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Die
Erfindung betrifft eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Insbesondere betrifft die hierin offenbarte Erfindung Kupplungen
zur Verwendung bei landwirtschaftlichen Geräten, nämlich Traktoren. Der Buchsenabschnitt
der Kupplung ist üblicherweise
am Traktor befestigt. Der Buchsenabschnitt der Kupplung geht dann
mit einem Steckerabschnitt in Eingriff und Flüssigkeit strömt durch
diese hindurch und treibt Hilfsmaschinen an. Diese Erfindung betrifft
eine flüssigkeitsverlustfreie
Kupplung, die sich bei unter Druck stehendem Steckerabschnitt anschließen lässt.
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Im
entkoppelten Zustand kann der Buchsenabschnitt der Kupplung unter
Druck stehen oder auch nicht. Die an den Buchsenabschnitt der Kupplung verlaufende
Druckquelle ist im nicht zusammengefügten Zustand der Kupplung isoliert.
Bisweilen bleibt jedoch im nicht zusammengefügten bzw. im entkoppelten Zustand
der Kupplung Druck zwischen den Isolierventilen und der zum Buchsenabschnitt
der Kupplung führenden
Leitung eingeschlossen. Der Steckerabschnitt der Kupplung wird typischerweise unter
Druck gesetzt, wenn der von der Flüssigkeit erzeugte Druck beim
Abtrennen vom Buchsenabschnitt im Inneren der Kupplung eingeschlossen
wird. Ferner kommt es durch Umgebungsbedingungen, nämlich der
Zuführung
von Wärme
an die im Steckerabschnitt der Kupplung eingeschlossene Flüssigkeit,
zu einem Druckaufbau innerhalb des Steckerabschnitts der Kupplung.
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Eine
Kupplung gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist in der US-PS 3,731,705 offenbart,
die einen Buchsenabschnitt und einen Steckerabschnitt aufweist,
wobei der Buchsenabschnitt folgendes umfasst: einen Adapter, einen Körper, wobei
der Adapter an diesem Körper
angebracht ist, ein Zwischenelement mit einer ersten Stellung in
der zweiten Stellung, ein Buchsenventil mit einer ersten Stellung
in der zweiten Stellung, wobei der Steckerabschnitt ein Steckerventil
und einen Körper umfasst.
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Der
Vorteil dieser Kupplung ergibt sich im Hinblick auf den während des
Koppelvorgangs auftretenden Flüssigkeitsverlust.
Dabei kann sich Flüssigkeit
in dem Raum zwischen den Hälften
der Kupplung ansammeln und es tritt Hydraulikflüssigkeit aus. Somit ist die
Umwelt nicht ausreichend geschützt. Auch
dieser Aufbau zielt auf eine Minimierung des Flüssigkeitsverlusts ab.
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In
der US-PS 3,431,942 ist eine Kupplungsvorrichtung zum lösbaren Verbinden
eines Paares von Leitungen offenbart, von denen eine oder beide unter
Druck stehende Hydraulikflüssigkeit
enthalten können.
Bei dieser Art von Kupplungsvorrichtung ist sowohl im Stecker- als
auch im Buchsenabschnitt ein Kugelventil vorgesehen. Es soll eine
Rückflusssperrung
verhindert werden. Der Buchsenabschnitt der vorliegenden Erfindung
verfügt über ein
mechanisches Merkmal, durch das bei vollständi gem Anschluss und richtiger
Folge der Buchsenabschnitt in der geöffneten Stellung arretiert
wird, was eine Rückflusssperrung
verhindert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Kupplung zur Verfügung, deren
Steckerabschnitt per Hand mit deren Buchsenabschnitt verbunden werden kann.
Der Steckerabschnitt weist einen Körper und ein Steckerventil
auf, die mit einem Buchsenabschnitt in Eingriff gehen, welcher ein
Zwischenelement und ein Buchsenventil aufweist. Das Steckerventil
und der Körper
gehen mit dem Buchsenventil und dem Zwischenelement in Eingriff
und drängen gleichzeitig
beide Buchsenteile aus deren ersten Stellungen in deren zweite Stellungen.
