DE102012212979A1

DE102012212979A1 - Hydraulikkupplungselement mit druckentlastendem Tellerventil

Info

Publication number: DE102012212979A1
Application number: DE102012212979A
Authority: DE
Inventors: Robert E. III Smith
Original assignee: National Coupling Co Inc
Current assignee: National Coupling Co Inc
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: US8689828B2; US20140150907A1; GB201212735D0; GB2493261A; US9416886B2; NO340448B1; US20130025713A1; NO20120836A1; BR102012018475A2; DE102012212979B4; GB2493261B

Abstract

Ein Tellerventil für ein Hydraulikkupplungselement hat ein inneres, federgespanntes Rückschlagventil (das ein Kugel-Rückschlagventil sein kann) in Fluidverbindung mit einem Ablaufdurchgang. Das Rückschlagventil kann als ein Druckentlastungsventil konfiguriert sein, das einen überschüssigen Hydraulikfluiddruck innerhalb des Kupplungselements auf einen vorgewählten Wert ablässt. Ein Tellerventil nach der Erfindung kann in aufnehmenden Kupplungselementen und/oder einzusteckenden Kupplungselementen verwendet werden. Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung können an Kupplungselementen des Standes der Technik nachgerüstet werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/511,326, eingereicht am 25. Juli 2011.
ERKLÄRUNG BEZÜGLICH FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG MIT BUNDESFÖRDERUNG: nicht zutreffend
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Hydraulikkupplungselemente. Insbesondere betrifft sie einzusteckende und aufnehmende Hydraulikkupplungselemente, die mit inneren, federgespannten Tellerventilen zum Regeln des Durchflusses von Hydraulikfluid ausgestattet sind.
2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK EINSCHLIESSLICH DER NACH 37 CFR 1.97 UND 1.98 OFFENBARTEN INFORMATIONEN
Eine breite Vielfalt von Hydraulikkupplungen schließt innere Tellerventile ein, um den Verlust von Hydraulikfluid zu verhindern, wenn die Kupplung getrennt wird. Hydraulikkupplungen, die für Unterseeverwendung ausgelegt sind, setzen für gewöhnlich ebenfalls Tellerventile ein, um zu verhindern, dass Meerwasser in die Hydraulikanlage eindringt, wenn die Kupplungselemente getrennt werden. Bei vielen Auslegungen schließen die Tellerventile mechanische Ventil-Betätigungsglieder ein, die bewirken, dass Ventile, die zu der geschlossenen Stellung federgespannt sind, auf das Zusammenbringen der Kupplung hin öffnen.
Die US-Patentschriften Nr. 4,900,071 und 5,052,439 offenbaren eine Untersee-Hydraulikkupplung, die ein einzusteckendes Element und ein aufnehmendes Element und einen zweiteiligen Halter zum Einschränken einer radialen Bewegung einer keilförmigen Ringdichtung in die Mittelbohrung des aufnehmenden Elements einschließt. Der zweiteilige Halter schließt ein zylindrisches Halterhülsenelement, das innerhalb der Bohrung des aufnehmenden Elements gleitet, und ein mit Gewinde versehenes Halterarretierungselement, das Gewindegänge in der Wand der Mittelbohrung in Eingriff nimmt, ein. Das Halterarretierungselement hält das Halterhülsenelement an seinem Platz innerhalb der Bohrung des aufnehmenden Elements. Die Ringdichtung wird durch eine Schwalbenschwanzpassung mit einem Gegenabsatz an wenigstens einer der Komponenten Halterhülsen- und Halterarretierungselement von einer radialen Bewegung abgehalten.
Die US-Patentschrift Nr. 5,360,035 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung, die ein Tellerventil hat, das zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegt werden kann. Das Tellerventil ist mit Druckausgleich versehen – d. h., es arbeitet, ohne dass ein wesentlicher Fluiddruck in Axialrichtung gegen die Fläche des Tellerventils ausgeübt wird. Wenn das Tellerventil geöffnet ist, sind radiale Durchgänge durch einen ringförmigen Hohlraum zwischen dem Tellerventilgehäuse und der Ventilbohrung miteinander verbunden.
Die US-Patentschrift Nr. 5,692,538 offenbart ein Untersee-Hydraulikkupplungselement, das angewinkelte Durchflussanschlüsse hat, um das Eindringen von Schmutz in die Hydraulikleitungen zu verhindern, und einen Ablaufdurchgang hat, um zu ermöglichen, dass eingeschlossenes Hydraulikfluid abläuft, wenn die Kupplungselemente getrennt werden. Das Tellerventil trägt in Kombination mit den abgewinkelten Durchflussanschlüssen dazu bei, die Hydraulikanlage frei von Schmutz zu halten, wenn die Elemente getrennt werden.
Die US-Patentschrift Nr. 6,085,785 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung, die eine verlängerte Sondensektion hat. Das einzusteckende Element der Kupplung nimmt eine Ventilfeder auf, die einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Ventilgehäuses. Die Ventilfeder ist dafür konfiguriert, das Ventil zu schließen, um ein Eindringen von Meerwasser oder ein Auslaufen von Hydraulikfluid aus der Anlage zu verhindern. Eine oder mehrere Dichtungen nehmen die verlängerte Sondensektion in Eingriff.
Die US-Patentschrift Nr. 6,095,191 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung, die ein einzusteckendes Element mit einer verjüngten, kegelstumpfförmigen Fläche und ein aufnehmendes Element mit einer verjüngten, kegelstumpfförmigen Bohrung hat. Bevor radiale Dichtungen die kegelstumpfförmigen Flächen in Eingriff nehmen, wird eingeschlossenes Meerwasser durch den Raum zwischen den Kupplungselementen aus der Bohrung ausgestoßen oder verdrängt, wodurch verhindert wird, dass Meerwasser in Hydraulikleitungen eintritt.
Die US-Patentschrift Nr. 6,474,359 offenbart ein Untersee-Hydraulikkupplungselement, das ein Ablaufventil hat, das öffnet, um zu ermöglichen, dass in dem Kupplungselement eingeschlossenes Hydraulikfluid entweicht, bis der Druck unter einem vorbestimmten Niveau liegt. Das Kupplungselement setzt ein Tellerventil innerhalb einer Hülse ein.
Die US-Patentschrift Nr. 6,375,153 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung, die eine abgestufte innere Bohrung hat, die dafür bemessen ist, die Durchflussgeschwindigkeit durch die Kupplung zu steigern. Die Kupplung ermöglicht eine gesteigerte Durchflussgeschwindigkeit, ohne die Größe. oder das Gewicht der Kupplung zu steigern, durch das Anordnen des Tellerventils in der Gehäusesektion anstatt in der Sondensektion des einzusteckenden Kupplungselements.
Die US-Patentschrift Nr. 6,237,632 offenbart ein Untersee-Hydraulikkupplungselement, das ein primäres Tellerventil und ein sekundäres Tellerventil hat, um die Zuverlässigkeit gegen ein Auslaufen zu verbessern, wenn die Kupplungselemente getrennt werden. Eine Feder erstreckt sich zwischen dem ersten Tellerventil und dem Betätigungsglied für das zweite Tellerventil. Das sekundäre Tellerventil bleibt geschlossen, solange das erste Tellerventil nicht vollständig geöffnet ist, so dass Schmutz oder anderes Material, der/das ein Abdichten des ersten Tellerventils verhindern könnte, kein Auslaufen von Hydraulikfluid durch das zweite Tellerventil verursachen werden.
