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Kupplungselement für gasförmige oder flüssige Medien - Dokument DE10122989B4
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10122989B4 14.07.2005
Titel Kupplungselement für gasförmige oder flüssige Medien
Anmelder STEINCO Paul vom Stein GmbH, 42929 Wermelskirchen, DE
Erfinder Stein, Paul Frank vom, 42929 Wermelskirchen, DE;
Wickleder, Hans Joachim, 42929 Wermelskirchen, DE
Vertreter Patentanwälte Ostriga, Sonnet, Wirths & Roche, 42275 Wuppertal
DE-Anmeldedatum 11.05.2001
DE-Aktenzeichen 10122989
Offenlegungstag 21.11.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 14.07.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.07.2005
IPC-Hauptklasse F16L 37/23

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement für gasförmige oder flüssige Medien, zur formschlüssigen Verbindung eines Grundkörpers, mit einem Stecknippel, wobei der Grundkörper eine Befestigungsöffnung für ein Leitungselement, wie Rohr, Schlauch oder dergleichen sowie eine Aufnahmeöffnung für einen Stecknippel enthält, welche wenigstens einen Aufnahmebereich für mindestens einen im Bereich der Aufnahmeöffnung des Grundkörpers angeordneten, in die Bewegungsbahn des Stecknippels ragenden, beweglichen Verriegelungskörper aufweist, und mit einer federbelastet am Außenumfang des Grundkörpers angeordneten Verriegelungshülse, die von einer mit dem Grundkörper verrasteten Schutzhülse umgeben ist, wobei die Schutzhülse wenigstens eine Betätigungsöffnung für ein auf die Verriegelungshülse einwirkendes Steckwerkzeug aufweist.

Ein derartiges Kupplungselement ist aus dem nicht druckschriftlich belegbaren Stand der Technik in Form einer sogenannten Einhandkupplung bekannt. Hierbei weist der Grundkörper innenseitig im Aufnahmebereich für den Stecknippel einen federbelasteten Sperrring auf, der die in der Wandung des Grundkörpers angeordneten Verriegelungskugeln nach außen drückt. Zugleich werden die Verriegelungskugeln außenseitig durch die ebenfalls federbelastete Entriegelungshülse tendenziell nach innen gedrückt. Beim Eindringen des Stecknippels in den Grundkörper wird der Sperrring entgegen der Kraft der Druckfeder in Bewegungsrichtung des Stecknippels gedrückt. Die Verriegelungskugeln rasten dann in vorgesehene Ausnehmungen des Stecknippels ein, wobei gleichzeitig außenseitig die Entriegelungshülse in die Verriegelungsposition gedrückt wird und die Verriegelungskugeln sperrt.

Zum Lösen des Kupplungselementes muss ein Steckwerkzeug mit zwei Steckbolzen eingeführt werden, die bewirken, dass die Verriegelungshülse aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung bewegt wird, so dass die Verriegelungskugeln frei beweglich werden.

Eine derartige Einhandkupplung hat zwar – wie der Name schon sagt – den Vorteil, dass sie mit einer Hand zu bedienen ist. Jedoch ist der Aufbau dieser Einhandkupplung relativ kompliziert, wodurch die Herstellungs- und Montagekosten hoch sind.

Darüber hinaus ist aus dem ebenfalls nicht druckschriftlich belegbaren Stand der Technik eine sog. Zweihandkupplung bekannt. Bei diesem Kupplungselement muss vor dem Herstellen einer Verbindung zunächst die Entriegelungshülse mit der Hand entgegen der Druckfeder aus dem Bereich der Verriegelungskugeln gedrückt werden, wodurch die Verriegelungskugeln frei beweglich sind. Dann ist es möglich (mit der anderen Hand), den Stecknippel einzuführen, wobei wiederum die Verriegelungskugeln in vorgesehene Ausnehmungen des Stecknippels eingreifen. Nach dem Entfernen des Steckwerkzeugs bewegt sich die federbelastete Verriegelungshülse automatisch in die Verriegelungsstellung, in der die Bewegungen der Verriegelungskugeln gesperrt sind. Dadurch ist dann eine feste Verbindung zwischen Stecknippel und Grundkörper erreicht.

