vorteilhaft ist.

Der Halter besteht aus widerstandsfähigem Material, z. B. aus Stahl, Messing, warmhärtendem Kunstharz od. dgl. Die Kupplung kann aus rostfreiem Material üblicher Qualität hergestellt sein.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Er­ findung beschränken sich nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Beispiele. So kann z. B. der Halter durch eine passende Tragvorrichtung ersetzt werden, die von dem Dichtungselement getrennt ist. Die Ausbildung des Dichtungselements kann verändert werden. So kann z. B. ihre konusförmige Kontaktfläche Konuswinkel zwischen 0 und 10° aufweisen. Das Dichtungselement mit der dazugehörenden Haltevorrichtung, die in der erläuterten Weise das Dich­ tungselement sichert, ist ebenfalls für sich in anderen Zusammenhängen als hier beschrieben anwendbar.

Claims (7)

1. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung, deren einer Kupplungsteil (1) mit einer axial verschiebbaren Dichtungsvorrichtung (10, 11) versehen ist und deren zweiter Kupplungsteil (2) beim Zusammenstecken mit dem ersten Kupplungsteil (1) die Dichtungs­ vorrichtung (10, 11) aus einer durch eine Vorspann­ feder herbeigeführten Ruhelage in eine Schließlage führt, und deren Dichtungsvorrichtung ein Dichtungs­ element (10) und einen dieser zugeordneten Träger­ teil (11) aufweist, über den das Dichtungselement (10) mittels des zweiten Kupplungsteils (2) in die Schließlage gebracht werden kann, wobei die der Dichtungsvorrichtung (10, 11) zugeordnete Feder (12) von dem ersten Kupplungsteil (1) getragen und gestützt wird, der eine Kupplungsteil (1) der beiden Kupplungsteile (1, 2) mindestens eine Dichtfläche (1 h′) auf­ weist, die in der Schließlage der Dichtungsvor­ richtung mit dem Dichtungselement (10) zusammen­ wirkt, und der eine Kupplungsteil (1) ein Rohr­ schieberventil (7) mit einer besonderen Rückstell­ feder (8) enthält, das beim Zusammenstecken der beiden Kupplungsteile (1, 2) zwangsläufig geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (1, 2) in ihrer Kuppelstellung einen von der Strömung des Mediums in der Leitung durch einen der Kupplungsteile (1, 2) abgeschirmten Raum (15) bilden, in welchem die Kupplungsteile mittels des in der Schließlage befindlichen Dichtungselementes abgedichtet sind, und daß der Trägerteil (11) der Dichtungsvorrich­ tung (10, 11) mit einem nach unten weisenden Vor­ sprung (11 c) versehen ist, der durch die Verriege­ lungsvorrichtung der Kupplungsteile betätigbar ist, indem er mit deren Verriegelungskugeln (4) zusammen­ wirkt, wobei der erste Kupplungsteil (1, 1 b) eine Innenschulter (1 g) an seiner geraden Innenwand, welche die von der Dichtungsvorrichtung (10, 11) aufgrund ihrer Feder (12) eingenommene Ruhelage definiert, und eine Schrägfläche (15) aufweist, welche das Zusammenwirken des zweiten Kupplungsteils (2) mit dem nach unten weisenden Vorsprung (11 c) des Trägerteils (11) verhindert, wenn der zweite Kupplungsteil mit dem ersten zusammengesteckt wird.

2. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kupplungsteil (1) eine hohlzylindrische Vertiefung (13) zur Lagerung der der Dichtungsvorrichtung (10, 11) zugeordneten Feder (12) enthält, dessen innere Wand (1 g) im wesentlichen parallel zu der Wand des Rohrschieberventils (7) verläuft.

3. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Kupplungs­ teilen (1, 2) in ihrer Kuppelstellung gebildete etwa hohlzylindrische Raum (13) außer zur Aufnahme der zu der Dichtungsvorrichtung gehörenden Feder (12) auch als Dichtungsdruckkompensationskammer dient, in den das Dichtungselement (10) in seiner Schließ­ lage eingreift, daß die Kompensationskammer durch die schräge vordere Fläche des zweiten Kupplungs­ teils (2), durch Teile der Wandung des Rohrschieber­ ventils (7) durch Teilflächen des ersten Kupplungs­ teiles (1) und durch den Trägerteil (11) der Dich­ tungsvorrichtung begrenzt wird, und daß die mit dem unter Druck stehenden Leitungsmedium über eine Öffnung (14) zwischen der Wandung des Rohrschieber­ ventils und dem ersten Kupplungsteil (1) in Ver­ bindung steht.

4. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzenden schrägen Wandungen des ersten Kupplungsteils eine Dichtfläche (10 g) mit einer Neigung von etwa 5° und eine dazu seitlich ver­ setzte gerade Dichtfläche (10 h), die sich in der Schließlage der Dichtungsvorrichtung oberhalb von deren Trägerteil (11) befindet, aufweist.

5. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kupplungsteil (1) eine gerade Innen­ wand (1 f) aufweist, entlang der das Dichtungs­ element (10), an dessen oberem Ende sich die Dichtfläche (10 f) befindet, zwischen seiner Ruhe­ lage und seiner Schließlage verschiebbar ist, und daß das Dichtungselement (10) und seine Feder (12) so angeordnet sind, daß es beim Zusammen­ stecken der Kupplungsteile (1, 2) zuerst mit dem zweiten Kupplungsteil (2) abdichtend zusammen­ trifft und danach eine im wesentlichen reibungs­ freie Verschiebebewegung längs der erwähnten Wand (1 f) ausführt, bevor es die endgültige Schließ­ lage erreicht.

6. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kupplungsteil (1) zwei durch ein Schraub­ gewinde (1 c) verbundene, sich gegenseitig verlän­ gernde Hohlzylinderabschnitte (1 a, 1 b) aufweist, daß die erste Dichtfläche (10 g) sich an dem ersten Hohlzylinderabschnitt (1 a) und daß die zweite Dicht­ fläche (10 h) sich an dem zweiten, dem anderen Kupp­ lungsteil (2) zugewandten Hohlzylinderabschnitt (1 b) befindet und daß die Gewindegänge des Schraubgewin­ des (1 c) durch das Dichtungselement (10) bei der Schließlage der Dichtungsvorrichtung (10, 11) abge­ dichtet sind.

7. Rohr- oder Schlauchleitungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kupplungsteil (2) mil dem Träger­ teil (11) über eine starke Schulter (11 b′) in Verbindung mit dem Dichtungselement (10) und ge­ trennt von dem unteren Abschnitt (11 c) des Trägerteils (11) zusammenwirkt.