DE202006003300U1 - Kupplungsteil einer Hydraulik-Steckkupplung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsteil einer – aus zwei zusammensteckbaren und sich dabei selbsttätig gegenseitig öffnende Hauptventile aufweisenden Kupplungsteilen bestehenden – Hydraulik-Steckkupplung, insbesondere drucknehmerseitiger Kupplungsstecker zum Einstecken in eine druckgeberseitige Kupplungsmuffe, mit einer mit dem anderen Kupplungsteil kuppelbaren Kupplungsseite und einer gegenüberliegenden Leitungsseite, wobei das Hauptventil in einer Schließstellung einen Strömungskanal für ein hydraulisches Druckmedium zur Kupplungsseite hin druckdicht gegen einen eventuellen, leitungsseitigen Restdruck verschließt und in einer Öffnungsstellung den Strömungskanal öffnet, wozu das Hauptventil einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden und derart entsprechend einer Steckachse axialbeweglich in einem Ventilgehäuse geführten Ventilkörper aufweist, dass dieser beim Kuppelvorgang mittels eines axial beweglichen Ventilstößels aus der Schließstellung selbsttätig in die von dem Ventilsitz abgehobene Öffnungsstellung gebracht wird.
- Der Begriff "Nehmerseite" bezeichnet die Seite eines Druckmittel-Verbrauchers (Aggregates), und der Begriff "Geberseite" bedeutet die Seite einer den Druck des Druckmittels, insbesondere Hydraulikmediums, aufbauenden Pumpe.
- Bekannte Hydraulik-Kupplungen, beispielsweise genormte Ausführungen gemäß ISO 5675 in Verbindung mit ISO 7241-1 und -2 sowie SAE J 1036, bestehen aus einem Steckerventil und einem Muffenventil, wobei üblicherweise das Steckerventil nehmerseitig (aggregatseitig) und das Muftenventil geberseitig (pumpenseitig) angeordnet werden. In einer üblichen Schnellverschlußausführung wird das Steckerventil in seiner umfänglich abgedichtet in das Muffenventil eingesteckten Kupplungslage über eine Verriegelungseinrichtung lösbar verriegelt. In dieser Kupplungslage öffnen sich die Hauptventile gegenseitig durch direkten stirnseitigen Kontakt der entsprechenden Ventilkörper von Stecker- und Muftenventil. Dies bedeutet, dass beim Einstecken des Steckerventils in das Muffenventil sowohl der Muffen- Ventilkörper als auch der Stecker-Ventilkörper aufgedrückt werden müssen. Dies ist jedoch manuell nur dann möglich, wenn beide Seiten im Wesentlichen drucklos sind. Oft ist aber – vor allem nehmerseitig – ein Restdruck vorhanden, der beispielsweise durch einen mit einer statischen Last belasteten Hydraulikzylinder oder durch einen bei Temperaturanstieg auftretenden Druckanstieg derart hoch sein kann (bis zu 200 bar und mehr), dass ein Öffnen des nehmerseitigen Ventils gegen die sehr hohe, den Ventilkörper beaufschlagende, insbesondere hydraulisch bedingte Ventilkraft manuell nicht möglich ist.
- Es sind deshalb im Stand der Technik verschiedenartige Maßnahmen beschrieben, um auch bei einem vorhandenen Restdruck ein manuelles Kuppeln zu ermöglichen.
- So beschreibt die DE-OS-35 09 371 eine "unter Druck kuppelbare" Muffe (UDK-Muffe), deren Ventilkörper gegenüber dem Stecker-Ventilkörper um den doppelten Ventilhub beweglich ist, so dass das Steckerventil beim Kuppeln zunächst geschlossen bleiben kann. Ein Öffnen erfolgt dann erst durch geberseitigen Druckaufbau, und zwar wenn der geberseitige Druck etwa dem nehmerseitigen Restdruck entspricht. Derartige UDK-Muffenventile sind aber konstruktiv sehr aufwendig und damit teuer, zumal zusätzliche Sperrmittel erforderlich sind, die im Betriebszustand mechanisch oder hydraulisch den doppelten Ventilhub auf den einfachen Hub begrenzen, damit die Kupplung im Betrieb bei einer Hydraulik-Rückströmung nicht ungewollt schließen kann. Die höheren Kosten für die UDK-Ausführung machen sich insbesondere deshalb nachteilig bemerkbar, da es sich bei den betreffenden Hydraulik-Kupplungen um Massenartikel handelt, die in sehr großen Stückzahlen bei hydraulischen Anlagen und Aggregaten aller Art, wie beispielsweise bei Land- und Baumaschinen, eingesetzt werden.
