DE29701015U1 - Valve coupling - Google Patents
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Description
Bezeichnung: Ventilkupplung
BeschreibungDesignation: Valve coupling
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilkupplung, insbesondere Meßkupplung für fluidische Systeme zur Messung bspw. von Drücken oder Gaskupplung zur Überprüfung der Funktionsweise von Schließmechanismen an der Gasanlage im Hausbereich o. dgl., mit einem eine Bohrung aufweisenden Gehäuse, welches beidendig Anschlüsse besitzt, mit einem in der Bohrung angeordneten Kolben, der von einer Druckfeder beaufschlagt und gegen einen Ringflansch im Bereich der Innenwandung des Gehäuses dichtend zur Anlage bringbar ist, wobei im Bereich der Dichtflächen zwischen Kolben und Gehäuse ein Dichtungssystem vorgesehen ist.The invention relates to a valve coupling, in particular a measuring coupling for fluidic systems for measuring, for example, pressures or a gas coupling for checking the functioning of locking mechanisms on the gas system in the home or the like, with a housing having a bore, which has connections at both ends, with a piston arranged in the bore, which is acted upon by a compression spring and can be brought into sealing contact with an annular flange in the area of the inner wall of the housing, wherein a sealing system is provided in the area of the sealing surfaces between the piston and the housing.
Eine derartige Ventilkupplung ist bspw. aus der DE 43 03 3 66 Al bekannt. Derartige bekannte Ventilkupplungen dienen zum Beispiel zur Herstellung von Prüf- oder Meßanschlüssen an Druckleitungen, wobei in der Regel die Kupplungsbuchse mit Außengewinde fest an der Druckleitung bspw. eines Hydraulikoder Pneumatiksystems installiert ist. Die Kupplungen können bspw. unter Druck, d.h. ohne die Anlage stillzusetzen, über Meßschläuche mit entsprechenden Meßgeräten verbunden werden. Für den Fall, daß eine derartige Ventilkupplung als Gaskupplung im Hausbereich Einsatz findet, wird diese bspw. an den Gasregler angeschlossen, um die Funktionsfähigkeit der Schließmechanismen in der Gasanlage zu überprüfen. Das Dichtungssystem der bekannten Ventilkupplungen weist in der Regel eine im Bereich der Dichtflächen zwischen Kolben und Gehäuse angebrachte Weichdichtung auf, so,daß die Bohrung des Gehäuses unter der Wirkung des federbelasteten Kolbens jedenfalls dann fluiddicht verschlossen ist, wenn der Kolben bei fehlender äußerer Betätigung aufgrund der Wirkung der Federkraft in Schließstellung gehalten wird.Such a valve coupling is known, for example, from DE 43 03 3 66 Al. Such known valve couplings are used, for example, to create test or measuring connections on pressure lines, whereby the coupling socket with external thread is usually installed firmly on the pressure line of, for example, a hydraulic or pneumatic system. The couplings can, for example, be connected to corresponding measuring devices under pressure, i.e. without shutting down the system, via measuring hoses. In the event that such a valve coupling is used as a gas coupling in the home, it is connected, for example, to the gas regulator in order to check the functionality of the locking mechanisms in the gas system. The sealing system of the known valve couplings generally has a soft seal in the area of the sealing surfaces between the piston and the housing, so that the bore of the housing is sealed fluid-tight under the action of the spring-loaded piston, at least when the piston is held in the closed position due to the action of the spring force in the absence of external actuation.
