DE69807179T2

DE69807179T2 - Unter Druck zusammensteckbare Schnellverbindungskupplung

Info

Publication number: DE69807179T2
Application number: DE69807179T
Authority: DE
Inventors: Massimo Arosio
Original assignee: Omba Srl
Current assignee: Omba Srl
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: IT1296815B1; ATE222337T1; EP0926423B1; EP0926423A3; ITMI972653A1; DE69807179D1; US5884897A; EP0926423A2; ES2182179T3

Description

Die Erfindung betrifft eine unter Druck zusammensteckbare Schnellverbindungskupplung, die einen rohrförmigen Außenkörper aufweist, welcher eine mittig gehalterte Ventilführung enthält, sowie ein Innenventil, welches vor der Ventilführung angeordnet ist und von einer Feder in der Weise beaufschlagt ist, daß sie die Öffnungen der Kupplung verschließt.
Derartige Schnellverbindungskupplungen gestatten die Verbindung und Trennung von zwei Bereichen eines Hydraulikkreislaufes ohne das Austreten von Fluid und ohne das Eindringen von Luft in den Kreislauf.
Insbesondere weisen diese Kupplungen ein Innenventil auf, welches in der geschlossenen Stellung mit der flachen Frontseite des rohrförmigen Außenkörpers fluchtet und der männlichen Kupplung eine flache Verbindungsfläche verleiht.
Bekannterweise besteht ein Hauptproblem bei dieser Art von Schnellverbindungskupplungen in der Schwierigkeit, zwei Bereiche des Hydraulikkreislaufes zu verbinden, wenn in der männlichen Hälfte ein Restdruck herrscht. Das kommt daher, weil die männliche Hälfte der Schnellverbindungskupplung normalerweise in dem Bereich des Hydraulikkreislaufes verwendet wird, welcher der Maschine zugeordnet ist, die das unter Druck stehende Fluid ausnutzt und die anders als die Druckversorgung im allgemeinen keine Mechanismen oder Systeme hat, die in der Lage sind, ihren Innendruck zu regeln.
Insbesondere kann der Innendruck des Hydraulikkreislaufes einer angetriebenen Maschine abhängig von Faktoren variieren, die nicht unter der Kontrolle des Betriebspersonals sind, wie z. B. plötzliche Temperaturveränderungen oder falsche Stellungen von den Werkzeugen. Daher ist es möglich, daß große Restdrücke in dem der angetriebenen Maschine zugeordneten Bereich des Hydraulikreislaufes und folglich große Restdrücke in der männlichen Hälfte der Schnellverbindungskupplung auftreten, wenn diese von der Energieversorgung getrennt wird.
Bekannte Schnellverbindungskupplungen, insbesondere Schnellverbindungskupplungen mit flacher Stirnfläche, können nicht verbunden werden, wenn unter Druck stehendes Fluid in der männlichen Hälfte vorhanden ist, weil der im Inneren der Kupplung herrschende hohe Druck auf das Innenventil einwirkt und verhindert, daß es zurückgezogen wird und sich auf diese Weise mit der weiblichen Hälfte verbindet.
Diese Schwierigkeit wird gegenwärtig mittels Schnellverbindungskupplungen gelöst, die hebelbetätigte Verbindungsmechanismen an der weiblichen Hälfte der Kupplung aufweisen. Diese Mechanismen ergreifen die männliche Hälfte, überwinden den Fluiddruck und zwingen die männliche Hälfte dazu, mit der weiblichen Hälfte zu kuppeln.
Aufgrund der Komplexität dieser hebelbetätigten Mechanismen sind diese nur für hydraulische Systeme praktisch, die eine große Anzahl von Kupplungen verwenden.
Darüber hinaus sind diese hebelbetätigten Mechanismen sehr sperrig und schwer und machen die Verwendung von besonderen den Druckversorgungen zugeordneten Träger- und Verbindungstafeln für die weibliche Hälfte der Kupplungen notwendig.
Es sind auch Schnellverbindungskupplungen bekannt, die besondere koaxial zu der jeweiligen weiblichen Hälfte angeordnete Eingriffsvorrichtung aufweisen.
