DE1987766U - Kupplung. - Google Patents

Description

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"*·■ München 22^ SieinsdorSstr. 10

Commissariat ä !"■nnergie Atornique^ Paris (Frankreich)

Kupplung

Die Heuerung bezieht sich auf eine Kupplung., insbesondere eine Kupplung* die selbsttätig das Zentrieren und Ausrichten der miteinander zusammenarbeitenden Verbindungselemente der beiden Kupplungsteile gewährleistet, wenn diese zusammengeführt und in Eingriff miteinander gebracht werden. ■

Eine derartige automatische Zentrierung und Ausrichtung ist. vor allem bei Kupplungen von großer Bedeutung, die eine große Zahl von\Verbindungen zwischen zwei Kupplungsteilen herstellen müssen, die ihrerseits nicht mit großer Genauigkeit zusammengeführt werden könnenj dies gilt hauptsächlich für elektrische Kupplungen mit einer großen Zahl von Kontakten, bei denen der bewegliche Kupplungsteil.über eine Fernbetätigung derart gesteuert wird, daß er in Eingriff mit dem festen Kupplungstell kommt. ■';.-■- .

Die Neuerung wird in bezug auf eine spezielle Anwendung der neuerungsgemäßen Kupplung erläutert,, einer Anwendung auf kern« technischem Gebiet, bei dem das Kuppeln sehr häufig durch Strahlenschutzabsohirmungen hindurch erfolgen muß. Die zur Erläuterung herangezogene spezielle Anwendung der neuerungsgemäßen Kupplung stellt jedoch keine Einschränkung des Anwendungsgebietes dar,

Beispielsweise muß man häufig eine elektrische Verbindung zwischen einem bewegbaren Objekt,, etwa einem Wagen oder Schlitten., und einem Ansehlußkupplungsteil herstellen* der im Inneren einer Bestrahlungskammer angebracht ist, die sich ihrerseits in der Außenwand eines Reaktors befindet und mit außerhalb des Reaktors angeordneten Meßgeräten verbunden ist. Es ist außerdem häufig erforderlich, die Messungen nach Herausbringen des bewegbaren Objekts aus der Bestrahlungszone innerhalb der. Bestrahlungskammer zu wiederholen, während das bewegbare Objekt sich immer noch hinter einer Schutzabschirmung befindet»

Es gibt bereits zahlreiche Kupplungen, die beim Zusammen« fügen der Kupplungsteile automatisch das Zentrieren und gegenseitige Ausrichten der Verbindungselemente bewirken. Derartige Kupplungen haben jedoch durchaus nicht die notwendige Anpassungsfähigkeit, um eine große Anzahl von Verbindungen gleichzeitig herzustellen, denn das Zentrieren und Ausrichten betrifft nur die beiden Kupplungsteile selbst, in denen die Verbindungselemente untergebracht sind, aber nicht die einzelnen miteinander zusammenwirkenden Verbindungselemente der beiden Kupplungsteile.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, bei der das Zentrieren und gegenseitige Ausrichten jedes der unterschiedlichen Verbindungselemente: sehr genau durchgeführt wird, unabhängig von Lagenabweichungen, die sich_: beim Zusammenführen der Kupplungsteile einstellen können.

Genauer gesagt betrifft die vorliegende Neuerung eine Kupplung mit zwei Kupplungsteilen, von denen der eine fest und der andere beweglich ist, und die je einen Träger enthalten, in denen miteinander in Eingriff zu bringende Elemente zum Herstellen von Verbindungen angeordnet sind., und die. außerdem mit Organen zum gegenseitigen Zentrieren und Ausrichten der Verbindungselemente beim Zusammenführen der Kupplungsteile versehen sindj die neuerungsgemäße Kupplung ist nun insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier- und Ausriehtorgane einerseits aus einer fest mit einem der Träger verbundenen hohlkegeligen Aufnahme sowie einem fest mit dem anderen Träger verbundenen Kugelkörper bestehen,.der-in der Aufnahme, abstützbar -ist, und andererseits aus elastischenAusricht-Halterungen der gelenkig an ihrem Träger sitzenden Verbindungselemente.

Zweckmäßigerweise werden die hohlkegelige Aufnahme und der Kugelteil relativ zu.den beiden Trägern seitlich bzw. in der Gebrauchsstellung der Kupplungsteile an deren oberem Rand angeordnet , so daß sich die Aufnahme und die Kugel sowie die Träge-r durch die Wirkung der Schwerkraft von selbst einstellen können.

Die hohlkegelige Aufnahme hat eine vertikale Achse und weist einen kegelstumpfförmigen Hohlraum sowie einen anfangs weiten, anschließend sich verengenden Einführungsschlitz auf.

