DE9209236U1

DE9209236U1 - Kupplungsnippel

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Publication number: DE9209236U1
Application number: DE9209236U
Authority: DE
Original assignee: Weh Verbindungstechnik 7918 Illertissen De GmbH
Current assignee: Weh Verbindungstechnik 7918 Illertissen De GmbH
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1992-09-17
Anticipated expiration: 2002-07-10

Description

ihrZeichen/yourref.

Anmelder:

Weh GmbH Verbindungstechnik Siemensstr. 5

7918 Illertissen

Kupplungsnippel

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsnippel zur Herstellung einer druckdichten Verbindung für den Durchlaß von unter Druck stehenden Medien zwischen einem Behälter bzw. einer Leitung und einem lösbaren druckdicht anschließbaren Kupplungsteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kupplungsnippel werden mittels Ihres Befestigungsabschnitts druck- und gasdicht an vorgesehenen Rohrstutzen von Behältern oder Leitungen angeschraubt, wobei der Befestigungsabschnitt entweder ein Innengewinde in dem Nippelgehäuse oder ein an der Außenseite des Nippelgehäuses gebildetes Außengewinde aufweist. An der gegenüberliegenden Seite des Nippelgehäuses ist ein Kupplungs-Anschlußabschnitt entweder an der Nippelgehäuseinnenseite oder an der Nippelgehäuseaußenseite gebildet. In

dem Nippelgehäuse befindet sich ein in Schließrichtung vorgespanntes Verschlußelement beispielsweise eine Kugel oder dergleichen, das in seiner Schließstellung dichtend an einer Dichtung anliegt. Die für das Verschlußelement vorgesehene Dichtung besteht üblicherweise vollständig aus Gummi und ist ringähnlich gestaltet. Die Kontaktfläche zwischen Gummidichtung und Verschlußelement ist ein besonders kritischer Bereich für derartige Kupplungsnippel, und etwaiger Verschleiß in diesem Bereich, der beispielsweise durch aggressive Druckmedien oder Relativbewegungen im Dichtbereich begünstigt werden kann, hat zur Folge, daß eine wesentliche Funktion des Kupplungsnippels gestört ist. Zu einer starken Beanspruchung der Dichtung kommt es zudem auch durch teilweise sehr hohe Andruckkräfte, die auf den Ventilkolben in Schließrichtung wirken, insbesondere wenn es zu kleinen Verschiebungen zwischen der Dichtfläche des Verschlußelements und der Dichtung bei deren Verformung kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kupplungsnippel der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß eine sichere und zuverlässige Funktion des Verschlußelements gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Ansprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß dichtet das Verschlußelement in Form eines Ventilkolbens in günstiger Weise gegen eine Dichtung ab, die einerseits elastische Verformungseigenschaften und andererseits eine große Standfestigkeit gegen Verschleiß aufweist. Diese Dichtung kann einstückig oder zweistückig ausgebildet sein. Sie setzt sich zusammen aus einem verschleißarmen steifen Kolbenanlageteil und einem elastischem Gehäuseanlageteil. Diese kombinierte Dichtung ist dabei so in dem Nippelgehäuse angeordnet, daß der Ventilkol-

ben aus seiner vorgespannten Anlagestellung an der Kolbenanlagefläche der Dichtung mittels des Druckes des Druckmediums des angeschlossenen Kupplungsteils in Öffnungsstellung aufdrückbar ist. Hierbei ist vorteilhaft die Druckbeaufschlagungsflächse des Ventilkolbens von der Dichtfläche desselben an dem Kolbenanlageteil getrennt, und nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Ventilkolben in strömungsgünstiger Ausgestaltung eine in Schließstellung orientierte Kegelspitze und einen davon beabstandeten Bund auf, an dem eine angephaste Dichtanlagefläche für den Kolbenanlageteil der Dichtung gebildet ist. Alternativ könnte der Ventilkolben auch statt durch den Druck des Druckmediums durch eine Anformung an dem Kupplungsteil bei dessen Anschluß geöffnet werden.

Der Ventilkolben ist vorzugsweise in dem Nippelgehäuse in einem Halteteil geführt, das über eine zentrale Bohrung mit dem Druckmittelkanal in Verbindung steht und das einen am Nippelgehäuse befestigten Flanschabschnitt mit Druckmediumdurchlässen aufweist. Hierdurch ist in vorteilhafterweise gewährleistet, daß der in dem Behälter bzw. der Leitung, an dem bzw. der der Nippel befestigt ist, die Schließführung des Ventilkolbens zusätzlich zu dessen Vorspannung unterstützt und damit zur sicheren Abdichtung beiträgt.