Diese Eingriffvorrichtungen benutzen komplexe Verschlußringmuttern und Vorrichtungen, um die männliche Hälfte mit den Eingriffsvorrichtungen der weiblichen Hälfte sicher zu verbinden, ohne die Innenventile der Kupplung zu öffnen. Erst wenn die unter Druck stehende männliche Hälfte gekuppelt ist, ist es möglich, den hydraulischen Kreislauf zu öffnen, indem dem Druck in der männlichen Hälfte durch einen Anstieg des Fluiddrucks in der weiblichen Hälfte entgegengewirkt wird, und die Ventile der Kupplung geöffnet werden.
Die Schwierigkeit bei diesem System ist, daß die weiblichen Hälften sperrig sind auf Grund des Vorhandenseins von zusätzlichen Verankerungsringmuttern und der Ringmutterverschlußvorrichtungen. Die Komplexität dieser Mechanismen und ihre größeren Abmessungen bedeuten, daß dieses System in Fällen, in denen der Raum zur Verbindung der Abschnitte des hydraulischen Kreislaufes begrenzt ist, nicht in einfacher Weise einsetzbar ist.
Darüber hinaus ist es in sehr kontaminierten oder verunreinigten Umgebungen wahrscheinlicher, daß diese Mechanismen klemmen werden, da sie aus einer nennenswerten Anzahl von Bauteilen bestehen.
Das deutsche Patent 196 24 365 (D1) beschreibt eine unter Druck zusammensteckbare Schnellverbindungskupplung. Die Innenkammer der Kupplung ist über einen Kanal mit der Außenatmosphäre verbunden, um zu vermeiden, daß eine durch eine Bewegung der Ventilelemente hervorgerufene Reduzierung des Innenvolumens der Kupplung zu einem Anstieg des Kammerdrucks in der Kupplung führt.
Die bekannte Kupplung ist darüber hinaus mit einer Dichtung ausgerüstet, die in Kontakt mit der Innenwand des Gehäuses der Kupplung ist.
In dem Falle, daß die männliche mit einer weiblichen Kupplung unter Druck verbunden wird, wird die genannte Dichtung nicht mehr bedeckt, und der Druck wird den Dichtring aus der flachen Nut treiben, was es unmöglich macht, die Kupplung unter Druck zu verbinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik, wie sie oben aufgezählt wurden, zu überwinden, und es mit einem System einfacher Bauart insbesondere zu ermöglichen, die männliche Hälfte zu verbinden, selbst wenn diese unter Druck stehendes Fluid enthält.
Diese Aufgabe wird durch eine unter Druck zusammensteckbare Schnellverbindungskupplung gelöst, die einen Außenkörper, eine Ventilführung sowie ein Innenventil aufweist, wobei zwischen dem Außenkörper und der Ventilführung ein gleitbarer Rohrkörper angeordnet ist; wobei das eine Ende des gleitbaren Rohrkörpers von einer Feder beaufschlagt ist; wobei dasjenige Ende des gleitbaren Rohrkörpers, welches dem von der Feder beaufschlagten Ende gegenüber liegt, einen Anschlag aufweist; wobei der Außenkörper innen einen gegenüberliegenden Anschlag für den gleitbaren Rohrkörper aufweist; wobei zwischen dem gleitbaren Rohrkörper und dem Außenkörper ein Dichtmittel angeordnet ist; wobei zwischen dem gleitbaren Rohrkörper und der Ventilführung ein zweites Dichtmittel angeordnet ist; wobei die Kontaktflächen des Dichtmittels und des zweiten Dichtmittels fluchten; wobei beim Öffnen des Innenventils der gleitbare Rohrkörper mittels einer ringförmigen Betätigungsfläche an dem Innenventil verschiebbar ist, wobei der Rohrkörper in radialer Richtung zwischen dem Außenkörper und dem Ventilführungskörper angeordnet ist und wobei entilführungskörper einen äußeren Ringsitz umfaßt, der eine Dichtung aufnimmt.
Der gegenüberliegende Anschlag auf der Innenseite des Außenkörpers bestimmt die Stellung des gleitbaren Rohrkörpers, in welcher die Durchflußkanäle verschlossen sind.
Die ringförmige Betätigungsfläche auf der Außenseite des Innenventils bildet einen Anschlag für den gleitbaren Rohrkörper, welcher es dem Innenventil ermöglicht, mit dem gleitbaren Rohrkörper in Einriff zu kommen, sobald es von der weiblichen Hälfte der Kupplung aufgedrückt wird, und auf diese Weise die Fluiddurchflußkanäle zu öffnen.
