DE2638856B2

DE2638856B2 - Zerbrechliche Strömungsmittelkupplung

Info

Publication number: DE2638856B2
Application number: DE2638856A
Authority: DE
Inventors: Richard A. Jackson Buseth; Russel L. Munith Roger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-08-28
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2638856A1; JPS5233123A; FR2323091B1; DE2638856C3; IT1066480B; FR2323091A1; GB1513698A; US4023584A; JPS564788B2

Description

Die Erfindung betrifft eine zerbrechliche Strömungsmittelkupplung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der US-PS 37 97 510 bekannt ist.

Bei dieser bekannten Kupplung ist in dem Kupplungselement unmittelbar am Haltering eine Sollbruchstelle angeordnet, die durch einen verschwächten Bereich des Kupplungselementes gebildet wird. Wenn entsprechend große Axialkräfte auf die Kupplung einwirken, kommt es zum Bruch dieses verschwächten Bereiches, was eine Trennung der Kupplungshälrten und ein Schließen des Ventils bewirkt. Die Kupplung funktioniert im allgemeinen in zufriedenstellender Weise. Insbesondere ist durch den Haltering gesichert, daß die Befestigung des Kupplungselementes am Rohrkörper über Einrichtungen erfolgt, die über den gesamten Kupplungsumfang gleichmäßige Kräfte ausüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zerbrechliche Strömungsmittelkupplung der im Oberbegriff genannten Art so zu verbessern, daß die auf die Kupplung gleichmäßige Kräfte ausübenden Befestigungseinrichtungen herstellungstechnisch vereinfacht werden.

s Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Gegenüber der bekannten Kupplung zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Strömungsmittelkupplung im wesentlichen dadurch aus, daß von den bekannten Sollbruchstellen im Kupplungselement abgewichen und statt dessen als zerbrechliches Element eine mit einem Haltering zusammenwirkende, kreisförmige, sich radial erstreckende Rippe vorgesehen wird. Diese Rippe kann sowohl am Rohrkörper als auch am

is Kupplungselement vorgesehen sein, während der Haltering dann jeweils am anderen Element, eine Seite der Rippe erfassend, gelagert ist Aus Gründen des Zusammenbaus wird jedoch die Rippe vorzugsweise am Rohrkörper angeordnet sein, so daß sie sich radial von diesem nach außen erstreckt, während der Haltering auf dem sich teleskopartig über den Rohrkörperendabschnitt erstreckenden Abschnitt des Kupplungselementes gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich die zerbrechliche Rippe einfacher herstellen läßt als entsprechende Sollbruchstellen in der Kupplungshülse der bekannten Strömungsmittelkupplung. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Lösung auch insofern vorteilhaft, als daß hierbei das zerbrechliehe Element von der Außenseite der Kupplung zugänglich angeordnet ist, so daß auch bei äußeren Störeffekten immer eine sichere Funktion der Kupplung gewährleistet ist. Daß die Kupplung über den gesamten Kupplungsumfang einen gleichmäßigen Widerstand gegen eine Trennung des Kupplungselementes vom Rohrkörper ausübt, wird dadurch erreicht, daß sich der Haltering über den gesamten Kupplungsumfang mit der entsprechenden Seite der kreisförmigen Rippe in Eingriff befindet.

Der grundlegende Unterschied zwischen dem Erfindungsgegenstand und der bekannten Lösung besteht darin, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung durch das Befestigungselement (Haltering) selbst ein Zerbrechen der Kupplung herbeigeführt wird, während bei der bekannten Lösung der Haltering ausschließlich die Funktion einer Befestigung der Kupplungshülse am Rohrkörper erfüllt und mit dem eigentlichen Bruch der Kupplung nichts zu tun hat. Das bedeutet, daß bei der bekannten Lösung der Haltering sowohl innerhalb der Kupplungshülse als auch innerhalb des Rohrkörpers unverschieblich gelagert sein muß, da sonst der Bereich der Sollbruchstelle nicht auf Zug beansprucht würde. Bei der erfindungsgemäßen Lösung hingegen ist gerade beabsichtigt, daß der Haltering nur in bezug auf einen Teil der Kupplung fixiert bleibt, während er sich gegenüber dem anderen Teil, an dem die zerbrechliche Rippe angeordnet ist, verschieben soll, urn einen Bruch der Rippe herbeizuführen.

