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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnellkuppler zum Ankuppeln eines Werkzeugs wie beispielsweise Baggerlöffel, Schalengreifer oder Abbruchzangen an einen Werkzeugführer wie Baggerstiel oder dergleichen, mit einer Ankuppelaufnahme zum Aufnehmen eines ersten Verriegelungsteils und einer Verriegelungsaufnahme zum Aufnehmen eines zweiten Verriegelungsteils, wobei die Ankuppelaufnahme ein druckmittelbetätigbares Sicherungselement zum Fangen und/oder Sichern des ersten Verriegelungsteils in der Ankuppelaufnahme zugeordnet ist und der Verriegelungsaufnahme ein druckmittelbetätigbares Verriegelungselement zum Verriegeln des zweiten Verriegelungsteils in der Verriegelungsaufnahme zugeordnet ist.
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An Baumaschinen wie beispielsweise Hydraulikbaggern oder Gelenkgreifern wie beispielsweise Holzhandhabungsmaschinen oder Abbruchgeräten oder ähnlichen Materialumschlagmaschinen werden häufig Schnellkuppler zum Ankuppeln verschiedener Werkzeuge wie beispielsweise Räumlöffel, Schalengreifer oder Abbruchzangen an einen Baggerstiel oder ähnliche Werkzeugführer wie Knickarmauslegern verwendet, um verschiedene Werkzeuge ohne lange Umrüstzeiten verwenden zu können. Derartige Schnellkuppler können als Verriegelungselemente insbesondere zwei voneinander beabstandete Verriegelungsachsen an einem Kupplungsteil aufweisen, während der andere Kupplungsteil, insbesondere der baggerstielseitige Kupplungsteil eine vorzugsweise hakenförmige Ankuppelaufnahme zum Einhaken an einer ersten der beiden Verriegelungsachsen und eine Verriegelungsaufnahme zum Verriegeln an der zweiten Verriegelungsachse aufweisen kann. Nach Einhaken der ersten Verriegelungsachse in der Ankuppelaufnahme können die beiden Kupplungsteile zueinander verschwenkt werden, wobei die in der Ankuppelaufnahme sitzende Verriegelungsachse die Drehachse bildet, so dass die zweite Verriegelungsachse in die Verriegelungsaufnahme einfährt bzw. hineingeschwenkt wird, wo die genannte zweite Verriegelungsachse dann durch ein Verriegelungselement wie beispielsweise einen ausfahrbaren Keil verriegelt werden kann, so dass es gleichzeitig auch nicht mehr möglich ist, die erste Verriegelungsachse aus der Ankuppelaufnahme herauszubewegen. Die genannten Verriegelungsachsen an dem einen Kupplungsteil können dabei von Verriegelungsbolzen gebildet werden, die sich am entsprechenden Kupplungsteil insbesondere parallel zueinander erstrecken können, wobei anstelle solcher Bolzen jedoch ggf. auch andere Strukturteile des Kupplungsteils wie beispielsweise vorspringende Nasen, Achsschenkel, Eingriffsstumpfe in Form von Vorsprüngen oder Ausnehmungen beispielsweise in Form von Taschen als Verriegelungsteil dienen können, die an die Ankuppelaufnahme bzw. die Verriegelungsaufnahme des anderen Kupplungsteils formangepasst sind.
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Um nach dem Einhaken der genannten ersten Verriegelungsachse in die Ankuppelaufnahme zu verhindern, dass sich beim genannten Schwenkvorgang die erste Verriegelungsachse wieder aus der Ankuppelaufnahme löst, wurde bereits vorgeschlagen, der Ankuppelaufnahme ein Sicherungselement beispielsweise in Form eines federgespannten Schnappkeils zuzuordnen, der beim Einhaken der Verriegelungsachse in die Ankuppelaufnahme die Verriegelungsachse fängt und in der Ankuppelaufnahme sichert. Beim Einfahren der Verriegelungsachse in die Ankuppelaufnahme wird der Sicherungsschnapper zurückgedrückt, bis die vollständig eingehakte Position erreicht ist, so dass der Sicherungsschnapper wieder zurückschnappen und den Ausfahrweg aus der Ankuppelaufnahme heraus blockieren kann. Um beim Abbau eines Werkzeugs nach dem Entriegeln der Verriegelungsaufnahme auch die erste Verriegelungsachse aus der Ankuppelaufnahme herausfahren bzw. aushaken zu können, muss dieses Sicherungselement wieder gelöst bzw. in seine freigebende Stellung verbracht werden. Dies kann druckmittelbetätigt erfolgen, beispielsweise durch einen einfach wirkenden Druckmittelzylinder, welcher das Sicherungselement entgegen seiner Federvorspannung in die verriegelnde bzw. blockierende Stellung zurück in die freigebende Stellung fahren kann. Hierdurch kann ein Absteigen des Maschinenführers bzw. ein händisches Betätigen vermieden werden.
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Um den eigentlichen, im Betrieb Kraft übertragenden Verriegelungsmechanismus, durch den das zweite Verriegelungselement beispielsweise in Form einer Verriegelungsachse in der Verriegelungsaufnahme fixiert wird bzw. verriegelt wird, von der Betätigung des der Ankuppelaufnahme zugeordneten Sicherungselements unabhängig zu machen, wird das Freischalten bzw. Lösen des genannten Sicherungselements an der Ankuppelaufnahme durch einen separaten Druckmittelkreis bewerkstelligt, der vom Druckmittelkreis zur Betätigung des Verriegelungsmechanismus unabhängig steuerbar ist bzw. hiervon separat ausgebildet ist. Diese Entkoppelung wird vorgenommen, um zu verhindern, dass Störungen am Sicherungselement nicht auf den eigentlichen Verriegelungsmechanismus übergreifen können und im Betrieb ein ungewolltes Lösen der Kupplerverriegelung bewirken können. Derartige Störungen könnten beispielsweise Druckverluste an beispielsweise Dichtelementen sein, die in zum Sicherungselement der Ankuppelaufnahme führenden Druckkreisabschnitten vorgesehen sind. Einen solchen Schnellkuppler mit voneinander entkoppelten, separaten Druckkreisen für die Betätigung des Verriegelungsmechanismus und der Entriegelung des Sicherungselements an der Ankuppelaufnahme zeigt beispielsweise die Schrift
EP 1852555 A2 .
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Da in der Praxis in der Vergangenheit vielfach verkaufte und immer noch in Benutzung befindliche Schnellkuppler des genannten Typs nicht mit einem solchen zusätzlichen Sicherungselement an der Ankuppelaufnahme versehen waren/sind, wäre es wünschenswert, eine solche Zusatzsicherung an der Ankuppelaufnahme nicht nur bei Neugeräten, d. h. neuen Schnellkupplern vorzusehen, sondern auch an alten Schnellkupplern nachrüsten zu können. Die in der genannten Schrift
EP 1852555 A2 gezeigte Lösung ist zwar grundsätzlich auch für die Nachrüstung schon existenter Schnellkuppler geeignet, benötigt aufgrund des separaten Druckkreises zur Betätigung des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme jedoch drei Hydraulikanschlüsse, nämlich zwei Anschlüsse zur Betätigung des eigentlichen Verriegelungsmechanismusses und einen weiteren Druckanschluss zum Entriegeln des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme. Vielfach sind an vorhandenen Geräten jedoch nur zwei Hydraulikdruckanschlüsse vorhanden, so dass die Nachrüstung mit einer solchen Zusatzsicherung an der Ankuppelaufnahme oft nicht möglich ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schnellkuppler der genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine einfach zu betätigende Zusatzsicherung an der Ankuppelaufnahme geschaffen werden, die keine erhöhte Anzahl an Druckmittelanschlüssen benötigt.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Schnellkuppler gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird also vorgeschlagen, die eigentliche, im Betrieb Kraft übertragende Verriegelungseinrichtung an der Verriegelungsaufnahme des Schnellkupplers und die Zusatzsicherung an der Ankuppelaufnahme durch einen gemeinsamen Druckkreis zu betätigen und dabei eine intelligente Anbindung der Zusatzsicherung an den genannten Druckkreis vorzusehen, die das Vorhandensein bzw. Nicht-Vorhandensein des ersten Verriegelungsteils in der Ankuppelaufnahme berücksichtigt. Je nachdem, ob und in welcher Phase des Kupplungsprozesses sich der erste Verriegelungsteil in der Ankuppelaufnahme befindet, wird der Entriegelungsdruck oder der Verriegelungsdruck der Hauptverriegelung auf den Stellaktor des Sicherungselements der Zusatzsicherung geschaltet oder davon abgetrennt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme ebenfalls von dem Druckkreis zur Betätigung des Verriegelungselements der Verriegelungsaufnahme betätigbar ist, wobei das Sicherungselement über ein Schaltventil, das von einem an der Ankuppelaufnahme angeordneten Taster zum Erfassen des Verriegelungsteils steuerbar ist, an den Druckkreis angeschlossen ist. Der Taster erfasst, ob sich der erste Verriegelungsteil in der Ankuppelaufnahme befindet bzw. in diese einfährt oder aus dieser ausfährt, und steuert das Schaltventil an, um das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme in geeigneter Weise wahlweise mit dem Entriegelungsdruckanschluss, dem Verriegelungsdruckanschluss und/oder dem Tank des Druckkreises zu verbinden.
