DE60204201T2

DE60204201T2 - Schnellkupplung für die lösbare Verbindung zweier Rohrleitungen

Info

Publication number: DE60204201T2
Application number: DE60204201T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Froment; Antoine Chambaud; Jean-Jacques Lacroix
Original assignee: Staubli Faverges SCA
Current assignee: Staubli Faverges SCA
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: DE60204201D1; KR20030038418A; FR2831940A1; US20030085572A1; DE60205442D1; JP4286519B2; EP1308663B1; CN1417510A; CN1217122C; ATE301799T1; EP1308664A2; KR100909089B1; US6905151B2; EP1308664B1; CA2410905C; JP2003156184A; CN1417511A; EP1308663A2; JP4249973B2; ATE295948T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung, die Elemente umfasst, die geeignet sind, für die lösbare Verbindung von zwei Leitungen ineinanderzugreifen, die von einem Druckfluid durchströmt werden.
Es ist bekannt, eine Schnellkupplung mit einem außenliegenden Knopf auszurüsten, der dazu dient, einen Verriegelungsmechanismus des Einsteckelementes der Kupplung im Inneren des Aufnahmeelementes zu steuern, mit dem Ziel der Loslösung dieses Einsteckelementes. Die Betätigungskraft eines solchen Knopfes steigt mit dem Durchmesser der Kupplung und dem Druck des durch diese Kupplung hindurchgehenden Fluids, da der Verriegelungsmechanismus eine Feder umfasst, deren Steifigkeitskonstante abhängig von diesen Werten steigt. Darüber hinaus sind diese Verriegelungsmechanismen mit Knopf relativ genau und kostenaufwendig.
Es ist gleichfalls bekannt, Kupplungen zu verwenden, die Kugeln und eine Verriegelungshülse umfassen, wobei die Kugeln durch die Stellung der Hülse um eines der Elemente der Kupplung herum gesteuert werden. Diese Kupplungen verlangen ein ausreichendes freies Volumen um diese Kupplungen herum, um die Hülse zu betätigen, wobei ein solches Volumen nicht immer verfügbar ist.
Es ist gleichfalls bekannt, beispielsweise aus der US-A-4,909,545, an dem Körper eines Kupplungselementes Rampen zur Aufnahme von Ansätzen einzuarbeiten, die von dem Körper des anderen Elementes radial hervorstehen. Die Verriegelung der Kupplung verlangt eine kombinierte relative Bewegung der Translation und der Rotation dieser Elemente, was die Zuverlässigkeit der hergestellten Verbindungen verringern kann.
Es ist darüber hinaus aus der US-A-3,211,479 bekannt, an der Kupplung eine Hülse vorzusehen, die geeignet ist, in einen Ring einzudringen, der auf seiner Innenfläche mit Stiften ausgerüstet ist, die zur Zusammenarbeit mit Rampen vorgesehen sind, die auf der Außenfläche der Hülse eingearbeitet sind. Bei der Öffnung dieser Kupplung existiert die Gefahr einer gefährlichen Bewegung eines stromabwärts liegenden flexiblen Rohres unter der Wirkung des in diesem Rohr herrschenden Drucks.
Es ist gleichfalls aus der US-A-5,087,086 bekannt, einen Ring des Aufnahmeelementes der Kupplung, der eine Verriegelungsrampe eines von einem Einsteckelement der Kupplung getragenen Stiftes definiert, in Bezug auf eine Drehung zu betätigen, wobei diese Betätigung einen Übergang dieses Stiftes von einem Sitz der Rampe zu einem anderen Sitz ermöglicht. Eine Be tätigung der gleichen Weise ist für die anderen Verschiebungen des Stiftes in der Rampe notwendig. Es ist aber manchmal unmöglich, zu einem solchen Ring für die Drehbewegung Zugang zu haben, insbesondere wenn eines der Elemente der Kupplung eingekapselt ist.
Es sind diese Nachteile, die insbesondere die Erfindung vermeiden will, indem eine neue Art von Kupplung vorgeschlagen wird, die eine Verriegelung und eine Entriegelung ohne eine erhöhte Kraft ermöglicht, wobei der Fall einer Kupplung mit großem Durchmesser und für unter erhöhtem Druck stehenden Fluiden eingeschlossen sein soll, während es nicht notwendig ist, seitlich zu der Kupplung für ihre Betätigung Zugang zu haben.
