DE4101001A1 - Kupplungsteilvorrichtung mit druckreduzierelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsteilvorrich­ tung, die den Steckteil und den Hülsenteil einer Schnellkupplung bildet. Die Vorrichtung enthält Druckreduzierglieder, die bei der Verbindung des Steck- und des Hülsenteils einsetzbar sind, um die Verbindung auch unter hohen Mediendrücken von beispielsweise 20-50 MPa im Kupplungsteil zu ermöglichen. Das Kupplungsteil enthält eine innere, in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Einheit, die in einer Ausgangsstellung den Mediendruck auf eine erste Kammer im Kupplungsteil begrenzt hält und sich in einer Betätigungsstellung für das Medium öffnet bzw. offenbleibt, so daß das letztere in eine zweite Kammer im Kupplungsteil eintreten kann. Das Druckreduzierglied umfaßt einen Ableitkanal für den Mediendruck und ein darin angeordnetes Absperrelement und kann an der Stirnfläche des Kupplungsteils über ein Betätigungselement betätigt werden, das mit dem Absperrelement zusammenwirken kann.

Die Verwendung von Druckreduziergliedern in dem Kupplungsteil einer Schnellkupplung ist schon bekannt. Mit Hilfe des Druckreduzierglieds ist es möglich, den Druck im Kupplungsteil durch Ableiten einer geringen Menge des Mediums (z. B. Hydrauliköl, eine andere Flüs­ sigkeit, Gas usw.) zur Stirnseite des Kupplungsteils zu reduzieren. Auf diese Weise wird das Verbinden der Kupplungsteile der Schnellkupplung erleichtert. Die An­ ordnung von Druckreduziergliedern in beiden Kupplungs­ teilen ist auch bekannt.

Gleichfalls bekannt ist die Verwendung von Druckre­ duziergliedern in einem Kupplungsteil, das mit einem doppelten Absperrelement für den Mediendruck arbeitet, wobei eine erste Absperrfunktion den Druck in einem er­ sten Trennstadium der Kupplungsteile absperrt und eine zweite Absperrfunktion , welche die erste ergänzt, im Endstadium des Entkupplungsvorgangs ausgelöst wird.

Bei den Kupplungsvorrichtungen vom fraglichen Typ besteht der dringende Wunsch, unabhängig von den Ein­ satzbedingungen die gleiche Ausführung der Kupplungs­ teile verwenden zu können. Die Verbindung muß einmal unter Druck im Hülsenteil, ein andermal unter Druck im Steckteil der Kupplung hergestellt werden. Die Verbin­ dung kann auch unter Druck in beiden Kupplungsteilen und im drucklosen Zustand beider Kupplungsteile herge­ stellt werden.

Eine weitere Bedingung ist, daß das Kuppeln und Ent­ kuppeln völlig ohne Spritz- und Leckverluste auszufüh­ ren ist. Das Grundproblem ist daher, daß man Drücke, auch hohe Drücke, unter verschiedenen Bedingungen und bei verschiedenen Systemausführungen, in denen ein- und derselbe Schnellkupplungstyp eingesetzt werden soll, leckfrei anschließen und abtrennen kann.

Zu diesem Zweck ist unter anderem eine universell einsetzbare Druckreduzierkonzeption erforderlich, die entsprechend der modularen Konzeption bei der Konstruk­ tion der Schnellkupplungsteile angewendet werden kann. Ein Kupplungsteil oder beide Kupplungsteile sind mit dem Druckreduzierglied auszurüsten, so daß Kupplungs­ teile hergestellt werden können, die spezifisch auf verschiedene Einsatzsituationen zugeschnitten sind.

In diesem Zusammenhang ist es entscheidend, daß das Druckreduzierglied nach einem technischen Prinzip ar­ beiten kann, das im übrigen für die Druckreduzierfunk­ tion und die Schnellkupplungsfunktion unkritisch ist. Das Druckreduzierglied besteht aus Teilen, die leicht zusammengesetzt und in das betreffende Kupplungsteil leicht eingebaut werden können, so daß die Konstruktion des Kupplungsteils von der eines Kupplungsteils ohne Druckreduzierglieder nicht wesentlich abzuweichen braucht.

Wichtig ist eine völlige Leckfreiheit, was unter anderem bedeutet, daß nicht zugelassen werden kann, daß das abgeleitete Medium die Stirnseite des Kupplungs­ teils erreicht.

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die u. a. die obenerwähnten Probleme löst. Die Merkmale, die als Hauptcharakteristika der neuen Vor­ richtung angesehen werden können, sind die geschlossene Konstruktion des Betätigungselements, die verhindert, daß abgeleitete Medien die Stirnseite erreichen, die Tatsache, daß der Druckreduzierkanal auf beiden Seiten des Dichtungselements an die zu Anfang erwähnte erste und zweite Kammer angeschlossen ist oder angeschlossen werden kann, und die Tatsache, daß bei Betätigung des Druckreduziergliedes die erste und die zweite Kammer über die Kanalanschlüsse und das geöffnete Absperrele­ ment zwei kommunizierende Gefäße/Kammern bilden, was mit einer Entspannung des Drucks in der ersten Kammer verbunden ist und die Verschiebung der in Längsrichtung verschiebbaren Einheit erleichtert, wodurch bei belie­ bigem Druck ein leckfreier Anschluß erfolgen kann.

