DE202008008692U1 - Schnellkupplung - Google Patents

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Abstract

Schnellkupplung zum Verbinden von Hydraulikleitungen, insbesondere für Baumaschinen, mit
einer fest montierten Grundplatte (2), die Kupplungsstecker (3) der zu verbindenden Hydraulikleitungen trägt;
einer Kupplungsplatte (4), die parallel zur Grundplatte (2) verschieblich ist und Kupplungsmuffen (7) der zu verbindenden Hydraulikleitungen trägt;
einem Schwenkarm (14), der einen in Bezug auf die Grundplatte (2) ortsfesten Drehpunkt hat;
einem Spannarm (15), der an der verschieblichen Kupplungsplatte (4) angreift und mit dem Schwenkarm (14) über ein Kniegelenk (24) verbunden ist, so dass Schwenkarm (14) und Spannarm (15) einen Kniehebel bilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellkupplung zum Verbinden von Hydraulikleitungen, wie sie insbesondere für Baumaschinen wie zum Beispiel einen Bagger benötigt werden, um ein hydraulisch betriebenes Arbeitsgerät schnell und einfach an die Druckversorgung anzuschließen oder dieses Arbeitsgerät gegen ein anderes Arbeitsgerät auszuwechseln.
  • Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 005 203 U1 ist eine Schnellkupplung bekannt, bei der die Druckmittelzuführungen mehrerer Druckleitungen an einer Grundplatte angeordnet sind. An der Grundplatte ist ein Zugrahmen aus Zugjochen und Zugstreben beweglich geführt. Mit den Zugjochen ist eine Trägerplatte verbunden, auf welcher die Druckmittelableitungen für die zu verbindenden Druckleitungen angeordnet sind. Die Kupplung kann dadurch geschlossen werden, dass der Zugrahmen gegen die Grundplatte nach hinten bewegt wird und so die mit den Zugjochen verbundene Trägerplatte gegen die Grundplatte gezogen wird. Zum Schließen der Kupplung sind Exzenter vorgesehen, welche über Drehlagerzapfen auf zwei gegenüber liegenden Seiten der Grundplatte drehbar angebracht sind. Die Exzenter sind in einer der Grundplatte drehbar angebracht sind. Die Exzenter sind in einer Verschlussposition selbst gehemmt.
  • In der DE 20 2006 005 203 U1 ist auch ein noch älterer Stand der Technik beschrieben, bei dem an der Grundplatte Spannzangen mit kurvenförmigen Eingriffsschlitzen an koaxialen Drehlagerzapfen drehbar gelagert sind.
  • Spannzangen, die gegen einen Spannzapfen gedreht werden, und Exzenter, die gegen ein Zugjoch drücken, noch dazu gegen die Wirkung von Federn, führen zu einem hohen Kraftaufwand für die Betätigung der Schnellkupplung. Insbesondere dann, wenn gleichzeitig mehrere Hydraulikleitungen schnell miteinander verbunden werden sollen, ist die Funktion der bisher bekannten Schnellkupplungen unzureichend, vor allem benötigt der Schließvorgang zuviel Kraft.
  • Angesichts der geschilderten Nachteile des Stands der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schnellkupplung vorzuschlagen, die schnell, einfach und sicher bedient werden kann und darüber hinaus ein hohes Maß an Sicherheit im Betrieb gewährleistet.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Schnellkupplung mit den im ersten Anspruch angegebenen Merkmalen. Die erfindungsgemäße Schnellkupplung hat eine fest montierte Grundplatte und eine parallel dazu verschiebliche Kupplungsplatte, welche einen oder mehrere Kupplungsstecker bzw. Kupplungsmuffen der zu verbindenden Hydraulikleitungen tragen. Der Schließmechanismus umfasst einen Schwenkarm mit in Bezug auf die Grundplatte ortsfestem Drehpunkt und ferner einen Spannarm, der an der verschließbaren Kupplungsplatte angreift. Der Schwenkarm und der Spannarm sind über ein Kniegelenk miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam einen Kniehebel bilden. Dieser Kniehebel nutzt den Effekt, dass die entstehende Kraft im Bereich des fast ausgestreckten Knies stark verstärkt wird, während die vorhergehende Bewegung mit geringer Kraft, aber hoher Geschwindigkeit erfolgt. Der Totpunkt des Kniehebels kann zur Selbsthemmung ausgenutzt werden, wenn nämlich die verbindenden Gelenke und die Kraftsektoren auf einer Linie liegen und dann eine Bewegung des Hebels ohne Einwirkung einer Kraft quer zur Hauptachse nicht mehr möglich ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Schnellkupplung ist die Grundplatte auf einer Montageplatte fest montiert, wohingegen die Kupplungsplatte auf der Montageplatte verschieblich gelagert ist. Mittels der Montageplatte kann die Schnellkupplung an eine Baumaschine anmontiert werden, so dass sie mit nur einer Hand betätigt werden kann.