Um die Fluiddurchflußkanäle zu verschließen, die zwischen dem Außenkörper und der Ventilführung in Flächen vorgesehen sind, welche ausgeglichene Druckverhältnisse herstellen, also Drücke von gleicher Größe aber entgegengesetzter Wirkungsrichtung, weist der gleitbare Rohrkörper, an dem Ende, welches der Öffnung des rohrförmigen Außenkörpers am nächsten liegt, eine rohrförmige Verlängerung auf, die leckdicht in einen zylindrischen Sitz einführbar ist, der auf der Innenseite des Außenkörpers vorgesehen ist; und an dem Ende, welches am weitesten von der Öffnung des Außenkörpers entfernt liegt, weist der gleitbare Rohrkörper einen inneren Sitz auf, der die Ventilführung leckdicht aufnimmt, wobei der Sitz des gleitbaren Rohrkörpers und der zylindrische Sitz des Außenkörpers denselben Durchmesser haben.
Um eine leckdichte Oberfläche für den gleitbaren Rohrkörper und einen Sitz zu schaffen, um das Innenventil aufzunehmen, wenn dieses in der geöffneten Stellung ist, ist die Ventilführung tassenförmig, und die Konkavseite ist zu der Öffnung des Außenkörpers hin gerichtet.
Indem die Fluiddurchlaßkanäle geschlossen werden, die zwischen dem rohrförmigen Außenkörper und der Ventilführung ausgebildet sind, schließt der gleitbare Rohrkörper das Fluid, welches unter Druck stehen kann, in dem der Öffnung des rohrförmigen Außenkörpers gegenüberliegenden Ende der männlichen Schnellverbindungskupplung ein und begrenzt eine Kammer hinter dem gleitbaren Rohrkörper.
Der gleitbare Rohrkörper begrenzt auch vordere Kammern, die miteinander kommunizieren und unter niedrigem Druck (in der Nähe von Atmosphärendruck) stehendes Fluid enthalten.
Um eine freie Zirkulation des Fluids durch die vorderen Kammern während der Öffnungsbewegung des Innenventils zu ermöglichen, weist das Innenventil in dessen Außenmantel eine Anzahl von Durchflußverbindungsöffnungen für das Fluid auf, welches um das Innenventil herum vorhanden ist.
Zum Zweck des schnellen und einfachen Zusammenbaus der Bauteile der Kupplung sowie der Verbindung der Kupplung mit einem Abschnitt eines Hydraulikkreislaufes ist der Außenkörper aus einer rohrförmigen Basis gebildet, die eine geformte äußere Eingriffsfläche umfaßt, wobei die rohrförmige Basis mit einem rohrförmigen Adaptor verbunden ist.
Um eine wirksame Abdichtung zwischen dem gleitbaren Rohrkörper und dem rohrförmigen Außenkörper sicherzustellen, weist der gleitbare Rohrkörper einen äußeren Ringsitz auf, der eine Dichtung aufnimmt, wobei die Dichtung an dem gleitbaren Rohrkörper mittels einer Stopfbüchse gehaltert ist.
Um zu verhindern, daß unter Druck stehendes Fluid die Dichtung aus deren Sitz in dem gleitbaren Rohrkörper heraus treibt, ragt die Dichtung um 1/20 bis 5/10 der Höhe ihres Querschnitts über den Ringsitz hinaus.
Um Abnutzung durch das Gleiten des gleitbaren Rohrkörpers zu vermindern und um die erwünschte Widerstandsfähigkeit zu gewährleisten, ist die Dichtung des gleitbaren Rohrkörpers aus Polyurethan gebildet.
Um die Leckdichtigkeit zwischen der Ventilführung und dem gleitbaren Rohrkörper sicherzustellen, besitzt die Ventilführung einen äußeren Ringsitz, der eine Dichtung aufnimmt, z. B. eine O-Ringdichtung.
Der gleitbare Rohrkörper dichtet das Bauteil vorteilhafterweise ohne Zwischendichtungen direkt auf der Oberfläche des Ventils ab.
Um die Feder des gleitbaren Rohrkörpers abzustützen und zu führen, umfaßt die Ventilführung einen äußeren Ringsitz für die Feder des gleitbaren Rohrkörpers.
Um das Innenventil in der Mitte des rohrförmigen Außenkörpers abzustützen und das Innenventil bei dessen Öffnungs- und Schließbewegung zu führen, unterstützt und führt eine rohrförmige Verlängerung des gleitbaren Rohrkörpers das Innenventil.
Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung können in der Tatsache gesehen werden, daß die männliche Hälfte mit der weiblichen Hälfte der Kupplung mit sehr niedrigem Kraftaufwand und ohne störende und komplizierte Kupplungsmechanismen verbunden werden kann, selbst wenn sich in der männlichen Hälfte unter Druck stehendes Fluid befindet.
