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Patent Searching and Data


Title:
QUICK-RELEASE CONNECTOR, ESPECIALLY FOR STUD BOLTS OF MACHINE PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/042755
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a quick-release connector (1), especially for stud bolts of machine parts, comprising an attachable connecting element (6) which is positioned in or at the level of a pipe-shaped housing (2) and which can be spread radially by means of an actuating device (3). To make the quick-release connector easier to operate and improve its retaining force the invention provides for an axially movable piston (4) to be guided in the housing (2), which piston is impinged upon by a pressure spring (5) in the direction of connection and on its face has a ring wedge surface (7b) for spreading the connecting element (6).

Inventors:
WEH ERWIN (DE)
WEH WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/001095
Publication Date:
August 26, 1999
Filing Date:
February 19, 1999
Export Citation:
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Assignee:
WEH ERWIN (DE)
WEH WOLFGANG (DE)
International Classes:
F16B4/00; F16L37/62; F16B1/00; (IPC1-7): F16L37/00; F16B4/00
Foreign References:
DE1804857A11970-05-21
US3575087A1971-04-13
US4438901A1984-03-27
GB1401583A1975-07-16
DE3910887C11990-05-17
US5118140A1992-06-02
US3139787A1964-07-07
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Fiener, Josef (Maximilianstrasse 57 Postfach 12 49 Mindelheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. SchnellanschluB, insbesondere an Stehbolzen von Maschinenteilen, mit einem ansetzbaren Verbindungselement (6), das in oder an einem rohrförmigen Gehäuse (2) gelagert und mittels einer Betätigungseinrichtung (3) in Radialrichtung spreizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) ein axial verschiebbarer Kolben (4) geführt ist, der von einer Druckfeder (5) zur Anschlußstellung hin beaufschlagt ist und stirnseitig eine RingKeilfläche (7b) zur Spreizung des Verbindungselements (6) aufweist.
2. Schnellanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die RingKeilfläche (7b) einstückig am Kolben (4) ausgebildet ist und unmittelbar mit dem Verbindungselement (6) in Eingriff steht.
3. Schnellanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die RingKeilfläche (7b) an einer vom Kolben (4) lösbaren Hülse ausgebildet ist.
4. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) im Gehäuse (2) mittels wenigstens einer Dichtung (4c) abgedichtet geführt ist.
5. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB an dem Verbindungselement (6) an der von dem Kolben (4) abgewandten Stirnseite eine zweite RingKeilfläche (7a) symmetrisch gegenüberliegend angeordnet ist.
6. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (6) in Segmentform ausgebildet ist.
7. SchnellanschluB nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da8 am Verbindungselement (6) wenigstens ein Zentrierbund (6a) angeordnet ist.
8. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3) durch einen im Gehäuse (2) angeordneten Druckraum (3a) gebildet ist.
9. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3) durch eine federbeaufschlagte Steuerhülse (19) mit einem Verriegelungselement (18) gebildet ist.
10. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Stirnseite des Kolbens (4) als Anschlagfläche (4b) für einen Stehbolzen (11) ausgebildet ist.
11. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbindungselement (6) wenigstens ein federbeaufschlagtes, axial verschiebbares Gegenspreizelement (8) angeordnet ist.
12. Schnellanschluß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenspreizelement (8) zwischen dem axial verschiebbaren Kolben (4) und dem Verbindungselement (6) angeordnet ist.
13. Schnellanschluß nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daB das Gegenspreizelement (8) zum Verbindungselement (6) hin eine RingSchrägfläche (9) aufweist.
14. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daB das Gegenspreizelement (8) ringförmig ausgebildet ist und daran eine Feder (10) angesetzt ist.
15. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daB an dem Verbindungselement (6) ein zweites Gegenspreizelement (8') angeordnet ist.
16. Schnellanschluß nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gegenspreizelement (8') zum ersten Gegenspreizelement (8) symmetrisch ausgebildet ist.
Description:
Beschreibung Schnellanschluß, insbesondere an Stehbolzen von Maschinenteilen Die Erfindung betrifft einen Schnellanschluß, insbesondere an Stehbolzen von Maschinenteilen, gemma8 den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruches 1.