Weitere Entwicklungen des Erfindungsgedankens be­ treffen die Ausführung des Druckreduzierglieds und seine Anordnung im jeweiligen Kupplungsteil. Demnach kann das im Druckreduzierglied enthaltene Betätigungs­ element so konstruiert werden, daß es von der Stirn­ seite der Einheit in den Kanal hineinragt, wo es in einem ersten Kanalteil so in Längsrichtung verschiebbar montiert ist, daß ein erster Abschnitt des Betätigungs­ elements aus der genannten Stirnseite herausragen kann, damit das zweite Kupplungsteil darauf einwirken kann, das mit dem fraglichen Kupplungsteil beim Verbinden der Teile der Schnellkupplung zusammenwirkt.

In einer Ausführungsform wirkt ein Dichtungselement, das den ersten Abschnitt des Betätigungselements ab­ schließen kann, mit dem Betätigungselement zusammen. Das Druckreduzierglied kann durch eine Durchführungs­ einheit gebildet werden, die den Druckreduzierkanal enthält. Der Druckreduzierkanal kann einen zweiten Ka­ nalteil enthalten, der so ausgeführt ist, daß er die Längsverschiebungsbewegungen des Betätigungslements in dem ersten Kupplungsteil/der ersten Einheit mittels ei­ nes auf dem Betätigungselement angeordneten Flansch­ elements begrenzt. Darüberhinaus kann die Durchfüh­ rungseinheit mit einer oder mehreren seitlichen Ausspa­ rungen versehen werden, die entsprechenden Aussparungen im Kupplungsteil/der Kupplungseinheit gegenüberliegen, um eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Kanal und der zweiten Kammer im Kupplungsteil zu bilden, wenn die Teile der Schnellkupplung eine Kuppelposition ein­ nehmen, in der das Druckreduzierglied betätigt werden kann. Das genannte Dichtungselement ist vorzugsweise ringförmig und zusammen mit einer sogenannten Stütz­ dichtung in einer ringförmigen Kammer angeordnet. In einer Ausführungsform besitzt die Durchführungseinheit stufenförmige innere Aussparungen für den Teil/den ersten Teil des Betätigungslements, der über die Stirn­ seite hinausragen kann, für das Dichtungselement und den Führungsteil des Betätigungselements.

In einer Ausführungsform liegt die Durchführungsein­ heit auf einem Sitz/Auflager auf, in einer anderen Aus­ führungsform umfaßt sie diesen Sitz. Der Sitz kann mit einem kugelförmigen Körper oder einer Kugel zusammen­ wirken, der (die) in dem Absperrelement enthalten ist oder dieses bildet. Auf den Körper bzw. die Kugel wirkt auf der einen Seite das Betätigungselement über seinen zweiten Abschnitt ein. Der zweite Abschnitt greift durch das Sitz-/Auflagerteil hindurch. Auf seiner ande­ ren Seite wirkt auf den Körper bzw. die Kugel die Kraft einer Feder ein, die in einem dritten Kanalteil hinter dem Absperrelement angeordnet ist. Ein oder mehrere Verbindungen im Kupplungsteil/der Kupplungseinheit sind so ausgeführt, daß sie in der Stellung der Kupplungsteile, in der das Druckreduzierglied betätigt wird, von dem genannten dritten Kanalteil zur ersten Kammer verlaufen.

In einer Ausführungsform wird das Druckreduzierglied in einem Kupplungsteil eingesetzt, das eine Einheit mit zwei teleskopisch angeordneten Bauteilen enthält, die in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind. Das erste Bauteil bewirkt die Einstellung der genannten Ausgangsstellung und der Betätigungsstellung der Ein­ heit mittels Federkraft und eines möglicherweise anlie­ genden Drucks. Das zweite Bauteil hat eine Abdich­ tungs-, Öffnungs- und Schließfunktion am Ende des Kupp­ lungsteils/der Kupplungseinheit und enthält das ge­ nannte Druckreduzierglied.

In einer Ausführungsform führt die zweite Verbindung zwischen dem Druckreduzierkanal und der ersten Kammer über Aussparungen im ersten und zweiten Bauteil, die in einander gegenüberliegende Stellungen gebracht werden können. Die Bauteile sind so einander gegenüber ange­ ordnet, daß das zweite Bauteil eine Position einnimmt, in der es mit dem ersten Bauteil voll verbunden ist oder in dieses voll eingreift.

Die Erfindung betrifft außerdem die Funktion und Konstruktion des Druckreduzierglieds in Verbindung mit dem Verfahren zum Entkuppeln der Teile der Schnellkupp­ lung.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, das Kupp­ lungsteil in einfacher Weise mit Druckreduziergliedern auszustatten und das Schnellkupplungsteil und seine Funktion entsprechend den jeweiligen Einsatz- und Umgebungsbedingungen für den Einsatz der Schnell­ kupplung auszuwählen. Die Erfindung eignet sich für die Serienfertigung und liefert sehr gute Ergebnisse in bezug auf die Leckfreiheit sowie die Möglichkeit, verschiedene Schnellkupplungen zu erhalten, die für den jeweiligen Einsatz optimal sind. Die Schnellkupplung kann aus technisch funktionstüchtigen und zuverlässig arbeitenden Teilen mit langer Lebensdauer bestehen. Das Kuppeln ist auch unter hohem Druck möglich.