Eine derartige Zweihandkupplung hat den Vorteil, dass sie einfacher aufgebaut ist, da insbesondere der bei einer Einhandkupplung im Innenraum des Grundkörpers angeordnete federbelastete Sperrring nicht notwendig ist. Dadurch ist auf vorteilhafte Weise die Baulänge des Grundkörpers geringer.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch die Tatsache, dass man auf jeden Fall zur Herstellung der Kupplungsverbindung immer beide Hände benötigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein neues Kupplungselement zu schaffen, welches die Vorteile der oben beschriebenen Einhand- bzw. Zweihandkupplungen aufweist und letztlich mit einer Hand bedienbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, wonach das Steckwerkzeug an der Schutzhülse vor der Montage der Schutzhülse am Grundkörper befestigbar ist, dass das Steckwerkzeug nach der Montage der Schutzhülse am Grundkörper die Verriegelungshülse im Entriegelungszustand fixiert und dass lediglich durch das Entfernen des Steckwerkzeuges der Verriegelungszustand und durch das Wiedereinsetzen des Steckwerkzeuges der Entriegelungszustand erreichbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Steckwerkzeuges an der Schutzhülse ergibt sich die Situation, dass das Kupplungselement jederzeit zur Aufnahme eines Stecknippels bereit ist, da das Steckwerkzeug die Verriegelungshülse in der Entriegelungsposition festhält. Der grundsätzliche Vorteil ist dabei, dass es während des Kupplungsvorgangs nicht notwendig ist, dass die „zweite Hand" eine Kraft auf das Steckwerkzeug ausübt, die größer ist als die auf die Verriegelungshülse einwirkende Federkraft.

Konkret bedeutet dies, dass lediglich der Stecknippel in den Grundkörper eingeführt werden muss, so dass sich die Verriegelungskugeln in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen im Stecknippel bewegen, wobei sich dann durch Entfernen des Steckwerkzeuges die Verriegelungshülse automatisch in die Verriegelungsstellung bewegt. Auf genauso einfache Weise ist durch das Einführen des ursprünglichen wie auch eines speziellen Steckwerkzeuges die Verriegelung aufhebbar.

Aus dem heterogenen Stand der Technik ist die DE 196 45 853 bekannt, in der eine Verbindung zwischen einem Rohr und einem Formteil dargestellt und beschrieben ist. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht geeignet, eine formschlüssige Verbindung, sondern lediglich eine reibschlüssige Verbindung herzustellen, die den Nachteil aufweist, dass sie für die hohen Drücke im Zusammenhang mit dem Transport von gasförmigen und flüssigen Medien nicht geeignet ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Steckwerkzeug quer zur Bewegungsrichtung der Verriegelungshülse in einer Bohrung der Schutzhülse angeordnet und blockiert mit seinem zum Grundkörper weisenden Endbereich die Verriegelungshülse im Entriegelungszustand. Aufgrund dieser Anordnung wird auf vorteilhafte Weise ohne eine zusätzliche Verbindung zwischen Steckwerkzeug und Schutzhülse eine vollständige Blockade der Verriegelungshülse im Entriegelungszustand erreicht. Auch ist mit nur geringem Kraftaufwand lediglich durch Ziehen des Steckwerkzeuges das endgültige Herstellen der Verbindung zwischen Stecknippel und Grundkörper erzielbar, da dann automatisch die Verriegelungshülse in die Verriegelungsstellung gedrückt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steckwerkzeug in Bewegungsrichtung der Verriegelungshülse entgegen der auf letztere einwirkenden Federkraft in einer Bohrung der Schutzhülse angeordnet und fixiert mit seinem freien Endbereich die Verriegelungshülse im Entriegelungszustand. Hierbei ist auf vorteilhafte Weise nur mindestens eine stecknippelseitige Öffnung in der Schutzhülse für das Steckwerkzeug notwendig, wobei eine zusätzliche Bohrung in der Mantelfläche zur Aufnahme des Steckwerkzeuges – wie bei vorbeschriebener Ausführungsform – entfällt.

In diesem Zusammenhang ist es darüber hinaus möglich, dass die Schutzhülse und das Steckwerkzeug miteinander verrastbar sind, so dass die Lösekraft der Verrastung größer ist als auf der Verriegelungshülse lastende Federkraft.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Steckwerkzeug einen auf die Verriegelungshülse einwirkenden Betätigungsarm und einen Rastarm auf, der in einer am Außenumfang der Schutzhülse angeordnete Rastausnehmung eingreift. Bei dieser Ausführungsform lässt sich auf sehr einfache Weise vor der Montage der Schutzhülse das Steckwerkzeug aufrasten, wobei dann bereits während des Aufschiebens und Verrastens der Schutzhülse mit dem Grundkörper die Verriegelungshülse automatisch in die Entriegelungsstellung bewegt wird.

