DE1290017B - Ventilkupplung fuer Rohr- oder Schlauchleitungen, insbesondere zum Anschluss an eine Rakete - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkupplung für Rohr- und Schlauchleitungen, insbesondere zum Anschluß an eine Rakete, bestehend aus einer zwei Strömungskanäle aufweisenden mehrteiligen Kupplungsmuffe, einem in diese einschiebbaren, durch ein federbelastetes Absperrventil verschließbaren Kupplungsstecker und einer gegen Federkraft axial verschiebbaren Verriegelungshülse, die zum Verbinden und Trennen der beiden Kupplungsteile mit Sperrkugeln zusammenwirkt, wobei die Kupplungsmuffe einen ersten, mit Bohrungen versehenen, den einen Strömungskanal bildenden Muffenteil und einen zweiten konzentrisch zu diesem angeordneten Muffenteil aufweist, zwischen denen sich der zweite Strömungskanal erstreckt und beide Strömungskanäle zum Durchspülen der Kupplungsmuffe über die Bohrungen miteinander in Verbindung stehen.
• Bekannt ist eine Kupplung der eingangs genannten Art, die zum Anschließen von Doppelleitungen gedacht ist, die im Betriebszustand getrennt zu führende Medien enthalten. Im gekuppelten Zustand sind deshalb die Bohrungen, über die die konzentrischen Kanäle im Muffenteil durchgespült werden sollen, verschlossen. Der Spülvorgang muß vor dem Ineinanderstecken der Kupplungsteile beendet sein. Die erfindungsgemäße Kupplung ist nicht zum Anschließen von zwei Doppelleitungen für getrennte Medien gedacht, sondern zum Anschließen einer einzelnen Leitung, z. B. zum Betanken oder Enttanken einer Rakete mit Treibstoff, der nicht mit Luft in Verbindung kommen darf, weshalb die Kupplung sorgfältig gespült werden muß. Die erfindungsgemäße Kupplung kann im angeschlossenen Zustand bis unmittelbar vor dem Öffnen des Kupplungsventils bespült werden. Dabei bleibt das Kupplungsventil während des Spülens geschlossen, der Kupplungsvorgang ist also während des Spülens noch nicht vollendet, trotzdem aber soll die Verriegelung so weit wirksam sein, daß die Kupplungshälften nicht mehr auseinandergenommen werden können. Dies setzt voraus, daß der das Öffnen des Ventils im steckerseitigen Kupplungsteil mechanisch bewirkende Teil des muffenseitigen Kupplungsteiles zunächst noch unwirksam bleibt, wenn die beiden Kupplungsteile gekuppelt und mittels der Verriegelungshülse zueinander verriegelt werden. Der das Ventilverschlußstück im steckerseitigen Kupplungsteil betätigende Teil des muffenseitigen Kupplungsteiles darf erst dann wirksam werden, nachdem das im gekuppelten Zustand vorzunehmende Spülen beendet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den muffenseitigen Teil der Kupplung mit einem Medium zu spülen, bevor der Strömungsdurchgang vom -muffen- zum steckerseitigen Kupplungsteil freigegeben wird. Solche Kupplungen sind für Anwendungszwecke bestimmt, bei denen die Gewähr geschaffen sein muß, daß die Strömungswege der Kupplung weitgehend frei sind von Medien, insbesondere Luft, die mit dem mittels der Kupplung zu- oder abzuführenden Medium nicht verträglich sind. Forderungen solcher Art bestehen für Kupplungen, die in chemischen Anlagen oder auch in der Raketentechnik für die Zu-und/oder Abfuhr von Medien zu oder von den Triebwerken oder Treibstoffbehältern der Rakete verwendet werden. i Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dem ersten Strömungskanal angehörige Strömungsweg absperrbar ist und im zweiten Strömungskanal ein federbelastetes, axial in Gegenströmungsrichtung verschiebbar gelagertes Rückschlagventil vorgesehen ist und daß der mit dem ersten Muffenteil verschraubbare zweite, die Verriegelungshülse tragende Muffenteil zunächst bis zum Anlaufen an ein die Verriegelungshülse gegen eine Verschiebung in die Entriegelungsstellung sperrendes Riegelglied und dann unter Überwindung des Riegelgliedwiderstandes und unter Öffnen des Rückschlagventils in eine zweite Stellung schraubbar ist, in der das steckerseitige Ventil noch geschlossen ist.