Eine gegenwärtig vorgeschlagene Ausführungsform einer Vorrichtung, welche die charakteristischen Merk­ male der Erfindung aufweist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Abb. 1 im Längsschnitt die für die Erfindung wesent­ lichen Teile des Steck- und des Hülsenteils einer Schnellkupplung, wobei der Steckteil und der Hülsenteil während des Verbindens der Kupplungsteile eine erste Stellung relativ zueinander einnehmen.

Abb. 2 im Längsschnitt die Kupplungsteile gemäß Abb. 1 in einer zweiten Stellung während des Kupp­ lungsvorgangs und

Abb. 3 im Längsschnitt die Teile gemäß Abb. 1 und 2 in einer dritten Stellung während des Kupp­ lungsvorgangs, wobei es sich um die Kuppel­ stellung der Teile handelt.

Abb. 4a-4d im Längsschnitt eine detaillierte Dar­ stellung einer Ausführungsform in ver­ schiedenen Stadien des Kupplungsvorgangs.

In den Abbildungen werden das Kupplungssteckteil und das Kupplungshülsenteil in einem Kupplungsaufbau mit 1 bzw. 2 bezeichnet. Das Kupplungssteckteil ist von dem Typ mit einer inneren, in Längsrichtung verschieb­ baren Einheit, die aus einem ersten Bauteil 3 und einem zweiten Bauteil 4 besteht. Die Teile 3 und 4 sind ineinandergesteckt. Die Teile 3 und 4 werden gegen eine innere Federspannung zusammengedrückt. Im dargestellten Fall kann diese Federspannung durch eine mechanische Feder 5 erzielt werden. Im Beispiel kann Teil 3 in Teil 4 hineingedrückt werden, und die Teile sind durch die Dichtungselemente 6 und 7 (Dichtungsring und Stütz­ dichtung) gegeneinander abgedichtet. Die Teile bilden eine innere abgeschlossene Kammer 8, in der die Feder 5 angeordnet ist. Der Druck in der Kammer kann von einer Größe sein, die dem Atmosphärendruck bei ausgezogener Stellung der Teile 3 und 4 entspricht.

Die Einheit (Bauteile 3 und 4) ist in Längsrichtung gegen eine Federkraft verschiebbar angeordnet. Die Fe­ derkraft wird durch eine mechanische Feder 9 erzeugt. Die Einheit (3, 4) ist gegen die Wirkung der Feder 9 verschiebbar, wodurch beim Verbinden der Teile 1 und 2 die Kupplungskraft erzeugt wird. Abb. 3 zeigt die Teile 1 und 2 in voll gekuppelter Stellung, in der die Feder 9 zusammengedrückt ist. Nach dem Trennen der Teile 1 und 2 wird die Einheit (3, 4) in die Stellung gemäß Abb. 1 und 2 zurückgeführt. Abb. 1 zeigt die Stellung, in der die Teile 3 und 4 voll auseinanderge­ zogen sind. In dieser Stellung wirkt in der Kupplung eine doppelte Dichtungs- oder Absperrfunktion. Die erste Absperr- oder Dichtungsfunktion wird durch die zweite Einheit 4 bewirkt. Die Absperr- oder Dichtungs­ funktion wird durch 10 angedeutet und besteht in dem Beispiel aus einer Metall-Metall-Dichtung. Die zweite Absperrfunktion wird durch das Bauteil 3 bewirkt, das am Ende 1a des Steckteils dicht schließend vorne an der Innenfläche des äußeren Teils 11 des Steckteils an­ liegt. Die Dichtungselemente 12, 13 bewirken diese Abdichtungsfunktion. Die Einheit (Bauteile 3, 4) wird an der Innenfläche 11a des genannten äußeren Teils 11 durch flügel- oder speichenförmige Elemente 4a geführt. In der dargestellten Ausführungsform hat das Bauteil 4 die Form einer Kappe, die den hinteren Teil des Bau­ teils 3 umschließt.

Abb. 2 zeigt die Teile 2 und 3 im Kuppelsta­ dium, wobei die durch Teil 3 bewirkte Absperr- oder Dichtungsfunktion deaktiviert und die Absperr- oder Dichtungsfunktion 10 noch aktiviert ist. In dieser Stellung greift Teil 3 voll in Teil 4 ein. In Abb. 3 ist die Absperr- oder Dichtungsfunktion 10 ebenfalls deaktiviert und die Teile 3 und 4 sind in voll verbun­ dener Stellung zusammen in die voll geöffnete Stellung der Kupplung zurückgeschoben worden.

