DE3249371T1

DE3249371T1 - Verbinder fuer stroemende medien und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE3249371T1
Application number: DE823249371T
Authority: DE
Inventors: James D. 45469 West Chester Ohio Fox; Vernon 74112 Tulsa Okla. Paul jun.
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1984-01-12
Also published as: US4431218A; EP0100326A1; ZA829462B; JPS61164881U; EP0100326B1; GB2125133A; WO1983002815A1; US4811975A; CA1193632A; IN156684B; GB2125133B; EP0100326A4; GB8324226D0; PL140645B1; PL240411A1; JPS58502161A

Description

Dayco Corporation ... -·Α 37 778/be

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Dayton, Ohio 45402 ^:,.^: .·. " „;„ '*,} "'..'%,' O/. U\3 ö I I

U.S.A. 30. September 1983

VERBINDER FÜR STRÖMENDE MEDIEN UND HERSTELLUNGSVERFAHREN

Fachgebiet

Diese Erfindung betrifft einen Schnellverbinder aus zwei Hälften. Die eine Hälfte kann an einer Leitung für strömende Medien befestigt werden, die andere Hälfte an einem anderen Teil des Strömungssystems.

Stand der Technik ' '

Schnellverbinder bei Leitungen für strömende Medien sind bekannt. Sie eignen sich zum schnellen Herstellen und Lösen von Verbindungen im System und bieten gleichzeitig ein hohes Maß an Sicherheit, während die Medien strömen und stehen. Verschiedene Arten von Dichtelementen wie O-Dichtringe sind für diesen Zweck bekannt. Bei einer bestimmten bekannten Bauweise wird ein U-förmiger Haltestift mit Schenkeln verwendet. Die Schenkel werden in eine erste und eine zweite Verbinderhälfte eingesetzt, um die Hälften durch Reibung fest zu verbinden. Lösen ist durch Entfernen des Stiftes leicht möglich. Die folgenden Veröffentlichungen zeigen, wie dieses Konzept angewandt worden ist:

(1) US-Patentschrift 2 772 898 - Seeler

(2) US-Patentschrift 3 527 485 - Goward et al

(3) US-Patentschrift 3 973 791 - Porta et al

(4) Stecko-Systemkatalog, Januar 1975

(5) Europower öS Ine .-Katülotj, 1070

Das Patent für Seeler zeigt allgemein die Verwendung eines Haltestiftes zum Verbinden von Verbinderhälften in einem Sauerstoffsystem, um schnelles Lösen zu ermöglichen. Hierzu ist an dem Stift ein Kabel befestigt.

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so daß die Sauerstoffleitung durch den Piloten beim Herausschleudern abgekoppelt werden kann.

Das Patent für Goward et al beschreibt einen Stift mit Vorspannung zur sichereren Arretierung in den Nuten.

Das Porta-Patent betrifft ein System zum Deformieren eines Teils des Verbinders, wenn die Verbinderhälften getrennt werden. Dadurch wird eine unerwünschte erneute Verwendung der Verbinder, die durch zu hohen Druck geborsten sein können, verhindert. Porta verwendet außerdem zwei distanzierte Dichtringe.

Bei dem Stecko-System wird ein Haltestift verwendet, der dem in den Patenten beschriebenen ähnlich ist und außerdem eine Einzelnut mit einem O-Dichtring und einem Haltering.

Der Europower-Katalog enthält ein Sortiment von Verbindern mit einem abnehmbaren Stift bzw. Klammer.

Beschreibung der Erfindung

Alle bekannten Vorrichtungen verwenden Haltestifte und Nuten in einem Schnellverbinder, weisen aber jeweils bestimmte Mängel im Zusammenhang mit der Abdichtung des Mediums auf. Beim Stecko-System wird versucht, mit zwei Elementen in einer Nut abzudichten. Porta verwendet zwei getrennte Dichtungen: eine am Hauptteil der ersten Verbinderhälfte, die zweite am reduzierten Teil. Die Anmelder stellten fest,daß die obigen Produkte nicht ganz zufriedenstellend sind und entwickelten daraufhin die in dieser Anmeldung beschriebene überlegene Vorrichtung.