Erst wenn das Ventil der weiblichen Hälfte teilweise geöffnet ist, öffnen sich die Durchflußkanäle für das unter Druck stehende Fluid in der männlichen Hälfte sowie sich der gleitbare Rohrkörper nach hinten bewegt und dem Fluid gestattet, durch die die weibliche Hälfte zu strömen.
Selbst dieser Öffnungsvorgang der Durchflußkanäle wird ohne besonderen Kraftaufwand ausgeführt, weil das Ventil, welches die Durchflußkanäle Verschließt, ein gleitbarer Rohrkörper ist, der von dem unter Druck stehenden Fluid in ausgeglichener Weise beaufschlagt wird. Der gleitbare Rohrkörper kann somit mit sehr niedrigem Karftaufwand in dem unter Druck stehenden Fluid gleiten, da er an dessen einander gegenüberliegenden Dichtflächen mit gleichen hydrostatischen Kräften beaufschlagt ist.
Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der vorgeschlagenen Ausführungsform die Kupplung äußerlich frei von sperrigen und komplizierten Verbindungseinrichtungen ist. Das erleichtert und vereinfacht Verbindungsvorgänge der Kupplung.
Die vorgeschlagene Kupplung ist auch zuverlässiger, weil sie keine Teile aufweist, die leicht verunreinigen oder verklemmen.
Vorteilhafterweise sind die Außenoberfläche der männlichen Hälfte und insbesondere das an der Verbindung mit der weiblichen Hälfte beteiligte Profil der Kupplung in deren Geometrie unverändert. Daher kann die männliche Hälfte der Kupplung mit bereits vorhandenen weiblichen Hälften verbunden werden. Die in existierenden hydraulischen Systemen vorhandenen männlichen Hälften können daher ersetzt werden, ohne daß die weiblichen Hälften der Kupplungen ebenfalls ersetzt werden müssen.
Die Erfindung wird nun in größerer Einzelheit anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, welches in der begleitenden Zeichnung nur als Beispiel angegeben wird. Inder Zeichnung:
Fig. 1 veranschaulicht die männliche Hälfte einer Schnellverbindungskupplung teilweise in einer Querschnittsansicht;
Fig. 2 zeig eine Einzelheit der Ventilkomponenten aus Fig. 1, teilweise im Querschnitt;
Fig. 3 zeig die Anfangsstufe beim Verbinden der männlichen Hälfte der Kupplung mit der weiblichen Hälfte, teilweise im Querschnitt;
Fig. 4 veranschaulicht die zweite Stufe der Verbindung der Kupplung, wobei das Innenventil der weiblichen Hälfte teilweise geöffnet ist, und
Fig. 5 zeigt die dritte Stufe, in welcher die Kupplung verbunden ist, und die Ventile vollständig geöffnet sind.
In Fig. 1 ist die männliche Hälfte einer Schnellverbindungskupplung mit flacher Stirnfläche mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 dargestellt.
Die männliche Hälfte der Kupplung 1 umfaßt einen rohrförmigen Außenkörper mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2.
Der rohrförmige Außenkörper 2 umfaßt eine rohrförmige Basis 3, welche ein Außenprofil 4 zur Verbindung mit einer weiblichen Hälfte (in Fig. 1 nicht dargestellt) aufweist, das als solches bereits bekannt ist.
An den dem Verbindungsprofil 4 gegenüberliegenden Ende ist die rohrförmige Basis 3 in einem Gewindesitz in einem Adapter 5 leckdicht verbunden.
Das andere Ende des Adapters 5 umfaßt ein Innengewinde 6 zur Verbindung mittels eines Schlauches mit einen Abschnitt eines hydraulischen Kreislaufes, der zu einer angetriebenen Maschine gehört (diese sind nicht gezeigt).
Innerhalb des rohrförmigen Außenkörpers 2 ist eine Ventilführung mit dem allgemeinen Bezugszeichen 7 angeordnet, die mittig gehaltert ist.
Die Ventilführung 7 ist vorteilhafterweise tassenförmig ausgebildet und ihre konkave Seite ist zu der Öffnung 8 der rohrförmigen Basis 3 hin gerichtet.
Die Ventilführung 7 ist mittig in dem rohrförmigen Außenkörper 2 gehaltert und begrenzt Durchflußkanäle (FC) für das Fluid.
