DE4035453C2 - Schnellverschlußkupplung für hydraulische Bremssysteme, insbesondere Anhängerkupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellverschlußkupplung für hy­ draulische Bremssysteme nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, die insbesondere als Anhängerkupplung geeignet ist.

Nach der Norm ISO/DIS 5676 NF U 16-006, CUNA NC 344-05, be­ nötigt ein von einer Zugmaschine geschleppter Anhänger, wenn er die zulässigen Gewichte überschreitet, ein hydraulisches Bremssystem, das mit dem Bremssystem der Zugmaschine verbun­ den ist. Hierzu gehört auch eine Schnellverschlußkupplung für das hydraulische Bremssystem, die das Ankuppeln und das Abkuppeln des Anhängers von der Zugmaschine ermöglicht.

Eine wichtige Forderung, die das Bremssystem erfüllen muß, ist, daß der nach dem Abkuppeln des Anhängers im Hydraulik­ system verbleibende Druck 5 bar nicht überschreiten darf. Tatsächlich behindert während des Parkens der Restdruck die vollständige Funktion der Bremsen, so daß die Standsicherheit des Anhängers beeinträchtigt ist.

Bei den bekannten Schnellverschlußkupplungen werden das Steckerventil und das Muffenventil über diverse Hülsen gehal­ ten und mittels Kugelverriegelungen arretiert. Dabei wird das Steckerventil in maßgenau korrespondierend ausgestaltete ver­ schiebbare Hülsen des Muffenventils gesteckt. In den Hülsen sind Nuten vorgesehen, in die die Kugeln der Kugelverriege­ lung gelangen, wenn die Hülse ihre Sollposition erreicht hat. Andere über Federn angetriebene Hülsen verriegeln die Kugeln in ihren Nuten derart, daß die Schnellverschlußkupplung eine sichere und leicht zu handhabende Verbindung verwirklicht.

Der Nachteil der bekannten Schnellverschlußkupplungen ist, daß jederzeit durch Verschieben der äußeren Hülse die Verrie­ gelung gelöst und die Schnellverschlußkupplung entkuppelt werden kann, ohne den im Hydrauliksystem herrschenden Druck berücksichtigen zu müssen.

Dies kann dazu führen, daß die Leitungen zwar noch unter Ar­ beitsdruck stehen, die Verbindung zu den Steuereinrichtun­ gen der Zugmaschine aber nicht mehr besteht und so die ur­ sprünglichen Funktionen der Anlage nicht mehr ordnungsgemäß wahrgenommen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stan­ de der Technik nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine derartige Schnellverschlußkupplung so auszubilden, daß die die Sperrkugelverriegelung zwischen Steckerventil und Muffen­ ventil sichernde äußere Schiebehülse auf der Kupplungshülse des Muffenventils erst dann verschoben werden kann, wenn der im hydraulischen Bremssystem vorhandene Druck unter die aus Sicherheitsgründen vorgeschriebene obere Grenze abgesunken ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schnellverschlußkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale ge­ löst.

Der Vorteil der Erfindung ist, daß das Steckerventil und das Muffenventil durch eine Sperrkugelverriegelung fest miteinan­ der verbunden sind und die Sperrkugelverriegelung nur durch ein Verschieben der äußeren Schiebehülse gelöst werden kann. Die Schiebehülse wiederum kann erst verschoben werden, wenn die Sicherungs-Sperrkugelverriegelung gelöst ist.

Ist der Leitungsdruck unter den Grenzwert, in dieser Ausfüh­ rungsform 5 bar, gesunken, schiebt eine Schraubendruckfeder die Arretierhülse in die Ausgangsstellung zurück, so daß die Kugeln der Sicherungs-Sperrkugelverriegelung freigegeben werden und die Schiebehülse entriegelt ist.