Eine Anforderung an derartige Ventilkupplungen besteht u. a. auch darin, daß die Funktionsfähigkeit auch bei der Einwirkung hoher Temperaturen bis zu ca. 650° C gewährleistet sein sollte, so daß insbesondere auch unter dem Einfluß hoher Temperaturen ein Fluidaustritt aus der Ventilkupplung vermieden wird. Die bei den bekannten Ventilkupplungen zum Einsatz kommende Abdichtung nu mit Weichdichtung im Bereich der Dichtflächen hält in der Regel der Einwirkung solcher hohen Temperaturen nicht stand und wird verkohlen oder verkoksen, da Sauerstoff in der Regel nicht direkt an die Weichdichtung gelangen kann.One requirement for such valve couplings is that they should function properly even when exposed to high temperatures of up to approx. 650° C, so that fluid leakage from the valve coupling is avoided, especially under the influence of high temperatures. The sealing used in the known valve couplings, namely with a soft seal in the area of the sealing surfaces, does not usually withstand the effects of such high temperatures and will char or coke, since oxygen cannot usually reach the soft seal directly.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Ventilkupplung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch unter der Einwirkung hoher Temperaturen ein Fluidaustritt aus der Ventilkupplung bei Nichtbetätigung des Kolbens gewährleistet ist.The invention is based on the object of developing a valve coupling of the type mentioned at the outset in such a way that even under the influence of high temperatures, fluid escapes from the valve coupling when the piston is not actuated.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei der Ventilkupplung mit den eingangs genannten Merkmalen i. w. dadurch gelöst, daß das Dichtungssystem eine Nut sowie einen der Nut zugeordneten Fortsatz, wie eine Wand oder einen Steg aufweist, der in die Nut einbringbar ist. Für den Fall, daß die Funktionsfähigkeit der Weichdichtung nicht mehr gegeben ist, wird eine Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse dadurch geschaffen, daß ein Fortsatz mit der Innenwandung oder dem Rand einer Nut dichtend zur Anlage bringbar ist. Dabei kann die Nut an dem Kolben und der Fortsatz an dem Gehäuse unmittelbar angeordnet sein. Es besteht jedoch ebenso gut die Möglichkeit, die Nut am Gehäuse und den Fortsatz an dem Kolben vorzusehen. Insgesamt wird das Dichtungssystem somit durch insbesondere metallische Teile am Kolben bzw. Gehäuse gebildet, so daß eine sichere Abdichtung auch bei hohen Temperaturen gegeben ist.According to the invention, this task is essentially solved in the valve coupling with the features mentioned at the beginning in that the sealing system has a groove and an extension associated with the groove, such as a wall or a web, which can be inserted into the groove. In the event that the soft seal no longer functions, a seal is created between the piston and the housing in that an extension can be brought into sealing contact with the inner wall or the edge of a groove. The groove can be arranged directly on the piston and the extension on the housing. However, it is just as possible to provide the groove on the housing and the extension on the piston. Overall, the sealing system is thus formed by metal parts on the piston or housing in particular, so that a secure seal is provided even at high temperatures.
Nach einer vorteilhaften ersten Ausführungsform der Erfindung weist der Fortsatz wenigstens eine seitliche Schrägfläche auf,According to an advantageous first embodiment of the invention, the extension has at least one lateral inclined surface,
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die an einen Nutrand oder eine Nutseitenwand zur Anlage bringbar ist. Durch die seitliche Schrägfläche an dem Fortsatz können bis zu einem gewissen Maße Toleranzen ausgeglichen und somit eine sichere Abdichtung zur Anlage kommenden metallischen Flächen gewährleistet werden.which can be brought into contact with a groove edge or a groove side wall. The lateral inclined surface on the extension can compensate for tolerances to a certain extent and thus ensure a secure seal on the metal surfaces that come into contact.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Nut als Ringnut und der Fortsatz als Ringwand ausgebildet sind, wobei die Ringwand ein sich einseitig oder beidseitig i. w. konisch verjüngendes Querschnittsprofil aufweist. Diese Lösung zeichnet sich insbesondere durch die einfache Fertigungstechnik und somit niedrige Herste1lungskosten aus.An advantageous development of the invention consists in that the groove is designed as an annular groove and the extension as an annular wall, whereby the annular wall has a cross-sectional profile that tapers conically on one or both sides. This solution is characterized in particular by the simple manufacturing technology and thus low manufacturing costs.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Nut im Bereich einer Stirnfläche des Kolbens und der Fortsatz im Bereich des Ringflansches angeordnet sind. Es versteht sich jedoch, daß im jeweiligen Anwendungsfall die Nut auch im Bereich des Ringflansches bzw. am Gehäuse ausgebildet sein kann, während der Fortsatz an dem Kolben bzw. einer Stirnfläche des Kolbens angeformt ist.It has proven to be advantageous that the groove is arranged in the area of an end face of the piston and the extension in the area of the ring flange. However, it goes without saying that in the respective application the groove can also be formed in the area of the ring flange or on the housing, while the extension is formed on the piston or an end face of the piston.