Ergänzend zum Stand der Technik seien noch die DE-OS 25 05 347 und US-PS 37 41521 genannt. In diesen Veröffentlichungen sind Strömungsmittelkupplungen beschrieben, bei denen die Kupplungshälften über zerbrechliche Stifte miteinander verbunden sind. Hierbei wird somit der Bruch der Kupplung durch ein Zerbrechen des Befestigungsmittels selbst bewirkt, während erfindungsgemäß das Befestigungselement (Haltering) den Bruch verursacht und selbst nicht zerbricht. Darüber hinaus haben diese bekannten

Lösungen den Nachteil, daß die Befestigung der Kupplungshälften über Einrichtungen, d.h. zerbrechliche Stifte, erfolgt, die über den gesamten Kupplungsumfang keine gleichmäßigen Kräfte ausüben. Infolge der Verwendung von derartigen zerbrechlichen Elementen sind die Material- und Herstellungskosten dieser Kupplungen relativ hoch.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Rippe vorteilhafterweise einheitlich aus dem Material des Rohrkörpers geformt, während der Haltering durch einen Treibdraht gebildet ist. Dadurch wird die Herstellung der zerbrechlichen Strömungsmittelkupplung weiter vereinfacht und verbilligt.

Das Kupplungselement kann beispielsweise selbst als mit einem Ventil versehener Rohrkörper ausgebildet sein, oder die Strömungsmittelkupplung kann so aufgebaut sein, daß das Kupplungselement zwischen zwei mit Ventilen versehenen Rohrkörpern angeordnet und mit zwei sich über die jeweiligen Rohrkörperendabschnitte erstreckenden Abschnitten versehen ist. Bei der letztgenannten Ausföhrungsform ist das Kupplungselement vorteilhafterweise als rohrförmige Nabe ausgebildet, an der ein Lagerflansch angeordnet ist, und auf der Nabe ist angrenzend an den Lagerflansch ein geschwächter, zerbrechlicher Abschnitt gebildet, der bei Einwirkung vorgegebener Radialkräfte bricht. Dieser zerbrechliche Abschnitt ist beispielsweise durch eine Anzahl mit Umfangsabstand angeordneter Schlitze gebildet, die in der Nabe im Bereich des Lagerflansches angeordnet sind und sich radial durch die Nabe erstrecken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Strömungsmittelkupplung, bei der die obere Hälfte im Schnitt dargestellt ist, wobei der Rohrkörper und das Kupplungselement im miteinander verbundenen Zustand dargestellt sind,

Fig.2 eine Detaildarstellung der Befestigung des Rohrkörpers und des Kupplungselementes aneinander im Schnitt gemäß Fig. 1, wobei die Teile unmittelbar nach dem Bruch der Rippe gezeigt sind,

Fig.3 eine andere Ausführungsform einer Strömungsmittelkupplung in Seitenansicht, bei der das Kupplungselement mit einem Lagerflansch versehen ist, wobei wiederum die obere Hälfte im Schnitt dargestellt ist,

Fig.4 eine Detaildarstellung der Befestigung des Kupplungselementes an den Rohrkörpern im Schnitt gemäß F ig. 3 und

