DD298020A5 - Ventilvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Schnellkupplung zwischen einem Einfuehrungselement (90) und einem Aufnahmeelement (92) weist in den zylindrischen Endteil (134) des Einfuehrungselementes einen axial verschiebbaren Kolbenkoerper (106) auf, welcher mit einem Dichtungsring (108) versehen ist, und eine Dichtungshuelse (134), welche mit einem Dichtungsring (164) versehen ist und welche in dem Aufnahmeteil um einen stationaeren Kolbenkoerper (138) axial beweglich angeordnet ist. Die Einfuehrung des Einfuehrungselementes in das Aufnahmeelement hat zur Folge, dasz die Kolbenkoerper miteinander zum Zusammenwirken gebracht werden, waehrend das zylindrische Endteil durch die Dichtungshuelse des Aufnahmeteils nach innen gedrueckt wird. Jeder der entsprechenden Kolbenkoerper und der entsprechenden Dichtungsringe (108, 164) wirken mit einer entsprechenden axial beweglichen Ventilhuelse (122, 156) in einer Weise zusammen, dasz, bis die Kolbenkoerper eine mittlere Stellung erreicht haben, ein Durchfluszkanal (132, 145) mit Hilfe eines Spaltes, welcher durch die Ventilhuelse geschlossen wird, geschlossen gehalten wird, bis die entsprechenden Dichtungsringe durch relative Verschiebung von einer Seite des Spaltes zu der anderen Seite desselben bewegt wurden, wonach eine Fortfuehrung der Verschiebung der Kolbenkoeprer zu ihren entsprechenden Endstellungen im gekuppelten Zustand zur Folge hat, dasz der Spalt fuer einen Durchflusz geoeffnet wird. Fig. 4{Schnellkupplung; Absperrvorrichtung; Kolbenkoerper; Dichtungsring}

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung, welche für unter Druck stehende Flüssigkeiten bestimmt ist, wie Hochdruck-Öl, und die von der Art ist, wie sie im Oberanspruch des nachfolgenden Anspruchs 1 weiter erläutert wird. Derartige Ventilanordnungen sind unter anderem Bestandteil von Schnellkupplungen dar An, welche ein Einführungselement, welches in ein Aufnahmeeiement eingeschoben werden kann, enthält, derart, daß zwei Rohrleitungen oder Durchgänge miteinander verbunden werden. Die Ventilanordnung kann auch in einem hydraulischen Ventilantrieb enthalten sein, zum Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen .zwei Rohrleitungen oder Durchgängen.

Die Ventilanordnung schließt einen elastischen oder federnden Dichtungsring ein, welcher in einer ringförmigen Nut angeordnet ist, und welcher der Wirkung von Hochdruck-Flüssigkeit auf einer Seite desselben ausgesetzt ist. Die Ventilanordnung kann auch einen weiteren Dichtungsring enthalten, welcher der Wirkung von Hochdruck-Flüssigkeit, Niederdruck-Flüssigkeit, oder atmosphärischen Druck auf der anderen Seite desselben ausgesetzt ist. Mit Hochdruck-Flüssigkeit ist normalerweise Hochdruck-Öl gemeint, welches einen Druck von mindestens lObar aufweist. Und in solchen Fällen aufweiche sich die Erfindung bezieht, im allgemeinen einen Druck von wenigstens einigen hundurt bar.

Wenn ein derartiges Ventil geöffnet .vird, wird die Hochdruck-Flüssigkeit für eine kurze Zoitperiode in einer explosiven, heftigen Weise durch das Ventil fließen und auf den elastischen Dichtungsring aufschlagen, in einer solchen Weise, daß der Ring aus

seiner Nut gerissen wird, wenn nichi vorsorglich Maßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, daß dieses geschieht. Diese vorsorglichen Maßnahmen schließen normalerweise das Einfügen eines Magnetventils in der Strömungsrichtung vor der Ventilanordnung in der Rohrleitung ein, wobei dieses Magnetventil geschlossen bleibt, wenn die Ventilanordnung von einem geschlossenen in e'\nr,t geöffneten Ventilzustand umgestellt wird und der Dichtungsring durch diesen riskanten Bereich bewegt wi^rd. Nur dann wird das Magnetventil geöffnet, um es dem Hochdruck-Öl oder einer anderen Hochdruck-Flüssigkeit zu ermöglichen, durch das Ventil zu strömen, ohne den Dichtungsring zu beschädigen. Das Hinzufügen des Magnetventils oder einer anderen Art von Schließventilen, summiert sich jedoch zu den Herstellungskosten und bringt Komplikationen beim Manipulieren der Ventilanordnung. Darüber hinaus verlängert das zusätzliche Schließventil beachtlich die Zeit, welche zur Öffnung der Ventilanordnung notwendig wird.

Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der im vorangegangenen beschriebenen Art zu schaffen, welche ohne zusätzliche Schließventile geöffnet werden kann.

Die Erfindung ist in erster Linie dazu bestimmt, Schnellkupplungen zu verbessern, welche dazu vorgesehen sind, eine Drucköl-Quelle, welche einen Druck von mehreren hundert bar aufweist, mit einem hydraulischen Werkzeug zu verbinden und weiterhin insbesondere für Schnellkupplungen der Art, bei welchen eine Anzahl von Einführungselementen als Kupplungsteile an einer Trägerplatte befestigt sind, welche hydraulisch im Bezug auf stationäre Kupplungs-Aufnahmeelemente rückwärts und vorwärts bewegt werden können, welche dazu bestimmt sind, entsprechende Einführungselemente aufzunehmen, wenn eine vorwärtsgerichtete Kupplungsbewegung der Trägerplatte erfolgt. In diesem Beispiel ist es nicht nötig, die Einführungs-Kupplungselemente mit Arretierhülsen zu versehen, welche mit Kugeln in Berührung treten, derart, daß das Einführungselement im Aufnahmeelement festgehalten wird, wenn zwei Teile manuell bei einem verhältnismäßig geringen Druck in konventioneller Weise miteinander gekuppelt werden. Die Erfindung ist jedoch auch zur Anwendung bei Schnellkupplungen bestimmt, bei denen der Flüssigkeitsdruck ausreichend niedrig ist, um es zu ermöglichen, daß die Einführungselemente und die Aufnahmeelemente manuell gekuppelt werden können, wie dieses im Falle von verschiedenen Typen hydraulischer Werkzeuge der Fall ist, welche mit einem hydraulischen Druck von ungefähr 10bar oder weniger arbeiten.