  • In vorteilhafter Weiterbildung ist der Schwenkarm von zwei parallelen und im Abstand voneinander angeordneten Schenkeln gebildet, die mit ihren inneren Enden an den Stirnseiten der Grundplatte drehbar befestigt sind. Zweckmäßig sind die äußeren Enden der Schenkel durch eine Griffstange miteinander verbunden, mittels derer die beiden parallelen Schenkel synchron verschwenkt werden können.
  • Zweckmäßig ist auch der Spannarm von zwei beabstandeten Schenkeln gebildet, wobei diese Schenkel über die Kupplungsplatte miteinander verbunden sind.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Schnellkupplung sind der Drehpunkt des Schwenkarms, der Drehpunkt des Spannarms und das von Schwenkarm und Spannarm gebildete Kniegelenk zueinander so angeordnet, dass der Kniehebel bei Erreichen der geschlossenen Stellung der Kupplungsplatte seinen Totpunkt überschritten hat. Dies führt zu einer automatischen Selbsthemmung der geschlossenen Schnellkupplung, die somit selbst dann gegen unbeabsichtigtes Öffnen geschützt ist, wenn sie zum Beispiel auf einer stark rüttelnden Baumaschine montiert ist.
  • Zusätzlich kann auch noch eine mechanische Arretierung vorgesehen sein, die vorzugsweise als Raststange ausgebildet ist, die auf dem Schwenkarm längs verschieblich ist und die bei Erreichen der Endlage des Schwenkarms selbsttätig in eine Rastnut des Spannarms eingreift, so dass das Kniegelenk versteift. Damit bleibt der gestreckte oder überstreckte Kniehebel auch dann noch in seiner Totpunkt-Lage, wenn Kräfte quer zur Hauptachse einwirken.
  • Bei den bisher bekannten Schnellkupplungen sind sowohl die Kupplungsstecker als auch die Kupplungsmuffen fest an zwei sich gegenüber stehenden Platten montiert. Es besteht aber oft der Wunsch, zumindest die Kupplungsmuffen der abgehenden Hydraulikleitungen, die zu einem abnehmbaren Arbeitsgerät gehören, einzeln und ohne Montageaufwand für die Schnellkupplung vorzubereiten. Hierzu kann die Schnellkupplung in erfinderischer Weiterbildung eine Kupplungsplatte aufweisen, die zum Rand hin offene Ausnehmungen hat, in welche die Kupplungsmuffen einfach von oben einsetzbar sind, also ohne Verschraubung. Umgekehrt können die Kupplungsmuffen auch wieder nach oben aus den Ausnehmungen herausgenommen werden.
  • An den Kupplungsmuffen können Adapterringe fest montiert sein, die eine umlaufende Ringnut aufweisen, in welche die Ränder der Ausnehmungen seitlich eingreifen. Weisen die Ausnehmungen in der Kupplungsplatte zudem ebene, zueinander parallele Wandabschnitte auf, die mit ebenen Flächen des Nutengrunds korrespondieren, sitzen die Adapterringe und damit die Kupplungsmuffen verdrehsicher in den Ausnehmungen der Kupplungsplatte, vergleichbar einer Mutter in einem Gabelschlüssel.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Abbildungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Schnellkupplung für zwei Hydraulikleitungen, in einer perspektivischen Ansicht,
  • 2a die Schnellkupplung von 1 mit Schwenkarm in Stellung 95°, in einer Ansicht von der Seite;
  • 2b die Schnellkupplung mit Schwenkarm in Stellung 45°;
  • 2c die Schnellkupplung mit Schwenkarm in Stellung 15°;
  • 2d die Schnellkupplung mit Schwenkarm in Stellung 5°;
  • 2e die Schnellkupplung mit Schwenkarm in Stellung 0°.
