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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Ventilanordnung für eine derartige Steuereinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen druckmittelbetätigten Aktuator zur Sicherung bzw. Freigabe eines Koppelelements in einer entsprechenden Aufnahme zu verwenden. Ein derartiger Aktuator weist für gewöhnlich zwei Druckmittelanschlüsse auf, wobei der Aktuator durch eine Druckbeaufschlagung eines ersten Druckmittelanschlusses in eine Verriegelungsstellung und durch Druckmittelbeaufschlagung eines zweiten Druckmittelanschlusses in eine Entriegelungsstellung bewegbar ist. Die Ansteuerung des Aktuators erfolgt damit immer in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung entweder des ersten oder des zweiten Druckmittelanschlusses. Eine Verriegelung ist hier jedoch nur dann möglich, wenn der für die Verriegelung vorgesehene erste Druckmittelanschluss mit Druck beaufschlagt wird. Hierfür müssen auch das vollständige Einrücken des Koppelelements in die Aufnahme überwacht und anschließend die Druckbeaufschlagung durch entsprechende manuelle Umschaltung umgestellt werden.
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Ein derartiger druckmittelbetätigter Aktuator kann beispielsweise zur Sicherung bzw. Freigabe einer Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln von Anbauteilen an Baggern verwendet werden. Diese Kupplungseinrichtungen weisen üblicherweise zwei Aufnahmen für bolzenförmige Koppelelemente an den Anbauteilen auf. Zum Ankuppeln der Anbauteile wird zunächst das eine Koppelelement in eine üblicherweise klauenförmige Ankuppelaufnahme eingefahren. Dann wird die am Bagger angeordnete Kupplungseinrichtung verschwenkt, so dass sich das Anbauteil um das in der Ankuppelaufnahme befindliche erste Koppelelement dreht und das zweite Koppelelement in eine Verriegelungsaufnahme einrastet. Der druckmittelbetätigte Aktuator ist an der Verriegelungsaufnahme zur Verriegelung des zweiten Koppelelements angeordnet und mit einem ersten Druckmittelanschluss zur Bewegung in eine Verriegelungsstellung und einem zweiten Druckmittenanschluss zur Bewegung in eine Entriegelungsstellung verbunden. Um den Aktuator zu betätigen, ist entweder der erste oder der zweite Druckmittelanschluss mit Druck zu beaufschlagen, was von der Steuerkabine des Baggers aus gesteuert werden kann. Soll eine Baggerschaufel oder dgl. an dem Baggerstiel gesichert werden, beaufschlagt der Fahrer des Baggers den ersten Druckmittelanschluss mit Druck, wodurch der Aktuator von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung bewegt wird und das Anbauteil an der Kupplungseinrichtung des Baggerstiels sichert. Eine Verriegelung ist hier jedoch nur dann möglich, wenn der für die Verriegelung vorgesehene erste Druckmittelanschluss mit Druck beaufschlagt wird. Hierfür müssen auch das vollständige Einrücken des Koppelelements in die Aufnahme überwacht und anschließend die Druckbeaufschlagung durch entsprechende manuelle Umschaltung umgestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art und eine Ventilanordnung für eine derartige Steuereinrichtung zu schaffen, die eine automatische Sicherungsverriegelung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Ventilschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist dem Aktuator ein druckmittelbetätigtes Schaltventil vorgeschaltet, das beim Einrücken des Koppelelements in die Aufnahme durch ein vom Koppelelement betätigbares Stellelement über eine Ventilanordnung derart gesteuert wird, dass sich der Aktuator auch bei einer Druckbeaufschlagung des zweiten Druckmittelanschlusses in die Verrieglungsstellung bewegt. Durch die Betätigung des druckmittelbetätigten Schaltventils mittels des Koppelelements kann eine von der Druckbeaufschlagung unabhängige, automatische und einfache Sicherung des Koppelelements in der Aufnahme erfolgen. Die Ventilanordnung steuert das Schaltventil erst an, wenn das Koppelelement vollständig in die Aufnahme eingerückt ist und über das Stellelement die Ventilschaltung betätigt wird. Das durch die Ventilanordnung angesteuerte druckmittelbetätigte Schaltventil ermöglicht zudem eine Bewegung des mindestens einen druckmittelbetätigten Aktuators ohne dass hierzu die Druckbeaufschlagung von dem zweiten Druckmittelanschluss auf den ersten Druckmittelanschluss umgestellt werden müsste. Hierdurch ergibt sich eine schnelle und automatische Sicherung des Koppelelements in der Aufnahme.