Die US-Patentschrift Nr. 6,357,722 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung, die ein Tellerventil mit einem sich von dem Ventil aus erstreckenden Betätigungsglied und einer Führung zwischen dem Betätigungsglied und der Bohrung hat. Die Führung ist ein hülsenförmiges Element um das Betätigungsglied mit Durchflussdurchgängen, die einen glatten Durchfluss von Hydraulikfluid durch den Ringspalt zwischen der Kupplungsbohrung und dem Betätigungsglied sicherstellen. Die Führung trägt ebenfalls dazu bei, eine Beschädigung des Betätigungsglieds zu verhindern, und richtet das Betätigungsglied während Verbindungen, Trennungen und Verwendung aus.
Die US-Patentschrift Nr. 6,283,444 offenbart ein Untersee-Hydraulikkupplungselement, das ein Ventil-Betätigungsglied hat, das sich durch die Sondensektion und die Vorderseite erstreckt, und abgewinkelte Durchflussanschlüsse in der Sondensektion hat, die dazu beitragen, die Hydraulikanlage frei von Schmutz zu halten, wenn die Kupplungselemente unter Wasser getrennt werden.
Die US-Patentschrift Nr. 6,227,245 offenbart ein Untersee-Hydraulikkupplungselement, das abgewinkelte Durchflussanschlüsse hat, um ein Eindringen von Schmutz in die Hydraulikleitungen zu verhindern. Ein an dem Ventil-Betätigungsglied befestigter Anschlussschutz verschließt die Durchflussanschlüsse, solange nicht das Tellerventil geöffnet ist, durch wechselseitigen Eingriff mit einem gegenüberliegenden Kupplungselement.
Die US-Patentschrift Nr. 6,626,207 offenbart eine Untersee-Hydraulikkupplung mit ineinandergreifenden Tellerventil-Betätigungsgliedern. Die Betätigungsglieder erstrecken sich von den Tellerventilen jedes Kupplungselements aus und greifen ineinander, um einer Biegung und/oder einer anderen seitlichen Verschiebung zu widerstehen, die durch Durchfluss und Turbulenz des Hydraulikfluids in den Kupplungselementbohrungen und an der Verbindung zwischen den Kupplungselementen verursacht werden.
Die US-Patentschrift Nr. 6,631,734 offenbart ein Untersee-Hydraulik-Leerkupplungselement zum Schützen eines gegenüberliegenden Untersee-Hydraulikkupplungselements, wenn die Hydraulikleitungen nicht arbeiten. Das Untersee-Hydraulik-Leerkupplungselement hat eine Wasserverdrängungsausdehnungskammer mit einem Kolben darin, der es ermöglicht, dass sich während der Verbindung des Leerkupplungselements mit dem gegenüberliegenden Kupplungselement eingeschlossenes Wasser und/oder Luft von der Aufnahmekammer zu der Wasserverdrängungsausdehnungskammer bewegen. Das Leerkupplungselement kann ein drucklos geschlossenes Tellerventil in der Wasserverdrängungsausdehnungskammer einschließen, das in der geschlossenen Stellung Wasser und/oder Luft daran hindert, sich zwischen der Aufnahmekammer und der Wasserverdrängungsausdehnungskammer zu bewegen. Das Tellerventil öffnet als Reaktion auf den auf dasselbe einwirkenden Wasser- und/oder Luftdruck.
Die US-Patentschrift Nr. 7,159,616 offenbart eine Zweiwege-Hydraulikkupplung. Ein aufnehmendes Hydraulikkupplungselement umfasst einen ersten Durchflussanschluss, einen zweiten Durchflussanschluss, einen dritten Durchflussanschluss in Fluidverbindung sowohl mit dem ersten Durchflussanschluss als auch mit dem zweiten Durchflussanschluss, ein erstes Tellerventil zum Öffnen und Schließen des ersten Durchflussanschlusses und ein zweites Tellerventil zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchflussanschlusses, wobei das zweite Tellerventil derart mit dem ersten Tellerventil verbunden ist, dass sich das zweite Tellerventil zu der geschlossenen Stellung bewegt, wenn das erste Tellerventil offen ist, und sich zu der offenen Stellung bewegt, wenn das erste Tellerventil geschlossen ist.
Die US-Patentschrift Nr. 7,913,974 offenbart einzusteckende und aufnehmende Hydraulikkupplungselemente, die ein inneres Tellerventil haben, das durch eine Flachdraht-Schraubendruckfeder in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Die Feder ist derart konfiguriert, dass, wenn das Tellerventil zu seiner vollständig offenen Stellung bewegt wird, die Windungen der Feder vollständig zusammengedrückt werden, wodurch sie eine im Wesentlichen glatte Bohrungsröhre für den Durchfluss von Hydraulikfluid bilden. Die Flachdraht-Schraubendruckfeder kann ebenfalls als ein Ventilanschlag wirken, der eine Bewegung des Tellerventils begrenzt und den notwendigen Widerstand bereitstellt, um das Ventil-Betätigungsglied eines entsprechenden Ventils in einem Gegenelement zu bewegen.
Bei den Untersee-Hydraulikkupplungen des Standes der Technik kann eine Beschädigung auftreten, wenn ein Kupplungselement aus der Tiefe angehoben wird, auf Grund der Veränderung bei dem Differenzdruck zwischen dem Hydraulikfluid innerhalb der Kupplung und dem umgebenden Druck – d. h. Druck auf Grund der Wassersäule und/oder des atmosphärischen Drucks. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein federgespanntes Tellerventil für ein Hydraulikkupplungselement hat ein inneres, federgespanntes Rückschlagventil (das ein Kugel-Rückschlagventil sein kann) in Fluidverbindung mit einem Ablaufdurchgang. Das Rückschlagventil kann dafür konfiguriert sein, den Hydraulikfluiddruck innerhalb des Kupplungselements auf einen vorgewählten Wert abzulassen. Ein Tellerventil nach der Erfindung kann in aufnehmenden Kupplungselementen und/oder einzusteckenden Kupplungselementen verwendet werden. Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung können an Kupplungselementen des Standes der Technik nachgerüstet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG(EN)
1 ist eine Querschnittsansicht eines aufnehmenden Hydraulikkupplungselements, das mit einem Tellerventil nach dem Stand der Technik ausgestattet ist.
2 ist eine Querschnittsansicht eines aufnehmenden Hydraulikkupplungselements, das mit einem druckentlastenden Tellerventil nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt in der geschlossenen Stellung, ausgestattet ist.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des in 2 angezeigten Abschnitts.
4 ist eine Querschnittsansicht eines druckentlastenden Tellerventils nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt mit seinem Entlastungsventil in der geschlossenen Stellung.