Die Betätigungskraft für die Teile 3 und 4 wird durch ein Teil 14 im Hülsenteil übertragen. Das Teil 14 ist gegen das äußere Teil 15 des Hülsenteils in Längs­ richtung verschiebbar. Das Hülsenteil enthält außerdem die Innenbuchsen 16 und 17, die gegen das äußere Teil 15 einerseits und gegen das Teil 14 andererseits in Längsrichtung verschiebbar sind. Die relativen Ver­ schiebungsbewegungen gewährleisten, daß eine zuverläs­ sige Abdichtung zwischen den Teilen 1 und 2 erfolgt, bevor der innere Durchlaß der Kupplungsteile für das angeschlossene Medium geöffnet wird, und in ähnlicher Weise, daß eine Abdichtung zwischen den Teilen 1 und 2 erfolgt, bis in Verbindung mit dem Trennen der Teile 1 und 2 der Durchlaß für das angeschlossene Medium ge­ schlossen wird. Diese Funktionen sind an sich bekannt und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Das Steckteil ist mit Druckreduziergliedern ausge­ stattet, die in der Einheit (3, 4) angeordnet sind. In der als Beispiel dargestellten Ausführungsform sind die Druckreduzierglieder im Bauteil 3 angeordnet. Die Druckreduzierglieder enthalten einen Kanal, der das Druckmedium ableitet und die Kanalabschnitte 18a, 18b, 18c und 18d umfaßt. Der Kanal verläuft von der Stirn­ seite 1a bzw. 3a des Kupplungsteils bzw. der Einheit 3 nach innen zum Kupplungsteil bzw. zur Einheit 3. Die Druckreduzierglieder enthalten auch ein Absperrelement 19 in Form eines kugelförmigen Körpers, einer Kugel usw., der (die) mit einem Sitz 20 zusammenwirkt. Auf einer Seite kann das Element 19 mit einem Betätigungs­ element zusammenwirken oder verbunden sein, das einen ersten Abschnitt 21a, ein Führungselement 21b und einen zweiten Abschnitt 21c umfaßt, der durch den Sitz 20 hindurchgreift und durch den das Zusammenwirken oder die Verbindung mit dem Element 19 bewerkstelligt wird.

Das Betätigungselement ist in dem Kanal in Längs­ richtung verschiebbar angeordnet. Der erste Abschnitt 21a des Betätigungselements verläuft innerhalb des Kanalabschnitts 18, so daß sein Ende über die Stirn­ seite 3a hinausragen kann. Das Führungselement 21b (das aus einem Flanschteil bestehen kann) ist im Kanalab­ schnitt 18b angeordnet, der die Längsverschiebung des Betätigungselements begrenzt. Durch das Einführen des Betätigungselements in den Kanal während des Verbin­ dungsvorgangs der Teile 1 und 2 kann erreicht werden, daß das Betätigungselement vom Sitz her auf das Element 19 einwirkt, so daß der Kanal geöffnet wird. Nach Auf­ hören der Betätigung durch das Betätigungselement wird der Kanal durch das Element 19 geschlossen, das durch die Feder 22 und einen etwaigen Druck im Kanalabschnitt 18c gegen den Sitz gedrückt wird.

Auf seiner anderen Seite wirkt auf den Kanal eine Federkraft ein. In der als Beispiel dargestellten Ausführungsform erfolgt dies mittels einer Feder 22, die über das Kraftübertragungsglied 23 von bekanntem Typ eine Kraft auf das Element 19 ausübt. Der Kanalab­ schnitt 18c kann über eine oder mehrere Aussparungen (z. B. Bohrungen) 24 bzw. 24a in den Einheiten 3 bzw. 4 mit einer ersten Kammer 25 außerhalb der Einheit (3, 4) verbunden sein. Der Kanalabschnitt 18b kann über eine oder mehrere Aussparungen (zum Beispiel Bohrungen) 24b in der Einheit 3 mit einer zweiten Kammer 26 außerhalb der Einheit (3, 4) verbunden sein.

Die genannten Kammern 25 und 26 sind in Abb. 2 dar­ gestellt, wobei die Kammer 25 hinter der Dichtung 10 und die Kammer 26 vor der Dichtung 10 liegt. Die Ver­ bindung zwischen dem Kanal 18, 18a, 18b und 18c besteht nur in der Stellung, in der die Teile voll ineinander­ geschoben sind. In den in Abb. 2 gezeigten Stellungen der Kupplungsteile 1 und 2 sind die Verbindungen 24, 24a und 24b auf beiden Seiten der Absperrung oder Dich­ tung 10 nach außen offen.

Wie in den Abb. 1 und 2 dargestellt, befindet sich zwischen den Stirnflächen 3a bzw. 14a der Teile 3 bzw. 14 im Steck- bzw. Hülsenteil ein Spalt 27. Dieser Spalt ist darauf zurückzuführen, daß die vom Teil 14 auf das Betätigungselement 21a, 21b, 21c übertragene Kraft noch nicht die Größe erreicht hat, die das Betä­ tigungselement die Kraft der Feder 22 und einen auf das Element 19 wirkenden Druck überwinden läßt, der im Kanalabschnitt 18c wegen seiner Verbindung mit der Kam­ mer 25 herrscht. Die Krafteinwirkung von Teil 14 auf Teil 3 über die in Abb. 2 dargestellte Position hinaus bedeutet jedoch, daß die Gegenkraft des Elements 19 überwunden und das Element 19 vom Sitzteil 20 abgehoben werden kann. Dadurch wird eine Verbindung zwischen den Kammern 25 und 26 hergestellt, die in Anbetracht dessen als kommunizierende Gefäße bzw. Kammern wirken. Die Verbindung wird zwischen den Aussparungen 24, 24a und 24b und dem Element 19 hergestellt. Ein etwa in der Kammer 25 vorhandener Druck kann so durch eine gering­ fügige Ableitung des Mediums aus 25 zur Kammer 26 ent­ spannt werden.

Das Betätigungselement ist abgedichtet, so daß das abgeleitete Medium im Kanal die Stirnfläche 3a nicht erreicht. Die Abdichtung wird durch ein Dichtungsele­ ment 28 erreicht (bestehend aus einer Ringdichtung und ggf. einer Stützdichtung), das im Kanalabschnitt 18a angeordnet ist und den ersten Abschnitt 21a des Be­ tätigungselements abdichtet. Der zweite Abschnitt 21c des Betätigungslements hat einen kleineren Querschnitt oder ist mit Längsnuten versehen, um die Ableitung über das Betätigungslement zu erleichtern. So erfolgt die Ableitung entsprechend den obigen Angaben aus einer ersten in eine zweite Kammer innerhalb desselben Kupp­ lungsteils.