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Durch die Ventilanordnung kann das druckmittelbetätigte Schaltventil derart gesteuert werden, dass bei eingerücktem Koppelelement und einem Wechsel der Druckbeaufschlagung von dem zweiten Druckmittelanschluss auf den ersten Druckmittelanschluss der Aktuator in der gewollten Verriegelungsstellung bleibt. Eine ungewollte Freigabe des Koppelelements kann dadurch vermieden werden.
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In einer zweckmäßigen Ausführung kann die Ventilanordnung zwei durch das Stellelement zeitlich versetzt zueinander umschaltbare Ventile enthalten, die durch ein erstes Ventil und ein in Reihe dazu geschaltetes zweites Ventil gebildet sein können. Das zeitlich versetze Umschalten kann z.B. durch einen räumlichen Versatz der Ventile in Betätigungsrichtung des Stellelements oder durch entsprechende Ausgestaltung der Ventile erfolgen. In einer Ausgangsstellung mit einem nicht betätigten Stellelement ist das erste Ventil bevorzugt geöffnet und das zweite Ventil gesperrt.
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In vorteilhafter Weise sind das erste und das zweite Ventil als federvorgespannte Wegeventile ausgebildet, die in der geöffneten Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in der gesperrten Stellung eine von der Strömungsrichtung abhängige Rückschlagfunktion gewährleisten.
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Bevorzugt enthält die Ventilanordnung ein zu dem ersten Ventil paralleles und durch den Druck stromabwärts des ersten Ventils geschaltetes drittes Ventil. Dieses Ventil kann eine Selbsthaltfunktion aufweisen, so dass es möglich ist, das durch das Stellelement und die Ventilschaltung betätigte Schaltventil getrennt von der Druckbeaufschlagung des ersten oder zweiten Druckmittelanschlusses anzusteuern.
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Es ist vorteilhaft, wenn das dritte Ventil in einer Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in der anderen Stellung eine von der Strömungsrichtung des Druckmittels abhängige Rückschlagfunktion gewährleistet. Dazu kann das dritte Ventil wie auch das erste und zweite Ventil als ein federvorgespanntes Wegeventil ausgebildet sein, das in der geöffneten Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in der gesperrten Stellung einen von der Strömungsrichtung abhängige Rückschlagfunktion gewährleistet. Um die Selbsthaltefunktion zu ermöglichen wird das dritte Ventil über eine Pilotleitung gesteuert, wobei der Druck in der Pilotleitung das als Wegeventil ausgebildete dritte Schaltventil gegen die Kraft der Feder schaltet. Es ist aber auch möglich, das dritte Ventil als entsperrbares Rückschlagventil auszubilden, wobei die Steuerung des entsperrbaren Rückschlagventils ebenfalls über eine Pilotleitung erfolgen kann.
