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Dokumentenidentifikation DE69305107T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0569282
Titel Schnellverbindung für Fluide
Anmelder Renault Automation, Boulogne-Billancourt, Hauts-de-Seine, FR
Erfinder Daulon, Jean-Louis, F-81100 Castres, FR
Vertreter Haft, von Puttkamer, Berngruber, Czybulka, 81669 München
DE-Aktenzeichen 69305107
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 04.05.1993
EP-Aktenzeichen 934011412
EP-Offenlegungsdatum 10.11.1993
EP date of grant 02.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse F16L 37/32

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneilverbindung für Fluide zwischen einem ersten und einem zweiten Teil, die relativ zueinander entlang einer Achse beweglich sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Die Veröffentlichung US-A-3.163.178 beschreibt eine Verbindung, in der ein erstes Verschlußventil sich auf dem Sitz eines Verbindungselementes unter der Einwirkung eines Federdrucks abstützt, während ein weiteres Ventil sich auf seinem Sitz unter der Einwirkung der von einer stärker ausgelegten entgegengesetzt wirkenden Rückhol feder abs tützt.

Diese beschriebene Vorrichtung verwendet eine äußere Buchse zur Verriegelung und zur Abdichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine vereinfachte und dichte Verbindung, die eine Entfernung von Verunreinigungen an den Abdichtteilen ermöglicht, die während der Herstellung der Verbindung einander berühren.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Verbindung für Fluide, die trotz ungenügender Ausrichtung die erforderliche Abdichtung gewährleistet.

Die Ziele und Vorteile gehen aus den Merkmalen des Patentanspruches hervor.

Aufgrund der besonders einfachen Ausgestaltung der beiden Kopfteile wird das Verschlußteil am ersten Teil, das mit der Zufuhrleitung für das Fluid verbunden ist, von seinem Sitz durch das andere Verschlußteil abgehoben, bevor die beiden Dichtflächen einander berühren, so daß die Dichtflächen der beiden Kopfteile durch das Fluid gereinigt werden, welches aus dem Kopfteil des ersten Teils austritt, bevor sich die beiden Dichtflächen berühren. Durch eine geeignete Ausgestaltung der Verschlußteile und der Sitze der beiden Kopfteile ist es in einem gewissen Umfang möglich, daß ein kleiner Verschiebeweg der beiden Teile relativ zueinander ausreicht zur Freigabe eines geeigneten Fluiddurchlasses.

Vorzugsweise besteht das Verschußteil eines jeden Kopfteils aus einer Kugel und der Sitz eines jeden Kopfteils aus einem konischen Sitz.

Damit die Verbindung winkelmäßige Fehlausrichtungen der beiden Teile tolerieren kann und zugleich eine hervorragende Abdichtung gewährleistet, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eines der beiden Verbindungselemente, welches den Sitz und die Dichtfläche bildet, in begrenzter Weise beweglich in Form eines Kugelgelenkes im entsprechenden Teil angeordnet ist.

Jedes Teil weist vorzugsweise eine zylindrische Aussparung auf, wobei das Verbindungselement, welches den Sitz und die Dichtfläche bildet, vorzugsweise die Form eines Napfes aufweist mit einer konvexen kugelförmigen Außenfläche, die die zylindrische Fläche der Aussparung berührt. In diesem Fall ist das in Form eines Kugelgelenkes beweglich angeordnete Element durch eine Feder in Richtung eines Anschlages beaufschlagbar, entgegengesetzt zur Rückzugsbewegung des Verschlußteils aufgrund der Wirkung der Rückholfeder.

Jede Kugel, die ein Verschlußteil bildet, wird vorzugsweise durch ihre Rückholfeder und über ein Druckteil beaufschlagt, welches von der inneren zylindrischen Fläche des napfförmigen Elementes geführt wird, um so die Kugel bezüglich des Elementes zu zentrieren.

In diesem Fall begrenzt im ersten Teil das Druckteil der Kugel den Rückzugsweg der Kugel, indem es sich auf einem Anschlag abstützt

Das im napfförmigen Element geführte Druckteil ist vorteilhafterweise abgetragen oder ausgespart, so daß das Fluid passieren kann.