- Es ist weiterhin bekannt (vgl. beispielsweise die
EP 1 353 109 A2 und dieDE 41 01 001 C2 ), in mindestens eines der Kupplungsteile ein Druckentlastungsventil zu integrieren. Dadurch wird beim Kuppeln zunächst bei noch geschlossenem, da druckbedingt nicht zu öffnendem Hauptventil das Druckentlastungsventil kurz geöffnet, bis sich der Restdruck durch Abfließen eines Teils des Druckmittels soweit abgebaut hat, bis das zum Einkuppeln notwendige Öffnen des Hauptventils möglich ist und so das Einkuppeln bis zur Verriegelung erfolgen kann. Das zusätzliche Druckentlastungsventil führt ebenfalls zu einem konstruktiv und wirtschaftlich hohen Aufwand. - Die
DE 196 24 365 C1 beschreibt ein Kupplungsteil, deren Ventilkörper innerhalb des Ventilgehäuses derart gegen eine Druckmittel-Beaufschlagung geschützt angeordnet ist, dass er im geschlossenen Zustand frei von druckbedingten, in axialer Richtung wirkenden Kräften gelagert ist. Dazu ist der Ventilkörper mit einem sich axial in zur Steckrichtung entgegengesetzter Richtung erstreckenden Ventilschaft umfangsgemäß abgedichtet innerhalb eines Abschirmelementes geführt, wobei der Raum innerhalb des Abschirmelementes stets mindestens nahezu drucklos ist. Auch diese Ausführung führt zu einem recht hohen Aufwand, weil der Ventilkörper mit seinem Ventilschaft mittelbar über einen axialbeweglich geführten, ringförmigen Zwischenkolben in dem Abschirmelement geführt ist, wobei der Zwischenkolben ein zusätzliches, schieberartiges Verschlusselement für den Druckmittel-Strömungsweg bildet. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsteil der genannten Art zu schaffen, welches mit konstruktiv einfachen und wirtschaftlichen Mitteln ein manuelles Kuppeln auch unter einem Restdruck von vorzugsweise bis zu 300 bar ermöglicht.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
- Demnach wirkt der Ventilstößel nicht direkt durch mechanische Verbindung gegen den Ventilkörper, sondern erfindungsgemäß mittelbar über einen Kraftübersetzer. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Kraftverstärkung erreicht, indem eine manuell aufzubringende Kupplungskraft (Kraft zum Zusammenstecken der Kupplungsteile) über den integrierten Kraftübersetzer in eine wesentlich höhere, den Ventilkörper beaufschlagende Öffnungskraft umgeformt wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist dazu der Kraftübersetzer als hydraulischer Druckerzeuger mit einer in dem Kupplungsteil integriert angeordneten, mit einem Hydraulikmedium gefüllten Druckkammer ausgebildet. Dabei ist der Ventilstößel mit einem stiftartigen Stößelabschnitt beim Koppelvorgang durch eine Umfangsdichtung hindurch in die Druckkammer hinein verschiebbar. Ein dadurch innerhalb der Druckkammer ansteigender Öffnungsdruck wirkt gegen eine axial zur Kupplungsseite weisende Druckfläche des Ventilkörpers, so dass nach der Formel F = p·A (Kraft = Druck·Fläche) die den Ventilkörper beaufschlagende Öffnungskraft erzeugt wird. Indem die ventilseitige Druckfläche größer als eine axial zur Druckkammer weisende Stößel-Druckfläche des Stößelabschnittes ist, wird nach der Formel F = p·A wegen der Flächendifferenz eine entsprechende Erhöhung der Kraft erreicht. Durch eine bestimmte Auslegung kann dabei erreicht werden, dass mit einer Kuppelkraft von maximal 700 N bis zu einem Restdruck von etwa 300 bar gekuppelt werden kann. Da eine Kraft von bis zu 700 N problemlos allein manuell aufzubringen ist, kann somit das erfindungsgemäße Kupplungsteil auch bei Vorhandensein eines hohen Restdruckes von bis zu 300 bar manuell gekuppelt werden.
- Im Folgenden soll die Erfindung anhand von zwei in den Zeichnungen veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden.
