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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbindungs- oder Ankoppelvorrichtungen
und insbesondere eine Verbindervorrichtung zum Erlauben rascher Verbindungen
mit einer Hochdruck-Fluidleitung.
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In
der Kältetechnikindustrie
sind Hochdruck-Fluidleitungen, Röhren,
Rohrleitungen und dergleichen, welche sich in Kältetechnikeinrichtungen finden,
oft Hochdruck-, Test- und Wiederaufladeoperationen ausgesetzt. Bei
solchen Operationen ist es notwendig, in der Lage zu sein, die Fluidleitung
in rascher und einfacher Weise mit der Test- und Wiederaufladeausrüstung zu
verbinden. Oftmals ist die Fluidleitung an beengten Orten lokalisiert,
so daß nur geringer
Raum zur Verfügung
steht, um solch eine Verbindung herzustellen.
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Typischerweise
weisen diese Hochdruck-Fluidleitungen ein Ventil, wie etwa ein Schrader-Ventil,
an ihrem Ende davon auf, das geöffnet werden
muß, wenn
die Verbindung zum Ermöglichen von
Fluß zwischen
der Fluidleitung und dem Verbinder und dann zu der Ausrüstung hergestellt
wird. Wie in den
US-Patenten
3,727,952 und
3,825,223 für Richardson
offenbart, sind vorhergehende Verbinder allgemein mit einer Struktur
gestaltet worden, um das Öffnen
des Ventils in der Fluidleitung zu erreichen, wenn der Verbinder
und die Fluidleitung miteinander verbunden werden. In jedem dieser
Verbinder muß zunächst eine
Buchse bezüglich
einem Körperabschnitt
zurückgezogen
werden. Das Ende der Fluidleitung wird dann in den Verbinder gedrückt, wodurch ein
Kolbenelement zurückgedrückt wird,
um das Ende der Fluidleitung einem greifenden Spannzangenaufbau
auszusetzen. Weiter berührt,
wenn das Kolbenelement zurückgedrückt wird,
ein Ventilöffnungselement
in dem Verbinder das Ventil in der Fluidleitung, um somit das Ventil
zu öffnen.
Sobald die Fluidleitung voll eingefügt wird, wird die Buchse freigegeben,
um die Fluidleitung in dem Verbinder festzuklemmen. Jede dieser
Verbindervorrichtungen erfordert die Verwendung von zwei Händen, um
die Verbindung zu ermöglichen,
was es schwierig, wenn nicht unmöglich,
macht, die Verbinder an engen Orten oder wenn nur eine einzige Hand
verfügbar
ist, zu verwenden. Weiter klemmt der Spannzangenaufbau die Fluidleitung
in dem Verbinder nach oder gleichzeitig mit dem Öffnen des Ventils in der Fluidleitung, so
daß unter
bestimmten Umständen
die Fluidleitung möglicherweise
gelöst
werden kann, bevor ein richtiges Festklemmen erreicht ist, was zu
Entweichen von Fluid aus dem Verbinder führt.
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Ein
weiterer Koppler
10 ist in dem
US-Patent 5,244,010 dargestellt. Der
Koppler
10 schließt
eine äußere Buchse
11,
einen äußeren Körper
14,
einen inneren Körper
17 und
Ventilelemente
24,
27,
35,
38 ein.
Der Koppler
10 verbindet einen Körper
20 eines Zuleitungsanschlusses über Kugeln
16.
Der Körper
20 schließt auch
ein Ventil
21 darin ein. Der Körper
14 schließt Kugeln
13 ein,
welche durch die Buchse
11 in Eingriff mit dem inneren
Körper
17 gebracht werden,
um den inneren Körper
17 in
der Position, in der er ist, zurückzuhalten,
wenn die Ventile offen sind, wie in
5C gezeigt.
Wie in dieser Referenz beschrieben, sind die Ventile, während die
Dicht-, Einschnapp- und Verriegelaktionen stattfinden, geöffnet.
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Was
benötigt
wird, ist ein Verbinder zum Verbinden einer Hochdruck-Fluidleitung, der
unter Verwendung einer einzigen Hand handzuhaben ist und der die
Fluidleitung mit dem Verbinder festklemmt, bevor es dem Fluid ermöglicht wird,
durch den Verbinder zu fließen.
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Die
Erfindung sieht einen Fluidleitungsverbinder mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 vor. Der Verbinder ist gestaltet, um einhändige Verbindung
mit der Fluidleitung zu ermöglichen,
so daß der
Verbinder an Örtlichkeiten
verwendet werden kann, wo der Raum begrenzt ist. Weiter stellt der
Verbinder in Übereinstimmung
mit der Erfindung sicher, daß die
Fluidleitung an dem Verbinder in gedichteter Beziehung gesichert
ist, bevor es dem Fluid ermöglicht
wird, zu oder von der Fluidleitung weg zu fließen.
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In
einer Ausführungsform
des Verbinders in Übereinstimmung
mit den Prinzipien der Erfindung umfaßt der Verbinder ein Körperelement
und ein Kolbenelement, welches gleitend mit dem Körperelement
eingreift. Das Körperelement
und das Kolbenelement legen einen Fluiddurchgang durch den Verbinder
fest, und das Körperelement
ist bezüglich
des Kolbenelements zwischen einer ersten Position und einer zweiten
Position verschiebbar. Eine Ventileinrichtung ist zum Steuern des
Flusses durch den Fluiddurchgang vorgesehen, wobei die Ventileinrichtung angeordnet
ist, den Fluß durch
den Fluiddurchgang bei der ersten Position des Körperelements zu verhindern
und den Fluß durch
den Fluiddurchgang bei der zweiten Position des Körperelements
zu gestatten. Der Verbinder schließt weiter eine Einrichtung zum
Verbinden einer Fluidleitung mit dem Kolbenelement eine und Positionier-
und Rückhalteeinrichtung ein
zum selektiven Steuern der Bewegung des Körperelements in Bezug auf das
Kolbenelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position und
zum Rückhalten
des Körperelements
in der zweiten Position, wobei die Positionier- und Rückhalteeinrichtung
in Eingriff mit dem Körperelement
und dem Kolbenelement sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Fluidleitungsverbinder vorgesehen, welcher
ein Körperelement,
das einen zentralen Fluiddurchgang und ein Kolbenelement umfaßt, das
mit dem Körperelement
verschiebbar eingreift. Das Körperelement
ist bezüglich
des Kolbenelements zwischen einer ersten Position und einer zweiten
Position verschiebbar. Der Verbinder schließt weiter eine Einrichtung
zum Verbinden einer Fluidleitung mit dem Kolbenelement und eine
Positionier- und Rückhalteeinrichtung
ein zum selektiven Steuern der Bewegung des Körperelements bezüglich des
Kolbenelements zwischen der ersten Position und der zweiten Position
und zum Rückhalten
des Körperelements
in der zweiten Position. Die Einrichtung zum Verbinden ist durch
die Positionier- und Rückhalteeinrichtung
betätigbar.
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Der
Verbinder ist so aufgebaut, daß,
wenn das Körperelement
aus der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, die
Ventileinrichtung geöffnet
wird, um Fluß durch
den Verbinder zu ermöglichen.
Der Verbinder ist weiter so gestaltet, daß er die Fluidleitung in abgedichteter
Art verbindet, bevor die Ventileinrichtung geöffnet ist. Daher wird, da die
Fluidleitung an der Stelle in dem Verbinder festgeklemmt ist und
bezüglich
dazu abgedichtet ist, ein Austreten von Fluid aus dem Verbinder,
bevor die Ventileinrichtung geöffnet
ist, verhindert.
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Die
wesentlichen Merkmale, welche die Erfindung kennzeichnen, werden
im einzelnen in dem Patentanspruch 1 angegeben. Jedoch sollte für ein besseres
Verständnis
der Erfindung, ihrer Vorteile und Aufgaben, die durch ihren Gebrauch
erreicht werden, auf die Zeichnungen Bezug genommen werden und auf
die begleitende Beschreibung, in welcher hier eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wird.
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1 ist
eine Längs-Querschnittsansicht
eines Verbinders gemäß der Erfindung,
welche das Ende der Fluidleitung eingefügt in den Verbinder darstellt,
mit einer Buchse in einer Nicht-Eingriffsposition und einem Spannzangenaufbau,
welcher in einer Nicht-Griff-Konfiguration
sich befindet.
