DE4114480C2 - Leckagefreie Hydraulik-Kupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulik-Kupplung, mit zwei als Muffenventil und Steckerventil ausgebildeten, sich beim Einstecken gegenseitig gegen Federkraft öffnenden und in der eingesteckten Kupplungslage über eine Verriege­ lungseinrichtung verriegelten Kupplungsteilen.

Hydraulik-Kupplungen zum schnellen Verbinden und Trennen von Leitungen hydraulischer Drucksysteme sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Beispielsweise seien hier die DE-OS 35 09 371 und die DE-OS 36 37 176 ge­ nannt. Bei derartigen Hydraulik-Kupplungen ist von Nach­ teil, daß während des Kuppelns der Kupplungsteile, d. h. während des Einsteckens des Steckerventils in das Muffen­ ventil, stets Hydrauliköl aus dem System austritt, da das Muffen- und/oder Steckerventil bereits öffnet, bevor beide Kupplungsteile ausreichend gegeneinander abgedichtet sind. Auch während des Entkuppelns tritt ein Ölverlust auf, da sich durch die zunächst noch geöffneten Ventile der sich beim Entkuppeln zwischen den Kupplungsteilen vergrößernde Zwischenraum mit Hydrauliköl füllt, welches nachfolgend aus dem System austritt. Dadurch ist es erforderlich, den Öl­ stand im Hydrauliksystem häufig zu kontrollieren und die ausgetretene Ölmenge zu ersetzen, da anderenfalls nach häu­ figen Kupplungsvorgängen eine einwandfreie Funktion des Hydrauliksystems nicht mehr gewährleistet wäre. Außerdem können aber auch aufgrund des heutigen, gesteigerten Um­ weltbewußtseins und der daraus resultierenden Bestimmungen und Vorschriften derartige Ölverluste nicht mehr toleriert werden. Zudem tritt der weitere Nachteil auf, daß bei jedem Einkuppelvorgang auch eine bestimmte Luftmenge in das Hy­ drauliksystem gelangt, wobei es durch diesen Luftein­ schluß zu Störungen in der Hydraulikleitung durch Blasen­ bildung, Aufschäumung, Kondenswasserabscheidung usw. kommen kann.

Es wäre wohl grundsätzlich möglich, eine absolut leckage­ freie, aus Stecker und Muffe bestehende Hydraulik-Kupplung neu zu konstruieren. Da aber bekannte Steckerventile der ISO-Norm (ISO 5675 in Verbindung mit ISO 7241 - 1 und 2) in einer nahezu unbegrenzten Menge bereits auf dem Markt sind, d. h. als nehmerseitige Kupplungsteile an einer Vielzahl von verschiedenartigen, hydraulischen Anbaugeräten installiert sind, würde ein Austausch gegen neue Steckerventile einen zu hohen finanziellen Aufwand für die Abnehmer darstellen. Verbesserungsversuche zur Gewährleistung einer Leckagefrei­ heit oder zumindest Leckagearmut haben sich aus diesem Grund bisher im wesentlichen auf das Muffenventil beschränkt, welches dann - an geberseitigen Neugeräten installiert - in Verbindung mit den herkömmlichen ISO-Steckern eine hinrei­ chende Leckagereduzierung gewährleisten sollte.

Bei einer aus der DE-PS 34 06 211 bekannten Hydraulikkupp­ lung sollen die geschilderten Probleme dadurch beseitigt werden, daß der Ventilkörper des Muffenventils zumindest teilweise Negativform des steckerseitigen Ventilkörpers besitzt. Diese Formgebung dient dazu, den Raum zwischen den beiden Ventilkörpern, der beim Kuppeln mit Luft, beim Ent­ kuppeln dagegen mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, mög­ lichst klein zu machen, damit einerseits wenig Luft und andererseits eine möglichst geringe Menge Hydraulikflüssig­ keit eingeschlossen werden. Allerdings kann hierdurch das Muffenventil beim Einkuppeln nicht mehr unmittelbar durch Anlage an dem Steckerventil geöffnet werden, sondern der Ventilkörper der Muffe ist hier zweiteilig ausgebildet, und zwar aus einem feststehenden, zentrischen Fortsatz zum Auf­ drücken des Ventilkörpers des Steckerventils einerseits und einem axialverschiebbar gelagerten Hülsenkörper anderer­ seits. Weiterhin ist in dem Gehäuse des Muffenventils eine Innenhülse axialbeweglich gelagert, und zwar unabhängig von der Verschiebebewegung des Hülsenkörpers des Ventilkörpers. Die Innenhülse wird durch stirnseitigen Kontakt zu dem Steckergehäuse axial verschoben, wobei ihre Verschiebebewe­ gung über eine Übersetzungseinrichtung derart auf den mit einem Ventilsitz der Innenhülse zusammenwirkenden Hülsenkör­ per übertragen wird, daß der infolge der Übersetzungsein­ richtung zurückgelegte Weg des Hülsenkörpers größer als der Weg der Innenhülse ist. Die Übersetzungseinrichtung ist hierbei entweder mechanisch oder hydraulisch ausgebildet. Insbesondere aufgrund der erforderlichen Übersetzungsein­ richtung ist die bekannte Hydraulik-Kupplung jedoch kon­ struktiv derart aufwendig, daß sie sich wohl kaum für eine wirtschaftliche Vermarktung eignen dürfte, zumal es sich bei derartigen Hydraulik-Kupplungen um Massenartikel handelt. Zudem sind aufgrund der Übersetzungseinrichtung sehr hohe Betätigungskräfte erforderlich. Schließlich sind bei der bekannten Hydraulik-Kupplung in der gekuppelten Öffnungsla­ ge der Ventile die Strömungsverhältnisse für das Hydraulik- Medium sehr schlecht, da der mittelbar über die Innenhülse und die Übersetzungseinrichtung axial nach hinten in das Muffengehäuse verschobene Hülsenkörper insbesondere aufgrund seiner "Negativform" Verwirbelungen verursacht, was nachtei­ ligerweise zu einem hohen Strömungswiderstand führt.