- Dabei zeigen:
-
1 einen stark vergrößerten Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Kupplungsteils in einer ersten Ausführungsform, -
2 in verkleinerter Ansicht das Kupplungsteil nach1 in lagerichtiger Zuordnung mit einem zweiten, zugehörigen Kupplungsteil in einem (noch) getrennten Zustand vor dem Einkuppeln bzw. nach dem Entkuppeln, -
3 bis5 die Kupplungsteile gemäß2 in verschiedenen Zuständen während des Kuppelns, -
6 die Kupplungsteile in der gekuppelten und verriegelten Kupplungslage, -
7 eine zweite, alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kupplungsteils in vergrößerter Axialschnittdarstellung, analog zu1 , -
8 eine Darstellung des Kupplungsteils gemäß7 zusammen mit dem zugehörigen zweiten Kupplungsteil analog zu2 , -
9 und10 Zwischenstellungen beim Kuppeln und -
11 die Kupplungslage analog zu6 . - In den verschiedenen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile stets mit den selben Bezugszeichen versehen und werden daher in Regel auch jeweils nur einmal beschrieben.
- Eine Hydraulik-Steckkupplung ist in aller Regel als Schnellverschlusskupplung mit an sich bekannter Kugelarretierung ausgebildet und besteht aus zwei Kupplungsteilen
2 ,4 , und zwar aus einem Kupplungsstecker2 und einer Kupplungsmuffe4 . Üblicherweise werden der Kupplungsstecker2 auf der Seite eines Verbrauchers bzw. Aggregates (Nehmerseite) und die Kupplungsmuffe4 auf der Seite einer Druckmittelpumpe (Geberseite) angeordnet. Bei bestimmten Anwendungen, wobei (auch) auf der Geberseite ein Restdruck im Hydrauliksystem auftreten kann, kann der Kupplungsstecker2 alternativ auch auf der Geberseite eingesetzt werden. - Der Kupplungsstecker
2 ist mit einem Steckabschnitt6 in eine Aufnahmeöffnung8 der Kupplungsmuffe4 einsteckbar und in der in6 bzw.11 veranschaulichten Kupplungslage insbesondere durch eine Sperrkugel-Verriegelungseinrichtung10 verriegelt. Die Einzelheiten dieser Verriegelung sind Stand der Technik und bedürften daher keiner weiteren Erläuterung. - Jedes Kupplungsteil
2 bzw.4 weist ferner eine mit dem jeweils anderen Kupplungsteil4 bzw.2 zusammensteckbare Kupplungsseite12 und axial gegenüberliegend eine Leitungsseite14 mit einem Druckmittelanschluss16 für jeweils eine nicht dargestellte Druckleitung auf. Jedes Kupplungsteil2 ,4 weist ferner ein inneres Hauptventil18 bzw.20 auf, welches zum Absperren bzw. Öffnen eines Strömungskanals22 zwischen der Leitungsseite14 und der Kupplungsseite12 angeordnet ist. - Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich das nehmerseitige Kupplungsteil, wobei bevorzugt der Kupplungsstecker
2 nehmerseitig angeordnet wird. Deshalb wird im Folgenden schwerpunktmäßig der Kupplungsstecker2 genauer beschrieben. - Das Hauptventil
18 verschließt in einer Schließstellung (1 bis4 sowie7 bis9 ) den Strömungskanal22 zur Kupplungsseite12 hin druckdicht gegen einen eventuellen, von der Leitungsseite14 anstehenden Restdruck pR. In einer Öffnungsstellung (6 und11 ) öffnet das Hauptventil18 den Strömungskanal22 . Dazu weist das Hauptventil18 einen mit einem Ventilsitz24 zusammenwirkenden und derart entsprechend einer Steckachse X axialbeweglich in einem Ventilgehäuse26 geführten Ventilkörper28 auf, dass letzterer beim Kuppelvorgang, d. h. beim Zusammenstecken beider Kupplungsteile2 ,4 , aus der Schließstellung selbsttätig in die von dem Ventilsitz24 abgehobene Öffnungsstellung gebracht wird (siehe den Pfeil30 in5 ,6 ,10 und11 ). Dazu wirkt der Ventilkörper28 mit einem Ventilstößel32 zusammen, der in dem Ventilgehäuse26 derart axial verschiebbar geführt ist, dass er beim Kuppelvorgang durch Anlage an einem innerhalb des anderen Kupplungsteils4 ortsfest (unbeweglich) angeordneten Gegenstößel34 selbsttätig in das Ventilgehäuse26 hineingeschoben wird und zum Öffnen gegen den Ventilkörper28 wirkt. - Wenn nun bei geschlossenem Hauptventil
