Hydac Process Technology GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar

Kupplungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, die für eine Verbindung zwischen schlauch- oder rohrförmigen Leitungen einen einen Durchlass für ein Medium bildenden Anschlußkörper an der einen Leitung und einen an der anderen Leitung endseitig angeordneten Flansch aufweist, der durch Spannschrauben, die am Anschlußkörper verankert sind, mit diesem verspannbar ist, wobei zwischen Flansch und Anschlußkörper eine Dichtungsanordnung mit einer Radialdichtung vorhanden ist, die zwischen einer Ringfläche am Flansch und einer am Anschlußkörper befindlichen Ringfläche angeordnet ist, die zueinander konzentrische Dichtflächen bilden.

Kupplungsvorrichtungen dieser Art sind bekannt. Zwar zeichnen sich solche Kupplungsvorrichtungen durch eine verhältnismäßig einfache Bauweise und durch Montagefreundlichkeit aus, weil beim Zusammenbau die Radialdichtung in Form eines oder mehrerer Dichtringe an der zugehörigen Ringfläche festgelegt sein kann, so dass beim Zusammenbringen von

Flansch und Anschlußkörper die richtige Positionierung der Radialdichtung ohne weiteres sichergestellt ist. Derartige Kupplungsvorrichtungen sind jedoch lediglich für Leitungen geeignet, die Medien mit geringem Druckniveau führen. So offenbart beispielsweise die US-Patentschrift Nr. 3,764,170 eine derartige Kupplungsvorrichtung für Wellenleiterrohre, also Metallrohre, die kein unter Druck stehendes Medium führen, sondern ein elektroma-

gnetisches Feld begrenzen und elektromagnetische Energie weiterleiten. Bei Leitungen für Druckmedien ergeben sich bei derartigen Kupplungsvorrichtungen jedoch Abdichtprobleme.

Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Kupplungsvorrichtung der betrachteten Art zur Verfügung zu stellen, die eine betriebssichere Verbindung bei Leitungen ermöglicht, die Druckmedien mit einem hohen Druckniveau führen.

Erfind u ngs gemäß ist diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass in einem räumlichen Abstand von der eine Radialdichtung aufweisenden Dichtungsanordnung eine zweite Dichtungsanordnung mit zumindest einer Axialdichtung vorhanden ist. Wie sich gezeigt hat, ermöglicht die Kombination aus Radial- und Axialdichtung, in Verbindung mit deren voneinander räumlich getrennter Anordnung, eine besonders betriebssichere Abdichtung selbst bei hohem Druckniveau.

Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, dass der Flansch an seinem dem Anschlußkörper zugeordneten Ende eine Stirnfläche bildet, die sich in zur Flansch-Längsachse normaler Radialebene vom kreisrunden Umfangs- rand des Flansches bis zu einem zur Längsachse koaxialen Fortsatz dessel- ben erstreckt, wobei die erste Dichtungsanordnung am Fortsatz und die zweite Dichtungsanordnung an der Stirnfläche gelegen sind. Bei solcher Lagebeziehung zwischen Radialdichtung und Axialdichtung ist letztere, da sie sich an der Stirnfläche am Umfangsbereich des Flansches befindet, zur Außenseite der Kupplungsvorrichtung nächstgelegen, während die Radial- dichtung, sozusagen vorgeschaltet, vom Druckmedium unmittelbar beaufschlagt ist. Die Axialdichtung braucht somit lediglich etwaige, an der Radialdichtung gegebenenfalls auftretende Leck- oder Verlustmengen zur Au-

ßenseite abzudichten, wobei aufgrund der räumlichen Trennung und des dazwischen liegenden Pfades, der durch solche etwaige Fehlmengen zu überwinden ist, eine geringere Belastung der Axialdichtung gegeben ist.

Hierbei kann die Anordnung vorteilhaft so getroffen sein, dass die Stirnfläche des Flansches gegen eine zu ihr parallele Stirnfläche des Anschlußkörpers spannbar ist, welche letztere für die zweite Dichtungsanordnung eine Dichtfläche für einen Dichtring bildet, der in einer in die Stirnfläche des Flansches eingearbeiteten Ringnut sitzt und gegen die als zweite Dichtflä- che dienende Stirnfläche des Anschlußkörpers abdichtet.