Das buchsenartige Zwischenelement und das Buchsenventil bewegen
sich dabei gemeinsam, so dass der Steckerabschnitt und der Buchsenabschnitt
dicht miteinander verbunden sind. Beim Eintritt des Steckerabschnitts
der Kupplung in den Buchsenabschnitt wird das Buchsenventil zu seiner
zweiten Stellung hin verdrängt,
und auch das Zwischenelement wird zu seiner zweiten Stellung hin
verdrängt.
Wenn sich das Zwischenelement und das Buchsenventil in ihren zweiten
Stellungen befinden, kommt es zwischen dem Buchsenabschnitt und
dem Steckerabschnitt der Kupplung zu keinem Fluss.
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Wird
im verbundenen Zustand von Stecker- und Buchsenabschnitt der Kupplung
Druck auf den Buchsenabschnitt der Kupplung angelegt, dann erfährt das
Buchsenventil Druck an seiner inneren Stirnfläche, so dass es sich gegen
die Stirnfläche
des Steckerventils öffnet
und es zu einem Fluss zwischen dem Buchsen- und dem Steckerabschnitt
der Kupplung kommt. Eine Feder unterstützt das Buchsenventil beim Öffnen gegen
das Steckerventil. Beim Aufgehen des Buchsenventils kehrt dieses
in seine erste Stellung zurück.
In seiner ersten Stellung wird das Buchsenventil durch die Wirkung
eines Feststell- oder Rastelements in Verbindung mit einer Arretierungsmuffe
und einer weiteren Feder in der geöffneten Stellung arretiert.
Ist das Buchsenventil in seiner geöffneten ersten Stellung arretiert,
dann verhindert dies eine Rückflusssperrung.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbinden des Steckerabschnitts
mit dem Buchsenabschnitt unter Druck zu ermöglichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verbinden
des Steckerabschnitts der Kupplung mit dem Buchsenabschnitt der Kupplung
ohne Flüssigkeitsverlust
aus entweder dem Stecker- oder dem Buchsenabschnitt zu ermöglichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplung
bereitzustellen, die eine Rückflusssperrung
in ihrem Buchsenabschnitt verhindert.
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Gemäß einer
weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird eine Kupplung zur
Verfügung gestellt,
bei der durch das Unterdrucksetzen von deren Buchsenabschnitten
ein Buchsenventil geöffnet wird
und dieses in dieser Stellung gegen den sich im Steckerabschnitt
aufbauenden Druck zu arretieren.
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Weiterhin
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplung bereitzustellen,
bei der eine Arretie rungsmuffe in Verbindung mit einem Feststellelement
eine Rückflusssperrung
des Buchsenventils verhindert.
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Weitere
Aufgaben und ein vollständigeres Verständnis der
Erfindung ergeben sich aus dem Studium der Beschreibung der Zeichnungen,
der ausführlichen
Beschreibung der Erfindungen und der nachstehenden Ansprüche.
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Es
zeigen:
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1 den
Stecker- und den Buchsenabschnitt der Kupplung in zusammengefügtem Zustand bei
geöffneter
Stellung der Stecker- und Buchsenventile, in Viertelschnittansicht;
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2 den
Buchsenabschnitt der Kupplung in ungekoppeltem Zustand, in Viertelschnittansicht;
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3 den
Steckerabschnitt der Kupplung in ungekoppeltem Zustand, in Viertelschnittansicht;
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4 den
Stecker- und den Buchsenabschnitt der Kupplung in zusammengefügtem Zustand bei
geschlossenen Stecker- und Buchsenventilen vor Unterdrucksetzung
des Buchsenabschnitts der Kupplung, in Viertelschnittansicht.
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2 ist
eine Viertelschnittansicht des Buchsenabschnitts der Kupplung in
nicht gekoppeltem Zustand. Darin bezeichnet die Bezugsziffer 32 den Buchsenabschnitt
der Kupplung. Der Adapter 1 ist mit dem Körper 2 verschraubt.
Die Bezugsziffer 7 bezeichnet die Schraubverbindung zwischen
dem Adapter 1 und dem Körper 2.
Im Körper 2 ist
eine Vielzahl von Öffnungen 8 vorgesehen.
Feststellelemente 8' befinden
sich in den Öffnungen 8 des
Körpers 2. Der
Körper 2 weist
eine äußere Schulter 4 auf.