5A ist eine perspektivische Ansicht eines druckentlastenden Tellerventils nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
5B ist eine perspektivische Ansicht eines druckentlastenden Tellerventils nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht eines aufnehmenden Hydraulikkupplungselements, das mit einem druckentlastenden Tellerventil nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt in der geschlossenen Stellung, ausgestattet ist.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines druckentlastenden Tellerventils nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
7B ist eine perspektivische Ansicht eines druckentlastenden Tellerventils nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
8A ist eine Querschnittsansicht eines einzusteckenden Hydraulikkupplungselements, das mit einem druckentlastenden Tellerventil nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung (gezeigt in 7A) ausgestattet ist.
8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8B in 8A.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein aufnehmendes Kupplungselement 20 des Standes der Technik einen Korpus 21, einen Griff 48, der an einer Verteilerplatte oder dergleichen befestigt werden kann, und eine Mittelbohrung 32, die mehrere Veränderungen bei ihrem Durchmesser hat, wenn sie sich durch das aufnehmende Element erstreckt. Das erste Ende der Bohrung kann für eine Verbindung mit einer Hydraulikleitung mit Innengewinde versehen sein. Es können andere auf dem Gebiet bekannte Verbindungsmittel benutzt werden, einschließlich von Schweißen, Stauchen, Rohrverschraubungen und dergleichen. Eine zylindrische Durchgangsbahn erstreckt sich in Längsrichtung innerhalb des Korpus des aufnehmenden Elements und endet an einem Ventilsitz 27. Dem Ventilsitz 27 benachbart befindet sich ein Absatz 33, der ein Ende einer Aufnahmekammer 34 bildet.
Bei der in 1 illustrierten Kupplung hat die Aufnahmekammer, welche die Sonde des einzusteckenden Elements aufnimmt, einen abgestuften Innendurchmesser mit inneren Absätzen 33, 35 und 63. Die Aufnahmekammer hat einen ersten, kleineren, Durchmesser 43 und einen zweiten, größeren Durchmesser 47.
Das aufnehmende Element 20 schließt ein Tellerventil 28 ein, das dafür bemessen ist, innerhalb der zylindrischen Durchgangsbahn zu gleiten. Das Tellerventil kann von kegelförmiger Gestalt sein und wird durch eine Ventilfeder 41 in eine an dem Ventilsitz 27 anliegende Stellung gedrückt. Wenn sich das Tellerventil in einer geschlossenen Stellung an dem Ventilsitz befindet, verhindert es, dass Fluid zwischen dem einzusteckenden Element und dem aufnehmenden Element fließt. Ein hohler Federsitz 42 verankert die Ventilfeder 41 und wird durch eine Schelle 45 an seinem Platz gehalten. Ein Betätigungsglied 44 erstreckt sich vom Scheitel des Tellerventils.
Eine ringförmige Dichtung 50 ist in der Aufnahmekammer des aufnehmenden Elements angeordnet. Die ringförmige Dichtung kann eine Elastomer- oder eine andere Polymerdichtung sein, die flexibel und elastisch ist. Bei anderen Kupplungen des Standes der Technik ist die Dichtung 50 aus einem technischen Kunststoff, wie beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK), gefertigt. Die Dichtung 50 hat eine erste geneigte Absatzfläche 52 und eine zweite geneigte Absatzfläche 51. Die axiale Dicke der Elastomerdichtung an ihrem Außenumfang (benachbartes Element 69 in 1) ist größer als die axiale Dicke der Dichtung an dem Innenumfang 67. Die Dichtung hat folglich einen im Allgemeinen keilförmigen Querschnitt. Die Dichtung 50 kann eine oder mehrere radiale Abdichtungsflächen 55, 56 haben, die sich von dem Innenumfang 67 der Dichtung aus nach innen erstrecken. Jede der radialen Abdichtungsflächen erstreckt sich so von dem Innenumfang aus nach innen, dass sie die Sonde des einzusteckenden Elements in Eingriff nimmt, wenn die Sonde durch die Dichtung eingesetzt wird. Die radialen Abdichtungsflächen können durch die Sonde elastisch verformt werden, wenn sie durch die Dichtung eingesetzt wird. Die radialen Abdichtungsflächen 55 und 56 stellen Führungspunkte bereit, um dazu beizutragen, die Sonde des einzusteckenden Elements auszurichten und zu führen, wenn sie durch die Dichtung und in die Aufnahmekammer 34 eingesetzt wird.
Bei dem in 1 illustrierten aufnehmenden Kupplungselement nach dem Stand der Technick hat die Sondendichtung 50 Rillen in ihrem Außenumfang. O-Ringe 57, 58 oder ähnliche Dichtungen können in jeder der Rillen angeordnet werden. Alternativ dazu kann die Dichtung 50 mehrere integrierte Abdichtungsvorsprünge haben, die sich von ihrem Außenumfang aus erstrecken.
Bei dem in 1 gezeigten aufnehmenden Kupplungselement wird einer Implosion der Dichtung in die Aufnahmekammer auf Grund von niedrigem Druck oder Vakuum widerstanden, weil die Dichtung eine formschlüssige Passung mit einer gegenläufig geneigten Absatzfläche 62 des Dichtungshalters 29 und einer gegenläufig geneigten Absatzfläche 61 eines Arretierungselements 30 hat. Der Dichtungshalter kann eine zylindrische Hülse sein, die in den zweiten Durchmesser 47 der Aufnahmekammer gleitet. Alternativ dazu kann der Dichtungshalter an das aufnehmende Element geschraubt oder durch andere Mittel mit dem aufnehmenden Element in Eingriff gebracht sein. Bei der illustrierten Kupplung stößt, wenn der Dichtungshalter vollständig mit dem aufnehmenden Element in Eingriff gebracht ist, ein erstes Ende 46 des Dichtungshalters an den Absatz 63 an. Der Dichtungshalter hält eine hohle radiale Metalldichtung 31 an dem inneren Absatz 35.
Bei dem in 1 illustrierten aufnehmenden Kupplungselement hat der Dichtungshalter eine erste Innenumfangsfläche 59, angrenzend an das erste Ende desselben, und eine zweite Innenumfangsfläche 69, angrenzend an das zweite Ende desselben. Der Innendurchmesser der ersten Innenumfangsfläche ist kleiner als der Innendurchmesser der zweiten Innenumfangsfläche. Der gegenläufig geneigte Absatz 62 ist zwischen der ersten und der zweiten Innenumfangsfläche angeordnet. Der gegenläufig geneigte Absatz hat eine formschlüssige Passung mit der Dichtung 50, um die Dichtung darin einzuschränken, sich in einer radialen Richtung nach innen zu bewegen. Ein O-Ring 49 ist in einer Rille an dem ersten Ende 46 des Dichtungshalters angeordnet, um eine flanschartige Dichtung zwischen dem Dichtungshalter und dem Absatz 63 bereitzustellen.