Es ist weiterhin bereits eine Hydraulik-Kupplung vorgeschla­ gen worden, die ebenfalls mit üblichen Norm-Steckerventilen, die jeweils einen in einem Steckergehäuse axialbeweglich ge­ führten, mit einem Ventilsitz des Steckergehäuses zusammen­ wirkenden Ventilstößel mit federkraftbedingter Schließlage aufweisen, ein leckarmes Kuppeln bei konstruktiv vereinfach­ ter Ausgestaltung sowie guten Strömungsverhältnissen ermög­ lichen soll. Hierzu besitzt das Muffenventil einen axial angeordneten Gegenstößel und eine diesen umschließende, axialbeweglich geführte, einen mit einem Ventilkörper des Gegenstößels zusammenwirkenden Ventilsitz aufweisende Innen­ hülse mit federkraftbedingter Schließlage. In der in das Muffenventil eingesteckten und über die Verriegelungsein­ richtung verriegelten Kupplungslage des Steckerventils öff­ net dieses durch stirnseitige Anlage seines Ventilstößels an dem Gegenstößel des Muffenventils, und das Muffenventil öff­ net durch stirnseitige Anlage seiner Innenhülse an dem Steckergehäuse. Bei der Einsteckbewegung des Steckerven­ tils werden hierdurch einerseits der Stecker-Ventilstößel sowie andererseits die Muffen-Innenhülse jeweils unmittelbar axial verschoben und hierdurch die Ventile geöffnet. Dabei besitzt der Gegenstößel auf seiner dem Steckerventil zugekehrten Stirnseite eine axiale Aufnahmevertiefung, die etwa in Negativkontur eines bei den Norm-Steckerventilen üblichen, das Steckergehäuse axial überragenden Stößelansat­ zes ausgebildet ist. Dieser Stößelansatz wird in der Kupplungslage von der Aufnahmevertiefung aufgenommen. Hierdurch soll der beim Kuppeln zwischen den Ventilen gebildete Zwischenraum verkleinert werden, der sich beim Entkuppeln mit Hydrauliköl, beim Kuppeln dagegen mit Luft füllen könnte. Die auf dem Markt befindlichen Stecker­ ventile sind aber hinsichtlich der Kontur der Stößelansätze nicht absolut identisch ausgebildet, so daß - um ein Kuppeln des Muffenventils mit möglichst allen gängigen Steckerven­ til-Typen zu ermöglichen - die axiale Aufnahmevertiefung eine derart große Form aufweisen muß, daß möglichst alle unterschiedlichen Stößelansätze aufgenommen werden können. Dies führt aber dazu, daß der oben erwähnte Zwischenraum zwischen den Ventilen in einigen Fällen doch noch relativ groß ist, so daß die geschilderten Probleme noch nicht vollständig beseitigt sind.

Es sind zudem sogenannte Multikupplungen in leckagefreier Ausführung bekannt. Diese Kupplungen besitzen flache, stirn­ seitige Anlageflächen, die in der Kupplungslage spielfrei aufeinanderliegen. Die Muffenventile eignen sich aber nicht für ein Kuppeln mit üblichen Norm-Steckerventilen der oben angegebenen Art. Ferner besitzen derartige Kupplungen auch keine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln des Stecker­ ventils in seiner in das Muffenventil eingesteckten Kupp­ lungslage, sondern die Kupplungsteile werden in jeweils einen von zwei gegeneinander verschiebbaren Haltern einer automatischen Kupplungseinrichtung montiert (automatisch betriebene Plattenkupplung).