In diesem Sinne betrifft die Erfindung eine Schnellkupplung für die lösbare Verbindung zweier Rohrleitungen, wobei die Kupplung ein erstes und ein zweites Element umfasst, die entsprechend einer Hauptachse der Kupplung ineinandergreifen können, wobei das erste Element mindestens eine Rampe zur Aufnahme eines radialen hervorspringenden Teils des zweiten Elementes zur Verriegelung dieser Elemente in durchleitender Anordnung der Kupplung umfasst, wobei

– die Rampe oder der hervorspringende Teil in einem Ring ausgebildet ist oder Bestandteil desselben ist, der an einem der zuvor erwähnten Elemente in Drehfreiheit und in Längsrichtung entsprechend der Hauptachse der Kupplung feststehend montiert ist,
– die Rampe mindestens einen Verriegelungssitz des hervorspringenden Teils in durchleitender Anordnung der Kupplung bildet,
– die Rampe einen zweiten, axial in Bezug auf den ersten Sitz in Öffnungsrichtung der Kupplung ver setzt angeordneten Sitz für die Verriegelung des hervorspringenden Teils in einer Anordnung der Druckverminderung der stromabwärts gelegenen Leitung bildet und
– die Rampe in der Weise ausgebildet ist, dass die Verschiebung des hervorspringenden Teils in der Rampe von ihrer Eintrittszone zu dem ersten Sitz, die Verschiebung des hervorspringenden Teils vom ersten Sitz zu dem zweiten Sitz und die Verschiebung des hervorspringenden Teils vom zweiten Sitz zu dem Ausgangs der Rampe erhalten werden, indem nur im Wesentlichen axiale Kräfte auf das eine oder das andere der Einsteck- oder Aufnahmeelemente ausgeübt werden.

Dank der Erfindung kann die Bewegung der Verriegelung und der Entriegelung der Kupplung mit Halt in der Druckverminderungsposition im Wesentlichen entsprechend einer axialen Richtung durchgeführt werden, ohne die Notwendigkeit des Versetzens in Drehung durch den Benutzer. Tatsächlich wird die der Verriegelung entsprechende Drehung durch die automatische Drehbewegung des Ringes in Bezug auf das Element erhalten, auf dem er montiert ist, wobei die Druckverminderung durch die Blockierung des von dem zweiten Sitz hervorspringenden Elements erhalten wird.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet die Bezeichnung "feststehend in Längsrichtung", dass der Ring axial zwischen zwei Anschlägen festgelegt ist. Selbstverständlich ist ein gewisses Spiel zulässig, was einer Möglichkeit von axialen Bewegungen mit geringer Amplitude für den Ring entspricht.
Andere vorteilhafte Aspekte, die aber für die Erfindung nicht obligatorisch sind, ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen 2 bis 10.
Die Erfindung kann in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert werden.
Nach einer ersten Ausführungsform wird die Rampe auf der radialen Innenfläche eines Ringes gebildet, der drehfrei und in Translation feststehend im Inneren des Aufnahmeelementes der Kupplung montiert ist, wobei der hervorspringende Teil in Bezug auf das Einsteckelement feststehend ist.
Nach einer zweiten Ausführungsform wird die Rampe auf der radialen Innenfläche eines Körpers des Aufnahmeelementes der Kupplung gebildet, wobei der hervorspringende Teil fest mit einem Ring verbunden ist, der drehfrei und hinsichtlich der Translation feststehend um das Einsteckelement montiert ist.
Entsprechend einer dritten Ausführungsform wird die Rampe auf der radialen Außenfläche eines Ringes gebildet, der drehfrei und feststehend in Längsrichtung um das Einsteckelement der Kupplung montiert ist, wobei der hervorspringende Teil in Bezug auf das Aufnahmeelement feststehend ist und sich radial in das Innere desselben erstreckt.
Nach einem dritten Ausführungsbeispiel wird die Rampe auf der radialen Außenfläche des Einsteckelementes der Kupplung gebildet, wobei der hervorspringende Teil fest mit einem Ring verbunden ist, der drehfrei und feststehend in Translation im Inneren des Aufnahmeelementes montiert ist, wobei der hervorspringende Teil sich radial in das Innere des Elementes erstreckt.
