DE2651855A1

DE2651855A1 - Steckkupplung fuer filterapparate

Info

Publication number: DE2651855A1
Application number: DE19762651855
Authority: DE
Inventors: Werner Kempf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-13
Filing date: 1976-11-13
Publication date: 1978-05-18

Description

Steckkupplung für Filterapparate Die Erfindung dient vorwiegend zur Ausrüstung von Filteranlagen, besonders aber von kleineren Ionenaustauscheranlagen, deren Schlauchleitungen wegen unterschiedlicher Arbeitsspiele umgesetzt werden müssen. Da hierbei die Anwendung von Verschraubungen umständlich und zeitraubend wäre, wurden die Apparate mit Steckkupplungen ausgerüstet. Trotz der nicht geringen Anzahl Kupplungen, die in unterschiedlichen Ausführungen auf dem Markt erhältlich sind, kam bei den Filteranlagen nur eine Ausführungsform zur Anwendung. Diese Einschränkung ergibt sich aus den Betriebsbedingungen der Filteranlagen. Damit in das Filtrat keine Metallionen eintreten können, sind nur Ausrüstungsteile gefragt, die aus Kunststoff gefertigt sind und keine Metallteile besitzen bzw. durch letztere ergänzt werden. Die Kupplungen müssen auch gegen Einwirkungen von Lauge und Säure beständig sein.
Mit fortschreitender Entwicklung der Spezialfilter entsprechen die bisher verwendeten Kupplungen nicht mehr den Vorstellungen, die für die Apparate als vorteilhaft angesehen werden.
Die bisher verwendeten Kupplungen besitzen eine axial verschiebbare Verriegelungshülse, die unter Federdruck steht.
Bei ihrem Gebrauch tritt gelegentlich ein selbsttätiges Entkuppeln auf. Eine Ursache wird darin gesehen, daß beim Öffnen der Filterventile, durch plötzlichen Druckaufbau, die betroffene Kupplung überlastet wird. Eine weitere Ursache wird darin gesehen, daß die Verriegelungshülse, womit ein schlauchseitig angebrachter Stecknippel über eine Kugelarretierung festgehalten wird, durch ihre axial verschiebbare Anordnung auf der Kupplungshfflse, der Tendenz eines Fehlgriffes förderlich ist.
Bei einer reihenweisen Betttlgung einer groberen Anzahl ins als lierter Kupplungen kennen die tußeren AnzzLchen einer fthlerhaften Verbindung leicht dbersehen werden Es wurde in Erfahrung gebracht, daß bei der Betätigung einer axial verschiebbaren Verriegelungshülse, die jeweils erfthlbare Riegelstellung und deren Zurtekfedern in ihre Ausgangsstellung, das gelegentlich von Knack- und Anschlagger#uschen begleitet ist, als Indikator gewertet wird. Unter dieser Bewertungsweise kann ein Stecknippel, beispielsweise unter seitlicher Belastung seines Schlauches, sich bei eiliger Handhabung, in seiner Kupplungshülse verklemmen, ohne von der Verriegelung erfaßt zu werden.
Der Handhabende, der sich auf die genannten Merkmale verläßt, übersieht ohne Anlaß zur Korrektur, den an sich erkennbaren Sachverhalt. Wenn dies bei einiger Aufmerksamkeit auch sicherlich zu vermeiden ist, so schließt ein häufiger Gebrauch den gelegentlichen Fehlgriff nicht aus. Aus vorgenannten Gründen ist neben anderem eine Drehverriegelung erwünscht, die mit einem Anschlag für die Riegelstellung Auf und Zu ausgestattet ist.
Bei einer Kupplung mit Drehverriegelung kann das Einsetzen eines Stecknippels und gleichzeitige Drehen der Verriegelungshülse mit einer Hand leicht und zügig vorgenommen werden.
Zwar gibt es Kupplungen mit einer Drehverriegelung, die aber hier nicht in Frage kommen. Eine Ausführungsform enthält beispielsweise keinen Anschlag für ihre Verriegelungshülse, wodurch die Riegelstellung "Auf" durch Probieren ermittelt werden muß.
Eine andere Ausführung besitzt eine federgestützte drehbare Verriegelungshülse. Diese Kupplung wird mit einem 0-Ring abgedichtet, der auf dem jeweiligen Stecknippel angebracht ist.
Der beim einhändigen Ankuppeln erforderliche Kraftaufwand, der zur Überwindung eines gewissen Ankupplungswiderstandes aufgebracht werden muß, kann bei den Filterapparaten aus glasartigem Kunststoff, von einer installierten Kupplung auf die hebelwirksamen Anschlußenden übertragen werden, wodurch diese durch Lastwechsel Risse bekommen können, die später zum Bruch der Anschlußsockel führen. Die erwähnten Kupplungen sind aber auch für Gartengeräte bestimmt und besitzen einen dementsprechenden Zuschnitt, der neben anderen Eigenschaften für die Filter nicht brauchbar ist.
Die gebräuchlichen Kupplungen in Kunststoffausführung werden im Spritzgießverfahren hergestellt.
Es ist einleuchtend, daß bei den vorhandenen Spritzwerkzeugen keine andere Ausführungsform hervorgehen kann, als durch die jeweils bestehende Form vorgegeben ist.
Bei den Filteranlagen sind oft verschiedene Abmessungen#, beispielsweise eine lange oder kurze Kupplungshülse, oder ein anderer Zuschnitt nützlich. Außerdem sind die bisher zur Anwendung gebrachten Kupplungen für dis Filterapparate zu teuer geworden.
Die bisher verwendeten Xupplungen bestehen aus 12 Binzelteilen, wobei die Gebauseteile neben eines Gewinde für die Installation, zwei weitere Gewinde für den Zuw~nbau ufwisen.
Di@s ist aller@ings nötig, weil 3 weitere Teile eines Rückschlagventiles, sich nur bei geteilter Ilülse einbauen lesen.
Da die Ventile eine Metallfeder besitzen, die bei 10 installierten Kupplungen an einem Apparat, eine erhebliche Kontaktfläche ergeben und aus bekannten Gründen nicht verwendet werden, verbleibt ein Rest an Aufwand, der nicht benötigt, aber mitbezahlt werden muß.
Aus den vorgenannten Mängeln und den erwähnten Umständen wurde die Aufgabe abgeleitet, eine Steckkupplung zu schaffen, die mit einer Drehverriegelung ausgerüstet ~trotzdem noch einfache geometrische Verhältnisse aufweist und die eine besonders billige Herstellung auch durch spanabnehiiiende Bearbeitung von Halbzeugen bzw. Stangenmaterial erlaubt.
Anstelle der gebräuchlichen O-Ringe sowie der großen blockförmigen Scheibendichtungen und Lippendichtungen wurde im Zuge der Erfindung die Anwendungsmöglichkeit einer vergleichsweisen kleinen und dünnwandigen Dichtungsscheibe ermittelt.