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Der genannte Taster kann dabei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein, beispielsweise einen berührungslos arbeitenden Sensor umfassen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung jedoch kann der Taster eine mechanische, mit Berührung arbeitende Ausbildung besitzen und den Verriegelungsteil in bzw. an der Ankuppelaufnahme taktil erfassen. Insbesondere kann der Taster einen beweglich gelagerten Tasterkopf aufweisen, der durch den in die Ankuppelaufnahme einfahrenden und/oder ausfahrenden ersten Verriegelungsteil betätigbar ist. Der einfahrende Verriegelungsteil kann den Tasterkopf zurückdrücken oder wegschwenken oder in anderer Weise bewegen, was der Taster in eine Stellbewegung des Schaltventils umsetzen kann. Hierzu kann der Taster in geeigneter Weise mit dem Schaltventil durch ein geeignetes Kupplungs- und/oder Verbindungsglied, ggf. auch direkt, oder auch indirekt über eine Ventilanordnung gekuppelt bzw. verbunden sein. Neben einer mechanischen Anbindung des Tasters an das Schaltventil kann auch eine hydraulische oder ggf. auch pneumatische Anbindung des Tasters an das Schaltventil vorgesehen sein, wobei bei hydraulischer/pneumatischer Anbindung die Stellbewegung des Tasters die vorgenannte Ventilanordnung in ihrer Ventilstellung beinflußt, was dann in eine Beinflussung der Schaltstellung des Schaltventils, das das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme steuert, umgesetzt wird.
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Um die Beaufschlagung des Sicherungselements mit dem Verriegelungs- bzw. Entriegelungsdruck des gemeinsamen Druckkreises nicht nur in Abhängigkeit der ertasteten Position des ersten Verriegelungsteils in oder an der Ankuppelaufnahme steuern zu können, sondern hierfür auch den Schaltzustand des Druckkreises und/oder den Verriegelungszustand der Hauptverriegelung berücksichtigen zu können, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung der genannte Taster – insbesondere bei mechanischer Ausbildung der Anbindung des Tasters an das Schaltventil – eine in verschiedene Schaltstellungen bringbare Tasterkupplung umfassen, die je nach Schaltstellung Bewegungen des Schaltventils gegenüber dem Tasterkopf zulässt oder nicht zulässt bzw. dem Schaltventil einen Freigang gegenüber dem Tasterkopf gibt oder eine Tasterkopfbewegung zwingend in eine Schaltstellung des Schaltventils umsetzt.
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Insbesondere kann die genannte Tasterkupplung nach Art einer Kugelschreibermechanik ausgebildet und durch Tastenbetätigung zyklisch zwischen zwei Kupplungszuständen schaltend ausgebildet sein. Insbesondere kann die genannte Tasterkupplung derart beschaffen sein, dass die Tasterkupplung in eine sperrende Schaltung schaltet und/oder den Tasterkopf in zumindest einer Richtung bewegungsübertragend mit dem Schaltventil verbindet dann, wenn der Tasterkopf vollständig ausfährt bzw. bei leere Ankuppelaufnahme in seine Grundstellung verfährt, beispielsweise durch eine entsprechende Federvorspannung oder induziert durch das Ausfahren des Verriegelungsteils aus der Ankuppelaufnahme. Ist die Tasterkupplung durch vollständiges Ausfahren in die bewegungsübertragende Stellung geschaltet, führt ein Einfahren des Verriegelungsteils in die Ankuppelaufnahme zu einer entsprechenden Tasterbewegung, die dann in eine entsprechende Schaltbewegung des Schaltventils umgesetzt wird.
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Andererseits kann die Tasterkupplung derart beschaffen sein, dass die Tasterkupplung in eine Freigangstellung bzw. Freilaufstellung geschaltet wird bzw. der Tasterkopf gegenüber dem Schaltventil einen Freigang erhält dann, wenn der Tasterkopf vollständig eingefahren wurde bzw. der Tasterkopf von dem in die Ankuppelaufnahme einfahrenden Verriegelungsteil vollständig in die Ankuppelstellung gezwungen wurde. In dieser Freigangstellung der Tasterkupplung kann die Schaltstellung des Schaltventils dann auf andere Weise beeinflusst werden, beispielsweise durch einen hydraulischen Druck vom Druckkreis her und/oder durch eine Federvorspannung. Hierdurch lässt sich einerseits das Ein- und Ausfahren des Verriegelungsteils in die Ankuppelaufnahme in eine definierte Schaltstellung des Schaltventils umsetzen, andererseits kann das Schaltventil auch in anderer Weise betätigt werden, je nachdem, in welchem Zustand sich die Tasterkupplung befindet.
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Die genannte Tasterkupplung kann vom Prinzip her wie eine aus Kugelschreibern bekannte Kugelschreibermechanik funktionieren. Insbesondere kann die Tasterkupplung einen je nach Schaltstellung unterschiedlich langen Übertrager aufweisen, der zwischen dem beweglich gelagerten Tasterkopf und dem Schaltventil angeordnet ist und das Schaltventil nach Art eines Stößels in eine bestimmte Schaltstellung bewegen kann. Ist der Übertrager in seiner langen Stellung am Tasterkopf fixiert, kann der Tasterkopf das Schaltventil wegdrücken, ist der Übertrager indes nur in seiner kurzen Stellung am Tasterkopf fixiert oder gegenüber dem Tasterkopf freigängig, kann sich das Schaltventil gegenüber dem Tasterkopf bewegen, auch wenn der Tasterkopf auf das Schaltventil zu bewegt ist.
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Die drucksteuerungstechnische Anbindung des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme an den Druckkreis der Hauptverriegelung kann grundsätzlich verschieden beschaffen sein. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das genannte Schaltventil zumindest zwei Schaltstellungen umfassen, in denen das Schaltventil in unterschiedlicher Weise die Entriegelungsdruckseite und/oder die Verriegelungsdruckseite und/oder den drucklosen Tankanschluss des Druckkreises mit dem zumindest einen Stellaktor des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme verbindet oder daran vorbei leitet. In vorteilhafter Weiterbildung kann das Schaltventil dabei in eine erste der genannten zumindest zwei Schaltstellungen vorgespannt sein, beispielsweise durch eine Federeinrichtung und über eine Steuerdruckleitung an den Druckkreis angebunden sein, um mit einem vom Druckkreis abgezweigten Steuerdruck das Schaltventil entgegen der genannten Vorspannung in die zweite Schaltstellung zu bringen.
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Je nach Ausbildung des Druckkreises und der Verschaltung der Hauptverriegelung kann die genannte Steuerdruckleitung dabei an verschiedene Stellen bzw. Druckleitungen des Druckkreises angebunden sein und kann das Schaltventil in verschiedener Weise an die Verriegelungsdruckseite und/oder Entriegelungsdruckseite des Druckkreises der Hauptverriegelung angebunden sein. Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der Steuerdruck für das Schaltventil von der Verriegelungsdruckseite des Druckkreises abgeleitet sein, mit der die Hauptverriegelung verriegelt wird, und/oder kann die Steuerdruckleitung mit einer Verriegelungs-Druckleitung zum Verriegeln des Verriegelungselements der Verriegelungsaufnahme verbunden sein, um das Schaltventil über den Steuerdruck dann in die zuvor genannte zweite Schaltstellung zu bringen, wenn die Hauptverriegelung verriegelt wird bzw. mit Verriegelungsdruck beaufschlagt wird.
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Insbesondere dann, wenn der Verriegelungsdruck der Hauptverriegelung als Steuerdruck für das Schaltventil verwendet wird, kann es vorteilhaft sein, dass das Schaltventil in der ersten Schaltstellung die Entriegelungsdruckleitung zum Entriegeln der Hauptverriegelung mit einer Entriegelungskammer des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme verbindet und/oder eine ggf. vorhandene Verriegelungskammer des genannten Sicherungselements drucklos auf einen Tank des Systems schaltet und/oder auf die Verriegelungsdruckleitung der Hauptverriegelung. in der ersten Schaltstellung kann das Schaltventil nämlich insbesondere dann sein, wenn kein Steuerdruck das Schaltventil in die zweite Schaltstellung zwingt, d. h. kein Verriegelungsdruck an der Hauptverriegelung anliegt, sondern beispielsweise Entriegelungsdruck zum Entriegeln der Hauptverriegelung vorliegt. Dementsprechend wird die Entriegelungskammer des Sicherungselements ebenfalls mit dem Entriegelungsdruck beaufschlagt, so dass auch die Zusatzverriegelung entriegelt. Möglicherweise noch in der Verriegelungskammer des Sicherungselements befindliches Fluid kann über die Verriegelungsdruckleitung der Hauptverriegelung oder ggf. auch direkt in den Tank abfließen.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Schaltventil in der zweiten Schaltstellung die Verriegelungsdruckleitung der Hauptverriegelung mit einer Verriegelungskammer des Sicherungselements der Ankuppelaufnahme verbinden bzw. den Verriegelungsdruck der Hauptverriegelung auf eine optional vorhandene Verriegelungskammer des Sicherungselements geben, und/oder andererseits die Entriegelungskammer des Sicherungselements drucklos auf den Tank schalten, ggf. direkt oder über die Entriegelungsdruckleitung, die in der Regel drucklos sein wird, wenn die Verriegelungsdruckseite der Hauptverriegelung druckbeaufschlagt ist.