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in F i g. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Strömungsmittelkupplung umfaßt einen einen Strömungsmittelkanal vorsehenden Rohrkörper und ein im Bereich eines Endes des Rohrkörpers angeordnetes Kupplungselement. Das Kupplungselement ist hierbei ebenfalls als Rohrkörper ausgebildet, so daß die beiden Rohrkörper 12 und 14, abgesehen von den Verbindungselementen, irr> wesentlichen gleich ausgebildet sind. Gleiche Bestandteile beider Rohrkörper sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Bezugszeichen des Rohrkörpers 14 einen Index aufweisen. Jeder Rohrkörper enthält einen zylindrischen Strömungsmittelkanal 16. Der Rohrkörper 12 weist ein Gewindefitting 18 auf, das an seinem äußeren Ende befestigt ist, während an dem äußeren Ende des Rohrkörpers 14 das Gewindefittung 20 befestigt ist. Die Fittings sind in der üblichen Strömungsmitteldichten Weise, beispielsweise durch einen Treibdraht und O-Ring, an den zugeordneten Rohrkörpern befestigt.

Jeder Rohrkörper ist mit einem ringförmigen Ventillager 22 versehen, welches axial innerhalb des Strömungsmittelkanals beweglich ist. jedes Lager wird durch eine Feder 24, die gegen eine in den zugeordneten Kanal eingeschraubte Ventilhalterung 26 drückt, in Richtung auf das Verbindungsende ihres Rohrkörpers beaufschlagt. Auf jedem Lager ist auf einem Schwenkstift 30 ein Schwenkventil 28 gelagert, das durch eine Torsionsfeder 34 in Richtung auf eine geschlossene Stellung in Zusammenwirkung mit einem Ventilsitz 32, der auf dem Lager ausgebildet ist, beaufschlagt wird. Das Ventil 28 wird durch eine Lippe 36, welche auf einer auf der Halterung 26 gebildeten Lippe ruht, in einer geöffneten Stellung gehalten.

Wenn die Rohrkörper 12, 14 miteinander verbunden sind, kommen die Ventillager 22, 22' miteinander in Eingriff, wie in F i g. 1 gezeigt, so daß die Ventile 28 und 28' auf den Halterungen arretiert und in der offenen Stellung gehalten werden. Somit wird ein vollständig geöffneter Strömungsmittelkanal durch die Kupplung 10 gebildet.

Wenn die zerbrechliche Verbindungseinrichtung der Kupplung gebrochen ist und eine Trennung der Rohrkörper 12, 14 gestattet, beaufschlagen die Federn 24 die Lager 22 in Richtung auf das innere Ende der Rohrkörper und gestatten eine Entfernung der Ventillippen 36 von den Halterungen 26. Dadurch schwenken die Ventile 28 schnell in eine geschlossene Stellung auf den Sitzen 32 und dichten den Strömungsmittelkanal ab. Die Rohrkörper sind durch Verbindungseinrichtungen 38 aneinander befestigt. Diese Verbindungseinrichtungen enthalten eine kreisförmige zerbrechliche Rippe 40, die auf dem Rohrkörper 12 ausgebildet und einheitlich aus dem Material desselben geformt ist. Der Rohrkörper 12 enthält ferner einen kreisförmigen radial vorspringenden Abschnitt 42 zur Ausbildung einer Schulter mit einem darauf vorgesehenen Treibdrahtsitz 44 und eine Oberfläche 46 zur Aufnahme eines O-Ringes 48. Der O-Ring 48 dient dazu, die Rohrkörper gegeneinander abzudichten.

Das Kupplungselement bzw. der Rohrkörper 14 enthält eine ringförmige Hülse oder einen vorspringenden Endabschnitt 50 mit einem Innendurchmesser 52, der es dem Endabschnitt gestattet, sich teleskopartig über die Rippe 40 zu schieben. Der Endabschnitt weist eine ringförmige Nut 54 sowie eine tangential dazu liegende Ausnehmung (nicht gezeigt) auf, durch welche der Treibdraht 56 in den Endabschnitt eingeführt werden kann, um innerhalb der Nut eine kreisförmige Gestalt anzunehmen.