Die Erfindung wird besser verstanden und andere Vor teile derselben werden klarer im Lichte der folgenden Beschreibung von sechs Ausführungsformen einer Schnellkupplung entsprechend ihrem Prinzip erscheinen, die lediglich beispielhaft angegeben ist und Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
die 1 ein schematischer Längsschnitt einer Kupplung entsprechend der Erfindung im nichtverbundenen Zustand ist;
die 2 eine Ansicht analog zur Figur im zusammengekoppelten Zustand der Kupplung ist;
die 3 eine Ansicht analog zur 1 im Zustand der Druckverminderung der stromabwärts gelegenen und der Kupplung zugeordneten Leitung ist;
die 4 eine perspektivische Teilansicht der Kupplung der 1 bis 3 ist, wobei das Aufnahmeelement teilweise strichpunktiert und mit einem hervorgehobenen Bereich dargestellt ist;
die 5 eine Abwicklungsansicht einer Rampe der Kupplung der 1 bis 4 ist;
die 6 einen prinzipiellen Teilschnitt im größeren Maßstab entsprechend der Schnittlinie VI-VI der 5 ist;
die 7 eine schematische Darstellung der Abwicklung bzw. Evoluten der in 5 dargestellten Rampe ist;
die 8 eine Ansicht analog zur 1 für eine Kupplung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
die 9 eine Ansicht analog zur 1 für eine Kupplung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
die 10 eine Ansicht analog zur 1 für eine Kupplung entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
die 11 eine Ansicht analog zur 7 für eine Kupplung entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
die 12 eine Ansicht analog zur 7 für eine Kupplung entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Die in den 1 bis 5 dargestellte Kupplung umfasst ein Einsteckelement A und ein Aufnahmeelement B, die jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Form mit Kreisquerschnitt aufweisen. Der hintere Bereich des Einsteckelementes A ist fluidmäßig mit einer ersten oder stromaufwärts gelegenen Leitung C₁ verbunden, während der hintere Bereich des Aufnahmeelementes B an eine zweite oder stromabwärts gelegene Leitung C₂ angeschlossen ist.
X-X' bezeichnet die Hauptachse der aus den Elementen A und B gebildeten Kupplung, d.h. die Hauptachse der Elemente A und B in den Darstellungen der 1 bis 4, eine Achse, in deren Richtung diese Elemente ineinander gesteckt werden können.
Das Element A umfasst einen Körper 11, in dessen Inneren ein Ventil 12 angeordnet ist, das elastisch durch eine Feder 13 vorgespannt ist, die eine Kraft F₁ ausübt, die einen Kopf 14 des mit einer torischen Dichtung 15 ausgerüsteten Ventils 12 gegen einen Sitz 13 zwingt, der von dem Körper 11 gebildet wird. Eine zweite torische Dichtung 17 ist in einer Ringnut 18 vorgesehen, die im Inneren des Körpers 11 eingearbeitet ist. Auf seiner radialen Außenfläche 19 ist der Körper 11 mit zwei Ansätzen 20 und 21 versehen, die diametral einander gegenüberstehen und sich entsprechend einer Richtung Y-Y' erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse X-X' ist. Die Ansätze 20 und 21 sind einstückig mit dem Körper 11 verbunden.
Das Elemente B umfasst einen Körper 31, der einen Vordrücker 32 bildet, der vorgesehen ist, um in das Innenvolumen 22 des Körpers 11 hineinzudringen und das Ventil 12 gegen die Kraft F₁ zu drücken.
Ein Ring 33 ist in einer Aufnahme 34 montiert, die in der radialen Innenfläche 35 des Körpers 31 vorgesehen ist, wobei der Ring 33 drehfrei in Bezug auf den Körper 31 um die Achse X-X' und fest bezüglich der Verschiebung in Bezug auf diesen Körper aufgrund seiner Abstützung gegen die gegenüberliegenden Ränder 34a und 34b der Aufnahme 34 ist.
Eine Bohrung 36 verbindet die Aufnahme 34 mit dem Außenraum des Elementes B durch den Körper hindurch.
Auf seiner radialen Innenfläche 37 ist der Ring 33 mit zwei Rampen 40 und 41 versehen, die vertieft in der Fläche 37 eingearbeitet sind. Die Geometrie der Rampe 40 ist in der 5 abgewickelt, in der der Weg des Ansatzes 20 in mehreren Positionen strichpunktiert dargestellt ist.
Die Rampe 40 umfasst einen Eintrittsabschnitt 401, der in Richtung eines sich im Wesentlichen entsprechend einer Richtung parallel zur Achse X-X' erstreckenden Durchganges 402 konvergiert. Ein gekrümmter Bereich 403 ist gleichfalls vorgesehen, wobei dieser Bereich sich durch einen Einzug bzw. eine Vertiefung 404 fortsetzt, dessen bzw. deren Krümmungsradius derart ist, dass er den Ansatz 20 aufnehmen kann und als Anschlag für ihn dienen kann.