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Der Stellaktor für das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann ein doppelt wirkender Stellaktor mit dem genannten Sicherungselement verbunden sein, wobei der genannte Stellaktor eine Entriegelungskammer und eine Verriegelungskammer besitzt, um das Sicherungselement entriegeln und verriegeln zu können, je nachdem, welche der beiden Druckkammern druckbeaufschlagt wird. Mit einer solchen doppelt wirkenden Ausbildung des Stellaktors kann ein einzelner Stellaktor für das Sicherungselement ausreichend sein.
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In alternativer Weiterbildung der Erfindung können aber auch zwei einfach wirkende Stellaktoren zum Verriegeln bzw. Entriegeln des Sicherungselements vorgesehen sein, insbesondere derart, dass die Stellzylinder das Sicherungselement jeweils nach dem Stößelprinzip in nur eine Richtung bewegen können. Der eine Stellaktor besitzt eine Verriegelungskammer und bildet den Verriegelungszylinder, der das Sicherungselement bei Druckbeaufschlagung verriegelt und den Entriegelungszylinder dabei zurückstellt, während der andere Zylinder den Entriegelungszylinder bildet und eine Entriegelungskammer besitzt, bei deren Druckbeaufschlagung das Sicherungselement entriegelt und der Verriegelungszylinder rückgestellt wird.
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In weiter alternativer Ausbildung der Erfindung kann aber auch mit nur einem einfach wirkenden Stellzylinder am Sicherungselement gearbeitet werden, insbesondere dann, wenn das Sicherungselement mit einer Vorspanneinrichtung beispielsweise in Form einer Federeinrichtung in eine Stellung vorgespannt ist. Insbesondere kann das Sicherungselement in die verriegelnde Stellung vorgespannt sein und/oder derart ausgebildet und angeordnet sein, dass beim Einfahren des ersten Verriegelungsteils in die Ankuppelaufnahme das Sicherungselement aufgedrückt wird und dann, wenn das Sicherungselement zumindest näherungsweise vollständig in die Ankuppelaufnahme eingefahren ist, unter der Vorspannkraft automatisch zurückschnappt in die Verriegelungsstellung. Der Stellaktor kann dann dazu verwendet werden, das Sicherungselement entgegen der Vorspannung zu entriegeln, wobei der Stellaktor einen Entriegelungszylinder bildet und eine Entriegelungskammer besitzt, die in der vorgenannten Weise über das Schaltventil mit Druck beaufschlagt bzw. zum Tank hin abgelassen werden kann.
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Wird mit nur einem einfach arbeitenden Stellaktor für das Sicherungselement gearbeitet, kann die Verriegelungs-Druckleitung der Hauptleitung mit dem Steuereingang des Ventils verbunden sein, um den Verriegelungsdruck als Steuerungsdruck zu nutzen, und/oder andererseits mit einem Rückflussanschluss des Schaltventils verbunden sein, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils, welches nur den Abfluss vom Schaltventil zurück in die – dann drucklose – Verriegelungsdruckleitung ermöglicht. Ein Durchschalten des Verriegelungsdrucks auf den Stellaktor des Sicherungselements der Zusatzsicherung braucht nicht vorgesehen werden. Das Schaltventil schaltet in einer Schaltstellung die Entriegelungs-Druckleitung der Hauptverriegelung auf die Entriegelungskammer des Sicherungselements durch, während das Schaltventil in einer zweiten Schaltstellung die Entriegelungskammer des Sicherungselements auf den Tank des Systems durchschaltet, um das Verriegeln des Sicherungselements zu ermöglichen, sei es durch eine direkte Verbindung zum Tank oder über die genannte, rückschlagventilbeschaltete Verbindungsleitung zur Verriegelungs-Druckleitung, die dann drucklos ist.
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Das dem Sicherungselement der Ankuppelaufnahme zugeordnete bzw. vorgeschaltete Schaltventil muss mit dem Taster nicht mechanisch gekoppelt sein, sondern kann auch hydraulisch an den Taster angebunden sein, und zwar insbesondere über eine Ventilanordnung, durch die das Schaltventil bei Verschieben des Tasters durch das in die Ankuppelaufnahme einfahrende Kupplungsteil über eine Ventilanordnung derart gesteuert wird, dass das Sicherungselement bzw. der damit verbundene Aktuator auch bei einer Druckbeaufschlagung des Entriegelungs-Druckanschlusses in die Verriegelungsstellung bewegbar ist. Die Ventilanordnung steuert das Schaltventil insbesondere erst dann an, wenn das Kupplungsteil vollständig in die Ankuppelaufnahme eingefahren ist und über den Taster die Ventilschaltung betätigt wird. Das durch die Ventilanordnung angesteuerte druckmittelbetätigte Schaltventil ermöglicht dabei eine Bewegung des Sicherungselements bzw. des diesem zugeordneten Aktuators, ohne dass hierzu die Druckbeaufschlagung vom Entriegelungs-Druckanschluss auf den Verriegelungs-Druckanschluss umgestellt werden müsste. Hierdurch kann eine schnelle und automatische Sicherung des Kupplungsteils in der Ankuppelaufnahme erzielt werden.
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Durch die Ventilanordnung kann das druckmittelbetätigte Schaltventil für das Sicherungselement derart gesteuert werden, dass bei eingefahrenem Taster und einem Wechsel der Druckbeaufschlagung vom Entriegelungs-Druckanschluss auf den Verriegelungs-Druckanschluss der Aktuator des Sicherungselements in der gewollten Verriegelungsstellung bleibt. Eine ungewollte Freigabe des Kupplungselements aus der Ankuppelaufnahme kann hierdurch vermieden werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Ventilanordnung zwei durch den Taster zeitlich versetzt zueinander umschaltbare Ventile enthalten, die durch ein erstes Ventil und eine in Reihe dazu geschaltetes zweites Ventil gebildet sein können. Das zeitliche versetzte Umschalten kann beispielsweise durch einen räumlichen Versatz der Ventile in Betätigungsrichtung des Tasters oder durch entsprechende Ausgestaltung der Ventile erfolgen. In einer Ausgangsstellung bei nicht betätigtem Taster kann das erste Ventil vorteilhafterweise geöffnet und das zweite Ventil gesperrt sein.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können das erste und das zweite Ventil als federvorgespannte Wegeventile ausgebildet sein, die in einer geöffneten Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in der gesperrten Stellung eine von der Strömungsrichtung abhängige Rückschlagfunktion gewährleisten können.
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Vorteilhafterweise kann die Ventilanordnung ein zu dem vorgenannten ersten Ventil paralleles und durch den Druckstrom abwärts des ersten Ventils geschaltetes drittes Ventil umfassen. Dieses Ventil kann eine Selbsthaltefunktion aufweisen, so dass es möglich ist, das durch den Taster und die Ventilschaltung betätigte Schaltventil getrennt von der Druckbeaufschlagung des Entriegelungs- oder Verriegelungs-Druckmittelanschlusses anzusteuern.
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Das genannte dritte Ventil kann in einer Stellung einen richtungsunabhängigen freien Durchgang und in einer anderen Stellung eine von der Strömungsrichtung des Druckmittels abhängige Rückschlagfunktion gewährleisten. Hierzu 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 eine von der Strömungsrichtung abhängige Rückschlagfunktion gewährleistet. Um die Selbsthaltefunktion zu ermöglichen, kann das dritte Ventil über eine Pilotleitung gesteuert werden, wobei der Druck in der genannten Pilotleitung das als Wegeventil ausgebildete dritte Schaltventil gegen die Kraft der Feder schaltet.
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Alternativ oder zusätzlich kann das dritte Ventil als ein sperrbares Rückschlagventil ausgebildet sein, wobei die Steuerung des entsperrbaren Rückschlagventils ebenfalls über eine Pilotleitung erfolgen kann.
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Das erste Ventil, das zweite Ventil und der Taster können in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und robusten Aufbau mit einer geringen Anzahl an Leitungen.