Derartige Schnellanschlüsse oder Klemmadapter werden beispielsweise für die Überprüfung von Zylinderköpfen oder Getriebeteilen verwendet. Hierbei wird der SchnellanschluB an einem oder mehreren Bolzen außenseitig angesetzt, wobei im allgemeinen ein Verbindungselement in Radialrichtung spreizbar ist, so daß der Schnellanschluß kraftschlüssig an dem Gewinde oder einer Hinterschneidung des Bolzens angreift. Auch kraftschlüssige Verbindungen an Rohren oder dgl. sind möglich.

Das Verbindungselement kann hierbei auch in Form einer außenumgreifenden, geschlitzten Hülse ausgebildet sein. Durch eine Betätigungseinrichtung wird dann dieses Verbindungselement in radialer Richtung geringfügig zusammengespreizt oder aufgespreizt, so daß ein Kraftschluß zwischen der Bolzenwandung und dem Gehäuse des Schnellanschlusses hergestellt ist.

Ein derartiger Schnellanschluß soll hierbei eine besonders einfache Ankoppelungsmöglichkeit bieten, da in der Serienfertigung täglich eine Vielzahl derartiger Maschinenbauteile überprüft werden müssen. Zudem soll die Anschlußkraft besonders hoch sein, so daß die Prüfung auch mit höheren Kräften oder Drücken sicher durchgeführt werden kann.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schnellanschluß hinsichtlich Bedienbarkeit und Haltekraft weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schnellanschluß gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung des Schnellanschlusses, wobei in dem Gehäuse ein axial verschiebbarer Kolben geführt ist, ergibt sich eine besonders einfache Bauweise des Schnellanschlusses. Durch die Beaufschlagung des Kolbens durch eine Druckfeder zur Anschlußstellung hin wird zudem die Haltekraft des Schnellanschlusses erhöht, da sehr starke Druckfedern eingebaut werden können, die dann das Verbindungselement mit einer entsprechend hohen Spreizkraft beaufschlagen können, da zwischen dem Kolben und dem Verbindungselement eine Ring-Keilfläche zur Kraftübersetzung vorgesehen ist.

In bevorzugter Ausführung ist bei dem vorgeschlagenen Schnellanschluß das Verbindungselement durch eine Hülse oder einen Schraubdeckel schnell auf den jeweiligen Rohr-oder Bolzendurchmesser austauschbar. Durch eine zweite, symmetrisch ausgebildete Ring-Keilfläche wird eine gleichmäßige Anpreßkraft auf das Verbindungselement geschaffen und die Haltekraft proportional erhöht. Die bolzenseitige Stirnseite des Kolbens dient bevorzugt zugleich als Anschlagfläche für einen eingesteckten Stehbolzen oder ein Rohrende, so daß eine konstante Ausrichtung von Prüfplatten, Montagehilfen oder dgl. erzielt wird.

Durch die bevorzugte Ausbildung des Schnellanschlusses mit einem ebenfalls axial verschiebbaren Gegenspreizelement ergibt sich eine besonders sichere Betätigung des Schnellanschlusses. Durch ein zweites Gegenspreizelement, insbesondere mit symmetrisch ausgebildeter Ring-Schrägfläche, wird eine gleichmäßige Rückstellkraft auf das Verbindungselement geschaffen.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele des Schnellanschlusses anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierbei zeigen : Fig. l einen Schnellanschluß zum Ankuppeln an einen Stehbolzen in einer Halbschnitt-Darstellung ; Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Schnellanschlusses mit manueller Ver-bzw.