Der Kanal 18, 18a, 18b und 18c ist in einer Durch­ führungseinheit 29 angebracht, die fest in eine ent­ sprechende Aussparung eingepreßt bzw. in ein Innenge­ winde 30 in der Einheit 3 eingeschraubt ist. Die Durchführungseinheit ist mit seitlichen Aussparungen 31 versehen, die gegenüber den Anschlüssen 24b in der Ein­ heit positioniert werden können. Die Durchführungsein­ heit wird gegen den Sitz 20 gepreßt, der in einer ande­ ren Ausführungsform einen Teil der Durchführungseinheit bilden kann. Die Durchführungseinheit wird durch eine Dichtung 32 gegen die Hülle des Teils 3 abgedichtet. Das Steckteil wird in bekannter Weise mit einem Schlauch oder Rohr verbunden, die ihrerseits an einen Verbraucher, eine Druckquelle usw. angeschlossen werden können. In der vom Hülsenteil getrennten Stellung kann in der Kammer 25 ein Druck bestehen bleiben. Dieser Druck übersteigt somit den Druck P′ in der Kammer 26. Der Druckausgleich in den Kammern wird daher durch die Druckreduzierglieder entsprechend der obigen Darstel­ lung erreicht. In geöffneter Stellung des Steck- und des Hülsenteils wird ein Durchlaß für das Medium (Flüssigkeit, Gas usw.) hergestellt. Je nach den Ein­ satzbedingungen der Schnellkupplung kann das Medium entweder in Richtung 33 oder 34 fließen. Nach der Tren­ nung der Kupplungsteile wird zunächst die erste Absperrfunktion mittels der Einheit 4 und der Absperr­ funktion 10 hergestellt. Danach können die Teile 3 und 4 auseinandergezogen werden und die zweite Absperrfunk­ tion wird mittels der Dichtungen 12, 13 hergestellt. Der Druck in der Kammer 8 wird vorzugsweise so gewählt, daß er deutlich unter dem Mediendruck im Mediendurch­ laßkanal 33 oder 34 und/oder unter dem Druck P liegt.

Die Fertigung eines Kupplungsteils 3 mit Druckredu­ ziergliedern ist vorteilhaft. Das Teil 3 ist mit Boh­ rungen für den Kanalabschnitt 18c und die Durchfüh­ rungseinheit 29 versehen. In einen Teil der Bohrung für die Durchführungseinheit wird ein Gewinde geschnitten. Die Einheit ist mit seitlichen Aussparungen 24, 24b versehen. Die Durchführungseinheit 29 wird als separate Einheit gefertigt, die mit einem Schraubgewinde 28 und seitlichen Bohrungen 31 versehen ist. Auf diese Weise können die Druckreduzierglieder einfach eingesetzt wer­ den. Zuerst wird die Feder 22 in ihre Vertiefung 18c eingesetzt. Danach werden das Element 23, das Element 19, der Sitz 20 und die Durchführungseinheit zusammen mit dem Betätigungselement und der Dichtung 32 einge­ setzt. Die Dichtung, die nach dem Wechseln genau in eine Bohrung paßt, wird zumindest teilweise aus einem mechanisch widerstandsfähigen Material gefertigt. Es kann eine sogenannte Stützdichtung verwendet werden.

Die Erfindung ist nicht auf die oben als Beispiele dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann Modifikationen unterworfen werden, ohne vom Schutzumfang der folgenden Patentansprüche oder vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

In den Abb. 4a-4d wird die in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Einheit durch 3′, die erste Kammer durch 25′ und die zweite Kammer durch 26′ bezeichnet. Die Kammer 26′ bildet eine völlig abge­ schlossene, zum Beispiel vom Kupplungsteil 1′ umschlos­ sene Kammer. Der Mediendruckkanal wird durch 18a′, 18c′, das Absperrelement durch 19′ bezeichnet. Das Betätigungselement wird durch 21a′ und ein Führungsele­ ment/Gehäuse 35 sowie ein Ventilglied 36 gebildet. Das Element 35 ist gegen die äußere Buchse 37 des Kupp­ lungsteils 1′ auf drei oder mehr flügelförmigen Elemen­ ten 38 in Längsrichtung verschiebbar. Das Ventilglied 36 ist in dem Element 35, in einer Kammer 39 des letz­ teren, gegen die Wirkung eines Federelements 40 ver­ schiebbar. Die Einheit 3′ ist bezüglich der Buchse 37 verschiebbar angeordnet. Die Einheit 3′ ist in einem Führungsteil/Führungsgehäuse 40′ montiert, das im Inne­ ren des Kupplungsteils 1′ durch zwei oder mehr flügel­ förmige Elemente 41 fixiert ist. Die Längsverschiebung der Einheit 3′ erfolgt gegen die Wirkung eines inneren Federelements 42. Die Einheit 3′ wird gegen einen Sitz 43 des Federelements 42 gepreßt und trägt vorzugsweise ein Dichtungselement 44 zur wirksamen Abdichtung gegen den Sitz. Die erste und die zweite Kammer bilden zwei kommunizierende Gefäße, die nach dem Öffnen des Absperrelements durch die Anschlüsse 24′, 24b′ ver­ bunden werden können. Ein Teil 45, das den Sitz 43 trägt, ist in das Gewinde 46 am Ende der Hülse 37 ein­ geschraubt und wird durch das Dichtungselement 47 abge­ dichtet. Das Ventilelement 36 wird im Führungsgehäuse durch das Dichtungselement 38 abgedichtet. Das Ventil­ element 36 wird durch die Feder 40 und mit Hilfe des Anschlags (Flanschs) 49 in seiner geschlossenen Stel­ lung (gemäß Abb. 4a) gehalten. Die Hülse 37 besitzt an der Vorderseite eine innere Führungs-/Dichtfläche 50, die mit einer äußeren Dichtfläche 51 am Element 36 zu­ sammenwirken kann. An der genannten Dichtfläche sind in der Hülse 37 und/oder im Element 36 die Dichtungsele­ mente 52, 53 angeordnet. Das Element ist so konstru­ iert, daß es in das Gehäuse 35 eingeführt werden kann, ohne daß ein in der Kammer 26′ enthaltenes Medium kom­ primiert wird. Das Element 36 hat an seinem aus dem Gehäuse 35 herausragenden Teil im wesentlichen das gleiche Außenmaß/den gleichen Außendurchmesser und ist vorzugsweise so konstruiert, daß es über seine gesamte Länge den gleichen Durchmesser hat und mit einer Innenbohrung versehen ist, die sich über einen (wesentlichen) Teil seiner Länge erstreckt.