Innerhalb des rohrförmigen Außenkörpers 2 sowie zwischen der Öffnung der rohrförmigen Basis und der Ventilführung 7 ist ein Innenventil 9 angeordnet.
Das Innenventil 9 ist von einer Feder 10 beaufschlagt, um die Öffnung 8 zu verschließen.
Die konkave Seite der tassenförmigen Ventilführung 7 weist einen Innensitz 11 für die Feder 10 des Innenventils 9 und einen zweiten Sitz 12 auf, welcher das Innenventil 9 aufnimmt, wenn es in der vollständig geöffneten Stellung ist.
Der Außenmantel des Innenventils 9 weist eine Serie von Durchflußöffnungen für das Fluid auf, welche in größerer Einzelheit später beschrieben werden.
Auf der Innenseite nahe der Öffnung 8 der rohrförmigen Basis 3 ist eine ringförmige Dichtung 14 angeordnet, um die Öffnung 8 abzudichten, wenn das Innenventil 9 in der geschlossenen Stellung ist.
Die geschlossene Stellung des Innenventils 9 ist durch einen Anschlag 15 auf der Innenseite des rohrförmigen Außenkörpers 2 begrenzt, gegen den ein vorkragender Anschlag 16 auf der Außenseite des Innenventils 9 anschlägt.
Zwischen dem rohrförmigen Außenkörper 2 und der Ventilführung 7 ist ein gleitender Rohrkörper 20 angeordnet.
Der gleitende Rohrkörper 20 ist an dem von der Öffnung 8 des rohrförmigen Außenkörpers 2 abliegenden Ende von einer Feder 21 beaufschlagt, um die Durchflußkanäle (FC) wahlweise zu verschließen.
Die Feder 21 ist in einem in die Ventilführung 7 geformten Außensitz 22 angeordnet.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der gleitbare Rohrkörper 20, wenn er sich in der geschlossenen Stellung befindet, die Fluiddurchflußkanäle (FC) mittels eines Anschlagsitzes verschließt.
Der gleitbare Rohrkörper 20 teilt den Innenraum des rohrförmigen Außenkörpers 2 in eine rückwärtige Kammer 25 hinter dem gleitbaren Rohrkörper 20 sowie in vordere Kammern 26, 27, 28 vor dem gleitbaren Rohrkörper 20 auf.
Die Verschlußstellung des gleitbaren Rohrkörpers 20 ist durch einen gegenüberliegenden Anschlagsitz 35 auf der Innenseite des rohrförmigen Außenkörpers 2 festgelegt.
In der geschlossenen Stellung ist der gleitbare Rohrkörper 20 in abdichtendem Kontakt mit dem rohrförmigen Außenkörper 2 und mit der Ventilführung 7 und hindert das in der rückwärtigen Kammer 25 vorhandene Fluid daran, in die vorderen Kammern 26, 27, 28 zu fließen.
Die von dem gleitbaren Rohrkörper 20 ausgeübte Dichtfunktion ist derart, daß auf dem Körper des gleitbaren Rohrkörpers 20 ausgeglichene Fluiddrücke erzeugt werden, wie es in größerer Einzelheit weiter unten beschrieben wird.
Der gleitbare Rohrkörper 20 umfaßt eine rohrförmige Verlängerung 30 an dem Ende, das der Öffnung 8 der Kupplung am nächsten liegt.
Die rohrförmige Verlängerung 30 ist in der Lage, sich in einen zylindrischen Sitz 31 auf der Innenseite des rohrförmigen Außenkörpers 2 hineinzubewegen und daraus heraus.
In dem Ende, welches von der Öffnung 8 des rohrförmigen Außenkörpers 2 weg gerichtet ist, weist der gleitbare Rohrkörper 20 einen Sitz 32 auf, in, welchem die Ventilführung 7 leckdicht aufgenommen ist.
Der Zylindersitz 31 des rohrförmigen Außenkörpers 2 und der Sitz 32 des gleitbaren Rohrkörpers 20 haben denselben Durchmesser (D).
Infolgedessen umgeht das möglicherweise in der rückwärtigen Kammer 25 vorhandene unter Druck stehende Fluid den gleitbaren Rohrkörper 20 außen, wirkt auf die gegenüberliegenden Dichtungen ein und beaufschlagt in ausgeglichener Weise den gleitbaren Rohrkörper. Das ist deshalb so, weil das Fluid auf identische Dichtungsquerschnitte einwirkt und auf den gleitbaren Rohrkörper mit identischen aber entgegengesetzt gerichteten Kräften drückt. Das unter Druck stehende Fluid beläßt daher den gleitbaren Rohrkörper 20 im Gleichgewicht, der von der Feder 21 in der geschlossenen Stellung gehalten wird.