Bei letztgenannter Ausführungsform ist es des weiteren vorteilhaft, dass der Rastarm federnd ausgebildet ist, damit eine relativ einfache Befestigung wie auch Entfernung des Steckwerkzeuges von der Schutzhülse möglich wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung eines Kupplungselements einschließlich Steckwerkzeug,

2 das Kupplungswerkzeug gemäß 1 in mit einem Stecknippel verrasteten Zustand,

3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Kupplungselementes einschließlich Steckwerkzeug,

4 eine Seitenansicht des Kupplungselementes gemäß Ansichtspfeil IV in 3,

5 ein Kupplungselement gemäß 3 mit Stecknippel und ohne Steckwerkzeug und

6 und 7 Ansichten eines Steckwerkzeugs.

In den Zeichnungen weist ein Kupplungselement 10 für gasförmige und flüssige Medien einen Grundkörper 11 mit einer Befestigungsöffnung 12 für ein nicht dargestelltes Leitungselement, wie Rohr, Schlauch oder dergleiches, sowie eine Aufnahmeöffnung 13 für einen Stecknippel 14 (siehe 2) auf.

Eine umlaufende Wandung 15 des Grundkörpers 11 ist mit konisch zu einer Längsachse L zulaufenden Bohrungen 16 versehen, in denen Verriegelungskugeln 17 gehalten sind. Auf einer Außenmantelfläche 18 der Wandung 15 ist eine Verriegelungshülse 19 angeordnet, die von einer Druckfeder 20 beaufschlagt wird. Die Verriegelungshülse 19 sowie die Druckfeder 20 werden von einer Schutzhülse 21 umgeben, die im Bereich 22 mit dem Grundkörper 11 verrastbar ist.

Die Aufnahmeöffnung 13 im Grundkörper 11 ist zur Befestigungsöffnung 12 gerichtet mit einer umlaufenden Schulter 23 versehen, die als Anlagefläche für einen O-Ring (Dichtelement) 24, eine Stützscheibe 25, einen weiteren O-Ring 26 sowie eine weitere Stützscheibe 27 dient. Zusätzlich ist anliegend an die Stützscheibe 27 in einer Einsenkung der Innenumfangsfläche 28 der Aufnahmeöffnung 13 ein Sprengring 29 angeordnet.

Letztlich ist auch in der Außenumfangsfläche 18 der Wandung 15 im Übergangsbereich zwischen dem Grundkörper 11 und der Schutzhülse 21 ein weiterer Sprengring 30 in einer Einsenkung 31 angeordnet.

Aus der 1 wird ersichtlich, dass ein Steckwerkzeug 32, welches einen Betätigungsarm 33 und einen Rastarm 34 aufweist, stecknippelseitig auf die Schutzhülse 21 aufgeschoben worden ist. Dabei durchgreift der Betätigungsarm 33 eine Bohrung 35 in der Schutzhülse 21 und drückt die Verriegelungshülse 19 in x-Richtung entgegen der Kraft der Druckfeder 20 so weit, dass die Verriegelungskugeln 17 einen nach außen gerichteten Bewegungsspielraum erhalten.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass bei der Montage des Kupplungselementes 10 eine Vormontage des Steckwerkzeuges 32 auf der Schutzhülse 21 möglich ist. Dazu weist die Schutzhülse 21 an ihrer Außenumfangsfläche 36 eine Rastausnehmung 37 (siehe 2) auf, in die ein am freien Endbereich des Rastarms 34 angeordneter Rastvorsprung 38 einrastet.

Wie aus der 1 nicht ganz ersichtlich, ist es dadurch möglich, die Einheit aus Schutzhülse 21 und Steckwerkzeug 32 im vormontierten Zustand direkt auf den Grundkörper 11 aufzuschieben und zu verrasten, wobei zugleich die Entriegelungsstellung erreicht wird. Dies bedeutet, dass das Kupplungselement 10 zugleich zur Aufnahme des Stecknippels 14 bereit ist.

In der 2 ist dann das Kupplungselement 10 einschließlich Stecknippel 14 zu erkennen. Hierzu ist zu bemerken, dass zunächst der Stecknippel 14 vollständig in die Aufnahmeöffnung 13 eingeführt worden ist, wobei sich dann nach Ziehen des Steckwerkzeuges 32 in y-Richtung die Verriegelungshülse 19 in die Verriegelungsstellung bewegt und damit automatisch über die Verriegelungskugeln 17 eine Verriegelung des Stecknippels 14 erfolgt.