Beim Einstecken des Einsteckelementes A in das Aufnahmeelement B schreitet der Ansatz 20 in dem Abschnitt 401 in Richtung des Durchganges 402 fort, wie durch die Pfeile F₂, F'₂ und F''₂ dargestellt ist, die unterschiedlichen möglichen Winkelorientierungen der Ansätze 20 in Bezug auf den Ring 33 zu Beginn des Einsteckens entsprechen.
Tatsächlich entspricht das Fortschreiten des Ansatzes 20 einer Relativbewegung des Ansatzes in Bezug auf den Ring 33, da der Ring sich um die Achse X-X' dreht.
Der Ansatz 20 gelangt dann in den Durchgang 402, folgt anschließend dem gekrümmten Bereich 403, wie durch den Pfeil F₃ dargestellt ist, derart, dass er an dem Einzug 404 zum Anschlag kommt. Man ist dann in einem maximalen Einsteckzustand des Einsteckelementes A in dem Aufnahmeelement B.
Der Anwender erkennt, dass er den maximalen Hub erreicht hat und kann das Element A oder das Element B loslassen, je nachdem welches er in der Hand hat. In diesem Fall neigt die Kraft F₁ dazu, den Vordrücker 32 nach außen in Bezug auf das Volumen 22 zurückzudrücken, was eine relative Verschiebung des Einsteck- und des Aufnahmeelementes in Richtung der Öffnung in duziert. Dies impliziert eine Verschiebung des Ansatzes 20 in der Rampe 40 in Richtung einer Fläche 405, die in Bezug auf die Achse X-X' geneigt ist, wobei diese Verschiebung durch den Pfeil F₄ dargestellt ist. Wenn der Ansatz 20 in Abstützung gegen der Fläche 405 ist und unter Berücksichtung der Orientierung dieser Fläche in Bezug die Achse X-X', gleitet der Ansatz 20 an dieser Fläche bis zum seiner Festlegung oder Hemmung in einem zweiten Einzug 406, dessen Geometrie derart ist, dass er als Verriegelungssitz des Ansatzes 20 in der Rampe 40 dienen kann.
Mit dieser Position des Ansatzes 20 in der Rampe 40 sind die Elemente A und B in der Stellung der 2 gekoppelt, was bedeutet, dass die Kupplung im leitenden oder durchströmenden Zustand ist. Ein erhöhter Druck des durch die Kupplung durchströmenden Fluids hat keinen negativen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der relativen Festlegung der Elemente A und B zueinander.
Der Pfeil F₅ stellt den Fortschritt des Ansatzes 20 längs der Fläche 405 dar.
Wenn man die Elemente A und B entkuppeln will, reicht es, dass der Benutzer eine erneute axiale Kraft des Einstecken des Einsteckelementes in das Aufnahmeelement ausübt, was zur Wirkung hat, dass der Ansatz 20 mit einer in Bezug auf die Achse X-X' in umgekehrter Richtung zur Fläche 405 geneigten Fläche 407 in Kontakt kommt. Die entsprechende relative Bewegung des Ansatzes 20 wird durch den Pfeil F₆ in der 5 dargestellt. Die Fläche 407 verlängert sich durch einen Einzug 408, der einen Anschlag bildet, wie der Einzug 404, wobei die Bewegung des Ansatzes 20 längs der Fläche 407 durch den Pfeil F₇ dargestellt ist.
Wenn der Benutzer merkt, dass er erneut die Stellung des maximalen Einsteckens der Elemente A und B erreicht hat, reicht es, das Element, das er in Hand hält, loszulassen, damit der Ansatz 20 aus dem Einzug 408 unter der Wirkung der Kraft F₁ herausgetrieben wird, was durch den Pfeil F₈ dargestellt ist.
Die Rampe 40 umfasst einen zweiten Durchgang 409, im Wesentlichen parallel zur Achse X-X', wobei dieser Durchgang sind durch einen gekrümmten Bereich 410 fortsetzt, der in einen Einzug 411 mündet, der einen zweiten Verriegelungssitz des Ansatzes 20 bildet. Man bemerke mit 412 die Außenfläche der Rampe 40 an dem gekrümmten Bereich 410, wobei diese Fläche eine Führung des Ansatzes 20 in Richtung des Einzuges 411 ermöglicht, wie durch den Pfeil F₉ dargestellt ist.
Mit d₁ ist die parallel zur Achse X-X' genommene Distanz zwischen der Mitte des Ansatzes 20 jeweils in dem Einzug 404 und dem Einzug 406 bezeichnet. Diese Distanz entspricht dem "Mehrhub oder -weg", der bei dem Einstecken der Elemente A und B durchgeführt wird.
