DE10001236C1 - Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas, insbesondere Druckluftleitungen - Google Patents
Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas, insbesondere DruckluftleitungenInfo
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist eine Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas, insbesondere Druckluftleitungen, mit einem Kupplungsstecker und einer den letzteren aufnehmenden Kupplungsbuchse, die jeweils mit einer Leitung verbunden sind, wobei in der Kupplungsbuchse ein Sicherheitsventil angeordnet ist. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neue Sicherheitsentlüftungskupplung zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herzustellen und auch ohne großen Kraftaufwand zu bedienen ist. DOLLAR A Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, daß das Ventil aus einem Ventilkörper gebildet wird, der beidseitig einer Strömungssperre mindestens zwei axial versetzte, im wesentlichen radial verlaufende Strömungskanäle aufweist, welche beidseitig eines außen am Ventilkörper vorhandenen Ventilsitzes münden und von einem axial verstellbaren Ventilverschlußstück übergriffen werden, das mindestens ein den Strömungsquerschnitt vollständig verschließendes Dichtelement und einen abgedichteten Kanal zur Verbindung der Strömungskanäle aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsentlüftungskupp
lung für Druckgas, insbesondere Druckluftleitungen, mit einem
Kupplungsstecker und einer den letzteren aufnehmenden Kupp
lungsbuchse, die jeweils mit einer Leitung verbunden sind,
wobei in der Kupplungsbuchse ein Sicherheitsventil angeordnet
ist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP
0536434 B1 bekannt, in der eine selbstentlüftende Schnellver
schlußkupplung für Druckgas-, insbesondere Druckluftleitungen
dargestellt und beschrieben ist. Eine derartige Schnellver
schlußkupplung hat den Vorteil, daß während des Entkuppelns
der Schnellverschlußkupplung kein unter Druck stehendes Gas
in der abgekuppelten Leitung frei wird und durch den Kupp
lungsstecker entweichen kann. Dies würde nämlich eine plötz
liche peitschenartige Bewegung der Leitung hervorrufen, wel
che zu einer Gefährdung des Benutzers führt. Vielmehr wird
bei diesem Stand der Technik vorher automatisch die Kupplung
entlüftet und dann in einem zweiten Schritt die Entkupplung
vorgenommen.
Der oben dargestellte Stand der Technik weist jedoch
auch einige Nachteile auf. So ist die bekannte Schnellver
schlußkupplung relativ kompliziert aus zahlreichen Einzeltei
len aufgebaut und daher sehr teuer in der Herstellung. Auch
ergibt sich mit der Zeit aufgrund der Vielzahl gegeneinander
bewegter Teile, insbesondere bei Verschmutzungen, die Gefahr
von Funktionsstörungen.
Letztlich weist dieser Stand der Technik den Nachteil
auf, daß das in der Kupplungsbuchse angeordnete Sicherheits
ventil innerhalb des Einwirkungsbereich des Kupplungsstecker
angeordnet ist, wodurch auf den Kupplungsstecker, zum Zwecke
des Einrastens in die Kupplungsbuchse, bei gleichzeitigem
Öffnen des Sicherheitsventils eine relativ große Kraft aufge
bracht werden muß. Dies gilt insbesondere auch deshalb, weil
Schnellverschlußkupplungen zunehmend in Druckluftleitungen
mit höheren Drücken eingebaut werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine neue
Sicherheitsentlüftungskupplung zu schaffen, welche einfach
und kostengünstig herzustellen und auch ohne großen Kraftauf
wand zu bedienen ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen
des Anspruchs 1, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichen
teils, wonach das Ventil aus einem Ventilkörper gebildet
wird, der beidseitig einer Strömungssperre mindestens zwei
axial versetzte, im wesentlichen radial verlaufende Strö
mungskanäle aufweist, welche beidseitig eines außen am Ven
tilkörper vorhandenen Ventilsitzes münden und von einem axial
verstellbaren Ventilverschlußstück übergriffen werden, das
mindestens ein den Strömungsquerschnitt vollständig ver
schließendes Dichtelement und einen abgedichteten Kanal zur
Verbindung der Strömungskanäle aufweist.
