DE844098C - Mechanische Verbindung mit loesbarer Sicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Verbindung zwischen zwei Teilen, die durch relative Drehung des einen Teils gegen den andern geschlossen und getrennt wird und eine lösbare Sicherung gegen unbeabsichtigte oder zufällige Rückbewegung oder Trennbewegung des zu sichernden Teils enthält. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf Schraubverbindungen aller Art, z. B. mit einer Schraubkappe, Schraubmuffe oder Verbindungsmutter. Die Schraubkappe kann etwa zum Verschluß einer Füll- oder Auslaßöffnung eines Behälters dienen, z. B. als Verschlußkappe eines Warmwasser- oder Dampfheizkörpers oder eines Brennstoffbehälters oder der Verbrennungskammer eines Motorfahrzeuges. Die Verbindungsmutter kann beispielsweise Bestandteil einer Leitungskupplung sein, die zwei Flüssigkeitsleitungen miteinander oder eine solche Leitung mit einer Armatur oder einem Anschlußstutzen verbindet, oder sie kann allgemein ein Verbindungsmittel für sonstige Zwecke bilden, z. B. für die Verbindung elektrischer Kabel oder ähnlicher bieg- ao samer, starrer, hohler oder massiver Elemente. Durch die Mittel gemäß der Erfindung soll der zu sichernde Teil der Verbindung an einer unbeabsichtigten Entkupplungsbewegung gehindert, dagegen bei absichtlichem Trennen der Verbindung automatisch ent- as sichert werden.

Die Erfindung besteht darin, daß die Verbindung ein Antriebsglied enthält, das bei absichtlichem Trennen der Verbindung eine die Sicherung lösende Totgangsbewegung ausführt. Vorzugsweise ist die Verbindung durch ein Zahngesperre gesichert, dessen Sperrfinger von dem Antriebsglied bei dessen Tot-

gangsbewegung außer Eingriff gebracht werden. Die mit dem einen Teil der Verbindung zusammenhängenden Sperrfinger greifen beispielsweise in Richtung der Drehachse zwischen die am andern Teil der Verbindung sitzenden Sperrzähne ein und werden durch axiale Totgangsbewegung des Antriebsgliedes außer Eingriff gebracht. Wenn die Verbindung als Schraubverbindung ausgeführt ist, so besteht etwa das eine Schraubenelement aus zwei konzentrischen, durch ein zum ίο Arbeitsgewinde gegenläufiges Gewinde verbundenen Teilen, deren einer das erwähnteAntriebsgliedbildet und die die Sicherung lösende Totgangsbewegung ausführt, sobald die Verbindung absichtlich aufgeschraubt wird.

In der Zeichnung stellt Fig. ι halb im Längsschnitt, halb in Ansicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Kupplung für zwei Flüssigkeitsleitungen dar; diese sind hier in aneinandergeschlossenem Zustand .wiedergegeben; Abb. 2 ist eine Ansicht von rechts auf den linken Kupplungsteil bei getrennter Kupplung; Abb. 3 ist eine Einzeldarstellung der bei der Bauart

nach Abb. 1 und 2 verwendeten Verbindungsmutter, die obere Hälfte in Ansicht, die untere im Schnitt; diese Mutter kann gemäß der Erfindung auch selb-

»5 ständig für andere Zwecke verwendet werden;

Abb. 4 ist die Einzelansicht eines nach der weiteren Erfindung vorgesehenen Ringes mit federnden Sperrfingern im Grundriß;

Abb. 5 ist eine Seitenansicht zu Abb.. 4 von der Kante gesehen;

Abb. 6 zeigt halb im Vertikalschnitt, halb in Ansicht eine andere Anwendungsform der Erfindung in Gestalt einer Verschlußkappe;

Abb. 7 veranschaulicht halb im Längsschnitt, halb in Ansicht eine weitere Anwendung der Erfindung in Form einer Kugelgelenkverbindung.