Die Einzüge 404 und 408 sind im Wesentlichen entsprechend einer Richtung D senkrecht zur Achse X-X' in der 5 ausgerichtet, derart, dass die Distanz d₁ gleichfalls der Distanz entspricht, die, parallel zur Achse X-X', zwischen der Mitte des Ansatzes 20 jeweils in der Stellung der Einzüge 406 und 408 genommen wird. Diese Ausrichtung der Einzüge 404 und 408 ist jedoch nicht obligatorisch.
Mit d₂ ist der Abstand bzw. die Distanz, parallel zur Achse X-X', zwischen der Mitte des Ansatzes jeweils in der Stellung in den Einzügen oder Vertiefungen 406 und 411 bezeichnet. Der Wert der Distanz d₂ wird in der Weise gewählt, dass, wenn der Ansatz 20 in dem Einzug 411 in Stellung ist, die Kupplung in dem Zustand der 3 ist, in dem der Vordrücker 32, obwohl noch mit dem Volumen 22 im Eingriff, nicht in Überdeckung mit einem an dem Körper 11 vorgesehenen Einschnitt 23 kommt, was ein Strömen des in der stromabwärts gelegenen Leitung C₂ vorhandenen Fluids in Richtung des Volumens V erlaubt, das um den Vordrücker 32 und im Inneren des Körpers 31 eingearbeitet ist. Eine auf einem Rand des Ringes 33 vorgesehene Ausklinkung 38 ermöglicht ein Ausströmen des Fluids nach außen in Bezug auf die Kupplung durch die Bohrung 36, wobei dieses Ausströmen durch die Pfeile E in der 3 dargestellt ist.
Wenn die Leitung C₂ entleert wurde, reicht es, wenn der Benutzer eine erneute Kraft des axialen Einsteckens der Elemente A und B ausübt, was zur Wirkung hat, dass der Absatz 20 in Richtung einer Fläche 413 verschoben wird, die in Bezug auf die Achse X-X' in der gleichen Richtung wie die Fläche 407 geneigt ist, wobei dies durch den Pfeil F₁₀ in der 5 dargestellt ist. Der Ansatz schreitet somit längs dieser Fläche fort, wie durch den Pfeil F₁₁ dargestellt ist und erreicht einen dritten Einzug 414, von dem aus der Ansatz 20 in Richtung einer in Bezug auf die Achse X-X' in der gleichen Richtung wie die Flächen 405 und 412 geneigten Fläche 415 verschoben werden kann. Der Ansatz kann somit längs dieser Fläche in Richtung der Austrittsöffnung 416 der Rampe 40 gleiten, wie durch den Pfeil F₁₃ dargestellt ist.
Die Öffnung 416 entspricht tatsächlich der Eintrittsöffnung der Rampe 41. Der Winkel α zwischen den Öff nungen 401 und 416 ist nämlich gleich ungefähr 180°, wobei jede der Rampen 40 und 41 sich in etwa über einen halben Innenumfang des Ringes 33 erstreckt.
Aus seiner Position der Öffnung 416 kann der Ansatz 20 leicht von der Rampe 40 zurückgezogen werden.
Die Fläche 415 definiert mit einer Fläche 415', die in Bezug auf die Achse X-X' in entgegengesetzter Richtung geneigt ist, eine Nase 415'', die in etwa axial mit dem Einzug 415 ausgerichtet ist. Diese Nase stellt sich einer axialen Einführung des Ansatzes 20 in Richtung des Einzuges 414 entgegen und lenkt ihn zu dem Abschnitt 401 und dem Durchgang 402 ab, was durch den Pfeil F'₂ in der 5 dargestellt ist.
Unter Berücksichtigung der Geometrie der Rampe 40 und derjenigen der Rampe 41, die analog ist, erhält man eine wirksame Verriegelung der Ansätze 20 und 21 in Bezug auf das Aufnahmeelement B, indem nur im Wesentlichen axiale Kräfte, d.h. parallel zur Achse X-X', auf das Einsteck- oder Aufnahmeelement der Kupplung ausgeübt werden. Das Fortschreiten des Ansatzes 20 in der Rampe 40, wie durch die Pfeile F₂ – F₁₂ dargestellt ist, wird somit durch im Wesentlichen axiale Bewegungen von einem dieser Elemente erhalten.
Es ist somit möglich, die Kupplung entsprechend der Erfindung zu betätigen, ohne einen seitlichen Zugang zu einem der Elemente der Kupplung zu haben, beispielsweise in dem Fall, in dem eines dieser Elemente eingekastelt ist, wie durch die gestrichelten Linien für das Element A in 1 dargestellt ist.