18 auf der Leitungsseite14 noch ein nehmerseitiger Restdruck pR ansteht, so beaufschlagt dieser eine leitungsseitige Ventil-Druckfläche AV1 des Ventilkörpers28 in Schließrichtung, so dass nach der Formel F = pR·AV1 eine stark druckabhängige, in Schließrichtung wirkende Ventilkraft FV erzeugt wird, die beim Kuppeln zum Öffnen des Hauptventils18 überwunden werden muss. In der Praxis kann der Restdruck pR mit Werten bis über 200 bar sehr hoch sein, so dass ein manuelles Kuppeln nicht ohne Weiteres möglich wäre. - Diesbezüglich ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilstößel
32 mittelbar über einen innerhalb des Ventilgehäuses26 integriert angeordneten Kraftübersetzer36 gegen den Ventilkörper28 wirkt. Dieser Kraftübersetzer36 ist derart ausgelegt, dass er eine den Ventilstößel32 beim Kuppelvorgang zum Verschieben axial beaufschlagende, relativ geringe und daher manuell aufbringbare Kupplungskraft FK in eine den Ventilkörper28 in Öffnungsrichtung beaufschlagende, wesentlich höhere Öffnungskraft FO (siehe5 und10 ) verstärkt, so dass durch die Öffnungskraft FO der Ventilkörper28 auch bei Vorhandensein eines gegenüberliegenden Restdruckes pR und gegen die daraus – zumindest anteilig zusammen mit einer Schließfederkraft – resultierende, in Schließrichtung wirkende hohe Ventilkraft FV in seine Öffnungsstellung gebracht werden kann. - In bevorzugter Ausgestaltung ist der Kraftübersetzer
36 als hydraulischer Druckerzeuger mit einer innerhalb des Kupplungsteils2 abgeschlossenen, mit einem Hydraulikmedium gefüllten Druckkammer38 ausgebildet. Der Ventilstößel32 weist einen axialen, stiftartigen Stößelabschnitt40 auf, der beim Kuppelvorgang abgedichtet, d. h. durch eine Umfangsdichtung42 hindurch, in die Druckkammer38 hinein verschiebbar ist. Entsprechend seinem sich jeweils über die Umfangsdichtung42 hinaus in die Druckkammer38 hinein verschiebenden Volumen wird innerhalb der Druckkammer38 ein Druckanstieg erzeugt. Es entsteht somit ein innerhalb der Druckkammer38 ansteigender Öffnungsdruck pO (nur in3 eingetragen). Dieser Öffnungsdruck PO beaufschlagt eine axial zur Kupplungsseite12 weisende Druckfläche AV2 des Ventilkörpers28 , wodurch nach der Beziehung FO = pO·AV2 die Öffnungskraft erzeugt wird. Indem hierbei die ventilseitige Druckfläche AV2 wesentlich größer als eine axial zur Druckkammer38 weisende Stößel-Druckfläche Ast (1 und7 ) des Stößelabschnittes40 ist, wird eine dem Flächenverhältnis entsprechende Kraftübersetzung erreicht. - Somit ist der Ventilstößel
32 bzw. sein Stößelabschnitt40 nicht direkt mechanisch mit dem Ventilkörper28 verbunden. Dadurch erfolgt beim Kuppelvorgang zunächst nur eine Verschiebung des Ventilstößels32 zusammen mit dem Stößelabschnitt40 , wodurch ein axialer "Freiweg" gewährleistet ist, über den hinweg das Hauptventil18 zunächst noch geschlossen bleibt, weil der innerhalb der Druckkammer38 erzeugte Druck noch nicht zum Öffnen bzw. Abheben des Ventilkörpers28 ausreicht. Über den besagten "Freiweg" hinweg wird erst eine Abdichtung zwischen den beiden Kupplungsteilen2 und4 hergestellt, und der Strömungskanal22 wird in Richtung des anderen Kupplungsteils4 geöffnet. Hierzu wird insbesondere auf die Kupplungsstellungen in4 und9 ,10 hingewiesen. - Bei den dargestellten, bevorzugten Ausführungsformen ist vorteilhafterweise vorgesehen, den druckbedingten Anteil der Ventilkraft FV zu reduzieren bzw. zu minimieren, und zwar durch eine Reduzierung der leitungsseitig druckbeaufschlagbaren Oberfläche des Ventilkörpers