Eine Sperr- oder Arretierungsmuffe 3 verläuft um den
Körper 2 herum
und eine Feder 5 wirkt zwischen der Schulter 4 und
der Arretierungsmuffe 3. Die Arretierungsmuffe 3 weist
an sich eine Oberfläche 9 auf,
die das Feststellelement 8' wie
in 1 gezeigt arretiert. Die Feder 5 wirkt
zwischen der Schulter 6 auf der Arretierungsmuffe 3 und
der Schulter 4 am Körper 2. Wie 2 zu
entnehmen ist, die den entkoppelten Zustand des Buchsenabschnitts
der Kupplung zeigt, drängt
die Feder 5 die Arretierungsmuffe 3 in Eingriff mit
dem Feststellelement 8'.
Es versteht sich für
den Fachmann auf dem Gebiet, dass mehrere Feststellelemente 8' vorhanden sein
können,
die sich in jedweder einer Vielzahl von Öffnungen 8 befinden,
welche um den allgemein zylindrischen Körper 2 an dessen Umfang
entlang voneinander beabstandet angeordnet sind. Es versteht sich
für den
Fachmann auf dem Gebiet, dass der Buchsenabschnitt 32 der
Kupplung allgemein zylinderförmig
ist.
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2 zeigt
das Zwischenelement 11 und das Buchsenventil 21 in
ihren ersten Stellungen. Wie es weiter in 2 dargestellt
ist, weist das Zwischenelement 11 eine Vertiefung 12 zur
rechtzeitigen Aufnahme von Feststellelementen oder Kugeln 8' auf, wie es
nachstehend erörtert
ist. Entsprechend weist der Körper 2 eine
Vertiefung 10 zur Aufnahme von Feststellelementen oder
Kugeln 18 auf, wenn der Steckerabschnitt der Kupplung vom
Buchsenabschnitt der Kupplung getrennt ist. Feststellelemente 18 sind
in einer Vielzahl von Öffnungen 19 im
Zwischenelement 11 untergebracht. Am Körper 2 befinden sich
Elastomerdichtungen 20 in einer am Umfang verlaufenden
Nut zum Abdichten des Stecker- und des Buchsenabschnitts beim Koppeln
bzw. Entkoppeln dieser. Entsprechend sind am Zwischenelement 11 Elastomerdichtungen 22 zur
Abdichtung gegen das Buchsenventil 21 vorgesehen.
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Weiterhin
bezugnehmend auf 2 weist das Zwischenelement 11 eine äußere Schulter 13 auf und
eine Feder 16 wirkt zwischen der Schulter 13 und der
Schulter 15 am Adapter 1. Die Feder 16 neigt
dazu, das Zwischenelement 11 von der Schulter 15 am Adapter 1 weg
zu drängen.
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Das
Zwischenelement 11 weist einen Sprengring 23 auf,
der in einer darin vorgesehenen Nut verläuft. Der Sprengring 23 hält die Arretierungsmuffe 24 von
einer aus Sicht von 2 linksgerichteten Bewegung
ab. Die Arretierungsmuffe 24 wirkt unter dem Einfluss der
Feder 25, die zwischen der Arretierungsmuffe 24 und
der inneren Schulter 14 am Zwischenelement 11 angeordnet
ist.
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Wie
es ferner in 2 gezeigt ist, verlaufen die
Elastomerdichtungen 17 in einer Nut im Adapter 1.
Der Adapter 1 weist ferner kegelförmige Öffnungen 30 auf, die
um den allgemein umfangsgeformten Adapter 1 herum an dessen
Umfang beabstandet angeordnet sind. Es versteht sich für den Fachmann
auf dem Gebiet, dass der Adapter 1 allgemein umfangsgeformt
ist, was bedeutet, dass er verschiedene Oberflächen mit verschiedenen Umfangsdurchmessern
hat. Die Feststellelemente 30' liegen in konischen Öffnungen 30.
Dabei sollte bezüglich
der im Körper 2 beschriebenen Öffnungen,
nämlich
der Öff nungen 8,
erwähnt
werden, dass diese ebenfalls konische Form haben.
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Das
Buchsenventil 21 weist Öffnungen 26 auf.