Darüber hinaus ist der Ring 33 mechanisch gegen Schläge und gegen Verschmutzung durch den Körper 31 geschützt. Die Ansätze 20 und 21 sind eine Einheit mit dem Körper 11, der Einsteckansatz A ist sehr robust und kann an dem Ende eines flexiblen Rohrs befestigt sein.
Um die Zuverlässigkeit der Verriegelung zum Zeitpunkt des Durchganges des Ansatzes 20 in dem gekrümmten Teil 403 zu verbessern, kann man vorsehen, dass die Außenfläche 417 dieses Teils bzw. dieses Bereiches nach innen zu der Rampe 40 gekrümmt ist, wie strichpunktiert in der 5 dargestellt ist, wobei dies eine Beschleunigung der relativen Geschwindigkeit des Ansatzes in Bezug auf die Rampe nach dem Durchgang des Ansatzes an dem Scheitel des eingekrümmten Bereichs 417 induziert. Dies vermeidet ein Nachlassen der axialen Kraft in Richtung des Einzuges 404, woher die Sicherstellung kommt, dass der Ansatz 20 zuverlässig in Anschlag in diesem Einzug kommt.
In dem Durchgang 402 kann eine elastische Lamelle, die durch einen Niet 419 befestigt ist, oder jedes andere Mittel im Grund 420 der Rampe 40 vorgesehen sein, wobei diese Lamelle 418 unter der Wirkung ihrer eigenen Elastizität dazu neigt, ihr freies Ende 418a in Bezug auf den Grund 420 abzuheben, wie durch Pfeil F₁₄ dargestellt ist.
Wenn der Ansatz 20 in Richtung des Einzuges bzw. der Vertiefung 404 fortschreitet, wie durch den Pfeil F₁₅ in der 6 dargestellt ist, drückt das Ende 418a der Lamelle 418 in Richtung des Grunds 420 mittels einer elastischen Verformung dieser Lamelle. Wenn dagegen der Ansatz in Richtung des Durchganges aus der Vertiefung 404 zurückgeht, stößt er an der Lamelle 418 an, ohne sie in Richtung des Grundes zurückdrücken zu können. Die Lamelle 418 bildet somit eine Rücklaufsicherungsvorrichtung für den Ansatz 20 während des Fortschreitens in der Rampe 40, was die Fortschreitrichtung des Ansatzes 20 in der Rampe 40 von dem Eintrittsquerschnitt 401 bis zur Austrittsöffnung zuweist. Insbesondere ist es nicht möglich, die Kupplung zu entkuppeln, ohne den Ansatz 20 durch den zweiten Sitz oder Einzug 411 passieren zu lassen, was eine Druckverminderung der stromabwärtigen Leitung C₂ ermöglicht.
Wie es insbesondere aus der 7 hervorgeht, sind die unterschiedlichen Flächen 403, 407 und 413, die zu den Einzügen 404, 408 und 414 führen und in Bezug auf die Achse X-X' geneigt sind, jeweils in Gegenüberstellung zu den Flächen 405 und 412, die zu den Sitzen 406 und 411 führen und in umgekehrter Richtung in Bezug auf diese Achse geneigt sind.
Wenn man somit axiale Bewegungen auf eines der Bestandteile der Kupplung ausübt, was sich durch Verschiebungen in Richtung der vertikalen Pfeile in der 7 übersetzt, erreicht man eine dieser Flächen, sei es von einem Einzug aus oder von einem Sitz aus.
Mit anderen Worten gesagt, sind die Führungsflächen jeweils zu den Einzügen oder zu den Sitzen axial ausgerichtet mit den Sitzen oder den Einzügen, in denen die Ansätze die Richtung ändern können oder ruhen können.
In den zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die jeweils in den 8 bis 10 dargestellt sind, tragen die Elemente analog zu denen des ersten Ausführungsbeispiels identische Bezugszeichen.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich vom Vorhergehenden darin, dass die Rampen, von denen eine einzige mit dem Bezugszeichen 40 sichtbar ist, auf der radialen Innenfläche 35 des Körpers 31 des Aufnahmeelementes hergestellt sind, während die einander diametral entgegengesetzten Ansätze 20 und 21 auf einem Ring 24 gebildet sind, der in einer auf der radialen Außenfläche 19 des Körpers 11 eingearbeiteten Nut 25 befestigt ist. Die Verriegelung des Einsteck- und des Aufnahmeelementes A und B wird durch die Drehung des Ringes 24 um die Längsachse X-X' der Kupplung erhalten, wobei der Ring hinsichtlich der Verschiebung parallel zu dieser Achse durch seine Abstützung gegen gegenüberliegende Ränder 25a und 25b der Nut 25 festgelegt ist.