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Das erste Ventil kann einen ersten Ventilkörper und das zweite Ventil kann einen zweiten Ventilkörper aufweisen, wobei die genannten Ventilkörper sowie der Taster koaxial zueinander und längsverschiebbar in dem Gehäuse angeordnet sein können. Hierdurch wird ebenfalls eine kompakte und damit Platz sparende Bauweise erreicht, wobei durch die koaxiale Anordnung auch eine besonders günstige Kraftübertragung ermöglicht wird.
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Die Ventilkörper können gegenüber Ventilsitzen am Gehäuse verschiebbar sein, so dass je nach Stellung der Ventilkörper relativ zu den Ventilsitzen die vorgenannte Rückschlagfunktion bzw. ein freier Durchgang erzielt werden kann.
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Der Taster und der genannte erste Ventilkörper können durch eine Feder verbunden sein, insbesondere derart, dass der erste Ventilkörper durch den Taster elastisch federnd an den Ventilsitz anstellbar bzw. vom Ventilsitz abhebbar ist, der Taster in seiner Bewegung durch den ersten Ventilkörper jedoch nicht beschränkt ist.
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Der Taster kann in einer Ausgangsstellung von dem genannten zweiten Ventilkörper beabstandet in dem Gehäuse angeordnet sein und eine Anlagefläche zur Anlage an diesen zweiten Ventilkörper aufweisen, so dass der Taster zuerst den ersten Ventilkörper durch die Feder an den Ventilsitz andrücken und sodann durch die genannte Anlagefläche den zweiten Ventilkörper aus dem entsprechenden Ventilsitz heben kann. Hierdurch kann die vorgenannte zeitlich versetzte Steuerung der ersten und zweite Ventile durch den Taster innerhalb des gemeinsamen Gehäuses erreicht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine schematische Seitenansicht eines Schnellkupplers nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, der an einen Auslegerstiel eines Baggers angebaut ist und als Anbauwerkzeug einen Grablöffel ankuppelt,
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2: eine perspektivische Darstellung des Schnellkupplers aus 1 in einer abgekuppelten Stellung, in der die beiden miteinander kuppelbaren Kupplungsteile kurz vor dem Einhaken am Hakenabschnitt gezeigt sind,
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3: eine Schnittansicht durch den Kupplungsteil des Schnellkupplers aus den vorhergehenden Figuren, der die Ankuppelaufnahme und die Verriegelungsaufnahme sowie die zugehörigen Sicherungs- und Verriegelungselemente und deren Stellaktoren zeigt,
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4: einen Schaltplan des gemeinsamen Druckkreises zur Betätigung des der Ankuppelaufnahme zugeordneten Sicherungselements und des der Verriegelungsaufnahme zugeordneten Verriegelungselements, wobei gemäß einer ersten Ausführungsform das Sicherungselement mittels zweier Stellaktoren verriegelbar und entriegelbar ist und das die genannten Stellaktoren an den gemeinsamen Druckkreis anbindende Schaltventil in seiner Betriebsstellung bei angekuppeltem, vollständig verriegeltem Werkzeug gezeigt ist,
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5: eine Darstellung des Druckkreises ähnlich 4, wobei ein zweiter Betriebszustand dargestellt ist, bei dem die Hauptverriegelung und das Sicherungselement entriegelt werden,
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6: eine schematische Darstellung des Druckkreises aus den beiden vorhergehenden Figuren, wobei der vollständig entriegelte und abgekuppelte Betriebszustand gezeigt ist, in dem auch der erste Verriegelungsteil aus der Ankuppelaufnahme ausgefahren und der Taster zur Steuerung des Schaltventils in seiner Ausgangsstellung gezeigt ist,
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7: eine schematische Darstellung des Druckkreises aus den vorhergehenden Figuren, wobei ein weiterer Betriebszustand dargestellt ist, bei dem ein erster Verriegelungsteil in die Ankuppelaufnahme eingefahren ist und das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme verriegelt, die Hauptverriegelung aber noch entriegelt ist,
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8: eine schematische Darstellung des Druckkreises ähnlich 7, wobei der Umschaltvorgang der Tasterkupplung dargestellt ist, der vor Anlegen des Verriegelungsdrucks der Hauptverriegelung erfolgt,
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9: eine schematische Darstellung des Druckkreises der vorhergehenden Figuren, wobei wiederum der vollständig verriegelte Betriebszustand dargestellt ist, nachdem der Verriegelungsdruck der Hauptverriegelung angelegt und der hiervon abgespaltene Steuerdruck das Schaltventil zurück in seine Verriegelungsstellung bewegt hat, in der der Verriegelungsdruck der Hauptverriegelung auf den Verriegelungszylinder des Sicherungselements gegeben wird,
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10: einen Schaltplan des gemeinsamen Druckkreises zur Betätigung des der Ankuppelaufnahme zugeordneten Sicherungselements und des der Verriegelungsaufnahme zugeordneten Verriegelungselements gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführung, wobei dem Sicherungselement nur ein Stellaktor zugeordnet ist und das Schaltventil in einer Betriebsstellung gezeigt ist, in der die Hauptverriegelung und das Sicherungselement beide verriegelt sind,
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11: eine schematische Darstellung des Druckkreises ähnlich 10, wobei die Hauptverriegelung und das Sicherungselement beide entriegelt sind und in der Ankuppelaufnahme kein Verriegelungselement aufgenommen ist, d. h. der Schnellkuppler abgekuppelt ist,
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12: eine schematische Darstellung des Druckkreises aus den beiden vorhergehenden Figuren, wobei ein weiterer Betriebszustand dargestellt ist, in dem ein erstes Verriegelungsteil in die Ankuppelaufnahme eingefahren und der Taster das Schaltventil geschaltet hat, so dass das Sicherungselement verriegeln kann, während die Hauptverriegelung noch entriegelt ist,
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13: eine schematische Darstellung des Druckkreises ähnlich 12, wobei der Schaltvorgang der Tasterkupplung dargestellt ist, der es dem Schaltventil auch bei eingedrücktem Taster ermöglicht, zurückzuschalten,
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14: eine schematische Darstellung des Druckkreises aus 13, wobei ein weiterer Betriebszustand dargestellt ist, in dem nach Umschalten der Tasterkupplung auch die Hauptverriegelung verriegelt ist und der von der Verriegelungs-Druckleitung der Hauptverriegelung abgezweigte Steuerdruck das Schaltventil zurückgeschaltet hat, so dass die Entriegelungskammer des Stellaktors des Sicherungselements wieder mit der Entriegelungsdruckleitung der Hauptverriegelung verbunden ist,
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15: eine Schnittansicht einer Haltevorrichtung in Form einer Rastvorrichtung zum Halten des Schaltventils entgegen Federkräften in Abhängigkeit einer Schaltstellung des Tasters aus den vorhergehenden Figuren,
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16: eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Druckkreises zur Betätigung des der Ankuppelaufnahme zugeordneten Sicherungselements und des der Verriegelungsaufnahme zugeordneten Verriegelungselements ähnlich 4, wobei gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung der Taster zur Steuerung des Schaltventils an das genannte Schaltventil hydraulisch über eine Ventilanordnung angebunden ist, die das Schaltventil je nach Tasterstellung steuert,
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17: die hydraulische Anbindung des Tasters an das genannte Schaltventil gemäß 16, wobei das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme in seiner Verriegelungsstellung gezeigt ist,
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18: eine schematische Darstellung der Ventilanordnung und des Tasters aus 17, wobei das Sicherungselement in seiner entriegelten Stellung dargestellt ist,
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19: eine schematische Darstellung der Ventilanordnung und des Tasters aus den vorhergehenden Figuren, wobei das Sicherungselement entriegelt ist und das Kupplungsteil aus der Ankuppelaufnahme ausfährt,
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20: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren, wobei das Kuppelelement vollständig aus der Ankuppelaufnahme ausgefahren ist,
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21: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren in der Ausgangsstellung,
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22: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren, wobei das Kupplungsteil in die Ankuppelaufnahme eingefahren wird,
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23: eine Zwischenstellung der Ventilanordnung und des Tasters aus den vorhergehenden Figuren mit vollständig in die Aufnahme eingerücktem Kupplungsteil,
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24: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren mit vollständig eingerücktem Kupplungselement,
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25: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren mit vollständig eingerücktem Kuppelelement, und
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26: die Ventilanordnung und den Taster aus den vorhergehenden Figuren, wobei sich das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme in der Verriegelungsstellung befindet.
