SE531081C2 - Koaxial koppling - Google Patents

Description

15 20 25 30 531 081 Ytterligare ett ändamål med Strömdahls konstruktion år att åstadkomma en koaxialkoppling vars ingående detaljer är av ur tillverkningsteknisk synpunkt enkelt utförande omfattande enkla tryckfj ädrar samt i huvudsak rotationssynirnetiiska detaljer med cylindriska och koniska ytor med gemensam huvudaxel och plana ytor.

GB 2 069 083 visar en handel som måste roteras relativt en hondel för isärkoppling av kopplingen. En säkerhetshylsa med L-formade spår är fastgj ord vid hondelen med hjälp av vilka spår handelen fastlåses. Säkerhetshylsan tjänstgör att förhindra att handelen okontrollerat flyger ut ur hondelen på grund av överskottstryck i hondelen.

US 647299 visar en koppling med en handel med tappar som roteras i baj onettspår i en låshylsa fastgjord i hondelen för att sammanföra de bägge kopplingsdelama.

Låspiggar frikopplas från handelen medelst en förutbestämd axiell kraft på kopplingsdelarna så att handelen kan rotera ut ur hondelen.

GB 541842 visar en envägskoppling med en handel innefattande en backventil för trycksatt luft. En baj onettkoppling är inrättad för att sammanföra de bägge kopplingsdelarna. Hondelen uppvisar en fastgj ord styrhylsa med spår för bajonettkoppling och handelen uppvisar tappar.

Hela hondelen med ventilsäte skruvas på handelen vid inkoppling.

En nackdel med kända koaxialkopplingar är att om man lämnar ett kallt hydraulisk verktyg med nippel (ej ihopkopplad med koppling) i solen så värms detta upp.

Hydrauloljan i nippeln expanderar och det innestängda trycket ökar. Detta tryck kan bli upp till ett par hundra bar vilket omöjliggör ihopkoppling utan att man använder extra verktyg för att ”nödöppna” någon ventil och släppa ut trycket i det fria. Detta kan påverka räddningsarbetet negativt. 10 15 20 25 30 531 08% En ytterligare nackdel med kända koaxialkopplingar är att eftersom kopplingen (hondelcn) är trycksatt, då en trycksättande pump är ansluten till hondelen, omöjliggörs en snabb hopkoppling utan att man måste använda en stor krafi med handkrafi. Detta kan medföra att flera personer måste hjälpas åt, vilket inte är effektivt vid exempelvis en bilolycka och klippverktyg måste kopplas in. Nackdelen är således att man inte orkar trycka ihop koaxialkopplingen såsom en traditionell snabbkoppling.

Således finns ett önskemål att förbättra arbetseñektiviteten vid en olycksplats.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovannärnnda problem har lösts genom de i patentkravet 1 angivna särdragen.

På så sätt har en koaxialkoppling för högtryckssatt hydraulolja åstadkommits och eventuellt av solvärme expanderad fluid hos handelen kan ”pysa” ut till hondelens utrymme. Därmed uppsamlas olja i kopplingen utan spill och en användare behöver inte använda så mycket kraft för att koppla ihop kopplingen då solen värmtupp den friliggande handelen orsakande högt tryck hos i denna irmesluten olja.

Genom hopkopplings- och hoplåsningsmekanismen kan en användare enkelt sammankoppla hondel och handel åstadkommande en hopkoppling genom vridning av låshylsan.

F öreträdesvis är antalet tappar två.

Alternativt är nämnda fluidum hydraulolja.

Lämpligen är handelen kopplad till ett räddningsverktyg. Därmed kan räddningspersonal med ett enkelt handgrepp koppla ett verktyg till hondelen. 10 15 20 25 30 531 081 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hjälp av exempel, med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där Fig. 1 visar ett längsgående snitt genom handelen hos en känd koaxialkoppling.

Fig. 2 visar ett längsgående snitt genom hondelen hos en känd koaxialkoppling.

Fig. 3 visar en hondel hos en koaxialkoppling enligt en utföringsfonn hos föreliggande uppfinning; Fig. 4a visar i perspektiv en handel hos en koaxialkoppling enligt denna utföringsform; Fig. 4b visar ett genomsnitt av handelen i Fig. 4a; Fig. 5a visar handelen och hondelen vid precis påbörjad hopkoppling; och Fig. 5b visar fullbordad vridning av låshylsan vid hopkoppling.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Fig. 1 och 2 visar ett longitudinellt snitt genom en koaxialkopplings handel och hondel enligt känd teknik.