28 . Hierzu ist der Ventilkörper28 auf der zur Leitungsseite14 weisenden Seite derart mittels eines ortsfest in dem Ventilgehäuse26 angeordneten Führungselementes44 geführt, dass seine leitungsseitig mit Druck beaufschlagbare Druckfläche AV1 gegenüber seiner gesamten leitungsseitigen Stirnfläche reduziert ist. Dazu weisen der Ventilkörper28 und das Führungselement44 teleskopartig ineinandergreifende Führungsabschnitte46 und48 mit (mindestens) einer kolbenringartigen Umfangsdichtung50 auf. In der ersten Ausführungsform gemäß1 bis6 sitzt der hohlzylindrisch ausgebildete Führungsabschnitt46 des Ventilkörpers28 außen koaxial auf dem Führungabschnitt48 des Führungselementes44 . In der alternativen Ausführung gemäß7 greift der Führungsabschnitt46 des Ventilkörpers28 in den hohlzylindrischen Führungsabschnitt48 des Führungselementes44 ein. In beiden Fällen ist innerhalb einer zwischen dem Ventilkörper28 und dem Führungselement44 gebildeten Führungskammer52 eine Ventilschließfeder54 angeordnet, die den Ventilkörper28 mit einer Federkraft beaufschlagt, die einen druckunabhängigen Anteil der beim Kuppeln zu überwindenden Ventilkraft FV bildet. Die Führungskammer52 ist über mindestens einen Kanal56 mit der Außenatmosphäre verbunden (belüftet), so dass dieser Bereich gegenüber dem eventuellen Restdruck pR abgeschirmt ist und hier ausschließlich die Federkraft der Ventilschließfeder54 gegen den Ventilkörper28 wirkt. Das Führungselement44 kann als Einsatzteil mit dem Ventilgehäuse26 verschraubt sein, wobei es den Druckmittelanschluss16 aufweisen kann. Hierbei weist das Führungselement44 außerdem Kanäle58 als Strömungspassagen zwischen dem Leitungsanschluss16 und dem Strömungskanal22 zum Ventil18 hin auf. - Der Ventilstößel
32 ist in einer Stößelführung60 unter umfangsgemäßer Abdichtung über eine Dichtung62 axial verschiebbar geführt. Ausgehend von dem Ventilstößel32 erstreckt sich der stiftartige Stößelabschnitt40 mit deutlich reduziertem Querschnitt durch einen innerhalb der Stößelführung60 gebildeten Führungsraum64 und durch die schon erwähnte Umfangsdichtung42 hindurch in die Druckkammer38 hinein. Innerhalb des Führungsraumes64 ist eine den Stößelabschnitt40 koaxial umschließende, den Ventilstößel32 mit einer zur Kupplungsseite12 hin gerichteten Schließkraft beaufschlagende Rückstellfeder66 angeordnet. Dabei ist auch dieser Führungsraum64 mit der Außenatmosphäre verbunden, d. h. belüftet. - In der ersten Ausführungsform gemäß
1 bis6 ist die Stößelführung60 von einem ortsfest in dem Ventilgehäuse26 angeordnete Führungsteil68 gebildet. Dieses Führungsteil68 geht zur Leitungsseite14 hin in einen sich koaxial erstreckenden, hohlzylindrischen Abschnitt70 über, der die Druckkammer38 umschließt und dazu einerseits ein Trennelement72 mit der Umfangsdichtung42 für den Stößelabschnitt40 aufnimmt und andererseits einen Führungsabschnitt74 für den Ventilkörper28 bildet. Hierzu weist der Ventilkörper28 einen sich axial über den Ventilsitz24 hinaus in Richtung zur Kupplungsseite12 hin erstreckenden Führungsansatz76 auf. Dieser axiale Führungsansatz76 des Ventilkörpers28 und der hohlzylindrische Führungsabschnitt74 des Führungsteils68 greifen derart teleskopartig und umfangsgemäß abgedichtet ineinander, dass der Führungsansatz76 mit seiner in den Führungsabschnitt74 weisenden Stirnseite die Ventil-Druckfläche AV2 bildet. Die Druckkammer38 ist somit zwischen dem Trennelement72 und dem Führungsansatz76 gebildet. Die ortsfest innerhalb des Ventilgehäuses26 sitzende Stößelführung60 weist axiale Kanäle78 als Teil des Strömungskanals22 auf. Im Bereich des hohlzylindrischen Abschnittes70 und des Führungsabschnittes74 ist der Strömungskanal22 durch einen radialen Abstand zum Ventilgehäuse26 hin gebildet. Zur Belüftung des Führungsraumes64 , d. h. zur Verbindung nach außen mit der Atmosphäre ist bei dieser bevorzugte Ausführung vorgesehen, dass das Ventilgehäuse26 aus zwei Teilen besteht, die jeweils auf die zylindrische Stößelführung60 aufgeschraubt sind und axial zwischen ihren einander zugekehrten Stirnseiten einen Zwischenraum als Ringkanal80 bilden. In diesen Ringkanal80 mündet von innen her ausgehend von dem Führungsraum64 mindestens ein Querkanal82 . Der Ringkanal80 ist nach außen hin vorzugsweise mit einer Schmutzdichtung84 umschlossen, wobei diese Schmutzdichtung84 derart ausgelegt ist, dass sie einerseits ein Eindringen von Schmutz und dergleichen von außen verhindert, andererseits aber die gewünschte Belüftung des Führungsraumes64 ermöglicht. - Bei der zweiten Ausführungsform gemäß