Die Leitungskupplung nach Abb. 1 enthält einen

Rohrkörper 1, an dem der innere Kupplungsteil 2 durch ein Schraubengewinde 3 befestigt ist; dieser Kupplungsteil 2 trägt außen ein Gewinde 4, in das das Innengewinde 5 (Abb. 3) einer Verbindungsmutter eingreift, die zu dem unten beschriebenen Zweck aus einem inneren Teil 6 und einem dazu konzentrischen äußeren Teil 7 besteht. Der letztere ist das Antriebsglied im Sinn der Erfindung.

Die Teile 1 und 2 der Kupplung umschließen einen Ventilkörper 8, der am einen Ende von einer Schraubenfeder 9 getragen wird; diese stützt sich mit ihrem einen Ende auf eine ringförmige Schulter 10 am Rohrkörper 1, mit dem andern Ende auf eine ringförmige Schulter 11 am Ventilkörper 8. Dieser ruht auf einem ringförmigen Ventilsitz 12, wenn die Kupplung getrennt ist und verschließt dabei das Ende des durch die Hohlkörper 1 und 2 gebildeten Kupplungsteils. Der andere, äußere Kupplungsteil enthält einen Hohlkörper 13, der hülsenartig auf den Teil 2 paßt und die Verbindungsmutter 6, 7 trägt; deren innerer Teil 6 hat ein mehrgängiges Gewinde 5, mit dem die Mutter als Ganzes auf den mit Außengewinde 4 versehenen Teil 2 aufgeschraubt wird, wenn die beiden Kupplungshälften, wie in Abb. 1 dargestellt, miteinander verbunden werden sollen. Innerhalb des Kupplungskörpers 13 befindet sich ein Rohrventilkörper 14, der unter der Wirkung der Schraubenfeder 15 normalerweise nach außen auf seinen Ventilsitz 16 gedrückt wird; er ist aber in Abb: 1 in der zurückgeschobenen Stellung gezeigt, die durch das Aufschrauben der Verbindungsmutter beim Aneinanderschließen der Kupplungshälften zustande kommt. Bei dieser zurückgeschobenen Stellung des Ventilkörpers 14 sind die Durchlässe 17 im Ventilsitz für den Flüssigkeitsdurchgang durch die Kupplung frei.

Bei entkuppeltem Zustand der Kupplungshälften werden diese Durchlässe 17 durch den von der Feder 15 auf seinen Sitz 16 gedrückten Rohrventilkörper geschlossen. In gleicher Weise wird bei diesem Zustand auch ein Flüssigkeitsdurchgang durch den anderen Kupplungsteil durch den auf seinem Sitz 12 innerhalb des Körpers 2 ruhenden Ventilkörper 8 verhindert.

Um die beiden Kupplungshälften miteinander zu verbinden, werden sie so gegeneinandergeschoben, daß die ebene Stirnfläche des Ventilkörpers 8 sich gegen die ebene Stirnfläche des Ventilsitzes 16 legt und das Innengewinde der Verbindungsmutter in das Gegengewinde am Teil 2 eingreift; darauf wird beim Aufschrauben der Mutter der Ventilkörper 8gegen die Wirkung der Feder 9 von seinem Sitz 12 abgedrückt, und er öffnet so seine Kupplungshälfte für den Flüssigkeitsdurchgang. Gleichzeitig stößt der ringförmige Kragen 18 am Kupplungskörper 2 auf die Schulter 19 des Rohrventilkörpers 14 und drückt diesen gegen die Wirkung der Schraubenfeder 15 .von seinem Sitz 16 ab; er öffnet dabei die Durchlässe 17, so daß ein glatter Flüssigkeitsstrom durch die ganze Kupplung fließen kann.