Um die Rohrkörper 12, 14 zusammenzubauen, werden beide axial ausgerichtet und in der in F i g. 1 gezeigten Stellung zueinander in Beziehung gebracht, in welcher der Endabschnitt 50 die Rippe 40 überlappt und die Nut 54 mit der Oberfläche 44 fluchtet. Der Treibdraht 56 wird sodann in den Endabschnitt 50 eingeführt. Er weist einen solchen Durchmesser auf, daß er die Kante der Rippe und die Oberfläche 46 erfaßt. Auf diese Weise verhindern der Treibdraht und die Rippe eine Trennung der Rohrkörper.

An die Fittings 18 und 20 sind Leitungen, beispielsweise flexible Schlauchleitungen (nicht gezeigt), angeschlossen. Falls auf diese Leitungen und die Rohrkörper übermäßige Zugkräfte ausgeübt werden, biegt der Treibdraht 56 den Außenrand der Rippe 40 nach links (F i g. ! und 2). Sowie diese Axialkräfte einen vorgege-

benen Wert erreichen, bricht die Rippe (F i g. 2) und gestattet eine Trennung der Rohrkörper voneinander. Wenn eine derartige Trennung auftritt, bewegen sich die Ventillager 22 von ihren Ventilhalterungen 26 fort, und die Ventile 28 schließen sich bei geringem Strömungsmittelverlust.

Da die Rippe 40 einheitlich aus dem Material des Rohrkörpers 12 geformt ist und der Treibdraht 56 ein einfaches und billiges Bauteil darstellt, stellen die Befestigungseinrichtungen von der herstellungstechnisehen Seite gesehen eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.

Die Kupplungsausführung nach der Darstellung in F i g. 3 enthält ein Paar Rohrkörper 58 und 60, wobei am Rohrkörper 58 ein Fitting 62 befestigt ist, während der Rohrkörper 60 das Fitting 64 aufweist. Der Rohrkörper 58 weist in seinem Innern ein ringförmiges Ventillager 66 auf, während der Rohrkörper 60 das Lager 68 enthält. Jedes der Ventiliager enthält ein schwenkbares Ventil, welches durch eine Druckfeder beaufschlagt wird. Die Ventile werden durch eine ringförmige Halterung in einer in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen identischen Weise in der offenen Stellung gehalten.

Die Ventillager 66 und 68 sind jeweils mit einer ringförmigen Nut auf ihrem Umfang versehen, und ein ringförmiger Schuh 70 weist an jedem Ende einen erweiterten Wulst auf, der in einer entsprechenden Nut aufgenommen wird, wodurch der Schuh den Strömungsmittelkanal zwischen den Rohrkörpern 58, 60 im Bereich des Kupplungselementes 72 abdichtet.

Das Kupplungselement 72 ist zwischen den inneren Enden der Rohrkörper eingebaut. Der dadurch entstehende Zwischenraum erzeugt einen Abstand zwischen den Lagern 66 und 68. Das Lager 66 enthält zwei Vorsprünge 74 (F i g. 3 und 5), die darauf ausgebildet sind und sich axial in Richtung auf das Lager 68 erstrecken und mit diesem zusammenwirken, um die Ventillager in der gewünschten Stellung zu halten, wenn die Rohrkörper miteinander verbunden sind.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, enthält das Kupplungselement 72 einen Lagerflansch 76, der sich radial zur Achse der Kupplung erstreckt, sowie Lagerbohrungen 78 (F i g. 5), durch weiche Bolzen oder andere Befestigungselemente geschoben werden können, um den Flansch beispielsweise an einer Tankwand zu befestigen. Der Flansch enthält zylindrische Nabenabschnitte 80 und 82, welche sich axial von dem Flansch erstrecken und einen Innendurchmesser aufweisen welcher ein Einsetzen der Endabschnitte der Rohrkörper 58, 60 in die Nabenabschnitte gestattet, was aus F i g. 4 ersichtlich ist. Die Nabe enthält Nuten 84 zur Aufnahme von O-Ringen 86 zur Abdichtung gegenüber den Rohrkörperenden.