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2 ist
eine zu 1 ähnliche Ansicht, zeigt aber
die Buchse aus der Nicht-Eingriffsposition herausbewegt, dabei den
Spannzangenaufbau in greifender Verbindung mit der Fluidleitung
betätigend.
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3 ist
eine zu 1 ähnliche Ansicht, zeigt aber
die Buchse in die Eingriffsposition bewegt, mit dem somit in die
zweite Position bewegten Körperelement,
dadurch die Ventileinrichtung öffnend.
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4 ist
eine detaillierte Ansicht des im Kreis 4 in 3 enthaltenen
Abschnitts.
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5 ist
eine Teilschnittansicht, welche eine alternative Ausführungsform
des Verbinders zeigt.
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6 ist
eine Längs-Teilquerschnittsansicht ähnlich zu 1,
aber eine andere Ausführungsform des
Verbinders zeigend, mit der Fluidleitung nicht mit dem Kolbenelement
verbunden und der Buchse in Nicht-Eingriffsposition.
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7 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 6, welche die Fluidleitung mit dem Kolbenelement
verbunden und die Buchse in der Nicht-Eingriffsposition zeigt.
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8 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 6, welche aber die Buchse in die Eingriffsposition
bewegt, das Körperelement
in die zweite Position bewegt zeigt, wodurch die Ventileinrichtung
geöffnet
wird.
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9 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 6, welche aber eine weitere Ausführungsform
des Verbinders zeigt.
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10 ist
eine Längs-Teilquerschnittsansicht
noch einer weiteren Ausführungsform
des Verbinders.
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11 ist
eine Längs-Teilquerschnittsansicht
noch einer weiteren Ausführungsform
des Verbinders.
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12 ist
eine Längs-Teilquerschnittsansicht
noch einer weiteren Ausführungsform
des Verbinders.
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13A bis C stellen eine weitere Ausführungsform
des Verbinders dar.
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14 stellt
eine Variation der Ausführungsform,
die in den 13A bis C.
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gezeigt
ist, dar.
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15 stellt
noch eine weitere Variation der Ausführungsform, die in den 13A bis C gezeigt ist, dar.
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16 stellt
eine weitere Ausführungsform des
Verbinders dar.
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17 stellt
noch eine weitere Ausführungsform
des Verbinders dar.
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18A bis C stellt noch eine weitere Ausführungsform
des Verbinders dar.
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Bezugnehmend
nun auf die 1 bis 3 wird ein
Verbinder 10 in Übereinstimmung
mit den Prinzipien der Erfindung dargestellt. Der Verbinder 10 schließt ein Körperelement 12 ein,
das verschiebbar auf einem Kolbenelement 14 zur gleitenden
Bewegung bezüglich
des Kolbenelements zwischen einer ersten Position (gezeigt in 1 und 2)
und einer zweiten Position (gezeigt in 3) angeordnet ist.
Eine Fluidleitung 16 ist mit dem Kolbenelement 14 durch
eine Verbindungseinrichtung in Form eines Spannzangenaufbaus 18 verbunden,
so daß die
Fluidleitung bezüglich
des Kolbenelements festgeklemmt ist. Der Verbinder 10 schließt weiter
eine Positionier- und Rückhalteeinrichtung 20 ein,
welche den Spannzangenaufbau 18 betätigt, wie auch das Körperelement 12 aus
der ersten Position in die zweite Position bringt und das Körperelement
in der zweiten Position hält.
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Das
Körperelement 12 ist
von im allgemeinen zylindrischer Form und schließt ein gestuftes, dort hindurch
gebildetes, zentrales Loch ein, welches sich von einem Ende des
Körperelements
zum anderen Ende erstreckt. Das gestufte Loch schließt einen ersten
Teilabschnitt kleinen Durchmessers, welcher einen zentralen Fluiddurchgang 22 bildet,
und einen zweiten Teilabschnitt 23 größeren Durchmessers ein, der
so bemessen ist, daß er
das Kolbenelement 14 gleitend aufnimmt. Eine Ventileinrichtung 24,
wie etwa ein Schrader-Ventil konventioneller Konstruktion, ist in
dem Durchgang 22 fixiert, um den Fluidfluß durch
den Durchgang 22 und somit durch den Verbinder 10 zu
steuern. Obwohl beschrieben ist, daß es sich bei der Ventileinrichtung 24 um
ein Schrader-Ventil handelt, können,
falls gewünscht,
andere Arten von Ventilen verwendet werden. Die Ventileinrichtung 24 ist
in dem Durchgang 22 bevorzugt unter Verwendung von ineinander
eingreifenden Gewinden 26 an der Ventileinrichtung 24 und
dem Durchgang 22 festgehalten, so daß die Ventileinrichtung 24 aus dem
Durchgang, falls gewünscht,
entfernt werden kann. Jedoch können
andere Einrichtungen zur Fixierung der Ventileinrichtung in dem
Durchgang verwendet werden. Da die Ventileinrichtung in dem Durchgang 22 fixiert
ist, bewegt sich die Ventileinrichtung 24 mit dem Körperelement 12 während dessen Bewegung
zwischen der ersten und zweiten Position.
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Das
Kolbenelement 14, wie vorher bemerkt, ist verschiebbar
mit dem Körperelement 12 in
Eingriff. Insbesondere ist das Kolbenelement 14 teilweise
angeordnet in und umgeben von dem Körperelement und schließt einen
ersten zylindrischen Abschnitt 28, welcher verschiebbar
in dem Durchgang 22 angeordnet ist, wie auch einen zweiten
zylindrischen Abschnitt 30 ein, der verschiebbar in dem
Abschnitt 23 großen
Durchmessers angeordnet ist. Eine O-Ring-Dichtung 29 ist
vorgesehen, um Austreten von Fluid zwischen der äußeren Oberfläche des
ersten zylindrischen Abschnitts 28 und der inneren Oberfläche des
Durchgangs 22 zu vermeiden.
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Ein
zentraler Fluiddurchgang 32 ist durch das Kolbenelement 14 von
dessen einem Ende zu dessen anderem Ende gebildet und ist im allgemeinen
mit dem Durchgang 22 ausgerichtet, um damit einen Fluiddurchgang
durch den Verbinder zu bilden. Ein Ventilbetätigungslement 34 ist
verschiebbar in dem Fluiddurchgang 32 angeordnet, wobei
das Betätigungselement 34 im
allgemeinen rechtwinklig in der Form ist oder entsprechend abgeflachte
Seiten aufweist, so daß das
Fluid am Betätigungselement 34 vorbei
und durch den Fluiddurchgang 32 fließen kann. Das Betätigungselement 34 schließt einen
großen
Körperabschnitt 36,
der mit der Ventileinrichtung 24 eingreift, und einen Halsabschnitt 38 mit
einem vergrößerten Kopf 40 ein.
Der Fluiddurchgang 32 ist bevorzugt gestuft, um so eine
Schulter 42 zu definieren, welche die Vorwärtsbewegung
des großen
Körperabschnitts 36 in
dem Fluiddurchgang 32 limitiert. Ein Ende des Fluiddurchgangs 32 ist
vergrößert, um somit
einen konischen Lochabschnitt 44 und einen großen zylindrischen
Lochabschnitt 46 zu definieren.
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Der
Spannzangenaufbau 18 schließt eine Mehrzahl, bevorzugt
vier, um den Umfang angeordnete Spannzangensegmente 48 ein
(wobei nur zwei Segmente in den Figuren gezeigt sind). Jedes Spannzangensegment 48 schließt einen
ersten Abschnitt 50 ein, der in einem Umfangsschlitz 52 angeordnet
ist, der in der äußeren Oberfläche des
zweiten zylindrischen Abschnitts 30 des Kolbenelements 14 gebildet
ist. Das gegenüberliegende
Ende jedes Spannzangensegments 48 schließt eine
innere Oberfläche
ein, welche daran ausgebildete Windungen 54 aufweist. Die
Spannzangensegmente 48 sind bezüglich des Kolbenelements 14 aus
einer nicht greifenden Position, gezeigt in 1, in eine
greifende Position, gezeigt in 2, etwas
schwenkbar. Die nicht greifende Position der Spannzangensegmente erleichtert
Einfügen
des Endes der Fluidleitung 16 in den Verbinder 10,
wobei die greifende Position die Fluidleitung mit dem Kolbenelement
und dem Verbinder verbindet.