Hierbei kann die Anordnung weiterhin so getroffen sein, dass am Anschlußkörper eine den Fortsatz des Flansches aufnehmende, zur Längsachse koaxiale Vertiefung vorgesehen ist, die innenseitig die eine Ringfläche bil- det, die als die eine Dichtfläche für die erste Dichtungsanordnung dient.

Für die Zusammenwirkung mit dieser Ringfläche an der Innenseite der Vertiefung kann an dem in der Vertiefung des Anschlußkörpers aufnehmbaren Fortsatz die als flanschseitige Dichtfläche der ersten Dichtungsanordnung dichtende Ringfläche ausgebildet sein, an der ein eine Radialdichtung bildender Dichtring abdichtet.

Eine besonders einfache Montage ermöglicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem zur Bildung der flanschseitigen Ringfläche in den Außenumfang des Fortsatzes eine radial vertiefte Ringnut für den als Radialdichtung dienenden Dichtring eingearbeitet ist. Dadurch ist die Radialdichtung für den Montagevorgang besonders zuverlässig am Fortsatz des Flansches gesichert.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die in Axialrichtung gemessene Breite der Ringnut des Fortsatzes größer bemessen als die axiale Abmessung des Dichtringes. Dadurch steht für den die Radialdichtung bildenden Dichtring ein geringfügiger axialer Arbeits- oder Verformungsspiel-

räum zur Verfügung, so dass bei der vom Ende des Fortsatzes her an der Ringnut anstehenden Druckbelastung der Dichtring an den Spaltbereich an der übergangsstelle zwischen dem der Stirnfläche benachbarten Ende der Ringnut und der Ringfläche der Vertiefung anpressbar ist.

Vorzugsweise ist die axiale Länge des Fortsatzes des Flansches geringfügig kleiner als die axiale Länge der Vertiefung des Anschlußkörpers, so dass sichergestellt ist, dass beim Festspannen des Flansches am Anschlußkörper sich lediglich die Stirnflächen von Flansch und Anschlußkörper aneinander abstützen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

- Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung und Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößert und leicht schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt des Ausführungsbeispieles entsprechend der Schnittlinie A-A von Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist für die Verbindung von Leitungen vorgesehen, die ein Druckmedium führen, beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit. Dabei ist eine metallische erste Leitung mit 1 bezeichnet, an der sich endseitig ein Flansch 3 befindet, der einen kreisrunden Umfangsrand 5 aufweist. Die über die Kupplungsvorrichtung mit der ersten Leitung 1 verbindbare zweite Leitung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist an ihrem Kupplungsende mit einem metallischen Anschlußkörper 7 verschraubt. Dieser hat im großen Ganzen die Form eines Hohlzylinders, der für diese Verschraubung mit einem Außensechskant 9 versehen ist. Ein zur Längsachse 1 konzentrischer Durchlass 13 entspricht in seinen Abmessungen dem Innendurchmesser der anzuschließenden Leitung 1. Endseitig bil-

det der Anschlusskörper 7 eine Stirnfläche 15 in einer zur Achse 1 1 normalen Radialebene. Ein Spannring 17, in dem Spannschrauben 19 mit ihren Schäften verankert sind, ist auf den Anschlußkörper 7 so aufgeschraubt, dass er mit seiner Endfläche 21 eine co-planare Fortsetzung der Stirnfläche 15 nach außen bildet.

Die Spannschrauben 19 stützen sich mit ihren mit Innensechskant versehenen Schraubenköpfen 23 an Spannbacken 25 ab, die als metallisches Schmiede- oder Pressteil halbringartig ausgebildet sind, wobei jede Spann- backe 25 an jedem Ende von einer Spannschraube 19 durchgriffen ist, so dass vier Spannschrauben 19 als Spanneinrichtung vorhanden sind. Jede Spannbacke 25 weist an ihrer radial innenliegenden Seite eine Stufenfläche 27 auf, die vom Umfangsrand 5 her den Flansch 3 der Leitung 1 übergreift.