Es gibt mehrere Öffnungen 26,
die unter bestimmten Umständen
einen Fluss aus dem Inneren des Buchsenventils 21 an dessen Äußeres zulassen. In 2,
also dem entkoppelten Zustand, gibt es keinen Fluss durch die Öffnungen
hindurch, da die Hydraulikflüssigkeit
oder ein anderes Medium nirgendwohin strömen kann. Die Flüssigkeit
wird durch die zuvor oben beschriebenen Dichtungen 22 und 17 am Austritt
aus der Kupplung gehindert. Der Adapter 1 weist einen Sprengring 28 auf,
der in einer darin vorgesehenen Nut verläuft. Ein Sprengring 28 dient
dazu, die Federhalterung 53 gegen eine aus Sicht von 2 linksgerichtete
axiale Bewegung zu sichern. Die Feder 31 verläuft zwischen
einer inneren Schulter 29 des Ventils 21 und der
Federhalterung 53. Wie in 2 gezeigt,
drängt
die Feder 31 das Ventil 21 gegen die innere Schulter 27 am
Adapter 1.
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Aus 2 ergibt
sich, dass die Feder 31 das Buchsenventil 21 gegen
die Schulter 27 positioniert, wodurch sichergestellt wird,
dass das Ventil 21 in seiner ersten Stellung angeordnet
ist, wodurch kein Fluss am Zwischenelement 11 vorbei möglich ist. Das
Zwischenelement 11 wird von der Feder 16 gegen
den Körper 2 gedrängt. Siehe
die in den 2 und 4 gezeigte,
am weitesten rechts befindliche Stellung, in der die Schulter 60 am
Zwischenelement 11 mit der Schulter 61 am Körper 2 in
Eingriff geht.
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3 zeigt
eine Viertelschnittansicht des Steckerabschnitts der Kupplung in
ihrem entkoppelten Zustand. Darin bezeichnet die Bezugsziffer 33 den
Steckerabschnitt der Kupplung. Die Bezugsziffer 35 bezeichnet
das Steckerventil des Steckerabschnitts 33 der Kupplung.
Das Steckerventil 35 weist eine Frontfläche 36 auf, die an
der Frontfläche 34 des Buchsenventils 21 angreift,
siehe 2.
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Wiederum
bezugnehmend auf 3 bezeichnet die Bezugsziffer 37 ein
allgemein zylindrisches steckerförmiges
Körperelement.
Ein Sprengring 38 verläuft
in einer Nut im Körper 37 des
Steckerabschnitts 33. Der Sprengring 38 dient
dazu, den Anschlag 39 an einer aus Sicht von 3 rechtsgerichteten
Bewegung zu hindern. Der Anschlag 39 weist drei Abschnitte
auf, von denen einer im Querschnitt dargestellt ist. Die Flüssigkeit
verläuft
am Anschlag 39 vorbei, der im vollständig gekoppelten Zustand der
Kupplung, wie in 1 gezeigt, ausreichend Kapazität für einen
Fluss zur Kupplung vermittelt. Betrachtet man 1,
dann verläuft
der Flüssigkeitsstrom
von der Zuführseite
oder der linken Seite der Darstellung zur rechten Seite der Kupplung
hin. Der Anschlag 39 dient als Halterung für die Feder 41, die
auf die Schulter 42 des Steckerventils 35 wirkt. Die
Dichtung 43 dichtet zwischen dem Steckerventil 35 und
dem Körper 37 ab,
wie es in 3 gezeigt ist. Eine Vertiefung 44 ist
am Äußeren des
Körpers 37 des
Steckerabschnitts dargestellt und ihr Zweck besteht darin, im gekoppelten
Zustand die Feststellelemente 18 des Buchsenabschnitts
von 1 in sich aufzunehmen.
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In
der Darstellung von 1 bezeichnet die Bezugsziffer 45' das Anlegen
einer Hochdruckflüssigkeit
von einer Quelle, beispielsweise einer Pumpe. In den 1 und 3 bezeichnet
die Bezugsziffer 45 den Durchgang für die Hochdruckflüssigkeit,
die rechts von der rechtsgerichteten Stellung des Steckerabschnitts
der Kupplung an ein landwirtschaftliches Gerät austreten würde.