Die erfindungsgemäße Sicherheitsentlüftungskupplung
weist zahlreiche Vorteile auf. Da das Sicherheitsventil aus
dem Einwirkungsbereich des Kupplungssteckers entfernt wurde
und damit eine räumliche Trennung zwischen dem Kupplungsbe
reich und dem Ventilbereich erreicht wird, ergibt sich ein
deutlich vereinfachter Aufbau der erfindungsgemäßen Schnell
verschlußkupplung. Dies führt auch dazu, daß der Kupplungs
stecker nicht mehr wie beim Stand der Technik gegen das
druckbelastete Sicherheitsventil in die Kupplungsbuchse ein
geführt werden muß, sondern lediglich entgegen einer defi
nierten Federkraft. Insbesondere bei hohen Leitungsdrücken
wird dadurch die Handhabung der Kupplung deutlich verein
facht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Ven
tilkörper zwei axial versetzt angeordnete Gruppen von Strö
mungskanälen auf, die jeweils speichenförmig radial nach au
ßen verlaufend angeordnet sind.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß
die Summe der Querschnitte der Strömungskanäle je nach Anzahl
der Strömungskanäle dem Strömungsquerschnitt der Leitung ent
sprechen, wie auch diesen übertreffen kann. Dadurch werden
die Strömungsverluste innerhalb der Kupplung minimiert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußstück nach dem Entfer
nen des Kupplungssteckers in der den Strömungsweg verschlie
ßenden Stellung arretiert ist. Dies hat einen wesentlichen
sicherheitlichen Vorteil, weil dadurch zuverlässig verhindert
werden kann, daß trotz entferntem Kupplungsstecker das Si
cherheitsventil geöffnet werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
das Ventilverschlußstück als in Axialrichtung verschiebbare
Ventilhülse gebildet. Hierbei kann die Ventilhülse beispiels
weise einen ringförmig umlaufenden Kanal zur Verbindung der
Strömungskanäle aufweisen, der beidseitig jeweils von minde
stens einem ebenfalls ringförmig umlaufenden Dichtelement be
grenzt ist.
Dieser Art der Anordnung schafft einen einfach ausgebil
deten ringförmigen Verbindungskanal der die beiden Gruppen
von Strömungskanälen beidseitig der Strömungssperre verbin
det. Auch ist die Abdichtung des Ventilinnenraumes gegen über
der Umgebung relativ einfach durchzuführen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er
findung ist das den Strömungsweg verschließende Dichtelement
aus zwei beabstandeten in der Ventilhülse angeordneten O-
Ringen gebildet, die bei verschlossenem Strömungsweg am Ven
tilsitz anliegen. Diese Ausführungsform vermeidet auf zuver
lässige Weise auch Strömungsverluste während einer Positions
veränderung der Ventilhülse aus der Verschlußstellung in die
Offenstellung, da durch den in Bewegungsrichtung vorne lie
genden O-Ring rechtzeitig vor Öffnen des Strömungsquerschnit
tes ein Strömungsweg zur Entlüftung der Sicherheitsentlüf
tungskupplung geschlossen wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sicherheitsentlüf
tungskupplung mit verriegeltem Kupplungsstecker,
Fig. 2 eine Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß Fig. 1
mit geöffnetem Sicherheitsventil,
Fig. 3 eine Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß Fig. 1
mit geschlossenem Sicherheitsventil in der Entlüftungsstel
lung und
Fig. 4 eine Sicherheitsentlüftungskupplung gemäß Fig. 1
kurz nach der Entriegelung des Kupplungsstecker.
In den Zeichnungen ist eine Sicherheitsentlüftungskupp
lung für Druckgas, insbesondere Druckluftleitung, mit der Be
zugsziffer 10 bezeichnet.
Die Sicherheitsentlüftungskupplung 10 weist einen Kupp
lungsstecker 11 und eine Kupplungsbuchse 12 auf, die mit ei
nem Rohranschlußadapter 13 schraubverbunden ist. Auch der
Kupplungsstecker 11 ist einstückig stoffschlüssig mit einem
Rohranschlußadapter 14 versehen. Die Rohranschlußadapter 13
und Rohranschlußadapter 14 sind zur Verbindung der Sicher
heitsentlüftungskupplung 10 mit nicht dargestellten Leitungen
vorgesehen.
Die Kupplungsbuchse 12 weist neben dem vorgenannten
Rohranschlußadapter 13 steckerseitig einen ebenfalls schraub
befestigten Grundkörper 15 auf der einen Befestigungsbereich
16 (s. Fig. 4) für den Kupplungsstecker 11 ausbildet. Der
Mittelteil der Kupplungsbuchse 12 wird durch einen Ventilkör
per 17 gebildet, in den der vorgenannte Rohranschlußadapter
13 sowie der Grundkörper 15 schraubbefestigt sind.