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulik-Kupplung zu schaffen, die absolut leckagefrei ist, deren Muffenventil aber auch mit herkömmlichen Norm- Steckerventilen kuppelbar ist und dabei zumindest annähernd leckagefrei, d. h. leckagearm ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Hydraulik-Kupplung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht. Dem­ nach besteht die erfindungsgemäße Hydraulik-Kupplung aus zwei neuartigen Kupplungsteilen, nämlich einem Steckerven­ til, dessen Ventilstößel eine ebene, in der Schließlage in gleicher Ebene mit einer Stirnfläche des Steckergehäuses liegende Stirnfläche besitzt, sowie einem Muffenventil, des­ sen Gegenstößel ebenfalls eine flache Stirnfläche besitzt, die in der Schließlage in gleicher Ebene mit einer Stirn­ ringfläche der mit einem Ventilkörper des Gegenstößels zu­ sammenwirkenden Innenhülse liegt. Durch diese erfindungsge­ mäße Ausgestaltung liegt während des Kuppelvorganges einer­ seits der Stecker-Ventilstößel spielfrei an dem Gegenstößel sowie andererseits das Steckergehäuse ebenfalls spielfrei an der Innenhülse, so daß der zwischen den Ventilen gebildete Zwischenraum praktisch eliminiert ist. Damit wird vorteil­ hafterweise ein Austreten von Hydraulikmedium sowie auch ein Eintreten von Luft wirksam verhindert. Die eingangs be­ schriebenen Probleme sind daher wirkungsvoll beseitigt. Die erfindungsgemäße Hydraulik-Kupplung kann daher in dieser Ausführungsform als "leckagefrei" bezeichnet werden, da lediglich die flachen Stirnflächen leicht mit Hydraulikmedi­ um benetzt sind, was aber eine vernachlässigbar kleine Leckage darstellt. Zusätzlich ist von Vorteil, daß die "Flachventile" sehr einfach zu reinigen bzw. schmutzfrei zu halten sind, so daß auch ein Eindringen von Schmutz in das Hydrauliksystem und damit verbundene Instandsetzungszeiten vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Hydraulik-Kupplung eignet sich in der beschriebenen "Flachventilausführung" insbesondere für Neu­ geräte bzw. Neuanlagen. Dies bedeutet, daß neue Hydraulik- Verbraucher (Nehmerseite) mit dem erfindungsgemäßen Stecker­ ventil und neue Hydraulik-Pumpen (Geberseite) mit dem erfin­ dungsgemäßen Muffenventil ausgerüstet werden. Dabei ist dann aber vorteilhafterweise auch ein Kuppeln des erfindungsgemä­ ßen Muffenventils mit herkömmlichen Steckerventilen von Alt­ geräten möglich, so daß sich ein sehr kostenintensiver Aus­ tausch der bisher in Gebrauch befindlichen Norm-Steckerven­ tile vorteilhafterweise erübrigen kann.

Hierzu besitzt das Muffenventil erfindungsgemäß in dem Ge­ genstößel eine axiale Vertiefung, die zumindest annähernd Negativkontur von bei Norm-Steckerventilen üblichen Stößel­ ansätzen aufweist, wobei aber diese axiale Vertiefung zu­ nächst durch ein Einsatzteil vollständig ausgefüllt und da­ mit verschlossen ist. Somit bildet dieses Einsatzteil zu­ mindest einen Teil der oben erwähnten, ebenen Stirnfläche des Gegenstößels zur Anlage der ebenen Stirnfläche des Ven­ tilstößels des erfindungsgemäßen Steckerventils. Soll nun das Muffenventil mit einem herkömmlichen Steckerventil ge­ kuppelt werden, so braucht lediglich das lösbar in der axialen Vertiefung gehalterte Einsatzteil entfernt zu wer­ den, so daß dann der axiale Stößelansatz des herkömmlichen Steckerventils zumindest annähernd spielfrei von der Ver­ tiefung des Gegenstößels aufgenommen werden kann. Je nach Kontur des Stößelansatzes ist die Hydraulik-Kupplung dann mehr oder weniger leckagefrei, d. h. zumindest leckagearm, wobei die Leckölmenge pro Kuppelvorgang aber jedenfalls unterhalb des zulässigen Grenzwertes bleibt.

Soll dann später das erfindungsgemäße Muffenventil wieder in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen "Flach"-Steckerventil eingesetzt werden, so braucht lediglich die axiale Vertie­ fung des Gegenstößels wieder mit dem Einsatzteil verschlos­ sen und hierdurch die ebene Stirnfläche des Gegenstößels gebildet zu werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen soll im folgenden die Erfindung näher beschrieben werden. Dabei zeigen jeweils in teilgeschnittener Seitenan­ sicht:

Fig. 1 das Steckerventil sowie das Muffenventil der erfindungsgemäßen Hydraulik-Kupplung in lage­ richtiger Zuordnung zueinander vor dem Kuppeln bzw. nach dem Entkuppeln,

Fig. 2 die Hydraulik-Kupplung gemäß Fig. 1 in einer Zwischenstellung, in der beide Ventile noch bzw. wieder geschlossen sind,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Hydraulik-Kupplung in der in das Muffenventil eingesteckten und verriegel­ ten Kupplungslage des Steckerventils,

Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 1 mit einer alter­ nativen Ausgestaltung des Steckerventils,

Fig. 5 eine Ansicht analog zu Fig. 3 der Ausgestaltung nach Fig. 4 und

Fig. 6 eine alternative Ausgestaltung des Muffenventils in einer sogenannten "unter Druck kuppelbaren" Version.

In den verschiedenen Zeichnungsfiguren sind gleiche bzw. gleichwirkende Teile stets mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und daher in der Regel jeweils nur einmal beschrieben.

Die in den Zeichnungsfiguren dargestellte, erfindungsgemäße Hydraulik-Kupplung ist als Schnellverschlußkupplung ausge­ bildet und besteht aus einem Steckerventil 2 und einem Muf­ fenventil 4, wobei üblicherweise das Steckerventil 2 auf der Seite eines Verbrauchers (Nehmerseite) und das Muffenventil 4 auf der Seite einer Hydraulikpumpe (Geberseite) angeordnet werden. Das Steckerventil 2 ist in eine Einstecköffnung 6 des Muffenventils 4 einsteckbar und in der in Fig. 3 bzw. Fig. 5 dargestellten Kupplungslage durch eine an sich be­ kannte Verriegelungseinrichtung 7 verriegelt, wobei in den dargestellten Beispielen diese Verriegelungseinrichtung 7 im wesentlichen aus radial in eine umlaufende Ringnut 8 des Steckerventils 2 eingreifenden, im Bereich der Einstecköff­ nung 6 des Muffenventils 4 gelagerten Sperrkugeln 10 sowie einer auf dem Muffenventil 4 in beide axiale Richtungen (Doppelpfeil 12) verschiebbar gelagerten Schiebehülse 14 besteht. Die Einzelheiten dieser Verriegelung sind Stand der Technik und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.

