Gegenstand: Mehrfach-Kupplungseinrichtung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung für Leitungen, insbesondere Hydraulikleitungen, mit einer der Anzahl der herzustellenden Verbindungen entsprechenden Anzahl von Kupplungseinheiten, die jeweils einen Stecker und eine den Stecker aufnehmende Muffe aufweisen, und mit ersten und zweiten Kupplungstellen, wobei an einem dieser Kupplungstelle der Stecker und am anderen dieser Kupplungsteile die Muffe einer jeweiligen Kupplungseinheit festgelegt sind
Derartige Mehrfach Kupplungseinrichtungen zum Verbinden und Trennen mehrerer Paare von Hydraulikleitungen sind bekannt. Diese Mehrfach-Kupplungseinπchtungen werden insbesondere dazu verwendet, dass die einzelnen Hydraulikleitungen nicht falsch miteinander verbunden werden können Dazu werden die ersten und zweiten Kupplungstelle so ausgebildet, dass ein Zusammenfuhren dieser Kupplungstelle und dadurch ein Verbinden der Stecker und der Muffen der einzelnen Kupplungseinheiten nur in einer Ausrichtung der beiden Kupplungstelle möglich ist
Um die beiden Kupplungstelle in der zusammengeführten Stellung festzulegen, in der die Stecker und Muffen der einzelnen Kupplungseinheiten miteinander verbunden sind, sind bei den bekannten Mehrfach-Kupplungsemπchtungen mechanische Verbindungselemente zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil vorgesehen. Beispielsweise wird bei einer bekannten Mehrfach- Kupplungseinrichtung zu diesem Zweck eine Ku ssenfuhrung verwendet. Hierbei sind an einem der Kupplungstelle zu beiden Seiten dieses Kupplungsteiles über eine Schwenkachse verbundene, von einem Hebel verschwenkbare Platten angeordnet. Dies weisen jeweils einen am Seitenrand der Platte beginnenden bogenförmigen Schlitz auf, dessen Abstand von der Schwenkachse in seinem Verlauf abnimmt. Am anderen Kupplungsteil sind zwei seitlich abstehende Zapfen vorgesehen. Durch Zusammenfuhren der beiden Kupplungsteile soweit, bis die Zapfen in den Anfangsbereichen der Schlitze hegen, und anschließendes Verschwenken des Schwenkhebels werden die beiden Kupplungstelle bis zum vollständigen Eingriff der jeweiligen Stecker in die Muffen aneinander herangeführt und in dieser Stellung verriegelt. Die von den beiden Kupplungstellen im geschlossenen Zustand der Mehrfach-Kupplungseinrichtung auf die mechanischen Verbindungselemente ausgeübte Kraft entspricht der Summe der von den einzelnen Kupplungseinheiten infolge des Drucks des Hydrauhkols ausgeübten Kräfte. Aufgrund der
Begrenzung der von den mechanischen Verbindungselementen aufnehmbaren Kräfte sind die in den einzelnen Hydraulikleitungen zulassigen Drucke auf einen relativ geringen Wert beschrankt
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrfach Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche für im Vergleich zu herkömmlichen derartigen Kupplungseinrichtungen wesentlich höhere Drucke in den zu verbindenden Leitungen geeignet ist, dabei aber einfach und kostengünstig herstellbar ist, welche weiters für eine große Anzahl von zu verbindenden Kupp lungseinheiten geeignet ist und große Literleistungen zulasst Erfmdungsgemaß gelingt dies bei einer Mehrfach Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Kupplungseinheiten als selbstvernegelnde Rastkupplungen ausgebildet sind, deren Muffen jeweils eine gegenüber der Muffe verschiebbare Vernegelungshulse zum Offnen der Rastkupplung aufweisen, wobei die Vernegelungshulse der Muffe einer jeweiligen Kupplungseinheit an dem ersten oder zweiten Kupplungsteil festgelegt ist und der Muffenkorper gegenüber diesem Kupplungsteil langsverschiebbar ist