Die verbesserte erfindungsgemäße Ventilanordnung der im vorangegangenen erwähnten Art weist die charakteristischen Merkmale auf, welche in dem kennzeichnenden Teil des nachfolgenden Anspruchs 1 dargelegt sind. Somit ist der elastische Dichtungsring durch eine axial verschiebbare Ventilhülse geschützt, welche die Durchflußpassage geschlossen hält, bis sich der Dichtungsring in eine sichere Position bewegt hat, wonach die Verschiebung der Ventilhülse die Durchflußpassage öffnet.

Dieses und andere Einzelheiten und Vorteile, welche für die Erfindung signifikant sind, werden im nachfolgenden mehr im Detail, untet Bezugnahme auf eine Anzahl beispielhafter Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, welche in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben.

Fig. 1 bis 3: sind gemeinsam einzelne Axialschnitte eines hydraulischen Schließventils, welches eine erfindungsgemäße Ventilanordnung in sich einschließt und zeigen entsprechend das Ventil in einer geschlossenen Stellung, einer

mittleren Stellung und einer offenen Stellung; Fig. 4: zeigt in einer axialen Schnittdarstellung das Einführungselement einer Schnellkupplung, welche eine

erfinaungsgemäße Ventilanordnung in sich einschließt und zeigt das Ventil in seiner geschlossenen Stellung; Fig. 4a: zeigt die Ventilanordnung entsprechend der Figur 4 in ihrer offenen Stellung;

Fig. 5: ist eine axiale Schnittdarstellung des Aufnahmeelementes einer Schnellkupplung, welche eine

erfindungsgemäße Ventilanordnung in sich einschließt, und zeigt die Ventilanordnung in ihrer geschlossenen Stellung, wobei das dargestellte Aufnahmeelement in der Lage ist, das Einführungselement, welches in der Figur 4 dargestellt ist, aufzunehmen;

Fig. 5a: zeigt die Ventilanordnung entsprechend der Figur 5 in ihrer offenen Stellung;

Fig. 6: stellt das Einführungselement entsprechend der Figur 4 teilweise in das Aufnahmeelement entsprechend der

Figur 5 eingeführt dar, derart, daß es eine mittlere Stellung einnimmt, in welcher die Ventilanordnungen der zwei Kupplungsteile noch geschlossen sind;

Fig. 7: stellt eine nachfolgende Stellung dar, in welcher die zwei Dichtungsringe noch in einer Position angeordnet sind,

ν in welcher sie durch entsprechende Ventilhülsen geschützt sind, wobei die Ventilanordnung noch geschlossen

ist; Fig. 8: stellt die Kupplung entsprechend der Figur 7 in einer vollkommen gekuppelten Stellung dar, wobei beide

Ventilanordnungen vollkommen geöffnet sind;

Fig. 9: stellt eine modifizierte Version des Einführungselementes dar, welches in der Figur 4 gezeigt wurde;

Fig. 10: stellt eine modifizierte Version des Aufnahmeelementes dar, welches in der Figur 5 gezeigt wurde, dieses

Aufnahmeelement in das Einführungselement, welches in der Figur 10 gezeigt ist, befestigend (unklar,

offensichtlich ein Fenler im englischen Text der Übersetzung); Fig. 11: stellt das Einführungselement entsprechend der Figur 9 dar und das Aufnahmeelement entsprechend der

Figur 10, in ihrem gekuppelten Zustand

Fig. 12 u. 13: stellen entsprechend ein Einführungs-Kupplungselement und ein Aufnahme-Kupplungselement dar, welches im wesentlichen mit den Einführungs- und Aufnahme-Kupplungselementen übereinstimmen, welche in den Figuren 4 beziehungsweise 5 dargestellt sind, aber mit dem Unterschied, daß das Aufnahmeelement nicht mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung versehen ist, da das genannte Aufnahmeelement nicht mit einer Hochdruckleitung verbunden ist. Darüber hinaus können das Einführungsteil und das Aufnahmeteil miteinander

mit Hilfe einer herkömmlichen Kugelarretierung arretiert werden; Fig. 14: zeigt die Kupplungsteile entsprechend der Figur 12 und 13 in ihrer gegenseitig gekuppelten und arretierten

Stellung.

Die einfachste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist in Verbindung mit dem hydraulischen Ventil dargestellt, welches in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, wobei dieses Ventil zwei erfindungsgemäße Ventilanordnungen aufweist.

Das hydraulische Ventil, welches in der Figur 1 dargestellt ist, enthält ein Ventilgehäuse 10, in welchem eine Passage enthalten ist, durch welche Öl unter hohem Druck fließen kann, wenn die Ventilanordnung geöffnet ist. Die Enden der Passage sind mit entsprechenden Vei bindungen 12 und 14 zur Vorbindung mit zwei Rohrleitungen versehen, welche nicht dargestellt sind.

Entlang eines Teils ihrer Länge ist die Passage derart ausgestaltet, daß sie eine innere, zylindrische Dichtungsoberfläche darstellt, de. art, daß sie einen Zylinder 16 bildet. In dem genannten Zylinder ist ein Kolbenkörper 18 für eine axiale Bewegung angeordnet.

Das hydraulische Ventil der dargestellten Ausführungsvariante beinhaltet zwei erfindungsgemäße Ventilanordnungen, welche es ermöglichen, das Öl unter hohem Druck alternativ mit der Verbindung 12 oder der Verbindung 14 verbunden werden kann.

Die entsprechenden Enden des Zylinders 16 grenzen an zwei erweiterte Passagenteile, welche konische Endoberflächen 20 und 22 aufweisen und von df nen jedes eine entsprechende Druckkammer 24 und 26 bildet.