Entriegelung in einer Anschlußstellung und einer Lösestellung ; Fig. 3 eine abgewandelte Form des Schnellanschlusses in AnschluBstellung an einen Stehbolzen in einer Halbschnitt-Darstellung ; und Fig. 4 eine entsprechende Ausführung des Schnellanschlusses in Lösestellung.

In Fig. 1 ist im Halbschnitt ein SchnellanschluB 1 dargestellt, der als Haupt-Bestandteile ein rohrförmiges Gehäuse 2 und eine Betätigungseinrichtung 3 aufweist. Das Gehäuse 2 ist hier an der oberen Seite mit einem Gewindeanschluß 2a versehen, an dem Druckmedium mittels eines Schlauches zur pneumatischen oder hydraulischen Entriegelung angeschlossen werden kann. An der hier linken Seite wird, wie strichliert angedeutet, ein Stehbolzen 11 eingesteckt bzw. der Schnellanschluß 1 auf diesen Stehbolzen 11 aufgesteckt. An der hier rechten Seite ist als Bestandteil des Gehäuses 2 ein Schraubdeckel 2b vorgesehen, der dazu dient, ein Verbindungselement 6 in Anpassung an den jeweiligen Durchmesser des Stehbolzens 11 schnell austauschen und montieren zu können.

Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein axial verschiebbarer Kolben 4 gelagert und an der Innenwandfläche des Gehäuses 2 geführt.

Hierbei ist der Kolben 4 von einer relativ starken Druckfeder 5 zur AnschluBstellung bzw. zum Stehbolzen 11 hin beaufschlagt.

Dabei wird das hülsenförmige Verbindungselement 6 durch symmetrisch ausgebildete Innenkonus-oder Ring-Keilflächen 7a, b zusammengespreizt. Die kolbenseitige Ring-Keilfläche 7b kann hierbei auch am vorderen Ende des Kolbens 4 einstückig ausgebildet sein. Weiterhin ist die Innenseite des Kolbens 4 zugleich als Anschlagfläche 4b für den eingesteckten Stehbolzen 11 ausgebildet.

In bevorzugter Ausführung wird jedoch eine zweiteilige Bauweise gewählt, nämlich indem an dem vorderen Ende des Kolbens 4 eine Hülse aufgesetzt ist, wie dies mit der Strichlinie 4a angedeutet ist. Dies ermöglicht insbesondere die Ausführung aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise indem für die reibbelastete Ring-Keilfläche 7b gehärteter Stahl verwendet wird, während für den Kolben 4 ein Material geringerer VerschleiBfestigkeit ausreicht, da dieser im wesentlichen nur die Abstützung einer Druckfeder 5 an einer verbreiteren Ringfläche unter Bildung eines Druckraumes 3a für eine bevorzugte pneumatische Betätigung über den GewindeanschluB 2a zum Lösen des Schnellanschlusses 1 übernimmt.

Wesentlich ist hierbei auch eine zweite Ring-Keilfläche 7a an der hier linken Innenseite des Gehäuses 2, wodurch das Verbindungselement 6 symmetrisch zu dem anliegendem Druck durch die Feder 5 zusammengedrückt wird, also eine höhere Anpreßkraft auf das Verbindungselement 6 ausgeübt wird, so daß zugleich dessen Haltekraft auf dem Stehbolzen 11 ansteigt. Es sei darauf hingewiesen, daß anstatt der hier gezeigten Außenumklammerung des Stehbolzens 11 auch eine entsprechende innenseitige Verbindung an einer Hülse, Bohrung oder dgl. verwirklicht werden kann, wobei ein aufspreizbares Verbindungselement 6 als Stopfen von innen angreift. In diesem Falle wäre die Ring-Keilflächen 7a, 7b zur Zentralachse spiegelbildlich angeordnet, um dann das Verbindungselement 6 von innen in der Anschlußstellung aufzuspreizen.