Dadurch, daß die Breite der Stirnfläche des Fortsatzes im Vergleich zu der Breite der Nut geringere Abmessungen aufweist, ist sichergestellt, daß der Fortsatz auch unter Berücksichtigung gewisser Toleranzen in den Abmessungen in die Nut einbringbar ist und dichtend in der Nut zur Anlage kommt.Because the width of the front surface of the extension is smaller than the width of the groove, it is ensured that the extension can be inserted into the groove, even taking into account certain tolerances in the dimensions, and that it fits tightly into the groove.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Dicke der Basis des Fortsatzes im Vergleich zu der Breite der Nut größere Abmessungen auf. Dadurch, daß der Fortsatz in Richtung seines der Nut zugewandten Endes ein- bzw. zweiflächig i. w. keilförmig, konisch o. dgl. verjüngt, wobei die Basis des Fortsatzes verglichen mit der Nutbreite größere Abmessungen aufweist, die Stirnfläche jedoch schmaler als dieAccording to another advantageous development of the invention, the thickness of the base of the extension has larger dimensions compared to the width of the groove. Because the extension tapers in the direction of its end facing the groove in one or two areas, essentially wedge-shaped, conical or similar, the base of the extension has larger dimensions compared to the width of the groove, but the front surface is narrower than the
Nutbreite ist, wird gewährleistet, daß eine bzw. beide Seitenflächen des Fortsatzes nach Eintauchen des Fortsatzes in die Nut sicher über die gesamte Länge der Nut dichtend an der Nutseitenwand bzw. dem Nutwand zur Anlage kommen.Groove width ensures that one or both side surfaces of the extension come into contact with the groove side wall or groove wall in a sealing manner over the entire length of the groove after the extension has been immersed in the groove.
Von besonderem Vorteil ist eine in die Nut eingelegte Weichdichtung. In diesem Fall erfüllt die Nut sozusagen eine Doppelfunktion, zum einen dient sie zur Aufnahme und Halterung der Weichdichtung, so daß der Fortsatz dichtend an der Weichdichtung zur Anlage kommt. Für den Fall, daß höhere Temperaturen auf die Ventilkupplung einwirken und die Weichdichtung verkohlt oder verkokst, bilden die Nutenseitenwand bzw. der Nutrand in Verbindung mit dem Fortsatz eine weitere metallische Dichtfläche, die dann anstelle der Dichtfläche zwischen Fortsatz und Weichdichtung zur Wirkung kommt und eine fluiddichte Abdichtung der Ventilkupplung gewährleistet.A soft seal inserted into the groove is particularly advantageous. In this case, the groove fulfills a dual function, so to speak: firstly, it serves to accommodate and hold the soft seal, so that the extension seals against the soft seal. In the event that higher temperatures act on the valve coupling and the soft seal carbonizes or cokes, the groove side wall or the groove edge in conjunction with the extension form another metallic sealing surface, which then takes effect instead of the sealing surface between the extension and the soft seal and ensures a fluid-tight seal of the valve coupling.
Desweiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Ringflansch Bestandteil eines Einsatzes ist, der mit dem Gehäuse gasdicht verbunden ist. Diese Maßnahme führt aus fertigungstechnischer Sicht zu einer vereinfachten Herstellung der Ventilkupplung, wobei zusätzlich die Möglichkeit besteht, den Einsatz aus einem anderen Material herzustellen als das Gehäuse. Die letztgenannte Maßnahme kann sich insoweit als vorteilhaft erweisen, als das Material des Einsatzes, bspw. hinsichtlich der metallischen Dichtfunktion optimiert werden kann. Die gasdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Einsatz kann von Vorteil bspw. dadurch realisiert werden, daß diese Verbindung als Preßpassung oder als eingerollte Börtelkante ausgebildet ist.Furthermore, it has proven to be advantageous that the ring flange is part of an insert that is connected to the housing in a gas-tight manner. From a manufacturing point of view, this measure leads to a simplified manufacture of the valve coupling, whereby there is also the possibility of producing the insert from a different material than the housing. The latter measure can prove to be advantageous insofar as the material of the insert can be optimized, for example with regard to the metallic sealing function. The gas-tight connection between the housing and the insert can be advantageously realized, for example, by designing this connection as a press fit or as a rolled-in flanged edge.
Desweiteren besteht auch die Möglichkeit, daß der Einsatz eine umlaufende Ringnut mit einer eingelegten Ringdichtung aufweist,Furthermore, it is also possible for the insert to have a circumferential ring groove with an inserted ring seal,
die für eine gasdichte Verbindung des Einsatzes mit dem Gehäuse sorgt.which ensures a gas-tight connection between the insert and the housing.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further aims, advantages, features and possible applications of the present invention emerge from the following description of an embodiment based on the drawings. All described and/or illustrated features form the subject matter of the present invention on their own or in any meaningful combination, also regardless of their summary in the claims or their reference back to them.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht des Gehäuses eines Ausführungsbeispiels der Ventilkupplung, teilweise geschnitten,Figure 1 is a side view of the housing of an embodiment of the valve coupling, partially sectioned,
Figur 2 einen Schnitt durch das Gehäuse der Figur 1 entlang der Schnittlinie A-A,Figure 2 shows a section through the housing of Figure 1 along the section line A-A,
Figur 3 eine Ausschnittsvergrößerung X der Figur 1,Figure 3 is an enlarged detail X of Figure 1,
Figur 4 eine Seitenansicht des Gehäuses der Ventilkupplung der Figur 1 mit aufgeschraubter Abschlußkappe undFigure 4 is a side view of the housing of the valve coupling of Figure 1 with screwed end cap and
Figur 5 einen Schlauchstutzen, der anstelle der Ventilkappe dem Gehäuse mittels einer Überwurfmutter oder Rändelmutter aufgeschraubt werden kann.Figure 5 shows a hose connector that can be screwed onto the housing using a union nut or knurled nut instead of the valve cap.
Die in den Figuren dargestellte Ventilkupplung 10 ist mit einem Anschluß 1 an die Festseite einer Gasanlage oder eines sonstigen fluidischen Systems anschließbar. Die Ventilkupplung 10 weist ein Gehäuse 12 auf mit einer Bohrung 40, in dem einThe valve coupling 10 shown in the figures can be connected to the fixed side of a gas system or other fluid system using a connection 1. The valve coupling 10 has a housing 12 with a bore 40 in which a
Kolben 3 von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung bewegbar ist. Der Kolben 3 ist mittels einer Druckfeder 2 in Schließstellung gehalten. Zur Abdichtung des Kolbens 3 dient eine Weichdichtung 4, welche gegen einen Ringflansch 14 mittels der Druckfeder 2 gepreßt ist. Die Ventilkupplung 10 besitzt auf der dem Anschluß 1 abgewandten Seite einen weiteren Anschluß 5, auf den im Normalfall eine dichtende Abschlußkappe 16 aufgeschraubt ist.Piston 3 can be moved from a closed position to an open position. The piston 3 is held in the closed position by means of a compression spring 2. A soft seal 4 is used to seal the piston 3, which is pressed against a ring flange 14 by means of the compression spring 2. The valve coupling 10 has a further connection 5 on the side facing away from the connection 1, onto which a sealing end cap 16 is normally screwed.