Ein Ventilkörper 28, welcher eine Ventilhülse 30 und sich axial erstreckende Kanäle 32 aufweist, ist für eine axiale Bewegung in der Kammer 24 angeordnet. Der Ventilkörper ist in der Richtung zu der Endoberfläche 20 durch eine stärkere Druckfeder 34 beaufschlagt, wobei ein konisches Ende 36 der Ventilhülse ein Widerlager mit einem Auflager 38 bildet, welches am inwendig angeordneten Teil der Endoberfläche 20 vorgesehen ist. Die Berührung zwischen dem genannten Ende der Ventilhülse und dem genannten Auflager ist ein Metall-Nichtmetall-Kontakt und bildet eine entsprechende Dichtung mit einer gegebenen minimalen Undichtheit.

Das Auflager und die Ventilhülse können gegenseitig die gleiche Konizität aufweisen, obwohl im Falle der dargestellten Ausführungsvariante das Auflager und die Ventilhülse gegenseitig verschiedene Konizitäten aufweisen, derart, daß eine geringe Widerlager-Oberfläche erhalten wird, welche in der Nähe der Dichtungsoberfläche 40 liegt und dadurch die hydraulischen Kräfte verringert, weiche gegen das Öffnen der Ventilhülse wirken. Diese Ausführungsvariante ist für außerordentlich hohe Drücke in der Kammer 24 bestimmt. Die innere Oberfläche der Ventilhülse 30 bildet eine innere, zylindrische Dichtungs-Oberfläche 40, welche eine unterbrochene Fortsetzung der zylindrischen Dichtungs-Oberfläche des Zylinders 16 bildet.

Zwischen dem konischen Ende 36 und dem Auflager 38 ist ein Spalt definiert, welcher in den Darstellungen der Figuren 1 und 2 geschlossen ist und in diesem geschlorsenen Zustand mit dem Bezugszeichen 41 versehen ist. Der Spalt ist, mit dem Bezugszeichen 41A gekennzeichnet, in seinem offenen Zustand oder seiner offenen Stellung in der Figur 3 dargestellt. Die äußere, zylindrische Dichtungsoberfläche 42 des Kolbenkörpers weist, darin vorgesehen, eine ringförmige Nut 44 auf, welche einen im wesentlichen elastischen Dichtungsring aufnimmt, welcher in der Figur 1 mit der inneren, zylindrischen Dichtungsoberfläche 16 in einer Weise zusammen wirkt, daß eine wirkungsvolle Abdichtung geschaffen wird und eine Undichtigkeit durch den Dichtungsring vermieden wird.

Der Kolbenkörper 18 wird mit Hilfe einer Kolbenstange 48 bewegt, welche an einem Ende des Kolbenkörpers befestigt ist. Das andere Ende des Kolbenkörpers setzt sich mit einer Nadel 50 fort. Wenn der Kolbenkörper in der Dichtung des Pfeils 52 im Verhältnis zum Ventilgehäuse verschoben wird und sich die Ventilhülse 30 in die mittlere Position entsprechend der Figur 2, gegen die Wirkung einer weicheren Druckfeder 54, bewegt, bewegt sich die Nadel 50 in Berührung mit dem Boden 56 der Ventilhülse, wie dieses in der mittleren Position in der Figur 2 dargestellt ist.

In die .er mittleren Position hat sich der Kolbenkörper mit dem Dichtungsring 46 aus seiner Anfangsposition, welche in der Figur 1 gezeigt ist, herausbewegt und ist durch einen ersten Bereich auf einer Seite des geschlossenen Spaltes 41 zwischen dem Ende 36 der Ventilhülse und dem Auflager hindurchgelaufen und durch einen zweiten Bereich, zu seiner Stellung auf der entgegengesetzten Seite des Spaltes, dargestellt in der Figur 2. Während dieses Wanderns des Kolbenkörpers hinter den geschlossenen Spalt ist der Dichtungsring durch die zylindrische Oberfläche 16 bis zum Spalt hin geschützt und danach durch die Dichtungsoberfläche 14 der Ventilhülse.

Während der sich fortsetzenden Bewegung des Kolbenkörpers von der mittleren Position, welche in der Figur 2 dargestellt ist, zu der Position am offenen Ende, welche in der Figur 3 dargestellt ist, das heißt, wenn der Kolbenkörper in eine dritte Stellung verschoben wurde, stößt die Nadel 50 an den Boden 56 der Ventilhülse an und bewegt die genannte Ventilhülse, zusammen mit dem Kolbenkörper, in die Endstellung, welche in der Figur 3 dargestellt ist, wo sich der Kolbenkörper außerhalb des Endes der zylindrischen Dichtungsoberfläche 16 befindet und der Spalt 41 ist geöffnet, um einen offenen Spalt 41A zu bilden (Figur 3), welcher einen Durchflußspalt 60 beinhaltet, wo der explosive heftige Durchfluß des Hochdruck-Öls stattfindet. Der Dichtungsring 46 befindet sich gut geschützt in einer Distanz von diesem Spalt 60.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ermöglicht es dem Ventil sich unmittelbar bei einem Druck von mehreren hundert bar in der Kammer 24 zu öffnen, ohne daß das Risiko besteht, daß der Dichtungsring 34 beschäftigt wird.

Die Ventilanordnung wird auf die umgekehrte Weise geschlossen, aus der Position, welche in der Figur 3 dargestellt ist, in die Position, welche in der Figur 1 gezeigt ist, wobei der Dichtungsring 46 durch die Ventilhülse geschützt ist, bis der Spalt geschlossen ist und den geschlossenen Spalt 41 (Figur 2) bildet. Es ist lediglich zu verzeichnen, daß der Dichtungsring 46 in seine Anfangsstellung hinter dem Spalt 41 bewegt wird, was in der Figur 1 dargestellt ist.

Wenn lediglich in der Kammer 24 ein hoher Druck vorherrscht und nicht in der Kammer 26, wenn die Ventilanordnung geschlossen ist, ist es ausr lohend die im vorangegangenen beschriebene Ventilanordnung mit nur einer einzigen Ventilhülse 28 zu versehen, welche ihre entsprechenden Funktionen erfüllt, ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen zu übernehmen. Es ist jedoch häufig notwendig, in der Lage zu sein, die Seite des hohen Druckes zu wechseln, so daß der hohe Druck in der Kammer 26 auftritt und nicht in der Kammer 24.

