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Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufnahmeanschlußstück für
unterschiedliche Fluide.
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Auf dem Gebiet der Hydraulik und insbesondere beim modernen
Anlagenbau ist das Bedürfnis bekannt, schnellverbindbare
Einsteck- und Aufnahmeanschlußstücke zur Verbindung von zwei
Einrichtungen mit Hilfe von flexiblen Leitungen zur Verfügung zu
haben.
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Gemäß einer an sich bekannten Technik weist das
Aufnahmeanschlußstück eine Auslegung mit einem inneren Gehäuse, welches sich in
einer mit Innengewinde versehenen Stellmutter zur Verbindung mit
der Einrichtung erstreckt, und mit einem äußeren Gehäuse, welches
koaxial zum inneren Gehäuse ist.
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Das innere Gehäuse trägt einen inneren axialen Schaft, zu dem
konzentrisch eine Dichtungsbuchse angeordnet ist, welche
elastisch in einer Dichteingriffsposition gegen ein vergrößertes
Ende des Schafts derart angedrückt wird, daß ein Strömen des
Fluids verhindert wird, bis sie als Folge einer Verbindung des
Aufnahmeanschlußstücks mit einem zugeordneten
Einsteckanschlußstück außer Eingriff ist.
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Konzentrisch zu und außerhalb der Buchse ist eine Einrichtung zum
Reinigen derselben vorgesehen, welche von einem becherförmigen
Teil mit einer zugeordneten Positionierfeder gebildet wird.
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Einstückig mit dem inneren Gehäuse sowie zwischen demselben und
einem rückwärtigen Teil des axialen Schafts ist ein mit Speichen
versehenes, ringförmiges Element mit sechs durchmesserkleinen
Öffnungen für den Strömungsdurchgang eines Fluids vorgesehen.
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Das Einsteckanschlußstück umfaßt auf an sich bekannte Weise einen
inneren Kolben mit einer Positionierfeder und ein äußeres
Gehäuse.
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Während der Verbindung zwischen dem Aufnahmeanschlußstück und dem
Einsteckanschlußstück wird das becherförmige Teil des
Aufnahmeanschlußstücks durch das äußere Gehäuse des Einstückanschlußstücks
beaufschlagt und während der Translationsbewegung wird die Buchse
zusammen hiermit entgegen der Wirkung der zugeordneten
Positionierfeder bewegt. Zugleich wird der Kolben des
Einsteckanschlußstücks derart beaufschlagt, daß er sich im Inneren des äußeren
Gehäuses ein und desselben Paßanschlußstückes entgegen der
Wirkung der zugeordneten Positionierfeder zurückbewegt.
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Ferner ist in dem Aufnahmeanschlußstück ein
Sicherheitsklemmsystem vorgesehen, welches eine gleitbewegliche und
drehbewegliche Hülse und Kugeln umfaßt, welche eine Klemmwirkung bei
dem Einsteckanschlußstück bezüglich des Aufnahmeanschlußstückes
erzeugten und die Hülse selbst jeweils in der eingespannten
Position angeordnet wird.
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Eine Schwierigkeit bei dieser Bauart eines
Aufnahmeanschlußstückes ist darin zu sehen, daß durch das Vorhandensein eines mit
Speichen versehenen Elements mit sechs durchmesserkleinen
Öffnungen der Fluidströmung ein Hindernis entgegengesetzt wird,
woraus die Erzeugung von Turbulenzen resultiert.
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In US-A-3 171 448 ist eine Rohrleitungsverbindung nach dem
einleitenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten
Schwierigkeiten zu überwinden und ein Aufnahmeanschlußstück der
vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, welches derart
weiterentwickelt ist, daß die Turbulenzen des durch die Öffnungen
des mit Speichen versehenen Elements strömenden Fluids auf ein
Minimum herabgesetzt werden, und daß ein schnelles Auswechseln
des mit Speichen versehenen Elements ermöglicht wird.
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Nach der Erfindung wird hierzu ein Aufnahmeanschlußstück
bereitgestellt, welches im Patentanspruch 1 angegeben ist.
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Es ist zu ersehen, daß die Herstellung des mit Speichen
versehenen Elements mit wenigstens zwei Strömungsdurchgängen,
vorzugsweise drei Strömungsdurchgängen, welche große Abmessungen
gegenüber den sechs Öffnungen des mit Speichen versehenen
Elements nach der üblichen Auslegungsform haben, es ermöglicht,
den der Fluidströmung entgegengesetzten Widerstand auf ein
Minimum zu reduzieren, so daß sich auch hierdurch bedingte
Turbulenzen im Fluid selbst minimieren lassen.