En första del 1 och en andra del 34 består av i varandra lagda rördelar, vilkas invändiga rör 2, 28 utgör högtrycksledning, att nämnda rördelar är så utformade att såväl den första delens 1 innerrör 2 som dess yttre rör 5 förs in i respektive den andra delens 34 innerrör 28 och ytterör 29 i samband med samrnankopplingen, varvid den första delens 1 ytterrör 5 i samband efler införing i den andra delen 34 törskjuter en fiäderbelastad slidring 4 i den första delens 1 ytterrör 5, så att praktiskt taget omedelbart vid sammankoppling förbindelse upprättas mellan den första delens 1 och den andra delens 34 utrymmen mellan inner- och ytterrör och att vid fortsatt införing av den första delen 1 i den andra delen 34, den första delens 1 innerrör 2, somi sin yttre ände är tillsluten, skjuter en tjäderbelastad ventilkropp 18 framför sig i den andra delens 34 innerrör 28, så att fluidum under måttligt tryck införs i den 10 15 20 25 30 safi osfi andra delens 34 innerrör 28 genom främre hål 3 i mantelytan på den första delens 1 innerrör 2, vilken mantelyta också har bakre hål 12, vilka upprätthåller förbindelse genom den första delens I innerrör 2 och att vid därefter följande införing av den första delen 1 i den andra delen 34 den andra delens 34 innerrör 28 skjuter den ringformiga sliden 4 hos den första delen 1 över nämnda bakre hål 12 i mantelytan hos den första delens 1 innerrör 2 så att fluidum under tryck införs i den andra delens 34 innerrör 28 och att anordningen är utrustad med sammanhållningsorgan, som åtminstone i anordningens längdrilctriing upprätthåller en sammanhållande förbindelse mellan den första 1 och den andra 34 delen när dessa delar 1, 34 förts så långt in i varandra att fluidum under fiillt tryck förs in i den andra delen 34.

Koaxialkopplingen består av en handel 1 och en hondel 34 som visas på Fig 2.

Handelen innefattar den yttre rörhylsan 5 och den inre rörhylsan 2 som i sin frärnre ände är utrustad med en gavel 2l och en centrertapp 36.

Handelens yttre rörhylsa 5 är i sin främre ände försedd med en tätningsring 38 som tätar mot en yttre tätning 20 hos slidringen 4 när nämnda slidring 4 befinner sig i sitt främsta läge eller i det läge som visas på Fig. 1. Tätningen 20 säkerställer att inget fluidum läcker ut mellan tätningsringen 38 och slidringen 4 när kopplingshalvoma inte är sammankopplade. En tätning 31 säkerställer samtidigt att inget läckage av fluidum förekommer mellan den inre rörhylsans 2 cylindriska mantel och det centrala hålet genom slidringen 4. Då kopplingshalvoma är isärkopplade hålls slidringen 4 i sitt främsta läge medelst en slidventilsíjäder 8.

Tillsammans med en fastsätmingshylsa 14 bildar den inre rörhylsan 2 samt slidventilfiädern 8 och slidringen 4 en slidventil 35. Den inre rörhylsan 2 är försedd med ett antal öppningar 3 i den inre rörhylsans 2 främre del, som är öppna och således ej täcks av slidringen 4 när kopplingshalvoma är sammankopplade. Den inre rörhylsan 2 är i sin bakre del utrustad med ytterligare ett antal öppningar 12 som är täckta av slidringen 4 när kopplingshalvoma är sammankopplade. 10 15 20 25 30 531 081 Ett antal i ring disponerade öppningar 13 säkerställer förbindelsen mellan en främre kammare 44 och en bakre kammare 45 för returflödet hos handelen.

I Fig. 1 visas även en högtrycksslang 16 som utgör den invändiga slangen i en koaxialslang med en yttre slang 10. Utrymmet mellan den yttre slangen 10 och högtrycksslangen 16 används som en returledning. Medelst en anslutningsdel 15 står högtrycksslangen 16 i förbindelse med en högtryckskanal ll i slidventilen 35.