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Die
Fluidleitung 16 ist im allgemeinen in ihrer Konstruktion
konventionell und schließt
eine Ventileinrichtung 56, wie etwa ein Schrader-Ventil,
in einem Ende davon ein, um den Fluß durch die Fluidleitung 16 zu
steuern. Windungen 58 sind an der äußeren Oberfläche des
Endes der Fluidleitung 16 gebildet, zum zusammenpassenden
Kontakt mit den Windungen 54 an der inneren Oberfläche der
Spannzangensegmente, um somit die Spannzangensegmente und die Fluidleitung
in der Greifposition der Spannzangensegmente 48 sicher
zu verbinden. Das Ende der Fluidleitung ist zum zusammenpassenden
Kontakt mit dem konischen Lochabschnitt 44 abgefast, wodurch
die vollständig
eingefügte
Position der Fluidleitung festgelegt ist. Eine O-Ring-Dichtung 59 ist
in einer Aussparung in dem großen
zylindrischen Lochabschnitt 46 angeordnet, welcher gegen
die äußere Oberfläche der
Fluidleitung abdichtet, wenn die Fluidleitung eingefügt ist,
um Austreten von Fluid durch den Fluiddurchgang 32 zu vermeiden.
Obwohl in den 1 bis 3 nur eine
einzelne O-Ring-Dichtung 59 dargestellt ist, ist es selbstverständlich möglich, mehrere
O-Ring-Dichtungen oder sogar andere Arten von Dichtungen zu verwenden,
um eine richtige Abdichtung zwischen der Fluidleitung und dem Kolbenelement
zu bieten.
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Wenn
die Fluidleitung 16 ganz eingefügt ist, wie in 1 gezeigt,
greift das abgefaste Ende der Fluidleitung an dem konischen Lochabschnitt 44 an, um
eine weitere Einfügung
der Fluidleitung zu vermeiden, wobei die O-Ring-Dichtung 59 die
Fluidleitung bezüglich
des Kolbenelements abdichtet. Wenn die Spannzangensegmente 48 in
die Greifposition gebracht werden, greifen die Windungen 54 an
den Spannzangensegmenten in die Windungen 58 der äußeren Oberfläche der
Fluidleitung 16 ein, wodurch eine sichere Verbindung zwischen
dem Kolbenelement und der Fluidleitung sichergestellt ist. Weiter
ist bei völlig
eingefügter
Position der Fluidleitung die Ventileinrichtung 56 davon
benachbart zum Kopf 40 des Betätigungselements 34 angeordnet.
Somit bewegt die Ventileinrichtung 24, falls das Körperelement 12 aus
der in 1 gezeigten ersten Position in Richtung der in 3 gezeigten
Position bewegt ist, das Ventilbetätigungselement 34 in
dem Fluiddurchgang 32 nach vorne, bis der Kopf 40 mit
der Ventileinrichtung 56 eingreift. Sobald das Ventilbetätigungselement 34 beide
Ventileinrichtungen 24, 56 kontaktiert, bringt
weitere Bewegung des Körperelements 12 zu
der zweiten Position das Ventilbetätigungselement dazu, beide
Ventileinrichtungen zu öffnen,
wodurch Fluidfluß von
der Fluidleitung 16 durch den Fluiddurchgang 32 entlang
des Ventilbetätigungselements 34 und
durch den Fluiddurchgang 22 über die Ventileinrichtung 24 ermöglicht ist.
Es sollte klar sein, daß das
Fluid in die entgegengesetzte Richtung zu der oben beschriebenen
fließen
kann, wie etwa, wenn die Fluidleitung gefüllt werden muß, nämlich durch
den Durchgang 22 über
die Ventileinrichtung 24, entlang des Betätigungselements 34 und
in die Fluidleitung 16 über
die Ventileinrichtung 56.
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Das
Bringen des Spannzangenaufbaus 18 in die Greifposition
und das Bringen des Körperelements 12 in
die zweite Position wird durch die Positionier- und Rückhalteeinrichtung 20 erreicht.
Die Positionier- und Rückhalteeinrichtung 20 schließt eine im
allgemeinen zylindrische Buchse 60 ein, die verschiebbar
an der äußeren Oberfläche des
Körperelements 12 zur
longitudinal gleitenden Bewegung zwischen einer Nicht-Eingriffsposition
(gezeigt in 1) und einer Eingriffsposition
(gezeigt in 3) angeordnet ist. Das vordere
Ende der Buchse 60 ist verschiebbar an den äußeren Oberflächen der
Spannzangensegmente 48 angeordnet, wobei das Ende der Buchse 60 in
einem Abschnitt 62 mit leicht verringertem Durchmesser
eines jeden Spannzangensegments 48 in der Nicht-Eingriffsposition
davon angeordnet ist. Wie aus 2 ersichtlich,
gestattet dies den Spannzangensegmenten 48 sich etwas bezüglich des
Kolbenelements 14 in die Nicht-Greif-Position zu schwenken,
um das Einfügen
der Fluidleitung zu erleichtern.
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Wenn
die Buchse 60 aus der Nicht-Eingriffsposition vorwärts geschoben
wird, richtet sich die Buchse 60 nach oben aus den Abschnitten 62 mit verringertem
Durchmesser auf, wodurch sie die Spannzangensegmente nach innen
in Richtung der Greifposition drückt,
wie in 2 gezeigt. Somit werden die Spannzangensegmente 48,
wie aus 2 deutlich ist, in der Greifposition
um das Ende der Fluidleitung geklemmt, wodurch sie die Fluidleitung 16 mit
dem Kolbenelement 14 fest verbinden. Jedoch wurde in dieser
Position das Körperelement 12 nicht ausreichend
nach vorne gebracht, um die Ventileinrichtungen 24, 56 zu öffnen, so
daß die
Fluidleitung fest mit dem Kolbenelement verbunden ist, bevor die Ventileinrichtungen
geöffnet
sind.
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Eine
Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Betätigungskugeln 64 ist
beweglich in jeweiligen Öffnungen,
die in dem Körperelement 12 gebildet
sind, und in einer umlaufenden Betätigungsnut 68 angeordnet,
die in dem äußeren Umfang
des zylindrischen Abschnittes 30 des Kolbenelements 14 gebildet
ist, wobei der untere Abschnitt der Kugeln 64 mit der Nut 68 eingreift.
Die innere Oberfläche
der Buchse 60 greift mit den Kugeln 64 ein, um
somit die Kugeln nach unten in die Nut 68 zu drücken, wenn die
Buchse aus der Nicht-Eingriffsposition
in die Eingriffsposition nach vorne geschoben wird.
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Bezugnehmend
auf 4 schließt
die innere Oberfläche
der Buchse 60 einen ersten Teilabschnitt 70, einen
zweiten Teilabschnitt 72 und einen gewinkelten Rampenteilabschnitt 74 zwischen
den Teilabschnitten 70, 72 ein. Der erste Teilabschnitt 70 ist
so lokalisiert, daß er
die Kugeln 64 in Eingriff nimmt, wen die Buchse 60 sich
in der Nicht-Eingriffsposition befindet, wie in 1 gesehen
werden kann, während der
zweite Teilabschnitt 72 so lokalisiert ist, daß er die Kugeln 64 in
Eingriff nimmt, wenn sich die Buchse 60 in der Eingriffsposition
befindet, wie in den 3 und 4 gezeigt.
Der gewinkelte Rampenteilabschnitt 74 ist gewinkelt, um
so die Kugeln nach unten in die Löcher 66 zu drücken, wenn
die Buchse auf dem Körperelement
in die Eingriffsposition vorwärts
geschoben wird. Die Nut 68 wird durch einen verhältnismäßig steil
gewinkelten Wandabschnitt 76 definiert, auf welchem die
Kugeln 64 anliegen, einem flachen unteren Wandabschnitt 78 und
einem radialen oder vertikalen Wandabschnitt 80. Jedoch
können,
falls gewünscht,
die Abschnitte 78 und 80 andere Formen aufweisen.