  • Die in 1 dargestellte Schnellkupplung hat eine Basis in Form einer ebenen Montageplatte 1 zum Anbau an eine Baumaschine, zum Beispiel einen Bagger, mit hydraulisch betriebenem Arbeitsgerät. Auf die Montageplatte 1 ist eine Grundplatte 2 fest montiert. Montageplatte 1 und Grundplatte 2 stehen senkrecht zueinander. In die Grundplatte 2 sind zwei runde Kupplungsstecker 3 eingeschraubt. Diese Kupplungsstecker 3 gehören zu den ankommenden Hydraulikleitungen (hier nicht dargestellt sind), die das Arbeitsgerät mit Druck versorgen.
  • Gegenüber der Grundplatte 2 ist in einigem Abstand eine Kupplungsplatte 4 angeordnet. Diese weist zwei, zum Rand hin offene Ausnehmungen 5 mit zueinander parallelen Wandabschnitten 6 auf. In diese Ausnehmungen 5 sind von oben Kupplungsmuffen 7 eingesetzt. Hierzu tragen die Kupplungsmuffen 7 spezielle Adapterringe 8, die mittels eines Befestigungsrings 8a und zweier Befestigungsschrauben 8b verdrehsicher anmontiert sind. Diese Adapterringe 8 weisen jeweils eine Ringnut 9 auf. Deren Nutengrund wird gebildet von ebenen Flächen 10, die mit den parallelen Wandabschnitten 6 der Ausnehmungen 5 korrespondieren. Dadurch sitzen die Adapterringe 8 und die damit verbundenen Kupplungsmuffen 7 verdrehsicher in den Ausnehmungen 5 der Kupplungsplatte 4, ähnlich einer Mutter in einem Gabelschlüssel. Die Kupplungsmuffen 7 bilden die Enden der abgehenden Hydraulikleitungen, die mit den Kupplungssteckern 3 der ankommenden Hydraulikleitungen mittels der Schnellkupplung verbunden werden sollen.
  • Die Kupplungsplatte 4 ist in einer Gleitführung 11 parallel zur Grundplatte 2 verschieblich gelagert. Ein vorderer Anschlag 12 und ein hinterer Anschlag 13 (vgl. 2a) begrenzen die transversale Bewegung der Kupplungsplatte 4 auf der Montageplatte 1.
  • In der Abbildung von 1 stehen sich die Kupplungsstecker 3 und die Kupplungsmuffen 7 noch mit geringem Abstand gegenüber, die Schnellkupplung ist also offen. Um die Kupplungsmuffen 7 nun auf die gegenüber liegenden Enden der Kupplungsstecker 3 aufzuschieben, muss die Kupplungsplatte 4 exakt parallel zur Grundplatte 2 bewegt werden. Hierzu ist ein Kniehebel-Mechanismus vorgesehen, der im Wesentlichen aus einem Schwenkarm 14 und einem Spannarm 15 besteht.
  • Der Schwenkarm 14 ist aus zwei beabstandeten Schenkeln 16 und 17 gebildet, deren untere Enden mittels Drehbolzen 18 an den Stirnseiten der Grundplatte 2 so drehbar befestigt sind, dass die Drehachse etwa in der Mitte durch die Grundplatte 2 hindurch verläuft. Die äußeren Enden der Schenkel 16 und 17 sind durch eine Griffstange 19 miteinander verbunden.
  • Auch der Spannarm 15 ist von zwei parallelen und im Abstand voneinander angeordneten Schenkeln 20 und 21 gebildet. Die äußeren Enden dieser Schenkel 20 und 21 sind mittels Drehbolzen 22 an den Stirnseiten der Kupplungsplatte 4 drehbar gelagert. Die Drehachse des Spannarms 15 verläuft also etwa in der Mitte durch die Kupplungsplatte 4 hindurch.
  • Die äußeren Enden der den Spannarm 15 bildenden Schenkel 20 und 21 sind mittels Kniebolzen 23 auf den korrespondierenden Schenkeln 16 bzw. 17, die den Schwenkarm 14 bilden, drehbar gelagert. Schwenkarm 14 und Spannarm 15 sind damit über ein Kniegelenk 24 verbunden, das in 1 eine abgewinkelte Stellung einnimmt, jedoch durch Verschwenken des Schwenkarms 14 in Richtung der Montageplatte 1 gestreckt werden kann.