Dies geschieht, wenn die Verbindungsmutter im Sinn des Ankuppelns geschraubt wird. Am Ende der kuppelnden Drehbewegung wird die Mutter selbsttätig gegen jede unbeabsichtigte oder zufällige Rückdrehung durch das Eingreifen der federnden Sperrfinger 20 in Sperrzähne 21 festgehalten, die an der einen Endfläche des inneren Mutterteils 6 im Kreise vorgesehen sind. Diese Sperrzähne und -finger sind so angeordnet, daß sie eine Art Freilauf ergeben, während die Mutter als Ganzes im Sinn des Ankuppelns gedreht wird; sie bilden dagegen eine Sperre gegen Drehung der Mutter in umgekehrter Richtung, infolge des Eingriffs der freien federnden Sperrfingerenden zwischen diejenigen Sperrzähne, denen sie gerade gegenüberstehen, wenn die Mutter am Kupplungsteil 2 festgezogen wird. Die federnden Sperrfedern sind außerdem so angeordnet und so breit, daß einerseits die inneren Teile ihrer Endkanten in die Sperrzähne 21 eingreifen, anderseits die äußeren Kantenteile frei bleiben und in der Bewegungsbahn des äußeren Mutterteils 7 n₅ liegen, damit sie von diesem, wie beabsichtigt, erfaßt werden können.

Diese Sperrzähne und federnden Sperrfinger ergeben daher, wie ersichtlich, eine automatische Sperrung der Verbindungsmutter gegen eine unerwünschte Entkupplungsbewegung, wie sie z. B. durch übermäßige Erschütterung hervorgebracht werden könnte. Zugleich besteht der Vorteil, daß dieser selbsttätig gesperrte Zustand der Verbindungsmutter ebenfalls selbsttätig aufgehoben wird, wenn auf die Verbindungsmutter absichtlich zum Entkuppeln eine sie in ent-

gegengesetzter Richtung drehende Kraft ausgeübt wird.

Hierzu besteht die Verbindungsmutter aus zwei konzentrischen Teilen 6 und 7, die miteinander durch ein zum Gewinde 5 gegenläufiges Schnellganggewinde 22 verbunden sind; das Ende des äußeren Mutterteils 7 hat einen einwärts gekehrten radialen Flansch oder Kragen 23, der gegenüber dem inneren Mutterteil 6 eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann. Er bewegt sich hierbei in einer Ringnut 24, die sich an dem vom Sperrzahnkranz abgekehrten Ende der Mutter befindet. Der äußere Mutterteil 7 dient als Antriebsglied beim Schließen und Trennen der Verbindung und trägt Angriffsflächen für deren Betätigung

z. B. durch einen Schraubenschlüssel oder eine Rohrzange.

Wird die Mutter als Ganzes im Sinn des Ankuppelns gedreht (wie dargestellt, im Uhrzeigersinn), so dreht sich zuerst nur der äußere Mutterteil 7 gegenüber dem

2b inneren Mutterteil 6, bis seine Innenschulter 25 gegen einen nach auswärts gekehrten radialen Flansch 26 am inneren Mutterteil stößt. Durch diese Relativbewegung wird die freie Endkante 27 des äußeren Mutterteils 7 hinter die Sperrzähne 21 in die in Fig. 1 und 3 dargestellte Lage zurückgenommen, und wenn diese Lage erreicht ist, drehen sich die zwei Mutterteile wie ein einziger, um den gewünschten Kupplungsvorgang auszuführen.

Wird dagegen die Verbindungsmutter absichtlich in der umgekehrten Richtung, entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht, um die Entkupplung zu bewirken, was möglichst vom Beginn der Drehung an geschehen soll, so wandert der äußere Teil 7 der Mutter wieder gegenüber dem inneren Teil 6 in der Achsenrichtung, aber in entgegengesetztem Sinn (d. h. in der Darstellung der Abb. 1 nach links). Er führt also wieder eine relative Totgangsbewegung aus, bis der Flansch 23 an den Flansch 26 herangebracht ist; dann drehen sich die beiden Mutterteile wie ein einziger. Zu dieser Zeit hat aber der äußere Mutterteil 7 durch seine Totgangsbewegung eine Lage erreicht, in der er die federnden Sperrfinger mit seiner Endkante 27 erfaßt und außer Eingriff mit den Sperrzähnen 21 drückt. Dadurch ist die Sicherung der Mutter gelöst und diese zur Drehung freigegeben.