Die Dichtung für den Ventilkolben ist rotationssymmetrisch gestaltet und weist vorzugsweise einen Winkelquerschnitt auf, wobei der Winkelquerschnitt bevorzugt einen Schenkel parallel zur Nippelgehäuse-Längsachse und einen vergleichsweise dickeren Schenkel senkrecht zur Nippelgehäuse-Längsachse besitzt und wobei am äußeren Übergangsbereich zwischen den Schenkeln eine angephaste Kolbenkontaktfläche gebildet ist. Aufgrund dieser Querschnittgestaltung des Kolbenanlageteils der Dichtung wird eine gleichmäßige Verteilung der Andruckkräfte erreicht, die auf die vorzugsweise mit einem Winkel von 45° angephaste Kolbenkontaktfläche wirken.

Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Schenkel im Winkelquerschnitt zwischen sich einen inneren Anlagebereich für den elastischen Gehäuseanlageteil der Dichtung bilden und daß sich der elastische Gehäuseanlageteil der Dichtung radial über den Gegenschenkel hinaus erstreckt. Hierdurch ist einerseits eine gute Krafteinleitung aus dem verschleißarmen steifen Kolbenanlageteil in den elastischen Gehäuseanlageteil der Dichtung gewährleistet. Andererseits steht durch die radial längere Ausbildung des elastischen Gehäuseanlageteils der Dichtung für dessen Verformung ein von dem zugeordneten Schenkel des Kolbenanlageteils ausgesparter Raum zur Verfügung.

Die Schenkel des Kolbenanlageteils der Dichtung sind vorteilshaft zum Halten des Gehäuseanlageteils der Dichtung am Gehäuse gelagert und gewährleisten damit eine sichere und zuverlässige Positionierung und Wirkungsweise der gesamten Dichtung.

Der Gehäuseanlageteil der Dichtung ist ebenfalls rotationssymmetrisch ausgestaltet und besitzt einen annähernd rechteckigen Querschnitt, so daß sich aus der Kombination mit dem Kolbenanlageteil der Dichtung bei gegenseitiger Kontaktierung im inneren Anlagebereich eine vorzugsweise im Querschnitt annähernd quadratische Kombinationsdichtung ergibt.

Der Kolbenanlageteil der Dichtung besteht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus PTFE, und der elastische Gehäuseanlageteil der Dichtung besteht vorzugsweise wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Gummi.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem anschließenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 eine in der oberen Hälfte geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kupplungsnippels;

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdarstellung von Figur 1 im Bereich des Ventilkolbens;

Figur 3 eine Schnittansicht des Kolbenanlageteils der Dichtung; und

Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungsnippels 10 dargestellt. Der Kupplungsnippel 10 besteht aus einem hohlen Nippelgehäuse 11, das, wie in Figur 4 gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der sich von einem zylinderförmigen Befestigungsabschnitt 12 über eine Einschnürung 13 zu einem Kupplungsanschlußabschnitt 14 mit vergleichsweise kleinerem Durchmesser als der des Befestigungsabschnitts 12 erstreckt. In dem Nippelgehäuse 11 ist für den Durchschluß von Druckmedien ein Durchflußkanal 15 gebildet, der den hohlen Befestigungsabschnitt 12 mit dem hohlen Kupplungsabschnitt 14 verbindet.

Der Befestigungsabschnitt 12 weist ein Innengewinde 16 zur Befestigung an einem nicht dargestellten Außengewindestutzen eines Behälters oder einer Leitung auf. Ein zentrales Halteteil 17 wird über einen separaten Flanschabschnitt 18 an dem Nippelgehäuse 11 befestigt, der mit einem Flanschabschnitt 18 an einem Innengehäuseabsatz 19 anliegt und durch einen Sprengring 20 in fester Anlage gehalten wird. Zwischen dem Flanschabschnitt 18 und dem Hauptkörper des Halteteils 17 sind Druckmediendurchlässe 21 gebildet.