7 bis11 ist die Stößelführung60 von einem hohlzylindrischen und sich axial über den Ventilsitz24 hinaus in Richtung zur Kupplungsseite12 hin erstreckenden Führungsansatz86 des Ventilkörpers28 gebildet. Dabei ist dieser Führungsansatz86 teleskopartig auf einem koaxial innerhalb des Ventilgehäuses26 ortsfest angeordneten, rohrartigen Führungsteil88 geführt. Das rohrartige Führungsteil88 ist bevorzugt auf seiner zur Leitungsseite14 weisenden Seite fest mit dem Führungselement44 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Gemäß7 ist bei dieser Ausführung die Druckkammer38 aus einer ersten Teilkammer38a und einer zweiten Teilkammer38b gebildet. Die erste Teilkammer38a liegt als Ringraum zwischen einer radialen Stufenfläche90 des Führungsteils88 und einer axial gegenüberliegenden, die Ventil-Druckfläche AV2 bildenden, radialen Stufenfläche92 am Übergang zwischen dem Führungsansatz86 und dem Ventilkörper28 . Die zweite Teilkammer38b liegt ebenfalls als Ringraum axial zwischen einer radialen Ringstufe94 des Stößelabschnittes40 und einer radialen Ringstufe96 des Führungsteils88 . Dabei sind die beiden Teilkammern38a ,38b miteinander über mindestens eine radiale Queröffnung98 des rohrartigen Führungsteils88 und einen radial zwischen dem Führungsteil88 und dem Ventilkörper28 gebildeten Ringspalt99 verbunden. Eine zudem vorgesehene Dichtungsanordnung mit Umfangsdichtungen ergibt sich auch ohne weitere Erläuterungen aus den Zeichnungen. - Zur Belüftung des Führungsraumes
64 ist bei dieser Ausführung gemäß7 vorgesehen, dass der Stößelabschnitt40 zweiteilig ausgebildet ist, er besteht aus einem vorderen, mit dem Ventilstößel32 verbundenen Stiftabschnitt102 und einer rohrartigen Verlängerung104 . Die Belüftung des Führungsraumes64 erfolgt somit über einen Ringspalt zwischen dem Stiftabschnitt102 und der Verlängerung104 und einen weiter zur Leitungsseite14 hin führenden, axialen Kanal100 der Verlängerung104 , wobei die Verlängerung104 endseitig in dem Führungsteil88 verschiebbar geführt ist. Der Kanal100 mündet in eine sich axial an das Führungsteil88 anschließende Kammer106 , die über mindestens eine Queröffnung108 mit der Atmosphäre verbunden ist. Bevorzugt mündet auch der Kanal56 zur Belüftung der Führungskammer52 in die Queröffnung108 . - In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist bei beiden Ausführungsformen vorgesehen, dass der Ventilstößel
32 derart ausgelegt ist, dass in dem mit dem anderen Kupplungsteils4 gekuppelten Zustand – siehe hierzu6 einerseits und11 andererseits – der Ventilkörper28 in seiner Öffnungsstellung axial unmittelbar oder mittelbar an dem Ventilstößel32 mechanisch gegen Schließen abgestützt (blockiert) ist. Dies gewährleistet im gekuppelten Zustand stets die Öffnung des Hauptventils18 , so dass ein womögliches Schließen bei einer hydraulischen Rückströmung vermieden wird. Bei der ersten Ausführung gemäß1 bis6 stützt sich der Ventilkörper28 mittelbar über den Stößelabschnitt40 an dem Ventilstößel32 ab, der seinerseits fest an dem Gegenstößel34 des anderen Kupplungsteils4 abgestützt ist. Bei der alternativen Ausführung gemäß7 bis11 ist eine direkte Abstützung des Ventilkörpers28 vorgesehen, indem sich sein Führungsansatz86 an einem radialen Ringsteg110 auf dem Außenumfang des Ventilstößels32 abstützt. Dieser Ringsteg110 bildet zudem gemäß7 auch einen Endanschlag in Schließrichtung zur Abstützung des Ventilstößels32 an dem Ventilgehäuse26 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder66 . Letzteres gilt analog auch für die andere Ausführungsform gemäß1 bis6 (siehe insbesondere1 und2 ). - Abschließend sei noch erwähnt, dass die Kupplungsteile