Damit ist gewährleistet, daß die Sicherungs-Sperrkugelver­ riegelung die Schnellverschlußkupplung selbständig ver- oder entriegelt in Abhängigkeit vom Leitungsdruck, so daß die Schnellverschlußkupplung weder unbeabsichtigt noch beabsich­ tigt entkuppelt werden kann, solange der Leitungsdruck noch über dem Grenzwert liegt.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in verschiedenen Stellungen der ineinandergreifen­ den Teile einer Schnellverschlußkupplung schematisch darge­ stellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnellverschlußkupplung in Seitenansicht, teilweise geschnitten, wobei das Steckerventil mit dem zugehörigen Muffenventil im entkuppelten Zu­ stand dargestellt ist,

Fig. 2 die Schnellverschlußkupplung in einer Zwischenstel­ lung zu Beginn eines Kupplungsvorganges, wobei die Ventileinrichtungen sowohl am Steckerventil als auch am Muffenventil noch geschlossen sind,

Fig. 3 die Schnellverschlußkupplung in einer daran an­ schließenden Zwischenstellung, bei der die Ventil­ einrichtungen am Steckerventil und am Muffenventil bereits teilweise geöffnet sind,

Fig. 4 die Schnellverschlußkupplung in noch einer weiteren Stellung während eines derartigen Kupplungsvorgan­ ges, in der das Steckerventil vollständig in das Muffenventil eingeführt und an diesem durch eine erste außenliegende Sperrkugelverriegelung gesi­ chert ist, und

Fig. 5 die Schnellverschlußkupplung in der Betriebsstel­ lung, bei der der Kupplungsvorgang zwischen Stec­ kerventil und Muffenventil beendet und die Schiebe­ hülse für die Sperrkugelverriegelung zwischen Steckerventil und Muffenventil infolge des im Bremssystem herrschenden Hydraulikdruckes zusätz­ lich durch eine Sicherungs-Sperrkugelverriegelung gegen unzulässiges Öffnen gesichert ist.

Fig. 1 zeigt eine Schnellverschlußkupplung in entkuppelter Stellung mit einem üblicherweise am Zugfahrzeug angebrachten Steckerventil 1 und einem am Anhänger angebrachten Muffenven­ til 2.

Eine das Steckerventil 1 umschließende Außenhülse 3 ist maß­ genau korrespondierend zu einer das Muffenventil 2 umschließ­ enden Kupplungshülse 4 ausgestaltet. Eine auf der Außenseite der Kupplungshülse 4 angeordnete Schiebehülse 5 wird von einer Sperrfeder 6 derart in einer Normalstellung gehalten, daß eine Sperrkugelverriegelung 7 das Einstecken des Stecker­ ventiles 1 zunächst verhindert. Erst ein Verschieben der Schiebehülse 5 unter Spannung der Sperrfeder 6 ermöglicht beim Einstecken der Außenhülse 3 ein Verschieben der Kugeln der Sperrkugelverriegelung 7 in eine Ausweichnut 8.

Eine Stirnplatte 9 des Muffenventils 2 ist an der Stirnseite korrespondierend zu einem Ventilkörper 10 des Steckerventils 1 ausgestaltet. Im entkuppelten Zustand drückt eine Stecker­ ventilfeder 11 den Ventilkörper 10 gegen einen konischen Ventilsitz 10a an der Außenhülse 3, so daß die Hydrauliklei­ tung hierdurch dicht verschlossen wird. Im Muffenventil 2 wird die Hydraulikleitung durch eine auf einem Führungsrohr 12 mit axialen Durchflußöffnungen 12a angebrachte Gleithülse 13 verschlossen, die mittels einer Muffenventilfeder 14 fest gegen die Stirnplatte 9 gedrückt wird. Eine in eine stirn­ seitige Nut der Gleithülse 13 eingelassene elastische Ring­ dichtung 15 dichtet die Hydraulikleitung ab.