An dem dem Anschlußkörper 7 zugekehrten Ende bildet der Flansch 3 eine flanschseitige Stirnfläche 29, die sich vom Umfangsrand 5 radial nach Innen erstreckt, und zwar bis zu einem kreiszylindrischen Fortsatz 31, der konzentrisch zur Achse 1 1 axial vorspringt. Der Fortsatz 31 erstreckt sich in eine koaxiale Vertiefung 33 hinein, die im Anschlußkörper 7 eine Erweite- rung des Durchlasses 13 bildet. Die axiale Länge des Fortsatzes 31 ist geringfügig kleiner als die axiale Tiefe der Vertiefung 33, so dass das Ende des Fortsatzes 31, wenn die Kupplungsvorrichtung zusammen gebaut ist, wie dies in den Figuren dargestellt ist, sich in einem geringen Abstand vom Grund 35 der Vertiefung 33 befindet.

Die Vertiefung 31 bildet mit ihrer Innenseite, d. h. mit der Wand, die sich an das radial innere Ende der Stirnfläche 15 anschließt, eine Ringfläche 37 als die eine Dichtfläche einer Radial-Dichtungsanordnung 39, deren zweite Dichtfläche durch eine in den Fortsatz 31 radial vertieft eingearbeitete Ringnut 41 gebildet ist, in der ein Dichtring 43 aufgenommen ist. Eine zweite Dichtungsanordnung in Form einer mit 45 bezeichneten Axial- Dichtungsanordnung ist so angeordnet, dass sie die flanschseitige Stirnflä-

che 29 gegen die Stirnfläche 15 am Anschlußkörper 7 abdichtet, wenn Flansch 3 und Anschlußkörper 7 miteinander verspannt sind, wie es in den Figuren dargestellt ist. Zur Bildung dieser Axial-Dichtungsanordnung 45 ist in die flanschseitige Stirnfläche 29 im mittleren Bereich zwischen Umfangs- rand 5 und Fortsatz 31 eine Ringnut 47 für einen als Axialdichtung dienenden Dichtring 49 eingearbeitet, der beim Zusammenbauzustand axial zusammengedrückt ist und somit unter Dichtkraft an der Stirnfläche 15 anliegt.

Der Dichtring 43 der Radial-Dichtungsanordnung 39 ist im Verhältnis zur Tiefe der Ringnut 41 ebenfalls so bemessen, dass er mit radialer Dichtkraft an der Ringfläche 37 und dem Grund der Ringnut 41 anliegt. Zusätzlich ist die axiale Länge der Ringnut 41 so bemessen, dass bei Druckbelastung des Dichtringes 43, wobei Druckmedium vom Ende des Fortsatzes 31 her durch den Spalt zwischen Außenseite des Fortsatzes 31 und Innenseite der Vertiefung 33 in die Ringnut 41 gelangt, sich der Dichtring 43 gegen das dem Flansch 3 benachbarte Ende der Ringnut 41 bewegt und unter Verformung an den übergangsspalt zwischen Ringnut 41 und Innenseite der Vertiefung 33 angepresst wird.

Im Ergebnis ergibt sich in Zusammenwirkung der Radial- Dichtungsanordnung 39 und der räumlich hierzu getrennten Axial- Dichtungsanordnung 45 eine besonders betriebssichere, druckfeste Abdichtung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Dabei bestehen die eingesetzten Dichtringe aus einem Elastomermaterial und sind in der Art von O-Dichtringen ausgebildet.

Es sei noch bemerkt, dass anstelle einer Spanneinrichtung, bei der, wie gezeigt, gesonderte, halbringartige Spannbacken 25 vorgesehen sind, die in ihrem Zentralbereich axial vorspringende Höcker 51 als Schutzkörper für die benachbarten Schraubenköpfe 23 aufweisen, auch andere Spannwerk-

zeuge vorgesehen sein könnten, beispielsweise in Form eines einteiligen Spannringes.