Die ganzen Vorgänge sowohl des Sperrens der Verbindungsmutter gegen unbeabsichtigte oder zufällige Rückdrehung als auch des Lösens der Sperre, sobald dies erforderlich ist, werden auf diese Weise selbsttätig bewirkt, was höchst vorteilhaft ist und der leichten Handhabung zugleich mit verbesserter Wirkung dient.

In den Abb. 4 und 5 ist eine bevorzugte zweckmäßige

Art von Ringbefestigung für die federnden Sperrfinger dargestellt; diese sind an einem Ende bei 28 drehbar _ auf der einen Seite des Ringes 29 gelagert und haben alle die gleiche dargestellte gebogene Form. Das veranschaulichte besondere Ausführungsbeispiel hat drei solche Sperrfinger, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Zahl beschränkt.

Der innere Durchmesser des Ringes 29 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Kupplungsteils 2 mit dem Außengewinde 4; der Ring kann daher über dieses Gewinde der Teile 2 geschoben und in die Ringnut 30 (Abb. 1) eingesetzt werden, die zwischen einem kantigen Ringteil 31 des Körpers 2 und dem benachbarten Ende des Gewindes 4 angebracht ist; hierbei liegt der Ring in einer zur Bildebene senkrechten Ebene.

Der Ring 29 ist mit einer Reihe biegsamer Lappen (in der Darstellung mit drei solchen) versehen, die von seinem Innenumfang abgebogen sind und senkrecht zur Ringebene liegen; sie übergreifen die kantige Fläche 31, wobei der Ring an die benachbarte radiale Wand der Ringnut 30 anliegt. Der Ring reicht dabei über den erwähnten kantigen Oberflächenteil des Körpers 2 hinaus.

Die federnden Sperrfinger 20 sind, wie ersichtlich, an der den Lappen 32 abgekehrten Ringfläche angebracht und haben an ihren drehbar befestigten Enden und an ihren Innenkanten niedrige Vorsprünge 33. Diese sind aus kurzen radialen Ansätzen 34 in einem Stück mit dem Ring abgebogen; sie ragen in Achsenrichtung gegen das benachbarte Ende des Gewindes 4 vor und berühren den Grund der erwähnten Ringnut 30. Die Vorsprünge 33 liegen daher auf einem etwas kleineren Durchmeser als dem äußeren Durchmesser des Gewindes 4; aus diesem Grund sind die federnden Sperrfinger schwenkbar auf dem Ring 29 gelagert, weil dies das Aufsetzen des Ringes mit den Sperrfingern auf den Kupplungsteil 2 sowie das Abnehmen des Ringes nach Wunsch ermöglicht.

Um also den Ring an Ort und Stelle anzubringen, werden die federnden Sperrfinger um ihre Drehpunkte 28 in die in Fig. 4 punktiert dargestellte Lage nach außen geschwenkt; in dieser befinden sich die Vorsprünge 33 auf einem größeren Durchmesser, so daß der Ring über das Gewinde 4 geschoben und in die Ringnut 30 eingesetzt werden kann, wobei seine erwähnten biegsamen Lappen 32 die kantige Oberfläche 31 des Kupplungsteils 2 umgreifen. Darauf können die Sperrfinger in die in Abb. 1, 2 und 4 dargestellte Lage einwärts geschwenkt werden, damit die axialen Vorsprünge 33 den Grund der Ringnut 30 berühren, wobei ihre freien Enden gerade hinter dem letzten Gewindegang am entsprechenden Ende des Gewindes 4 liegen. In dieser Lage können die nach auswärts gebogenen Enden der federnden Sperrfinger, wie in Abb. 1 und 5 dargestellt, frei in die Sperrzähne einschnappen, wenn die Verbindungsmutter zum Ankuppeln im Uhrzeigersinn gedreht wird, aber eine entgegengesetzte Drehung no der Mutter verhindern, solange sie nicht durch die oben beschriebene Wirkungsweise der Mutter gegen den Ring zurückgedrängt werden. Die Sperrfinger werden in ihrer nach innen eingeschwenkten Arbeitsstellung dadurch gehalten, daß ihre Außenkanten hinter aufgebogene Lappen 35 am äußeren Umfang des Ringes 29 einschnappen und daß entgegengesetzt gerichtete Lappen 36 an den Außenkanten der Sperrfinger die Außenkante des Ringes übergreifen. Um die Sperrfinger aus ihrer Arbeitsstellung in der Nut 30 zu lösen, iao müssen sie zuerst vom Ring weg nach außen gezwängt werden, damit die hinter den Lappen 35 festgehaltenen Kantenteile über rliese hinweggehoben werden; darauf können die Finger 20 frei um ihre Drehpunkte 28 nach außen geschwenkt werden. Wenn die Finger nach innen in ihre Arbeitsstellung geschwenkt werden, so