Das Halteteil 17 weist eine zentrale Bohrung 22 auf, die zu einem erweiterten zylinderförmigen Hohlraum 23 des Halteteils 17 offen ist, in dem ein Ventilkolben 24 an einem Außendurchmesserabschnitt 25 geführt ist und sich gegenüber dem Halteteil 17 mittels einer Schraubendruckfeder 26 abstützt. Der zylindrische Hohlraum 23 ist von einem Zylinderflansch 27 des Halteteils 17 umgeben, das sich bis in den Bereich der Einschnürung 13 des Nippelgehäuses 11 erstreckt, wobei zwischen dem Außenumfang des zylinderförmigen Abschnitts 27 und der Innenseite des Nippelgehäuses 11 ein ringförmiger Raum 28 verbleibt, der mit den schräg zur Längsachse A-A des Kupplungsnippels 10 verlaufenden insgesamt vier (vgl. Figur 4) Druckmediendurchlässen 21 und damit mit dem Ausgang des Nippelgehäuses im Bereich des Befestigungsabschnitts 12 in Verbindung steht. Gemäß Figur 4 besitzt das Halteteil 17 bogenförmige Ausnehmungen, die zusammen mit dem separaten Flanschabschnitt 18 die Druckmediendurchlässe 21 bilden.

In dem Kupplungsanschlußabschnitt 14 in dem Gehäuse 11 ist eine Dichtungsaufnahme- und -anlagenut 30 gebildet, in der eine Gummiringdichtung 31 mit großem seitlichen Spiel angeordnet ist, um nach Eingriff eines nicht dargestellten Kupplungsteils und Arretierung des Kupplungsteils hinter einen Eintrittswulst 32 einen druckdichten Anschluß zu ermöglichen. In den Bereich der Nut 30 ragt eine Kegelspitze 33 des Ventilkolbens 24, wie deutlich in Figur 2 zu sehen ist. Am unteren Ende der Kegelspitze 33 des Ventilkolbens 24 befindet sich nach einem zylinderförmigen Zwischenabschnitt ein abgesetzter Bund 34, an dem eine unter 45° zur Längsachse A-A des Kupplungsnippels 10 angephaste Dichtanlagefläche 35 gebildet ist.

Die Dichtanlagefläche 35 des Ventilkolbens 24 befindet sich in der Darstellung der Figuren 1 und 2 in dichtender Anlage an einer Dichtung 36. Die Dichtung 36 besteht aus einem Kolbenanlageteil 37 und einem Gehäuseanlageteil 38, die gemäß Figur 2 in einem inneren Anlagebereich 39 aneinanderliegen. Der Kolbenanlageteil 37 der Dichtung 36 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und

besitzt, wie in Figur 3 besonders gut ersichtlich, die Form einer Winkelhülse.

Der Winkelquerschnitt des Kolbenanlageteils 37 weist einen Schenkel 40 parallel zur Nippelgehäuse-Längsachse A-A und einen vergleichsweise dickeren Schenkel 41 senkrecht zur Nippelgehäuse-Längsachse auf, wobei am äußeren Übergangsbereich eine unter 45° angephaste Kolbenkontaktfläche 42 gebildet ist, an der der Ventilkolben 24 mit seiner komplementär angephasten Dichtanlagefläche 35 anliegt. Die Schenkel 40 und 41 bilden im Winkelquerschnitt gemäß Figur 3 den bereits erwähnten inneren Anlagebereich 39 für den elastischen Gehäuseanlageteil 38 der Dichtung 36. Der elastische Gehäuseanlageteil 38 erstreckt sich radial über den dicken Schenkel 41 des Kolbenanlageteils 37 der Dichtung 36 hinaus, wie gut in Figur 2 zu erkennen ist. Die Dichtung 36 ist in einer axial in dem Nippelgehäuse gebildeten Ringnut 44 aufgenommen, wobei der Schenkel 40 unmittelbar an der Nutwand 45 anliegt und der Schenkel 41 mittels eines Zwischenrings 46 in seiner Stellung gehalten wird, der durch einen Sprengring 47 am Nippelgehäuse 11 befestigt ist.

Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Kupplungsnippels 10 wird dieser mit seinem Befestigungsabschnitt 12 an einem entsprechenden Außengewindeabschnitt eines nicht darstellten Behälters oder einer Leitung befestigt, und nach dem Anschließen eines nicht dargestellten Kupplungsteils an dem Anschlußabschnitt 14 wird der Ventilkolben 24 aus seiner in den Figuren 1 und 2 gezeigten Dichtstellung durch die Wirkung des Druckes des Druckmediums, das über das nicht dargestellte angeschlossene Kupplungsteil in das Nippelgehäuse 11 gelangt, gegen die Wirkung der Druckfeder 26 und ggf. gegen die Wirkung eines den Ventilkolben in Verschlußstellung haltenden Gegendrucks in seine Öffnungsstellung aufgedrückt und gibt damit den gewünschten Durchfluß zu dem Durchflußkanal 15 im Nippelgehäuse 11 über einen Einlaßbereich 48 im Kupplungsanschlußabschnitt 14, den ringförmigen Bereich 28 und die Druckmediendurchlässe 21 frei.