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Wie 1 zeigt, kann der Schnellkuppler 1 zwischen das freie Ende des Auslegerstiels 5 eines Baggers 30 und das daran anzubauende Werkzeug 4 montiert werden, wobei das genannte Anbauwerkzeug 4 in 1 als Grablöffel ausgebildet ist, jedoch in an sich üblicher Weise natürlich auch andere entsprechende Bau-, Handhabungs- oder Abbruchwerkzeuge beispielsweise in Form von Schalengreifern, Abbruchzangen, Scheren oder Ähnliches umfassen kann. Der genannte Schnellkuppler 1 ist hierbei einerseits mittels eines stielseitigen Kupplerteils 2 schwenkbar um eine liegende, quer zur Längsachse des Auslegerstiels 5 ausgerichtete Schwenkachse an den genannten Auslegerstiel 5 montierbar, so dass der Schnellkuppler 1 zusammen mit dem daran angebauten Werkzeug 4 beispielsweise mittels eines Druckmittelzylinders 36 und eines zwischengeschalteten Schwenkstücks 37 gegenüber dem Auslegerstiel 5 verschwenkt werden kann.
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Mittels eines werkzeugseitigen Kupplerteils 3 – vgl. 2 – kann der genannte Schnellkuppler andererseits an dem Anbauwerkzeug 4 und/oder einem zwischengeschalteten Drehantrieb angebaut werden.
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Wie die 2 und 3 zeigen, kann eines der beiden Kupplerteile 2 bzw. 3, vorzugsweise das stielseitige Kupplerteil 2 einerseits eine Ankuppelaufnahme 6 und andererseits eine Verriegelungsaufnahme 10 umfassen, die mit zwei Verriegelungsteilen beispielsweise in Form von Verriegelungsachsen 13 und 14 am anderen, vorzugsweise werkzeugseitigen Kupplerteil 3 eingehakt bzw. in Eingriff gebracht werden können. Entgegen der Darstellung der Zeichnung wäre es grundsätzlich aber auch denkbar, an einem Kupplerteil eine Verriegelungsachse und eine Aufnahme und am anderen Kupplerteil wiederum eine Verriegelungsachse und eine Aufnahme vorzusehen, wobei jedoch die gezeigte Ausführung mit zwei Aufnahmen, d. h. Verriegelungsaufnahme und Ankuppelaufnahme an dem einen Kupplerteil und zwei damit korrespondierenden Verriegelungsachsen am anderen Kupplerteil bevorzugt ist, da die zugehörigen Sicherungs- und Verriegelungselemente und deren Betätigung dann an einem Kupplerteil zusammengefasst werden können.
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Wie 2 zeigt, bilden die Ankuppelaufnahme 6 und die Verriegelungsaufnahme 10 jeweils eine maulförmige, zu einer Seite hin offene Aufnahme, in die die Verriegelungsachsen 13 und 14 einfahren können, die von Querbolzen bzw. Verriegelungsbolzen gebildet sein können, vgl. 2. Dabei sind die Ankuppelaufnahme 6 und die Verriegelungsaufnahme 10 vorteilhafterweise derart angeordnet und konfiguriert, dass dann, wenn eine erste Verriegelungsachse 13 des einen Kupplerteils 3 in die vorzugsweise hakenförmige Ankuppelaufnahme 6 des anderen Kupplerteils 2 eingefahren bzw. eingehakt ist, die beiden Kupplerteile zueinander verschwenkt werden können, und zwar derart, dass die Ankuppelaufnahme 6 bzw. die darin aufgenommene Verriegelungsachse 13 die Drehachse bilden und durch die entsprechende Schwenkbewegung die zweite Verriegelungsachse 14 in die Verriegelungsaufnahme 10 einfahren kann, so dass die beiden Kupplerteile 2 und 3 in einem zweistufigen Kupplungsprozess miteinander gekuppelt werden können. Zuerst wird die Ankuppelaufnahme 6 an der ersten Verriegelungsachse 13 eingehakt, um sodann durch Verschwenken der beiden Kupplerteile 2 und 3 relativ zueinander – was beispielsweise durch Betätigung des vorgenannten Schwenkzylinders 36 erfolgen kann – die Verriegelungsaufnahme 10 mit der zweiten Verriegelungsachse 14 in Eingriff gebracht werden kann. Vorteilhafterweise kann die Ankuppelaufnahme 6 mit ihrer Öffnung von der Verriegelungsaufnahme 10 wegschauen, vgl. 2 und 3.
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Ist die zweite Verriegelungsachse 14 in die Verriegelungsaufnahme 10 eingefahren, wird die genannte zweite Verriegelungsachse 14 in der Verriegelungsaufnahme 10 verriegelt bzw. wird die Verriegelungsaufnahme 10 geschlossen, so dass die zweite Verriegelungsachse 14 nicht mehr heraus kann. Hierzu ist ein Verriegelungselement 11 beispielsweise in Form eines Verriegelungskeils vorgesehen, der auf der Öffnungsseite der Verriegelungsaufnahme 10 vor die darin aufgenommene Verriegelungsachse 14 gefahren werden kann, vgl. 3. Zur Betätigung des genannten Verriegelungselements 11 ist hierbei vorteilhafterweise ein hydraulisch betätigbarer Stellaktor 12 vorgesehen, der direkt oder mittelbar mit dem genannten Verriegelungselement 11 verbunden ist und vorteilhafterweise doppelt wirkend ausgebildet ist, so dass er vor und zurück gefahren werden kann.
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Durch Verriegelung des Verriegelungselements 11 ist dabei nicht nur die zweite Verriegelungsachse 14 in der Verriegelungsaufnahme 10 gehalten, sondern auch die beiden Kupplerteile 2 und 3 miteinander verriegelt, da die Ankuppelaufnahme 6 so ausgebildet ist, dass die darin aufgenommene erste Verriegelungsachse 13 nicht aus der Ankuppelaufnahme 6 heraus kann, wenn die zweite Verriegelungsachse 14 in der Verriegelungsaufnahme 10 gefangen ist.
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Dennoch ist der genannten Ankuppelaufnahme 6 ein Sicherungselement 7 zugeordnet, mittels dessen die erste Verriegelungsachse 13 bzw. ein geeignetes Verriegelungsteil in der Ankuppelaufnahme 6 gefangen werden kann bzw. gesichert werden kann bzw. blockiert werden kann, so dass die erste Verriegelungsachse 13 nicht aus der Ankuppelaufnahme 6 ungewollt herausrutschen kann. Dieses Sicherungselement 7 dient hauptsächlich dazu, während der vorgenannten Schwenkbewegung beim Kuppelvorgang ein ungewolltes Herausrutschen der ersten Verriegelungsachse 13 aus der Ankuppelaufnahme 6 zu verhindern, solange die beiden Kupplerteile 2 und 3 noch nicht durch Schließen des genannten Verriegelungselements 11 miteinander verriegelt sind.
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Das genannte Sicherungselement 7 kann ebenfalls ein keilförmiger Schieber oder auch, wie 3 zeigt, ein schwenkbar gelagerter Verriegelungshebel sein, der in seiner verriegelnden Stellung die Öffnung der Ankuppelaufnahme 6 soweit verjüngt bzw. blockiert, dass die erste Verriegelungsachse 13 nicht herausrutschen kann, vgl. 3.
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Zum Betätigen des Sicherungselements 7 zum Zwecke des Abkuppelns ist dem genannten Sicherungselement 7 zumindest ein Stellaktor 8 in Form eines Hydraulikzylinders oder auch ein Paar solcher Stellaktoren zugeordnet, mittels dessen das Sicherungselement 7 in seine freigebende Stellung und/oder verriegelnde Stellung gefahren bzw. geschwenkt werden kann, wie noch erläutert wird.
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Die Ansteuerung der beiden genannten Sicherungs- und Verriegelungselemente 7 und 11 durch einen gemeinsamen Druckkreis 15 zeigt 4. Der Druckkreis 15 ist hierbei einerseits mit einer Druckquelle P beispielsweise in Form einer Pumpe verbunden, mittels derer der Druckkreis 15 mit Druckfluid, insbesondere Hydraulikdruck gespeist wird, und andererseits mit einem Tank T verbunden, in den Druckfluid rückströmen kann. Andererseits umfasst der Druckkreis 15 zwei Druckanschlüsse, nämlich einerseits einen Verriegelungs-Druckanschluss 17 und andererseits einen Entriegelungs-Druckanschluss 16, mit denen der doppelt wirkende Stellaktor 12 des Verriegelungselements 11 verbunden ist, um die Verriegelung des Schnellkupplers 1 lösen und schließen zu können, d. h. die zweite Verriegelungsachse 14 in der Verriegelungsaufnahme 10 verriegeln und entriegeln zu können. Um diesen Hauptverriegelungsvorgang bzw. Entriegelungsvorgang steuern zu können, umfasst der Druckkreis 15 eine Ventileinrichtung 18, mittels derer wahlweise der Entriegelungs-Druckanschluss 16 oder der Verriegelungs-Druckanschiuss 17 mit der Druckquelle P verbunden werden kann.