Bei der illustrierten Kupplung des Standes der Technik nimmt das Arretierungselement 30 das aufnehmende Kupplungselement mit Gewindegängen 53 in Eingriff. Es können andere auf dem Gebiet bekannte Eingriffsmittel verwendet werden. Wenn das Arretierungselement vollständig an dem aufnehmenden Kupplungselement befestigt ist, stößt das erste Ende 64 an den Dichtungshalter 29 an und hält den Dichtungshalter an seinem Platz. Das Arretierungselement 30 hat eine Mittelöffnung mit einem Innendurchmesser 54, der ein Einsetzen der Sonde des einzusteckenden Elements ermöglicht. Die gegenläufig geneigte Absatzfläche 61 hält die Dichtung 50 an ihrem Platz und schränkt die Dichtung darin ein, sich in einer radialen Richtung nach innen zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine alternative Tellerventilauslegung für eine Hydraulikkupplung bereit und kann am besten verstanden werden durch eine Bezugnahme auf die verschiedenen in den Zeichnungsfiguren gezeigten Ausführungsbeispiele, wobei entsprechende Elemente die zwei letztbedeutsamen Ziffern ihrer Bezugszahlen teilen.
Die druckentlastenden Tellerventile der vorliegenden Erfindung sind mit einem federgespannten Rückschlagventil ausgestattet, das dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass unter Druck gesetztes Hydraulikfluid aus der Kupplung abgelassen wird, bis ein vorgewählter Druckunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Druck erreicht ist.
Ein Rückschlagventil (eine „Rückfluss-Sperre” oder ein „Einwegventil”) ist eine mechanische Vorrichtung, die es normalerweise erlaubt, dass ein Fluid (eine Flüssigkeit oder ein Gas) in nur einer Richtung durch sie hindurchfließt.
Rückschlagventile sind Zwei-Anschluss-Ventile, was bedeutet, dass sie zwei Öffnungen in dem Gehäuse haben, die eine zum Eintreten von Fluid und die andere zum Austreten von Fluid. Es gibt verschiedene Arten von Rückschlagventilen, die in einer breiten Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Rückschlagventile sind oft Teil von herkömmlichen Haushaltsgegenständen. Verfügbar in einer breiten Palette von Größen und Kosten, können Rückschlagventile sehr klein, einfach und/oder kostengünstig sein. Rückschlagventile arbeiten selbsttätig, und die meisten werden nicht durch eine Person oder eine andere externe Steuerung gesteuert; dementsprechend, haben die meisten keinerlei Ventilgriff oder -schaft.
Ein wichtiger Parameter eines Rückschlagventils ist sein Abreißdruck – der minimale Aufwärtsdruck, bei dem das Ventil arbeiten wird. Typischerweise ist das Rückschlagventil für einen spezifischen Abreißdruck ausgelegt und kann daher für denselben spezifiziert werden.
Obwohl die Kugelelemente von Kugel-Rückschlagventilen am häufigsten aus Metall hergestellt sind, können sie aus anderen Werkstoffen hergestellt sein. In bestimmten spezialisierten Fällen sind sie aus künstlichem Rubin gefertigt. Hochdruckpumpen und ähnliche Anwendungen verwenden für gewöhnlich Kugel-Rückschlagventile mit kleinem Einlass und Auslass, wobei sowohl die Kugeln als auch die Sitze auf Grund seiner Härte und chemischen Beständigkeit aus künstlichem Rubin hergestellt sind. Nach ausgedehnter Verwendung können solche Rückschlagventile verschleißen, oder der Sitz kann einen Riss entwickeln, was einen Austausch erfordert. Daher können solche Ventile so hergestellt sein, dass sie austauschbar sind, wobei sie manchmal in einem gesonderten Gehäuse platziert sind, das eng innerhalb einer Metallarmatur eingepasst ist, die hohem Druck widerstehen kann und die in den Pumpenkopf eingeschraubt ist.
Es gibt ähnliche Rückschlagventile, bei denen der bewegliche Teil keine Kugel ist, sondern eine andere Form, wie beispielsweise ein durch eine Feder aktivierter Ventilkegel. Kugel-Rückschlagventile sollten nicht mit „Kugelventilen” verwechselt werden, die eine andere Art von Ventil sind, bei der eine Kugel als ein steuerbarer Rotor zum Anhalten oder Leiten eines Fluiddurchflusses agiert.
2 bildet ein aufnehmendes Hydraulikkupplungselement 120 ab, das mit einem druckentlastenden Tellerventil 170 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Sowohl das Tellerventil 170 als auch das druckentlastende Kugel-Rückschlagventil innerhalb des Gehäuses des Tellerventils werden in der geschlossenen Stellung gezeigt.
Das aufnehmende Kupplungselement 120 hat ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 121 mit einer axialen Mittelbohrung 132, die von einem ersten Ende desselben bis zu einem entgegengesetzten zweiten Ende verläuft, das eine Aufnahmekammer 134 zum Aufnehmen der Sonde eines entsprechenden einzusteckenden Elements (z. B. des einzusteckenden Elements 322, wie in 8 illustriert) bildet. Die Mittelbohrung 132 kann mehrere Sektionen mit unterschiedlichen Innendurchmessern haben. Eine kegelstumpfförmige Sektion (d. h. eine Sektion, welche die Form eines Kegelstumpfs hat) kann den Tellerventilsitz 127 bilden. Wie bei Tellerventilen des Standes der Technik kann das Tellerventil 170 eine radiale Dichtung 140, die für einen abdichtenden Eingriff mit dem kegelförmigen Ventilsitz 127 konfiguriert ist, ein Ventil-Betätigungsglied 144, welches das Tellerventil 170 von dem Sitz 127 weg bewegt, wodurch das Ventil für den Durchfluss von Hydraulikfluid geöffnet wird, wenn es ein entsprechendes Betätigungsglied an einem in der Aufnahmekammer 134 sitzenden einzusteckenden Kupplungselement berührt, und eine Ventilfeder 141, die dafür konfiguriert ist, den Ventilkegel 170 zu der geschlossenen Stellung zu drücken, durch das Einwirken gegen einen hohlen Federsitz 142, der in der Bohrung 132 mit einer Halteschelle 145 befestigt sein kann, haben. Die radiale Dichtung 140 kann zwischen einem Nasenstück 176 und der Hauptsektion des Tellerventilgehäuses 171 gehalten werden. Die radiale Dichtung 140 kann eine Polymerdichtung sein. Das Polymer kann ein Elastomer sein.
Es wird für die Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen sein, dass das Tellerventil 170 durch ein Gleiten in Längsrichtung innerhalb der Bohrung 132 öffnet und schließt. Das Tellerventil 170 kann durch ein erstes radiales Abstandsstück 173 und ein zweites radiales Abstandsstück 174 in Ausrichtung innerhalb der Bohrung 132 gehalten werden. Wie am besten in 5A zu sehen ist, kann das radiale Abstandsstück 174 mehrere Längsschlitze 193 haben, die es, wenn das Tellerventil offen ist, ermöglichen, dass Hydraulikfluid durch einen ringförmigen Durchflussdurchgang 195, durch radiale Durchfluss-Durchgangsbahnen 177 und in eine Mittelbohrung 172 fließt, die über die mittlere Durchgangsbahn des hohlen Federsitzes 142 in Fluidverbindung mit der Mittelbohrung 132 der Kupplung 120 steht. Auf diese Weise wird eine Bahn für den Durchfluss von Hydraulikfluid durch die Kupplung bereitgestellt.