Låsanordningen för mekanisk sammanhållning av kopplingshalvorna innefattar en sammanhållningshylsa 9 med en hållkrage 9°, en låshylsfiäder 7, och en låshylsa 6 samt två stycken lâssegment (inte visade).

Kopplingens hondel 34 som visas i Fig. 2 innefattar en yttre rörhylsa 29 med ett låsspår 37 och två stycken låsflänsar 43. En inre rörhylsa hos hondelen har betecknats med 28. En tätningsring 24 hålls i det främre läget som visas i Fig. 2 medelst en tryckfi äder 23. En tätning 27 säkerställer att inget läckage förekommer mellan tätningsringen 24 och den inre rörhylsan 28. En tätning 22 säkerställer att inget läckage förekommer mellan tätningsringen 24 och den yttre rörhylsan 29.

En tätningskolv 18 hålls i det i Fi g. 2 visade frärnre läget medelst en tryckfj äder 25.

En tätning (utan hänvisningsbeteckning) säkerställer att inget läckage förekommer mellan den inre rörhylsan 28 och tätningskolven 18. Nämnda tätning och tätningen 31, som utsätts för högtryck, kan i princip vara utfonnade enligt F ig. 1. Om en O- ring utsätts för högt tryck från en spalt hindras den från att klärmnas fast i en spalt medelst en stödring, som företrädesvis kan vara tillverkad av hårdare material och som kan vara måttligt elastisk, exempelvis teflon. Därvid kan O-ringen vara tillverkad av exempelvis fluorgummi varvid man samtidigt erhåller god temperaturbeständighet. Ett centrerhål 19 på tätningskolven 18 används för centrering av kopplingshalvoma 34, 1 i förhållande till varandra i samband med 10 15 20 25 30 531 081 sammankopplingen. Därvid införs centrertappen 36 in i centrerhålet 19. Den gängade hålbrickan 30 håller innerhylsan 28 centrerad i förhållande till ytterhylsan 29. Anslutningsdelen 33 sätter en inre kammare 48 hos hondelen i förbindelse med en högtrycksledning.

Då fluidrnaskinen är i drift överförs sliden (inte visad) till höger varvid en kanal för returflödet, som används då maskinen ej är i drift stängs av samtidigt som en kanal för returflödet sätts i förbindelse med en returkanal. Flödet får således passera genom maskinen då sliden förs över till höger. Maskinen kan startas då sliden förs över till höger.

Då kopplingshalvoma 1, 34 kopplas samman förs handelens inre och yttre rörhylsa 2, 5 in i hondelens respektive inre och yttre rörhylsa 28, 29 och därvid påverkar tätningsringen 38 hos handelens yttre rörhylsa 5 tätningsringen 24 som skjuts in i hondelen 34. Redan efter några tiondels rnillimeters förskjutning av tätningsringen 24 öppnas en spalt mellan tätningsringen 24 och den inre rörhylsan 28 varvid en förbindelse uppstår mellan handelens främre kammare för returflödets 44 och hondelens frärnre kammare för returflödet 46.

Vid fortsatt införande av kopplingens handel in i dess hondel skjuts ventilkolven 18 bakåt in i hondelens inre rörhylsa 28 där den hålls i centralt läge medelst centrertappen 36. Därvid törs även handelens inre rörhylsa 2 in i hondelens inre kammare 48. F örbindelse mellan hondelens inre kammare 48 och högtryckskanalen 11 i handelens inre rörhylsa 2 upprättas emellertid inte förrän öppningarna 3 i manteln hos handelens inre rörhylsa 2 förts så långt in i hondelens inre rörhylsa att nämnda öppningar 3 passerat nämnda tätning (utan hänvisningsbeckning). När öppningama 3 passerat tätningen står kammaren 48 i förbindelse med högtryckskanalen 11. Hos kopplingens handel står emellertid högtryckskanalen 11 fortfarande i förbindelse med kammaren 44 för returflödet tills ett antal bakre öppningar 12 i mantelytan hos den inre rörhylsan 2 har täckts av slidringen 4. 10 15 20 25 30 531 031 Samtidigt som den inre rörhylsan 2 hos handelen tränger in i hondelens inre rör 28 skjuts slidringen 4 bakåt utefter handelens inre rörhylsa 2 så att den kommer att täcka de bakre öppningama 12 i nämnda inre rörhylsas 2 mantel.