• Das Spülmedium wird dabei mit einem Druck zugeführt, der zu gering ist, um das Verschlußstück im steckerseitigen Kupplungsteil entgegen der Kraft einer Schließfederbelastung zu öffnen.
• Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Kupplung in der Kupplungsstellung mit verschiebbarer Verriegelungshülse und gesperrten Strömungswegen, F i g. 2, obere Hälfte, die Kupplung in der Spülstellung, F i g. 2, untere Hälfte, die Kupplung mit freigegebenem Strömungsweg vom muffen- zum steckerseitigen Kupplungsteil und umgekehrt.
• Es bezeichnet 1 den steckerseitigen, an einer Rakete angeordneten Kupplungsteil, der ein durch eine Schließfeder 2 belastetes Verschlußstück 3 und den Sitz 4 für das Verschlußstück 3, ferner eine Umfangsnut 5 für den Eintritt von Sperrkugeln 6 aufweist.
• Die Sperrkugeln 6 befinden sich in allen Figuren in der Sperrstellung, in der sie durch eine Verriegelungshülse 7 gegen einen Austritt aus der Umfangsnut 5 gehalten sind.
• In F i g. 1 ist die Verriegelungshülse 7 gegen die Wirkung einer Belastungsfeder 10 auf einem zweiten Muffenteil8 des im gesamten mit 9 bezeichneten Kupplungsteiles verschiebbar. Der Verschiebungsweg der Verriegelungshülse 7 ist durch ein mit 11 bezeichnetes Riegelglied freigegeben, das unter der Wirkung einer Belastungsfeder 11' steht. Die Verschiebung der Verriegelungshülse 7 wird bewirkt, indem ihr Kragen 7' gegen die Kraft der Feder 10 gegen den benachbarten Kragen 8' des Muffenteiles 8 gedrückt wird.
• Der muffenseitige Kupplungsteil 9 weist außer dem die Sperrkugeln 6 in Querbohrungen enthaltenden und den Stecker 1 in der Kupplungsstellung übergreifenden zweiten Muffenteil 8 einen gegenüber diesem verstellbaren ersten Muffenteil 12 auf, der in noch zu beschreibender Weise für ein Zusammenwirken mit dem Absperrteil 3 zum Zweck des öffnens eingerichtet ist. Die Muffentefe 8 und 12 sind zueinander verdrehbar und greifen hierbei mit einem Schraubgewinde 13 ineinander ein. Der Muffenteil 12 ist bei 14 mit Anschlußmitteln für ein nicht dargestelltes Rohr oder einen Schlauch für die Zufuhr eines Spülmediums versehen, das mit einem mäßigen Druck zugeführt wird, der genügt, um die Schließkraft der das Rückschlagventil 15 belastenden Feder 16 zu überwinden, jedoch zu gering ist, um die Schließkraft der Belastungsfeder 2 des Verschlußstückes 3 im Kupplungsstecker 1 zu überwinden.
• Solane sich die Muffenteile 8 und 12 in der Ein-CD stellung gemäß F i g. 1 befinden, unterbleibt die Zufuhr des Spülmediums, so daß sich das Rückschlagventil 15 in der dargestellten Schließstellung befindet. Ebenfalls in der Schließstellung befindet sich ein unter der Wirkung einer am Hohldorn 12' des Muffenteiles 12 abgestützten Belastungsfeder 17 stehender Absperrteil 18, dessen Sitz 19 an dem den Hohldorn 12' unter Belassung eines Strömungsweges mit ringförmigem Querschnitt konzentrisch umgebenden Muffenteil 8 angeordnet ist. Schließlich befindet sich auch das Verschlußstück 3 des steckerseitigen Kupplungsteiles 1 in der Schließstellung, da das vordere Ende 20 des Hohldornes 12' des Muffenteiles 12 vom Verschlußstück 3 entfernt ist, das somit gegen den Sitz 4 anliegt.