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Wie
in 1 gezeigt, ist, wenn die Buchse 60 in
der Nicht-Eingriffsposition ist, der erste Teilabschnitt 70 der
Buchse über
den Betätigungskugeln 64 angeordnet,
und die Kugeln sind an der Oberseite des gewinkelten Wandabschnittes 76 angeordnet. Wenn
die Buchse 60 vorwärts
in Richtung der Eingriffsposition geschoben wird, drückt der
gewinkelte Rampenteilabschnitt 74 die Kugeln nach unten.
Typischerweise sind die Fluidleitung 16 und daher das damit
verbundene Kolbenelement 14 fixiert oder stationär, so daß das Kolbenelement 14 sich
nicht bewegen kann. Da das Kolbenelement 14 fixiert ist,
erzeugt das nach unten Drücken
der Kugeln 64 eine Kraft auf die Löcher 66 des Körperelements 12,
wodurch das Körperelement 12 vorwärts an das
Kolbenelement 14 in Richtung der zweiten Position gedrückt wird.
Wenn das Körperelement 12 sich
vorwärts
bewegt, ändert
sich die Position der Betätigungskugeln 64 in
der Nut 68, wobei sich die Kugeln den gewinkelten Wandabschnitt 76 hinab
bewegen und sich auch radial nach innen in den Löchern 66 bewegen.
Das vordere Ende des Körperelements 12 schließt eine gewinkelte
Schulter 81 ein, welche zum zusammenpassenden Kontakt mit
dem gewinkelten Rampenteilabschnitt 74 gewinkelt ist, wenn
das Körperelement
in der zweiten Position ist und die Buchse 60 in der Eingriffsposition
ist, wodurch ein Vorwärtsanschlag
für die
Buchse 60, wie in 4 gezeigt,
definiert ist.
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Für Hochdruckanwendungen
schließt
der gewinkelte Rampenteilabschnitt 74 bevorzugt einen ersten
gewinkelten Übergangsabschnitt 82 ein,
angrenzend an den ersten Teilabschnitt 70, und einen langen,
zweiten gewinkelten Betätigungsabschnitt 84,
welcher sich von dem ersten Abschnitt 82 weg erstreckt
und sich zum zweiten Teilabschnitt 72 hin erstreckt. Der
Winkel des ersten Abschnitts 82 ist verhältnismäßig flach
verglichen mit dem verhältnismäßig großen Winkel
des zweiten Abschnitts 84, um einen weichen Übergang
der Kugeln 64 vom ersten Teilabschnitt 70 zum
gewinkelten Abschnitt 84 vorzusehen, wenn die Buchse 60 vorwärts geschoben wird,
wodurch Hängenbleiben
oder Blockieren der Buchse vermieden wird, was auftreten könnte, falls die
Kugeln direkt vom ersten Teilabschnitt 70 auf den verhältnismäßig großen Winkel
des zweiten Abschnitts 84 übergehen. Jedoch ist der Winkel
des gewinkelten Wandabschnitts 76 der Nut 68 relativ
steil oder groß,
verglichen mit dem Winkel des zweiten Abschnitts 84, wodurch
ein mechanischer Vorteil geboten wird, wenn die Buchse 60 in
Richtung der Eingriffsposition geschoben wird. Dieser mechanische Vorteil
erlaubt die Verbindung unter hohem Druck. Daher ist das Verhältnis des
Winkels des Wandabschnitts 76 zum Winkel des zweiten Abschnitts 84 größer als
eins, wobei das Verhältnis
maximiert wird, um den gewünschten
mechanischen Vorteil zu bieten. Wie aus 2 deutlich,
wird der erste Abschnitt 82, wenn die Buchse 60 vorwärts geschoben
wird, um die Spannzangensegmente 48 in die Greifposition
zu bringen, über
den Kugeln 64 angeordnet sein, so daß die Kugeln nur leicht nach
unten gedrückt
werden, und eine kleine Vorwärtsbewegung
des Körperele ments 12 auftritt.
Für Anwendungen
niedrigeren Drucks kann der Abschnitt 82 horizontal anstelle
von gewinkelt hergestellt sein, so daß der gewinkelte Rampenteilabschnitt 74 allein
durch den Betätigungsabschnitt 84 gebildet
ist, wie in den 6 bis 11 dargestellt.
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Der
erste Teilabschnitt 70 wird durch eine umlaufende Feststellnut 86 definiert,
welche die Kugeln 64 darin aufnimmt, wenn die Buchse 60 in
der Nicht-Eingriffsposition
ist. Die Feststellnut 86 bewahrt die Buchse 60 vor
Bewegung nach vorne und vorzeitigem Festklemmen der Spannzangensegmente 48 an
der Fluidleitung 16. Die Feststellnut 86 überwindet die
Reibung, welche durch die über
die Zähne 58 gleitenden
Spannzangensegmente 48 auf das Ende der Fluidleitung 16 bewirkt
wird durch Widerstand gegen die Bewegung der Kugeln 64,
bis das Ende der Fluidleitung den konischen Lochabschnitt 44 berührt und
genug Druck auf das Kolbenelement 14 aufgebracht wird.
Jedoch ist die Nut 86 optional, so daß der erste Teilabschnitt 70 statt
dessen horizontal flach sein kann, wie in den 6 bis 11 gezeigt.
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Um
zu ermöglichen,
daß der
Verbinder 10 unter Druck entfernt wird, ist der zweite
Teilabschnitt 72 der inneren Oberfläche der Nut 60 mit
einem leichten Winkel ausgebildet, wie am besten in 4 ersichtlich.
Dieser leichte Winkel des zweiten Teilabschnitts 72 macht
es für
die Buchse 60 einfacher, das Bewegen in die Nicht-Eingriffsposition
zu beginnen. Um das Entfernen des Verbinders 10 unter Druck weiter
zu unterstützen,
sind die Löcher 66 gewinkelt. Durch
Anwinkeln der Löcher 66 in
dieser Art wird der radiale Kraftauftrag auf die Kugeln 64,
der erzeugt wird, wenn der Verbinder 10 unter Druck steht,
teilweise durch das Körperelement 12 aufgenommen, wodurch
die Reibungskräfte
an der inneren Oberfläche
der Buchse 60, welche die Kugeln 64 erzeugen, reduziert
werden. Jedoch sei es angemerkt, daß die Reibungskraft der Kugeln
an dem zweiten Teilabschnitt 72 ausreichend ist, um zufällige oder
unbeabsichtigte Bewegung der Buch se in die Nicht-Eingriffsposition
zu verhindern, so daß die
Buchse in der Eingriffsposition gehalten wird, bis eine Trennung
gewünscht
ist.
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Alternativ
ist, wie in 5 dargestellt, wenn der Verbinder 10 nicht
unter Druck entkoppelt werden soll, der zweite Teilabschnitt 72 nicht
gewinkelt, sondern schließt
statt dessen eine umlaufende Feststellnut 88 ein, welche
die Kugeln 64 darin bei der Eingriffsposition der Buchse 60 aufnimmt.
Wenn der Verbinder 10 unter Druck steht, werden die Kugeln 64 radial
belastet werden, wodurch sie in die Feststellnut 88 gedrückt werden.
Der Eingriff zwischen den radial belasteten Kugeln und der Feststellnut 88 verhindert eine
Rückwärtsbewegung
der Buchse in die Nicht-Eingriffsposition, bis der Druck vom Verbinder 10 entfernt
ist. Weiter sind die Löcher 66,
da der Verbinder 10 nicht dazu vorgesehen ist, unter Druck
entkoppelt zu werden, radial hergestellt, wodurch der Winkel eliminiert
wird, da der radiale Kraftauftrag der Kugeln nicht durch das Körperelement 12 aufzunehmen
ist.
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In
jeder der Ausführungsformen
der 1 bis 4 und 5 ist eine
Schraubenfeder 90 zwischen den Spannzangensegmenten 48 und
dem vorderen Ende des Körperelements 12 angeordnet,
um das Körperelement
weg von den Spannzangensegmenten und in Richtung der ersten Position
davon vorzuspannen. Daher drückt
die Feder 90, wenn der Verbinder 10 durch Bewegen
der Buchse 60 in die Nicht-Eingriffsposition abgekoppelt bzw. getrennt wird,
das Körperelement 12 in
die erste Position, gezeigt in 1, um es
der Fluidleitung 16 zu ermöglichen, abgekoppelt zu werden.