Das Kupplungsteil 1′ kann durch eine vergleichsweise geringe Öffnungskraft F (von Hand) geöffnet werden, selbst wenn in der Kammer 25′ des Kupplungsteils 1′ (oder im Rohranschluß zur Kammer) ein hoher Druck P1 herrscht (z. B. 20-25 MPa). Die Öffnung kann auch dann ausgeführt werden, wenn in der zweiten Kammer 26′ ein vergleichsweise hoher Druck anliegt. Der Druck in der Kammer 39 ist wesentlich niedriger (zum Beispiel = Atmosphärendruck) als der Wert, den P2 annimmt bzw. annehmen kann. P2 liegt niedriger als P1 und kann Werte von beispielsweise 10 bis 20% von P1 annehmen. Das Ven­ tilelement kann daher stets leicht im Führungsgehäuse 35 verschoben werden. Die Einheit 3′ schließt immer, auch unter beliebig hohem Druck in der ersten Kammer 25′. Das Kupplungsteil 1′ arbeitet daher mit doppelter Druckabsperrung, wodurch das Öffnen mit niedriger Öff­ nungskraft und ohne Auslaufen des Mediums ermöglicht wird.

Das zweite Kupplungsteil (z. B. ein Hülsenteil) 2′ umfaßt einen fixierten Mittelkörper 54, eine in Längs­ richtung verschiebbare innere Buchse 55, die mit dem Mittelkörper zusammenwirken kann, und eine in Längs­ richtung verschiebbare Schutzbuchse 56, die außerhalb der Innenbuchse angeordnet ist. Die Hülsen 55 und 56 können gegeneinander und relativ zum Körper 54 gegen die Wirkung der Federn 57, 58 verschoben werden. Das Kupplungsteil 1′ ist außerdem mit äußeren Verriege­ lungselementen 58 (Klemmhülsen, Klemmkugeln usw.) versehen. Die Innenbuchse ist auf einer innen befestigten hinteren Innenbuchse 59 montiert, und der Körper 54 ist am hinteren Ende fest in der Lagerung 60, in Aufnahmeflügeln usw. montiert, die Durchlässe 61 für das Kupplungsmedium besitzen. Die Dichtflächen des Körpers 54 und der Buchse 55 sind vorzugsweise konisch ausgeführt. Die Buchse 55 besitzt eine Anschlagfläche 64, welche die tiefste Eingriffsstellung der Buchse 55 definiert, sowie eine Anschlagfläche 65, welche die tiefste Eingriffsstellung der Buchse 56 relativ zur Buchse 55 (und zum Buchsenkörper 1′) definiert. Das Element 60 wird an dem Körper 54 befestigt (z. B. durch das Gewinde 66) und gegen den Hülsenkörper 2′′ durch das Dichtungselement 67 abgedichtet.

Die Buchse 59 ist auf oder an dem Element 60 mon­ tiert und besitzt eine Auflagerfläche für die Feder 57. Die Dichtung 67 dichten den Spalt zwischen dem Element 60 und der Buchse 59 ab. Die Buchsen 55 und 59 werden durch das Dichtungselement 68 abgedichtet. Die Buchse 55 besitzt eine Auflagerfläche für die Feder 58. Die Buchse 55 ist mit einem verlängerten Abschnitt 55a aus­ geführt, der in Längsrichtung der Buchse verläuft.

Beim Verbinden oder Zusammenkuppeln der Teile 1′ und 2′ werden zunächst die Schutzbuchse 56 gegen die innere Buchse 55 und das Element 36 gegen das Element 35 (dessen in Längsrichtung verschobene Position im einge­ kuppelten Zustand durch die Feder 42 bestimmt wird) in Längsrichtung verschoben, in Übereinstimmung mit Abb. 4b. Das Dichtungselement 53 dichtet den Abschnitt 55a ab. Die innere Buchse 55 liegt noch dicht schließend am Teil 62 des Körpers 54 an. Während dieses Kupplungssta­ diums kann keine Undichtigkeit nach außen auftreten, da das Element 36 und die Fläche 50 in Längsrichtung vor­ stehende Verlängerungen besitzen, die durch die Dich­ tungen 52, 53 abgedichtet sind. Der Druck P2 kann ver­ gleichsweise hoch sein.