2 ,4 bevorzugt in einer sogenannten Flachdichtausführung ausgebildet sind. Der Ventilstößel32 des Kupplungssteckers2 weist auf der Kupplungsseite12 eine ebene, zur Steckachse X senkrechte Stirnfläche112 auf, die in der entkuppelten Schließstellung etwa in einer Ebene mit einer konzentrischen Stirnringfläche114 des Ventilgehäuses26 liegt (siehe1 und7 ). Der Ventilstößel32 weist im Anschluss an die ebene Stirnfläche112 einen zylindrischen Dichtabschnitt116 auf, der in der Schließstellung mit einem korrespondierenden Dichtbereich118 des Ventilgehäuses26 über eine Radialdichtung120 zusammenwirkt. Die Radialdichtung120 ist in einer inneren Ringnut des Ventilgehäuses26 im Dichtbereich118 angeordnet. Somit ist hier eine Art "Vorventil" gebildet, welches beim Kuppeln erst durch den oben beschriebenen Freiweg des Ventilstößels32 geöffnet wird, bevor das Hauptventil18 öffnet. - Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
Claims (16)
- Kupplungsteil (
2 ) einer – aus zwei zusammensteckbaren und sich dabei selbsttätig gegenseitig öffnende Hauptventile (18 ,20 ) aufweisenden Kupplungsteilen (2 ,4 ) bestehenden – Hydraulik-Steckkupplung, insbesondere durcknehmerseitiger Kupplungsstecker (2 ) zum Einstecken in eine druckgeberseitige Kupplungsmuffe (4 ), mit einer mit dem anderen Kupplungsteil (4 ) kuppelbaren Kupplungsseite (12 ) und einer gegenüberliegenden Leitungsseite (14 ), wobei das Hauptventil (18 ) in einer Schließstellung einen Strömungskanal (22 ) für ein hydraulisches Druckmedium zur Kupplungsseite (12 ) hin druckdicht gegen einen eventuellen leitungsseitigen Restdruck (pR) verschließt und in einer Öffnungsstellung den Strömungskanal (22 ) öffnet, wozu das Hauptventil (18 ) einen mit einem Ventilsitz (24 ) zusammenwirkenden und derart entsprechend einer Steckachse (X) axialbeweglich in einem Ventilgehäuse (26 ) geführten Ventilkörper (28 ) aufweist, dass dieser beim Kuppelvorgang mittels eines axial beweglichen Ventilstößels (32 ) aus der Schließstellung selbsttätig in die von dem Ventilsitz (24 ) abgehobene Öffnungsstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet dass der Ventilstößel (32 ) mittelbar über einen integrierten Kraftübersetzer (36 ) zur Erzeugung einer in Öffnungsrichtung wirkenden, derart bemessenen Öffnungskraft (FO) gegen den Ventilkörper (28 ) wirkt, dass der Ventilkörper (28 ) durch die Öffnungskraft (FO) gegen den eventuellen Restdruck (pR) und eine zumindest anteilig daraus durch Beaufschlagung einer leitungsseitigen Ventil-Druckfläche (AV1) resultierende, in Schließrichtung wirkende Ventilkraft (FV) in die Öffnungsstellung bringbar ist. - Kupplungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübersetzer (
36 ) derart ausgebildet ist, dass aus einer beim Kuppelvorgang insbesondere manuell aufzubringenden, relativ geringen Kuppelkraft (FK) durch Übersetzung die relativ höhere Ventil-Öffnungskraft (FO) erzeugt wird. - Kupplungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübersetzter (
36 ) als hydraulischer Druckerzeuger mit einer mit einem Hydraulikmedium gefüllten Druckkammer (38 ) ausgebildet ist, wobei der Ventilstößel (32 ) mit einem stiftartigen Stößelabschnitt (40 ) beim Kuppelvorgang in die Druckkammer (38 ) hinein verschiebbar ist, und wobei ein dadurch innerhalb der Druckkammer (38 ) ansteigender Öffnungsdruck (pO) den Ventilkörper (28 ) über eine axial zur Kupplungsseite (12 ) weisende Druckfläche (AV2) zur Erzeugung der Öffnungskraft (FO) beaufschlagt, wobei die ventilseitige Druckfläche (AV2) größer als eine axial zur Druckkammer (38 ) weisende Stößel-Druckfläche (ASt) des Stößelabschnittes (40 ) ist. - Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
28 ) auf der Leitungsseite (14 ) derart mittels eines ortsfest in dem Ventilgehäuse (26 ) vorgesehen Führungselementes (44 ) geführt ist, dass seine leistungsseitig mit Druck beaufschlagbare Druckfäche (AV1) gegenüber seiner gesamten leitungsseitigen Stirnfäche reduziert ist. - Kupplungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
28 ) und das Führungselement (44 ) teleskopartig ineinandergreifende Führungsabschnitte (46 ,48 ) mit einer kolbenringartigen Umfangsdichtung (50 ) aufweisen. - Kupplungsteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer zwischen dem Ventilkörper (