Die Fig. 1 und 4 zeigen jeweils das Steckerventil 2 vor dem Kuppeln bzw. nach dem Entkuppeln in lagerichtiger, axial fluchtender Zuordnung zu dem Muffenventil 4. Beide Ventile 2, 4 weisen jeweils auf ihrer der Verbindungsseite axial gegenüberliegenden Seite einen Anschluß 16, 17 für nicht dargestellte Strömungsmittelleitungen auf.

Das Steckerventil 2 besteht aus einem Steckergehäuse 18 mit einer Gehäusebohrung 20, innerhalb der ein Ventilstößel 22 axialbeweglich geführt ist. Der Ventilstößel 22 besteht aus einem zylindrischen Ventilschaft 24 und einem dem Muffenven­ til 4 zugekehrten Ventilkegel 26. Die Gehäusebohrung 20 besitzt auf ihrer dem Muffenventil 4 zugekehrten Seite einen sich konisch verjüngenden Endabschnitt, der einen mit dem Ventilkegel 26 dichtend zusammenwirkenden, konischen Ventil­ sitz 28 bildet. Der Ventilkegel 26 wirkt mit dem Ventilsitz 28 zum Öffnen und Schließen einer stirnseitigen Strömungs­ öffnung 30 (siehe insbesondere Fig. 3 und 5) des Steckerge­ häuses 18 zusammen. Der Ventilstößel 22 ist im Bereich des Ventilschaftes 24 über sternartige Radialstege 34 konzen­ trisch in der Gehäusebohrung 20 geführt. Zwischen dem Ventil­ stößel 22 und einer Endkappe 36 des Steckergehäuses 18 be­ findet sich eine vorgespannte, als Spiraldruckfeder ausge­ bildete Schließfeder 38, die den Ventilstößel 22 axial in Richtung des Ventilsitzes 28 drängt, wodurch bei entkuppel­ ten Ventilen 2, 4 der Ventilstößel 22 in seiner in Fig. 1 bzw. 4 dargestellten Schließlage gehalten wird, in der die stirnseitige Strömungsöffnung 30 druckdicht verschlossen ist. Vorzugsweise ist - wie dargestellt - die Schließfeder 38 konisch gewickelt und derart angeordnet, daß ihre Windun­ gen sich in Richtung des Ventilstößels 22 im Durchmesser verringern. Diese Ausgestaltung hat einen positiven Einfluß auf die Strömungsverhältnisse innerhalb des Steckerventils 2.

Das erfindungsgemäße Muffenventil 4 weist ein Muffengehäuse 40 auf, welches im wesentlichen hohlzylinderförmig mit einer Gehäusebohrung 42 ausgebildet ist. Diese Gehäusebohrung 42 ist in mindestens drei Abschnitte unterteilt, und zwar in einen die Einstecköffnung 6 bildenden, vorderen Bohrungsab­ schnitt 44, einen sich an den vorderen Bohrungsabschnitt 44 anschließenden, über eine Ringstufe im Durchmesser reduzier­ ten, mittleren Bohrungsabschnitt 46 sowie einen sich an den mittleren Bohrungsabschnitt 46 anschließenden, über eine weitere Ringstufe 48 wieder im Durchmesser erweiterten, hin­ teren Bohrungsabschnitt 50. Der Sinn dieser erfindungsge­ mäßen Ausgestaltung wird im folgenden noch näher erläutert werden.

Innerhalb der Gehäusebohrung 42 des Muffengehäuses 40 ist eine Innenhülse 52 über stirnseitige Anlage an dem in Pfeil­ richtung 54 in die Einstecköffnung 6 eingesteckten Stecker­ ventil 2 axialverschiebbar gelagert (siehe Fig. 2 und 3 so­ wie 5). Die Innenhülse 52 ist hierbei umfänglich über einen Dichtring 56 gegen die Gehäusebohrung 42 abgedichtet, und zwar im mittleren Bohrungsabschnitt 46. Der Dichtring 56 ist in den bevorzugten Ausführungen in einer Außenringnut der Innenhülse 52 gelagert, kann aber auch in einer nicht dargestellten Alternative in einer Innenringnut des Muffen­ gehäuses 40 angeordnet sein. Weiterhin ist zwischen der Innenhülse 52 und einer der Einstecköffnung 6 abgekehrten Ringstufe am Ende der Gehäusebohrung 42 bzw. des hinteren Bohrungsabschnittes 50 eine als Spiralfeder ausgebildete, vorgespannte Schließfeder 58 angeordnet.

Innerhalb des Muffengehäuses 40 ist weiterhin ein in den Ausführungen nach Fig. 1 bis 5 feststehender, axial sowie zentrisch durch die Innenhülse 52 verlaufender Gegenstößel 60 angeordnet, der zum Öffnen des Steckerventils 2 bei der Einsteckbewegung an dessen Ventilstößel 22 stirnseitig an­ liegt (Fig. 2 und 3 sowie 5). Der Gegenstößel 60 ist im der Einstecköffnung 6 abgekehrten Endbereich der Gehäusebohrung 42 über Radialstege 62 axialfest gehaltert.