Bei der illustrierten Ausführungsform ist das Tellerventil 170 mit einem Kugel-Rückschlagventil ausgestattet, das so konfiguriert ist, dass es überschüssigen Hydraulikdruck innerhalb der Kupplung 120 ablässt. Das illustrierte Rückschlagventil umfasst ein Gehäuse 190, eine Kugel 181, einen Ventilkorb 180, eine Ventilfeder 185 und einen Federsitz 186.
Das Tellerventil 170 hat ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 171 mit einer axialen Mittelbohrung 172, die mehrere Sektionen mit unterschiedlichen Innendurchmessern haben kann. Eine oder mehrere radiale Durchfluss-Durchgangsbahnen 177 gewährleisten eine Fluidverbindung zwischen der axialen Mittelbohrung 172 und der zylindrischen Außenfläche des Ventilkegelgehäuses 171.
Das Druckentlastungsventil ist innerhalb der Bohrung 172 des Tellerventils 170 untergebracht. Das Tellerventil 170 kann so betrachtet werden, dass es zwei Sektionen hat – eine erste Sektion, die sich von der Dichtung 140 (oder ihren Äquivalenten) aus zu dem Betätigungsglied 144 hin (in 2 und 4 nach unten) erstreckt, und eine zweite Sektion, die sich von der Dichtung 140 aus von dem Betätigungsglied 144 weg (in 2 und 4 nach oben) erstreckt. Ein Druckentlastungsventil 180 nach der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen innerhalb der zweiten Sektion des Tellerventils 170 enthalten. Dies ermöglicht es, dass das Entlastungsventil größer ist und eine größere (und folglich stärkere) vorspannende Feder 185 hat. Dies wiederum ermöglicht das Bereitstellen eines Entlastungsventils, das einen höheren Nenndruck – d. h., einen höheren Abreißdruck – hat als es mit einem in der ersten Sektion des Tellerventils 170 angeordneten Entlastungsventil machbar wäre.
Unter Bezugnahme auf 4 ist nun zu sehen, dass das Entlastungsventil ein im Allgemeinen röhrenförmiges Element 190 umfasst, das eine axiale Mittelbohrung hat, die mehrere Sektionen mit unterschiedlichen Innendurchmessern haben kann. Ein Absatz 182 trennt zwei solcher Sektionen und kann einen Ventilsitz für die Kugel 181 bereitstellen. Der Außendurchmesser des röhrenförmigen Elements 190 kann dafür bemessen sein, einen Gleitsitz innerhalb der axialen Mittelbohrung 172 des Ventilkegels 170 zu erlauben. Der Ventilkorb 180 liegt an einem ersten Ende an der Kugel 181 an und passt an einem entgegengesetzten, zweiten Ende in einen Abschnitt des Federsitzes 186. Die Entlastungsventilfeder 185 ist eine Druckfeder, die an dem einen Ende an dem inneren Ende des Federsitzes 186 und an einem entgegengesetzten Ende an einem Absatz an der zylindrischen Außenfläche des Ventilkorbes 180 anliegt. Abgewinkelte Durchflussdurchgänge 184 in dem Ventilkorb 180 ermöglichen, dass Hydraulikfluid an dem Kugel-Rückschlagventil 181 (wenn es offen ist) vorbei, in einen Mitteldurchgang 183, folglich durch eine Nasendurchgangsbahn 188 und hinaus durch den Druckentlastungsauslass 189, der zu der Aufnahmekammer 134 des aufnehmenden Kupplungselements 120 hin offen ist (siehe 2), fließt.
Das Entlastungsventil kann zusammengebaut werden durch das Einsetzen der Kugel 181, des Ventilkorbes 180, der Ventilfeder 185 und des Federsitzes 186 in ein Ende des Mittelhohlraums des Mantelelements 190. Bei der illustrierten Ausführungsform wird eine Schweißung 187 dazu verwendet, den Federsitz 186 an dem Mantel 190 zu befestigen. Bei anderen Ausführungsformen kann sich der Federanschlag 186 in Gewindeeingriff mit dem Mantel 190 befinden. Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Federanschlag 186. den Mantel 190 mit einer Presspassung in Eingriff nehmen.
In 2 und 4 wird ebenfalls ein optionaler Filter 179 gezeigt, der in der mittleren Durchgangsbahn des Ventilgehäuses 190 angeordnet ist. Der Filter 179 kann dazu beitragen, zu verhindern, dass Fremdstoffe in dem Hydraulikfluid den Betrieb des Entlastungsventils stören. Der Filter 179 kann einen Sinterfilter umfassen. Der Filter 179. kann mit einem Spreizstopfen 178, der ebenfalls dazu verwendet werden kann, das Gehäuse 190 innerhalb der Mittelbohrung 172 des Tellerventils 170 zu befestigen, innerhalb des Gehäuses 190 befestigt werden. Wie es am besten in der vergrößerten Ansicht von 3 zu sehen ist, kann die äußere, zylindrische Fläche des Gehäuses 190 eine Dichtung 192 und mechanische Greifer 191 und 191' einschließen, die auf das Einsetzen des Spreizstopfens 178 hin die Innenfläche der Bohrung 172 in Eingriff nehmen.
Wie von den Fachleuten auf dem Gebiet zu erkennen sein wird, wird der Abreißdruck des Entlastungsventils zum großen Teil durch die Federkonstante der Ventilfeder 185 bestimmt.
5B illustriert eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Tellerventil 270 ein radiales Abstandsstück 274 umfasst, das mehrere längsgerichtete Durchgangslöcher 294 hat, die den Durchgang von Hydraulikfluid in den ringförmigen Raum (oder aus demselben) erlauben, der durch die äußere, im Allgemeinen zylindrische Fläche eines Ventilgehäuses 271 und die Innenfläche der Mittelbohrung 132 der Kupplung 120 definiert wird.
6 bildet ein aufnehmendes Hydraulikkupplungselement 320 ab, das mit einem Tellerventil 370 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, wobei das Tellerventil ein inneres Druckentlastungsventil einschließt.
Das aufnehmende Kupplungselement 320 hat ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 321 mit einer axialen Mittelbohrung 332, die von einem ersten Ende desselben bis zu einem entgegengesetzten zweiten Ende verläuft, das eine Aufnahmekammer 334 zum Aufnehmen der Sonde eines entsprechenden einzusteckenden Elements (z. B. des einzusteckenden Elements 322, wie in 8 illustriert) bildet. Die Mittelbohrung 332 kann eine kegelstumpfförmige Sektion haben, die einen Tellerventilsitz 327 bildet. Wie bei Tellerventilen des Standes der Technik kann das Tellerventil 370 eine radiale Dichtung 340, die für einen abdichtenden Eingriff mit dem kegelförmigen Ventilsitz 327 konfiguriert ist, ein Ventil-Betätigungsglied 344, welches das Tellerventil 370 von dem Sitz 327 weg bewegt, wodurch das Ventil für den Durchfluss von Hydraulikfluid geöffnet wird, wenn es ein entsprechendes Betätigungsglied an einem in der Aufnahmekammer 334 sitzenden einzusteckenden Kupplungselement berührt, und eine Ventilfeder 341, die dafür konfiguriert ist, den Ventilkegel 370 zu der geschlossenen Stellung zu drücken, durch das Einwirken gegen einen hohlen Federsitz 342, der in der Bohrung 332 mit einer Halteschelle 345, die eine Rille in der Oberfläche der Bohrung 332 in Eingriff nimmt, befestigt sein kann, haben. Die radiale Dichtung 340 kann zwischen einem Nasenstück 336 und der Hauptsektion des Tellerventilgehäuses 371 gehalten werden. Die radiale Dichtung 340 kann eine Polymerdichtung sein. Das Polymer kann ein Elastomer sein.