Derartige selbstverriegelnde Rastkupplungen sind bekannt und werden als Einzelkupplungen für zwei zu verbindende Leitungen verwendet Diese Rastkupplungen können für sehr hohe Drucke, beispielsweise 2000 bar, ausgelegt werden Da die in den einzelnen Kupplungseinheiten auftretenden Kräfte bei der erfindungsgemaßen Kupplungseinrichtung nicht von mechanischen Verbindungselementen zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil aufgenommen werden, sondern in den als Rastkupplungen ausgebildeten Kupplungseinheiten selbst aufgenommen werden, kann die erfindungsgemaße Mehrfach Kupplungseinrichtung für einen sehr hohen Druck ausgelegt werden Dieser ist nur durch den für die einzelnen Rastkupplungen zulassigen Druck begrenzt Eine vorteilhafterweise vorgesehene Einrichtung zum Zusammen- bzw Aus einanderfuhren der beiden Kupplungstelle dient hier im Gegensatz zu den erwähnten bekannten Mehrfach-Kupplungseinπchtungen nicht zur Aufnahme der von den einzelnen Kupplungseinheiten ausgeübten Kräfte, sondern zum Schließen und Verriegeln der einzelnen Rastkupplungen bzw zum Offnen und Entriegeln dieser einzelnen Rastkupplungen Um diese Entriegelung der einzelnen Rastkupplungen durch das Auseinanderziehen der ersten und zweiten Kupplungstelle zu ermöglichen, ist die erfindungsgemaße Festlegung der Verriegelungshulsen der Muffen in den entsprechenden Kupplungstellen vorgesehen, wobei die Muffenkorper gegenüber den Kupplungstellen langsverschiebbar sind
Auch unterschiedliche Großen der einzelnen Kupplungseinheiten sind bei der erfindungsgemaßen Mehrfach-Kupplungseinrichtung problemlos möglich Bei den erwähnten herkömmlichen Mehrfach- Kupplungseinπchtungen fuhrt dies zu einer nachteiligen unsymmetrischen Kraftverteilung
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiel erläutert. In diesen zeigen.
Die Fig. 1 und 2 Seitenansichten einer erfindungsgemaßen Mehrfach-Kupplungseinrichtung im geöffneten und geschlossenen Zustand; die Fig. 3 und 4 Schnitte entlang der Linie A-A von Fig 1 und B-B von Fig. 2, wobei sechs Kupplungseinheiten vorgesehen sind; die Fig. 5 und 6 Schnitte entlang der Linie A-A von Fig. 1 und B-B von Fig. 2, wobei vier Kupplungseinheiten vorgesehen sind, und wobei eine konstruktive Ausfuhrungsvariante der Selbst- verπegelung der Kupplungseinheiten dargestellt ist.
Die dargestellten Ausfuhrungsbeispiele einer erfindungsgemaßen Mehrfach-Kupplungseinrichtung weisen gemäß den Fig. 1 , 2, 3 und 4 sechs Kupplungseinheiten 1 und gemäß den Fig. 1 , 2, 5 und 6 vier Kupplungseinheiten 1 auf. Jede Kupplungseinheit 1 weist jeweils eine Muffe 2 und einen Stecker 3 auf. An die Muffe und an den Stecker sind die zu kuppelnden Leitungen anzuschließen (nicht dargestellt in den Figuren). Hierbei kann es sich insbesondere um Hydraulikleitungen handeln, aber auch Leitungen für andere Flüssigkeiten sowie Druckgase sind über diese Kupplungseinheiten 1 verbindbar. Die als selbstvernegelnde Rastkupplungen ausgebildeten Kupplungseinheiten 1 sind in den Fig. 3 und 4 nur schematisch dargestellt In den Fig. 5 und 6 ist eine Ausfύhrungsvaπante detaillierter dargestellt. Derartige Rastkupplungen sind bekannt. Bei einer üblichen Ausfuhrungsform einer solchen Rastkupplung greifen im verriegelten Zustand des Steckers in der Muffe 2 Kugeln 20, die über den inneren Umfang der Muffe 2 etwas hervorragen, in eine um den Stecker 3 umlaufende Ringnut ein. Diese Kugeln 20 werden in radialer Richtung durch eine Vernegelungshulse 4 gegenüber einer Verschiebung gesichert. Wird diese Vernegelungshulse 4 gegenüber dem Muffenkorper 5 zurückgezogen, so kommt eine in der inneren Umfangsfläche der Vernegelungshulse 4 angeordnete Ringnut außen über den Kugeln zu hegen, wodurch sich diese nach außen verschieben können und den Stecker 3 freigeben. Der Stecker 3 wird federbetätigt aus der Muffe 2 ausgeworfen und die Vernegelungshulse 4 rastet in dieser zurückgezogenen Stellung ein. Wird der Stecker 3 in der Folge wiederum in die Muffe eingeführt, so wird die Auswurffeder gespannt, die Vernegelungshulse 4 wird freigegeben und schnappt in ihre vordere Stellung, in welcher sie die Kugeln 20 radial nach innen in die Ringnut des Steckers 3 drückt. Weiters ist es bekannt, solche Rastkupplungen leckolfrei auszufuhren, d. h., im geöffneten Zustand der Rastkupplung sind die vorderen freien Enden der Muffe 2 und des Steckers 3 durch Verschlusselemente verschlossen. Diese Verschlusselemente werden durch das Einfuhren des Steckers 3 in die Muffe 2 geöffnet.
Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung umfasst erste und zweite Kupplungsteile 14, 1 5. An einem dieser Kupplungsteile 14, 1 5 ist der Stecker 3 und im anderen dieser Kupplungsteile 1 4, 1 5 ist die Muffe 2 festgelegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Stecker 3 sowie alle Muffen 2 im jeweils gleichen Kupplungsteil 14, 1 5 angeordnet. Grundsätzlich denkbar und möglich wäre es auch, die Stecker 3 bzw. Muffen 2 nicht jeweils am gleichen Kupplungsteil 1 4, 1 5 festzulegen.
Die Stecker 3 sind mit dem entsprechenden Kupplungsteil 14, in dem sie festgelegt sind, starr verbunden. Die Muffen 2 sind jeweils über ihre Verriegelungshülse 4 mit dem entsprechenden Kupplungsteil 1 5 verbunden. Dazu ist die Verriegelungshülse starr mit einer die Verriegelungshülse außen umgebenden Befestigungsbuchse 7 verbunden (klemmend oder über entsprechende Gewinde). Diese Befestigungsbuchse 7 ist über ein Außengewinde 8 im Kupplungsteil 1 5 eingeschraubt. Der Muffenkörper 5 ist dagegen verschiebbar gegenüber dem Kupplungsteil 1 5, in dem der Außenumfang des Muffenkörpers 5 gegenüber dem Kupplungsteil 1 5 ein gewisses Spiel aufweist. Weiters ist es günstig, zwischen Muffenkörper 5 und Kupplungsteil 1 5 eine Feder 6 anzuordnen, welche eine zwischen Muffenkörper 5 und Verriegelungshülse 4 wirkende Kraft hervorruft, die in Richtung der rückwärtigen Position der Verriegelungshülse 4 gerichtet ist. Diese Kraft ist aber nicht so groß, dass die Verriegelungshülse 4 in der gekuppelten Position der Kupplungseinheit 1 in ihre rückwärtige Stellung verschoben wird. Wie aus Fig. 4 sowie Fig. 6 ersichtlich, liegt die Verriegelungshülse 4 in der gekuppelten Stellung der Kupplungseinheit 1 in ihrer vorderen Position. Werden die beiden Kupplungsteile 14, 1 5 auseinandergezogen, so wird die Befestigungsbuchse 7 und mit ihr die Verriegelungshülse 4 nach hinten gezogen (was von der Feder 6 unterstützt wird). Dabei verschieben sich die Muffenkörper 5 in axialer Richtung gegenüber dem Kupplungsteil 1 5. Wenn die Verriegelungshülse 4 ihre rückwärtige, in Fig. 3 und in Fig. 5 dargestellte Stellung erreicht hat, wird der Stecker 3 freigegeben und die Verriegelungshülse 4 rastet in dieser Stellung ein. Um die Mehrfach-Kupplungseinrichtung wiederum zu schließen, werden die Kupplungsteile 14, 1 5 zusammengeführt, wodurch die Stecker 3 in die Muffen 2 eingeführt werden. Die Stecker 3 verschieben in der Folge die Muffenkörper 5 gegenüber dem Kupplungsteil 1 5 nach hinten, bis die Verriegelungshülse 4 ihre vordere in Fig. 4 dargestellte Position erreicht, in welcher die Stecker 3 in den Muffen 2 eingerastet und verriegelt sind. Dies kann durch die besondere konstruktive Gestaltung der Befestigungsbuchse 7 mit einem an ihrem frei auskragenden Ende ausgebildeten, nach innen gezogenen Anschlagbund 21 erreicht werden.