gleiten sie über diese Lappen 35 hinweg und schnappen in die richtige Lage ein. Der Ring kann leicht befestigt und enfernt werden und erforderlichenfalls dem doppelten Zweck als Träger für die federnden Sperrfinger und als Mittel zur Sicherung des Kupplungsteils in einer gewünschten Lage dienen; er kann hierzu mit Löchern zur Aufname geeigneter Sicherungsschrauben oder ähnlicher Mittel versehen werden und so den gewöhnlich für diesen Zweck benutzten gesonderten Ring 37 ersetzen.

Abb. 3 zeigt eine neuartige Form einer Verbindungsmutter, bestehend aus einem inneren Hohlteil 6 mit dem Innengewinde 5 und mit Sperrzähnen am Anschlagende, die selbsttätig mit Sperrfingern 20 in Eingriff kommen, wenn die Mutter als Ganzes durch Drehung am äußeren Teil 7 auf das zugehörige Spindelgewinde aufgeschraubt wird.

Die Erfindung läßt die verschiedensten anderen Anwendungen zu. Beispielsweise zeigt Abb. 7 eine solche Anwendung mit den gleichen Bezugsziffern wie in den oben beschriebenen Abbildungen. In dieser besonderen Anwendung der Erfindung wird die Verbindungsmutter 6, 7 zum Aneinanderkuppeln zweier Teile 38 und 39 benutzt, die hohl oder massiv, biegsam oder starr sein können, und bei denen das eine der gegenüberstehenden Enden am Teil 39 zu einer Gelenkkugel 40 ausgebildet ist, die in eine Gelenkpfanne 41 des andern Teils 38 eingreift, wenn beide Teile miteinander verbunden sind. Auch bei dieser Anwendung der Erfindung ist der die Sperrfinger tragende Ring 29 am Teil 38 so befestigt, daß er in einer Ringnut 42 sitzt und vorzugsweise gegen deren radiale Wand 43 anliegt. Die Mutter 6, 7 wird vom Ende des andern Teils 39 getragen, und das Innengewinde ihres inneren Teils 6 ist auf den mit Außengewinde versehenen Kragen 44 des Gelenkpfannenendes des Teils 38 aufgeschraubt. Das Ankuppeln und· Entkuppeln dieser Anordnung vollzieht sich in der schon oben an Hand der Fig. ι bis 5 beschriebenen Weise. Dies gilt auch für die in Fig. 6 dargestellte weitere Anwendung der Erfindung.