Jeder zusätzlichen Kraft, die versucht den gleitbaren Rohrkörper 20 aufzudrücken, wird das innerhalb der rückwärtigen Kammer 25 vorhandene, unter Druck stehende Fluid nicht entgegenwirken, und die Kraft muß nur die Wirkung der Feder 21 und Reibung überwinden.
Der gleitende Rohrkörper 20 stellt die gewünschte Leckdichtigkeit vorteilhafterweise mittels Dichtungen 36 und 37 her, die jeweils in Ringsitzen 38, 39 aufgenommen sind, die in dem gleitenden Rohrkörper 20 bzw. der Ventilführung 7 ausgebildet sind.
Die in dem gleitenden Rohrkörper 20 vorhandene Dichtung 36 ist insbesondere während des Öffnens des gleitenden Rohrkörpers 20 einer Austriebskraft durch das unter Druck stehende Fluid unterworfen. Die Dichtung 36 ist daher an dem gleitenden Rohrkörper 20 durch eine Stopfbüchse 40 gesichert.
Die Dichtung 36 ragt vorteilhafterweise über das Profil des gleitenden Rohrkörpers 20 hinaus und steht daher mit einer Höhe von 1/20 bis 5/10 der Höhe des Querschnittes der Dichtung über den Ringsitz 38 über. Auf diese Weise bleibt die Dichtung auf dem gleitenden Rohrkörper trotz der Einwirkung des unter Druck stehenden Fluides festgehalten.
Die Dichtung 36 des gleitenden Rohrkörpers 20 ist vorzugsweise aus Polyurethan.
Im Gegensatz dazu ist die Dichtung 37, die sich zwischen der Ventilführung 7 und dem gleitenden Rohrkörper 20 befindet, keiner nennenswerten Austriebskraft durch das unter Druck stehende Fluid unterworfen. Es ist daher möglich, z. B. eine O-Ringdichtung zu verwenden, um Leckagen zwischen dem gleitenden Rohrkörper 20 und der Ventilführung 7 zu verhindern.
Der gleitende Rohrkörper 20 wird mittels einer ringförmigen Betätigungsfläche 41 von dem Innenventil 9 so beaufschlagt, daß er die Fluiddurchflußkanäle (FC) freigibt.
Aufgrund seiner rohrförmigen Verlängerung 30 verschiebt der gleitende Rohrkörper 20 das Innenventil 9 in der Mitte des Außenkörpers 2, wenn sich dieses öffnet. Während des Öffnens des Innenventiles 9 trennt dessen Außenmantel die vorderen Kammern 26, 27, 28 voneinander und verhindert die freie Zirkulation des darin enthaltenen Fluides. Um diesen Nachteil zu beheben, ist eine Anzahl von Reihen von Durchflußverbindungsöffnungen 45, 46, 47 in dem Außenmantel des Innenventils 9 vorgesehen, um die Verbindung zwischen den vorderen Kammern 26, 27, 28 zu ermöglichen und den freien Durchfluß des Fluids zwischen den Kammern 26, 27, 28 zu gestatten. Auf diese Weise wird die Schwierigkeit von in diesen Kammern eingeschlossenem Fluid umgangen, was es schwierig macht, die Ventile 9, 20 zu öffnen, wenn der Druck des Fluids ansteigt.
Mit Hilfe der Fig. 4, 5 und 6 wird nun eine Beschreibung der Art und angegeben Weise, wie die männliche Schnellverbindungskupplung unter Druck funktioniert.
Wenn die Schnellverbindungskupplung unverbunden ist, können Bereiche im Inneren der männlichen Hälfte 1 unter Druck stehendes Fluid enthalten. Wenn durch zufällige äußere Ursachen der Druck in dem Bereich des hydraulischen Kreislaufes der angetriebenen Maschine ansteigt, an welche die männliche Hälfte 1 angeschlossen ist, dann wird das unter Druck stehende Fluid in der rückwärtigen Kammer 25 der männlichen Hälfte 1 der Kupplung von den Dichtungen 36, 37 des gleitenden Rohrkörpers 20 zurückgehalten, während die vorderen Kammern 26, 27, 28 bei relativem Nulldruck sind.
Wenn begonnen wird die männliche Hälfte 1 mit der weiblichen Hälfte zu verbinden (die weibliche Hälfte hat das allgemeine Bezugszeichen 50, Fig. 4), wird die männliche Hälfte 1 in die weibliche Hälfte 50 eingesteckt, wobei der äußere Gleiter 51 zurückgeschoben wird. Das ist so, weil, das Ventil 52 der weiblichen. Hälfte 50 einstückig mit dem Ventilkörper 53 ist, so daß das Ventil 52 das Innenventil 9 der männlichen Hälfte 1 zurückdrückt.