Mit dem Ziel für diese Alternative eine Lösung zu finden, ist ein zweiter Dichtungsring 64, welcher aus einem im wesentlichen elastischen Material hergestellt ist, in einer ringförmigen Nut 66, welche in der inneren zylindrischen Dichtungsoberfläche 16 gebildet ist, angeordnet, derart, daß er gegen die äußere zylindrische Dichtungsoberfläche 42 des Kolbenkörpers 18 abdichtet, welcher eine Ventilh Jlse 70 und sich axial erstreckende Kanäle 72 aufweist und für eine axiale Bewegung in der Kammer 26 ausgelegt ist. Die äußere, zylindrische Dichtungsoberfläche 74 der Ventilhülse bildet eine unterbrochene Fortsetzung der inneren, zylindrischen Dichtungsoberfläche 16. Zwischen der Hülse 70 und der Kolbenstange 48 ist ein Kanal angeordnet, welcher an dem geschlossenen Spalt 73 endet.

Der Ventilkörper 68 weist eine konische Endoberfläche 76 auf, welche dazu bestimmt ist, die konische Endoberfläche 22 der Kammer zu stützen, wenn der Kolbenkörper 18, zusammen mit dem Ventilkörper 08, in die mittlere Position verschoben wird, welche in der Figur 2 dargestellt ist. Während dieser Verschiebung wird der Ventilkörper durch eine Druckfeder 80 beaufschlagt,

derart, daß das Ende 82 der Ventilhülse 70 einen Auflagering 84 auf dem benachbarten konischen Ende des Kolbenkörpers 18 abstützt und dabei einen geschlossenen Spalt zwischen dem Ende 82 der Ventilhülse und dem Auflager 84 des Kolbenkörpers bildet (Figur 1 und 2).

Wenn der Kolbenkörper 18 dann aus der mittleren Position, welche in der Figur 2 dargestellt ist, in die geöffnete Endstellung, walche in der Figur 3 gezeigt ist, bewegt wird, verbleibt der Ventilkörper 68 mit der Ventilhülse 70 in Berührung mit der Endoberfläche 22, so daß der Spalt 86 geöffnet ist, um einen ringförmigen offenen Spalt 86A zu bilden (Figur 3), dessen Endteil durch den Durchflußspalt 60 gebildet wird. Der Dichtungsring 64 ist nunmehr in einer sicheren Entfernung vom offenen Spalt 60 angeordnet und ist wirkungsvoll durch die Hülse 70 geschützt, wenn Hochdruck-Öl durch den Spalt 60 fließt.

Die Figuren 4 und 5 stellen entsprechend Ventilgehäuse mit voneinander verschiedenen Konfigurationen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung dar. Das Ventilgehäuse 90 in der Figur 4 bildet ein Einführungselement, welches in ein Aufnahmeelement eingeführt werden kann, welches durch das Ventilgehäuse 92 gebildet wird und in der Figur 5 dargestellt ist.

Die Ein'ührungs- und Aufnahmeelemente bilden eine Schnellkupplung 93, welche in den Figuren 6 bis 8 dargestellt ist.

Das Ventilgehäuse 90 waist ein Verbindungselement 94 zur Verbindung mit einer Rohrleitung für Hochdruck-Öl auf und das Ventilgehäuse 92 weist ein Verbindungselement 96 zur Verbindung mit einer Rohrleitung für Hochdruck-Öl. In der Praxis wird lediglich die eine oder die andere Verbindung hergestellt, um Hochdruck-Öl aufzunehmen, insbesondere Öl, welches einen Druck von einigen hundert bar aufweist.

Das Einführungsteil oder Ventilgehäuse 90 kann an einem verschiebbaren Träger angeordnet werden, welcher zum Beispiel hydraulisch manipuliert wird und zu einer Stellung voranbewegt wird, in welcher eine Vielzahl von Ventilgehäusen oder Aufnahmeteilen 92 eines nach dem anderen in eine Position, zur Verbindung mit den Einführungselementen vorwärts bewegt werden. Alternativ dazu kann der Träger eine Vielzahl von Einführungselementen tragen, welche mit einer entsprechenden Anzahl von Aufnahmeelementen gekuppelt werden können, die auf einem stationären Träger angeordnet'sind, Der Träger hält die Aufnahme- und Einführungselemente in ihren gegenseitig verbundenen Zustand, und beugt damit der Notwendigkeit vor, Klinkenelemente vorzusehen, der Art, wie sie notwendig werden, wenn die genannten Teile manuell mit einander gekuppelt werden sollen, zum Beispiel in Übereinstimmung mit den Figuren ". 2 bis 14.

Die Durchflußpassage, welche zwischen den Verbindungen 94 und dem Kupplungsende 98 des Ventilgehäuses angeordnet ist, ist entlang eines Teils ihrer Länge als Zylinder ausgebildet, oder als ein inneres, zylindrisches Teil 100, was an einem Ende in die umgebende Atmosphäre austritt und welches an seinem anderen Ende mit einem erweiterten Teil 102 verbunden ist, welcher seinerseits an eine zylindrische Druckkammer 104 angrenzt.

In dem Zylinder 100 ist ein Kolbenkörper 106 angeordnet, der sich axial bewegen kann. Der Kolben weist eine äußere, zylindrische Dichtungsoberfläche 107 auf, in welcher eine ringförmige Nut 110 ausgebildet ist, welche einen elastischen Dichtungsring 108 aufnimmt. Der Kolbenkörper wird von einer Kolbenstange 112 getragen, welche in einem Ventilkörper 114 für eine axiale Bewegung abgelenkt ist, und welcher in der dargestellten Anfangsstellung durch eine weichere Druckfeder 116 beaufschlagt ist, welche zwischen einer Trägeroberfläche 124 A in dem Ventilkörper 114 und dem Ventilkörper 106 angeordnet ist.