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Durch die Steuereinrichtung können auch zwei Aktuatoren über einen gemeinsamen Druckkreis getrennt voneinander angesteuert werden. Zweckmäßig ist hierzu ein weiterer druckmittelbetätigter Aktuator stromaufwärts des Schaltventils mit dem ersten Druckmittelanschluss und dem zweiten Druckmittelanschluss verbunden und wird über die Druckmittelbeaufschlagung des ersten und zweiten Druckmittelanschlusses direkt angesteuert. Der weitere Aktuator kann zur Sicherung bzw. Freigabe eines weiteren Koppelelements, beispielsweise dem Koppelelement in der Ankuppelaufnahme der an einem Bagger angeordneten Kupplungseinrichtung verwendet werden. Durch die Sicherung sowohl des Koppelelements in der Ankuppelaufnahme als auch des Koppelelements in der Verriegelungsaufnahme werden die Sicherheit bei dem Ankuppelvorgang des Anbauteils an dem Bagger und allgemein auch die Sicherheit der Kupplungseinrichtung erhöht. Durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung wird gewährleistet, dass das erste Koppelelement der Kupplungseinrichtung nach dem Einfahren in die klauenförmigen Ankuppelaufnahme automatisch auch ohne Umschalten der Druckbeaufschlagung auf den für die Verrieglung vorgesehenen ersten Druckmittelanschluss durch den ersten Aktuator gesichert wird. Nach dem Einschwenken des zweiten Koppelelements in die Verriegelungsaufnahme kann dann auch das zweite Koppelelement durch ein Umschalten der Druckbeaufschlagung auf den ersten Druckmittelanschluss durch den weiteren Aktuator gesichert werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Ventilanordnung für eine derartige Steuereinrichtung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Ventil, das zweite Ventil und das Stellelement in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und robusten Aufbau mit einer geringen Anzahl an Leitungen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Ventil einen ersten Ventilkörper und das zweite Ventil einen zweiten Ventilkörper aufweisen und die Ventilkörper sowie das Stellelement können koaxial zueinander und längsverschiebbar in dem Gehäuse angeordnet sein. Hierdurch wird ebenfalls eine kompakte und damit platzsparende Bauweise erreicht, wobei durch die koaxiale Anordnung eine besonders günstige Kraftübertragung zwischen dem Stellelement und den Ventilen ermöglicht wird.
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Zweckmäßig sind die Ventilkörper gegenüber Ventilsitzen am Gehäuse verschiebbar, so dass je nach Stellung der Ventilkörper relativ zu den Ventilsitzen in einfacher Weise das erste und zweite Ventil mit einer Rückschlagfunktion bzw. einem freien Durchgang ausgebildet sind.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Stellelement und der erste Ventilkörper durch eine Feder verbunden. Hierdurch wird in günstiger Weise erreicht, dass der erste Ventilkörper durch das Stellelement zwar elastisch federnd an den Ventilsitz anstellbar bzw. von dem Ventilsitz abhebbar ist, das Stellelement in seiner Bewegung durch den ersten Ventilkörper jedoch nicht beschränkt wird.
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Das Stellelement kann in einer Ausgangsstellung bei nicht betätigtem Stellelement zweckmäßig von dem zweiten Ventilkörper beabstandet in dem Gehäuse angeordnet sein und eine Anlagefläche zur Anlage an dem zweiten Ventilkörper aufweisen. Wird das Stellelement durch ein Koppelelement in das Gehäuse gedrückt, drückt dieses zuerst den ersten Ventilkörper durch die Feder an den Ventilsitz an und hebt anschließend durch eine Anlage der Anlagefläche an den zweiten Ventilkörper diesen aus dem entsprechenden Ventilsitz. Auf diese Weise wird eine zeitlich versetzte Steuerung des ersten Ventils und des zweiten Ventils durch das Stellelement innerhalb des gemeinsamen Gehäuses ermöglicht.
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Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine Steuereinrichtung zur Betätigung eines Aktuators zwischen einer Verriegelung- und Entriegelungsstellung für die Sicherung bzw. Freigabe eines in eine Aufnahme einrückbaren Koppelelements, wobei das Koppelelement in die Aufnahme eingerückt ist und sich der Aktuator in der Verriegelungsstellung befindet;
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2 die Steuereinrichtung von 1, wobei das Koppelelement weiterhin in die Aufnahme eingerückt ist, der Aktuator sich jedoch in der Entriegelungsstellung befindet;
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3 die Steuereinrichtung von 2, wobei das Koppelelement aus der Aufnahme herausbewegt wird;
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4 die Steuereinrichtung von 3, wobei das Koppelelement vollständig aus der Aufnahme ausgerückt ist;
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5 die Steuereinrichtung in einer Ausgangsstellung;
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6 die Steuereinrichtung von 5, wobei das Koppelelement in die Aufnahme eingefahren wird;
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7 eine Zwischenstellung der Steuereinrichtung von 6 mit vollständig in die Aufnahme eingerücktem Koppelelement;
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8 die Steuereinrichtung von 6 mit vollständig eingerücktem Koppelelement;
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9 die Steuereinrichtung von 8, wobei sich der Aktuator in der Verriegelungsstellung befindet;
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10 die Steuereinrichtung von 9 in einer weiteren Schaltstellung;
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11 eine Schnittansicht einer Ventilanordnung für die Steuereinrichtung und
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12 ein Anwendungsbeispiel für die Steuereinrichtung.