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Die
Wirkungsweise des Verbinders 10 ist wie folgt. Wenn der
Verbinder 10 mit der Fluidleitung 16 verbunden
werden soll, wird die Buchse 60 in die Nicht-Eingriffsposition
geschoben, und der Verbinder wird bewegt, so daß die Spannzangensegmente 48 über das
Ende der fixierten Fluidleitung geschoben werden. Sobald das Ende
der Fluidleitung den konischen Lochabschnitt 44 berührt, wird
die Kraft der Kugeln 64 in der Feststellnut 86 überwunden,
und die Buchse 60 kann beginnen, sich in Richtung der Eingriffsposition
zu bewegen. Wie in 2 gezeigt, bewirkt die anfängliche
Vorwärtsbewegung
der Buchse 60 die Buchse aufzurichten aus den Teilabschnitten 62 verringerten
Durchmessers der Spannzangensegmente 48, wodurch sie die
Spannzangensegmente in klemmenden Eingriff mit dem Ende der Fluidleitung
drückt,
so daß die
Fluidleitung mit dem Kolbenelement 14 verbunden ist. Während der
anfänglichen
Bewegung der Buchse wird das Körperelement 12 sehr
wenig durch die Kugeln 64 in Richtung der zweiten Position
bewegt, eingreifend mit dem ersten gering gewinkelten Abschnitt 82 der
inneren Oberfläche
der Buchse. Da die Ventileinrichtung 24 an dem Körperelement 12 fixiert
ist, bewegt sie sich damit und drückt das Ventilbetätigungselement 34 in
Eingriff mit der Ventileinrichtung 56 in der Fluidleitung. Jedoch
sind die Ventileinrichtung 24, das Ventilbetätigungselement 34 und
die Ventileinrichtung 56 alle so konfiguriert und angeordnet,
daß die
Ventileinrichtungen nicht während
dieser anfänglichen
Bewegung des Körperelements 12 geöffnet werden.
Daher wird die Fluidleitung 16 anfänglich mit dem Verbinder verbunden,
bevor die Ventileinrichtungen geöffnet
werden und den Fluß durch
den Verbinder gestatten, so daß die
Möglichkeit
eines Entweichens von Fluid minimiert ist. Die weitere Bewegung
der Buchse in die Eingriffsposition drückt die Kugeln 64 nach
unten, wodurch sie das Körperelement,
wie oben erklärt,
in die zweite Position drücken
und bewirken, daß die Ventileinrichtungen
geöffnet
werden. Sobald die Buchse in der Eingriffsposition ist, wird die
Verbindung aufrechterhalten, bis die Buchse in die Nicht-Eingriffsposition
bewegt wird, entweder durch Überwinden
der Reibungskraft der Kugeln an dem gewinkelten zweiten Teilabschnitt 72 der
Buchse (wenn unter Druck abgetrennt) oder durch Überwinden der Kraft der Kugeln
innerhalb der Feststellnut 88 (wenn ohne Druck im Verbinder
entkoppelt).
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Mit
Bezug auf 6 bis 8 wird nun
ein alternativer Verbinder 10A dargestellt. Der Verbinder 10A ist
dem Verbinder 10 ähnlich,
wobei dieselben Bezugszeichen verwendet werden, um korrespondierende
Teile zu bezeichnen. Der Verbinder 10A weicht vom Verbinder 10 in
den verbindenden Einrichtungen, die zum Verbinden der Fluidleitung 16 mit dem
Kolbenelement 14 verwendet werden, ab. Anstelle eines Spannzangenaufbaus 18 wird
die Fluidleitung mit dem Kolbenelement 14 durch eine Mehrzahl
von in Umfangsrichtung beabstandeten Verbindungskugeln 92 verbunden,
die zur radialen Bewegung in entsprechenden Verbindungslöchern 94,
die in einer vorderen Verlängerung
des Kolbenelements gebildet sind, angeordnet sind. Die Fluidleitung 16 ist mit
einer umlaufenden Nut 96 in ihrer äußeren Oberfläche ausgebildet,
in welche sich die Kugeln 92 erstrecken können, um
somit die Fluidleitung an dem Kolbenelement festzuklemmen. Der Abschnitt
der Fluidleitung zwischen der Nut 96 und ihrem Ende ist als
glatt dargestellt, jedoch kann die Fluidleitung Windungen, ähnlich zu
den Windungen 58, einschließen, falls gewünscht.
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Eine
zylindrische Buchse 98 ist verschiebbar zwischen der Buchse 60 und
dem Kolbenelement 14 angeordnet zur Bewegung zwischen einer
unverbundenen Position (gezeigt in 6), in welcher
es den Kugeln 92 ermöglicht
ist, sich radial zu bewegen und einer verbundenen Position (gezeigt
in 7), in welcher die Kugeln 92 durch die
Buchse 98 unten in die Löcher 94 und in die
Nut 96 gedrückt
werden, um somit die Fluidleitung an der Stelle festzuklemmen. Die innere
Oberfläche
des vorderen Endes der Buchse 98 schließt einen ersten Abschnitt 102,
welcher einen ersten Durchmesser aufweist, und einen zweiten Abschnitt 104 ein,
welcher einen zweiten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als
der Durchmesser des ersten Abschnittes 102, wobei ein Rampenabschnitt 106 den
ersten Abschnitt 102 und den zweiten Abschnitt 104 voneinander
trennt. Eine Schraubenfeder 108 ist zwischen dem rückwärtigen Ende
der Buchse 98 und dem vorderen Ende des Körperelements 12 angeordnet,
um so die Buchse 98 und das Körperelement voneinander weg
vorzuspannen. Das hintere Ende der Buchse 98 schließt weiter
einen sich nach innen ausdehnenden Flansch 110 ein, der
gegen einen Flansch 112, welcher an dem Kolbenelement 14 definiert
ist, anstößt, wenn
die Buchse 98 in die verbundene Position bewegt wird, um
somit die Buchse von weiterer Vorwärtsbewegung zu stoppen.
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Um
mit der Fluidleitung zu verbinden, wird die Buchse 60 in
die Nicht-Eingriffsposition
bewegt, und die Buchse 98 wird dann in die unverbundene Position
gegen die Vorspannung der Feder 108, wie in 6 gezeigt,
bewegt. In dieser Position ist der erste Abschnitt 102 über den
Kugeln 92 angeordnet, wodurch es den Kugeln möglich ist,
sich radial nach außen
in den Löchern 94 zu
bewegen. Das Kolbenelement 14 ist dann über das Ende der Fluidleitung aufgesetzt,
wobei die Buchse 98 in der unverbundenen Position verbleibt.
Sobald die Fluidleitung völlig eingefügt ist (das
heißt,
wenn die Nut 96 mit den Löchern 94 ausgerichtet
ist), wird die Buchse 98 freigegeben, wobei die Feder 108 dann
die Buchse in Richtung der verbundenen Position vorspannt. Weitere Bewegungen
der Buche 98 in die verbundene Position sichert die Fluidleitung
an Ort und Stelle. Wenn die Buchse 98 in die verbundene
Position bewegt wird, drückt
der Rampenabschnitt 106 die Kugeln 92 nach unten
in die Löcher 94 und
in die Nut 96, wobei der Abschnitt 104 verringerten
Durchmessers der Buchse 98 danach die Kugeln 92 in
Position in der Nut 96 hält. Sobald die Buchse in der
verbundenen Position, wie in 7 gezeigt,
ist, ist die Fluidleitung mit dem Kolbenelement 14 verbunden
und die Ventileinrichtungen sind nicht geöffnet. Danach wird die Buchse 60 in
die Eingriffsposition bewegt, gezeigt in 8, um somit
das Körperelement 12 in
der oben beschriebenen Art bezüglich
des Verbinders 10 in die zweite Position zu bringen, was
die Ventileinrichtungen veranlaßt,
zu öffnen,
und es dem Fluß erlaubt,
zu beginnen.
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Es
sollte natürlich
klar sein, daß der
Verbinder 10A konfiguriert sein kann, daß er gestattet,
unter Druck entkoppelt zu werden, das heißt, daß die innere Oberfläche der Buchse 60 einen
gewinkelten Teilabschnitt 72 einschließt und die Betätigungslöcher 66 gewinkelt
anstelle von radial sein können.