Das Innenventil 9 bewegt sich ohne Schwierigkeit, weil die vorderen Kammern 26, 27, 28 Fluid mit relativem Druck Null enthalten und weil das Fluid, welches in der Kammer 27 vorhanden ist, und durch die Bewegung des Innenventils 9 komprimiert wird, durch die Öffnungen 45, 46, 47 in dem Mantel des Innenventils 9 in die anderen Kammern 26, 28 fließen kann.
Mit fortschreitender Verbindung der männlichen Hälfte 1 mit der weiblichen Hälfte 50 (Fig. 5) drückt das Innenventil 9 der männlichen Hälfte 1 mechanisch mit dessen ringförmiger Betätigungsfläche 41 auf die rohrförmige Verlängerung 30 des gleitenden Rohrkörpers 20 und beginnt den gleitenden Rohrkörper 20 zurückzudrücken.
Der gleitende Rohrkörper 20 ist in hydraulischem Gleichgewicht, weil die Dichtungen 36, 37 in Berührung mit Dichtflächen (die mit 31, 32 bezeichneten Sitze) von gleichem Durchmesser (D) sind.
Die erforderliche Kraft, um die Verbindung zu bewirken, ist daher gleich der Summe der Kräfte der komprimierten Federn (Feder 10 des Innenventils 9 und Feder 21 des gleitenden Rohrkörpers 20) sowie der Reibung der Dichtungen 36, 37, die dem Druck des Fluids unterworfen sind.
Mit fortschreitender Verbindung werden das Innenventil 9 und der gleitbare Rohrkörper 20, die nun miteinander gekuppelt sind, von dem Ventil 52 der weiblichen Hälfte 50 in axialer Richtung gedrückt.
In gleicher Weise drückt die männliche Hälfte 1 mittels dessen rohrförmigen Außenkörper 2 den äußeren Gleiter 51 der weiblichen Hälfte 50 zurück, welcher wiederum den inneren Gleiter 54 zurückdrückt und die Durchflußkanäle 55 öffnet, die von dem inneren Gleiter 54 und dem Ventil 52 begrenzt werden.
Mit fortschreitender Verbindung (Fig. 6) öffnet die Verschiebung des äußeren Gleiters 51 die Durchflußkanäle 55 in der weiblichen Hälfte 50 und die Verschiebung des gleitbaren Rohrkörpers 20 öffnet die Durchflußkanäle FC in der männlichen Hälfte 1. Das in der rückwärtigen Kammer 25 vorhandene unter Druck stehende Fluid kann daher aus der männlichen Hälfte 1 in die weibliche Hälfte 50 der Schnellverbindungskupplung fließen.
Mit Abschluß der Verbindung kommt der Sicherungsmechanismus der weiblichen Hälfte 50, der aus einem Kugelring 60 und einem Sicherungsring 61, der von einer Feder 62 beaufschlagt ist, mit dem Kupplungsprofil 4 auf der Außenseite der männlichen Hälfte 1 in Eingriff um die Kupplung zu verrasten.
Die Schnellverbindungskupplung, die einmal unter Betriebsbedingungen verbunden ist, führt unter Druck stehendes Fluid. Wenn die Schnellverbindungskupplung versehentlich oder absichtlich getrennt wird, ohne den Druck des Fluides zu reduzieren (durch Zurückziehen des Sicherungsrings 61, um den Kugelring 60 freizugeben), stoßen die Federn 10, 21, 63, 64 unter dem Druck des Fluids die männliche Hälfte 1 aus.
Wenn die männliche Hälfte 1 ausgestoßen wird (Fig. 5), schließt der gleitbare Rohrkörper 20 unter der Wirkung der Feder 21 wieder und blockiert die Durchflußkanäle FC des Fluids, welches aus der rückwärtigen Kammer 25 kommt.
Mit fortschreitender Entkoppelung wird der innere Gleiter 52 der weiblichen Hälfte 50 von der Feder 64 beaufschlagt und verschließt die Durchflußkanäle 55 in der weiblichen Hälfte 50.
Wenn der Entkoppelungsvorgang fortschreitet (Fig. 4), folgt das von der Feder 10 beaufschlagte Innenventil 9 dem Ventil 52 der weiblichen Hälfte 50 und kehrt in die Stellung zurück, in der es die Öffnung 8 der männlichen Hälfte 1 verschließt.
Die, Bewegung des gleitbaren Rohrkörpers 20 und des Innenventils 9 vergrößert das Volumen der vorderen Kammern 26, 27, 28, welches den Druck des darin enthaltenen Fluides senkt und auf diese Weise ideale Bedingungen für eine nachfolgende Verbindungsoperation schafft, wo das unter Druck stehende Fluid in der rückwärtigen Kammer 25 isoliert ist und von den Dichtungen 36, 37 zurückgehalten wird, welche im hydraulischen Gleichgewicht stehen, während die vorderen Kammern 26, 27, 28 miteinander in Verbindung stehen und Fluid mit relativem Druck Null enthalten.