In der Anschlußstellung wird das hier gezeigte segmentförmige Verbindungselement 6 zusammengespreizt, wobei dieses in Anlage zu dem Stehbolzen 11 gelangt. Es sei darauf hingewiesen, daß das hier ringförmig ausgebildete Verbindungselement 6 auch gegenüber dem vorderen Ende des Gehäuses 2 eine Kegelfläche 7a und einen Zentrierbund 6a aufweist, so daß die Beaufschlagung zum radialen Zusammenspreizen symmetrisch erfolgt und zugleich eine Fixierung des Verbindungselements 6 in dem Gehäuse 2 gewährleistet ist. An der Außenseite des Gehäuses 2 ist zudem eine Platte 20 befestigt, an der weitere Schnellanschlüsse 1 in gleicher Weise gelagert sein können, um beispielsweise Prüfgeräte an vier Stehbolzen 11 eines Zylinderkopfes anzuschlieBen.

Die Betätigungseinrichtung 3 ist hier durch einen pneumatischen Druckraum 3a gebildet, um somit bei einer entsprechend hohen Federkraft der Druckfeder 5 eine leichte Betätigung zu ermöglichen. Es sei darauf hingewiesen, daß aufgrund dieser Ausbildung der Kolben 4 axial in die Anschlußstellung verschiebbar ist und der Kolben 4 durch die Beaufschlagung der Druckfeder 5 in der Haltestellung verbleibt. Erst wenn der Druck innerhalb des Druckraumes 3a aufgebaut ist, wird der Kolben 4, wie hier mit Pfeilen angedeutet, nach rechts verschoben, um somit die Spreizstellung des Verbindungselements 6 auf dem Stehbolzen 11 zu lösen. Dabei ist der Druckraum 3a innerhalb des Schnellanschlusses 1 am Kolben 4 außenseitig mit Dichtungen 4c abgedichtet.

In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Gehäuse 2 schlanker ausgeführt und weist zum Anschlußende hin, also hier dem Stehbolzen 11, eine Steuerhülse 19 auf, um hier zusammen mit einem Verriegelungselement 18 in Form einer Kugel eine besonders zuverlässige manuelle Verriegelung zu erzielen.

Die weiteren Bauteile sind mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 identisch und daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im weiteren Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 1 weist die Ausführung gemäß Fig. 2 noch eine äußere Anschlaghülse 12 mit einer Feder 10 auf, so daß hier die Zusammenspreizkraft für das Verbindungselement 6 ähnlich der Ausführung in Fig. 1 sehr hoch ist. Es ergibt sich hier zudem eine größere Führungslänge des Kolbens 4 bei besonders schlanker und kompakter Bauweise des Schnellanschlusses 1.

In der oberen Hälfte von Fig. 2 ist die Anschlußstellung des Schnellanschlusses 1 gezeigt, während in der unteren Hälfte die Löse-oder Entriegelungsstellung dargestellt ist. In der hier oberen Anschlußstellung mit Verriegelung auf dem Stehbolzen 11 ist das Gehäuse zusammengeschoben, wobei der Kolben 4 außer dem Zusammenspreizen des Verbindungselements 6 auch die Verriegelungskugel 18 radial nach außen in eine Ringnut 14 der Steuerhülse 19 drückt.

In der unten dargestellten Lösestellung ist die Steuerhülse 19 durch Beaufschlagung der Feder 10 nach vorne geschoben, wobei diese"Ausfahrbewegung"von einem inneren Haken 13 an der Anschlaghülse 12 begrenzt wird. Durch diese Teleskopbewegung wird die Verriegelungskugel 18 nach innen in eine Ringnut 15 am Kolben 4 gedrückt, wobei dieser zur Ermöglichung dieser Freigabebewegung zuvor gegen die Druckfeder 5 verschoben worden ist, insbesondere durch eine kurze Zugbewegung am hier rechten Kolbenende.