Bei Verbindern dieser Art ergeben sich vielerlei Probleme. Das Hauptproblem ist, daß bei hohen Drücken der Medien Pulsationen auftreten, die zu einer Relativbewegung

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zwischen den beiden Verbinderhälften führen. Dadurch wiederum kommt es zu Stoßbelastung des Haltestiftes, der infolgedessen ermüden und brechen kann. Ein zweites festgestelltes Problem war Leckverlust oder Austreten an den Dichtelementen bei niedrigem Druck. Dazu kam es, weil bei den bekannten Ausführungen kein geeigneter Axialdruck auf die beiden Verbinderhälften wirkte. Gleichzeitig ermöglichte dieser fehlende Druck oft das Durchtreten von Staub zwischen den Hälften.

Diese Erfindung löst die obigen Probleme. Dies geschieht durch Vorbelastung des Haltestiftes, um die Stoßbeanspruchung des Stiftes zu verringern. Spezieller wird hierzu eines der Dichtelemente oder O-Dichtringe an einer sehr kritischen Stelle vorgesehen. Durch die Verwendung an dieser Stelle wird axiale und radiale Pressung der beiden Verbinderhälften zueinander bewirkt, wodurch die Relativbewegungen und Pulsationen zwischen den Hälften verringert oder beseitigt werden. Die besten Ergebnisse wurden mit dem O-Dichtring in einer Nut erzielt, die sich am reduzierten Teil der ersten Verbinderhälfte befindet, genau dort, wo die Wand zwischen diesem Teil und dem Hauptteil schneidet. Der O-Dichtring berührt eine Schulter an der zweiten Verbinderhälfte, die eine Hauptbohrung und eine erweiterte Bohrung besitzt. Die Schulter liegt dort, wo die Verbindungswand zwischen den beiden Bohrungen schneidet. Allerbeste Ergebnisse werden erzielt, wenn die Schulter so abgeschrägt ist, daß die Bohrung zur Wand hin erweitert ist.

Der roduziattv. Teil ent hüIt-. .nicht mir* <M& nbnn bß~ schriobono Nut mit Ring, sondern auch eine zweite axial versetzte Nut mit einem weiteren O-Dichtring und einem Stützring ähnlich wie bei dem System von Stecko.

- S Durch die Kombination dieser Ringe und deren Lage wird ein weit besseres Ergebnis erzielt. Dieses System verringert nicht nur die Pulsation und bewirkt die richtige Pressung, sondern verhindert auch Leckage von Medium und Staub zwischen den Verbxnderhälften.

Ein Hauptziel dieser Erfindung ist daher die Angabe eines Schnellverbinders , der zwischen den Verbinderhälften eine relative axiale und radiale Pressung bewirken kann.

Ein weiteres Ziel ist die Angabe eines Verbinders ohne Pulsationen zwischen den Verbinderhälften.

Ein weiteres Ziel ist die Beseitigung der Stoßbelastung des zum Verbinden und Lösen der Hälften verwendeten Stiftes.

Ein anderes Ziel ist die Beseitigung der Leckage von Medium und Staub zwischen den Hälften.

Noch ein weiteres Ziel ist die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbinders mit den hier beschriebenen neuen Merkmalen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale der Erfindung und ihre technischen Vorteile können der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Heranziehung der Ansprüche und beigefügten Zeichnungen entnommen werden.

Es zeigen: ■

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des neuen Verbinders mit angeschlossenen Leitungen*; Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Verbinders, zum Teil im Schnitt; Fig. 3 einen Schnitt durch den Verbinder entlang den Linien 3-3 von Fig.2 und Fig. 4 einen Schnitt durch den Verbinder entlang den Linien 4-4 von Fig. 2.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

In den Zeichnungen ist der neue Verbinder mit der Kennnummer 11 bezeichnet. Er umfasst die erste Verbinderhälfte 12, die zweite Verbinderhälfte 13 und einen Haltestift 14. Der Verbinder wird in einem Strömungssystem verwendet, das, da nicht Gegenstand der Erfindung, nicht gezeigt ist.