Nach Abb. 6 hat das drehbare Verbindungsglied die Form einer Verschlußkappe 45, die über dem Ausguß 46 od. dgl. eines (nicht dargestellten) Tanks oder Behälters angebracht sein kann. Dieser Ausguß hat einen Gewindeteil 47, auf den das Innengewinde des inneren Hülsenteils 48 der Kappe paßt, die außerdem einen äußeren Hülsenteil 49 hat. Der innere, als Kappe gestaltete Teil 48 und der äußere Hülsenteil 49 entsprechen den vorhin beschriebenen Mutterteilen 6 und 7. Wie bei dieser beschriebenen Bauart ist der innere Kappenteil 48 an seinem vom Kappenoberteil 45 entfernten freien Außenrand mit Sperrzähnen 50 versehen, in die auf einem Tragring 52 sitzende federnde Sperrfinger 51 eingreifen, in derselben Art und zum gleichen Zweck wie oben erwähnt. Ebenso ist der äußere Hülsenteil 49 der Kappe mit der Außenseite des inneren Kappenteils 48 mittels des gegenläufigen Gewindes 53 verbunden; am Beginn einer Auf- oder Abschraubbewegung der Kappe im ganzen erfährt der äußere Hülsenteil 49 eine begrenzte Axialverschiebung gegenüber dem inneren Kappenteil 48, die durch den Innenflansch 54 am oberen Ende des äußeren Hülsenteils und den radial nach außen gewandten Kragen 55 am inneren Kappenteil festgelegt ist. Sieht man davon ab, daß in diesem Fall die Erfindung auf einen Kappenverschluß angewandt ist, so sind Konstruktion und Wirkungsweise der verschiedenen Teile im wesentlichen die gleichen wie oben beschrieben.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Durch Drehbewegung schließ- und trennbare Verbindung mit lösbarer Sicherung, insbesondere gesicherte Schraubverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Antriebsglied (7) enthält, das bei absichtlichem Trennen der Verbindung eine die Sicherung (20, 21) lösende Totgangsbewegung ausführt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zahngesperre (20, 21), dessen Sperrfinger (20) von dem Antriebsglied (7) bei dessen Totgangsbewegung außer Eingriff gebracht werden.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfinger (20) in der Achsenrichtung der Drehbewegung zwischen die Sperrzähne (21) eingreifen und durch axiale Totgangsbewegung des Antriebsgliedes (7) außer Eingriff gebracht werden.

4. Verbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfinger (20) durch federnde Zungen gebildet werden, die teils im Bereich der gegenüberstehenden Sperrzähne (21), teils im Bereich des sie ausrückenden Antriebsgliedes (7) liegen.

5. Schraubverbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Schraubenelement aus zwei konzentrischen, durch ein zum Arbeitsgewinde (5) gegenläufiges Gewinde (22) verbundenen Teilen (6, 7) besteht, deren einer (7) die die Sicherung ausrückende Totgangsbewegung ausführt.

6. Schraubverbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Totgangsbewegung zum Lösen der Sicherung ausführende Antriebsglied (7) die Angriffsflächen für die Betätigung der Schraubverbindung trägt.

7. Schraubverbindung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Arbeitsgewinde (5) gegenläufige Gewinde (22) zwischen den Teilen (6,7) des einen Schraubenelements größere Steigung als das Arbeitsgewinde (5) hat.

8. Schraubverbindung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Totgangsbewegung zwischen den beiden Teilen (6, 7) des einen Schraubenelements so durch Anschläge (23,25) begrenzt ist, daß sich beide nach Zurücklegung des Totgangs gemeinsam bewegen.

9. Schraubverbindung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Schraubenmutter, deren die Schlüsselflächen tragender Außenteil (7) mit einem zum Arbeitsgewinde (5) der Mutter gegenläufigen Gewinde (22) auf den stirnseitig Sperrzähne (21) tragenden Innenteil (6) auf-

geschraubt ist und sich beim Lösen der Mutter über den Innenteil auf der Seite der Sperrzähne (21) vorschiebt und hierbei die Sperrfinger (20) außer Eingriff bringt.

10. Verbindung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Sperrfinger (20) radial schwenkbar an einem Tragring (29) gelagert sind und in eingeschwenktem Zustand in einer Nut (30) des einen Schraubenelementes (2) sitzen.

11. Verbindung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Sperrfinger (20) in ihrer eingeschwenkten Stellung, durch eine Schnappverbindung hinter sie haltenden Lappen (35) des Tragringes (29) gesichert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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