Im folgenden wird ein nicht begrenzend gemeintes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der beigefügten schematischen Zeichnung beschrieben; es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch die Schnellverbindung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen und

die Figur 2a bis 2d verschiedene Phasen während der Herstellung der Verbindung zwischen diesen beiden Teilen.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, dient die Vorrichtung 1 dazu, eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Teil 2, welches an eine Fluidzufuhrleitung 3 angeschlossen ist und einem zweiten Teil 4, welches an eine Fluidabfuhrleitung 5 angeschlossen ist, herzustellen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Teil 2 feststehend und das Teil 4 bezüglich des Teiles 2 entlang einer Achse beweglich, wobei der Doppelpfeil 6 die Beweglichkeit des Teiles 4 bezüglich des Teiles 2 symbolisiert im Hinblick auf den Eingriff und die Freigabe dieser beiden Teile.

Jedes der beiden Teile 2 und 4 weist ein Kopfteil 7 auf, welches in Richtung des anderen Teils gesehen aus ihm hervorspringt.

An jedem der Teile 2 und 4 weist das Kopfteil 7 ein napfförmiges Verbindungselement 8 auf sowie eine das Verschlußteil bildende Kugel 9, ein Druckteil 10 und eine Rückhol feder.

Das napfförmige Element 8 weist in seinem Boden eine konische Öffnung 10 auf, die einen Sitz für die Kugel 9 darstellt. Außerhalb ist der Boden des Teils 8 flach und bildet eine ringförmige ebene Fläche 11. Die seitliche Außenfläche des Elementes 8 weist einen zylindrischen Abschnitt 12 auf, der sich vom Boden aus bis ungefähr zur halben Höhe des Elementes 8 erstreckt und einen kugelförmig gewölbten Abschnitt 13, der zur Achse des Elementes 8 zentriert ist. Dieser gewölbte Abschnitt 13 ist mit einer Umfangsnut 14 versehen, in welche eine Ringdichtung 15 eingreift.

Die napfförmigen Elemente 8 werden in den beiden Teilen 2 und 4 mittels Unterlegscheiben 16 gehalten, die z. B. durch nicht dargestellte Schrauben an den Teilen 2 und 4 befestigt sind.

Am Teil 2 ist das napfförmige Element 8 fest in einer zylindrischen Aussparung 17 angeordnet, dessen Tiefe gleich der Höhe des gewölbten Abschnitts 13 des Elementes 8 derart ist, daß das Element 8 mit Hilfe der Unterlegscheibe 16 an einer Schulter 18 der Aussparung 17 festgelegt ist.

Am Teil 4 hingegen ist das napfförmige Element 8 in einer zylindrischen Aussparung 19 angeordnet, deren Tiefe größer als die Höhe des kugelförmigen Abschnitts 13 des Elementes 8 ist. Diese Aussparung 19 ist hierbei eine Durchlaßöffnung, die an ihrem entgegengesetzten Ende durch einen Deckel 20 verschlossen ist. Eine Druckfeder 21 ist zwischen dem Deckel 20 und dem napfförmigen Element 8 vorgesehen. Unter Berücksichtigung des Spiels des zylindrischen Abschnitts 12 des napfförmigen Elementes 8 in der Unterlegscheibe 19 ist das Element 8 in Form eines Kugelgelenkes beweglich und kann in axialer Richtung gegen die Feder 21 im Teil 4 verschoben werden.

Sowohl im Teil 2 als auch im Teil 4 wird die Kugel 9 in Richtung ihres Sitzes 10 durch ein von der inneren zylindrischen Seitenfläche des Elementes 8 geführtes Druckteil 22 beaufschlagt, wobei jedes Druckteil an seinem, die Kugel 9 berührenden Abschnitt eine Aussparung 23 aufweist sowie eine Abtragung bei 27, um den Durchlaß des Fluids zwischen ihm und dem napfförmigen Element 8 zu ermöglichen.