Der für den Kupplungsstecker 11 innerhalb des Grundkör
pers 15 vorgesehene Steckerbereich 16 ist mit Vorrichtungen
zur Ver- und Entriegelung des Kupplungssteckers 11 versehen.
Der zum Ventilkörper 17 weisende Teil des Steckerbereich 16
dient zur Aufnahme einer Steckerdruckfeder 18, die sich mit
ihrem einen Ende am Ventilkörper 17 und mit ihrem anderen En
de an einem innerhalb des Grundkörpers 15 geführten Stützring
19 abstützt. Steckerseitig dem Stützring vorgeordnet ist eine
Stützhülse 20 ebenfalls beweglich im Grundkörper 15 geführt,
wobei zwischen der Stützhülse 20 und dem Stützring 19 ein O-
Ring 21 vorhanden ist. Der Grundkörper 15 weist umlaufend
zahlreiche Bohrungen 22 auf, in denen Rastkugeln 23 angeord
net sind.
Der Grundkörper 15 wird von einer Entriegelungshülse 24
umgeben, welche in x und y längsverschieblich ist. In x-
Richtung stützt sich die Entriegelungshülse 24 an einem ring
förmigen Kragen 25 des Grundkörpers 15 ab, während sie in y-
Richtung in ihrer Bewegung durch eine Schulter 26 am Ventil
körper 17 begrenzt ist. In Richtung zu einer Längsmittelachse
M der Vorrichtung 10 ist die Entriegelungshülse 24 mit einem
Betätigungsfortsatz 27 für die Rastkugeln 23 versehen. Zu
gleich stützt sich eine die Entriegelungshülse 24 in Richtung
x drückende Feder 28 einerseits am Betätigungsfortsatz 27 und
andererseits am Ventilkörper 17 ab. Ein teilweise dem Ventil
körper 17 überragender Bereich 29 der Entriegelungshülse 24
ist mit Bohrungen 30 für einen Kugelring 31 versehen. Darüber
hinaus ist eine Außenumfangsfläche 32 des Ventilkörpers 17
dem Überlappungsbereich mit der Entriegelungshülse 24 mit
Vertiefungen 33 (s. Fig. 4) für den Kugelring 31 versehen.
Während damit der Verriegelungsbereich der Sicherheitsentlüf
tungskupplung 10 bezüglich seiner Einzelteile beschrieben
worden ist, folgt nunmehr die Einzelteilbeschreibung eines
Sicherheitsventils 34, welches im und um den Ventilkörper 17
herum angeordnet ist.
Der Ventilkörper 17 weist eine im rechten Winkel
zur Längsmittelachse M der Sicherheitsentlüftungskupplung 10
verlaufende Strömungssperre 35 auf, die ein Durchströmen der
Druckluft direkt durch den Ventilkörper 17 entlang der Längs
mittelachse M verhindert. Beidseitig der Strömungssperre 35
ist jeweils eine Gruppe von Strömungskanälen 36 - vom Lei
tungsquerschnitt Q ausgehend - speichenförmig radial nach au
ßen verlaufend vorhanden, die in die Außenumfangsfläche 32
des Ventilkörpers 17 münden. Beim vorliegenden Ausführungs
beispiel handelt es sich jeweils um sechs Strömungskanäle 36
beidseitig der Strömungssperre 35. Zwischen den beidseitig
der Strömungssperre mündenden Strömungskanälen 36 ist ein
ringförmig umlaufender Bereich der Außenumfangsfläche 32 vor
handen, der als Ventilsitz 37 fungiert.
Der Ventilkörper 17 wird von einer Ventilhülse 38 umge
ben, die in x- und y-Richtung gleitbeweglich auf der Außenum
fangsfläche 32 angeordnet ist. Der Bewegungsbereich der Ven
tilhülse 38 ist in y-Richtung durch eine Ringschulter 39 des
Ventilkörpers 17 und in x-Richtung durch einen an der Außen
seite der Entriegelungshülse 24 angeordneten Kragen 40 be
grenzt. In einem mittleren Bereich 41 der Ventilhülse 38 sind
innenseitig zum Ventilkörper 17 weisend, zwei Dichtringe 42
beabstandet so angeordnet, daß sie in der Verschlußstellung
des Sicherheitsventils 34 am Ventilsitz 37 anliegen. Zur Ent
riegelungshülse 24 weisend ist am Mittelteil 41 der Ventil
hülse 38 ein zur Überlappung der Entriegelungshülse 24 vorge
sehener Hülsenbereich 43 stoffschlüssig angeformt, der mit
seinem Endbereich 44 auf einer Außenfläche 45 der Entriege
lungshülse 24 geführt ist. An einer Unterseite 46 des Hülsen
bereich 43 ist eine Vertiefung 47 vorhanden, deren Funktion
nachfolgend noch beschrieben wird.