Wenn nun zu Revisions- oder Kontrollzwecken die Funktionsweise bspw. der Schließmechanismen der Gasanlage überprüft werden soll, wird die Abschlußkappe 16 abgenommen und ein Schlauchstutzen 18 dem Anschluß 5 aufgeschraubt. Dieser Schlauchstutzen 18 weist an seinem in den Anschluß 5 eintauchenden Ende eine gabelförmige Betätigung 20 auf. Durch Drehen einer Rändelschraube 22 wird diese gabelförmige Betätigung 20 in das Innere der Ventilkupplung 10 eingeführt. Anfänglich gleitet der Schlauchstutzen 18 mit einer äußeren Ringdichtung 24 an der Innenwandung des Anschlusses 5 der Ventilkupplung 10 entlang, wodurch ein gasdichter Abschluß gewährleistet ist. Erst dann, wenn der Schlauchstutzen 18 mit seinem der Ventilkupplung 10 zugewandten Endabschnitt in das Innere der Ventilkupplung 10 eingeschraubt ist, wird der Kolben 3 in die Öffnungsstellung bewegt und es kann ggf. ein für die Gasanlage bzw. das fluidische System an sich unzulässiger Gasaustritt hin zu dem Ausgang des Schlauchstutzens 18 erfolgen, so daß geprüft werden kann, ob die Schließeinrichtungen in der Regelungseinheit oder der Gasanlage ansprechen oder nicht. Selbstverständlich kann auch bspw. der in dem System herrschende Druck durch Anschluß eines Meßgerätes an den Schlauchstutzen 18 gemessen werden.If the functionality of the gas system's locking mechanisms, for example, is to be checked for inspection or control purposes, the end cap 16 is removed and a hose connector 18 is screwed onto the connection 5. This hose connector 18 has a fork-shaped actuator 20 at its end that extends into the connection 5. By turning a knurled screw 22, this fork-shaped actuator 20 is inserted into the interior of the valve coupling 10. Initially, the hose connector 18 slides along the inner wall of the connection 5 of the valve coupling 10 with an outer ring seal 24, which ensures a gas-tight seal. Only when the hose connector 18 is screwed into the interior of the valve coupling 10 with its end section facing the valve coupling 10 is the piston 3 moved into the open position and gas can possibly escape to the outlet of the hose connector 18, which is not permissible for the gas system or the fluid system itself, so that it can be checked whether the closing devices in the control unit or the gas system are responding or not. Of course, the pressure prevailing in the system can also be measured by connecting a measuring device to the hose connector 18.
Die Ventilkupplung 10 mit dem Schlauchstutzen 18 ist so konzipiert, daß bei einer Betätigung des Kolbens 3 hin in die Öffnungsstellung ein unkontrollierter Gasaustritt nichtThe valve coupling 10 with the hose connector 18 is designed in such a way that when the piston 3 is actuated into the opening position, an uncontrolled gas leakage is not possible.
auftritt, sondern das Gas über den Schlauchstutzen 18 bzw. ein darauf aufgesteckten Schlauch nach außen abgeleitet werden kann.occurs, but the gas can be discharged to the outside via the hose connector 18 or a hose attached to it.