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In 1 ist eine Steuereinrichtung zur Bewegung eines Aktuators 1 zwischen einer Verriegelung- und Entriegelungsstellung für die Sicherung bzw. Freigabe eines in eine Aufnahme 2 einrückbaren Koppelelements 3 gezeigt. Die schematisch dargestellte Steuereinrichtung enthält einen hier als Hydrozylinder ausgebildeten Aktuator 1, durch den das in die Aufnahme 2 einrückbare Koppelelement 3 in einer Einrückstellung verriegelt oder zum Ausrücken aus der Aufnahme 2 freigegeben werden kann. Der hier als doppeltwirkender Differentialzylinder ausgeführte Aktuator 1 ist über einen Druckkreis mit einem ersten Druckmittelanschluss 4 und einem zweiten Druckmittelanschluss 5 und ein in dem Druckkreis angeordnetes Schaltventil 6 betätigbar. Das Schaltventil 6 ist über eine erste Leitung 7 mit dem Aktuator 1 zu dessen Verschiebung in eine Verriegelungsstellung und eine zweite Leitung 8 zur Verschiebung des Aktuators 1 in eine Entriegelungsstellung verbunden. Das hier als 4/2-Wegeventil ausgebildete Schaltventil 6 ist zwischen einer in 1 gezeigten ersten Schaltstellung und einer in 8 gezeigten zweiten Schaltstellung umschaltbar. In der ersten Schaltstellung wird der erste Druckmittelanschluss 4 mit der ersten Leitung 7 und der zweite Druckmittelanschluss 5 mit der zweiten Leitung 8 verbunden. In der zweiten Schaltstellung wird der erste Druckmittelanschluss 4 mit der zweiten Leitung 8 und der zweite Druckmittelanschluss 5 mit der ersten Leitung 7 verbunden.
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Das Schaltventil 6 wird durch eine Druckfeder 9 in die erste Schaltstellung gedrückt und kann über einen hydraulischen Steuerdruck entgegen der Kraft der Druckfeder 9 in die zweite Schaltstellung bewegt werden. Von dem ersten Druckmittelanschluss 4 kann stromaufwärts des Schaltventils 6 auch eine Leitung 10 abzweigen, über die das Schaltventil 6 zusätzlich zur Druckfeder 9 durch den Druck in dem ersten Druckmittelanschluss 4 in die erste Schaltstellung gedrückt wird.
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Von dem zweiten Druckmittelanschluss 5 zweigt stromaufwärts des Schaltventils 6 eine Steuerleitung 11 ab, die über ein erstes Ventil 12 und ein in Reihe dazu geschaltetes zweites Ventil 13 zu dem Schaltventil 6 zu dessen Beaufschlagung mit dem Steuerdruck führt. Dem ersten Ventil 12 ist ein drittes Ventil 14 parallel geschaltet. Das dritte Ventil 14 ist in einer Leitung 15 angeordnet, die von der Steuerleitung 11 stromaufwärts des Ventils 12 abzweigt und zwischen dem ersten Ventil 12 und dem zweiten Ventil 13 wieder in die Steuerleitung 11 mündet. Von der Leitung 15 zweigt stromabwärts des Ventils 14 eine Pilotleitung 16 zur Ansteuerung des Ventils 14 ab. Die Ventile 12, 13 und 14 sind als Wegeventile ausgebildet, die in einer geöffneten Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in einer gesperrten Stellung eine von der Strömungsrichtung abhängige Rückschlagfunktion gewährleisten.