28 ) und dem Führungselement (44 ) gebildeten Führungskammer (52 ) eine Ventilschließfeder (54 ) angeordnet ist, wobei die Führungskammer (52 ) mit der Außenatmosphäre verbunden ist. - Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (
32 ) axial verschiebbar und umfangsgemäß über eine Dichtung (62 ) abgedichtet in einer Stößelführung (60 ) geführt ist, wobei sich der stiftartige Stößelabschnitt (40 ) mit reduziertem Querschnitt durch einen innerhalb der Stößelführung (60 ) gebildeten Führungsraum (64 ) und durch eine Dichtung (42 ) hindurch in die Druckkammer (38 ) hinein erstreckt. - Kupplungsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Führungsraumes (
64 ) eine den Ventilstößel (32 ) beaufschlagende Rückstellfeder (66 ) angeordnet ist, wobei der Führungsraum (64 ) mit der Außenatmosphäre verbunden ist. - Kupplungsteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelführung (
60 ) von einem ortsfest in dem Ventilgehäuse (26 ) angeordneten Führungsteil (68 ) gebildet ist, wobei das Führungsteil (68 ) vorzugsweise mit einem zur Leitungsseite (14 ) hin verlängerten, hohlzylindrischen Abschnitt (70 ) die Druckkammer (38 ) umschließt und dazu einerseits ein Trennelement (72 ) mit der Dichtung (42 ) für den Stößelabschnitt (40 ) aufnimmt und andererseits einen Führungsabschnitt (74 ) für den Ventilkörper (28 ) bildet. - Kupplungsteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (
74 ) und ein axialer Führungsansatz (76 ) des Ventilkörpers (28 ) derart teleskopartig und abgedichtet ineinandergreifen, dass der Führungsansatz (76 ) mit seiner der zwischen sich und dem Trennelement (72 ) gebildeten Druckkammer (38 ) zugewandten Stirnseite die Ventil-Druckfläche (AV2) bildet. - Kupplungsteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelführung (
60 ) von einem hohlzylindrischen und sich axial zur Kupplungsseite (12 ) hin erstreckenden Führungsansatz (86 ) des Ventilkörpers (28 ) gebildet ist. - Kupplungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsansatz (
86 ) teleskopartig auf einem koaxial innerhalb des Ventilgehäuses (26 ) ortsfest angeordneten, rohrartigen Führungsteil (88 ) geführt ist. - Kupplungsteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (
38 ) aus einer ersten Teilkammer (38a ) zwischen einer radialen Stufenfläche (90 ) des Führungsteils (88 ) und einer axial gegenüberliegenden, die Ventil-Druckfläche (AV2) bildenden, radialen Stufenfläche (92 ) am Übergang zwischen dem Führungsansatz (86 ) und dem Ventilkörper (28 ) sowie einer zweiten Teilkammer (38b ) zwischen aixal gegenüberliegenden Ringstufen (94 ,96 ) des Stößelabschnittes (40 ) und des Führungsteils (88 ) besteht, wobei die zwei Teilkammern (38a ,38b ) miteinander über mindestens eine Queröffnung (98 ) des rohrartigen Führungsteils (88 ) und einen radial zwischen dem Führungsteil (88 ) und dem Ventilkörper (28 ) gebildeten Ringspalt (100 ) verbunden sind. - Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (
32 ) derart ausgelegt ist, dass in dem mit dem anderen Kupplungsteil (4 ) gekuppelten Zustand der Ventilkörper (28 ) in seiner Öffnungsstellung axial unmittelbar oder mittelbar an dem Ventilstößel (32 ) mechanisch gegen Schließen abgestützt ist. - Kupplungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine stirnseitig flachdichtende Ausbildung, wobei der Ventilstößel (
32 ) auf der Kupplungsseite eine ebene, zur Steckachse (X) senkrechte Stirnfläche (112 ) aufweist, die in der entkuppelten Schließstellung etwa in einer Ebene mit einer konzentrischen Stirnringfläche (114 ) des Ventilgehäuses (26 ) liegt. - Kupplungsteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (
32 ) im Anschluss an die ebene Stirnfläche (112 ) einen zylindrischen Dichtabschnitt (116 ) aufweist, der in der Schließstellung mit einem korrespondierenden Dichtbereich (118 ) des Ventilgehäuses (26 ) über eine Radialdichtung (120 ) zusammenwirkt.
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