In Gegenrichtung (in y-Richtung) ist am Mittelteil 41
der Ventilhülse 38 ein Hülsenbereich 48 angeformt, der zum
Ventilkörper 17 weisend eine als Verbindungskanal der Strö
mungskanäle, dienende Aussparung 49 aufweist, wobei endseitig
zur Abdichtung dieses Verbindungskanals 49 in einer auf der
Außenumfangsfläche 32 des Ventilkörpers 17 geführten Innen
fläche 50 des Hülsenbereich 48 ein Dichtring 51 angeordnet
ist.
Nachfolgend soll nun die Funktion der Sicherheitsentlüf
tungskupplung 10 beschrieben werden. Der mit einer umlaufen
den Verriegelungsnut 52 versehene Kupplungsstecker 11 wird
zum Herstellen der Verbindung von zwei Leitungen zunächst in
die in Fig. 4 dargestellte Stellung gebracht. Man erkennt das
eine in Bewegungsrichtung y des Kupplungsstecker 11 vorne
liegende, die Verriegelungsnut 52 begrenzende Ringschulter 53
wie auch eine Innenumfangsfläche 54 auf der anderen Seite der
Verriegelungsnut 52 als Führungs- und Betätigungsflächen aus
gebildet sind.
Falls nun der Kupplungsstecker 11 ausgehend von der in
der Fig. 4 dargestellten Stellung weiter in y-Richtung in die
Kupplungsbuchse 12 eingeführt wird, stößt die Ringschulter 53
an die Stützhülse 20 und drückt diese einschließlich des O-
Ringes 21 sowie des Stützringes 19 entgegen der Kraft der
Steckerdruckfeder 18 soweit in y-Richtung, bis daß die Ver
riegelungsnut 52 den in den Bohrungen 22 angeordneten Rastku
gel 23 gegenüberliegt. In diesem Moment tauchen die Rastku
geln 23 in die Verriegelungsnut 52 ein. Diese Bewegung wird
durch die mittels der Feder 28 sich in x-Richtung bewegende
Entriegelungshülse 24 unterstützt, welche letztlich mit ihrem
Betätigungsfortsatz 27 auf den Rastkugel 23 blockierend auf
liegen. In dieser Situation ist der Kupplungsstecker 11 un
verlierbar mit der Kupplungsbuchse 12 verrastet.
Wichtig ist es, daß in dieser Phase während und nach dem
Einrasten des Kupplungsstecker 11 in der Kupplungsbuchse 12
der Steckerbereich 16 weiterhin drucklos ist.
Die Offenstellung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10
wird nun dadurch erreicht, daß die Ventilhülse 38 per Hand in
x-Richtung bis zur Anlage an den Kragen 40 der Verriegelungs
hülse 24 bewegt wird. Diese Situation ist in der Fig. 2 dar
gestellt. Man erkennt, daß durch diese Bewegung der Ventil
hülse 38 in x-Richtung die im Hülsenbereich 48 zum Ventilkör
per 17 weisende Aussparung 49 als Strömungsverbindung zwi
schen den beidseitig der Strömungssperre 35 angeordneten
Strömungskanäle 36 fungiert. Sie bildet quasi einen Ringkanal
der beidseitig von den Dichtringen 42 und 51 von der Umgebung
abgesperrt ist. Da die Summe der Leitungsquerschnitte q der
Strömungskanäle 36 mindest so groß ist, wie der Gesamtquer
schnitt Q des eigentlichen Strömungskanals, kann nun Druck
luft ohne große Strömungsverluste in die Steckerkupplung 11
und dann in die daran angeschlossene Leitung strömen.
Falls nun die Druckluftströmung unterbrochen werden
soll, wird die Ventilhülse 38 in y-Richtung bis zur Anlage
an die Ringschulter 39 des Ventilkörpers 17 bewegt. Dadurch
entsteht die in Fig. 3 dargestellte Situation, in der das Si
cherheitsventil 34 vollständig geschlossen ist. Während der
Bewegung der Ventilhülse 38 in y-Richtung kommt es automa
tisch zu einer Entlüftung des steckerseitigen Teiles der
Kupplungsbuchse 12 über den mit dem Buchstaben E gekennzeich
neten Strömungsweg. Für die Entlüftung der Kupplungsbuchse 12
ist neben den steckerseitigen Strömungskanälen 36 die spezi
elle Ausbildung der zum Ventilkörper 17 weisenden Innenfläche
55 des Mittelbereichs 41 sowie die Innenfläche 46 des Hülsen
bereiches 43 von Bedeutung, wodurch zwischen der Außenum
fangsfläche 32 des Ventilkörpers 17 und den vorgenannten
Flächen der Ventilhülse 38 ein Strömungskanal E gebildet
wird, durch den die Entlüftung stattfindet.