Es wird für die Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen sein, dass das Tellerventil 370 durch ein Gleiten in Längsrichtung innerhalb der Bohrung 332 öffnet und schließt. Das Tellerventil 370 kann durch ein erstes radiales Abstandsstück 373 und ein zweites radiales Abstandsstück 374 in Ausrichtung innerhalb der Bohrung 332 gehalten werden. Wie am besten in 7A zu sehen ist, können die radialen Abstandsstücke 373 und 374 mehrere Längsschlitze 393' bzw. 393 haben, die es, wenn das Tellerventil offen ist, ermöglichen, dass Hydraulikfluid durch ringförmige Durchflussdurchgänge 395 und 395' und in die Mittelbohrung 332 der Kupplung 320 fließt. Das Hydraulikfluid kann über die mittlere Durchgangsbahn des hohlen Federsitzes 342 in die Kupplung 320 eintreten (oder aus derselben austreten). Auf diese Weise wird eine Bahn für den Durchfluss von Hydraulikfluid durch die Kupplung bereitgestellt.
Bei der illustrierten Ausführungsform ist das Tellerventil 370 mit einem Kugel-Rückschlagventil ausgestattet, das so konfiguriert ist, dass es überschüssigen Hydraulikdruck innerhalb der Kupplung 320 ablässt. Dieses Druckentlastungsventil umfasst einen Ventilsitz 380, eine sphärische Kugel 381, ein Kugel-Betätigungsglied 397 und eine Ventilfeder 385, die innerhalb der Mittelbohrung 372 des Ventilkegels 370 untergebracht ist.
Das Tellerventil 370 hat ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse mit einer axialen Mittelbohrung 372, die mehrere Sektionen mit unterschiedlichen Innendurchmessern haben kann. Bei der illustrierten Ausführungsform befindet sich ein Nasenstück 336, welches das Ventilbetätigungsglied 344 umfasst, in Gewindeeingriff mit dem einen Ende des Ventilkegelgehäuses 371. Das entgegengesetzte Ende des Ventilkegelgehäuses 371 befindet sich (bei 316) in Gewindeeingriff mit dem Entlastungsventilsitz 380. Es kann eine Dichtung 318 (die eine O-Ring-Dichtung sein kann) bereitgestellt werden, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Ventilkegelgehäuse 371 und dem Entlastungsventilsitz 380 sicherzustellen. Wie in 7A gezeigt, können ein oder mehrere Paare von Schlüsselabflachungen 399 nahe dem ersten Ende 375 des Tellerventils 370 bereitgestellt werden, um den mit Gewinde versehenen Ventilsitz 380 einzubauen (oder zu entfernen).
Das Ventilelement 380 hat eine axiale Mittelbohrung, die aus einer ersten Sektion, die an einem Absatz 310 endet und an der die Tellerventilfeder 341 anliegt, und einer Fluiddurchgangsbahn 312, die an einem Ende zu dem Absatz 310 offen ist und an einem entgegengesetzten Ende eine kegelstumpfförmige Sektion 314 hat, die als ein Sitz für die Kugel 381 dient, besteht.
Das Ventil-Betätigungsglied 397 ist dafür konfiguriert, innerhalb der Mittelbohrung 372 des Ventilkegels 370 zu gleiten. Es umfasst einen oder mehrere Längsdurchgänge 398, um zu erlauben, dass Hydraulikfluid von der einen Seite desselben zu der anderen fließt. Das Betätigungsglied 397 wird durch die Entlastungsventilfeder 385 gegen die Kugel 381 gedrückt. Wenn der Hydraulikfluiddruck im Innern der Kupplung 320 einen vorgewählten Wert im Verhältnis zu dem äußeren Druck überschreitet, wird die Kugel 381 öffnen, und Hydraulikfluid kann über die Durchgänge 312 und 398 in die Mittelbohrung 372 und danach über die Nasendurchgangsbahn 388 und einen verbindenden, abgewinkelten Druckentlastungsablauf 389 hinaus in die Aufnahmekammer 334 abfließen.
Das Druckentlastungsventil, das aus den. Elementen 380, 381, 397 und 385 besteht, ist im Wesentlichen innerhalb der Bohrung 372 des Tellerventils 370 enthalten. Das Tellerventil 370 kann so betrachtet werden, dass es zwei Sektionen hat – eine erste Sektion, die sich von der Dichtung 340 (oder ihren Äquivalenten) aus zu dem Betätigungsglied 344 hin (in 6 nach unten) erstreckt, und eine zweite Sektion, die sich von der Dichtung 340 aus von dem Ventil-Betätigungsglied 344 weg (in 6 nach oben) erstreckt. Ein Druckentlastungsventil nach der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen innerhalb der zweiten Sektion des Tellerventils 370 enthalten. Dies ermöglicht es, dass das Entlastungsventil größer ist und eine größere (und folglich stärkere) vorspannende Feder 385 hat. Dies wiederum ermöglicht das Bereitstellen eines Entlastungsventils, das einen höheren. Nenndruck – d. h., einen höheren Abreißdruck – hat als es mit einem Entlastungsventil machbar wäre, das dafür bemessen ist, in die erste Sektion des Tellerventils 370 zu passen.
7B illustriert eine vierte Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Tellerventil 470 radiale Abstandsstücke 473 und 474 umfasst, die mehrere längsgerichtete Durchgangslöcher 494' bzw. 494 haben, die den Durchgang von Hydraulikfluid in den ringförmigen Raum (oder aus demselben) erlauben, der durch die äußere, im Allgemeinen zylindrische Fläche eines Ventilgehäuses 471 und die Innenfläche der Mittelbohrung 132 der Kupplung 120 (oder der Mittelbohrung 332 der Kupplung 320) definiert wird.
8A und 8B bilden ein einzusteckendes Hydraulikkupplungselement 322 ab, das mit einem druckentlastenden Tellerventil 370 nach der in 6 und 7A illustrierten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Es sollte zu erkennen sein, dass die anderen Ausführungsformen eines druckentlastenden Tellerventils nach der Erfindung, die oben beschrieben und in 4, 5A, 5B und 7B illustriert werden, ebenfalls in einzusteckenden Hydraulikkupplungselementen verwendet werden können.