Um eine Funktionsfähigkeit der Ventilkupplung 10 auch unter Einwirkung von hohen Temperaturen bis hinauf zu bspw. 650° C zu gewährleisten, weist das Dichtungssystem eine Nut 32 sowie einen der Nut 32 zugeordneten Fortsatz 38 auf, der in die Nut 32 einbringbar ist. Der Fortsatz 38 ist als Wand oder Steg ausgebildet und weist wenigstens eine seitliche Schrägfläche auf, die an einen Nutrand 36 oder eine Nutenseitenwand 34 zur Anlage bringbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Nut 32 als Ringnut und der Fortsatz als Ringwand ausgebildet, wobei die Ringwand ein sich einseitig oder beidseitig i. w. konisch verjüngendes Querschnittsprofil aufweist. Die Nut 32 ist im Bereich einer Stirnfläche des Kolbens 3 und der Fortsatz 38 im Bereich des Ringflansches 14 vorgesehen. In die Nut 32 ist die Weichdichtung 4 eingelegt.In order to ensure that the valve coupling 10 functions even under the influence of high temperatures up to 650° C, for example, the sealing system has a groove 32 and an extension 38 associated with the groove 32, which can be inserted into the groove 32. The extension 38 is designed as a wall or web and has at least one lateral inclined surface that can be brought into contact with a groove edge 36 or a groove side wall 34. In a particularly advantageous embodiment, the groove 32 is designed as an annular groove and the extension as an annular wall, the annular wall having a cross-sectional profile that tapers conically on one side or both sides. The groove 32 is provided in the area of an end face of the piston 3 and the extension 38 in the area of the annular flange 14. The soft seal 4 is inserted into the groove 32.
Der Ringflansch 14 ist Bestandteil eines Einsatzes 26, der mit dem Gehäuse 12 gasdicht verbunden ist. Die gasdichte Verbindung ist als Preßpassung und/oder als eingerollte Bördelkante ausgebildet. Desweiteren besteht auch die Möglichkeit, daß der Einsatz 26 eine umlaufende Ringnut mit einer eingelegten Ringdichtung 28 aufweist, die an der Innenwandung der Bohrung 40 anliegt und für eine gasdichte Abdichtung sorgt.The ring flange 14 is part of an insert 26 which is connected to the housing 12 in a gas-tight manner. The gas-tight connection is designed as a press fit and/or as a rolled-in flanged edge. Furthermore, it is also possible for the insert 26 to have a circumferential ring groove with an inserted ring seal 28 which rests against the inner wall of the bore 40 and ensures a gas-tight seal.
Im Normalfall sorgen die Dichtflächen zwischen der Stirnseite des Fortsatzes 38 und der in die Nut 32 eingelegten Weichdichtung 4 für eine Abdichtung der Ventilkupplung 10 im unbetätigten Zustand. Wenn jedoch die Weichdichtung 4 infolge thermischer Einwirkung verkohlt, verkokst o. dgl., kommen der Fortsatz 38 und die Nutseitenwand 34 oder der Nutrand 36 als Dichtflächen unmittelbar zur Anlage, so daß auch in diesem Fall für eine Abdichtung der Ventilkupplung 10 gesorgt ist. Durch die spezielle Ausgestaltung des Dichtungssystems derNormally, the sealing surfaces between the front side of the extension 38 and the soft seal 4 inserted into the groove 32 ensure that the valve coupling 10 is sealed when not in operation. However, if the soft seal 4 carbonizes, cokes or similar as a result of thermal influences, the extension 38 and the groove side wall 34 or the groove edge 36 come into direct contact as sealing surfaces, so that the valve coupling 10 is sealed in this case too. Due to the special design of the sealing system of the
Ventilkupplung 10 wird somit ein redundantes System bereitgestellt, welches zwei Dichtungsfunktionen aufweist, wobei die zweite Dichtungsfunktion bei Ausfall der ersten Dichtungsfunktion infolge der Einwirkung hoher Temperaturen sozusagen selbsttätig zum Einsatz kommt. Da die Dichtflächen der zweiten Dichtungsfunktion als metallische Teile ausgebildet sind, ist ein Ausfall der zweiten Dichtungsfunktion unter der Einwirkung hoher Temperaturen, etwa bei 650° C, nicht zu befürchten.Valve coupling 10 thus provides a redundant system which has two sealing functions, wherein the second sealing function is automatically activated if the first sealing function fails due to exposure to high temperatures. Since the sealing surfaces of the second sealing function are designed as metallic parts, there is no risk of the second sealing function failing under the influence of high temperatures, for example at 650° C.
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