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Wie 4 zeigt, umfasst die Ventileinrichtung 18 hierfür ein Schaltventil 23, das in einer Schaltstellung die von der Druckquelle P her kommende Druckleitung auf den Verriegelungs-Druckanschluss 17 und den Entriegelungs-Druckanschluss 16 auf den Tank durchschaltet und in einer anderen Schaltstellung umgekehrt die von der Druckquelle P her kommende Leitung mit dem Entriegelungs-Druckanschluss 16 und den Verriegelungs-Druckanschluss 17 mit dem Tank verbindet.
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Der zur Betätigung des Sicherungselements 7 vorgesehene zumindest eine Stellaktor 8 ist über ein Schaltventil 19 an den Entriegelungs-Druckanschluss 16 angebunden.
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Wie 4 zeigt, können zur Betätigung des Sicherungselements 7 zwei Stellaktoren 8a und 8b vorgesehen sein, von denen der eine Stellaktor 8a zum Entriegeln des Sicherungselements 7 und der andere Stellaktor 8b zum Verriegeln des Sicherungselements 7 vorgesehen ist. Beide Stellaktoren 8a und 8b können einfach wirkend ausgebildet sein und das Sicherungselement 7 nach Art von Stößeln betätigen, wobei die Stellaktoren 8a und 8b über das Sicherungselement 7 miteinander gekoppelt sind derart, dass beim Ausfahren des einen Stellaktors der andere Stellaktor eingefahren und beim Ausfahren des anderen Stellaktors der vorgenannte eine Stellaktor eingefahren wird, vgl. 4. Je nachdem, ob die Stellaktoren am Sicherungselement drücken oder ziehen, kann der jeweils andere Stellaktor beim Drücken oder beim Ziehen mitgenommen werden.
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Wie 4 zeigt, können die beiden Stellaktoren 8a und 8b über das Schaltventil 19 an den Druckkreis 15 angebunden sein, wobei das genannte Schaltventil 19 beispielsweise als 2/2-Schaltventil ausgebildet sein kann. Eingangsseitig kann das genannte Schaltventil 19 über zwei Druckleitung SU und SL an den Entriegelungsdruckanschluss 16 und an den Verriegelungsdruckanschluss 17 angebunden sein, über die der Druck des Druckkreises 15 auf den Stellzylinder 12 der Hauptverriegelung gegeben wird um diese zu entriegeln bzw. zu verriegeln. Ausgangsseitig ist das Schaltventil 19 über zwei Druckleitungen 21 und 22 an die beiden Stellaktoren 8a und 8b angebunden, vgl. 4.
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Das genannte Schaltventil 19 kann hierbei auf zweierlei Art und Weise betätigt werden. Einerseits kann über eine Steuerdruckleitung 24 der Druck des Verriegelungsdruckanschlusses 17 auf das Schaltventil 19 gegeben werden, um dieses in die in 4 gezeigte Betriebsstellung zu bringen. Andererseits ist das Schaltventil 19 mit einem Taster 20 verbindbar, der an der Ankuppelaufnahme 6 angeordnet ist, um das dort einfahrende erste Verriegelungsteil 13 zu erfassen. Zusätzlich kann das Schaltventil 19 durch eine Vorspannvorrichtung beispielsweise in Form einer Feder 25 in eine Ausgangsstellung bringbar sein, wenn weder der Steuerdruck noch der Taster eine bestimmte Stellung des Schaltventils 19 vorgeben.
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Der genannte Taster 20 kann vorteilhafterweise einen beweglich gelagerten Tasterkopf 26 umfassen, der in einer ausgefahrenen Stellung in die Ankuppelaufnahme 6 hineinragt bzw. so angeordnet ist, dass der erste Verriegelungsteil 13 beim Einfahren in die genannte Ankuppelaufnahme mit dem Tasterkopf kollidiert und diesen zurückdrückt. 6 zeigt die ausgefahrene Tasterkopfstellung, während die 4 und 5 die eingefahrene Tasterkopfstellung zeigen. Der genannte Tasterkopf 26 kann dabei translatorisch verschieblich gelagert sein, jedoch auch ein schwenkbarer Kipp- oder Wippschalter sein oder in anderer geeigneter Weise beweglich gelagert sein.
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Zwischen dem Tasterkopf 26 und dem Schaltventil 19 ist dabei vorteilhafterweise eine Tasterkupplung 27 vorgesehen, die nach Art eines Kugelschreiber-Betätigungsmechanismus durch Betätigung des Tasterkopfes 26 zyklisch zwischen zwei Kupplungszuständen hin und her schaltbar ist. Insbesondere kann die genannte Tasterkupplung 27 einen Übertrager 28 umfassen, der zwischen dem Schaltventil 19 und den Tasterkopf 25 angeordnet ist und am genannten Tasterkopf 26 in zwei verschiedenen Stellungen, insbesondere einer langen und einer kurzen Stellung fixierbar ist, d. h. in einer Stellung ist der Tasterkopf 26 mit dem Übertrager 28 lang und in einer anderen Stellung kurz.
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Vorteilhafterweise kann hierbei folgender Mechanismus und folgende Funktion realisiert werden: In der in 4 gezeigten Betriebsstellung, in der das Anbauwerkzeug angekuppelt ist und die beiden Verriegelungsachsen 13 und 14 in der Ankuppelaufnahme 6 bzw. der Verriegelungsaufnahme 10 verriegelt sind, ist der Verriegelungsdruckanschluss 17 durch entsprechende Stellung des Schaltventils 23 druckbeaufschlagt, so dass über die Steuerleitung 24 Steuerdruck auf das Schaltventil 19 gegeben ist und dieses in die in 4 gezeigte Schaltstellung geschaltet ist, die nachfolgend als „zweite” Schaltstellung bezeichnet wird. In dieser zweiten Schaltstellung ist der Verriegelungsdruck vom Verriegelungsdruckanschluss 17 her auf den Verriegelungsstellaktor 8b durchgeschaltet, so dass auch das Sicherungselement 7 sicher in der verriegelnden Stellung gehalten ist. Der genannte Verriegelungsdruck vom Verriegelungsdruckanschluss 17 wird natürlich auch auf den Stellaktor 12 der Hauptverriegelung gegeben, so dass auch die Hauptverriegelung geschlossen ist.
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Der Entriegelungsdruckanschluss 16 ist druckfrei geschaltet bzw. über das Schaltventil 23 auf den Tank gelegt. Über das Schaltventil 19 ist auch der Entriegelungsstellaktor 8a des Sicherungselements 7 über die Druckleitung 21 und die Verbindungsleitung SU drucklos geschaltet, vgl. 4.
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Wird der Schnellkuppler 1 geöffnet, vgl. 5, befinden sich zunächst noch die beiden Verriegelungsachsen 13 und 14 in der Ankuppelaufnahme 14 bzw. Verriegelungsaufnahme 10. Jedoch ist durch Schalten des Schaltventils 13 nunmehr die Entriegelungsseite, d. h. der Entriegelungsdruckanschluss 16 druckbeaufschlagt, während der Verriegelungsdruckanschluss 17 drucklos ist bzw. auf den Tank geschaltet ist, vgl. 5. Durch den Druck auf den Entriegelungsdruckanschluss 16 fährt einerseits der Hauptverriegelungszylinder 12 ein und die Hauptverriegelung entriegelt. Zum anderen geht der Entriegelungsdruck über die Verbindungsleitung SU in den Entriegelungsstellaktor 8a des Sicherungselements 7. Durch Ausfahren des Entriegelungsaktors 8a wird der Verriegelungsaktor 8b eingefahren, wobei das hierbei aus dem Verriegelungsaktor 8b verdrängte Fluid über die Leitung SL in die Verriegelungsdruckleitung strömen bzw. über den Verriegelungsdruckanschluss 17 abfließen kann, der mit dem Tank verbunden ist, vgl. 5.
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Wird das Anbauwerkzeug 4 sodann entkuppelt, d. h. die beiden Verriegelungsachsen 13 und 14 aus den Ankuppel- und Verriegelungsaufnahmen 6 und 10 entfernt, kann der Taster 12 wieder ausfahren, da er von der Verriegelungsachse 13 daran nicht mehr gehindert wird. Der Tasterkopf 25 kann hierfür entsprechend vorgespannt sein, beispielsweise durch eine Feder 29. Durch das Ausfahren des Tasterkopfes 26 schaltet die Tasterkupplung 27 in ihre bewegungsübertragende Stellung, d. h. die zuvor beschriebene „lange” Stellung. In der in 6 gezeigten Entriegelungs-Betriebsstellung ist dabei weiterhin Dauerdruck auf dem Entriegelungsdruckanschluss 16, der entsprechend in die Entriegelungskammer des Stellaktors 12 und in den Entriegelungsstellaktor 8a geht.