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Im Hinblick auf die beträchtlichen Belastungen, denen das mit
Speichen versehene Element ausgesetzt ist, ist es zweckmäßig, zur
Herstellung desselben ein Metall zu verwenden, welches einen
höheren Widerstand hat, und somit mit größeren Kosten verbunden
ist, während die anderen Teile der Paßanschlußverbindung
zweckmäßigerweise aus billigeren Materialien hergestellt sein
können.
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Aus diesem Grunde und in Abweichung von der üblichen
Auslegungsform sind das mit Speichen versehene Element, das innere Gehäuse
und die Stellmutter vorzugsweise als drei gesonderte Teile derart
ausgelegt, daß das mit Speichen versehene Element in der
Anordnung zwischen dem inneren Gehäuse und der Stirnmutter
eingespannt ist.
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Hierdurch wird - wie bereits erwähnt - ermöglicht, daß das mit
Speichen versehene Element aus einem widerstandsfähigeren
Material und daher aus einem teureren Material als jenes der
anderen beiden Teile hergestellt werden kann.
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Es ist daher auch möglich, die Stirnmutter durch andere
Stirnmuttern mit unterschiedlichen Abmessungen zu ersetzen, um eine
einfache und schnelle Anpassung des Anschlußstücks an die jeweils
spezielle Einrichtung zu ermöglichen.
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Weiter Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen ohne beschränkenden Charakter unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung. Darin gilt:
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Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines
Aufnahmeanschlußstückes in Ruhestellung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform nach der Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines
Einsteckanschlußstückes in Ruhestellung, welches zur Herstellung einer
Verbindung mit dem Aufnahmeanschlußstück nach Fig. 1
geeignet ist;
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Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten
Aufnahmeanschlußstückes während des
Verbindungsvorganges mit dem in Fig. 2 gezeigten Einsteckanschluß-
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Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten
Aufnahmeanschlußstückes, wenn dieses mit dem in Figur
2 gezeigten Einsteckanschlußstück verbunden und
festgeklemmt ist;
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Fig. 5 zeigt in einer vergrößerten Ansicht das
Aufnahmeanschlußstück nach Fig. 1 in Längsschnittdarstellung;
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Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht hiervon entlang der Linie
VI-VI in Fig. 5;
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Fig. 7 zeigt eine Längsschnittansicht einer Variante eines
Details in Figur 5.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 5 und 6 weist ein
Aufnahmeanschlußstück 50 starr in Form einer Klemmverbindung miteinander
verbunden eine mit Innengewinde versehene Stirnmutter 1 zur
Verbindung mit der Einrichtung, ein äußeres Gehäuse 12, in
welches die Mutter 1 eingeschraubt ist, ein inneres Gehäuse 3,
welches koaxial zum äußeren Gehäuse 12 angeordnet ist, und ein
ringförmiges Element 2 auf, welches drei Speichen 35 und vier
Strömungsdurchgänge 4 für den Durchgang des Fluidstroms hat,
welche im wesentlichen die Gestalt eines Ringsektors besitzen und
längs eines Umfangs des ringförmigen Elements 2 angeordnet sind.
Eine ringförmige Dichtung 8 ist zwischen dem inneren Gehäuse 3
und der Mutter 1 angeordnet.
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Das ringförmige Element 2 stützt einen inneren, axialen Schaft
5. Konzentrisch zu dem Schaft 5 ist eine Dichtungsbuchse 6
vorgesehen, welche mittels einer Feder 7 in eine Ruhestellung und
in eine Eingriffsstellung mit einem vergrößerten Ende 30 gedrückt
wird, wie dies in Figur 1 verdeutlicht ist.
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Dem vorstehend angegebenen vergrößerten Ende 30 des Schaft 5 ist
eine Dichtung 9 zugeordnet, deren Aufgabe darin besteht, ein
Strömen des Fluids zu verhindern, wenn das Aufnahmeanschlußstück
sich in Ruhestellung befindet.
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Konzentrisch zu und außerhalb von der Buchse 6 und im Inneren des
äußeren Gehäuses 12 ist eine Reinigungseinrichtung für die Buchse
selbst vorgesehen, welche von einem becherförmigen Teil 10 mit
einer zugeordneten Positionierfeder 11 gebildet wird, welche
dieses Teil in die Ruhestellung nach Figur 1 drückt.
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In dem äußeren Gehäuse 12 sind Sitze 16 und 17 für eine Mehrzahl
von Kugeln 18 und für eine einzige Kugel 19 jeweils vorhanden.