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Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe stromaufwärts bzw. stromabwärts beziehen sich auf die Strömungsrichtung des Druckmittels in der Steuerleitung 11 bzw. der Leitung 15, die zur Betätigung des Schaltventils 6 von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung bzw. die Strömungsrichtung des Druckmittels in dem ersten oder zweiten Druckmittelanschluss 4 bzw. 5, die zur Betätigung des Aktuators notwendig ist.
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In der 5 ist die Steuereinrichtung in einer Ausgangsstellung gezeigt, in der das Koppelelement 3 vollständig aus der Aufnahme 2 ausgerückt ist und der zweite Druckmittelanschluss 5 mit Druck beaufschlagt ist. Das erste Ventil 12 ist in dieser Ausgangsstellung geöffnet, während das zweite Ventil 13 in der Ausgangsstellung gesperrt ist. Das dritte Ventil 14 ist in der Ausgangsstellung von 5 geöffnet. Die beiden Ventile 12 und 13 werden jeweils durch eine Druckfeder 17 bzw. 18 in ihre Ausgangsstellungen gedrückt und sind durch ein dem Koppelelement 3 zugeordnetes Stellelement 19 zeitlich versetzt betätigbar. Das dritte Ventil 14 wird in der Ausgangsstellung von 5 durch den Druck in der Pilotleitung 16 entgegen der Kraft einer Druckfeder 20 in eine Öffnungsstellung gedrückt. Das Stellelement 19 ist bei der gezeigten Ausführung als ein durch das Koppelelement 3 betätigbarer Druckstößel ausgeführt. Das Stellelement 19 ist zwischen einer in 1 gezeigten Einrückstellung und einer in 5 gezeigten Ausrückstellung bewegbar. Durch eine Druckfeder 21 wird das Stellelement 19 in die Ausrückstellung und durch das Koppelelement 3 bei dessen Eingriff in die Aufnahme 2 in die Einrückstellung gedrückt. Die beiden Ventile 12 und 13 sind derart angeordnet, dass bei einer durch das Koppelelement 3 bewirkten Betätigung des Stellelements 19 aus der Ausrückstellung in die Einrückstellung zunächst das erste Ventil 12 und anschließend das zweite Ventil 13 betätigt wird.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung anhand der 1 bis 10 erläutert:
In 1 ist die Steuereinrichtung in einer Verriegelungsstellung mit dem in der Aufnahme 2 gesicherten Koppelelement 3 gezeigt. In dieser Stellung ist der erste Druckmittelanschluss 4 mit Druck beaufschlagt. Durch die Druckfeder 9 und den über die Leitung 10 am Schaltventil 6 anliegenden Druck wird das Schaltventil 6 in die gezeigte erste Schaltstellung gedrückt. In dieser ersten Schaltstellung wird der an dem ersten Druckmittelanschluss 4 anliegende Druck über die erste Leitung 7 zu dem als Differentialkolben ausgebildeten Aktuator 1 für dessen Verschiebung in die gezeigte Verriegelungsstellung durchgeschaltet. In dieser Verriegelungsstellung ist das Koppelelement 3 in der Aufnahme 2 gehalten und gesichert. Der zweite Druckmittelanschluss 5 ist drucklos und die Ventile 12, 13 und 14 sind ohne Funktion.
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Um den Aktuator 1 gemäß 2 in die Entriegelungsstellung zu bewegen, wird der zweite Druckmittelanschluss 5 mit Druck beaufschlagt, während der erste Druckmittelanschluss 4 drucklos wird. Das Schaltventil 6 wird durch die Kraft der Druckfeder 9 weiter in der ersten Schaltstellung gehalten. In dieser ersten Schaltstellung wird der jetzt an dem ersten Druckmittelanschluss 5 anliegende Druck auf die Leitung 8 zur Verschiebung des als Differentialkolben ausgebildeten Aktuators 1 in die gezeigte Entriegelungsstellung durchgeschaltet. Solange sich das Koppelelement 3 noch in der gezeigten Einrückstellung befindet, wird das erste Ventil 12 über das Stellelement 19 in der Sperrstellung gehalten. Da sich auch das dritte Ventil 14 in der Sperrstellung befindet und dadurch auch in der Leitung 15 und der Pilotleitung 16 kein Druck ansteht, bleibt auch das dritte Ventil 14 geschlossen.