In den 3 bis 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Kupplungselementes 10 dargestellt. Dieses Kupplungselement 10 entspricht im wesentlichen dem vorbeschriebenen Kupplungselement 10. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass eine zusätzliche Bohrung 39 in der Schutzhülse 21 quer zu ihrer Längserstreckung angeordnet ist. In dieser Bohrung 39 kann ein Steckwerkzeug 40 eingerastet werden, welches beim Aufschieben und Verrasten der Schutzhülse 21 auf dem Grundkörper 11 dafür sorgt, dass die Verriegelungshülse 19 entgegen der Kraft der Druckfeder 20 in die Entriegelungsposition gedrückt wird. Damit ist auch in diesem Fall das Kupplungselement 10 direkt in der Lage, einen Stecknippel 14 aufzunehmen. Durch anschließendes Ziehen des Steckwerkzeuges 40 bewegt sich die Verriegelungshülse 19 dann automatisch in die Verriegelungsposition oberhalb der Verriegelungskugeln 17, so dass eine zuverlässige Sicherung des Stecknippels 14 im Grundkörper 11 erfolgt.

Auch in diesem Fall ist es möglich, dass für den Fall einer späteren Trennung der Verbindung ein Steckwerkzeug 41 (siehe 6 und 7) durch die Bohrung 35 hindurch wiederum auf die Verriegelungshülse 19 so einwirkt, dass diese sich in die Entriegelungsstellung bewegt und der Stecknippel 14 frei aus dem Grundkörper 11 herausgezogen werden kann.

Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Verriegelungshülse 19 zum Steckwerkzeug 40 weisend mit einer nicht dargestellten Schrägfläche zu versehen, so dass auch im montierten Zustand das Steckwerkzeug 40 in die Bohrung 39 eingeschoben werden könnte und durch Einwirkung auf die Schrägfläche eine Bewegung der Verriegelungshülse 19 in x-Richtung in die Entriegelungsstellung hervorgerufen werden könnte.

Letztlich zeigen die 6 und 7 ein Steckwerkzeug 41 mit zwei Steckbolzen 42, mit denen nachträglich ein Öffnen des Kupplungselementes 10 dadurch möglich ist, dass durch Einschieben des Steckbolzens 42 in die Bohrung 35 die Verriegelung des Stecknippels 14 aufgehoben wird.


Anspruch[de]
  1. Kupplungselement für gasförmige oder flüssige Medien, zur formschlüssigen Verbindung eines Grundkörpers, mit einem Stecknippel, wobei der Grundkörper, eine Befestigungsöffnung für ein Leitungselement, wie Rohr, Schlauch oder dergleichen sowie eine Aufnahmeöffnung für einen Stecknippel enthält, welche wenigstens einen Aufnahmebereich für mindestens einen im Bereich der Aufnahmeöffnung des Grundkörpers angeordneten, in die Bewegungsbahn des Stecknippels ragenden, beweglichen Verriegelungskörper aufweist, und mit einer federbelastet am Außenumfang des Grundkörpers angeordneten Verriegelungshülse, die von einer mit dem Grundkörper verrasteten Schutzhülse umgeben ist, wobei die Schutzhülse wenigstens eine Betätigungsöffnung für ein auf die Verriegelungshülse einwirkendes Steckwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckwerkzeug (32/40) an der Schutzhülse (21) vor der Montage der Schutzhülse (21) am Grundkörper (11) befestigbar ist, dass das Steckwerkzeug (32/40) nach der Montage der Schutzhülse (21) am Grundkörper (11) die Verriegelungshülse (19) im Entriegelungszustand fixiert und dass lediglich durch das Entfernen des Steckwerkzeuges (32/40) der Verriegelungszustand und durch das Wiedereinsetzen des Steckwerkzeuges (32/40) der Entriegelungszustand erreichbar ist.
  2. Kupplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckwerkzeug (40) quer zur Bewegungsrichtung der Verriegelungshülse (19) in einer Bohrung (39) der Schutzhülse (21) angeordnet ist und mit seinem zum Grundkörper (11) weisenden Endbereich die Verriegelungshülse (19) im Entriegelungszustand blockiert.
  3. Kupplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckwerkzeug (32) in Bewegungsrichtung der Verriegelungshülse (19) entgegen der auf letztere einwirkenden Federkraft in einer Bohrung (35) der Schutzhülse (21) angeordnet ist und mit seinem freien Endbereich die Verriegelungshülse (19) im Entriegelungszustand fixiert.
  4. Kupplungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (21) und das Steckwerkzeug (32) miteinander verrastbar sind und dass die Lösekraft der Verrastung größer ist als die auf der Verriegelungshülse (19) lastende Federkraft.
  5. Kupplungselement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckwerkzeug (32) einen auf die Verriegelungshülse (19) einwirkenden Betätigungsarm (33) und einen Rastarm (34) aufweist, der in eine am Außenumfang der Schutzhülse (21) angeordnete Rastausnehmung (37) eingreift.
  6. Kupplungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastarm (34) federnd ausgebildet ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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