Der Ventilkörper ist seinerseits für eine axiale Bewegung in der Kammer 104 angelenkt und wird durch eine stärkere Druckfeder 118 in der dargestellten Anfangsposition gehalten, welche den Ventilkörper in einer abstützenden Berührung mit einer Auflager-Oberfläche 119 am Ende der Kammer 104 beaufschlagt. Die Feder 118 liegt in einer Hülse 117, deren eines Ende einen Anschlag 117Afür das Ende 114Ades Ventilkörpers 114 bildet. Der Ventilkörperenthält eine Vielzahl von im wesentlichen axialen Kanälen 120, welche die Kammer 104 mit dem erweiterten Teil 102 verbinden.

Der Ventilkörper ist mit einer Ventilhülse 122 ausgebildet, deren innere Oberfläche eine innere, zylindrische Dichtungsoberfläche 124 bildet, welche eine unterbrochene Fortsetzung der inneren, zylindrischen Oberfläche 100 des Zylinders 100 bildet.

In der dargestellten Position stützt das Ende 126 der Ventilhülse sich auf einen Auflager 128 am Anfang des erweiterten Teils 102 ab, wobei ein geschlossener Spalt 130 mit einem gegebenen Minimum an Undichtigkeit zwischen den sich gegenseitig abstützenden metallischen Oberflächen gebildet wird. In seiner offenen Position, welche in der Figur 4 A dargestellt ist, ist der Spalt mit dem Bezugszeichen 130A gekennzeichnet.

Zwischen der Ventilhülse 122 und der Wandung des erweiterten Teils 102 ist ein ringförmiger Spalt ausgebildet, welcher einen Kanal 132 formt, der die Kanäle 120 mit dem geschlossonen Spalt 130 beziehungsweise dem offenen Spalt 130A verbindet.

Das Ventilgehäuse, oder das Einführungselement 93, weist einen zylindrischen Endteil 134 auf, welches in ein entsprechendes inneres zylindrisches Teil 136 am Kupplungsende des Aufnahmeelementes 92 der Figur 5 eingeführt werden kann.

In dem Aufnahmeelement 92 ist ein Kolbenkörper 138 vorgesehen, welcher eine äußere zylindrische Dichtungsoberfläche 139 aufweist. Der Kolben ist an dem einen Ende einer Kolbenstange 140 befestigt, welche von einem Endstück 142 in der Druckkammer 134 des Aufnahmeelementes getragen wird. Das Endstück wird von einer stärkeren Druckfeder 146 in seiner Endstellung gehalten, deren nach vorn gerichtetes Ende an einen Dichtungsring angrenzt, welcher seinerseits in einer Anfangsstellung an eine Auflageoberfläche 15U in der Kammer angrenzt.

Die Dichtungshülse 148 weist eine innere zylindrische Dichtungsoberfläche 152 auf, gegen welche eine Manschette 154 führt und abdichtet. Die Manschette 154 ist an dem rückwärtigen Ende einer Ventilhülse gebildet, deren äußere Oberfläche eine äußere zylindrische Dichtungsoberfläche 158 bildet, welche ihrerseits eine unterbrochene Fortsetzung der äußeren zylindrischen Dichtungsoberfläche 160 des Kolbenkörpers bildet.

Der Kolbenkörper 138 wird in der Dichtungshülse 148 geführt, und zwar in einem inneren zylindrischen Teil derselben, welcher eine Dichtungsoberfläche 162 am vorderen Ende der Dichtungshülse bildet. Der Kolbenkörper kommt mit einem elastischen Dichtungsring 164 in Berührung, welcher in einer ringförmigen Nut 166 angeordnet ist, welche in der zylindrischen Dichtungsoberfläche 162 vorgesehen ist.

Darüber hinaus ist ein elastischer Dichtungsring 168 vorgesehen, welcher in einer Nut aufgenommen ist, welche in dem vorderen zylindrischen Teil 136 der Kammer 144 angeordnet ist, um eine Abdichtung gegenüber der Dichtungshülse 148zu gewährleisten.

Das Endstück 142 weist darin vorgesehene axiale Kanäle 170 auf, welche die Kammer 144 mit der Verbindung 96 verbinden und welche mit dem Kanal 145 verbunden sind, der zwischen der Ventilhülse 156 und der Kolbenstange 140 angeordnet ist und sich bis zu dem geschlossenen Spalt 178 erstreckt. Die Ventilhülse wird durch eine schwächere Feder 172 beaufschlagt, derart, daß das vordere Ende 174 der Ventilhülse an einem Auflager 176 am hinteren konischen Ende des Kolbenkörpers aufliegt. Dadurch

wird zwischen dem Ende 174 und dem Auflager 176 ein zu öffnender Spalt er) alten, welcher in seiner geschlossenen Position in den Figuren 5,6 und 7 mit dem Bezugszeichen 178 gekennzeichnet ist und in seiner offenen Stellung in den Figuren 5A beziehungsweise 8 mit dem Bezugszeichen 178 versehen ist.

Wenn das Einführungselement 90 gegen das Aufnahmeelement gedruckt wird, verbleibt der Kolbenkörper 132 des Aufnahmeelementes in der dargestellten Position und bildet einen Anschlag für den Kolbenkörper 196 des Einführungselementes, wobei der zylindrische Endteil 134 des Einführungselementes in den zylindrischen Toil 136 des Aufnahmeelementes geleitet wird, während die Dichtungshülse 148 in einer bekannten Weise zurückgedrückt wird, wie dieses in den Figuren 6,7 und 8 dargestellt ist.

Die Schnellkupplung, welche in den Figuren 6 bis 8 dargestellt ist, kann Verwendung finden, wenn ein hoher Druck in der Kammer 104 des Einführungselementes und/oder in der Kammer 144 des Aufnahmeelementas auftritt.

Wie im vorangegangenen beschrieben, wird der Dichtungsring 164 im Ve^rhältnis zu dem geschlossenen Spalt 178 in den Figuren 5,6 und 7 in einen ersten Bereich auf einer Seite des Spaltes zum Ende eines zweiten Bereiches auf der anderen Seite des Spaltes bewegt.

Während der relativen Bewegung der Dichtungsringe 108 beziehungsweise 164 durch die ersten und zweiten Bereiche, ist der Dichtungsring wirkungsvoll gegen die Wirkung des Hochdruck-Öls in dereinen oder der anderen der genannten Kammern geschützt.