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9 stellt
einen Verbinder 10B dar, welcher eine Kombination der Buchse 98 und
des Spannzangenaufbaus 18 verwendet. Der Spannzangenaufbau 18 ist
im allgemeinen ähnlich
zu dem in dem Verbinder 10 verwendeten, wobei er eine Mehrzahl
von Spannzangensegmenten 48 (von denen in 9 nur eines
gezeigt ist) einschließt.
Der Spannzangenaufbau schließt
weiter einen erhöhten
Abschnitt 114 und einen Teilabschnitt 115 verringerten
Durchmessers ein, welcher in ähnlicher
Weise zu der des Teilabschnitts verringerten Durchmessers 62 im
Verbinder 10 wirkt. Die Buchse 98 ist verschiebbar
zwischen dem Spannzangenaufbau und der Buchse 60 angeordnet.
In der unverbundenen Position der Buchse 98, wie in 9 gezeigt,
ist das vordere Ende der Buchse 98 hinter dem erhöhten Abschnitt 114 angeordnet,
an dem Teilabschnitt reduzierten Durchmessers 115, was
es somit den Spannzangensegmenten 48 ermöglicht,
am Kolbenelement zu schwenken und eine Einfügung der Fluidleitung 16 gestattet.
Wenn die Buchse 98 vorwärts
in Richtung der verbundenen Position geschoben wird, richtet sich
die Buchse am erhöhten
Abschnitt 114 auf, wodurch sie die Spannzangensegmente
in klemmenden Eingriff mit der Fluidleitung drückt. Die Vorwärtsbewegung
der Buchse 98 tritt auf, bis der Flansch 110 das
hintere Ende der Spannzangensegmente berührt. Die Buchse 60 wird dann
wie zuvor in die Eingriffsposition geschoben, um die Verbindung
zu komplettieren und die Ventileinrichtungen zu öffnen.
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Ein
zu dem Verbinder 10A der 6–8 ähnlicher
Verbinder 10C ist in 10 dargestellt.
In diesem Verbinder 10C ist die Buchse 98' ähnlich zur Buchse 98,
mit Ausnahme davon, daß die
Buchse 98' an
der Buchse 60 durch Gewinde 118 fixiert ist, so daß die Buchse 98' einen integralen
Teil der Buchse 60 bildet und sich mit dieser bewegt. Somit
veranlaßt die
Bewegung der Buchse 60 die Verbindungskugeln 92,
radial nach innen in Eingriff mit der Nut 96 gedrückt zu werden.
Die Gewinde 118 zwischen der Buchse 98' und der Buchse 60 erlauben
es der Buchse 98' verbunden
zu werden mit oder entfernt zu werden von der Buchse 60,
was notwendig ist, um einen Zusammenbau und Auseinanderbau des Verbinders 10C zu
ermöglichen.
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11 stellt
noch einen anderen Verbinder 10D dar, welcher zum Verbinder 10 ähnlich ist,
jedoch ist das Ventilbetätigungselement 34 eliminiert, und
die Ventileinrichtungen 24, 56 sind statt dessen für direkten
Kontakt miteinander angeordnet, um das Öffnen der Ventileinrichtungen
zu bewirken, wenn sie miteinander eingreifen. Das Körperelement 12 ist
aus zwei Teilen gebildet, welche einen verlängerten zylindrischen zentralen
Abschnitt 120, welcher den zentralen Fluiddurchgang 22 definiert,
und einen Buchsenabschnitt 122 einschließen, der
lösbar
mit der Außenseitenoberfläche des
zentralen Abschnitts 120 verbunden ist, wie etwa durch
Gewinde (nicht gezeigt). Das Kolbenelement 14 ist verschiebbar
in der zwischen dem Buchsenabschnitt 122 und dem zentralen
Abschnitt 120 definierten Tasche angeordnet. Durch Vorsehen
des verlängerten
zentralen Abschnitts 120 und Anordnen des Kolbenelements
um den zentralen Abschnitt kann die Ventileinrichtung 24 im
vorderen Ende des zentralen Abschnitts eingebaut sein, angrenzend
an die Ventileinrichtung 56 in der Fluidleitung 16,
wenn die Fluidleitung eingefügt ist.
Eine Bewegung der Buchse 60 in die Eingriffsposition veranlaßt den Spannzangenaufbau,
um die Fluidleitung herum zu klemmen und sie dadurch mit dem Kolbenelement
zu verbinden, ebenso wie die Veranlassung einer Bewegung des Körperelements 12 in
die zweite Position wie in den vorherigen Ausführungsformen. Da die Ventileinrichtungen 24, 56 benachbart
zueinander angeordnet sind, bewirkt die Bewegung des Körperelements 12,
daß die
Ventileinrichtung 24 in Eingriff mit der Ventileinrichtung 56 bewegt
wird, wobei beide Ventileinrichtungen letztlich aufgrund des wechselseitigen
Eingriffs zwischen ihnen geöffnet
werden, wenn das Körperelement
sich weiter in Richtung seiner zweiten Position bewegt.
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Im
in 12 dargestellten Verbinder 10E ist das
Körperelement 12 eine
zweiteilige Konstruktion, welche einen Hauptkörperabschnitt 126 und
eine vordere zylindrische Verlängerung 128 einschließt, die
mit dem Hauptkörperabschnitt
durch ineinander eingreifende Gewinde 130 verbunden ist.
Das Kolbenelement 14 ist an dem Außenseitenumfang der vorderen
Verlängerung 128 angeordnet,
so daß das Loch
des Kolbenelements koaxial mit dem zentralen Fluiddurchgang 22 ist.
Weiter sind die vordere Verlängerung 128 und
das Kolbenelement 14 so konfiguriert, daß die Fluidleitung 16 zum
vorderen Ende der vorderen Verlängerung
hin abgedichtet ist.
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Eine
zylindrische Dichtungsbuchse 132 ist um das vordere Ende
der vorderen Verlängerung 128 angeordnet
und ist von dem Spannzangenaufbau 18 umgeben. Um es der
Dichtungsbuchse 132 zu ermöglichen, um das Ende der vorderen
Verlängerung 128 herum
angeordnet zu sein, schließt
das Ende der Dichtungsbuchse ein nach innen zeigendes Gewinde 134 ein,
und das Frontende der vorderen Verlängerung 128 schließt ein nach
außen
zeigendes Gewinde 136 ein. Die Gewinde 134, 136 gestatten
es der Buchse 132, auf und um das Ende der vorderen Verlängerung 128 in
die in 12 gezeigte Position gedreht
zu werden, wo die Gewinde nicht länger in Eingriff sind, so daß die Buchse
bezüglich
der vorderen Verlängerung
gleiten kann. Jedoch kann die Buchse, erst einmal in dieser Position,
nicht axial von der vorderen Verlängerung gezogen werden aufgrund
des Eingriffs zwischen den Gewinden 134, 136,
welche eine weitere axiale Vorwärtsbewegung
der Buchse verhindern. Die Gewinde wirken somit als Anschlag, um
die Buchse am Ende der vorderen Verlängerung zurückzuhalten, jedoch gestatten
die Gewinde, daß die
Buchse durch ihr Abdrehen vom Ende der vorderen Verlängerung
entfernt wird.
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Eine
O-Ring-Dichtung 140 und eine Schnittdichtung 142 sind
am inneren Umfang der Buchse 132 jeweils am Vorder- und
Rückende
davon angeordnet. Die O-Ring-Dichtung 140 greift
mit dem vorderen Ende der Fluidleitung 16 ein, wenn diese
völlig eingefügt ist und
durch den Spannzangenaufbau 18 gegriffen ist. Die Schnittdichtung 142,
welche im Querschnitt bevorzugt rechteckig ist, ist verschiebbar an
der Buchse angeordnet und greift mit dem vorderen Ende der Verlängerung 128 in
der Nicht-Eingriffsposition ein. Wenn die Buchse 60 in
die Eingriffsposition geschoben ist, wodurch das Körperelement
vorwärtsgebracht
wird, wird die Schnittdichtung durch das Körperelement in Eingriff mit
der Dichtung 140 und dem Ende der Fluidleitung gedrückt, um
eine verbesserte Dichtung zu bieten. Falls gewünscht, kann die Schnittdichtung 142 durch
eine O-Ring-Dichtung
ersetzt werden, oder die Schnittdichtung kann anstelle der O-Ring-Dichtung 140 verwendet
werden. Weiter können
zusätzliche
O-Ring- oder Schnittdichtungen oder dergleichen zwischen den Dichtungen 140, 142 plaziert
sein, um die Dichtungswirkung weiter zu verbessern, solange die
Vorwärtsbewegung
des Körperelements 12 gestattet
ist.