Koaxialkopplingens flödeskanaler för högtryck står därmed enbart i förbindelse med varandra och endast den mekaniska sammankopplingen återstår.

I det följande beskrivs fig. 3, 4a, 4b, Sa och Sb där hänvisningsbeteckningar visar: 100 spår 101 bakdel i aluminium (hos handel) 102 stödring i PTFE 103 dammskyddslock 104 nippelrörkropp 105 _ nippelrör 106-1 12 O-ring 1 13 avlastningsventil 114 tätning i PTFE 1 15 ventil (hylsa i stål) 1 16 fjäder i rostfritt stål 117 fiäder i rostfritt stål 1 18 tätningskon i stål 119 U-ring 120 ventilstopp 121 ventilsäte i stål 122 ventil (hylsa i stål) 201 bakdel i aluminium (hos hondel) 202 stödring 203 kula i rostfritt stål 204 kopplingskropp 205 distanshylsa i stål 10 15 20 25 30 531 081 9 206 dammskyddslock i PVC 207 låshylsa i aluminium 208-212 O-ring 213 tapp i stål 214 hylsa i stål 215 fiäder 216 U-ring 217 ventil 218 fórbigångsventil 219 ventilöppnare 300 främre hål 301 bakre hål 501 handel 502 hondel U utrymme hos hondel En första del (eller kallade hondelen 502) och en andra del (eller kallade handelen 501) består av i varandra lagda fördelar, vilkas invändiga rör 2, 105 (nippelrör) utgör högtrycksledning, nämnda fördelar är så utformade att såväl den forsta delens 502 innerrör 2 som dess ytterrörkropp 204 förs in i respektive den andra delens 501 innerrör(nippelrör) 105 och ytterör (nippelrörkropp)l04 i samband med sammankopplingen.

I Fig. 3 visas hur genom vridning av låshylsans 207 (hondelens 502) tappar 213 erhålles tillräckligt stor kraft för att koppla ihop hon- och handel 502, 501. Tapparna 213 löper i spiralforrniga spår 100 på nippelrörkroppen 104 (se FIG. 4a). I och med den av användaren medelst handkraft åstadkomma vridningen av hondelens 502 låshylsa 207 kopplad till hylsan 214 inrymmande tapparna 213 (företrädesvis två till antalet) kommer tapparna 213, när dessa tappar 213 faller in i spåren 100, genom rotationen omkring en kopplingen längsgående axel, gripa tag i spårens 100 väggar 10 15 20 25 30 531 oßi 10 och åstadkomma en dragning av nippelrörkroppen 104 in i hondelen 502. Denna vridning av låshylsan 207 tjänstgör utväxlande och nänmda rotation av tapparna 213 i spåren 100 dragande nippelrörkroppen 104 in i hondelen 502 genererar en hopkopplingslcrafi i axiell riktning. Genom denna hopkopplings- och hoplåsningsmekanism kan en användare enkelt sammankoppla hondel 502 och handel 501 åstadkommande en hopkoppling genom vridning av låshylsan 207. Det vill säga sammankopplingen sker medelst en bajonettform hos sammankopplingsmekanismen.

Vid räddningsarbeten är därmed säkerställt att en tryckkälla (inte visad) kan vara kopplad till hondelen 502, och handelen 501 (med verktyg) med ett enkelt handgrepp kan kopplas till hondelen 502.

En avlastningsventil 113 (se figur 4b) inrättad i nippelrörkroppen 104 åstadkommer att ett eventuellt restiyck i nippeln släpps ut i kopplingen och därmed möjliggör sammankoppling. Med nämnda avlastningsventil 113 möjliggörs inkoppling direkt utan att extra verktyg behöver användas. Likaså elimineras eventuellt tryckoljespill utanför systemet, eftersom överskottet hamnar i hondelen 502 vid inkoppling.

I det första skedet av inkopplingen trycks änden hos ventilöppnaren 219 (Se figur 3) mot avlastningsventilen 113 (Se figur 4b). Avlasmingsventilen 113 öppnas lätt eftersom tätningsarean är liten mot tätningen 114 (Se figur 4b) och släpper ut den trycksatta oljan mot ventilen 218 (Figur 3). Dä trycket är utjämnat kan de två större ventilema 122, 115 i nippeln (se figur 4b) fortsätta att öppnas och hopkopplingen kan slutföras.

