DE2647276B2 - Schnellkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung für den Anschluß eines mit einem Rückschlagventil ausgestatteis ten Einsteckteils mit einem allgemein zylindrischen Gehäuse, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der F i g. 7 auf der Seite 149 der Zeitschrift Machine Design aus dem Jahre 1961 bekannt ist Diese bekannte Schnellkupplung lenkt die Strömung entweder in eine axiale oder in eine radiale Richtung. Dabei wird die Strömung in keiner Richtung unterbrochen oder blockiert Es bleibt nämlich immer ein durchgehender Strömungskanal erhalten. Außeidem ist diese bekannte Schnellkupplung nicht dazu geeignet, unter Druck angeschlossen zu werden.

Aus der CH-PS 3 04 125 ist es bekannt nur einen Abzweigkanal vorzusehen. Weiterhin zeigt diese Druckschrift die Anwendung von Absperrventilen in beiden Kupplungshälften.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 14 25 430 bekannt, zwischen dem äußeren Teil und dem beweglichen Teil eine Verriegelungsvorrichtung vorzusehen. Diese Druckschrift zeigt auch einen Ventilkolben, der federbelastet ist und einen als Ventilstößel dienenden Fortsatz aufweist sowie zusätzlich radiale Ausnehmungen enthält Es handelt sich bei den in dieser Druckschrift beschriebenen Kupplungsteilen um solche Bauteile, die sich in der Axialrichtung erstrecken.
Weiterhin ist es aus der US-PS 35 32 101 bekannt, eine Ringbandfeder als Befestigungselement zu verwenden.

Schließlich ist es aus der US-PS 32 30 964 grundsätzlich bekannt, in der Betätigungseinrichtung für das Ventil radiale Öffnungen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher genannten Art zu schaffen, welche auch unter Druck leicht und schnell angeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß auch unter verhältnismäßig hohem Druck eine leichte Handhabung der Schnellkupplung beim Anschließen erreicht werden kann, ohne daß dabei erhebliche Kräfte aufgewendet werden müßten.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit der im Anspruch 2 beschriebenen Dichtung ist eine besonders zuverlässige Abdichtung gegen ein Leck an Druckfluid erreichbar.

Die in den Ansprüchen 3 und 4 niedergelegte Anordnung führt zu dem Vorteil, daß die Dichtung mit verhältnismäßig geringem gerätetechnischem Aufwand besonders zuverlässig gehalten werden kann.

Durch die im Anspruch 5 beschriebene Klemmeinrichtung wird eine für extrem hohe Drücke besonders gut geeignete Befestigungseinrichtung der Dichtung

geschaffen.

Die in den Ansprüchen 6 und 7 beschriebenen KJemmeinrichtungen eignen sich für eine solche Konstruktion besonders gut, bei welcher das Zylinderventil als einstückiges Bauteil ausgebildet werden soll.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Kupplungseinrichtung, wobei im rechten Teil der Darstellung ein Einsteckteil herkömmlicher Art veranschaulicht ist,

Fig.2 einen Teilschnitt durch eine Ringbandfeder, welche im oberen linken Teil der F i g. 1 angeordnet ist,

F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt eines Teils der Kupplungseinrichtung in einer bestimmten Betriebsphase,

F i g. 4 bis 6 jeweils einen Teilschnitt der Kupplungseinrichtung, wobei eine Folge von Operationen bei der Kupplung eines Buchsenteils mit einem Einsteckteil veranschaulicht ist,

F i g. 7 bis 9 jeweils einen Teilschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Kupplungseinrichtung, wobei eine ähnliche Folge von Operationen dargestellt ist wie in den F i g. 4 bis 6, und

F i g. 10 und 11 jeweils einen vergrößerten Teilschnitt ähnlich wie F i g. 3, wobei jedoch alternative Dichtungsformen veranschaulicht sind.

In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszekhen 20 allgemein ein Buchsenteil einer Schnellkupplung, und das Bezugszeichen 21 bezeichnet allgemein ein herkömmliches Einsteckteil für eine derartige Schnellkupplung. Das Einsteckteil 21 enthält ein herkömmliches Kugel-Rückschlagventil 22, welches elastisch an einem Sitz 23 anliegt (siehe F i g. 6), der in einem zylindrischen Gehäuse 24 angeordnet ist. Außerdem ist das Gehäuse 24 mit einer herkömmlichen Nut 25 ausgestattet, welche Verriegelungskugeln 26 aufnimmt (siehe F i g. 1 und 6), die in dem Buchsenteil 10 angeordnet sind. In einer alternativen Ausführungsform kann das Einsteckteil 21 anstatt mit einem Kugel-Rückschlagventil mit einem Klappen-Rückschlagventil ausgestattet sein.