Nach dem das Sicherheitsventil 34 verschlossen ist, kann
nunmehr auch wieder eine Entriegelung des Kupplungsstecker 11
stattfinden. Dazu wird die Verriegelungshülse 24 in y-
Richtung bewegt, wobei bei gleichzeitiger Bewegung des Kupp
lungsstecker 11 in x-Richtung die Rastkugel 23 nach außen ge
drückt werden und der Kupplungsstecker 11 frei aus dem Grund
körper 15 entfernt werden kann. Diese Stellung der Sicher
heitsentlüftungskupplung 10 ist in Fig. 4 dargestellt.
Wichtig an diesem Zustand ist noch die Tatsache, daß
durch Einwirkung der Steckerdruckfeder 18 der Stützring 19
einschließlich O-Ring 21 und Stützhülse 20 automatisch in y-
Richtung bewegt werden, wobei der Stützring 19 die Rastkugeln
23 so nach außen drängt, daß die Entriegelungshülse 24 maxi
mal in Richtung y bewegt wird, d. h. in Anlage an die Schulter
26 in der Außenumfangsfläche 32 des Ventilkörpers 11 gerät.
Da in dieser Position der Verriegelungshülse 24 aber zugleich
auch der Kugelring 31 in die gegenüberliegende Vertiefung 47
des Hülsenbereiches 43 eintaucht ergibt sich in dieser Stel
lung der Sicherheitsentlüftungskupplung 10 eine automatische
Verriegelung der Ventilhülse 38. Zusammenfassend bedeutet
dies, daß nun nach Entfernen des Kupplungsstecker 11 das Öff
nen des Sicherheitsventils 34 nicht mehr möglich ist.
Claims (6)
1. Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas, ins
besondere Druckluftleitungen, mit einem Kupplungsstecker und
einer den letzteren aufnehmenden Kupplungsbuchse, die jeweils
mit einer Leitung verbunden sind, wobei in der Kupplungsbuch
se ein Sicherheitsventil angeordnet ist, dadurch gekennzeich
net, daß das Ventil (34) aus einem Ventilkörper gebildet
wird, der beidseitig einer Strömungssperre (35) mindestens
zwei axial versetzt, im wesentlichen radial verlaufende Strö
mungskanäle (36) aufweist, welche beidseitig eines außen am
Ventilkörper (17) vorhandenen Ventilsitzes (37) münden und
von einem axial verstellbaren Ventilverschlußstück (38) über
griffen werden, das mindestens ein den Strömungsquerschnitt
vollständig verschließendes Dichtelement (42) und einen abge
dichteten Kanal (39) zur Verbindung der Strömungskanäle (36)
aufweist.
2. Sicherheitsentlüftungskupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (17) zwei axial
versetzt angeordnete Gruppen von Strömungskanälen (36) auf
weist, die jeweils speichenförmig radial nach außen verlau
fend angeordnet sind.
3. Sicherheitsentlüftungskupplung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußstück
(38) nach dem Entfernen des Kupplungssteckers (11) in der den
Strömungsweg verschließenden Stellung arretiert ist.
4. Sicherheitsentlüftungskupplung nach Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußstück
(38) als in Axialrichtung verschiebbare Ventilhülse ausgebil
det ist.
5. Sicherheitsentlüftungskupplung nach einem der An
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse
(38) einen ringförmig umlaufenden Kanal (39) zur Verbindung
der Strömungskanäle (36) aufweist, der beidseitig jeweils von
mindestens einem ebenfalls ringförmig umlaufenden Dichtele
ment (42, 59) begrenzt ist.
6. Sicherheitsentlüftungskupplung nach einem der vo
rangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den
Strömungsweg verschließende Dichtelement (42) aus zwei beab
standet in der Ventilhülse (38) angeordneten O-Ringen gebil
det ist, die bei verschlossenem Strömungsweg abdichtend am
Ventilsitz (37) anliegen.
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DE2000101236 DE10001236C5 (de) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | Sicherheitsentlüftungskupplung für Druckgas, insbesondere Druckluftleitungen |
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