Es geschieht nicht, daß das Öffnen der zwei Spalte beginnt, solange die Dichtungsringe nicht den zweiten Bereich verlassen haben und in einen dritten Bereich eintreten, derart, daß die Spalte vollkommen geöffnete Spalte 130A beziehungsweise 178A bilden, wobei diese Spalte miteinander verschmelzen, um eine Durchflußpassage für Hochdruck-Öl zu bilden, in Übereinstimmung mit der Figur 8.

In dem im vorangegangenen erwähnten dritten Bereich, werden beide Dichtungsringe 108,164 zu einer Endposition bewegt, zusammen mit den dazugehörigen Ventilhülsen 122 beziehungsweise 156.

In den Darstellungen der Figuren 4 und 4 A bewirkt der Kolbenkörper 160 ein Auflager 124 A am Ende der zylindrischen Oberfläche 124, wenn der Dichtungsring 108 das Ende des genannten zweiten Bereiches erreicht, wonach der Kolbenkörper den Vontilkörper 114 mit seiner Ventilhülse 122 entlang eines Weges schiebt oder mit ihm entlang eines Weges wandert, welcher der Entfernung zwischen dem Auflager 117 A und dem Ende 114A des Ventilkörpers entspricht, wie dieses in der Figur 4 gesehen werden kann. Dieser Bewegungspfad von der Position, welche in der Figur 4A gezeigt ist, entspricht der Länge des dritten Bereiches.

Gleichermaßen weist die Dichtungsoberfläche 148 eine Berührungsoberfläche 148 A (Figuren 5 und 8) auf, gegen welche die Manschette 154 der Ventilhülse 156 anliegt, wenn der Dichtungsring durch die relative Verschiebung zum Ende des zweiten Bereiches der Bewegung gebracht wurde. Eine weitere Fortsetzung der Bewegung hat zur Ursache, daß der Dichtungsring 164 in den dritten Bereich bewegt wird, zusammen mit der Ventilhülse 156, bis das innere Ende der Dichtungshülse in der Nähe des Endstücks 14? liegt, wie das in der Figur 8 darge-teilt ist.

Die Figur 9 stellt eine kleine Modifikation des Ventilgehäuses 90 oder des Einführungselementes der Figur 4 dar, während die Figur 10 eine entsprechende kleine Modifikation des Ventilgehäuses 92 oder des Aufnahmeelementes der Figur 5 darstellt. Diese Modifikationen sind dazu bestimmt, die manuelle Kupplung der genannten Teile zu erleichtern, wenn ein verhältnismäßig hoher Restdruck in dem Einführungselement zurückbleibt, wie das manchmal in dem Falle von hydraulischen Werkzeugen oder Maschinen vorkommen kann, wie zum Beispiel bei Maschinen für Tiefbauarbeiten, bei anderen Typen von Belademaschinen oder Maschinen. Dieser Restdruck in dem Einführungselement kann einer manuellen Kupplung des Einführungselementes mit dem Aufnahmeelement einen beachtlichen Widerstand entgegensetzen.

Diejenigen Bestandteile der Ausführungsvarianten, welche in den Figuren 9 und 10 dargestellt sind, die den Bestandteilen entsprechen, welche in den Figuren 4 und 5 gezeigt sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Einführungselement ist mit dem Bezugszeichen 9OA gekennzeichnet und das Aufnahmeelement mit dem Bezugszeichen 92B.

In der Figur 9 wird der Kolbenkörper in seiner äußersten Endstellung gezeigt und kann axial, gegen den Widerstand der Feder 116, in dem zylindrischen Teil 100 bewegt werden. Der Kolbenkörper ist mit zwei ringförmigen Nuten versehen, von denen jede einen entsprechenden elastischen Dichtungsring 108 und 108A aufnimmt. Die innere zylindrische Oberfläche 124 des Ventilkörpers bildet eine undurchlässige Kammer 124B, welche ein Auflager 124A am Boden derselben darstellt, um einen Anschlag für den Kolbenkörper 106A zu bilden, in Übereinstimmung mit der Figur 11, welche das Einführungselement gekoppelt mit dem Aufnahmeelement darstellt.

Wenn sich die Ventilanordnung in ihrer geschlossenen Stellung befindet, wie dieses in der Figur 9 dargestellt ist, dichten die Dichtungsringe 108 und 108A gegen die geringe Menge von Öl ab, welche möglicherweise durch den geschlossenen Spalt 130 austreten kann.

Wenn jedoch der Kolbenkörper 106 in die Ventilhülse 122 hineingedrückt wird, gleitet der Dichtungsring 108A mit einem Minimum an Reibung gegen die innere zylindrische Oberfläche, was in der Praxis in einer Deformierung resultiert und in einer sehr geringen Undichtigkeit zu der Kammer 124 B, obwohl diese Undichtigkeit sich in einem Mikrobereich befindet. Diese Undichtigkeit ist beachtlich, wenn das Einführungselement und das Aufnahmeelement miteinander gekuppelt werden, weil es eine Verringerung des Restdruckes in der Kammer 104 des Einführungselementes bewirkt, was wiederum den Widerstand gegen das Kuppeln des genannten Elementes miteinander verringert.

Eine geringfügige Undichtigkeit kommt auch am Dichtungsring 108 vor, wenn die genannten Teile miteinander gekuppelt werden, da der Dichtungsring an der zylindrischen Oberfläche 100 entlang gleitet.

Die Flüssigkeit, welche in die Kammer 124B hindurchtritt, fließt jedoch durch einen oder mehrere Kanäle 180 im Kolbenkörper 106 Azu dem vorderen Ende des Kolbenkörpers, welches an dem Kolbenträger 138 des Aufnahmeelementes anliegt. Dieses Teil wurde in der Mitte desselben mit einem zentralen axialen Kanal 182 versehen, welcher in die Kammer 144 dos Aufnahmeeiementes mündet. Das äußere Ende 184 des Kanals 182 ist mit dem äußeren Ende des Kanals 180 verbunden. Der Kanal 182 is; aus diesem Grunde mit einem Rückschlagventil versehen, welches die Form eines Kugelventils 186, beaufschlagt durch eine Feder 188, aufweist, darart, daß der Fluß lediglich in einer Richtung erfolgen kann, das heißt, in das Aufnahmeelement.