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Der
Verbinder 10E schließt
die in dem Durchgang 22 angeordnete Ventileinrichtung 24 ein,
jedoch ist die Fluidleitung 16 ohne Ventil. Die Ventileinrichtung 24 kann
in jeder geeigneten Art und Weise betätigt werden, wie durch Verwendung
des Ventilbetätigungselements 34,
das so gestaltet würde,
daß es das
Ende der Fluidleitung kontaktiert, wenn das Körperelement in die zweite Position
bewegt wird, und somit die Ventileinrichtung 24 veranlaßt, zu öffnen. Der
Verbinder 10E könnte
auch ohne die Ventileinrichtung 24 verwendet werden, derart,
daß das
Fluid frei zwischen der Fluidleitung und dem Durchgang 22 fließen kann.
Weiter kann der Verbinder 10E so gestaltet sein, daß eine Kugel-
und Nut-Anordnung anstelle des Spannzangenaufbaus 18 verwendet
wird, um die Fluidleitung mit dem Körperelement zu verbinden.
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Wie
oben beschrieben, sind die in jeder Ausführungsform verwendeten Ventileinrichtungen 24, 56 bevorzugt
Schrader-Typ-Ventile, wobei solche Ventile von der Technik konventionell
sind. Jedoch können,
falls gewünscht,
andere Arten von Ventileinrichtungen, welche ähnlich zu Schrader-Ventilen
wirken, verwendet werden. Weiter ist es nicht notwendig, daß die Fluidleitung 16 die
Ventileinrichtung 56 einschließt; die Fluidleitung 16 könnte statt
dessen ohne Ventil sein. In diesem Fall würde das Ventilbetätigungselement 34 so
gestaltet sein, daß es
das Ende der Fluidleitung 16 kontaktiert, wenn das Körperelement
in die zweite Position davon bewegt wird, wodurch es die Ventileinrichtung 24 öffnet. Ferner könnte, wenn
die Fluidleitung keine Ventileinrichtung einschließt und wenn
kein Ventilbetätigungselement verwendet
wird, wie etwa in der Ausführungsform
der 11, die Ventileinrichtung 24 konfiguriert
sein, um das Ende der Fluidleitung zu kontaktieren, um somit ein Öffnen der
Ventileinrichtung 24 sicherzustellen. Jeder Verbinder könnte auch
ohne die Ventileinrichtung 24 darin verwendet werden. In
diesem Fall kann entweder die Fluidleitung mit Ventil oder ohne
Ventil sein, wobei geeignete Einrichtungen vorgesehen sind, um das
Ventil zu öffnen,
wenn die Fluidleitung mit Ventil ist.
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Weiter
können,
obwohl die verbindende Einrichtung entweder als ein Spannzangenaufbau
mit Windungen oder eine Verbindungskugel- und Nutanordnung beschrieben
worden ist, zahlreiche andere verbindende Einrichtungen verwendet
werden, um die Fluidleitung mit dem Kolbenelement zu verbinden.
Beispielsweise könnte
die Fluidleitung mit einem umlaufenden Wulst ausgebildet sein, und
der Spannzangenaufbau könnte
mit einer Nut ausgebildet sein, welche den Wulst darin aufnimmt,
und umgekehrt. Die Fluidleitung und das Kolbenelement könnten auch
unter Verwendung einer einfachen Reibungsverbindung zwischen der
Fluidleitung und dem Spannzangenaufbau verbunden sein.
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Bezugnehmend
nun auf die 13 bis 18, sind
weitere Ausführungsformen
von Verbindern dargestellt, in welchen die Verbinder rechtwinklige
Verbinder sind, wo der Fluideingang und der Fluidausgang des Verbinders
ungefähr
in 90° zueinander
angeordnet sind, wodurch die axiale Länge eines jeden Verbinders
reduziert ist.
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Insbesondere
ist ein Verbinder 150, wie in 13A bis
C gezeigt, gezeigt, welcher einen rechtwinkligen Anschluß 152 aufweist,
durch welchen Fluid in den Verbinder im allgemeinen im rechten Winkel zur
Richtung des Fluidflusses durch den Verbinder 150 eintreten/austreten
kann. Wie beim Verbinder 10 ist der Verbinder 150 gestaltet,
um eine Fluidleitung 16, welche eine Ventileinrichtung 56 in
der Nähe
ihres Endes aufweist, zu verbinden. Weiter ist der Verbinder 150 dem
Verbinder 10 dadurch ähnlich,
daß der
Verbinder 150 ein Körperelement 154,
ein Kolben 156 und eine Positionier- und Rückhalteeinrichtung 158 einschließt, von
denen jede(s) ähnlich
zu dem entsprechenden Element/den entsprechenden Elementen im Verbinder 10 wirkt.
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Um
den Kolben 156 mit der Fluidleitung 16 zu verbinden,
schließt
das vordere Ende des Kolbens 156 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
beabstandeten Verbindungslöchern 160 ein,
von denen jedes ein Paar von Verbindungskugeln 162a, 162b aufnimmt.
Die Verbindungskugel 162a ist in der Nut 96 in
der Fluidleitung 16 aufgenommen, wenn sie verbunden ist,
wobei eine Buchse 164 der Positionier- und Rückhalteeinrichtung 158 mit
der Verbindungskugel 162b eingreift und sie nach unten
in das entsprechende Loch 160 drückt, wodurch die Verbindungskugel 162a in
die Nut 96 gedrückt
wird, um die Verbindung zu erreichen. Bevorzugt schließt der Kolben 156 einen
gewinkelten Abschnitt 165 in der Nähe seines vorderen Endes ein,
um so die Fluidleitung 16 während der Verbindung in den
Verbinder 150 zu führen,
was dem Benutzer vor dem Drücken
des Kolbens 156 nach rechts während der Verbindung und somit
an unbeabsichtigtem Zulassen von Fluß durch den Verbinder 150 hindert.
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Der
Verbinder 150 unterscheidet sich vom Verbinder 10 auch
dadurch, daß der
Verbinder 150 eine Docke 166 einschließt, welche
an ihrem einen Ende an dem Körperelement 154 fixiert
ist und welche sich zentral durch den Kolben 156 er streckt
zur Steuerung des Flusses durch den Verbinder 150. Die Docke 166 schließt einen
Abschnitt 168 vergrößerten Durchmessers
ein, welcher dimensioniert ist mit einer Dichtung 170,
wie etwa einer O-Ring-Dichtung oder dergleichen, einzugreifen, welche
in dem Flußdurchgang
des Kolbens 156 fixiert ist und welche durch eine Unterlegscheibe 172 am
Ort gehalten wird. Die Docke 166 und die Dichtung 170 formen
somit eine Ventileinrichtung zur Steuerung des Fluidflusses durch
den Verbinder 150. Zusätzlich
ist eine O-Ring-Dichtung 174 in dem umlaufenden Kanal am Inneren
des Kolbens 156 befestigt, zum dichtenden Eingriff mit
der äußeren Oberfläche der
Fluidleitung 16.
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Im
Gebrauch, wenn der Verbinder 150 an der Fluidleitung 16 eingesetzt
ist, wird die Fluidleitung durch den gewinkelten Abschnitt 165 in
den Kolben 156 geführt.
Sobald die Fluidleitung 16 die Dichtung 174 berührt, was
Reibung schaffen wird, um den Kolben 156 nach rechts zu
drücken
zu versuchen, werden sich die Verbindungskugeln 162a an
der äußeren Oberfläche der
Fluidleitung befinden, wie in 13A gezeigt.
Dies hindert die Verbindungskugeln am radial Hineinbewegen, und
daher kann sich die Buchse 164 nicht bewegen.