Das Buchsenteil 20 weist ein Gehäuse 27 auf, welches zylindrisch ausgebildet ist und in axialer Richtung mit einer Gehäusebohrung 28 ausgestattet ist. Die sich in axialer Richtung erstreckende Gehäusebohrung 28 ist an einem Ende wie bei 29 offen, um das Einsteckteil 21 aufzunehmen. Innerhalb der Gehäusebohrung 28 ist ein verschiebbares Zylinderventil 30 angeordnet, welches das äußere Ende 31 der Gehäusebohrung 28 abdeckt. Das Zylinderventil 30 weist gemäß der Darstellung ein Paar von miteinander in Gewindeeingriff stehenden Teilen 32 und 33 auf (siehe F i g. 3), das Zylinderventil 30 kann jedoch auch gemäß einer alternativen Ausführungsform aus einem Stück bestehen.

Das Gehäuse 27 ist auch mit einer ringförmigen Ausnehmung 34 ausgestattet, welche derart ausgebildet ist, daß sie über den Nippel 35 mit dem Hydraulikschlauch eines Traktors oder einer ähnlichen Einrichtung verbunden sein kann. Somit folgt eine Druckfluidströmung innerhalb des Buchsenteils 20 im wesentlichen einem L-förmigen Weg.

Das Zylinderveritil 30 ist auch mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Bohrung 36 ausgestattet, welche an einem Ende offen ist, wie es im rechten Teil der F i g. 1 dargestellt ist.

Das andere Ende der axialen Bohrung 36 ist mittels eines Kolbens 37 verschlossen. Verschiedene sich in radialer Richtung erstreckende Durchgänge 38 sind innerhalb des Zylinderventiis 30 angeordnet, um die Bohrung 36 mit der ringförmigen Ausnehmung 34 des Gehäuses 27 in Verbindung zu bringen (siehe F i g. 1 und 6). Die F i g. 1 veranschaulicht, wie das Zylindervent.1 sich in einer geschlossenen Stellung befindet, während die F i g. 6 dessen geöffnete Stellung darstellt Innerhalb der Bohrung 36 des Zylinderventils 30 ist eine Ventilbetätigungseinrichtung in Form eines Kolbens 39 angeordnet, der zum offenen Ende der Nut hin gedruckt

ίο ist, und zwar mittels einer Feder 40. Die Feder 40 erstreckt sich zwischen dem geschlossenen Ende einer Bohrung im Kolben 37 und einer inneren Schulter in dem Kolbendurchgang 39a (siehe Fi g. 1).

Die Arbeitsweise der in der F i g. 1 dargestellten Kupplungseinrichtung ist aus den Fig.4 bis 6 ersichtlich, welche den Bewegungsablauf der inneren Teile des Buchsenteils und des Einsteckteils veranschaulichen.
Gemäß Fig.4 hat der Verbindungsvorgang gerade begonnen, wobei das Einsteckteil 21 nach links bewegt wird (und zwar in bezug auf die Anordnung gemäß Fig. 1), so daß das Einsteckteil teilweise in das offene Ende 29 der Gehäusebohrung 28 eingeführt ist Ein Flächenbereich 41 auf dem Gehäuse 24 kommt mit den Verriegelungskugeln 26 zum Eingriff, um diese in radialer Richtung nach außen zu drücken, während das Kugel-Rückschlagventil 22 gerade mit dem vorderen Ende des Kolbens 39 zum Eingriff gekommen ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die sich in seitlicher Richtung erstreckenden Durchgänge 38 des Zylinderventils 30 durch die innere Oberfläche der Gehäusebohrung 28 blockiert, so daß das Buchsenteil 20 ebenso gegen eine Fluidströmung abgedichtet ist wie das Einsteckteil 21.

Eine ringförmige Dichtung 42 ist innerhalb einer Nut

J5 43 angeordnet (siehe F i g. 3), welche in dem Bauteil 32 angeordnet ist Die Dichtung 42 hat einen angesetzten Vorsprung 42a, der innerhalb der Nut 43 mittels einer Lippe 44 auf dem Befestigungsteil 33 ausgebildet ist. Fluiddruck in der Traktorleitung (die an den Nippel 35 angeschlossen ist) drückt die Dichtung 42 nach rechts (gemäß der Darstellung) gegen einen Anschlag, der durch das Bauteil 32 gebildet wird (siehe F ι g. 3). Wenn sich somit das Buchsenteil 20 in der in der Fig.4 veranschaulichten Stellung befindet, ist eine zuverlässige Abdichtung gegen ein Leck an Druckfluid vom Traktor gewährleistet.