Der Kugelteil ist"mit dem entsprechenden Träger über eine Stange verbunden, an der eine Abflachung vorgesehen ist, mit der sie sich in den Schlitz der hohlkegeligen Aufnahme einfügt-

Nach einer ersten Ausführungsform der Neuerung sind die Verbindungselemente, die miteinander in Eingriff gebracht werden müssen, auf ihrem Träger .durch ein Einbauspiel im Inneren des Trägers und durch Kugelgelenke- einstellbar, die aus kugeligen Vorsprüngen oder Ansätzen an den Elementen und hohlkegeligen Stützflächen für die kugeligen Ansätze bestehen.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungselemente an ihrem Träger allein durch ihr Spiel innerhalb des Trägers ausrichtbar.

Die elastische Ausrichthalterung der Elemente - die diese Elemente in eine bestimmte Normalstellung bringt - besteht vorzugsweise aus einer Kegelfeder.

Der gesamte bewegliche Kupplungsteil kann einen Griff aufweisen, der seine Handhabung erleichtert., -

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung werden sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele ergeben, die. in der Zeichnung veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen!

Fig. 1 einen SchnitfcHurch eine erste Ausführungsform der Kupplung, wobei dieser Schnitt durch die : Achse der hohlkegeligen Aufnahme und die Träger der beiden noch nicht voll gekuppelten Kupplungsteile geht j

Pig. 2 eine Stirnansicht des fest angeordneten Kuppelteils;

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Fig. ^XUiO. j5b Einzelheiten der miteinander zusammenwirkenden Verbindungselemente naeli einer ersten Ausführungsform der Kupplung., und zwar beim Beginn des Zentriervorganges und in der endgültigen Verbindungsste1lungj

Pig. 4a und 4b Einzelheiten der Verbindungselemente -

einer zweiten Ausführung ebenfalls beim Beginn des Zentriervorganges und in der endgültigen Kuppelstellung»

Die neuerungsgemäße Kupplung, wie sie in den Fig. 1 und dargestellt ist,, hat einen festen Kupplungsteil und einen beweglichen Kupplungsteil.

Der dargestellte feste Kupplungsteil ist zur Befestigung an einer vertikalen Wand 1 vorgesehen! er besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 2_S das eine Kontaktträgerplatte 5 enthält/.' in der die Kontaktbüchsen 4 sitzen. Das Gehäuse 2 trägt an seinem oberen Ende eine hohlkegelige Aufnahme 5 mit einer inneren ab-gesetzten Kegel- oder Kegelstumpf kontur,- deren Achse senkrecht verläuft und die einen zunächst weiten und sich nach unten verengenden Schlitz 6 aufweist, dessen beide Ränder im unteren Teil parallel zueinander verlaufen.

Der bewegliche Kupplungsteil hat ebenfalls ein zylindrisches Gehäuse 7, das eine Trägerplatte 8 enthält, in der die Steckerkontakte 9 angeordnet sind. Das Gehäuse 7 ist an seinem oberen Ende mit einer Stange 10 fest verbunden., die einen angeflachten

Abschnitt 11 hat, der sich genau zwischen die beiden parallelen Ränder der Nut 6 in der hohlkegeligen Aufnahme 5 einfügen kann. Die Stange 10 endet in einer Zentrierkugel 12, die beim Ein<legen in die hohlkegelige Aufnahme in deren Innenraum sozusagen selbsttätig mit ihrem Mittelpunkt in eine genau definierte Stellung kommt. An dem Gehäuse 7 ist ferner ein Griff I^ befestigt, der es gestattet, den bewegliehen Kupplungsteil gegebenenfalls mit Hilfe eines Telemanipulators zu handhaben.

Die Fig. 3a und j5b geben eine genauere Darstellung der Verbindungselemente, die in der Kupplung nach Pig, 1 verwendet werden, sowie derfbeiden elastischen Ausricht-Halterungen dieser Elemente.

Der Buchsenkontakt 4, der einen erweiterten.Einführungsteil 14 aufweist, trägt einen nach rückwärts - etwa sphärisch abgerundeten Bund 15, der in einem in die Platte 3 eingearbeiteten konischen Sitz l6 einstellbar istj der Konus 16 und der abgerundete Wulst des Bundes 1§ bilden ein Kugelgelenk. Eine einerseits an dem Verbindungselement, dem Buchsenkontakt 4 . -.-. und andererseits an der Platte j5 festgelegte Kegelfeder 17 sorgt für die Rückstellung des Verbindungselements in eine bestimmte Ruhestellung. . \

Das Steckerelement 9 ist in einem konischen Sitz 18 der Platte 8 mit Hilfe eines kugelig abgerundeten Bundes 19 einstellbar. Eine Kegelfeder 17 sorgt auch hier für die Rückstellung in eine bestimmte Ruhelage.;

Der Durehmesser der öffnungen oder Bohrungen 20 und 21, die in den Platten J5 bzw. 8 für das Durchgreifen der Buchsen- und Steckerenden vorgesehen sind., sowie der Durchmesser der entsprechenden Abschnitte 22 und 2J der Buchsen und Stecker sind derart gewählt) daß eine für das einwandfreie gegenseitige Ausrichten ausreichende Winkelverstellung der Verbindungselemente innerhalb ihres Trägers möglich ist.