Wie es auf dem Gebiet üblich ist, umfasst das einzusteckende Hydraulikkupplungselement 322 einen im Allgemeinen zylindrischen Korpus 323, der an einem Ende desselben einen Griff 348 zur Verbindung mit einer Verteilerplatte oder dergleichen und an einem entgegengesetzten Ende ein Sondenelement 324, das zum Einsetzen in die Aufnahmekammer eines entsprechenden aufnehmenden Kupplungselements eingerichtet ist, hat. Der Korpus 323 hat eine axiale Mittelbohrung 325, in die das druckentlastende Tellerventil 370 eingesetzt werden kann. Die Mittelbohrung 325 kann eine kegelstumpfförmige Sektion umfassen, die den Tellerventilsitz 327 bildet. Wie bei Tellerventilen des Standes der Technik kann das Tellerventil 370 eine radiale Dichtung 340, die für einen abdichtenden Eingriff mit dem kegelförmigen Ventilsitz 327 konfiguriert ist, ein Ventil-Betätigungsglied 344, welches das Tellerventil 370 von dem Sitz 327 weg bewegt, wodurch das Ventil für den Durchfluss von Hydraulikfluid geöffnet wird, wenn es ein entsprechendes Betätigungsglied in der Aufnahmekammer eines entsprechenden aufnehmenden Kupplungselements berührt, haben. Eine Ventilfeder 341 ist dafür konfiguriert, den Ventilkegel 370 zu der geschlossenen Stellung zu drücken, durch das Einwirken gegen einen hohlen Federsitz 342, der in der Bohrung 325 mit einer Halteschelle 345 befestigt sein kann.
Es wird für die Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen sein, dass das Tellerventil 370 durch ein Gleiten in Längsrichtung innerhalb der Bohrung 325 öffnet und schließt. Das Tellerventil 370 kann durch ein erstes radiales Abstandsstück 373 und ein zweites radiales Abstandsstück 374 in Ausrichtung innerhalb der Bohrung 325 gehalten werden. Wie am besten in 7A zu sehen ist, können die radialen Abstandsstücke 373 und 374 mehrere Längsschlitze 393' bzw. 393 haben, die es, wenn das Tellerventil offen ist, ermöglichen, dass Hydraulikfluid durch ringförmige Durchflussdurchgänge 395 und 395' und in die Mittelbohrung 325 der Kupplung 322 fließt. Das Hydraulikfluid kann über die mittlere Durchgangsbahn des hohlen Federsitzes 342 in die Kupplung 322 eintreten (oder aus derselben austreten). Auf diese Weise wird eine Bahn für den Durchfluss von Hydraulikfluid durch die Kupplung bereitgestellt.
Bei der illustrierten Ausführungsform ist das Tellerventil 370, mit einem Kugel-Rückschlagventil ausgestattet, das so konfiguriert ist, dass es überschüssigen Hydraulikdruck innerhalb der Kupplung 322 ablässt. Dieses Druckentlastungsventil umfasst einen Ventilsitz 380, eine sphärische Kugel 381, ein gleitendes Kugel-Betätigungsglied 397 und eine Ventilfeder 385, die innerhalb der Mittelbohrung 372 des Ventilkegels 370 untergebracht ist.
Das Tellerventil 370 hat ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 371 mit einer axialen Mittelbohrung 372, die mehrere Sektionen mit unterschiedlichen Innendurchmessern haben kann. Bei der illustrierten Ausführungsform befindet sich ein Nasenstück 336, welches das Ventilbetätigungsglied 344 umfasst, in Gewindeeingriff mit dem einen Ende des Ventilkegelgehäuses 371. Das entgegengesetzte Ende des Ventilkegelgehäuses 371 befindet sich (bei 316) in Gewindeeingriff mit dem Entlastungsventilsitz 380. Es kann eine Dichtung 318 (die eine O-Ring-Dichtung sein kann) bereitgestellt werden, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Ventilkegelgehäuse 371 und dem Entlastungsventilsitz 380 sicherzustellen. Wie in 7A gezeigt, können ein oder mehrere Paare von Schlüsselabflachungen 399 nahe dem ersten Ende 375 des Tellerventils 370 bereitgestellt werden, um den mit Gewinde versehenen Ventilsitz 380 einzubauen (oder zu entfernen).
Das Ventilelement 380 hat eine axiale Mittelbohrung, die aus einer ersten Sektion, die an einem Absatz 310 endet und an der die Tellerventilfeder 341 anliegt, und einer Fluiddurchgangsbahn 312, die an einem Ende zu dem Absatz 310 offen ist und an einem entgegengesetzten Ende eine kegelstumpfförmige Sektion 314 hat, die als ein Sitz für die Kugel 381 dient, besteht.
Das Ventil-Betätigungsglied 397 ist dafür konfiguriert, innerhalb der Mittelbohrung 372 des Ventilkegels 370 zu gleiten. Es umfasst einen oder mehrere Längsdurchgänge 398, um zu erlauben, dass Hydraulikfluid von der einen Seite desselben zu der anderen fließt. Das Betätigungsglied 397 wird durch die Entlastungsventilfeder 385 gegen die Kugel 381 gedrückt. Wenn der Hydraulikfluiddruck im Innern der Kupplung 322 einen vorgewählten Wert im Verhältnis zu dem äußeren Druck überschreitet, wird die Kugel 381 öffnen, und Hydraulikfluid kann über die Durchgänge 312 und 398 in die Mittelbohrung 372 und danach über die Nasendurchgangsbahn 388 und einen verbindenden, abgewinkelten Druckentlastungsablauf 389 aus dem Kupplungselement abfließen.
Das Druckentlastungsventil, das aus den Elementen 380, 381, 397 und 385 besteht, ist im Wesentlichen innerhalb der Bohrung 372 des Tellerventils 370 enthalten. Das Tellerventil 370 kann so betrachtet werden, dass es zwei Sektionen hat – eine erste Sektion, die sich von der Dichtung 340 (oder ihren Äquivalenten) aus zu dem Betätigungsglied 344 hin (in 8A nach oben) erstreckt, und eine zweite Sektion, die sich von der Dichtung 340 aus von dem Betätigungsglied 344 weg (in 8A nach unten) erstreckt. Das Druckentlastungsventil nach der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen innerhalb der zweiten Sektion des Tellerventils 370 enthalten. Dies ermöglicht es, dass das Entlastungsventil größer ist und eine größere (und folglich stärkere) vorspannende Feder 385 hat. Dies wiederum ermöglicht das Bereitstellen eines Entlastungsventils, das einen höheren Nenndruck – d. h., einen höheren Abreißdruck – hat als es mit einem Entlastungsventil machbar wäre, das dafür bemessen ist, in die erste Sektion des Tellerventils 370 zu passen.
Obwohl die Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, gibt es Variationen und Modifikationen innerhalb des Rahmens und des Geistes der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen beschrieben und definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4900071 [0004]
US 5052439 [0004]
US 5360035 [0005]
US 5692538 [0006]
US 6085785 [0007]
US 6095191 [0008]
US 6474359 [0009]
US 6375153 [0010]
US 6237632 [0011]
US 6357722 [0012]
US 6283444 [0013]
US 6227245 [0014]
US 6626207 [0015]
US 6631734 [0016]
US 7159616 [0017]
US 7913974 [0018]

Claims

Tellerventil für eine Hydraulikkupplung, das Folgendes umfasst: ein Tellerventilgehäuse, das einen ersten, abdichtenden Abschnitt in der Form eines Kegelstumpfs und einen zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt, angrenzend an den ersten Abschnitt hat, einen axialen Mittelhohlraum in dem Tellerventilgehäuse, der im Wesentlichen an einem ersten Ende desselben geschlossen und an einem entgegengesetzten zweiten Ende offen ist, ein Druckentlastungsventil innerhalb desjenigen Abschnitts des axialen Mittelhohlraums, der in dem zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt des Tellerventilgehäuses angeordnet ist.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei das Druckentlastungsventil ein Kugel-Rückschlagventil ist.