Die erfindungsgemäße Anwendung der Dichtungsscheibe erleichtert die Fabrikation der Kupplung. Dabei müssen nicht so viel eng tolerierte Maße eingehalten werden als dies der Fall sein würde, wenn die gebräuchlichen Kupplungen, statt im Spritzgießverfahren, durch spanabnehmende Bearbeitung von Halbzeugen bzw. Stangenmaterial #ur Herstellung kann, Mit der Erfindung ist die Beschaffung einer Steckkupplung, ohne Inventition an Formen und Werkzeugen, auch mit weniger anspruchsvollen technischen Mitteln, beispielsweise in einem Kleinbetrieba in jeder Richtung kuraftistig möglich.
Ji nachfolgenden wird ein Ausftlhrungsbei.piel und seine Variante, mit Hilfe von zwei Zeichnungen epl#utert.
Eine Steckkupplung gemaß der Erfindung besteht in ihrer Grundausführung aus 6 Einzelteilen und zwar aus: einer Kupplungshülse(I), Zeichnung 1, einer Verriegelungshülse(2), einer Kugel(3), einem Stift(4), einer Dichtun£sscheibe(S) und einem Stecknippel(6).
Daneben gibt es eine Variante, die mit beiderseitig angebrachten Drehverriegelungen, eine leichtlösbare Verbindung zweier Schlauchleitungen erlaubt, deren Enden nur mit Stecknippel ausgerüstet sind. Zeichnung 1, Abb. 2.
Bei der Erfindung besteht im einzelnen folgender Zusammenhang, der im Prinzip auch für die beiderseitig ausgelegt. Variante gültig ist: Auf einer Kupplungshülse(I) Abb. 1, Zeichnung 2, ist eine Drehverriegelung angebracht, die aus einer Verriegelungshülse(2) und aus einer Kugel(3) besteht, wobei letztere in der Kupplungshülse(I) eingelassen ist.
Die Verriegelung kann bis auf 3 Kugeln erweitert werden, wenn dies gewünscht wird.
Die Innenseite der Verriegelungshülse(2) besitzt eine nutförmige Vertiefung(2a) Abb. 3, worin die Kugel(3) beim Entriegeln zurücktritt. Die Verriegelungsh;#ilse(2) wird auf der Kupplungshülse(#) durch einen Stift(4) festgehalten. Abb. 1 und 3.
Dieser Stift(4) reicht in eine auf der Kupplungshülse(1) eingearbeitete Rille(la) Abb. 1, hinein, die sich über den halben Umfang der Kupplungshülse(1) erstreckt. Die bewegliche Befestigung der Verriegelungshülse(2) auf der Kupplungshülse(1), bestehend aus Stift(4) und Nute(la), bilden zugleich einen Anschlag für die Riegelstellung "Auf" und Zu.
Ein dazugehöriger Stecknippel(6) und (7)Abb. 6 und 7, kann in zwei verschiedenen Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
Erfindungsgemäß mit einem abgesetzten Kopfteil(6a) oder mit einer Rille oder Nute (7a) Abb. 7, mit abgeschrägten Flanken, wie letztere Ausführung schon lange gebräuchlich ist. Die Kupplungshülse (1) und ein Stecknippel(6) Abb. 3, sind geometrisch so abgestimmt, daß bei einem nicht auf Anschlag gesetzten Stecknippel(6) sich die Verriegelungshülse(2) keinesfalls drehen läßt. Abb. 3.
Dabei liegt der Stecknippel(6) erkennbar weit zurück und veranlaßt zur Korrektur. Im Zusammenhang mit der eindeutig zu betätigenden Drehverriegelung ist ein Fehlgriff weitgehendst ausgeschlossen.
Die erforderliche Abdichtung des Luftspaltes(ld) innerhalb der Kupplungshülse(l) und einem Stecknippel(6) Abb. 4, erfolgt bei den gebräuchlichen Kupplungen, abgesehen von einer Ausnahme, mittels Runddichtungen oder sogenannten 0-Ringen, die auch anders angeordnet sind. Die erwähnte Ausnahme enthält vergleichsweise eine recht aufwendige Dichtung in der Form eines Kreisringes, der in seinem Querschnitt mit einem U-Profil verglichen werden kann.
Für eine Herstellung der U-Profildichtungen sind Formen erforderlich, die aufwendiger sein dürften als die Formen, die zur Herstellung von 0-Ringen benötigt werden.
Die 0-Ringe sind bekanntlich weit verbreitet und zur Lösung vieler Dichtungsprobleme geeignet.
Bei ihrer Anwendung müssen jedoch einige Faktoren wie: Verschleiß, gedrängte Konstruktion, Elastizität, Beständigkeit sowie die einzuhaltenden Maße, sorgfältig gegeneinander abgewogen werden.
Die sich daraus ergebenden Ansprüche an eine Fabrikation werden durch die Erfindung aber noCh umgangen, so daß eine besonders billige Herstellung auch durch spanabnehmende Bearbeitung möglich ist. Erfindungsgemäß kommt eine glatte Dichtungsscheibe(5)Abb. 5, aus elastischem Material zur Anwendung.
Vor ihrer Anwendung ergab sich aber anteilmäßig die Aufgabe, die Dichtungsscheibe(5) in ihrem Funktionsbereich so zu beeinflussen, daß auch bei wechselnden Strömungen, die Dichtungsscheibe(5) gegen einen anliegenden Stecknippel(6) verformt wird. Abb. 4.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem eine in der Kupplungshülse(1)angelegte Durchgangsbohrung(le)Abb. 4, mit einer hohlkegelförmigen Mündung(lf) ausgestattet ist, die unmittelbar bei der Dichtungsscheibe(5) endet.
Für beide Richtungen bzw. Strömungsrichtungen verändert sich in der Durchgangsbohrung(le) direkt an der Dichtungss-cheibe(5) angrenzend, der Querschnitt. Durch die erweiterte Seite der Mündung(lT), die an der Dichtungsscheibe(5) endet, liegt eine größere Fläche der Scheibe frei, als dies auf der Gegenseite bei eingesetztem Stecknippel(6) der Fall ist.
Zusammengefaßt gilt: Erweitert sich ein Rohr im Sinne der Strömungsrichtung, so vermindert sich die Geschwindigkeit der Strömung, und der Druck steigt an. Bei gleichzeitiger Wirbelbildung erfolgt ein Rückströmen in die Winkelzonen der Dichtungsscheibe(5).
Hier baut sich, ähnlich wie bei einer Stauscheibe eines Feindosierapparates, eine Druckzdne auf, die die elastische Dichtungsscheibe(5) gegen die Stirnfläche eines dahinterliegenden Stecknippels(6) andrückt.
Dabei wird der Luftspalt(ld) Abb. 4, bs einhergehender Yerformung der Dichtungsscheibe(5) geschlossen.
Versuchsmuster der Erfindung, die einem Wasserdruck, ansteigend bis 20 bar ausgesetzt wurden, zeigten keine Leckstellen.
Bei der Erfindung ist für spezielle Anwendungsfälle auch ein Rückschlagventil vorgesehen.
Durch die einfachen geometrischen Verhältnisse der Einzelteile ist eine Herstellung im Spritzgießverfahren nicht ausgeschlossen.
Die Erfindung behält sich vor, unter Beibehaltung ihres Zuschnittes, auch andere Materialien als Kunststoff zu verwenden.
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Claims