Die Pig. 4a und 4b zeigen eine AusführungsVariante der ineinandersteckbaren Verbindungselemente.

In diesem Fall sind die Kontaktbuchse 24 und der Kontaktstecker 25 in der Form zylindrischer Körper 26 und 27 ausgeführt _s die mit zwei Bunden, wie 28 und 29 j versehen sind. Eine Kegel» feder j50 ist einerseits an dem Bund 28 und andererseits im Boden einer zylindrischen Ausnehmung 31 der Platte 3 bzw. 8 festgelegt. Die Feder sorgt gleichzeitig für das Anliegen des Bundes 29 an der rückseitigen Fläche der Platte J bzw. 8 und das Zurückführen des Verbindungselements in seine normale Ruhestellung» Die axiale Ausrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch- gegeben, daß die größte Windung der Kegelfeder in der Ecke an der zylindrischen Wand der den oberen Kontaktteil aufnehmenden Ausnehmung J>1 der Platte 3 bzw. 8 fest anliegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine ausreichende Winkelbewegbarkeit der Kontaktelemente vorgesehen. . '

Die Wirkungsweise der neuerungsgemäßen Kupplung ergibt sich bereits im wesentlichen aus der vorangegengenen Beschrei«

bung! es werden daher nur noch die wichtigsten Vorgänge erläutert:

Das Zusammenführen der Kupplungsteile erfolgt zunächst ohne Genauigkeit in der Bewegung des beweglichen Kupplungsteils durch den Operateur derart, daß mit Hilfe des Griffs Ij5 der bewegliche Kupplungsteil mit seiner Kugel 12 in die hohlkegelige Aufnahme 5 eingeführt wird. Anschließend erfolgt dann unter Wirkung der Schwerkraft bei Führung durch das aus der hohlkegeligen Aufnahme 5 und der Zentrierkugel 12 bestehende Kugelgelenk das Abwärtsschwenken., wobei die einwandfreie Führung des beweglichen Teiles während der Abwärts-Schwenkbewegung durch die "Passung" der Abflachung 11 im unteren Teil des Schlitzes 6 gegeben ist. .

Jedes Verbindungs- bzw, Kontaktsteckerelement 9 des beweglichen Kupplungsteils beschreibt einen Kreisbogen* dessen Zentrum der Mittelpunkt der Kugel 12 ist. Wenn ein Stecker 9 in die erweiterte Einführungsöffnung l4 (Fig. jfe und 4a) der gegenüberliegenden Buchse 4 eindringt ₃ schafft die Berührung Ausrichtkräfte, welche die Stecker und Buchsen aufeinander ausrichten und gleichzeitig die Rückstell- oder Ausrichtfedern bzw. j50 spannen. Die miteinander zusammenwirkenden Verbindungs- bzw. Kontaktelemente werden auf diese Weise in eine gemeinsame Achse geführt und - ganz unabhängig davon, wie sie ursprünglich innerhalb der Kontakttragplatten angeordnet waren - erfolgt so das Einschieben selbsttätig und einwandfrei (Fig. yo und 4b).

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Die AnwendungsmSglichkeiten einer neuerungsgemäßen Kupplung sind sehr vielfältig. Beispielsweise sei die Ausrüstung von beweglichen Wagen oder Behältern mit Objekten erwähnt., die in Bestrahlungsräumen bestrahlt werden sollen* welche zu diesem Zweck in dem Strahlenschutzgehäuse eines Kernreaktors vorgesehen sind. Der Wagen oder der Behälter ist dann beispielsweise mit. zwei Kupplungen versehen., -von denen die eine an der Vorderseite (zum Anschluß an einen festen Kupplungsteil- im hinteren Bereich des Bestrahlungsraumes), die andere an der Rückseite (zum Kuppeln mit einem festen Kupplungsteil an einer den Raum nach der Beobachterseite abschließenden Wand) versehen ist. An die Kontakte der beiden Kupplungsteile, die an dem beweglichen Wagen oder Behälter angeordnet sind, werden Meßfühler zur Über« wachung der Vorgänge an oder in dem zu bestrahlenden Objekt angeschlossen. Die festen Kupplungsteile werden über in Kanälen verlegte Leitungen mit außerhalb des Reaktorbehälters oder -gehäuses angeordneten Meßgeräten verbunden.