Wenn eine weitere (manuelle) Kraft auf das Einsteckteil 21 ausgeübt wird, so bewegt es sich weiter nach links, in die in der F i g. 5 veranschaulichte Stellung.

so Dabei wird das Zylinderventil 30 nach links geschoben, und es wird ebenfalls der Kolben 39 nach links gedrückt, wodurch der in der Fig.5 mit 45 bezeichnete Raum geschaffen wird, der in den vorhergehenden Darstellungen nicht vorhanden ist. Indem das Zylinderventil 30 nach links bewegt wurde, werden die seitlichen Durchgänge 38 mit der ringförmigen Ausnehmung 34 des Gehäuses 27 in eine fluchtende Anordnung gebracht.

Der abschließende Schritt bei dem Verbindungsvorgang besteht darin, daß der Kolben 39 nach rechts zurückkehrt, wodurch das Rückschlagventil 22 von seinem Sitz 23 gelöst wird, wie es in der Fig.6 dargestellt ist. Wenn das Buchsenteil 20 einem ausreichend hohen Druck ausgesetzt wird, öffnet sich das Rückschlagventil 22, sobald die Verbindung hergestellt ist. Wenn das Buchsenteil 20 nicht unter Druck gesetzt wird, wird durch eine Betätigung des Traktor-Fernsteuerventils das Buchsenteil unter Druck

gesetzt, so daß dadurch das Rückschlagventil 22 unter der Wirkung des Kolbens 39 geöffnet wird.

Zum Abnehmen wird das Einsteckteil 21 lediglich nach rechts bewegt (in der dargestellten Ausführungsform), und dieser Vorgang führt dazu, daß das Zylinderventil 30 auch nach rechts bewegt wird, und zwar durch die Verbindung zwischen den Verriegelungskugeln 26 und der Nut 25. Sobald das Zylinderventil 30 ausreichend weit nach rechts bewegt wurde, so daß die Verriegelungskugeln 26 die Möglichkeit haben, sich in radialer Richtung nach außen in den vergrößerten Bohrungsabschnitt 28a zu bewegen (siehe Fig.4), ist das Einsteckteil 21 aus dem Buchsenteil 20 gelöst, wenn die Konfiguration gemäß Fig.4 zugrundegelegt wird. Zu dieser Zeit sind die seitlichen Durchgänge 38 durch den Eingriff mit der inneren Oberfläche der Gehäusebohrung 28 abgedichtet, so daß kein Druck auf das Rückschlagventil 22 ausgeübt wird und es in seinem Sitz bleiben kann.

Eine Verriegelungseinrichtung 46 (siehe den linken Teil der F i g. 1), dient dazu, das Zylinderventil jeweils in seiner geöffneten bzw. geschlossenen Stellung zu halten. Die geschlossene Stellung ist in der F i g. 1 veranschaulicht, und es ist daraus ersichtlich, daß eine Ringbandfeder 47 (siehe auch F i g. 2), welche in einer ringförmigen Ausnehmung 48 des Gehäuses 27 angeordnet ist, mit einer Nut 49 in der äußeren Oberfläche des Zylinderventils 30 zum Eingriff kommt. Hingegen ist in der geöffneten Stellung die Ringbandfeder 47 mit einer zweiten Nut 50 auf dem Zylinderventil 30 in der geöffneten Stellung im Eingriff (siehe F i g. 5).