Figur Sa visar koaxialkopplingen enligt en utfóringsfonn där handelen 501 och hondelen 502 precis har påbörj at hopkopplingen. Tappama 213 är inpassade i spåren 100 och vridningen av låshylsan 207 påbörjas. I detta läge möter likaså ventilöppnaren 219 mot avlastningsventilen 113 och eventuellt av solvärme 10 15 531 081 ll expanderad fluid kan ”pysa” ut till hondelens 502 utrymme U. Därmed uppsamlas olja i kopplingen utan spill och en användare behöver inte använda så mycket kraft för att koppla ihop kopplingen då solen värmt upp den friliggande handelen 501 orsakande högt tryck hos i denna innesluten olja, vilken handel 501 är kopplad till räddningsverktyget. I Figur 5b visas hur fullbordad vridning av låshylsan 207 och tappama 213 åstadkommits. Tappama 213 har styrt in nippelrörkroppen 104 och har skapat en stor kraft i axiell riktning genom utväxling övervinnande det höga tryck som orsakas i hondelen från tryckkällan. Öppning av hondelen 502 medelst handelen 501 kan nu ske utan att man behöver använda stor kraft.

Andra exempel på utföringsfonner ñnns inom ramen för föreliggande uppfinning och ovan beskrivna exempel på lösningar skall inte ses begränsande. Exempelvis kan hondelens 502 innerrör innefatta en uppsättning flera främre hål och en uppsättning flera bakre hål, som vid hopkoppling upprätthållande förbindelse mellan kopplingsdelama vid hopkoppling. De bakre hålen tjänstgör för passerande av fluid när hondelen är frånkopplad. Det vill säga de bakre hålen tjänstgör som förbindelse mellan röret för inkommande fluid och utanpåliggande rör i hondelen för returfluid när hondelen icke är hopsatt med handelen och tryckkällan är påslagen.

Claims (4)

10 15 20 25 30 531 081 12 PATENTKRAV

1. Koaxialkoppling innefattande en handel (501) och en hondel (502), handelen (501) är inpassningsbar i hondelen (502), koaxialkopplingen innefattar en förbigångsventil (218) så att hondelen (502) kan vara frånkopplad handelen (501) under det att trycksatt fluid passerar igenom hondelen (502) såsom inkommande fluid och returfluid, innerrör (2) hos hondelen (502)fo'r trycksatt fluid innefattar åtminstone ett främre hål (300) och ett bakre hål (301), vilka hål är arrangerade för nämnda fórbigångsventil (219); innerröret (2) och en ytterrörkropp (204) hos hondelen (502) förs för sammankoppling in i ett nippelrör (105) och en nippelrörkropp (104) hos handelen (501), vari handelens (501) nippelrör (105) skjuter en fiäderbelastad ventil (218) i hondelen (502) över nämnda bakre hål (301) så att fluidum under tryck införs i handelens (501) nippelrör (105), kännetecknad av att hondelen (502) uppvisar en vridbar låshylsa (207), som är kopplad till en hylsa (214) inrymmande tappar (213) vridbara omkring hondelens (502) centrumaxel, att handelens (5 01) nippelrörkropp (104) uppvisar spiralforxniga spår (100), vari vid nämnda sammankoppling och vridning av låshylsan (207) griper genom rotation av tapparna (213), när de faller in i spåren (100), tappama (213) tag i spårens (100) väggar och åstadkommer en dragning av handelens nippelrörkropp (104) in i hondelen (502), under det att när handelen (501) och hondelen (502) hopkopplas och vridning av låshylsan (207) påbörjas möter samtidigt en ände hos hondelens (502) innerrör (2) en avlastningsventil (113) hos handelen (501) och öppnar avlastningsventilen (113) och trycksatt olja släpps ut mot hondelens (502) ventil före fortsatt öppning av ventiler (115, 122) i nippelrörkroppen (104).

2. Koaxialkoppling enligt krav l, vari antalet tappar (213) är två.

3. Koaxialkoppling enligt krav 1 eller 2, vari fluidum är hydraulolj a. 531 081 13

4. Koaxialkoppling enligt något av krav 1 till 3, vari handelen (501) är kopplad till ett räddningsverktyg.