Auf diese Weise ist es möglich, den Ablauf irgendeines physikalischen oder chemischen Vorgangs sowohl während der Bestrahlung als auch während des anschließenden Zeitraumes genau zu erfassenj während der Bestrahlung ist der fahrbare Wagen oder der Behälter mit dem festen Kupplungsteil innerhalb der Best rahlungskammer oder des Bestrahlungsraums verbundeη, nach Beendigung der Bestrahlung wird der fahrbare Wagen auf seinen Laufschienen in eine rückwärtige Stellung -gebracht, wo sein

beweglicher Kupplungsteil in den festen Kupplungsteil an der Strahlenschutzwand eingreift,

Ss dürfte selbstverständlich sein, daß eine neuerungsgemäße Kupplung,die soeben anhand eines Beispiels erläutert wurde, das keine Einschränkung bedeutet,, durch Abweichungen oder Änderungen in den Einzelheiten abgewandelt werden kann, ohne den Rahmen der Neuerung zu verlassen.

- So ist es beispielsweise selbstverständlich, daß die grundsätzliche Ausbildung der neuerungsgemäßen Kupplung auch bei Kupplungen für Strömungsmedien vorgesehen werden kann. Es genügt in diesem Falle, ein an Leitungen angeschlossenes Kuppelsystem mit Buchsen, Gegenbuchsen und Dichtungen vorzusehen, die beim federnden ,Zusammenpressen bzw. Ineinanderschieben der Kupplungsbuchsen das Dichthalten der Verbindungen gewährleisten.

Außerdem kann die Einstellvorrichtung mit ihrer hohlkegeligen Aufnahme, ihrer seitlichen Einführöffnung und der Zentrierkugel auch bei irgendwelchen unzugänglichen Vorrichtungen benutzt werden, bei denen man eine einwandfreie Verbindung herstellen will, auch wenn ein genaues Zusammenführen der Teile nicht möglich ist»

Claims (7)

P.A. 122 528*29.2.6B - 11 .- ■ .,' - Schutzansprüohe

1. Kupplung mit einem festen und einem beweglichen Kupplungsteil, die je in einem Träger angeordnete., miteinander in Eingriff zu bringende Elemente zum Herstellen von Verbindungen enthalten und mit Organen zum gegenseitigen Zentrieren und Ausrichten der Verbindungselemente beim Zusammenführen der Kupplungsteile versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die"Zentrier- und Äusrichtorgane einerseits aus einer fest mit einem der Träger (3) verbundenen hohlkegeligen Aufnahme (5) sowie einem fest mit dem anderen Träger (8) verbundenen Kugelkörper (12) bestehen, der in der Aufnahme abstützbar ist, und andererseits aus elastischen Ausricht-Halterungen (15,16,17' bzw. 28,29^50) der gelenkig an ihren Träger (j5 bzw. 8) sitzenden Verbindungselemente (4 bzw. 9) <■

2. Kupplung nach-Anspruch I₁, dadurch gekennzeichnet,, daß die hohlkegelige Aufnahme-) und der Kugelkörper (12) relativ zu den beiden Trägern (5 bzw. 8) seitlich bzw. im wesentlichen in deren Ebene angeordnet sind, so daß die gegenseitige Zentrierung unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgen kann.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlkegelige Aufnahme (5) mit vertikaler Achse eine Kegelstumpfkontur und einen an seinem Eintrittsende erweiterten Pührungsschlitz (6) aufweist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier~Kugelkörper (12) mit seinem Träger (8) über eine Stange (1O) verbunden ist, die einen abgeflachten Abschnitt (11) aufweist, welcher sich in den Schlitz (β) der hohlkegeligen Aufnahme (5) einfügt.

5° Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Eingriff miteinander zu bringenden Verbindungselemente (4,9) an ihrem Träger (3,8) einstellbar sind, einerseits durch ihr Spiel im Inneren des Trägers, das ihnen eine gewisse Winkelschwenkung erlaubt, und durch Kugelgelenke, die aus einem kugeligen Wulst oder Bund (I5) der Elemente und einer konischen Stützfläche (ΐβ) im Träger für das Abstützen des Kugelteils bestehen.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (24,25) in ihrem Träger (3,8) allein durch ihr Spiel im Inneren des Trägers einstellbar sind.

7. Kupplung nach,Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die; elastische Ausricht-Halterung zum Einstellen der Verbindungselemente (4,9 bzw. 24,25) in eine Ausgangsstellung eine. Kegel« feder (17 bzw. 30.) enthält.