  • Die den Schwenkarm 14 bildenden Schenkel 16 und 17 tragen an ihren Außenseiten jeweils ein Gabellager 25. Eine Raststange 26 ist in dem Gabellager 25 längsverschieblich gelagert. Die Raststange 26 ist weiter oben zu sätzlich noch in einem Führungsblock 27 gelagert und trägt an ihrem obersten Ende einen Zuggriff 28 in Form eines aufgeschraubten Blättchens. Die Raststange 26 steht unter der Wirkung einer Feder 29, die das untere Ende der Raststange 26 gegen das halbkreisförmig ausgebildete Ende des rechten Schenkels 20 des Spannarms 15 drückt.
  • Anhand der weiteren Abbildungen der 2a bis 2e wird nun der Vorgang des Schließens der Schnellkupplung erklärt:
    2a zeigt die Schnellkupplung genau wie 1 in geöffneter Stellung, in der die Kupplungsplatte 4 so weit von der Grundplatte 2 entfernt ist, dass sich die Kupplungsstecker 3 und die Kupplungsmuffen 7 der zu verbindenden Hydraulikleitungen nicht berühren. Der Schwenkarm 14 ist gegenüber der Montageplatte 1 etwas mehr als rechtwinklig nach oben abgewinkelt, steht also in einem Winkel von 95°. Das Kniegelenk 24 ist maximal abgewinkelt. Der Spannarm 15 steht schräg.
  • Um die Schnellkupplung zu schließen, wird der Schwenkarm 14 mittels der Griffstange 19 in Richtung des Pfeils verschwenkt. In 2b ist der Schwenkarm 14 etwa halb niedergedrückt, so dass der Winkel zwischen dem Schwenkarm 14 und der Montageplatte 1 ca. 45° beträgt. Die Kupplungsplatte 4 ist schon mehr als zwei Drittel ihres Weges nach rechts an die ortsfeste Grundplatte 2 heran gerückt. Das Kniegelenk 24 ist noch etwa halb ausgestreckt. Der Spannarm 15 steht jetzt flacher. Die in die Kupplungsplatte 4 eingesetzten Kupplungsmuffen 7 sind zu etwa zwei Dritteln auf die Kupplungsstecker 3 aufgeschoben.
  • In 2c ist der Schwenkarm 14 noch weiter in Richtung Montageplatte 1 hinuntergedrückt und steht jetzt in der Stellung 15°. Die Kupplungsplatte 4 hat ihre Endstellung fast erreicht, entsprechend sind die Kupplungsmuffen 7 bis auf wenige Millimeter auf die Kupplungsstecker 3 aufgeschoben. Die typische Kinematik des Kniehebels führt dazu, dass ein weiteres Verschwenken des Schwenkarms 14 in Richtung des Pfeils über den Spannarm 15 nur noch in einen kleinen Vorschub der Kupplungsplatte 4 umgesetzt wird. Allerdings ist dabei die Kraft, mit der die Kupplungsmuffen 7 auf die Kupplungsstecker 3 gedrückt werden, nahe am Höchstwert.
  • In 2d ist der Kniehebel im Totpunkt angelangt, d. h., die durch den Drehbolzen 22 definierte Drehachse des Spannarms 15, die (verdeckte) Drehachse des Schwenkarms 14 und die Drehachse durch den Drehbolzen 22 liegen auf einer Linie, die horizontal und parallel zur Montageplatte 1 verläuft. Der Schwenkarm 14 steht gerade noch um 5° schräg gegenüber der Montageplatte 1.
  • Wird der Schwenkarm 14 in Richtung des Pfeils noch etwa weiter nach unten gedrückt, so erreicht er seine horizontale Endlage, wie in 2e zu sehen. Dabei ist das Kniegelenk 24 bereits über den Totpunkt hinaus überstreckt. Bei Erreichen dieser Lage rastet das untere Ende der Raststange 26 unter der Wirkung der Feder 29 in eine Rastnut 30 ein, die am inneren Ende des Schenkels 20 des Spannarms 15 vorgesehen ist (vgl. 2a). Die Schnellkupplung ist vollständig geschlossen und gleichzeitig mechanisch arretiert. Bevor die Schnellkupplung durch umgekehrte Verschwenkung des Schwenkarms 14 wieder geöffnet werden kann, muss durch Ziehen des Zuggriffs 28 die Verrastung zwischen Raststange 26 und Rastnut 30 gelöst werden. Erst dann kann das Kniegelenk 24 abgewinkelt werden.