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Wird ein neues Anbaugerät angekuppelt und die erste Verriegelungsachse 13 in die Ankuppelaufnahme 6 eingefahren, wie dies 7 zeigt, wird der Taster 20 zurückgedrückt, wobei der Tasterkopf 28 über die sperrende bzw. bewegungsübertragende Tasterkupplung 27 das Schaltventil 19 umschaltet, so dass diese in seine erste Schaltstellung gelangt, vgl. 7. In dieser Schaltstellung wird der – immer noch druckbeaufschlagte – Entriegelungsdruckanschluss 16 auf den Verriegelungsstellaktor 8b gegeben, während andererseits der Entriegelungsstellaktor 8a über die Verbindungsleitung SL mit dem Verriegelungsdruckanschluss 17 und damit mit dem Tank verbunden ist. Der genannte Verriegelungsdruckanschluss 17 ist immer noch drucklos, so dass aus dem Entriegelungsaktor 8a verdrängtes Fluid in den Tank fließen kann. Der Entriegelungsdruck der Hauptverriegelung verriegelt in diesem Betriebszustand das Sicherungselement 7 an der Ankuppelaufnahme 6. Das Schaltventil 19 verbleibt zunächst in der genannten Stellung. Ein Steuerdruck liegt nicht an, da der Verriegelungsdruckanschluss 17 drucklos ist.
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Wie 8 zeigt, kann bei Erreichen der vollständig niedergedrückten Stellung des Tasters 20 die Tasterkupplung 27 erneut umschalten, d. h. in die Freigangstellung gehen. Das Schaltventil 19 ändert zunächst dennoch nicht seine Stellung, da kein Steuerdruck anliegt und die Feder 29 das Schaltventil in der genannten Stellung hält, vgl. 8.
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Erst wenn die Druckverhältnisse des Druckkreises 15 durch Schalten des Schaltventils 23 geändert werden, d. h. Druck auf den Verriegelungsdruckanschluss 17 gegeben wird und der Entriegelungsdruckanschluss 16 drucklos geschaltet bzw. mit dem Tank verbunden wird, schaltet das Schaltventil 19 und nutzt dabei sozusagen den Freigang der Tasterkupplung 27 aus. Der Verriegelungsdruck vom Verriegelungsdruckanschluss 17 gelangt über die Steuerdruckleitung 24 als Steuerdruck auf das Schaltventil 19, so dass dieses entgegen der Vorspannung der Feder 29 wieder in die zweite Schaltstellung verbracht wird, vgl. 9. In dieser zweiten Schaltstellung wird dann der Verriegelungsdruck wieder auf die Verriegelungskammer bzw. den Verriegelungsstellaktor 8b des Sicherungselements 7 gegeben, während der Entriegelungsstellaktor 8a auf den drucklosen Entriegelungsdruckanschluss 16 geschaltet ist.
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Wie die 10 bis 14 zeigen, kann eine solche tasterbetätigte, schaltventilgesteuerte Anbindung des Sicherungselements 7 an den Druckkreis 15 auch mit nur einem Stellaktor 8 für das Sicherungselement 7 realisiert sein.
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Im Gegensatz zur ersten Ausführung nach den 4 bis 9 ist dem Sicherungselement 7 nur ein Stellaktor zugeordnet, der als Entriegelungsstellaktor 8a ausgebildet ist und bei Druckbeaufschlagung das Sicherungselement 7 entriegelt. Verriegelt wird das Sicherungselement 7 mittels Vorspannung, beispielsweise durch eine Feder 9, die das Sicherungselement 7 und/oder den Stellaktor 8a in die Verriegelungsstellung zwingt bzw. vorspannt, soweit dies möglich ist. Beim Einfahren des Verriegelungsteils 13 in die Ankuppelaufnahme 6 kann das Sicherungselement 7 unter Überwindung der genannten Vorspannung aufgedrückt werden, so dass das Verriegelungsteil 13 einfahren kann. Sobald das Verriegelungsteil 13 vollständig eingefahren ist, schnappt das Sicherungselement 7 dann unter Beaufschlagung der Feder 29 zurück in die Verriegelungsstellung.
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Der Stellaktor 8a wird alleine zum Entriegeln des Sicherungselements 7 verwendet.
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Wie 10 zeigt, ist das Schaltventil 19 bei vollständig angekuppeltem, vollständig verriegeltem Betriebszustand des Schnellkupplers 1 in einer Schaltstellung, in der die Entriegelungskammer des Entriegelungsaktors 8a auf den Entriegelungsdruckanschluss 16 der Hauptverriegelung durchgeschaltet ist, so dass auch der Stellaktor 8a drucklos geschaltet ist, da der genannte Entriegelungsdruckanschluss 16 in der genannten Betriebsstellung mit dem Tank verbunden ist. Der Druck aus dem Verriegelungsdruckanschluss 17 wird über die Steuerdruckleitung 24 auf das Schaltventil 19 gegeben, so dass dieses in der genannten Stellung verharrt, die nachfolgend als „zweite” Schaltstellung bezeichnet wird. Andererseits kann der Verriegelungsdruck aus dem Verriegelungsdruckanschluss 17 nicht zum Schaltventil 19 bzw. der Verbindungsleitung SL gelangen, da ein Rückschlagventil 31 dies unterbindet, vgl. 10.
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Wird der Schnellkuppler 1 geöffnet, verbleiben zunächst noch die beiden Verriegelungsachsen 13 und 14 in den Aufnahmen 6 und 10. Durch Umschalten des Schaltventils 23 ändern sich jedoch die Druckverhältnisse im Druckkreis 15, so dass der Entriegelungsdruckanschluss 16 druckbeaufschlagt ist, während der Verriegelungsdruckanschluss 17 drucklos auf den Tank geschaltet ist. Dies führt einerseits zum Entriegeln des Stellaktors 12 bzw. des damit verbundenen Verriegelungselements 11. Andererseits gelangt der Entriegelungsdruck vom Entriegelungsdruckanschluss 16 her über das Schaltventil 19 in den Stellaktor 8, so dass auch das Sicherungselement 7 entriegelt wird.
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Auch wenn der Steuerdruck auf das Schaltventil 19 ausfällt, da der Verriegelungsdruckanschluss 17 drucklos ist, verbleibt das Schaltventil 19 zunächst in der in 10 gezeigten Stellung, da von der Feder 25 in dieser Stellung gehalten.
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Sind die Verriegelungsachsen 13 und 14 aus den Aufnahmen 6 und 10 entfernt, kann der Taster 20 in der zuvor schon beschriebenen Weise ausfahren, vgl. 11, wobei die Tasterkupplung 27 wieder weiterschaltet und den Tasterkopf 26 in seiner „langen” Konfiguration sperrt bzw. bewegungsübertragend macht. Die Druckverhältnisse bei der in 11 dargestellten Konfiguration des Druckkreises 15 bleiben dabei zunächst unverändert, d. h. der Entriegelungsdruckanschluss 16 ist druckbeaufschlagt und der Verriegelungsdruckanschluss 17 ist drucklos. Das Sicherungselement 7 ist durch die Federvorspannung in der verriegelnden Stellung.
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Wird nun, wie 12 zeigt, ein neues Werkzeug aufgenommen und dessen erste Verriegelungsachse 13 in die Ankuppelaufnahme 6 gefahren, drückt der Taster 20 das Schaltventil 19 in die in 12 gezeigte „erste” Schaltstellung, in der zunächst noch kein Steuerdruck auf das Schaltventil 19 gegeben wird, da der Verriegelungsdruckanschluss 17 noch drucklos ist, um die Hauptverriegelung noch offen zu halten und das Einfahren der zweiten Verriegelungsachse 14 zu ermöglichen.
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Wie 13 zeigt, kann in dieser vollständig eingefahrenen Stellung des Tasters 20 die Tasterkupplung 27 erneut weiterschalten, d. h. in die Freigangstellung schalten, in der dann das Schaltventil 19 wieder beweglich wird.
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Wird nach vollständiger Aufnahme des Anbauwerkzeugs auch die Hauptverriegelung verriegelt, d. h. wieder Druck auf den Verriegelungsdruckanschluss 17 gegeben, vgl. 14, gelangt dieser Verriegelungsdruck vom Verriegelungsdruckanschluss 17 über die Steuerdruckleitung 24 wieder auf das Schaltventil 19, so dass dieses wieder in die in 14 gezeigte zweite Schaltstellung fährt. Hiermit ist wieder die Betriebsstellung erreicht, in der der Schnellkuppler vollständig angekuppelt und vollständig verriegelt ist.
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Wie 16 zeigt, kann der Taster 20 auch hydraulisch über eine Ventilanordnung mit dem Schaltventil 19 gekoppelt sein, so dass das Schaltventil 19 über die Ventilanordnung 100 das genannte Schaltventil 19 steuert und selbst von dem Taster 20 betätigt wird.