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Wird das Koppelelement 3 gemäß 3 aus der Aufnahme 2 herausbewegt, wird zunächst das zweite Ventil 13 aus der Öffnungsstellung in die Sperrstellung umgeschaltet, während das erste Ventil 12 weiterhin gesperrt bleibt.
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Bei einer weiteren Verschiebung des Koppelelements 3 gelangt das durch die Druckfeder 21 beaufschlagte Stellelement 19 in die in 4 gezeigte Ausrückstellung. Dabei wird auch das erste Ventil 12 aus der in 3 gezeigten Sperrstellung in die in 4 dargestellte Öffnungsstellung umgeschaltet.
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Sobald das erste Ventil 12 geöffnet ist, liegt an der Leitung 15 der in dem zweiten Druckmittelanschluss 5 herrschende Druck an und das dritte Ventil 14 wird gemäß 5 über die Pilotleitung 16 entgegen dem Druck der Druckfeder 20 in die Öffnungsstellung umgeschaltet. Durch die Pilotleitung 16 wird das Ventil 14 auf Selbsthaltung in der Öffnungsstellung gehalten.
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In der Stellung von 6 ist der zweite Druckmittelanschluss 5 weiterhin mit Druck beaufschlagt und der Aktuator 1 bleibt in der gezeigten Entriegelungsstellung. Wird das Koppelelement 3 gemäß 6 wieder in die Aufnahme 2 eingefahren, wird über das Stellelement 19 zunächst das erste Ventil 12 aus der Öffnungsstellung entgegen der Kraft der Druckfeder 17 in die Sperrstellung geschaltet. Das dritte Ventil 14 wird aufgrund der Selbsthaltung noch entgegen der Kraft der Druckfeder 20 in der Öffnungsstellung gehalten. Das zweite Ventil 13 bleibt in dieser Zwischenstellung noch gesperrt, so dass der über das geöffnete dritte Ventil 14 und die Leitung 15 stromaufwärts des zweiten Ventils 13 anliegende Steuerdruck noch nicht auf das druckmittelbetätigbare Schaltventil 6 durchgeschaltet wird.
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Erst wenn das Koppelelement 3 gemäß 7 weiter in die Aufnahme 2 einfährt, wird das zweite Ventil 13 durch das Stellelement 19 aus der Sperrstellung in die Öffnungsstellung umgeschaltet. Dadurch wird der über das geöffnete dritte Ventil 14 und die Leitung 15 am zweiten Ventil 13 anliegende Steuerdruck auf das Schaltventil 6 durchgeschaltet.
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Durch den nunmehr am Schaltventil 6 anliegenden Steuerdruck wird das Schaltventil 6 gemäß 8 in die Kreuzstellung mit gekreuzter Leitungsführung umgeschaltet, so dass der noch mit Druck beaufschlagte zweite Druckmittelanschluss 5 mit der Leitung 7 und der drucklose erste Druckmittelanschluss 4 mit der Leitung 8 verbunden ist.
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Auch wenn sich ein nicht dargestellter Hauptsteuerschieber noch in der Stellung „Entriegelung“ befindet und dadurch der zweite Druckmittelanschluss 5 weiter mit Druck beaufschlagt wird, bewegt sich der Aktuator 1 dennoch in die Verriegelungsstellung, wie dies in 9 gezeigt ist. Dadurch kann das Koppelelement 3 nach dem Einfahren in die Aufnahme 2 ohne eine Ansteuerung durch den Hauptsteuerschieber und damit ohne einen Wechsel der Druckbeaufschlagung von dem zweiten Druckmittenanschluss 5 auf den ersten Druckmittelanschluss 4 gesichert werden.