Wenn das Einkuppeln bis zu der in Abb. 4c gezeigten Stellung fortgesetzt wird, wird das Absperrelement 19′ betätigt. Der fortbestehende hohe Druck P1 in der Kammer 25′ wird durch eine Vorsteuerungsströmung durch die Verbindung 24′, das geöffnete Absperrelement 19′ und die Verbindung 24b′ abgeleitet. In der dargestell­ ten Ausführungsform wird ein Druckstift 69 verwendet, über den die Feder 42 das Absperrelement (die Kugel) 19′ geschlossen zu halten sucht. Der Druckstift ist mit einem Kopfteil/-abschnitt versehen, der vorzugsweise in Einpunktlagerung an dem Element 19′ anliegt. Der Kopf­ teil wird an der Innenwand in einer Vertiefung in der Einheit 3′ geführt. Der Kopfteil des Druckstifts ist mit seitlichen Durchlässen (hier nicht dargestellt) für die Vorsteuerungsströmung versehen, die auf diese Weise von der Kammer 25′ zur Kammer 26′ gelangen kann. Eine Vorrichtung mit einem solchen Druckstift ist schon bekannt (siehe z. B. US-PS 45 64 042). Die Vorsteue­ rungsströmung ist durch die Pfeile 70, 71 angedeutet. Nach dieser Betätigung der Druckreduzierfunktion in der Einheit 3′ kann erreicht werden, daß die Einheit 3′ von ihrem Sitz 43 abhebt, wie in Abb. 4d dargestellt. Die Bewegung erfolgt gegen die Wirkung der Feder 42. Wäh­ rend des zuletzt erwähnten Teils der Verbindungsbewe­ gung wird auch die innere Buchse gegen den Körper 54 verschoben. Damit ist ein Mediendurchlaß für die Haupt­ strömung durch die Kupplung 1′, 2′′ trotz hoher Drücke im Kupplungsteil 1′ hergestellt. Dies konnte außerdem ohne Überströmen des Mediums bewerkstelligt werden. Das Trennen der Teile 1′ und 2′′ erfolgt in umgekehrter Rei­ henfolge, d. h. der Hochdruck auf der Eingangsseite 73 wird zunächst durch die Einheit 3′ abgesperrt, wonach die Dichtungsbuchse 55 und das Ventilelement 36 in umgekehrter Reihenfolge bei gleichzeitiger zuverlässi­ ger Abdichtung geschlossen werden, um ein leckfreies Trennen zu ermöglichen. Im betreffenden Fall ist der Druck P3 im Kupplungsteil 2′ gleich null (0). Das Kupp­ lungsteil selbst kann auch in anderen Situationen ein­ gesetzt werden.

Claims (10)