Die erste Verbinderhälfte 12 ist im wesentlichen zylindrisch und umfasst axial gesehen einen Hauptteil 15 und einen reduzierten Teil 16. Am Hauptteil 15 sind in einem Bereich verschiedene ebene Flächen 17 ausgebildet, an denen ein Schraubenschlüssel oder ähnliches Werkzeug angesetzt werden kann. Der Hauptteil 15 besitzt eine große Umfangsnut 18. Die Nut 18 hat rechteckiges Profil und wird von einer Innenfläche 19 und Seitenflächen 20 und 21, die im Hauptteil 15 spanabhebend hergestellt worden sind, gebildet. Es versteht sich, daß das Profil dieser Nut nur als Beispiel dient und auch runde, dreieckige oder beliebige sonstige Profile möglich sind. Eine Wand 22 verbindet zwischen dem Hauptteil· 15 und dem reduzierten Teil 16, der sich bis zu dem mit der Kennummer 23 bezeichneten Ende erstreckt. Zwei distanzierte Umfangsnuten 24 und 25 sind im Teil 16 vorgesehen. Die Nut 24 liegt bei der Schnittstelle der Wand 22 mit dem reduzierten Teil 16

*) Leitungen sind in Fig. 1 nicht gezeigt. - ADÜ

und besitzt im wesentlichen ein Halbkreisprofil. Die andere Nut 25 liegt näher beim Ende 23 des Teils 16 und weist ein Rechteckprofil auf. Eine zentrale Öffnung 26 verläuft durch die gesamte Verbinderhälfte 12 vom Ende 23 zum entgegengesetzten Ende 27. Bei der gezeigten beispielhaften Ausführung besitzt die öffnung ein Gewinde 28 am Ende 27 für ein Anschlußteil des Leitungssystems.

Die Verbinderhälfte 13 ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch, aber die äußere Form dieser Hälfte ist nicht kritisch; sie könnte auch als Parallelepiped oder mit anderer geeigneter Form ausgeführt sein. Innen liegt wie gezeigt eine zylindrische Hauptbohrung 29 vor, die im wesentlichen an den reduzierten Teil 16 angrenzt sowie eine erweiterte zylindrische Bohrung 30, die im wesentlichen an den Hauptteil 15 angrenzt. Die Bohrung

29 hat einen reduzierten Teil 31 mit einem Gewinde 32. Die Bohrung ist vom Gewindeende 33 zum anderen Ende 34 durchgehend. Eine Wand 35 verbindet die Bohrungen 29 und 30 und grenzt im wesentlichen an die Wand 22 der Verbinderhälfte 12. An der Schnittstelle der Wand 35 und Bohrung 29 befindet sich eine Schulter 36 mit einer Abschrägung 37, die zur Wand hin erweitert. Eine Nut 38 mit Halbkreisprofil ist in der erweiterten Bohrung

30 vorgesehen. Sie liegt gegenüber der Nut 18 der Verbinderhälfte 12 und grenzt an diese an. Öffnungen

29 und 40 in der Verbinderhälfte13 werden bei der Montage radial mit den Nuten 18 und 38 gefluchtet.

Zu den erfindungsgemäßen Dichtelementen gehört das Hauptelement 41, vorzugsweise ein weicher und kompressibler O-Dichtring aus einem Elastomer wie Gummi. Der O-Dichtring weist normalerweise eine Shore-Härte A von