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Wenn der erste Druckmittelanschluss 4 z.B. durch Umschaltung des nicht dargestellten Hauptsteuerschiebers auf die Stellung „Verriegeln“ mit Druck beaufschlagt wird, wird der zweite Druckmittelanschluss 5 drucklos. Durch die Druckentlastung in dem zweiten Druckmittelanschluss 5 kann der Druck in der Leitung 15 über die Ventile 12, 13 und 14 in den zweiten Druckmittelanschluss 5 entweichen, so dass das Schaltventil 6 durch die Kraft der Druckfeder 6 wieder in die erste Schaltstellung umgeschaltet wird. Durch den fehlenden Druck in der Pilotleitung 16 kehrt das dritte Ventil 14 gemäß 10 infolge der Kraft der Druckfeder 20 wieder in die gesperrte Ausgangsposition zurück. Die Steuereinrichtung nimmt wieder die auch in 1 gezeigte Verriegelungsstellung ein.
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11 zeigt eine Schnittansicht einer Ventilanordnung, bei der das als Druckstößel ausgebildete Stellelement 19 und die beiden Ventile 12 und 13 in einem aus zwei Gehäuseteilen 22 und 23 zusammengesetzten Gehäuse integriert sind. In einer Durchgangsbohrung 24 des ersten Gehäuseteils 22 ist das als Druckstößel ausgebildete Stellelement 19 axial verschiebbar und durch eine Radialdichtung 25 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 22 abgedichtet geführt. Das Stellelement 19 weist einen Ringbund 26 zur Anlage an einem inneren stufenförmigen Absatz 27 am Übergang der Durchgangsbohrung 24 zu einem erweiterten Aufnahmebereich 28 für einen Ventilkörper 29 des zweiten Ventils 13 auf. Das Stellelement 19 enthält an seinem inneren Ende ferner einen schlankeren Zapfen 30. Der Ventilkörper 29 des zweiten Ventils 13 ist in dem Aufnahmebereich 28 gegenüber einem Ventilsitz 31 axial verschiebbar geführt und enthält eine Durchgangsbohrung 32, in die der Zapfen 30 des Stellelements 19 eingreift. Durch eine Anlagefläche 33 am Übergang vom Ringbund 26 zum Zapfen 30 kann der Ventilkörper 29 beim Eindrücken des Stellelements 19 entgegen der Kraft einer Feder 34 von seinem Ventilsitz 31 zum Öffnen des zweiten Ventils 13 abgehoben werden.
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In einer Aufnahmebohrung 35 in dem mit dem ersten Gehäuseteil 22 verschraubten zweiten Gehäuseteil 23 ist ein Ventilkörper 36 des ersten Ventils 12 gegenüber einem Ventilsitz 37 axial verschiebbar geführt. Auch der Ventilkörper 36 enthält an seinem inneren Ende einen Zapfen 38, der in die Durchgangsbohrung 32 des Ventilkörpers 29 eingreift. Zwischen den beiden Zapfen 29 und 38 ist eine Feder 39 eingespannt. Zudem wird der Ventilkörper 36 des ersten Ventils 12 durch eine Feder 40 in eine geöffnete Stellung gedrückt. Durch den Ventilkörper 36 und das zweite Gehäuseteil 23 laufen Druckentlastungsbohrungen 41 und 42. Das Stellelement 19, der Ventilkörper 29 und der Ventilkörper 36 sind koaxial zueinander angeordnet.
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In dem ersten Gehäuseteil 22 befindet sich ein erster Anschluss 43, der mit einer Druckkammer 44 stromabwärts des Ventilsitzes 31 verbunden ist. Über den Anschluss 43 wird das Schaltventil 6 mit dem Steuerdruck beaufschlagt. In dem ersten Gehäuseteil 22 ist ein zweiter Anschluss 45 vorgesehen, der zu einem Druckraum 46 stromaufwärts des Ventilsitzes 31 führt. An den zweiten Anschluss 45 ist die Leitung 15 stromabwärts des Ventils 14 angeschlossen. Der zweite Anschluss 45 ist über eine interne Verbindungsleitung 47 mit einer Druckkammer 48 stromaufwärts des Ventilsitzes 37 verbunden. In dem zweiten Gehäuseteil 23 befindet sich ein dritter Anschluss 49, der mit einer Druckkammer 50 stromabwärts des Ventilsitzes 37 verbunden ist. Der dritte Anschluss 49 ist mit der von dem zweiten Druckmittelanschluss 5 abzweigenden Steuerleitung 11 stromaufwärts des dritten Ventils 14 verbunden.