Flüssigkeit, welche durch dun Dichtungsring 108 hindurchtritt, dringt zwischen den Kolbenkörpern hindurch nach unten zu dem Ende des Kanals 184.

Wenn das Einführungselement und das Aufnahmeelement in der im vorangegangenen beschriebenen Weise gekuppelt werden sollen, ist der Druck in der Kammer 144 des Aufnahmeelementes beachtlich niedriger als der Restdruck in dor Kammer 104 des Einführungselementes. Weil der Restdruck, der manchmal verhältnismäßig groß sein kann, während des Kupplungsvorganges verringert wird, als Resultat der Ableitung der Flüssigkeit, welche durch die Undichtigkeit hindurchtritt, zu der Kammer 124 B durch die Kanäle 180,182, wird der hydraulische Druck, welcher auf den Kolbenkörper wirkt, verringert, derart, daß die manuelle Kupplung des Einführungselementes mit dem Aufnahmeelement erleichtert wird.

Die Figuren 12 und 13 zeigen einen Nippel beziehungsweise ein Einführungselement 190 und eine Kupplungshülse oder Aufnahmeelement 192 und die Figur 14 stellt ein Einführungselement und ein Aufnahmeelement in einem miteinander gekuppelten Zustand dar, in welchem die zwei Teile mit Hilfe einer Kugelarretierung 194 zusammen arretiert sind.

Die Ventilanordnung im Einführungselement 190 ist prinzipiell die gleiche wie diejenige, welche in der Figur 4 dargestellt ist, während beim Aufnahmeelemenl 192 keine erfindungsgemäße Ventilanordnung vorgesehen ist.

Ein Kolbenkörper 106 des Einführungselementes, mit einem Dichtungsring 108, kommt mit der Ventilhülse 122 in der gleichen Weise in Berührung, wie dieses unter Bezugnahme auf der Figur 4 beschrieben wurde.