Eine mit einer Druckfläche 16 (Fig. 5) versehene Arretierhül­ se 17 ist zur Abdichtung mit zwei Ringdichtungen 18, 19 versehen. Endseitig ist die Arretierhülse 17 auf dem Füh­ rungsrohr 12 abgestützt und frontseitig auf der Gleithülse 13. Das Frontstück ist als Hülsenabschnitt 20 ausgebildet, woran sich radial nach innen eine Anschlagfläche 21 zum Anschlag an der Gleithülse 13 anschließt. Außenseitig ist die Arretierhülse 17 in einen Ausweichabschnitt 22 und einen Verriegelungsabschnitt 23 unterteilt, wobei der Verriege­ lungsabschnitt 23 gegenüber dem Ausweichabschnitt 22 einen etwas größeren Durchmesser hat. Die Arretierhülse 17 schiebt, je nach Stellung, Kugeln einer Sicherungs-Sperrkugelverrie­ gelung 24 in den Ausweichabschnitt 22 oder in eine in die In­ nenseite der Schiebehülse 5 eingelassene Verriegelungsnut 25 und ver- oder entriegelt somit die Schnellverschlußkupplung.

In Fig. 2 ist das Muffenventil 2 bereits teilweise auf das Steckerventil 1 aufgeschoben, wobei die Außenhülse 3 des Steckerventils 1 in der Kupplungshülse 4 des Muffenventils 2 geführt wird. Die Schiebehülse 5 wird unter Anspannung der Sperrfeder 6 zurückgezogen, und die in der Kupplungshülse 4 eingelassenen Kugeln der Sperrverriegelung 7 werden beim Ein­ steckvorgang von der Außenhülse 3 des Steckerventils 1 in die innenliegende ringförmige Ausweichnut 8 der Schiebehülse 5 geschoben. Die Ventileinrichtungen sind noch geschlossen.

Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung der Schnellverschlußkupp­ lung, bei der die Ventileinrichtungen bereits halb geöffnet sind. Hierbei schiebt die Stirnplatte 9 des Muffenventils 2 den Ventilkörper 10 des Steckerventils 1 zurück, wobei die Steckerventilfeder 11 gespannt wird, so daß das Steckerventil 1 geöffnet wird. Gleichzeitig schiebt die Außenhülse 3 des Steckerventils 1 die auf dem Führungsrohr 12 aufliegende Gleithülse 13 des Muffenventils 2 zurück, wobei die Muffen­ ventilfeder 14 vorgespannt wird, so daß das Muffenventil 2 geöffnet wird.

In Fig. 4 sind das Steckerventil 1 und das Muffenventil 2 vollständig ineinander geschoben, und beide Ventile sind jetzt ganz geöffnet. Die Kugeln der Sperrkugelverriegelung 7 sind in eine Verriegelungsnut 26 am Steckerventil 1 gesprun­ gen, und die Sperrfeder 6 hat die Schiebehülse 5 am Muffen­ ventil 2 in die Ausgangsstellung zurückgeschoben, so daß das Steckerventil 1 und das Muffenventil 2 mittels der Sperrku­ gelverriegelung 7 sicher miteinander verbunden sind. Die Schnellverschlußkupplung ist jetzt betriebsbereit gekuppelt.

Nachdem die Hydraulikleitung mit dem Betriebsdruck beauf­ schlagt ist, wirkt auf die ringförmige stirnseitige Druck­ fläche 16 der Arretierhülse 17 in einer Kammer 16a (Fig. 5) eine Druckkraft, die die mittels der beiden Ringdichtungen 18, 19 abgedichtete Arretierhülse 17 gegen die Muffenventil­ feder 14 verschiebt, bis die Gleithülse 13 an der radialen ringförmigen Anschlagfläche 21 der Arretierhülse 17 anliegt, wie Fig. 5 zeigt. Der zylindrische Hülsenabschnitt 20 der Arretierhülse 17 stützt die Arretierhülse 17 auf der Gleit­ hülse 13 ab. Die Arretierhülse 17 ist außenseitig im Durch­ messer abgestuft ausgebildet. Der den Ausweichabschnitt 22 bildende schmalere Teil wird über einen konischen Durchmes­ sersprung in den den Verriegelungsabschnitt 23 bildenden weiteren Teil übergeleitet. Die Kugeln der Sicherungs-Sperr­ kugelverriegelung 24 werden beim Verschieben der Arretierhül­ se 17 von dem Ausweichabschnitt 22 in den Verriegelungsab­ schnitt 23 verschoben und greifen nun in die Ver­ riegelungsnut 25 in der äußeren Schiebehülse 5 ein. Die Schnellverschlußkupplung ist nun verriegelt, und ein Ver­ schieben der Schiebehülse 5 ist nicht mehr möglich.