Das Druckteil 22 für die Kugel 9 und des Teiles 2 steht unter der Einwirkung einer Rückholfeder 24, whrend das Druckteil 22 für die Kugel 9 des Teiles 4 unter der Einwirkung einer Feder 25 steht, wobei die Feder 25 stärker als die Feder 24 ist.

Es sei noch betont, daß das Druckteil oder der Stößel 22 im Teil 2 mit einem Anschlag 26 zusammenwirkt, welcher den Rückzugsweg der Kugel 9 bezüglich des Sitzes 10 begrenzt gegen die Einwirkung der Feder 24. Dieser Anschlag ist derart gewählt, daß die Kugel 9 in der Freigabestellung, d. h. wenn sie an ihrem Sitz 10 anliegt und dabei geringfügig aus der äußeren ebenen Fläche 11 des napfförmigen Elementes 8 herausragt, maximal so lange zurückgezogen werden kann, bis sie in der Ebene der Fläche 11 zu liegen kommt.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2a bis 2d wird nunmehr der Herstellung der in Figur 1 dargestellten Verbindung beschrieben.

In Figur 2a, d. h. im Freigabezustand der Verbindung, in dem also die beiden Teile 2 und 4 voneinander entfernt sind, wird die Kugel 9 des Teiles 2 durch die Feder 24 in Richtung ihres Sitzes 10 beaufschlagt. In entsprechender Weise wird im Teil 4 die Kugel 9 durch ihre Feder 25 in Richtung des Sitzes 10 ihres Elementes 8 beaufschlagt, wobei letzteres durch die Feder 21 in Richtung der Unterlegscheibe 16 beaufschlagt wird.

Gemäß Figur 2b, bei der die beiden Teile 2 und 4 einander angenähert sind, wobei die beiden Kugeln 9 sich berühren, drückt die Kugel 9 des Teiles 4 aufgrund der kräftigeren Feder 25 zuerst die Kugel 9 des Teiles 2 von ihrem Sitz, wodurch ein Austritt des von der Zufuhrleitung 3 stammenden Fluides ermöglicht wird. Dieser Fluidaustritt bewirkt eine Selbstreinigung der Verbindung an der Stelle der beiden ebenen Dichtflächen 11. Die Rückzugsbewegung der Kugel 9 des Teiles 2 wird durch eine Berührung des Druckteils 22 mit dem Anschlag 26 begrenzt.

Gemäß Figur 2c bewirkt die fortgesetzte Annäherung der beiden Teile 2 und 4 zueinander eine Trennung der Kugel 9 vom Sitz 10 des napfförmigen Elementes 8 im Teil 4 unter der Einwirkung der Feder 25 bis zu einer gegenseitigen Berührung der ringförmigen Dichtflächen 11 der beiden napfförmigen Elemente 8.

Gemäß Figur 2d bewirkt eine weitere Annäherung der beiden Teile 2 und 4 ein Zurückziehen des napfförmigen Elementes 8 des Teiles 4 gegen die Wirkung der Feder 21. Diese Rückzugsbewegung kann begleitet sein von einer gelenkförmigen Bewegung des Elementes 8 im Teil 4 im Fall einer winkelmäßigen Fehlausrichtung der beiden an den Teilen 2 und 4 befestigten Kopfteilen 7.

Es sei betont, daß die Abdichtung durch Berührung der Flächen 11 der beiden napfförmigen Elemente 8 unter der Einwirkung der Feder 21 verstärkt wird durch einen Druckeffekt aufgrund der Unterschiede der Querschnitte und der Drücke an den beiden Enden der napfförmigen Elemente 8. In dem Maße nämlich, in dem im Eingriffszustand der Fluiddruck auf den größeren Querschnitt der beiden Elemente 8 einwirkt und ein geringerer Druck, üblicherweise der atmosphärische Druck, auf den kleineren Querschnitt einwirkt, wird nämlich jedes Element 8 mit einer Kraft beaufschlagt, die eine Funktion dieses Druckunterschiedes und dieses Querschnittsunterschiedes ist und zwar in Richtung des entgegengesetztes Elementes 8, wobei diese Kraft die Abstützkraft verstärkt, mit der die beiden Flächen 11 der beiden Elemente 8 unter der Einwirkung der Feder 21 aneinander anliegen.