In dem dritten Ausführungsbeispiel sind zwei Ansätze 20 und 21 auf dem Körper 31 des Aufnahmeelementes B festgelegt und springen in Bezug auf die Fläche 35 in Richtung der Achse X-X' hervor. Ein Ring 26 ist in einer Nut 27 vorgesehen, die in der radialen Außenfläche 19 des Körpers 11 eingearbeitet ist, wobei dieser Ring Rampen 40 und 41 auf der radialen Außenfläche 26a definiert. Der Ring 26 ist drehfrei in der Nut 27 angeordnet und hinsichtlich der Verschiebung parallel zur Achse X-X' durch seine Abstützung auf dem gegenüberliegenden Rändern 27a und 27b der Nut immobilisiert.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Rampen 40 und 41 direkt auf der radialen Außenfläche 19 des Körpers 11 des Einsteckelementes eingearbeitet, während ein Ring 39, der zwei Ansätze 20 und 21 trägt, mit der Möglichkeit der Drehung in einer Nut 42 aufgenommen ist, die auf der radialen Innenfläche 35 des Körpers 31 des Aufnahmeelementes B eingearbeitet ist. Der Ring 39 kann sich frei um die Achse X-X' drehen, während er hinsichtlich der Verschiebung parallel zu dieser Achse festgelegt ist, da er in Abstützung gegen die gegenüberliegenden Ränder 42a und 42b der Nut 42 kommt.
Das zweite, dritte und vierte Ausführungsbeispiel arbeiten in ähnlicher Weise zu der, die unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
In der Darstellung der 11 ist eine Rampe 1040 gebildet und durch die Flächen S₁ bis S₅ begrenzt, die jeweils durch einen Anschlag B₁ bis B₅ enden. Tatsächlich sind die Anschläge B₂ und B₄ Sitze, äquivalent zu den Sitzen 406 und 411 des ersten Ausführungsbeispiels, während die Anschläge B₁, B₃ und B₅ den Einzügen entsprechen, in denen die hervorspringenden Teile wieder orientiert oder gerichtet werden können, indem sie auf den Flächen S₁, S₃ oder S₅ gleiten, um in Richtung einer anderen Fläche S₂, S₄ oder in Richtung des Ausganges der Rampe 1040 zu laufen.
Ein Unterschied in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel liegt gleichfalls in der Tatsache, dass die Rampe 1040 eine gemeinsame Zone 1401 des Eintritts und des Austritts eines hervorspringenden Teils der Art eines Stiftes 20 aufweist.
Die 12 stellt ein sechstes Ausführungsbeispiel dar, bei dem sechs Flächen S₁ bis S₆, die in Bezug auf eine Längsachse X-X' der Kupplung geneigt sind, fünf Anschläge B₁ bis B₅ definieren, von denen zwei, die Anschläge B₂ und B₄, Sitze zum Zurückhalten eines hervorspringenden Teils bilden, wobei drei andere Anschläge B₁, B₃ und B₅ Zonen zur Änderung der Richtung des hervorspringenden Teils im Inneren der so gebildeten Rampe 4040 darstellen. Wie in dem fünften und siebenten Ausführungsbeispiel werden der Eingang und der Ausgang der Rampe 4040 durch eine gemeinsame Zone 4401 gebildet.
In den Ausführungsformen der 11 und 12 sind die Flächen S₁ bis S₆ in Gegenüberstellung zu den Anschlägen B₁ bis B₅ angeordnet, wobei sie axial in Bezug auf diese versetzt sind. Die gleichen Betrachtungen sind für die Flächen und für die Einzüge gültig, die in dem ersten Ausführungsbeispiel identifiziert sind.