Tellerventil nach Anspruch 2, wobei das Druckentlastungsventil ein federgespanntes Kugel-Rückschlagventil ist.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei das Druckentlastungsventil dafür konfiguriert ist bei einem vorbestimmten Fluiddruckunterschied zwischen dem ersten Ende des Tellerventilgehäuses und dem zweiten Ende des Tellerventilgehäuses zu öffnen.
Tellerventil nach Anspruch 1, das ferner ein Ventil-Betätigungsglied umfasst, das mit dem ersten Ende des Tellerventilgehäuses verbunden ist und eine Fluiddurchgangsbahn hat, die das Äußere des Ventil-Betätigungsgliedes mit dem axialen Mittelhohlraum verbindet.
Tellerventil nach Anspruch 5, wobei das Ventil-Betätigungsglied im Wesentlichen zylindrisch ist und die Fluiddurchgangsbahn zu der zylindrischen Seitenfläche des Ventil-Betätigungsgliedes hin offen ist.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilabdichtungsabschnitt des Tellerventilgehäuses eine Metall-Metall-Dichtung umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilabdichtungsabschnitt eine ringförmige Polymerdichtung umfasst, die an dem Äußeren der ersten Sektion des Ventilgehäuses festgehalten wird.
Tellerventil nach Anspruch 8, wobei die Polymerdichtung ein Elastomer umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei das Tellerventilgehäuse für einen gleitenden Eingriff innerhalb des Mittelhohlraums eines Hydraulikkupplungselements gegen eine Schraubenfeder konfiguriert ist, die festgehalten wird zwischen dem Tellerventilgehäuse und einem Federsitz, der innerhalb des Hydraulikkupplungselements festgehalten wird.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei das Tellerventilgehäuse wenigstens ein ringförmiges, radiales Abstandsstück umfasst, das von der Außenfläche des Gehäuses aus vorspringt, wobei das Abstandsstück mehrere axiale Schlitze am Umfang des radialen Abstandsstücks umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, wobei das Tellerventilgehäuse wenigstens ein ringförmiges, radiales Abstandsstück umfasst, das von der Außenfläche des Gehäuses aus vorspringt, wobei das Abstandsstück mehrere Durchgangslöcher, die an entgegengesetzten, axialen Enden des radialen Abstandsstücks offen sind, umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, das ferner wenigstens eine radiale Fluiddurchgangsbahn in dem Tellerventilgehäuse in Fluidverbindung mit der Außenfläche des Tellerventilgehäuses und dem axialen Mittelhohlraum in dem Tellerventilgehäuse umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, das ferner einen Filter in Fluidverbindung mit dem Druckentlastungsventil umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 1, das ferner einen mit Gewinde versehenen Abschnitt des axialen Mittelhohlraums und einen Federsitz in Gewindeeingriff mit dem axialen Mittelhohlraum umfasst, wobei der Federsitz ein erstes Ende, das dafür konfiguriert ist, eine Tellerventil-Betätigungsgliedfeder aufzunehmen, und ein entgegengesetztes zweites Ende, das einen Kugelventilsitz und eine Fluiddurchgangsbahn, die das erste Ende mit dem Kugelventilsitz verbindet, umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 15, wobei der Kugelventilsitz eine kegelstumpfförmige Sektion der Fluiddurchgangsbahn umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 15, das ferner ein federgespanntes Kugel-Betätigungsglied umfasst, das dafür bemessen und konfiguriert ist, in Längsrichtung innerhalb des axialen Mittelhohlraums zu gleiten und an einer Kugel auf dem Kugelventilsitz anzuliegen.
Tellerventil nach Anspruch 17, das ferner wenigstens eine Fluiddurchgangsbahn umfasst, die ein axiales Ende des Betätigungsgliedes mit einem entgegengesetzten axialen Ende des Betätigungsgliedes verbindet.
Tellerventil nach Anspruch 15, das ferner eine Dichtung, angrenzend an den mit Gewinde versehenen Abschnitt, umfasst.
Tellerventil nach Anspruch 19, wobei die Dichtung eine O-Ring-Dichtung ist.
Aufnehmendes Hydraulikkupplungselement, das Folgendes umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Korpus, der eine axiale Mittelbohrung hat, eine Aufnahmekammer an einem ersten Ende der axialen Mittelbohrung, die dafür konfiguriert ist, das Sondenelement eines entsprechenden einzusteckenden Hydraulikkupplungselements aufzunehmen, Fluidverbindungsmittel an einem entgegengesetzten zweiten Ende der axialen Mittelbohrung, die dafür konfiguriert sind, mit einer Hydraulikfluidleitung zu verbinden, und ein druckentlastendes Tellerventil innerhalb der axialen Mittelbohrung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende derselben, das Folgendes umfasst: ein Tellerventilgehäuse, das einen ersten, abdichtenden Abschnitt in der Form eines Kegelstumpfs und einen zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt, angrenzend an den ersten Abschnitt, hat, einen axialen Mittelhohlraum in dem Tellerventilgehäuse, der im Wesentlichen an einem ersten Ende desselben geschlossen und an einem entgegengesetzten zweiten Ende offen ist, ein Druckentlastungsventil innerhalb desjenigen Abschnitts des axialen Mittelhohlraums, der in dem zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt des Tellerventilgehäuses angeordnet ist.
Einzusteckendes Hydraulikkupplungselement, das Folgendes umfasst: einen im Allgemeinen zylindrischen Korpus, der eine axiale Mittelbohrung hat, ein Sondenelement an einem ersten Ende des im Allgemeinen zylindrischen Korpus, das dafür konfiguriert ist, die Aufnahmekammer eines entsprechenden aufnehmenden Hydraulikkupplungselements in Eingriff zu nehmen, Fluidverbindungsmittel an einem entgegengesetzten zweiten Ende des im Allgemeinen zylindrischen Korpus und in Fluidverbindung mit der axialen Mittelbohrung, die dafür konfiguriert sind, mit einer Hydraulikfluidleitung zu verbinden, und ein druckentlastendes Tellerventil innerhalb der axialen Mittelbohrung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende derselben, das Folgendes umfasst: ein Tellerventilgehäuse, das einen ersten, abdichtenden Abschnitt in der Form eines Kegelstumpfs und einen zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt, angrenzend an den ersten Abschnitt, hat, einen axialen Mittelhohlraum in dem Tellerventilgehäuse, der im Wesentlichen an einem ersten Ende desselben geschlossen und an einem entgegengesetzten zweiten Ende offen ist, ein Druckentlastungsventil innerhalb desjenigen Abschnitts des axialen Mittelhohlraums, der in dem zweiten, im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt des Tellerventilgehäuses angeordnet ist.