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In der in 11 gezeigten Stellung, in welcher das Stellelement 19 vollständig ausgefahren ist, befindet sich das erste Ventil 12 in einer Öffnungsstellung, während sich das zweite Ventil 13 in einer Sperrstellung befindet. Wird das Stellelement 19 eingedrückt, wird über die Druckfeder 39 zunächst das erste Ventil 12 entgegen der Feder 40 in die Sperrstellung bewegt. Erst wenn die Anlagefläche 33 des Stellelements 19 zur Anlage an dem Ventilkörper 29 des zweiten Ventils 13 gelangt, wird das zweite Ventil 13 beim weiteren Eindrücken des Stellelements 19 entgegen der Kraft der Feder 34 aus der gezeigten Sperrstellung in eine Öffnungsstellung bewegt.
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In 12 ist ein mögliches Anwendungsbeispiel für die zuvor ausführlich beschriebene Steuereinrichtung gezeigt. Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, sollen über einen gemeinsamen Druckkreis mit dem ersten Druckmittelanschluss 4 und dem zweiten Druckmittelanschluss 5 neben dem Aktuator 1 auch ein als Hydrozylinder ausgebildeter weiterer Aktuator 51 betätigt werden. Der Aktuator 1 dient zur Verriegelung eines ersten Koppelements, während der weitere Aktuator zur Verriegelung eines zweiten Koppelelements dient. Die beiden Aktuatoren 1 und 51 können z.B. für die Sicherung beider Aufnahmen einer Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln von Baggerschaufeln, Abbruchwerkzeugen oder anderen Anbauteilen an Baggerauslegern, Baggerstielen oder dgl. ausgebildet sein.
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Um die Sicherheit der Kupplungseinrichtung zu erhöhen, können wie in 12 dargestellt zwei Aktuatoren zur Sicherung der Anbauteile vorgesehen sein, wobei der erste Aktuator 1 an einer Ankuppelaufnahme der Kupplungseinrichtung zur Verriegelung des ersten Koppelelements und der zweite Aktuator 51 an einer Verriegelungsaufnahme der Kupplungseinrichtung zur Verriegelung des zweiten Koppelelements angeordnet sind. Die Ansteuerung der beiden Aktuatoren 1 und 51 kann durch einen gemeinsamen Druckkreis erfolgen. Die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Aktuators 1 kann wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein. In einer Ausgangsstellung gemäß 12 befindet sich Druck auf dem zweiten Druckmittelanschluss 5, so dass sich beide Aktuatoren 1 und 51 in einer Entriegelungsstellung befinden. Wird das Stellelement 19 durch ein in die Aufnahme einrückendes Koppelelement betätigt, schaltet das Schaltventil 6 in die zweite Schaltstellung mit gekreuzter Leitungsführung, so dass der Aktuator 1 in eine Verriegelungsstellung bewegt wird, obwohl sich der durch denselben Druckkreis angesteuerte zweite Aktuator 51 noch in der Entriegelungsstellung befindet. Wird der zweite Aktuator 51 zur Verriegelung des zweiten Koppelelements durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckmittelanschlusses 5 in die Verriegelungsstellung bewegt, bleibt der erste Aktuator 1 trotzdem in der Verriegelungsstellung.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in 12 gezeigte Ausführungsform beschränkt. So kann jede Kupplung durch die beschriebene Steuereinrichtung und die Ventilanordnung druckmittelbetätigt automatisch und unabhängig von der Druckbeaufschlagung der Druckmittelanschlüsse gesichert werden. Denkbar sind beispielsweise automatische Sicherungen von Anhängerkupplungen von Kraft- und Nutzfahrzeugen.