Zum Anschließen dieses Schnellanschlusses 1 wird dieser mit dem Vorderende der Steuerhülse 19 auf den Stehbolzen 11 bzw. diesen umgebende Bauteile (z. B. ein Zylinderkopf, wie doppelt strichpunktiert angedeutet) aufgesetzt, wie in Fig. 2 unten dargestellt, wobei gemäß dem Pfeil A die Steuerhülse 19 gegen die Feder 10 relativ zum Gehäuse 2 verschoben wird. Hierdurch kann das Verriegelungselement 18 gemäß dem Pfeil B in die Ringnut 14 eintreten, wobei zugleich die Verriegelung des Kolbens 4 in dessen Ringnut 15 gelöst wird, so daß dieser gemäß dem Pfeil C unter Beaufschlagung durch die vorgespannte Druckfeder 5 verschoben wird und mit seiner Ring-Keilfläche 7b das bevorzugt mit einem Innengewinde versehene Verbindungselement 6 auf dem Stehbolzen 11 zusammenspreizt. Bei der oben beschriebenen Entriegelung läuft der Vorgang in entsprechend umgekehrter Weise ab.

In Fig. 3 und 4 ist eine ähnliche Ausführung wie in Fig. 1 dargestellt, wobei gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wesentlich ist hierbei ein ringförmig ausgebildetes, von einer daran angesetzten Feder 10 beaufschlagtes Gegenspreizelement 8 mit einer konischen Ring- Schrägfläche 9, wodurch das Verbindungselement 6 in die Lösestellung (Fig. 2) nach außen hin zurückgespreizt werden kann. Vorteilhaft ist auch eine zweite Ring-Keilfläche 7a an der hier linken Innenseite des Gehäuses 2, wodurch das Verbindungselement 6 symmetrisch zu dem anliegenden Druck durch die Feder 5 zusammengedrückt wird, also eine höhere Anpreßkraft auf das Verbindungselement 6 ausgeübt wird, so daB zugleich dessen Haltekraft auf dem Stehbolzen 11 ansteigt. Es sei darauf hingewiesen, da8 durch das kleinbauende Gegenspreizelement 8 die Rückspreizung in die Lösestellung (vgl. Fig. 2) zuverlässig erreicht wird, insbesondere wenn zwei derartige Gegenspreizelemente 8 und 8'symmetrisch am Verbindungselement 6 angreifen. Auch kann anstatt der hier gezeigten Außenumklammerung des Stehbolzens 11 eine entsprechende innenseitige Verbindung an einer Hülse, Bohrung oder dgl. verwirklicht werden, um dann das Verbindungselement 6 von innen in der Anschlußstellung aufzuspreizen, wobei das Gegenspreizelement 8 am Außenumfang des Verbindungselements 6 angreifen würde.

In Fig. 2 ist der Schnellanschluß 1 in Lösestellung, also ohne eingesetzten Stehbolzen 11 gezeigt. Die weiteren Bauteile sind mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 identisch und daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im weiteren Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 1 weist die Ausführung gemäß Fig. 2 noch ein zweites Gegenspreizelement 8'mit einer entsprechenden Ring- Schrägfläche 9'und einer Feder 10'auf, so daß hier die Rückspreizkraft für das Verbindungselement 6 gegenüber der Ausführung in Fig. 1 vollständig symmetrisch ist. Es ergibt sich hier zudem eine bessere Zentrierung des Verbindungselements 6 bei schlanker und kompakter Bauweise des Schnellanschlusses 1, da die Federn 10 bzw. 10'sich in einfacher Weise an Abstufungen 12,12'am Kolben 4 bzw. Gehäuse 2 abstützen.

Insgesamt ergibt sich somit ein besonders einfach zu bedienender Schnellanschluß 1 mit einfacher, kompakter Bauweise und besonders hoher Haltekraft an dem Gegenanschluß in Form eines Stehbolzens. Es sei darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff Stehbolzen neben Schraubbolzen auch andere Profilierungen verstanden werden sollen, beispielsweise Rohrleitungen mit geriffelter Oberfläche, auf die der Schnellanschluß 1 ebenfalls besonders einfach aufgesetzt werden kann.