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, auf der linken Seite des Gehäuses 27 einen zusätzlichen Verschluß in der Form eines Gummischuhs 51 vorzusehen (siehe F i g. 4). Der Gummischuh 51 ist becherförmig ausgebildet und hat einen Wulst oder Flansch 52 an seinem offenen Ende, der in einer ringförmigen Nut 53 auf der Außenseite des Gehäuses 27 aufgenommen wird. Dies dient dazu, Verunreinigungen von den einander gegenüber angeordneten Gleitflächen des Zylinderventils 30 und der Gehäusebohrung 28 des Gehäuses 27 fernzuhalten. Zusätzlich ist das Zyiinderventil 30 mit in axialer Richtung auf Abstand voneinander angeordneten Dichtungen bei 54 und 55 ausgestattet (siehe F i g. 4), um die Druckfluidströmung auf die Durchgänge 34, 38 und die Bohrung 36 zu begrenzen. Weiterhin ist das Zylinderventil 30 mit einer inneren ringförmigen Dichtung 56 ausgestattet (siehe Fig.5), um eine Druckfluidströmung um das Einsteckteil 21 herum zu verhindern.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Bohrung des Zylinderventils 30 mit einem Anschlagstück 57 ausgestattet (siehe Fig. 1), welches die entsprechend bearbeitete Gleitfläche 58 (siehe Fig.5) für den Kolben 39 darstellt und als Anschlag für ein Ende der Feder 40 dient. Somit kann das Anschlagstück in vorteilhafter Weise getrennt hergestellt werden und in die Bohrung des Zylinderventils 30 eingesetzt werden, so daß dadurch ein aufwendiger Bearbeitungsvorgang entfällt Ein Paar von Dichtungen sind zwischen dem Koiben 39 und dem Zylinderventil 30 bei 59 und 60 angeordnet (siehe Fig.6), wobei die letztgenannte Dichtung eigentlich zwischen dem Kolben 39 und dem Anschlagelement 57 angeordnet sein könnte. Jedenfalls verhindern die Dichtungen 59 und 60 eine Strömung von Druckfluid nach links und arbeiten somit mit der Dichtung 56 in der Weise zusammen, daß Druckfluid dem Einsteckteil 21 zugeführt wird. Der Hohiraum 45 wird durch den Abstand zwischen dem Anschlagstück 57 und der Bohrung des Zylinderventils 30 zur Atmosphäre entlüftet.

Eine weitere Funktion des Kolbens 39 besteht darin, das Rückschlagventil 22 während einer starken Strömung geöffnet zu halten (siehe F i g. 6). Wenn eine Flüssigkeit in der Richtung von dem Einsteckteil zu dem Buchsenteil strömt, so besteht bei dem Rückschlagventil 22 eine Tendenz, daß es sich an den Sitz 23 anlegt, und

ίο zwar auf Grund des Druckabfalls an der Kugel. Die Kraft der Feder 40, welche dieser Tendenz entgegenwirkt, ist bei einer sehr starken Strömung nicht ausreichend. Der Druck in dem Bohrungsabschnitt 36a ist jedoch auch innerhalb des Kolbens 39 vorhanden,

Ii und zwar durch den Durchgang 61 auf der schmalen Seite des Kolbens 39. Dieser Druck gegen den Kolben 39 unterstützt die Feder 40 dabei, das Rückschlagventil 22 offen zu halten. Wenn die Strömung zunimmt, steigt auch der Druck im Kolben und die durch den Kolben erzeugte Kraft nimmt zu.

Bei der in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Bauteile 32 und 33 bei 62 ineinander verschraubt. Dadurch kann eine Haltelippe 44 gebildet werden, um die Dichtung 42 innerhalb der Nut 43 zu halten.

Die Pfeile in der F i g. 3 veranschaulichen eine Fluidströmung beim Betrieb, um die Arbeitsweise der Dichtung 42 zu veranschaulichen, wenn die Kuppl'ingshälften voneinander getrennt werden, während eine

jo Flüssigkeit von dem Einsteckteil 21 durch den Durchgang 34 strömt. Dabei verformt sich die Dichtung 42, bis der Druck auf der rechten Seite der Dichtung abnimmt. Durch dieses Merkmal wird ein hoher Druckunterschied auf den beiden Seiten der Dichtung

ji 42 verhindert, so daß dadurch eine Beschädigung und/oder Zerstörung der Dichtung verhindert wird.

Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen alternative Anordnungen für die Befestigung der Dichtung. Es hat sich gezeigt, daß die Wartung dieser Dichtung ein wesentliches Element für den störungsfreien Betrieb der Schnellkupplung ist. Wenn das Zyiinderventil 30 aus einem Stück hergestellt werden soll, können die Dichtungsanordnungen gemäß Fig. 10 und 11 verwendet werden. In der Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 130 das Zylinderventil, welches mit radialen Durchgängen 138 ausgestattet ist, die den in der F i g. 1 mit 38 bezeichneten Durchgängen in Verbindung mit dem aus zwei Teilen bestehenden Zylinderventil 30 entsprechen. Das Zylinderventil 30 ist mit einer

ίο ringförmigen Nut 143 ausgestattet, welche die Dichtung 142 aufnimmt Diese Dichtung 142 hat gemäß der Darstellung in der Fig.3 einen angeformten Ansatz 142a. Dieser Ansatz 142a wird in der Nut 143 mit einem den Ansatz umgebenden Band 144 festgeklemmt.

Die Anordnung gemäß F i g. 11 ist im wesentlichen ähnlich wie die Anordnung gemäß Fig. 10, wobei eine Dichtung 242 verwendet wird, die mit dem Ansatz 242a ausgestattet ist der innerhalb der Nut 243 des Zylinderventils 230 angeordnet ist Eine den Ansatz umgebende Ringbandfeder 262 dient dazu, den Ansatz 242 in der Nut 243 zu halten.