Zum Zusammen- bzw. Auseinanderführen der Kupplungsteile 14, 1 5 ist günstigerweise eine entsprechende Einrichtung vorgesehen. Diese besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus den
Ku ssenplatten 9,9', die über einen Hebel 1 2 um Schwenkachsen 1 1 , 1 1 ' verschwenkbar sind. Der Hebel 1 2 wird dabei von an den Kuhssenplatten 9, 9' befestigten Armen gebildet, die durch einen Querholm verbunden sind. In den Kuhssenplatten 9, 9' sind bogenförmige Schlitze 10 vorgesehen. Diese Schlitze 10 ändern entlang ihres Verlaufs ihren Abstand von der Schwenkachse 1 1 , wobei der Abstand der Schlitze 10 von der Schwenkachse 1 1 ausgehend vom jeweiligen Rand der Ku ssenplatte 9, 9', an dem die Schlitze 10 münden, immer kleiner wird. Die Schlitze 10 wirken mit seitlich am zweiten Kupplungsteil 1 5 angeordneten Zapfen 13, 13' zusammen. Wenn diese Zapfen 13, 13' in die Schlitze 10 eingeführt werden und der Hebel 12 verschwenkt wird, so werden die beiden Kupplungsteile 14, 1 5 zusammengezogen, wobei die Muffen 2 und Stecker 3 der einzelnen Kupplungseinheiten 1 ineinander eingerastet werden Eine Zurückverschwenkung des Hebels 12, in der Seitenansicht entsprechend Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn, öffnet die Mehrfach-Kupplungseinrichtung wiederum. Von der Einrichtung zum Zusammen- bzw. Auseinanderführen der beiden Kupplungsteile 14, 1 5 muss jedoch im geschlossenen Zustand der Mehrfach-Kupplungseinrichtung nicht die durch den Druck in den verbundenen Hydraulikleitungen ausgeübte Kraft aufgenommen werden. Diese Kraft wird bereits in den einzelnen Kupplungseinheiten aufgenommen. Die gesamte Mehrfach-Kupplungseinrichtung kann daher relativ leicht und kostengünstig ausgebildet sein. Im besonderen wirkt sich dabei die Anordnung und spezielle Ausbildung der Befestigungsbuchse 7 aus.
An der Vorderseite des ersten Kupplungsteils 14 ist ein Deckel 16 vorgesehen, der im vollständig getrennten Zustand der beiden Kupplungsteile 14, 15 die Vorderseite des Kupplungsteils 14 verschließt und dadurch gegen eine Verschmutzung schützt.
Anstelle der gezeigten Kulisseneinrichtung zum Zusammen- bzw. Auseinanderführen der beiden Kupplungsteile 14, 15 könnten auch andere Einrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise eine Exzentereinrichtung. Statt einer manuellen Zusammen- bzw. Auseinanderführung der beiden Kupplungsteile 14, 15 konnte diese Zusammen- bzw. Auseinanderführung auch hilfskraftbetätigt erfolgen.
Der Muffenkörper 5 und die Befestigungsbuchse 7 einer jeweiligen Muffe 2 könnten auch em- stückig ausgebildet sein.
Um eine zentrierte Ausrichtung der Muffen 2 und Stecker 3 der einzelnen Kupplungseinheiten 1 beim Zusammenführen der Kupplungsteile 14, 15 zu erreichen, sind Führungseinrichtungen vorgesehen, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel von am ersten Kupplungsteil 14 angeordneten Buchsen und am zweiten Kupplungsteil 1 5 angeordneten Stiften gebildet werden. Am freien Ende
der Stifte 18 sind konische Verjüngungen 19 vorgesehen. Beim Zusammenführen der ersten und zweiten Kupplungsteile 14, 1 5 werden die freien Enden der Stifte 18 in die Offnungen der Buchsen 17 eingeführt, was durch die konischen Verjüngungen 1 9 der Stifte erleichtert wird. Dadurch werden die beiden Kupplungsteile 14, 1 5 korrekt gegeneinander ausgerichtet. Anstelle der gezeigten Buchsen 17 und Stifte 18 konnten auch andere Arten von Führungseinrichtungen zum Ausrichten der ersten und zweiten Kupplungsteile 14, 1 5 bei deren Zusammenführung vorgesehen sein. Günstigerweise sind diese Führungseinrichtungen bzw. die einzelnen Kupplungseinheiten so in den Kupplungstellen 14, 15 angeordnet, dass eine Verbindung der beiden Kupplungsteile 14, 1 5 nur in einer Orientierung dieser Teile möglich ist.
Die erfindungsgemäße Mehrfach-Kupplungseinrichtung erlaubt sehr hohe Drücke in den einzelnen verbundenen Leitungen, beispielsweise bis zu 2000 bar, da selbstverπegelnde Rastkupplungen in bekannter Weise bis zu derartig hohen Drücken in relativ einfacher Weise hergestellt werden können. Gegenüber herkömmlichen Mehrfach-Kupplungseinπchtungen sind größere Leitungsquerschnitte und größere Literleistungen möglich. Weiters kann eine theoretisch unbegrenzte Stückzahl von Kupplungseinheiten in einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung vorgesehen sein. Die einzelnen Kupplungseinheiten können ohne zusätzliche Maßnahmen unterschiedliche Größen aufweisen.