Sobald dieser Druckmediendruck auf einen Wert sinkt, dessen Wirkung am Ventilkolben 24 dessen Offenstellung unter Berücksichtigung der Kraft der Druckfeder 26 nicht mehr gewährleistet, schließt der Ventilkolben 24 wieder in die in Figur 1 und 2 gezeigte Stellung, und das nicht dargestellte Kupplungsteil kann nach Abschalten des Druckmediendruckes abgekuppelt werden.

Claims

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Unser Zeichen/our ref,

P5208 RW/Pr

DR. ERNST STURM (1951-19801 DR. HORST REINHARD DIPL-ING. UDO SKUHRA DIPL-ING. REINHARD WEISE

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Datum/date

8. Juli 1992

Anmelder:

Weh GmbH Verbindungstechnik Siemensstr. 5

7918 Illertissen

Kupplungsnippel

ANSPRÜCHE

1. Kupplungsnippel (10) zur Herstellung einer druckdichten Verbindung für den Durchlaß von unter Druck stehenden Medien zwischen einem Behälter bzw. einer Leitung und einem lösbaren druckdicht anschließbaren Kupplungsteil,
bestehend aus

einem Nippelgehäuse (11) mit einem Durchflußkanal (15, 18, 48);

einem an dem Nippelgehäuse (11) gebildeten Befestigungsabschnitt (12) für einen Behälter und/oder einer Leitung; einem Kupplungsanschlußabschnitt (14); und aus
einem in dem Nippelgehäuse (11) geführten Verschlußelement,

¹ rSARPÄTEN-T¹'-

das dichtend in Schließstellung vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement als Ventilkolben (24) ausgebildet ist, der gegen eine Dichtung (36) aus einem verschleißarmen steifen Kolbenanlageteil (37) und einem elastischem Gehäuseanlageteil (38) abdichtet und mittels des Druckmediumdrucks aus seiner Anlagestellung an diesem Kolbenanlageteil (37) der Dichtung (36) in eine Öffnungsstellung aufdrückbar ist.

2. Kupplungsnippel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolbenanlageteil (37) der Dichtung (36) rotationssymmetrisch und mit einem Winkelquerschnitt ausgebildet ist.

3. Kupplungsnippel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Winkelquerschnitt einen Schenkel (14) parallel zur Nippelgehäuse-Längsachse (A-A) und einen vergleichsweise dickeren Schenkel (41) senkrecht zur Nippelgehäuse-Längsachse (A-A) aufweist, wobei am äußeren Übergangsbereich eine angephaste Kolbenkontaktfläche (42) gebildet ist

4. Kupplungsnippel nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schenkel (40, 41) im Winkelquerschnitt zwischen sich einen inneren Anlagebereich (39) für den elastischen Gehäuseanlageteil (38) der Dichtung (36) bilden, und daß sich der elastische Gehäuseanlageteil (38) radial über den dickeren Schenkel (41) hinaus erstreckt.

5. Kupplungsnippel nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schenkel (40, 41) des Kolbenanlageteils (37) der Dichtung (36) zum Halten des Gehäuseanlageteils (38) am Nippelgehäuse (11, 44, 45) gelagert sind.

6. Kupplungsnippel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Gehäuseanlageteil (38) der Dichtung (36) rotationssymmetrisch mit einem annähernd rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist.

7. Kupplungsnippel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolbenanlageteil (37) der Dichtung (36) wenigstens teilweise aus PTFE besteht.

8. Kupplungsnippel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Gehäuseanlageteil (38) der Dichtung (36) wenigstens teilweise aus Gummi besteht.

9. Kupplungsnippel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkolben (24) eine in Schließrichtung weisende Kegelspitze (33) und einen davon beabstandeten Bund (34) aufweist, an dem eine angephaste Dichtanlagefläche (35) für den Kolbenanlageteil (37) der Dichtung (36) gebildet ist.

10. Kupplungsnippel nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkolben (24) in dem Nippelgehäuse (11) in einem Halteteil (17) geführt ist, das über eine zentrale Bohrung (22) mit dem Druckmittelkanal (15) in Verbindung steht und das mit einem am Nippelgehäuse (11) montierten separaten Flanschring (18) Druckmediendurchlässe (21) bildet.