Claims

1. Unter Druck zusammensteckbare Schnellverbindungskupplung (1), die einen Außenkörper (2), eine Ventilführung (7) sowie ein Innenventil (9) aufweist, wobei zwischen dem Außenkörper (2) und der Ventilführung (7) ein gleitbarer Rohrkörper (20) angeordnet ist; wobei das eine Ende des gleitbaren Rohrkörpers (20) von einer Feder (21) beaufschlagt ist; wobei dasjenige Ende des gleitbaren Rohrkörpers (20), welches dem von der Feder (21) beaufschlagten Ende gegenüber liegt, einen Anschlag aufweist; wobei der Außenkörper (2) innen einen gegenüberliegenden Anschlag (35) ihr den gleitbaren Rohrkörper (20) aufweist; wobei zwischen dem gleitbaren Rohrkörper (20) und dem Außenkörper ein Dichtmittel (36) angeordnet ist; wobei zwischen dem gleitbaren Rohrkörper (20) und der Ventilführung (7) ein zweites Dichtmittel (37) angeordnet ist; wobei die Kontaktflächen des Dichtmittels (36) und des zweiten Dichtmittels (37) fluchten; und wobei beim Öffnen des Innenventils (9) der gleitbare Rohrkörper (20) mittels einer Betätigungsfläche (41) in dem Innenventil (9) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (20) in radialer Richtung zwischen dem Außenkörper (2) und dem Ventilführungskörper (7) angeordnet ist und daß der Ventilführungskörper (7) einen äußeren Ringsitz (39) umfaßt, der eine Dichtung (32) aufnimmt.

2. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei der gleitbare Rohrkörper (20) an dem der Öffnung (8) des Außenkörpers (2) nächstgelegenen Ende eine rohrförmige Verlängerung (30) aufweist, die leckdicht in einen auf der Innenseite des Außenkörpers (2) vorgesehenen zylindrischen Sitz (31) einsetzbar ist, und wobei an dem von der Öffnung (8) des Außenkörpers (2) am weitesten abliegende Ende der gleitbare Rohrkörper (20) einen Innensitz (32) umfaßt, der die Ventilführung (7) leckdicht aufnimmt, und wobei der Sitz (32) des gleitbaren Rohrkörpers (20) und der zylindrische Sitz (31) des Außenkörpers (2) denselben Durchmesser (D) haben.

3. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei die Ventilführung (7) tassenförmig ist, und die Konkavseite zu der Öffnung (8) des Außenkörpers (2) hin gerichtet ist.

4. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei das Innenventil (9) in dessen Außenmantel eine Anzahl von Durchflußverbindungsöffnungen (45, 46, 47) für das Fluid aufweist.

5. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei der Außenkörper (2) aus einer rohrförmigen Basis (3) gebildet ist, die eine geformte äußere Eingriffsfläche (4) umfaßt, und wobei die rohrförmige Basis (3) mit einem rohrförmigen Adaptor (5) verbunden ist.

6. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei der gleitbare Rohrkörper (20) einen äußeren Ringsitz (38) aufweist, der eine Dichtung (36) aufnimmt, und wobei die Dichtung (36) an dem gleitbaren Rohrkörper (20) mittels einer Stopfbüchse (40) gehaltert ist.

7. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 6, wobei die Dichtung (36) um 1/20 bis 5/10 der Höhe ihres Querschnitts über den Ringsitz (38) hinausragt.

8. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 6, wobei die Dichtung (36) des gleitbaren Rohrkörpers (20) aus Polyurethan gebildet ist.

9. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei die Ventilführung (7) einen äußeren Ringsitz (22) für die Feder (21) des gleitbaren Rohrkörpers (20) aufweist.

10. Schnellverbindungskupplung (1) nach Anspruch 1, wobei die rohrförmige Verlängerung (30) des gleitbaren Rohrkörpers (20) das Innenventil (9) stützt und führt.