Sobald der Leitungsdruck unter den Grenzwert, hier 5 bar, fällt, schiebt die an einer Widerlagerfläche 27 der Arretier­ hülse 17 anliegende Muffenventilfeder 14 die Arretierhülse 17 in die Ausgangsstellung zurück. Die Kugeln der Sicher­ ungs-Sperrkugelverriegelung 24 gelangen wieder in den Ausweichabschnitt 22 der Arretierhülse 17 und geben die Schiebehülse 5 frei. Nun kann die Schnellverschlußkupp­ lung entkuppelt werden.

Liste der Bezugszeichen

 1 Steckerventil
 2 Muffenventil
 3 Außenhülse
 4 Kupplungshülse
 5 Schiebehülse
 6 Sperrfeder
 7 Sperrkugelverriegelung
 8 Ausweichnut
 9 Stirnplatte
10 Ventilkörper
10a Ventilsitz
11 Steckerventilfeder
12 Führungsrohr
12a Durchflußöffnungen
13 Gleithülse
14 Muffenventilfeder
15 Ringdichtung
16 Druckfläche
16a Kammer
17 Arretierhülse
18 Ringdichtung
19 Ringdichtung
20 Hülsenabschnitt
21 Anschlagfläche
22 Ausweichabschnitt
23 Verriegelungsabschnitt
24 Sicherungs-Sperrkugelverriegelung
25 Verriegelungsnut
26 Verriegelungsnut
27 Widerlagerfläche

Claims (5)

1. Schnellverschlußkupplung für hydraulische Bremssysteme, insbesondere Anhängerkupplung, bestehend aus zwei in­ einandersteckbaren und in der gekuppelten Stellung über eine Sperrkugelverriegelung (7) verriegelbaren Kupp­ lungshälften in Form eines Steckerventils (1) und eines Muffenventils (2) mit je einer durch Schließfedern in Schließrichtung belasteten und während der entkuppelten Stellung der beiden Kupplungshälften in Schließstellung gehaltenen Ventileinrichtung mit einer Gleithülse (13), die beim Ineinanderstecken beider Kupplungshälften durch stirnseitigen Anschlag an der jeweils anderen Kupplungs­ hälfte zur Freigabe eines oder mehrerer Durchlässe für die Hydraulikflüssigkeit anschlagbegrenzt verschiebbar ist, wobei das Muffenventil (2) eine das Steckerventil (1) aufnehmende Kupplungshülse (4) mit einer die Sperr­ kugelverriegelung (7) umschließenden Schiebehülse (5) aufweist, die auf der Kupplungshülse (4) gegen den Druck einer Feder verschiebbar ist und eine innenliegende ringförmige Ausweichnut (8) für die Kugeln der Sperrku­ gelverriegelung (7) besitzt, und wobei ferner an dem Muffenventil (2) ein in das Steckerventil (1) eingrei­ fendes Führungsrohr (12) für die Gleithülse (13) mit vorderer Stirnplatte (9) und mit axialen Durchfluß­ öffnungen für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, und wobei die Durchflußöffnungen durch die beim Kupp­ lungsvorgang gegen Federdruck verschiebbare Gleithülse (13) als Ventilkörper verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Muffenventil (2) zwischen der Kupplungshülse (4) und der die axialen Durchflußöffnungen (12a) an dem Führungsrohr (12) ver­ schließenden Gleithülse (13) eine in der Kupplungsstel­ lung durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit entgegen dem Federdruck anschlagbegrenzt verschiebbare Arretier­ hülse (17) für eine die äußere Schiebehülse (5) in ihrer Sperrstellung an der Kupplungshülse (4) sichernde Sicherungs-Sperrkugelverriegelung (24) angeordnet ist.

2. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhülse (17) an ihrem Innenumfang gegenüber dem Außenumfang der Gleithülse (13) und an ihrem Außenumfang gegenüber dem Innenumfang der Kupplungshülse (4) jeweils durch eine Ringdichtung (18, 19) abgedichtet ist, und daß an dem von der Gleithülse (13) entfernt liegenden Ende der Arretierhülse (17) eine ringförmige stirnseitige Druck­ fläche (16) zur Druckbeaufschlagung durch die Hydraulik­ flüssigkeit vorgesehen ist.

3. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Arre­ tierhülse (17) einen die Gleithülse (13) umschließenden zylindrischen Hülsenabschnitt (20) mit einer davon radial nach innen gerichteten ringförmigen Anschlagflä­ che (21) für die Gleithülse (13) aufweist, mit der die Arretierhülse (17) bei einer Druckbeaufschlagung durch die Hydraulikflüssigkeit an der Gleithülse (13) anliegt, daß die Arretierhülse (17) einen im Durchmesser abge­ stuften zylindrischen Außenumfang mit einem in der Kupplungshülse (4) des Muffenventils (2) gleitenden Verriegelungsabschnitt (23) größeren Durchmessers und mit einem daran zur Gleithülse (13) hin anschließenden Ausweichabschnitt (22) für die Kugeln der Sicherungs- Sperrkugelverriegelung (24) aufweist, und daß zwischen dem Verriegelungsabschnitt (23) und dem Ausweichab­ schnitt (22) für die Kugeln der Sicherungs-Sperrku­ gelverriegelung (24) an der Arretierhülse (17) ein konisch abgeschrägter Durchmessersprung in Bezug auf die Anschlagfläche (21) für das stirnseitige Ende der Gleithülse (13) derart angeordnet ist, daß der Verriege­ lungsabschnitt (23) in der Anschlagstellung der Arre­ tierhülse (17) an der Gleithülse (13) die Kugeln der Sicherungs-Sperrkugelverriegelung (24) sperrend un­ tergreift, wobei diese in eine innenliegende ringförmige Verriegelungsnut (25) an der äußeren Schiebe­ hülse (5) des Muffenventils (2) sperrend eingreifen.

4. Schnellverschlußkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhülse (17) im Anschluß an die ringförmige Anschlagfläche (21) für das rückwärtige stirnseitige Ende der Gleithülse (13) einen weiteren, im Durchmesser stufenförmig abgesetzten ringförmigen Abschnitt mit einer Widerlagerfläche (27) für eine am Innenumfang der Gleithülse (13) angeordnete Muffenventilfeder (14) aufweist, die die Gleithülse (13) und die Arretierhülse (17) in axialer Richtung auseinanderdrückt.

5. Schnellverschlußkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhülse (17) mit ihrer stirnseitigen Druckflä­ che (16) zur Druckbeaufschlagung durch die Hydraulik­ flüssigkeit im drucklosen Zustand der Schnellverschluß­ kupplung an einer rückwärtigen radialen Anschlagfläche an der Kupplungshülse (4) des Muffenventils (2) anliegt und mit ihrem äußeren Verriegelungsabschnitt die Kugeln der Sicherungs-Sperrkugelverriegelung (24) für ein Ausweichen in den daran axial anschließenden Ausweichab­ schnitt (22) an der Arretierhülse (17) freigibt.