Erfindungsgemäß besitzt der Gegenstößel 60 im Bereich seines der Einstecköffnung 6 bzw. dem Steckerventil 2 zugekehrten Endes einen mit einem Ventilsitz 64 der Innenhülse 52 zusam­ menwirkenden Ventilkörper 66, der vorzugsweise als einstüc­ kiger, sich in Richtung der Einstecköffnung 6 bzw. des Stec­ kerventils 2 konusförmig erweiternder, axialer Ansatz 68 des Gegenstößels 60 gebildet ist. Damit ist in den Ausfüh­ rungen nach Fig. 1 bis 5 auch der Ventilkörper 66 erfin­ dungsgemäß ortsfest angeordnet. Der Ventilsitz 64 der Innen­ hülse 52 ist erfindungsgemäß in Anpassung an die Konusform des Ansatzes 68 des Gegenstößels 60 als sich in Richtung des Steckerventils 2 bzw. der Einstecköffnung 6 erweiternde Konusfläche ausgebildet (siehe insbesondere Fig. 3 und 5). Dabei weist der konusförmige Ansatz 68 des Gegenstößels 60 erfindungsgemäß einen maximalen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner als der Durchmesser der Strömungsöffnung 30 des Steckerventils 2 ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung werden bei der Einsteckbewegung das Steckerventil 2 sowie das Muffenventil 4 selbsttätig gegenseitig gegen Federkraft geöffnet, indem einerseits der Ventilstößel 22 des Steckerventils 2 an dem feststehenden Gegenstößel 60 des Muffenventils 4 bzw. an dem sich durch die Strömungsöffnung 30 hindurch etwas in das Steckergehäuse 18 hineinbewegenden Ansatz 68 zur Anlage kommt und der Ventilkegel 26 so von dem Ventilsitz 28 abge­ hoben wird, und indem andererseits das Steckergehäuse 18 stirnseitig mit einer ringförmigen Stirnfläche 72 an einer Stirnringfläche 74 der Innenhülse 52 des Muffenventils 4 anliegt und sich diese somit gegenüber dem feststehenden Ventilkörper 66 des Gegenstößels 60 axial verschiebt, so daß hier der Ventilsitz 64 der Innenhülse 52 von dem ortsfesten Ventilkörper 66 des Gegenstößels 60 abgehoben wird (siehe Fig. 3 und 5).

In Fig. 1 bis 3 ist nun eine erfindungsgemäße, leckagefreie Ausführungsform der Hydraulik-Kupplung dargestellt, bei der der Ventilstößel 22 des Steckerventils 2 eine ebene, in der Schließlage (Fig. 1 und 2) in gleicher Ebene mit der Stirn­ fläche 72 des Steckergehäuses 18 liegende Stirnfläche 76 aufweist (siehe Fig. 1). Der Muffen-Gegenstößel 60 besitzt dabei ebenfalls eine ebene Stirnfläche 78 (Fig. 1), die in der Schließlage der Innenhülse 52 in gleicher Ebene mit deren Stirnringfläche 74 angeordnet ist (Fig. 1 und 2).

In den Fig. 4 und 5 ist demgegenüber eine zumindest leckage­ arme Ausführung der Hydraulik-Kupplung dargestellt, wobei das Steckerventil 2 hinsichtlich der Ausgestaltung des stirnseitigen Endes des Ventilstößels 22 im wesentlichen einem herkömmlichen Norm-Steckerventil gemäß ISO 5675 bzw. SAE J 1036 entspricht. Dies bedeutet, daß der Ventilstößel 22 einen das Steckergehäuse 18 durch die Strömungsöffnung 30 hindurch axial überragenden, sich etwa konisch verjüngenden Stößelansatz 80 aufweist. Um nun dieses Steckerventil 2 ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Muffenventil 4 kuppeln zu können, besitzt der Gegenstößel 60 bzw. dessen den Ven­ tilkörper 66 bildender Ansatz 68 auf seiner der Einstecköff­ nung 6 zugekehrten Stirnseite eine axiale, zumindest annä­ hernd in Negativkontur des Stößelansatzes 80 ausgebildete Vertiefung 82 zur etwa formschlüssigen Aufnahme des Stößel­ ansatzes 80. Diese Vertiefung 82 ist jedoch zunächst - für die leckagefreie "Flachventilausführung" nach Fig. 1 bis 3 - mit einem Einsatzteil 84 ausgefüllt, so daß die oben erwähn­ te Stirnfläche 78 des Gegenstößels 60 zumindest teilweise von einer Oberfläche 86 dieses Einsatzteils 84 gebildet ist. Das Einsatzteil 84 ist nur in Fig. 4 dargestellt, und zwar in einer aus der axialen Vertiefung 82 entfernten Lage.

Weiterhin weist das Muffenventil 4 im Bereich der Einsteck­ öffnung 6 einen in einer Innenringnut gelagerten Dichtring 88 auf, der vorzugsweise im unmittelbar vor dem stirnseiti­ gen Ende der Innenhülse 52, und zwar in deren Schließlage (Fig. 1), liegenden Bereich des mittleren Bohrungsabschnit­ tes 46 angeordnet ist.