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Um das äußere Gehäuse 12 ist eine drehbare und axial
translatorisch bewegbar Hülse 20 vorgesehen, welche eingesetzt wird,
um das Aufnahmeanschlußstück an einem zugeordneten
Einsteckanschlußstück einzuspannen. In der Hülse 20 ist eine Ausnehmung
22 vorgesehen, welche im Grundzustand mit der Kugel 19
zusammenarbeitet und eine Verdrehung derselben verhindert. Die Kugeln 18
halten im Grundzustand die Hülse 20 in einer axialen Ruheposition
entgegen der Wirkung einer Feder 33, welche in Figur 1 gezeigt
ist.
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Unter Bezugnahme auf Figur 2 umfaßt ein Einsteckanschlußstück 51,
welches zur Verbindung mit dem zuvor beschriebenen
Aufnahmeanschlußstück benutzt werden kann, einen inneren Kolben 13 mit
einer zugeordneten Positionierfeder 14, welche diesen in eine
Ruhestellung drückt, wie in Figur 2 gezeigt ist. Das
Einsteckanschlußstück weist auch ein äußeres Gehäuse 15 auf, in welchem
ein halbkreisförmiger Sitz 21 für den nachstehend näher
beschriebenen Zweck vorgesehen ist. Zwischen dem Kolben 13 und dem
äußeren Gehäuse 15 ist eine ringförmige Teflondichtung 52
angeordnet, welche mit einem O-Ring 53 versehen ist.
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Ausgehend von der Ruhestellung oder Grundposition der beiden
Paßverbindungsstücke, welche in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind,
wird während der wechselseitigen Verbindung das becherförmige
Teil 10 des Aufnahmeanschlußstückes durch das äußere Gehäuse 15
des Einsteckanschlußstückes derart bewegt, daß es sich bezüglich
des äußeren Gehäuses 12 in Richtung nach hinten und in Richtung
zu der Buchse 6 des Aufnahmeanschlußstückes bewegt, bis es auf
einen vorspringenden Zahn 40 der Buchse selbst trifft (Figur 3).
Diese wird von diesem Zeitpunkt an ebenfalls derart beaufschlagt,
daß sie sich entgegen der Wirkung der Positionierfeder 7 nach
rückwärts bewegt, wodurch eine Öffnung eines Durchganges für
Fluide zwischen der Buchse 6 und dem Schaft 5 bewirkt wird (Figur
4).
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Zugleich wird der Kolben 13 des Einsteckanschlußstückes derart
gedrückt, daß er sich in dem äußeren Gehäuse 15 des
Einsteckanschlußstückes entgegen der Wirkung der zugeordneten Feder 14
nach rückwärts in die in Figur 4 gezeigte Position bewegt,
wodurch ein Durchgang für Fluide zwischen dem äußeren Gehäuse 15
und dem Kolben 13 geöffnet wird.
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Bei fortgesetzter translatorischer Bewegung positioniert sich das
äußere Gehäuse 15 des Einsteckanschlußstückes selbst mit dem
halbkreisförmigen Sitz 21 unter den Kugeln 18 und es wird
bewirkt, daß dieses teilweise eindringen kann (Figur 4). Die
Hülse 20 ist dann derart beschaffen und ausgelegt, daß sie sich
translatorisch axial durch die Feder 33 bewegen kann, bis sie
einen ringförmigen Abschnitt 34 hiervon bewegt, welcher in einen
Klemmeingriffszustand mit den Kugeln 18 kommt.
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Zu diesem Zeitpunkt sind das Einsteckanschlußstück und das
Aufnahmeanschlußstück verbunden und zusammengespannt.
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Um eine solche Klemm- und Spannverbindung im Hinblick auf
mögliche Gleitverschiebungen sicher zu gestalten, welche bei der
Hülse 20 auftreten könnten, wird die letztgenannte um 90º (Figur
4) derart gedreht, daß die Kugel 19 als ein Widerlager gegen den
Endrand der Hülse 20 wirkt, um eine mögliche translatorische
Bewegung zu verhindern.
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Hierdurch wird sichergestellt, daß die Paßverbindungsstücke in
einem verbundenen Zustand zuverlässig gehalten sind.
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Eine alternative bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung
ist in Figur 7 verdeutlicht. Sie unterscheidet sich von der
bevorzugten Ausführungsform nach Figur 5 im wesentlichen dadurch,
daß das äußere Gehäuse 12 sich in Längsrichtung erstreckt, bis
es zwischen der Mutter 1 und dem inneren Gehäuse 3 angeordnet
ist. Offensichtlich ergeben sich hierdurch keine Änderungen weder
hinsichtlich des Grundprinzips noch der Betriebsweise.