5 chutzansprüche 1. Steckkupplung für Filterapparate, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Luftspaltes (ld) Abb. 4, zwischen Kupplungshülse (1) und Stecknippel (6), eine kreisringförmige Dichtungsscheibe (5) Abb. 5, von rechteckigem Querschnitt (5a) dient, die innerhalb der Kupplungshülse (1) in einer Ausdrehung eingesetzt ist. (Abb. 3 und 4) 2. Nach Anspruch 1, Steckkupplung für Filterapparate, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Kupplungshülse (1) axial verlaufende Durchgangsbohrung (le) eine hohlkegelförmige Mündung (If) besitzt, Abb. 3 und 4, deren erweitertes Ende unmittelbar an der Dichtungsscheibe (&) anliegt. (Abb. 4) 3. Nach Anspruch 2, Steckkupplung für Filterapparate, alternativ dadurch gekennzeichnet, daß sich anstelle einer hohI-kegelförmigen Mündung (elf), bei der Dichtungsscheibe (5), eine im Querschnitt rechteckig ausgebildete Mündung (lg) befindet. (Abb. 8) 4. Steckkupplung für Filterapparate, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag der Verriegelungshülse (2) aus einem durch die Verriegelungshülse (2) gehenden Stift (4) Abb. 1 und 3, und einer auf der Kupplungshülse (1) eingearbeiteten Nute oder Rille (la) Abb. 1, besteht, in die der Stift (4) hineinreicht, wobei sich der Riegelanschlag, aus der vorbestimmten Ausdehnung der Rille (la) über den Umfang der Kupplung ergibt.