  • 1
    Montageplatte
    2
    Grundplatte
    3
    Kupplungsstecker
    4
    Kupplungsplatte
    5
    Ausnehmungen (in 4)
    6
    Wandabschnitte (von 5)
    7
    Kupplungsmuffen
    8
    Adapterringe (an 7)
    8a
    Befestigungsring (von 8)
    8b
    Befestigungsschrauben (von 8)
    9
    Ringnut
    10
    Flächen
    11
    Gleitführung
    12
    vorderer Anschlag
    13
    hinterer Anschlag
    14
    Schwenkarm
    15
    Spannarm
    16
    rechter Schenkel (von 14)
    17
    linker Schenkel (von 14)
    18
    Drehbolzen (von 14)
    19
    Griffstange
    20
    rechter Schenkel (von 15)
    21
    linker Schenkel (von 15)
    22
    Drehbolzen (von 15)
    23
    Kniebolzen
    24
    Kniegelenk
    25
    Gabellager (auf 16)
    26
    Raststange
    27
    Führungsblock
    28
    Zuggriff
    29
    Feder
    30
    Rastnut (an 20)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202006005203 U1 [0002, 0003]

Claims (10)

  1. Schnellkupplung zum Verbinden von Hydraulikleitungen, insbesondere für Baumaschinen, mit einer fest montierten Grundplatte (2), die Kupplungsstecker (3) der zu verbindenden Hydraulikleitungen trägt; einer Kupplungsplatte (4), die parallel zur Grundplatte (2) verschieblich ist und Kupplungsmuffen (7) der zu verbindenden Hydraulikleitungen trägt; einem Schwenkarm (14), der einen in Bezug auf die Grundplatte (2) ortsfesten Drehpunkt hat; einem Spannarm (15), der an der verschieblichen Kupplungsplatte (4) angreift und mit dem Schwenkarm (14) über ein Kniegelenk (24) verbunden ist, so dass Schwenkarm (14) und Spannarm (15) einen Kniehebel bilden.
  2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Montageplatte (1) auf der die Grundplatte (2) fest montiert und die Kupplungsplatte (4) verschieblich gelagert ist.
  3. Schnellkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (14) von zwei beabstandeten Schenkeln (16, 17) gebildet ist und die inneren Enden dieser Schenkel an den Stirnseiten der Grundplatte (2) drehbar befestigt sind.
  4. Schnellkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden der Schenkel (16, 17) durch eine Griffstange (19) miteinander verbunden sind.
  5. Schnellkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannarm (15) von zwei beabstandeten Schenkeln (20, 21) gebildet ist und diese Schenkel über die Kupplungsplatte (4) miteinander verbunden sind.
  6. Schnellkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des Schwenkarms (14), der Drehpunkt des Spannarms (15) und das von Schwenkarm und Spannarm gebildete Kniegelenk (24) so zueinander angeordnet sind, dass der Kniehebel bei Erreichen der geschlossenen Stellung der Kupplungsplatte (4) seinen Totpunkt überschritten hat.
  7. Schnellkupplung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine auf dem Schwenkarm (14) längsverschieblich gelagerte Raststange (26), die bei Erreichen der Endlage des Schwenkarms (14) selbsttätig in eine Rastnut (30) des Spannarms (15) eingreift, um das Kniegelenk (24) zu versteifen.
  8. Schnellkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsplatte (4) zum Rand hin offene Ausnehmungen (5) aufweist, in welche die Kupplungsmuffen (7) von oben einsetzbar sind.
  9. Schnellkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmuffen (7) verdrehfest anmontierte Adapterringe (8) aufweisen, die eine Ringnut (9) haben, in welche die, Ränder der Ausnehmungen (5) seitlich eingreifen.
  10. Schnellkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5) in der Kupplungsplatte (4) ebene, zueinander parallele Wandabschnitte (6) aufweisen, die mit ebenen Flächen (10) des Nutengrunds korrespondieren.
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