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Sobald
die Fluidleitung 16 vollständig in den Verbinder 150 eingefügt ist,
ist die Nut 96 mit den Verbindungskugeln 162a ausgerichtet,
und wenn die Buchse 164 sich einen geringen Abstand nach
links bewegt, werden die Verbindungskugeln 162b nach unten
durch die Buchse in die Kugeln 162a gedrückt, welche
dann in die Nut 96 gedrückt
werden, wie in 13B gezeigt. Es sei angemerkt,
daß die
innere Oberfläche
der Buchse 164 so gestaltet ist, daß die Betätigungskugeln 64 nicht
an diesem Punkt radial nach innen gedrückt werden, so daß der Körper 154 sich
noch nicht bewegt, und der Körper 154 sich
nicht bewegen wird, bis die Buchse 164 die Verbindungskugeln 162a an
Ort und Stelle festgeklemmt hat.
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Fortgeführte Bewegung
der Buchse 164 nach links veranlaßt die Betätigungskugeln 64 dazu, nach
innen in der gleichen Art wie bei dem Verbinder 10 gedrückt zu werden,
wodurch sie den Körper 154 nach
links drücken.
Da die Docke 166 an dem Körper 154 fixiert ist,
bewegt sie sich mit dem Körper,
und der Abschnitt 168 vergrößerten Durchmessers setzt sich
von der Dichtung 170 frei, wie in 13C gezeigt.
Gleichzeitig berührt
das freie Ende der Docke 166 die Ventileinrichtung 56 und
bringt die Ventileinrichtung 56 zum Öffnen. Somit wird Fluidstrom
verhindert, bis der Kolben 156 mit der Fluidleitung verbunden
ist und die zwei Ventileinrichtungen öffnen.
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Bevorzugt
sind die Betätigungskugeln 64, die
Löcher
im Körper 154,
in welchen die Kugeln 64 angeordnet sind, die Betätigungsnut
im Kolben 156 und die innere Oberfläche der Buchse 164,
welche mit den Kugeln 64 eingreift, im wesentlichen gleich konstruiert
wie in dem Verbinder 10, mit Ausnahme daß die Betätigungsnut
in dem Kolben eher einen gewinkelten Wandabschnitt 80' aufweist, als
einen vertikalen Wandabschnitt 80, wie in 4.
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Der
Verbinder 150 ist weiter so gestaltet, daß, falls
er abgesetzt ist oder anderweitig in einer Art den Kolben 156 dazu
zu bringen, zurückgedrückt zu werden,
gehandhabt wird, wodurch der Abschnitt 168 vergrößerten Durchmessers
von der Dichtung 170 abgesetzt wird, der Verbinder nicht
offen arretieren wird. Dies erfolgt aufgrund der Tatsache, daß der Kolben 156 und
die Buchse 164 so gestaltet sind, daß der Kolben 156 nicht
an der vorderen Endstirnfläche
der Buchse 164 vorbei bewegt werden kann, und die Betätigungskugeln 64 nicht
in der Betätigungsnut
in einer Position sein werden, um den Verbinder offen zu arretieren.
Da der Verbinder 150 nicht offen arretieren wird, werden
die Feder 90 zwischen dem Körper 154 und dem Kolben 156 und
interner Druck die Teile des Verbinders veranlassen, sich zu bewegen,
so daß der
Abschnitt 168 vergrößerten Durchmessers
auf der Dichtung 170 sitzt.
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14 stellt
eine Teilquerschnittsansicht einer Variation des Verbinders 150 der 13A bis C dar. In dieser Ausführungsform ist der Kolben in
zwei Stücke 156A, 156B durchbrochen,
was es der Docke 166 gestattet, in der geschlossenen, gedichteten
Position mit der Dichtung 170 arretiert zu sein. Der einzige
Weg, die Ventileinrichtungen 166, 170 zu öffnen, ist
es, die Fluidleitung 16 einzufügen. Das Kolbenstück 156A ist
allgemein zylindrisch und umgibt das vordere Ende des Kolbenstücks 156B,
wobei das Kolbenstück 156A am
Kolbenstück 156B durch
einen Sprengring 180 zurückgehalten wird. Die Betätigungsnut
des Kolbenstücks 156B weist
einen flachen Bereich 182 auf, wo die Betätigungskugeln 64 das
Kolbenstück 156B berühren. Somit
ist die Buchse 164 gegen das Vorwärtsbewegen arretiert, bis das Kolbenstück 156B auf
das Einfügen
der Fluidleitung 16 hin nach rechts gedrückt worden
ist. Wenn das Kolbenstück 156A nach
rechts gedrückt
ist, wird es die Ventileinrichtung nicht öffnen, sondern nur die Feder 90 zusammendrücken, und
sich bezüglich
des Kolbenstücks 156B nach
innen bewegen.
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15 stellt
eine Ausführungsform
des Verbinders 150 dar, welche eine Feder 184 verwendet, die
im vorderen Ende des Kolbens 156 befestigt ist, um die
Verbindungskugeln 162a, 162b am Bewegen nach innen
zu hindern, bis die Feder 184 durch die Fluidleitung 16 auf
deren Einfügen
hin zusammengedrückt
ist. Die Feder 184 bleibt an einer Schulter 186, welche
an der Fluidleitung auf Einfügen
hin ausgebildet ist, hängen,
wodurch sie die Feder 184 zusammendrückt und die Verbindungskugeln 162a in
die Lage versetzt, sich nach innen in die Nut 96 zu bewegen,
wodurch sie den Verbinder 150 mit der Fluidleitung 16 verbindet.
Jedoch können
sich, bis die Feder 184 zusammengedrückt ist, die Kugeln 162, 162b nicht
nach innen bewegen, und die Buchse 164 ist an Ort und Stelle
arretiert. Somit kann die Ventileinrichtung nicht geöffnet werden,
ohne daß eine
Fluidleitung eingefügt
ist.
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16 stellt
einen Verbinder 150 dar, welcher einen Spannzangenaufbau
190 zum Verbinden mit einer Fluidleitung 16 verwendet,
welcher mit dem vorderen Ende des Kolbens 156 verbunden
ist. Der Spannzangenaufbau 190 ist ähnlich zu dem Spannzangenaufbau 18 der 1 bis 5,
wobei er eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Spannzangensegmenten 192 einschließt, welche schwenkbar
an dem Kolben 156 angebracht sind. Eine innere Oberfläche 194 eines
jeden Spannzangensegments ist mit Windungen oder Zähnen zum Eingriff
mit einem mit Windungen versehenen Teilabschnitt 196, welcher
an der äußeren Oberfläche der Fluidleitung 16 ausgebildet
ist, ausgebildet. Die Spannzangensegmente 192 gleiten über das
Gewinde an der Fluidleitung, bis das Ende der Fluidleitung mit dem
Kolben 156 eingreift. Die Buchse 164 kann sich
dann etwas nach links bewegen, um das Spannzangensegment 192 in
Eingriff mit dem mit Gewinde versehenen Teilabschnitt 196 zu
bringen. Weitere Bewegung der Buchse 164 nach links öffnet die
Ventileinrichtung wie zuvor.
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Die
in 17 gezeigte Ausführungsform verwendet die Verbindungskugeln 162a, 162b und
Feder 184 Anordnung, gezeigt in 15, zum
Verbinden des Verbinders 150 mit der Fluidleitung 16,
gezeigt in 16. In diesem Fall ist die Fluidleitung 16 mit
der Nut 96 versehen, welche die Verbindungskugeln 162a darin
aufnimmt, um die Fluidleitung 16 am Kolben 156 zu
befestigen.
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18A bis B stellen einen Verbinder 200 dar,
welcher intern mit Windungen versehene Spannzangensegmente 202a bis
c verwendet, die mit nicht mit Windungen versehenen Segmenten 204a bis
c gemischt sind, welche dazu zugeordnete Betätigungskugeln 64 aufweisen.
Die Segmente 204a bis c erstrecken sich hinter den Spannzangensegmenten 202a bis
c, um unbeabsichtigte Aktivierung des Kolbens 156 und somit
Aktivierung der Ventileinrichtung zu vermeiden. Es sei angemerkt,
daß die
Betätigungskugeln 64 eher
mit einem geneigten Abschnitt 206 des vorderen Endes des
Kolbens 156 eingreifen, als daß sie in eine Betätigungsnut,
welche in dem Kolben ausgebildet ist, eingreifen.