Zu Anspruch 4, im Zusammenhang dadurch gekennzeichnet ~daß die Nute oder Rille (la) und der Stift (4) gleichzeitig zum Anschlag der jeweiligen Riegelstellung, auch die Verriege-Iungshülse (2) auf der Kupplungshülse (1) drehbeweglich verankern 5 c h u t z a n s p r ü c h e (2) 5. Steckkupplung für Filterapparate,weiterhin gekennzeichnet durch einen Stecknippel (6), der als Gegenstück zur Kupplungshülse (1) bzw. deren Verriegelung, ein abgesetztes Kopfteil (6a) Abb. 6, besitzt, hinter dessen steiler Flanke die Kugel (3) Abb. 4, zu liegen kommt, wonach der Stecknippel (6) einem Konus gleicht, dessen verjüngtes Ende am Kopfteil (6a) endet, entgegengesetzt aber auf den gleichen Durchmesser seines Kopfteiles (6a) ausläuft.

6. Steckkupplung für Filterapparate, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (1) als auch die Verriegelungshülse (2), rund, vierkantig, sechskantig oder mehreckig ausgelegt sein kann.

7. Steckkupplung für Filterapparate, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (1) eine Kugel (3) oder zwei Kugeln (3) oder 3 Kugeln (3) besitzt.

8. Steckkupplung für Filterapparate dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung bzw. die Kupplungshülse (1) und die Verriegelungshülse (2) aus Kunststoff im besonderen aus transparentem Kunststoff hergestellt ist.

9. Nach Anspruch 9, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (1) als auch die Verriegelungshülse (2) aus einem anderen Material als Kunststoff, beispielsweise Metall oder Keramik, hergestellt ist.

10. Abschließend dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von zwei Schläuchen, die nur mit Stecknippel ausgestattet sind, die Steckkupplung an beiden Enden ihrer Kupplungshülse (1) eine Drehverriegelung besitzt Zeichnung l,eA-#b,2#,