1. Kupplungsteilvorrichtung, die das Steck- oder Hül­ senteil (1 oder 2) einer Schnellkupplung bildet und Druckreduzierglieder enthält, die beim Verbinden des Steck- und Hülsenteils betätigt werden können, um das Verbinden auch unter hohen Mediendrücken (P) zu ermög­ lichen, z. B. unter Mediendrücken von 20-50 MPa im Kupp­ lungsteil, wobei einerseits das Kupplungsteil eine innere, in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Ein­ heit (3, 4) enthält, die in einer Ausgangsstellung den Mediendruck auf eine erste Kammer (25) im Kupplungsteil beschränkt und sich in einer Betätigungsstellung für das Medium öffnet oder offenbleibt, so daß das Medium in eine zweite Kammer (26) im Kupplungsteil gelangen kann, und andererseits das Druckreduzierglied einen Ableitkanal (18, 18a, 18b, 18c) für den Mediendruck und ein im letzteren angeordnetes Absperrelement (19) ent­ hält, das von der Stirnseite des Kupplungsteils aus über ein mit dem Absperrelement zusammenwirkendes Betätigungselement (21a, 21b, 21c) betätigt werden kann; dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungslement hermetisch abgedichtet ist, um zu verhindern, daß das abgeleitete Medium die Stirnseite (1a, 3a) des Kupplungsteils erreicht, sowie dadurch, daß der Kanal auf beiden Seiten des Absperrelements mit der ersten und der zweiten Kammer (25, 26) verbunden ist oder verbunden werden kann, und daß bei Betätigung des Druckreduzierglieds die erste und die zweite Kammer über die Verbindungen (24, 24a und 24b) zum Kanal und zum geöffneten Absperrelement zwei kommunizierende Gefäße/Kammern bilden, was mit einer Entspannung des Drucks (P) in der ersten Kammer und der Erleichterung der Längsverschiebung der Einheit verbunden ist und dazu führt, daß die Kupplungsteile bei beliebigem Mediendruck leckfrei miteinander verbunden werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Betätigungselement so konstruiert ist, das es von der Stirnseite (1a, 3a) des Kupplungsteils/der Kupplungseinheit in den Kanal hineinragt, wo es in ei­ nem ersten Kanalabschnitt (18) verschiebbar montiert ist, so daß ein erster Abschnitt des Betätigungsele­ ments aus der Stirnseite (3a) herausragt, damit das zweite Kupplungsteil (2), das in der Schnellkupplung beim Verbinden der Kupplungsteile mit dem Kupplungsteil zusammenwirkt, auf das Betätigungselement einwirken kann, sowie dadurch, daß das (die) Dichtungselement(e) (28) so angeordnet ist (sind), daß es (sie) den ersten Abschnitt (21a) des Betätigungselements gegen den Teil des Kupplungsteils abdichten, der den Kanal enthält, so daß das abgeleitete Medium die Stirnseite (3a) nicht erreichen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Kanal in einer Durchführungsein­ heit (29) befindet, die in einer Vertiefung im Kupp­ lungsteil angebracht ist, daß die Durchführungseinheit einen zweiten Kanalabschnitt (18b) enthält, der die Verschiebungsbewegungen des Betätigungselements in Längsrichtung im ersten Kupplungsteil mit Hilfe eines am Betätigungselement angebrachten Flanschteils (21b) begrenzt, sowie dadurch, daß die Durchführungseinheit mit einer oder mehreren Aussparungen (31) versehen ist, die gegenüber entsprechenden Aussparungen (24b) im Kupplungsteil positioniert werden können, um eine bzw. mehrere Verbindungen zwischen dem Kanal und der zweiten Kammer im Kupplungsteil zu bilden, wenn die Teile der Schnellkupplung eine Kuppelstellung einnehmen, in der das Druckreduzierglied betätigt werden kann, wobei diese Verbindungen außerhalb/vor dem Absperrelement im Kanal liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das (die) Dichtungselement(e) außer­ halb/vor dem zweiten Kanalabschnitt in einer ringförmigen Kammer (18a) liegen, die dem (den) Dichtungselementen zugeordnet ist, und aus einer Ringdichtung und ggf. einer dazugehörigen Packungsdich­ tung (Stützdichtung) bestehen, sowie dadurch, daß die Durchführungseinheit in dieser Weise mit stufenförmigen inneren Aussparungen für diesen Abschnitt des Betätigungselements, das aus der Stirnseite hervor­ stehen kann, für das (die) Dichtungselement(e) und den Führungsteil (21b) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungseinheit an einem Sitz-Auflagerteil (20) anliegt, dessen Sitz mit einem kugelförmigen Körper oder einer Kugel (19) zusammenwirken kann, die einen Teil des Absperrelements bildet, auf dessen eine Seite das Betätigungselement über seinen zweiten Abschnitt (21c) einwirken kann, der durch den Sitz-Auflagerteil hindurchgreift, während auf die andere Seite des Absperrelements ein Federelement (22) einwirken kann, das in einem dritten Kanalab­ schnitt (18c) hinter dem Absperrelement angeordnet ist, sowie dadurch, daß eine oder mehrere Verbindungen im Kupplungsteil (24, 24a) vorgesehen sind, die bei Betätigung des Druckreduzierglieds vom dritten Kanalabschnitt (18c) zur ersten Kammer (25) verlaufen.

6. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verschiebbare Einheit aus zwei telesko­ pisch angeordneten Bauteilen (3 und 4) besteht, die in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden können, daß das erste in Längsrichtung verschiebbare Bauteil (4) die genannte Ausgangsstellung und Betätigungs­ stellung der Einheit mittels eines Federelements (9) und eines ggf. vorhandenen Mediendrucks einstellt, sowie dadurch, daß das zweite Bauteil (3) eine Abdichtungs-, Öffnungs- und Schließfunktion (12, 13) am Ende des Kupplungsteils ausübt und das genannte Druckreduzierglied enthält.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung zwischen dem Druckreduzierkanal und der ersten Kammer durch Aussparungen führt, die in dem ersten und zweiten Bauteil (1, 2) einander gegenüber positioniert werden können, sowie dadurch, daß das erste und das zweite Bauteil einander gegenüber positioniert sind, wenn das zweite Bauteil in bezug auf das erste die volle Einkupplungsstellung einnimmt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Verbindens des Kupplungs­ steckteils mit dem Hülsenteil das erste Bauteil zu­ nächst seine Ausgangsstellung einnimmt, in der die erste und die zweite Kammer (24, 26) durch eine vom ersten Bauteil bewirkte Absperrfunktion (10) voneinan­ der abgetrennt sind, so daß in der ersten Kammer (25) ein hoher Mediendruck herrschen kann; daß eine Verbin­ dung zwischen der ersten und der zweiten Kammer über den Druckreduzierkanal, sein geöffnetes Absperrelement (19) und die Verbindungen der Kammer zum Druckredu­ zierkanal auf beiden Seiten des Absperrelements herge­ stellt werden kann, wenn das Steck- und das Hülsenteil im weiteren Verlauf des Kuppelvorgangs eine Verbin­ dungsstellung erreichen, in der das zweite Bauteil voll in das erste eingreift und das Druckreduzierglied betä­ tigt ist.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Steckteil als auch das Hülsenteil Druckreduzierglieder enthalten.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längs­ richtung verschiebbare Einheit gegen die Wirkung einer Federfunktion/Feder (9) verschiebbar ist, welche die Einheit beim Trennen des Steck- und des Hülsenteils in ihre Absperrstellung zurückdrückt, sowie dadurch, daß die Verbindung zum Druckreduzierkanal unterbrochen wird, wenn die Einheit ihre Ausgangsstellung einnimmt.