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Wie 16 zeigt, kann einerseits von dem Entriegelungs-Druckanschluss 16 und dem Verriegelungs-Druckanschluss 17 der Stellaktor 12 für das Verriegelungselement der Verriegelungsaufnahme betätigt werden, wie das zuvor erläutert wurde. Andererseits kann von den beiden Entriegelungs- und Verriegelungs- bzw. ersten und zweiten Druckanschlüssen 16 und 17 über das Schaltventil 19 der Stellaktor 8 betätigt werden, der das Sicherungselement der Ankuppelaufnahme 6 betätigt. Das genannte Schaltventil 19 kann dabei durch eine Druckfeder 109 in eine erste Schaltstellung gedrückt und über einen hydraulischen Steuerdruck entgegen der Kraft der Druckfeder 109 in die zweite Schaltstellung bewegt werden. Von dem Verriegelungs-Druckanschluss 17 kann stromaufwärts des Schaltventils 19 eine Leitung 110 abzweigen, über die das Schaltventil 19 zusätzlich zur Druckfeder 109 durch den Druck in dem genannten Druckmittelanschluss 16 in die erste Schaltstellung gedrückt wird.
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Von dem zweiten bzw. Entriegelungs-Druckmittelanschluss 16 zweigt stromaufwärts des Schaltventils 19 eine Steuerleitung 111 ab, die über ein erstes Ventil 112 und ein in Reihe dazu geschaltetes zweites Ventil 113 zu dem Schaltventil 19 zu dessen Beaufschlagung mit dem Steuerdruck führt. Dem ersten Ventil 112 ist ein drittes Ventil 114 parallelgeschaltet, das in einer Leitung 115 angeordnet ist, die von der Steuerleitung 111 stromaufwärts des Ventils 112 abzweigt und zwischen den ersten und zweiten Ventilen 112 und 113 wieder in die Steuerleitung 111 mündet. Von der genannten Leitung 115 zweigt stromabwärts des Ventils 114 eine Pilotleitung 116 zur Ansteuerung des Ventils 114 ab. Die genannten Ventile 112, 113 und 114 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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In der Ausgangsstellung gemäß 21 ist das Koppelelement 13 vollständig aus der Aufnahme 6 ausgerückt und der Entriegelungs-Druckanschluss 16 mit Druck beaufschlagt. Das erste Ventil 112 ist in dieser Ausgangsstellung geöffnet, während das zweite Ventil 113 gesperrt ist und das dritte Ventil 114 wiederum geöffnet ist. Die beiden Ventile 112 und 113 werden jeweils durch eine Druckfeder 117 bzw. 118 in ihre genannte Ausgangsstellung gedrückt und sind durch den dem Koppelelement 13 zugeordneten Taster 20 zeitlich versetzt betätigbar. Das dritte Ventil 114 wird in der Ausgangsstellung von 21 durch den Druck in der Pilotleitung 116 entgegen der Kraft einer Druckfeder 120 in eine Öffnungsstellung gedrückt. Der Taster 20 ist bei der gezeigten Ausführung als ein durch das Koppelelement 13 betätigbar Druckstößel ausgeführt, der zwischen der in 17 gezeigten Einrückstellung und der in 21 gezeigten Ausrückstellung bewegbar ist. Durch eine Druckfeder 121 wird das Stellelement 19 in die Ausrückstellung und durch das Koppelelement 13 bei dessen Eingriff in die Aufnahme 6 in die Einrückstellung gedrückt. Die beiden Ventile 112 und 113 sind derart angeordnet, dass bei einer durch das Koppelelement 13 bewirkten Betätigung des Tasters 20 aus der Ausrückstellung in die Einrückstellung zunächst das erste Ventil 112 und anschließend das zweite Ventil 113 betätigt wird. Hierdurch lässt sich folgende Funktion realisieren:
In der in 17 gezeigten Verriegelungsstellung ist der Verriegelungsdruckanschluss 17 mit Druck beaufschlagt. Durch die Druckfeder 109 und den über die Leitung 110 am Schaltventil 19 anliegenden Druck wird das Schaltventil 19 in die gezeigte erste Schaltstellung gemäß 17 gedrückt. Der an dem Verriegelungs-Druckmittelanschluss 17 anliegende Druck wird über die erste Leitung 107 zu dem als Differenzialkolben ausgebildeten Aktuator 8 für dessen Verschiebung in die gezeigte Verriegelungsstellung durchgeschaltet, so dass die Ankuppelaufnahme 6 verriegelt ist. Der zweite Druckmittelanschluss 16 ist drucklos und die Ventile 112, 113 und 114 ohne Funktion.
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Um das Sicherungselement 7 zu entriegeln, wird der Entriegelungs-Druckanschluss 16 mit Druck beaufschlagt, während der Verriegelungs-Druckanschluss 17 drucklos wird. Das Schaltventil 19 wird durch die Kraft der Druckfeder 109 weiter in der ersten Schaltstellung gehalten. In dieser Schaltstellung wird der am Druckmittelanschluss 16 anliegende Druck auf die Leitung 108 gegeben, so dass der Stellaktor 8 entriegelt. Solange sich das Koppelelement 13 noch in der gezeigten Einrückstellung befindet, wird das erste Ventil 112 über den Taster in der Sperrstellung gehalten. Da sich auch das dritte Ventil 114 in der Sperrstellung befindet und dadurch auch in den Leitungen 115 und 116 kein Druck ansteht, bleibt auch das dritte Ventil 114 geschlossen.
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Wird das Koppelelement 13 gemäß 19 aus der Aufnahme 6 herausbewegt, wird zunächst das zweite Ventil 113 aus der Öffnungsstellung in die Sperrstellung umgeschaltet, während das erste Ventil 112 weiterhin gesperrt bleibt.
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Bei einer weiteren Verschiebung des Koppelelements 13 gemäß 20 gelangt der durch die Druckfeder 121 beaufschlagte Taster 20 in die in 20 gezeigte Ausrückstellung. Dabei wird auch das erste Ventil 112 aus der Sperrstellung in die Öffnungsstellung umgeschaltet.
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Sobald das erste Ventil 112 geöffnet ist, liegt an der Leitung 115 der in dem Entriegelungsdruckanschluss 16 herrschende Druck an und das dritte Ventil 114 wird gemäß 21 über die Pilotleitung 116 entgegen dem Druck der Druckfeder 120 in die Öffnungsstellung umgeschaltet. Durch die genannte Pilotleitung 116 wird das Ventil 114 auf Selbsthaltung in der Öffnungsstellung gehalten.
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In der Stellung von 22 ist der Entriegelungs-Druckanschluss 16 weiterhin mit Druck beaufschlagt und das Sicherungselement bleibt entriegelt. Wird das Koppelelement 13 gemäß 22 wieder in die Ankuppelaufnahme eingefahren, wird über den Taster 20 zunächst das erste Ventil 112 aus der Öffnungsstellung entgegen der Kraft der Druckfeder 117 in die Sperrstellung geschaltet. Das dritte Ventil 114 wird aufgrund der Selbsthaltung noch entgegen der Kraft der Druckfeder 120 in der Öffnungsstellung gehalten. Das zweite Ventil 113 bleibt in dieser Zwischenstellung noch gesperrt, so dass der über das geöffnete dritte Ventil 114 und die Leitung 115 stromaufwärts des zweiten Ventils 113 anliegende Steuerdruck noch nicht auf das Schaltventil 19 durchgeschaltet wird.
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Erst wenn das Koppelelement 13 gemäß 23 weiter in die Ankuppelaufnahme einfährt, wird das zweite Ventil 113 durch den Taster 20 aus der Sperrstellung in die Öffnungsstellung umgeschaltet, so dass über das geöffnete dritte Ventil 114 und die Leitung 115 der am zweiten Ventil 113 anliegende Steuerdruck auf das Schaltventil 19 durchgeschaltet wird.
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Durch den dann anliegenden Steuerdruck wird das Schaltventil 19 gemäß 24 in die Kreuzstellung umgeschaltet, so dass der noch druckbeaufschlagte Entriegelungs-Druckanschluss 16 mit der Leitung 107 und der drucklose Verriegelungs-Anschluss 17 mit der Leitung 108 verbunden ist.
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Dementsprechend verriegelt das Sicherungselement, wie dies in 25 gezeigt ist. Hierdurch ist das Koppelelement 13 nach dem Einfahren in die Ankuppelaufnahme ohne einen Wechsel der Druckbeaufschlagung vom Entriegelungs-Druckanschluss 16 auf den Verriegelungs-Druckanschluss 17 bereits gesichert.
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Wenn sodann der Verriegelungs-Druckanschluss 17 druckbeaufschlagt wird und der Entriegelungs-Druckanschluss 16 drucklos wird, kann der Druck in der Leitung 115 über die Ventile 112, 113 und 114 entweichen, so dass das Schaltventil 19 durch die Kraft der Druckfeder 106 wieder in die erste Schaltstellung zurückgeschaltet wird. Durch den fehlenden Druck in der Pilotleitung 116 kehrt das dritte Ventil 114 gemäß 26 infolge der Kraft der Druckfeder 120 wieder in die gesperrte Ausgangsposition zurück. Die in 17 gezeigte Verriegelungsstellung wird wieder eingenommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1852555 A2 [0004, 0005]