• Mithin ergibt sich, daß in der Stellung gemäß F i g. 1 die Verriegelungshülse 7 für das Kuppeln oder Entkuppeln verschiebbar, dabei aber ein Strömungsdurchgang durch die Kupplung, ferner auch ein Spülen des muffenseitigen Kupplungsteiles 9 verhindert ist.
• Für die Verstellung in die Spülstellung (F i g. 2, obere Hälfte) wird der Muffenteil8 gegenüber dem Muffentei112 verdreht. Als Folge ihres gegenseitigen Eingriffes mittels des Schraubgewindes 13 erfährt bei der Verdrehung der Muffenteil 12 eine Verschiebung in Richtung des Kupplungssteckers 1. Dabei wird das Riegelglied 11 durch Aufgleiten auf der Schrägfläche 21 des Muffenteiles 12 etwa radial nach außen in die Sperrstellung gemäß F i g. 2 verschoben, in der sein äußeres Ende in den Verschiebungsweg der Verriegelungshülse 7 ragt und verhindert, daß die Verriegelungshülse 7 in die Entriegelungsstellung verschoben werden kann.
• Bei der Verschiebung kommt ferner eine Anschlagschulter 22 des Muffenteiles 12 zum Anstoß am Fortsatz 18' des Absperrteiles 18 und hebt den Absperrteil 18 gegen die Kraft seiner Belastungsfeder 17 vom Sitz 19 ab (F i g. 2, obere Hälfte).
• Bei der Verschiebung greift schließlich beim Erreichen der Spülstellung ein an der Kappe 23 angeordneter federbelasteter Raststift 24 in ein Rastloch 25 des Muffenteiles 8 ein und sichert hierdurch deren Einstell-Lage in der Spülstellung. In dieser Spülstellung befindet sich das vordere Ende 20 des Hohldornes 12' des Muffenteiles 12 noch in einem geringen Abstand vom Verschlußstück 3, das demzufolge in der Schließstellung verharrt. Ein nunmehr dem Muffentei112 bei 14 zugeführtes Spülmedium öffnet durch seine Druckbeaufschlagung das Rückschlagventil 15 und strömt über den durch den ersten Strömungskanal 26 gebildeten Weg im Hohldorn 12' durch die Durchlässe 27, 28 in den Muffenteil 8 und tritt auf dem durch den zweiten Strömungskanal 26' gebildeten Weg nach einem Umströmen des Absperrteiles 18 sowie Durchströmen seines Sitzes 19 bei 29 durch eine gesonderte Öffnung des Muffenteiles 12 aus. Da der Druck des Spülmediums nicht genügt, um die Schließkraft der Feder 2 des Verschlußstückes 3 im Stecker 1 zu überwinden, verharrt das Verschlußstück 3 beim Spülvorgang in der Schließstellung.
• Nach dem Freispülen des Kupplungsteiles 9 von solchen Medien, insbesondere Luft, die mit einem aus der Rakete durch den steckerseitigen Kupplungsteil e abzuführenden oder auch einem ihr über den Kupplungsteil 9 zuzuführenden Medium nicht verträglich sind, wird der Raststift 24 aus der Rastvertiefung 25 gezogen und der Muffenteil 8 gegenüber dem Muffentei112 weiter verdreht. Dabei wird infolge des Eingriffes des Schraubgewindes 13 der Muffenteil 12 gegenüber dem Muffenteil 8 in die Stellung gemäß F i g. 2, untere Hälfte, verschoben, während die Sicherung der Verriegelungshülse 7 gegen eine Verschiebung in die Entriegelungsstellung durch das Riegelglied 1.1 aufrechterhalten bleibt. Bei der Verschiebung kommt das Ende 20 des Hohldornes 12' des Gehäuseteiles 12 zum Anstoß am Verschlußstück 3 und verstellt dieses in die öffnungsstellung. Nunmehr ist der Strömungsdurchgang durch die Kupplung freigegeben. Ein aus der Rakete ausströmendes Medium gelangt durch den Kupplungsstecker 1 über den Strömungskanal 26' bei 29 zum Austritt aus dem Muffenteil12 und wird von dort auf geeignetem Wege mittels eines Rohres oder Schlauches abgeleitet. Statt dessen kann dem Muffenteil 12 bei 29 auch ein Medium zugeführt werden, mit dem die Tanks oder Brennkammern der Rakete gefüllt werden sollen. In jedem Falle verhindert das Rückschlagventil15, daß ein aus der Rakete abzuführendes oder dem Muffenteil 12 bei 29 zwecks Einleitung in die Rakete zugeführtes Medium aus dem Muffenteil 12 bei 14 ausströmt.