30 bis 50 auf. Dieser O-Dichtring wird in die Nut 24

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eingesetzt. Beim Montieren des Verbinders (siehe Fig.2 und 4) wird der O-Dichtring an die Schulter 36 angelegt und teilweise zusammengedrückt; die Abschrägung 37 gewährleistet, daß der O-Dichtring zwischen den beiden Verbinderhälften geeigneten Kontakt findet. In der anderen Umfangsnut 25 sitzt ein weiterer O-Dichtring 4 mit einem Stützring 43 als Sekundärdichtung. Der 0-Dichtring 42 ist dem O-Dichtring 41 ähnlich, besteht aber in der Regel aus einem härteren Elastomer mit einer Shore-Härte A von ungefähr 70 bis 90. Der Stützring 43 wird aus einem Material mit besonderen Eigenschaften gefertigt, z.B. Fluorelastomer, Nylon oder anderen Polymeren. Bei der Montage der Verbinderhälften legen sich die Ringe 42 und 43 mit Druck an die Bohrung 29 an, um die geforderte Dichtwirkung zu erzielen.

Beim Montieren des Verbinders wird die Hälfte 12 so in die Hälfte 13 eingesetzt, daß die Teile 15 und 16 an die Bohrungen 30 und 29 angrenzen. Dadurch werden die Dichtelemente 41, 4 2 und 43 innerhalb der Bohrung 29 in die richtige Lage gebracht. Der Haltestift 14 wird in den Verbinder eingesetzt, indem die Schenkel 4 4 und 45 über die Öffnungen 3 9 und 40 in die Nuten 18 und 38 zum festen Verbinden der Hälften miteinander gesteckt werden. Die Schenkel 44 und 45 sind so elastisch, daß sie leicht einrasten und sich in gutem Reibkontakt an die Flanken der Nuten anlegen. Die Schenkel sind zwar mit quadratischem Querschnitt gezeigt, es versteht sich aber, daß sie auch rund oder von irgendeiner anderen zweckmäßigen Form sein können. Das Medium durchströmt das System einschließlich der Bohrung 29 und Öffnung 26 in Richtung des Pfeiles von Fig. 2. Die Dichtelemente verhindern jegliche Leckage, wobei der O-Dichtring 41 am wirksamsten ist. Dies ist der Fall infolge seiner Lage am reduzierten Teil zusammen mit

den anderen Ringen und insbesondere da er durch den Kontakt mit der Schulter 36 eine besondere Pressung sowohl axial als auch radial bewirkt. Dies verhindert die unerwünschten Pulsationen zwischen den Verbinderhälften, die bei anderen Ausführungen möglich sind. Es verhindert auch, im Gegensatz zu den anderen Bauweisen, Leckage des Mediums bei niedrigem Druck und Durchgehen von Staub.

Man sieht also, daß diese Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Herstellung des verbesserten Verbinders angibt.

Die hier gezeigte Ausführungsform dient nur als Beispiel. Es versteht sich, daß andere Ausführungsformen der Erfindung im Rahmen dieser Beschreibung und unter dem Oberbegriff der beigefügten Ansprüche möglich sind.

Claims

333 W. First Street ti I ' ....-.- ο ο / η ο ι Dayton, Ohio 45402 ...··.. --- - . -. - U.S.A. 30. September 1983 ANSPRÜCHE

1. Bei einem Schnellverbinder für cine Leitung mit ersten und zweiten Verbinderhälften und einer Halteeinrichtung zum festen Verbinden der'erwähnten Hälften; wobei die erwähnte erste Verbinderhälfte im wesentlichen zylindrisch ist mit einem Hauptteil, einem reduzierten Teil und einer ersten Wand, die radial zu den erwähnten Teilen verläuft und diese verbindet, wobei der erwähnte Hauptteil eine Umfangsnut besitzt; wobei die zweite Verbinderhalf te auf der erwähnten ersten Verbinderhälfte sitzt mit einer zylindrischen Hauptbohrung, die im wesentlichen an den erwähnten reduzierten Teil angrenzt, einer erweiterten Bohrung, die im wesentlichen an den erwähnten Hauptteil angrenzt und einer zweiten Wand, die an die erwähnte erste Wand angrenzt,radial zu den erwähnten Bohrungen verläuft und diese schneidet, wobei an der Schnittstelle der erwähnten zweiten Wand mit der erwähnten Hauptbohrung eine Schulter vorliegt und die erwähnte erweiterte Bohrung eine Umfangsnut gegenüber der Umfangsnut in der erwähnten ersten Verbinderhälfte besitzt; wobei die erwähnte Ilalteeinrichtung aus einem U-förmigen Teil in Schenkeln besteht, die in die Umfangsnut der erwähnten ersten und zweiten Verbinderhälften zur festen Verbindung dieser Hälften eingesetzt werden; die Verbesserung, daß der erwähnte reduzierte Teil (16) der erwähnten ersten Verbinderhalf te (12) mehrere distanzierte Umfangsnuten (24, 25) besitzt sowie Dichtelemente (41, 42, 43) in den erwähnten Nuten (24, 25), die an der erwähnten zweiten Verbinderhälfte (13) anliegen, um das Medium abzudichten .