Zum Zwecke der Erleichterung der manuellen Kupplung des Einführungselementes 190 mit dom Aufnahmeelement 192, können die Kupplungselemente mit einer Anordnung versehen werden, welche gleichartig der in den Figuren 9 und 10 beschriebenen ist, und zum Zweck der Verringerung des Druckes in der Kammer 104 während der Verbindung beider Elemente miteinander dient. Vor der Kupplung der genannten Teile ist ein geringer Druck in der Kammer 96 des Aufnahmeelementes vorhanden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Eine Ventilanordnung für ein unter Druck stehendes Fluid, wie eine unter Druc; stehende Flüssigkeit, insbesondere Hochdruck-Öl, enthaltend ein Ventilgehäuse, durch welches sich eine Durchflußpassage erstreckt, welche entlang von Teilen ihrer Länge mit einer inneren zylindrischen Dichtungsoberfläche ausgebildet ist, welche eine Führung für die äußere zylindrische Dichtungsoberfläche eines Kolbenkörpers bildet und in welcher Anordnung in einer dieser Dichtungsoberfläche eine ringförmige Nut vorgesehen ist, welche einen Dichtungsring aufnimmt, der aus einem im wesentlichen elastischen Material hergestellt ist, und in welcher der Kolbenkörper im Verhältnis zu der anderen Dichtungsoberfläche in axialer Richtung beweglich ist, von einer abdichtenden Anfangsstellung zu einer geöffneten Stellung, in welcher der Kolbenkörper sich außerhalb des einen Endes der genannten Dichtungsoberfläche befindet und für den Durchfluß geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial verschiebbare Ventilhülse (30,70,122,156) in axialer Richtung mit den zwei zylindrischen Dichtungsoberflächen (16,42,100,107,162,160) angeordnet ist, und eine zylindrische Ventildichtungs-Oberfläche (40,74,124,158) von im wesentlichen gleichen Durchmesser wie die zwei zylindrischen Dichtungsoberflächen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse durch eine Feder (34,80,118,172) beaufschlagt ist, derart, daß ein Ende (36,82,126,174) sich im wesentlichen abdichtend auf einem Auflager (38,86, 128,176) an dem genannten Ende der genannten Dichtungsoberfläche abstützt, derart, daß ein geschlossener Spalt (41,86,130,178) ausgebildet wird; dadurch, daß der genannte geschlossene Spalt an einem Ende eines Kanals (32,73,132,145) angeordnet ist, dessen anderes Ende mit einer Verbindung (12,14,94,96) mit einer Quelle für eine Druck-Flüssigkeit in Verbindung steht; dadurch, daß das genannte Element in axialer Richtung von einer Anfangsstellung im Verhältnis zum Kolbenkörper (18,106,138) zu einer mittleren Stellung verschiebbar ist, in welcher der Dichtungsring (46,64,108,164) von einer Position auf einer Seite des geschlossenen Spaltes (41, 86,130,178) in eine Position a¹ 'f der anderen Seite des geschlossenen Spaltes bewegt wurde, und dadurch, daß die fortgeführte Verschiebung des genannten Elementes im Verhältnis zu dem Kolbenkörper zur Folge hat, daß die Ventilnülse im Verhältnis zu dem Auflager bewegt werden kann, derart, daß der Spalt geöffnet wird und ein offener Durchflußspalt (41A, 86 A, 130A, 148A) zwischen dem Auflager und dem Ende der Ventilhülse gebildet wird, während der Dichtungsring zur gleichen Zeit durch die Ventilhülse geschützt ist.
2. 2. Eine Anordnung entsprechend dem Anspruch 1, bei welcher das Ventilgehäuse einen Nippel oder ein Einführungsteil (90,190) bildet, welches dazu bestimmt ist, in ein hülsenförmiges Kupplungselement oder Aufnahmeelement (92,192) eingeführt zu werden, und welches einen Kolbenkörper (106,106A) aufweist, welcher axial von einer vorderen Endstellung in einen inneren zylindrischen Endteil des Durchtlußweges bewegt worden kann, in welcher der Kolbenköi per gegen einen Dichtungsring (108,108A) dichtend anliegt, zu einer rückwärtigen Endstellung, in welcher der Kolbenkörper aus dem zylindrischen Teil des genannten Elementes an dessen hinteren Ende herausbewegt wurde und in einem erweiterten Teil des Durchflußweges lokalisiert ist, und dadurch einen Spalt zwischen dem vorderen Ende des Kolbenkörpers und dem Ende des zylindrischen Teils erhalten läßt, wodurch der Durchfluß durch das genannte Einführungselement geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegbare Ventilhülse (122) koaxial mit dem zylindrischen Endteil (100) angeordnetistund das vordere Ende (126) dergenannten Ventilhülse durch eine Feder beaufschlagt ist, und sich in einem im wesentlichen abdichtenden Zustand auf einem Auflager (138) abstützt, welcher an dem rückwärtigen Ende des genannten zylindrischen Teils vorgesehen ist, derart, daß ein geschlossener Spalt (130) gebildet wird, welcher das Ende eines Kanals (132) abschließt, der sich entlang der Außenseite der Ventilhülse zu einer Kammer (104) mit Druck-Flüssigkeit erstreckt, die sich im Ventilgehäuse befindet, dadurch, daß die innere Oberfläche der Ventilhülse eine innere zylindrische Dichtungsoberfläche (124) bildet, welche den gleichen Radius aufweist, wie die äußere, zylindrische Dichtungsoberfläche (107) des Kolbenkörpers (106); dadurch, daß das Bewegen des Kolbenkörpers zu einer mittleren Position, wobei die genannte Position durch das Zusammenwirken des Kolbenkörpers mit einer Auflager-Oberfläche (124A) auf der Ventilhülse bestimmt ist, gegen die Wirkung einer Druckfeder (116), während der Bewegung der Dichtung auf dem Kolbenkörper von einer Position auf einer Seite des geschlossenen Spaltes zu einer Position auf der anderen Seite des geschlossenen Spaltes, bewirkt wird; und dadurch, daß die Fortführung der Bewegung des Kolbenkörpers zu der genannten Endstellung dazu führt, daß der Kolbenkörper in die Ventilhülse hineintritt und damit den geschlossenen Spalt öffnet, um es der Druckflüssigkeit zu ermöglichen, durch die Ventilanordnung hindurchzufließen.
3. 3. Eine Anordnung entsprechend Anspruch 1, bei welcher das Ventilgehäuse ein hülsenförmiges Kupplungselement bildet, oder ein Aufnahmeelement (92), vermöge der Tatsache, daß das Ende des Nippels einen Zylinder bildet, welcher gegen eine Dichtungshülse (148) gedrückt werden kann, ausgebildet für eine axiale Bewegung in dem Aufnahmeelement, unvi einen Kolbenkörper (138) umgebend welcher axial in dem Ventilgehäuse gehalten wird, derart, daß der Endzylinder (134) des Einführungselementes nach innen verschoben wird und über den Kolbenkörper, wenn die genannten Elemente miteinander gekuppelt werden und die Dichtungshülse zurückgedrückt wird, bis die zwei sich gegenseitig gegenüberstehenden Kolbenkörper in einem Abstand vom inneren Ende des inneren, zylindrischen Teils der Dichtungshülse lokalisiert sind, derart, daß die Durchflußpassage geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial verschiebbare Ventilhülse (156) koaxial mit dem Kolbenkörper (138) des Einführungsteils verschoben wird und sich im wesentlichen abdichtend an ihrem vorderen Ende auf einem Auflager (176) abstützt, welches am rückwärtigen Ende des Kolbenkörpers vorgesehen ist, derart, daß ein geschlossener Spalt (174) gebildet wird, am Ende eines Kanals (145), welcher mit einer Verbindung (96) zu einer Quelle für Druck-Flüssigkeit in Verbindung steht, daß die äußere zylindrische Dichtungsoberfläche (158) der Ventilhülse den gleichen Durchmesser aufweist, wie die äußere, zylindrische Dichtungsoberfläche (160) des Kolbenkörpers (138); dadurch daß die.innere zylindrische Dichtungsoberfläche (136) der Dichtungshülse mit einer ringförmigen Nut versehen ist, welche den elastischen Dichtungsring (168) aufnimmt, wobei eier Ring von einer Seite des geschlossenen Spaltes (178) zu einer Position auf der anderen Seite des genannten Spaltes bewegt wird, wenn die Dichtungshülse im Ventilgehäuse zu einer mittleren Position bewegt wird, weiche zwischen einer Anfangsstellung und einer inneren Endstellung lokalisiert ist, dadurch, daß die genannte mittlere Position der Dichtungshülse mit einem Teil (154) der Ventilhülse in Berührung cieht, derart, daß die Fortführung der einwärts gerichteten Bewegung der Dichtungshülse (148) von der genannten mittleren Stellung zu der inneren Endstellung dazu führt, daß die Dichtungshülse in die Ventilhülse (156) eintritt und dadurch den geschlossenen Spalt (178) zu einem offenen Spalt (178A) öffnet, um den Durchfluß der Druckflüssigkeit zu ermöglichen.
4. 4. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolbenkörper (1C0A) desEintührungselementes (90) zwei axial voneinander getrennte Dichtungsringe (108,108 A) aufweist, von denen jeder in der Anfangsstellung des Kolbenkörpers auf einer entsprechenden Seite des geschlossenen.Spaltes (130) angeordnet ist; dadurch, daß die zylindrische Kammer (124B), welche den Kolbenkörper aufnimmt, mit dem Zentrum des äußeren Endes des Kolbenkörpors mit Hilfe von mindestens einem Durchflußkanal (180) in dem Kolbenkörper in Verbindung steht; dadurch, daß der Kolbenkörper (138) des Aufnahmeelementes (92) einen zentralen Durchflußkanal (184,182) aufweist, welcher mit einem Rückschlagventil (186) versehen ist, und sich in die Druckkammer (144) des Aufnahmeelementes öffnet, derart, daß der Kanal (102) in dem Aufnahmeelement durchsickerndes Öl aufnimmt, welches durch den einen Dichtungsring (108A) hindurchtritt, wenn der Kolbenkörper (106A) des Einführungselementes hineingedrückt wird, und in die zylindrische Kammer (124B) des Einführungse'ementes fließt und dadurch den Druck in der Druckkammer (104) des genannten Einführungselement^s verringert.