Wie sich nun insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist das Stec­ kerventil 2 bei Anlage der Stirnfläche 72 des Steckergehäu­ ses 18 an der Stirnringfläche 74 der Innenhülse 52 sowie des Stecker-Ventilstößels 22 an dem Gegenstößel 60 bereits über den Dichtring 88 gegen das Muffenventil 4 abgedichtet. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß sich das Steckerventil 2 und das Muffenventil 4 erst dann öffnen können, wenn die erfindungsgemäße Kupplungsverbindung zwi­ schen dem Steckerventil 2 und dem Muffenventil 4 bereits vollständig abgedichtet ist. Außerdem wird durch die "Flach­ ventilausführung" nach Fig. 1 bis 3 sowie auch durch die Ausführungsform nach Fig. 4 und 5, d. h. durch die Negativ­ kontur des Muffenventils 4 gegenüber dem herkömmlichen Stec­ kerventil 2, vorteilhafterweise erreicht, daß in der Kupp­ lungslage zwischen den beiden Ventilen 2, 4 kein oder nahezu kein Zwischenraum mehr gebildet ist, der sich beim Ent­ kuppeln mit Hydrauliköl, beim Kuppeln dagegen mit Luft füllen könnte, so daß die eingangs beschriebenen Probleme bei der erfindungsgemäßen Hydraulik-Kupplung wirksam vermieden werden.

Für die lösbare Halterung des Einsatzteils 84 in der axialen Vertiefung 82 gibt es nun mehrere erfindungsgemäße Möglich­ keiten. In der dargestellten Ausführungsform ist das Ein­ satzteil 84 über eine Gewindeverbindung in der axialen Ver­ tiefung 82 gehaltert, wozu das Einsatzteil 84 vorzugsweise einen in eine Gewindebohrung 90 des Gegenstößels 60 eingrei­ fenden Außengewindezapfen 92 aufweist (s. Fig. 4). Weiter­ hin besitzt das Einsatzteil 84 in dieser Ausführungsform in seiner dem Außengewindezapfen 92 gegenüberliegenden Oberflä­ che 86 eine Aufnahmevertiefung 94 für ein Drehwerkzeug. Bei dieser Aufnahmevertiefung 94 kann es sich um einen Schlitz oder Kreuzschlitz für einen Schraubendreher oder auch um einen Innensechskant für einen Inbusschlüssel handeln.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Einsatzteil 84 über eine insbesondere schnappbare Form- oder Kraftformschlußverbindung in der axialen Vertie­ fung 82 gehaltert sein.

Das Einsatzteil 84 kann in beiden genannten Ausführungsfor­ men aus Metall oder aus Kunststoff bestehen.

In einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Alternativ­ ausbildung kann das Einsatzteil 84 magnetisch in der axialen Vertiefung 82 gehaltert sein, wobei dann insbesondere das Einsatzteil 84 aus einem permanentmagnetischen Material und der Gegenstößel 60 aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Das Einsatzteil 84 braucht dann zur Entnahme lediglich mit einem spitzen Gegenstand aus der Vertiefung 82 "herausgehebelt" zu werden.

In den dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hydraulik-Kupplung ist der Ventilsitz 64 bzw. die diesen bildende Konusfläche vorteilhafterweise durch einen in der Innenhülse 52 gehalterten, insbesondere aus Kunststoff bestehenden Dichtring-Einsatz 96 gebildet. Um diesen Dicht­ ring-Einsatz 96 bzw. dessen Halterung innerhalb der Innen­ hülse 52 gegen insbesondere bei Druckbeaufschlagung entste­ hende Schließkräfte zu schonen, ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die Innenhülse 52 in ihrer Schließlage an einem An­ schlag des Muffengehäuses 40 anliegt. Dieser Anschlag des Muffengehäuses 40 wird von der oben bereits erwähnten Ring­ stufe 48 zwischen dem die Innenhülse 52 führenden, mittleren Bohrungsabschnitt 46 und dem gegenüber diesem im Innendurch­ messer erweiterten, hinteren Bohrungsabschnitt 50 gebildet. Dabei besitzt die Innenhülse 52 im Bereich ihres dem Ventil­ sitz 64 abgekehrten Endes einen radial nach außen weisenden, im Bereich des hinteren Bohrungsabschnittes 50 angeordneten und in der Schließlage an der Ringstufe 48 anliegenden Ring­ steg 98. Über diesen Ringsteg 98 stützt sich die Innen­ hülse 52 bei Beaufschlagung durch Schließkräfte (Schließfe­ der 58; Hydraulikdruck) an der Ringstufe 48 ab, so daß der Dichtring-Einsatz 96 lediglich die üblichen Dichtkräfte aufzunehmen braucht.