Jedes Rohrkörperende ist mit einer sich radial erstreckenden, kreisförmigen Rippe 88 versehen welche mit dem innerhalb der Nabenabschnitte gelagerten Treibdraht 90 zusammenwirkt. Innerhalb der Nabenabschnitte sind zur Aufnahme der Treibdrähte bogenförmige ringförmige Ausnehmungsfläehen 92 vorgesehen. Durch das Einsetzen der Treibdrähte, sowie das Zusammenwirken derselben mit den Flächen 92 unc den zugeordneten Rippen 88 werden die Rohrkörpei axial in Stellung gehalten, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist.

Die oben beschriebene Ausführungsform gestattei ein Brechen der Befestigungseinrichtung 72 be Einwirkung vorgegebener radialer Kräfte oder Scher kräfte. Ein derartiger Bruch wird erleichtert durch eine Anzahl radial verlaufender Schlitze 94, die in Kupplungselement 72 im Bereich des Lagerflansches 76 in den Nabenabschnitten 80 und 82 ausgebildet sine (F i g. 3 und 4). Die Schlitze sind durch Stege 96 getrennt wie aus F i g. 5 ersichtlich ist.

Das Vorhandensein der Schlitze 94 schwächt die Nabe im Bereich des Flansches 76, wodurch das Aufbringen einer radialen Kraft oder Scherkraft auf der einen oder anderen Rohrkörper ein Abscheren der ir der Nabe ausgebildeten Stege 96 ermöglicht. Da die Schlitze und Stege im wesentlichen mit dem innerer Ende der Rohrkörper fluchten, wird einer solcher Scherwirkung durch den Eingriff des Kupplungsbestandteile kein Widerstand entgegengesetzt. Da die Rohrkörper im Falle einer solchen Abscherung verschoben werden, verschwenken sich die Ventile ir die geschlossene Stellung, sowie die Lager 66 und 6t genügend voneinander getrennt sind.

Die Einwirkung von Axialkräften, die einen vorgegebenen Wert übersteigen, auf die Kupplung in dei Ausführungsform nach den F i g. 3 bis 5 verursacht eir Brechen einer oder beider Rippen 88, was eine Trennung der Rohrkörper gestattet, wie in Verbindung mit der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 beschrieber wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zerbrechliche Strömungsmittelkupplung aus einem einen Strömungsmittelkanal vorsehenden Rohrkörper, in dem ein zum Abdichten des Strömungsmittelkanals geeignetes Ventil angeordnet ist, und einem im Bereich eines Endes des Rohrkörpers angeordneten Kupplungselement, das einen sich teleskopartig über den Rohrkörperendabschnitt erstreckenden Abschnitt aufweist und mittels eines zwischen diesem Abschnitt und dem Rohrkörperendabschnitt angeordneten Halteringes an dem Rohrkörper derart befestigt ist, daß bei Auftreten einer vorgegebenen Axialkraft ein Zerbrechen der Kupplung und ein Schließen des Ventils eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörperendabschnitt oder der sich über den Endabschnitt erstreckende Abschnitt (50) des Kupplungselementes (14,72) mit einer sich radial in Richtung auf den anderen Abschnitt erstreckenden zerbrechlichen, kreisförmigen Rippe (40, 88) versehen ist und daß der Haltering (56, 90) auf dem anderen Abschnitt, eine Seite der Rippe (40, 88) erfassend, gelagert ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (40, 88) einheitlich aus dem Material des Rohrkörpers (12,58) geformt ist

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (56, 90) durch einen Treibdraht gebildet ist.

4. Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (72) als rohrförmige Nabe ausgebildet ist, an der ein Lagerflansch (76) angeordnet ist, und daß auf der Nabe angrenzend an den Lagerflansch (76) ein geschwächter, zerbrechlicher Abschnitt gebildet ist, der bei Einwirkung vorgegebener Radialkräfte bricht.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zerbrechliche Abschnitt durch eine Anzahl mit Umfangsabstand angeordneter Schlitze (94) gebildet ist, die in der Nabe im Bereich des Lagerflansches (76) angeordnet sind und sich radial durch die Nabe erstrecken.