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Ventilkupplung für Rohr- oder Schlauchleitungen, insbesondere zum Anschluß an eine Rakete, bestehend aus einer zwei Strömungskanäle aufweisenden mehrteiligen Kupplungsmuffe, einem in diese einschiebbaren, durch ein federbelastetes Absperrventil verschließbaren Kupplungsstecker und einer gegen Federkraft axial verschiebbaren Verriegelungshülse, die zum Verbinden und Trennen der beiden Kupplungsteile mit Sperrkugeln zusammenwirkt, wobei die Kupplungsmuffe einen ersten, mit Bohrungen versehenen, den einen Strömungskanal bildenden Muffenteil und einen zweiten, konzentrisch zu diesem angeordneten Muffenteil aufweist, zwischen denen sich der zweite Strömungskanal erstreckt und beide Strömungskanäle zum Durchspülen der Kupplungsmuffe über die Bohrungen miteinander in Verbindung stehen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der dem ersten Strömungskanal (26) angehörige Strömungsweg absperrbar ist und im zweiten Strömungskanal (26') ein federbelastetes, axial in Gegenströmungsrichtung verschiebbar gelagertes Rückschlagventil (18) vorgesehen ist und daß der mit dem ersten Muffenteil (12) verschraubbare zweite, die Verriegelungshülse (7) tragende Muffenteil (8) zunächst bis zum Anlaufen an ein die Verriegelungshülse (7) gegen eine Verschiebung in die Entriegelungsstellung sperrendes Riegelglied (11) und dann unter überwindung des Riegelgliedwiderstandes und unter Öffnen des Rückschlagventils in eine zweite Stellung schraubbar ist, in der das steckerseitige Ventil (3) noch geschlossen ist.
2. 2. Ventilkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelglied (11) aus einem am zweiten, die Verriegelungshülse (7) tragenden Muffenteil (8) angeordneten, federbelasteten Stift besteht, der unter der Federbelastung in den Verstellweg einer Schrägschulter (21) des ersten Muffenteiles (12) ragt und von der Schrägschulter in eine die Verriegelungshülse (7) gegen eine Verschiebung in die Entriegelungsstellung sperrende Lage verschiebt.
3. 3. Ventilkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Riegelglied bildende Stift in einem an dem zweiten Muffenteil (8) befestigten Kragen (8') angeordnet ist und in der Verriegelungslage mit einem Kragen (T) an der Verriegelungshülse (7) zusammenwirkt, der zum Entriegeln gegen den erstgenannten Kragen (8') gedrückt werden kann.
4. 4. Ventilkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Muffenteil (12) ein in Abhängigkeit von seiner Verstellage gegenüber dem zweiten die Verriegelungshülse (7) tragenden Muffenteil (8) vor Erreichen der Anschlagstellung am Verschlußstück (3) im Kupplungsstück (1) in eine Rastvertiefung (25) des zweiten Muffenteiles (8) eingreifenden Raststift (24) angeordnet ist.
5. 5. Ventilkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im zweiten Strömungskanal (26') vorgesehene Rückschlagventil (18), das mit einem Ventilsitz (19) an dem zweiten Muffenteil (8) zusammenwirkt, von einer Anschlagschulter (22) am ersten Muffenteil (12) gegen die Kraft einer Schließfeder (17) in Offenlage verstellbar ist.
6. 6. Ventilkupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Absperren des ersten Strömungskanals (26) ein federbelastetes, durch den Druck des Spülmediums in Offenstellung verschiebbares Rückschlagventil (15) vorgesehen ist.