Erfindungsgemäß erweitert sich die Innenhülse 52 innenseitig ausgehend von dem Ventilsitz 64 in axialer, der Einstecköff­ nung 6 abgekehrter Richtung, und zwar vorzugsweise über eine konusförmige Schrägfläche 100, auf einen vergrößerten Innen­ durchmesser. Weiterhin sind der konusförmige Ansatz 68 des Gegenstößels 60 und die Kontur des Stecker-Ventilstößels 22 bzw. des Ventilkegels 26 - in der Ausführung nach Fig. 4 und 5 in Verbindung mit dem stirnseitigen Stößelansatz 80 - der­ art aneinander angepaßt, daß in der Kupplungslage der konus­ förmige Ansatz 68 des Gegenstößels 60 im Bereich seiner Außenfläche stufenlos in die Oberfläche des Stecker-Ventil­ stößels 22 bzw. des Ventilkegels 26 übergeht. Ferner sind auch das Steckergehäuse 18 und die Muffen-Innenhülse 52 in den Bereichen der Ventilsitze 28 und 64 derart aneinander angepaßt, daß in der Kupplungslage die Flächen der Ventil­ sitze 28 und 64 stufenlos ineinander übergehen. Durch diese beschriebene, erfindungsgemäße Ausgestaltung werden außeror­ dentlich gute Strömungsverhältnisse innerhalb der erfin­ dungsgemäßen Hydraulik-Kupplung in der geöffneten Kupplungs­ lage (Fig. 3 und 5) erreicht.

In Fig. 6 ist noch beispielhaft dargestellt, daß die Erfin­ dung auch bei unter Druck kuppelbaren Kupplungen angewendet werden kann. In Fig. 6 ist ein UDK-Muffenventil 4 darge­ stellt, bei dem gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 5 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und daher nicht noch einmal beschrieben werden sollen. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß hier der Gegenstößel 60 über die Radialste­ ge 62 in einer axialverschiebbar geführten UDK-Hülse 102 ab­ gestützt ist, wodurch der Gegenstößel 60 ebenfalls in axia­ ler Richtung beweglich geführt ist. Die UDK-Hülse 102 stützt sich an einer UDK-Feder 104 ab. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß beim Kuppeln eines Steckers mit stecker­ seitigem Restdruck dieses zunächst geschlossen bleibt, und der Stecker-Ventilstößel 22 den Gegenstößel 60 axial in das Muffenventil 4 hineinverschiebt. Ein Öffnen der Kupplungs­ verbindung erfolgt dann erst durch muffenseitigen (ge­ berseitigen) Druckaufbau, wodurch nämlich die UDK-Hülse 102 rückseitig beaufschlagt und in Richtung des Steckerventils 2 verschoben wird, wodurch sich dann das Steckerventil 2 öffnet.

Darüber hinaus ist die Erfindung auch in Verbindung mit sog. Einbaukupplungsmuffen anwendbar, bei denen ein äußeres Muf­ fengehäuse ortsfest eingebaut wird und zum Betätigen der Verriegelungseinrichtung ein innerer Muffenkörper mit dem Steckerventil verschoben wird (Push/Pull-Funktion). Dabei kann zudem eine insbesondere hydraulische Verriegelung des inneren Muffenkörpers in der Kupplungslage vorgesehen sein, um ein druck- oder strömungsbedingtes Lösen bzw. Entkuppeln des Steckerventils zu verhindern.

Der Vollständigkeit halber sei noch kurz erwähnt, daß das üblicherweise nehmerseitig, d. h. auf der Seite eines Hydrau­ lik-Verbrauchers, angeordnete Steckerventil 2 in den darge­ stellten Ausführungsformen mit einer integrierten Druckaus­ gleichskammer 110 ausgestattet ist, wodurch vorteilhafter­ weise ein Kuppeln unter nehmerseitigem Restdruck von bis zu 30 bar auch mit einem "normalen" Muffenventil 4 (Fig. 1 bis 5), welches keine UDK-Funktion besitzt, möglich ist. Diese Druckausgleichskammer 110 ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Patentschrift, sondern wird in einer Druckschrift DE 41 14 465 ausführlich beschrieben.

Claims (21)

1. Hydraulik-Kupplung mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 bestehend aus einem Muffenventil (4) und einem dich­ tend in dieses einsteckbaren und in seiner eingesteck­ ten Kupplungslage durch eine Verriegelungseinrichtung (7) lösbar verriegelbaren Steckerventil (2),
• 1.2 das Steckerventil (2) weist einen in einem Steckerge­ häuse (18) axialbeweglich geführten, mit einem Ventil­ sitz (28) des Steckergehäuses (18) zusammenwirkenden Ventilstößel (22) mit federkraftbedingter Schließlage auf,
• 1.3 das Muffenventil (4) besitzt einen axialen Gegenstößel (60) und eine diesen umschließende, axialbeweglich ge­ führte, einen mit einem Ventilkörper (66) des Gegen­ stößels (60) zusammenwirkenden Ventilsitz (64) aufwei­ sende Innenhülse (52) mit federkraftbedingter Schließ­ lage,
• 1.4 wobei in der Kupplungslage das Steckerventil (2) durch stirnseitige Anlage des Ventilstößels (22) an dem Gegenstößel (60) und das Muffenventil (4) durch stirn­ seitige Anlage der Innenhülse (52) an dem Stecker­ gehäuse (18) öffnen,
• 1.5 der Gegenstößel (60) des Muffenventils (4) besitzt eine flache, in der Schließlage in gleicher Ebene mit einer Stirnringfläche (74) der Innenhülse (52), liegende Stirnfläche (78),
• 1.6 die ebene Stirnfläche (78) des Gegenstößels (60) ist zumindest teilweise von einer Oberfläche (86) eines lösbar in einer axialen Vertiefung (82) des Gegenstö­ ßels (60) gehalterten Einsatzteils (84) gebildet,
• 1.7 der Ventilstößel (22) des Steckerventils (2) besitzt
  • 1.7.1 eine ebene, in der Schließlage in gleicher Ebene mit einer Stirnfläche (72) des Steckergehäuses (18) liegende und in der Kupplungslage spielfrei auf der mit dem eingesetzten Einsatzteil (84) gebildeten, ebenen Stirnfläche (78) des Gegenstößels (60) aufliegende Stirnfläche (76) oder
  • 1.7.2 einen das Steckergehäuse (18) in der Schließ­ lage axial überragenden, Stößelansatz (80), wobei die axiale Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) derart an die Form des Stößelansatzs (80) angepaßt ist, daß dieser in der Kupplungsanlage bei entferntem Einsatzteil (84) zumindest annähernd spielfrei in der axialen Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) sitzt.

2. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) zumindest annähernd in Negativ-Kontur des Stößelansatzes (80) des Stecker-Ventilstößels (22) ausgebildet ist, und daß das Einsatzteil (84) in seiner Kontur derart an die axiale Vertiefung (82) angepaßt ist, daß es diese zumindest annähernd vollständig und spielfrei ausfüllt.

3. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) in der axialen Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) über eine Gewindeverbindung gehaltert ist.

4. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) einen in eine Gewindebohrung (90) des Gegenstößels (60) eingreifenden Außengewindezapfen (92) sowie in seiner diesem gegenüberliegenden Oberfläche (86) eine Aufnahmevertiefung (94) für ein Drehwerkzeug aufweist.

5. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) in der axialen Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) über eine Form- oder Kraftformschlußverbindung gehaltert ist.

6. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form- oder Kraftformschlußverbindung schnappbar ausgebildet ist.

7. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) aus Metall oder Kunststoff besteht.

8. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) in der axialen Vertiefung (82) des Gegenstößels (60) magnetisch gehaltert ist.

9. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (84) aus einem permanentmagnetischen Material und der Gegenstößel (60) aus einem ferromagnetischen Material bestehen.

10. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (66) des Gegenstößels (60) als einstückiger, sich in Richtung des Steckerventils (2) konusförmig erweiternder, axialer Ansatz (68) gebildet ist, wobei dieser Ansatz (68) auf seiner dem Steckerventil (2) zugekehrten Stirnseite die durch das Einsatzteil (84) gebildete Stirnfläche (78) oder die axiale Vertiefung (82) aufweist.

11. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (64) der Innenhülse (52) in Anpassung an die Konusform des Ventilkörpers (66) des Gegenstößels (60) als sich in Richtung des Steckerventils (2) erweiternde Konusfläche ausgebildet ist.

12. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (64) der Innenhülse (52) an einem in der Innenhülse (52) gehalterten Dichtring-Einsatz (96) ausgebildet ist.

13. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring-Einsatz (96) aus Kunststoff besteht.

14. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die umfänglich abgedichtet in einem Muffengehäuse (40) geführte Innenhülse (52) des Muffenwinkels (4) in ihrer Schließlage an einem Anschlag des Muffengehäuses (40) anliegt.

15. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag des Muffengehäuses (40) von einer Ringstufe (48) zwischen einem ersten, die Innenhülse (52) führenden Bohrungsabschnitt (46) und einem gegenüber diesem im Innendurchmesser erweiterten zweiten Bohrungsabschnitt (50) gebildet ist, und daß die Innenhülse (52) im Bereich ihres dem Ventilsitz (64) abgekehrten Endes einen radial nach außen weisenden, im Bereich des zweiten Bohrungsabschnittes (50) angeordneten, in der Schließlage an der Ringstufe (48) anliegenden Ringsteg (98) aufweist.

16. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (66) einen größten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Durchmesser einer stirnseitigen Strömungsöffnung (30) des Steckerventils (2) ist.

17. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Muffenventil (4) innerhalb von einer das Steckerventil (2) aufnehmenden Einstecköffnung (6) einen Dichtring (88) aufweist, wobei die Stirnringfläche (74) der Innenhülse (52) und die Stirnfläche (78) des Gegenstößels (60) jeweils in einem derartigen axialen Abstand von dem Dichtring (88) angeordnet sind, daß das Steckerventil (2) bei Anlage an der Innenhülse (52) und/oder dem Gegenstößel (60) umfänglich über den Dichtring (88) gegen das Muffenventil (4) abgedichtet ist.

18. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenhülse (52) innenseitig ausgehend von dem Ventilsitz (64) in axialer, dem Steckerventil (2) abgekehrter Richtung auf einen vergrößerten Innendurchmesser erweitert.

19. Hydraulik-Kupplung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenhülse (52) über eine konusförmige Schrägfläche (100) erweitert.

20. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (66) des Gegenstößels (60) und der Stecker-Ventilstößel (22) in ihren Außenkonturen derart aneinander angepaßt sind, daß in der in das Muffenventil (4) eingesteckten Kupplungslage des Steckerventils (2) der Ventilkörper (66) des Gegenstößels (60) im Bereich seiner Außenfläche stufenlos in die Oberfläche des Stecker-Ventilstößels (22) übergeht.

21. Hydraulik-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (18) und die Muffen-Innenhülse (52) in dem Bereich der Ventilsitze (28, 64) derart aneinander angepaßt sind, daß in der in das Muffenventil (4) eingesteckten Kupplungslage des Steckerventils (2) die Innenflächen der Ventilsitze (28, 64) stufenlos ineinander übergehen.