Es ist klar, daß die obige Beschreibung nur als erläuterndes Beispiel und nicht begrenzend gegeben ist und daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

So können z. B. die Kugeln durch anders geformte Verschlußteile ersetzt werden, wobei natürlich entsprechend angepasste Sitze vorzusehen sind. Auch die kugelgelenkförmige Anordnung eines der napfförmigen Elemente 8 in wenigstens einem der Teile 2 und 4 ist nicht unbedingt notwendig, sondern stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dar, um mögliche winkelmäßige Fehlausrichtungen zu kompensieren.

Die Anwendungsbereiche der erfindungsgemäßen Verbindung sind zahlreich und umfassen, neben Werkzeugmaschinen, z. B. die Versorgung mit Schneidflüssigkeiten für die beweglichen Teile von Werkzeugmaschinen und sämtliche automatische Fluidverbindungen zwischen zwei beweglichen Anordnungen mit im allgemeinen sehr geringem Verschiebeweg.


Anspruch[de]

1.Schnellverbindung für Fluide zwischen einem ersten und einem zweiten Teil (2, 4), die relativ zueinander entlang einer Achse beweglich sind und an die eine Zufuhrleitung (3) bzw. eine Abfuhrleitung (5) angeschlossen sind, wobei die Verbindung zwei Kopfteile (7) am ersten bzw. am zweiten Teil aufweist und jedes Kopfteil (7) ein Rückschlagventil mit einem Verschlußteil (9) enthält, daß unter der Einwirkung einer Rückholfeder (24, 25) an einem Sitz (10) anliegt in der Freigabestellung und das nach außen hin durch eine ringförmige Dichtfläche (11) derart begrenzt ist, daß in der Freigabestellung das Verschlußteil (9) eines jeden Kopfteils bei Berührung mit seinem Sitz (10) aus der Dichtfläche (11) seines Verbindungselementes (8) nach außen in Richtung zum anderen Kopfteil hin herausragt und daß in der Eingriffsstellung die beiden sich aufeinander abstützenden Verschlußteile (9) von ihren Sitzen (10) abgehoben sind, so daß die Dichtflächen (11) der Verbindungselemente (8) der beiden Kopfteile einander berühren; die Rückholfeder (25) des Verschlußteiles (9) am zweiten Teil 4 ist stärker als die Rückholfeder (24) des Verschlußteils (9) am ersten Teil (2); die beiden Kopfteile (7) sind identisch und bestehen aus einem Verbindungselement mit einer Innengestaltung in Form eines Sitzes (10) für das Verschlußteil (9); der Rückzugsweg, relativ zum Sitz, des Verschlußteiles (9) am ersten Teil (2) ist derart begrenzt, daß das Verschlußteil, wenn sich die beiden Verschlußteile aufeinander abstützen, nur bis zur Ebene der Dichtfläche (11) ihres Verbindungselementes (8) zurückziehen kann.

2.Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eins der beiden Verbindungselemente (8) beweglich nach Art eines Kugelgelenkes in ihrem Teil (2, 4) angeordnet ist.

3.Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (4) eine zylindrische Aussparung (19) aufweist und daß das Verbindungselement (8) eine äußere kugelförmige Fläche (13) aufweist, welche die Fläche der zylindrischen Aussparung (19) berührt.

4.Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (8) von einer Feder (21) gegen einen Anschlag (16) beaufschlagt wird entgegen der Rückzugsbewegung des Verschlußteils (9) aufgrund dessen Rückholfeder (25).

5.Verbindung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kugel (9) von ihrer Rückholfeder (24, 25) über ein Druckteil (22) beaufschlagt wird, welches im Verbindungselement (8) geführt ist, um eine Zentrierung der Kugel (9) bezüglich dieses Elementes zu gewährleisten.

6.Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (22) für die Kugel (9) des Kopfteils (7) am ersten Teil (2) den Rückzugsweg dieser Kugel (9) durch Abstützung auf einem Anschlag (26) begrenzt.

7.Verbindung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckteil (22) derart abgetragen ist (27), daß das Fluid passieren kann.







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