Die technischen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können untereinander im Rahmen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Schnellkupplung für die lösbare Verbindung zweier Rohrleitungen, wobei die Kupplung ein erstes und ein zweites Element (A, B) umfasst, die entsprechend einer Hauptachse (X-X') der Kupplung ineinandergreifen können, wobei das erste Element mindestens eine Rampe zur Aufnahme eines radialen, hervorspringenden Teils des zweiten Elements zur Verriegelung der Elemente in durchleitender Anordnung der Kupplung umfasst, bei der die Rampe (40, 41; 1040; 4040) oder der hervorspringende Teil (20, 21) in einem Ring (33; 25; 26; 39) ausgebildet ist oder Bestandteil desselben ist, der an einem der Elemente (A, B) in Drehfreiheit und feststehend in Längsrichtung entsprechend der Achse (X-X') montiert ist, die Rampe mindestens einen Verriegelungssitz (406; B₂) des hervorspringenden Teils in durchleitender Anordnung der Kupplung bildet, die Rampe (40, 41; 1040; 4040) einen zweiten, axial in Bezug auf den ersten Sitz (406; B₂) in Öffnungsrichtung der Kupplung versetzt angeordneten Sitz (411; B₄) für die Verriegelung des hervorspringenden Teils (20, 21) in einer Anordnung der Druckverminderung (E) der stromabwärts gelegenen Leitung (C₂) der Kupplung bildet und die Rampe (40, 41; 1040;4040) derart ausgebildet ist, dass die Verschiebung des hervorspringenden Teils (20, 21) in der Rampe (40, 41; 1040;4040) von ihrer Eintrittszone (401; 1401; 4401) zu dem ersten Sitz (406; B₂), die Verschiebung des hervorspringenden Teils vom ersten Sitz zu dem zweiten Sitz (411; B₄) und die Verschiebung des hervorspringenden Teils vom zweiten Sitz zu dem Ausgang (416; 1401; 4401) der Rampe erhalten werden, indem im Ganzen genommen nur axiale Kräfte auf das eine oder das andere des Einsteckelementes (A) oder Aufnahmeelementes (B) ausgeübt werden.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41; 1040; 4040) durch Flächen (403, 405, 407, 412, 413, 415, S₁-S₆) begrenzt ist, die in Bezug auf die Achse (X-X') geneigt sind und axial gegenüberliegend zu Einzügen (404, 406, 408, 411; B₁-B₅) angeordnet sind und Sitze oder Anschläge für die Aufnahme und/oder die Nachführung des hervorspringenden Teils (20) bilden.
Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) mit einer Eingangs(F₂)-Öffnung (401) des hervorspringenden Teils (20, 21) und einer Ausgangs (F₁₃)-Öffnung (416) des genannten Teils versehen ist, wobei die Öffnungen in Bezug auf die Achse in zwei bestimmte radiale Richtungen orientiert (α) sind.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang und der Ausgang der Rampe (1040; 4040) aus einer einzigen Durchgangszone (1401; 4401) für den hervorspringenden Teil (20, 21) gebildet sind.
Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe eine Eingangszone (401) umfasst, die in Richtung eines ersten, in Richtung einer Anschlagszone (404) orientierten Durchgangs (402) konvergiert, entsprechend einer ineinandergreifenden (d₁) Anordnung der Elemente (A, B), wobei die Anschlagszone gegenüberliegend zu einer Fläche (405) zur Führung des hervorspringenden Teils (20, 21) in Richtung des Verriegelungssitzes (406) in der durchleitenden Anordnung angeordnet ist.
Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) mit einer Rückdrehsicherungsvorrichtung (418) ausgerüstet ist, die mit dem Fortschreiten des hervorspringenden Teils (20, 21) von einer Eingangszone (401) zu einer Ausgangszone (416) der Rampe in einer einzigen Richtung (F₂) kompatibel ist.
Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) auf der radialen Innenfläche (37) eines Ringes (33) ausgebildet ist, der drehfrei und in translatorischer Richtung feststehend im Inneren des Aufnahmeelements (B) der Kupplung montiert ist, und dass der hervorspringende Teil (20, 21) in Bezug auf das Einsteckelement (A) fest ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) auf der radialen Innenfläche (35) eines Körpers (31) des Aufnahmeelements (B) der Kupplung ausgebildet ist und dass der hervorspringende Teil (20, 21) Bestandteil eines Ringes (24) ist, der drehfrei und in translatorischer Richtung um das Einsteckelement (A) herum montiert ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) auf der radialen Außenfläche (26a) eines Rings (26) ausgebildet ist, der drehfrei und fest in translatorischer Richtung um das Einsteckelement (A) der Kupplung montiert ist, und dass der hervorspringende Teil (20, 21) fest in Bezug auf das Aufnahmeelement (B) ist und sich radial in dessen Inneres erstreckt.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (40, 41) auf der radialen Außenfläche (19) des Einsteckelements (A) der Kupplung ausgebildet ist, und dass der hervorspringende Teil (20, 21) Bestandteil eines Ringes (39) ist, der drehfrei und in translatorischer Richtung fest im Inneren des Aufnahmeelements (B) montiert ist, wobei der hervorspringende Teil sich radial in das Innere dieses Elements erstreckt.