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Dichtelemente (41, 42, 43) die erwähnte zylindrische Hauptbohrung (29) der erwähnten zweiten Verbinderhälfte (13) berühren.

3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der erwähnten Umfangsnuten (24) an der Schnittstelle der erwähnten ersten Wand (22) mit dem erwähnten reduzierten Teil (16) liegt.

4. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Schulter (26) radial an die erwähnte eine Umfangsnut (24) angrenzt.

5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Schulter (36) eine Abschrägung (37) aufweist, die zu den erwähnten Wänden (22, 35) hin erweitert.

6. Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der erwähnten Dichtelemente (41) in der erwähnten einen Umfangsnut (24)sitzt und an der erwähnten Schulter (36) teilweise zusammengepresst ist.

7. Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte eine Dichtelement (41) ein elastomerer O-Dichtring mit einer Shore-Härte A von 30 bis 50 ist, wobei der erwähnte O-Dichtring relative axiale und radiale Pressung zwischen den erwähnten ersten (12) und zweiten (13) Verbinderhälften bewirkt.

8. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dichtelemente (42, 43) in der anderen der erwähnten Umfangsnut (25) sitzen.

9. Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten mehreren Dichtelemente (42, 43) einen elastomeren O-Dichtring (42) beinhalten.

10. Verbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Dichtelemente (42, 43) einen polymeren Dichtring (43) beinhalten.

- JOl -

11. Bei einem Herstellungsverfahren für einen Schnellverbinder mit: einer im wesentlichen zylindrischen ersten Verbinderhälfte mit einem Hauptteil, einem reduzierten Teil und einer ersten Wand, die zu den erwähnten Teilen radial verläuft und sie schneidet; und einer zweiten Verbinderhälfte mit einer zylindrischen Hauptbohrung, einer erweiterten Bohrung und einer zweiten Wand, die sich zu den erwähnten Bohrungen radial erstreckt, mit diesen verbindet und bei der Verbindung mit der erwähnten Hauptbohrung eine Schulter bildet; mit folgenden Schritten: Aufsetzen der erwähnten zweiten Verbinderhälfte auf die erwähnte erste Verbinderhälfte, so daß die erwähnte zylindrische Hauptbohrung im wesentlichen an den erwähnten reduzierten Teil angrenzt, wobei die erwähnte erweiterte Bohrung im wesentlichen an den erwähnten Hauptteil angrenzt und die erwähnten ersten und zweiten Wände aneinander angrenzen; Ausbildung gegenüberliegender Umfangsnuten in dem erwähnten Hauptteil und der erwähnten erweiterten Bohrung; und Einsetzen einer U-förmigen Halteeinrichtung mit Schenkeln in die erwähnten Nuten, um die erwähnten ersten und zweiten Verbinderhälften fest zu verbinden; die Verbesserung, daß mehrere distanzierte Umfangsnuten an dem erwähnten reduzierten Teil der erwähnten ersten Verbinderhälfte ausgebildet werden und Dichtelemente in den erwähnten Nuten, welche die erwähnte zweite Verbinderhälfte berühren und dadurch das Medium abdichten, Verwendung finden.