In den F i g. 7 bis 9 ist eine preiswertere Ausführungsform der Schnellkupplung dargestellt, und zwar in den verschiedenen Stellungen, welche den Stellungen in den F i g. 4 bis 6 entsprechen.

Bei dieser Ausführungsform ist ein aus einem Stück bestehendes Zyiinderventil 530 vorhanden, welches eine Ausstoßvorrichtung 538 aufweist und mit einem

Rückschlagventil 5!2 des Einsteckteils zum Eingriff kommt Hierbei ist lediglich eine Federbetätigung der Ausstoßeinrichtung 538 vorgesehen, und zwar mit Hilfe der Federn 540,540a und 340b. Die Ausstoßvorrichtung 538 ist jedoch wiederum als becherförmiges Teil ausgebildet Deshalb ist die Ausstoßvorrichtung 538 ausschließlich durch eine Feder betätigbar, während der in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Kolben sowohl durch Druck als auch durch eine Feder betätigbar ist. Die Ausstoßvorrichtung 538 bewegt sich in derselben Weise wie der Kolben 39 innerhalb des Zylinderventils 530 oder 30. Jedoch ist der Kolben 39 druckempfindlich, während dies bei der Ausstoßvorrichtung 538 nicht der Fall ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schnellkupplung für den Anschluß eines mit einem Rückschlagventil ausgestatteten Einsteckteils mit einem allgemein zylindrischen Gehäuse, wobei

a) das Gehäuse einseitig offen ist sowie eine sich in Achsrichtung erstreckende Bohrung und einen mit dieser in Verbindung stehenden radialen Anschluß aufweist,

b) ein in der Bohrung verschiebbares Zylinderventil zur Absperrung des radialen Anschlusses vorgesehen ist,

c) das Zylinderventil ebenfalls eine sich in Achsrichtung erstreckende Bohrung und einen sich in radialer Richtung erstreckenden Durchgang aufweist, der im Kupplungszustpnd mit dem Durchgang des radialen Gehäuseanschlusses fluchtet und

d) eine Verriegelungseinrichtung das Kuppeln des Einsteckteils mit dem Gehäuse ermöglicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Verriegelungseinrichtung (26) für das Einsteckteil (21) auf dem in der axialen Gehäusebohrung (28) verschiebbaren Zylinderventil (30) angeordnet ist, das seinerseits mit einer im Gehäuse (27) vorgesehenen Verriegelung (46) in der Offen- und in der Schließstellung zusammenwirkt,

f) in der axialen Bohrung (36) des Zylinderventils (30) ein federbelasteter, als Ventilstößel wirkender Kolben (39) gleitbar angeordnet ist, über den beim Kuppeln das Rückschlagventil (22) des Einsteckteils (21) betätigbar ist, wobei

f 1) die Feder (40) innerhalb des Kolbens (39) liegt und sich an einem Einsatz (57) im Zylinderventil (30) abstützt und

f 2) der Kolben (39) einen radialen Durchgang (61) aufweist, über den eine Fluidverbindung zwischen dem radialen Durchgang (38) des Zylinderventils (30) und einer dem Rückschlagventil (22) zugewandten offenen Seite des Kolbens (39) hergestellt ist.

2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderventil (30) mit einer ringförmigen Dichtung (42) ausgestattet ist, welche benachbart zu dem Durchgang (38) angeordnet ist, und zwar in der Weise, daß sie mit dem Gehäuse (27) in der Schließstellung des Zylinderventils (30) eine Fluiddichtung bildet.

3. Schnellkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtung (42) einen zentralen Ansatz (42a,) und einen ringförmigen Flansch aufweist, der mit dem Ansatz {42a) ein einziges Stück bildet, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche mit dem Zylinderventil (30) betrieblich derart verbunden ist, daß die Dichtung (42) an Ort und Stelle festgelegt ist.

4. Schnellkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Umfangsnut (43) in dem Zylinderventil (30) und eine Klemmeinrichtung (44, 144, 262) aufweist, weiche über der Nut (43) angeordnet ist, so daß der Ansatz (42a; in der Nut (43) gehalten ist.

5. Schnellkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderventil (30) zwei miteinander im Gewindeeingriff stehende Teile aufweist, von denen das eine Teil die Nut (43) trägt und das andere Teil die Klemmeinrichtung (44.144, 262) aufweist

6. Schnellkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung durch

ein kreisförmiges Band (144) gebildet ist

7. Schnellkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung durch eine Ringbandfeder (262) gebildet ist