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Beim
Ineinandergehen des Steckerabschnitts 33 der Kupplung mit
dem Buchsenabschnitt 32 der Kupplung greift die Angriffsschulter 48 des Steckerabschnitts 33 an
der Schulter 47 des Zwischenelements 11 des Buchsenabschnitts
der Kupplung an und verdrängt
dabei das Zwischenelement 11 und das Buchsenventil 21 nach
links, wie 4 zeigt. 4 ähnelt 1 dahingehend,
als dass der Steckerkörper 37 mit
dem Zwischenelement 11 des Buchsenabschnitts in Eingriff
gegangen ist und das Zwischenelement 11 nach links verschoben
hat. Mit anderen Worten befindet sich das Zwischenelement 11 in 1 und 4 in
der selben Stellung. 1 zeigt die Kupplung nach dem
Unterdrucksetzen des Buchsenabschnitts mit Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit
oder mit einem anderen Medium. Das Unterdrucksetzen des Buchsenabschnitts
der Kupplung führt
zu einer rechtsgerichteten Bewegung des Buchsenventils 21,
so dass das Buchsenventil 21 und das Steckerventil 35 aufgehen.
Dies ermöglicht
einen Fluss durch das Buchsenventil 21 hindurch und am Steckerventil 35 vorbei,
um das Gerät
zu speisen. Wird der Buchsenabschnitt unter Druck gesetzt, dann
wird der allgemein mit 51 bezeichnete Oberflächenbereich
einer unter hohem Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt, und zusammen
mit der Kraft der Feder 31 übt das Buchsenventil 21 eine rechtsgerichtete
Kraft auf das Buchsenventil aus und überwindet dabei die Kraft der
Feder 41 sowie den auf das Ventil 35 des Steckers
wirkenden Flüssigkeitsdruck.
Dadurch wird das Buchsenventil 21 zu einer Bewegung nach
rechts veranlasst, wodurch die Feststellelemente 30 nach
unten fallen können,
in Kombination mit dem Verdrängen
der Arretierungsmuffe 24 mittels der zwischen dem Zwischenelement 11 und
der Arretierungsmuffe 24 wirkenden Feder 25. Wie
es in 1 gezeigt ist, hat die Arretierungsmuffe 24 eine
Oberfläche 50,
die sicherstellt, dass Feststellelemente 30' zum Boden der Öffnung 30 hin festgehalten
werden. In 1 wird die äußere Schulter 49 des
Buchsenventils 21 gegen die Schulter 27 des Adapters 1 festgehalten.
Die Bezugsziffern 49 und 27 sind am besten in 4 zu
erkennen.
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4 zeigt
den Zustand, in dem wenig oder nicht ausreichend Druck an den Buchsenabschnitt der
Kupplung angelegt wird. Dabei ist die Kupplung im technischen Sinne
gekoppelt, da sie beim Zurückziehen
der Arretierungsmuffe 3 nicht auseinandergeht. Das Buchsenventil 21 weist
eine äußere Oberfläche 52 auf,
auf der Kugeln oder Feststellelemente 30 aufliegen, wenn
nicht genug Druck am Buchsenabschnitt der Kupplung anliegt. Siehe 1.
Wird der Buchsenabschnitt der Kupplung unter Druck gesetzt, wie
es in 1 gezeigt ist, dann stellt man fest, dass die
Kugeln oder Feststellelemente 30' dazu dienen, das Buchsenventil 21 gegen
eine Bewegung nach links zu arretieren oder zu sichern. Die Feststellelemente 30' greifen dabei
am Ende 54 des Buchsenventils 21 an.
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In
der Ansicht von 4 ist dies der Zustand, der
beim Koppeln des Steckerabschnitts mit dem Buchsenabschnitt vorliegt.
In 4 ist der Steckerabschnitt durch die Feststellkugeln
oder Feststellelemente 18 am Buchsenabschnitt gesichert.
Außerdem wird
das Zwischenelement 11 von den Feststellelementen 8' in seiner Stellung
bezüglich
des Körpers 2 gehalten.
Aufgrund der zwischen dem Körper
und der Arretierungsmuffe 3 wirkenden Feder 5 sichert
die Oberfläche 9 der
Arretierungsmuffe 3 die Feststellelemente 8' in ihrer Einrastung
am Zwischenelement 11. In 4 ist das
Zwischenelement 11 in seiner zweiten Stellung gezeigt,
ebenso das Buchsenventil 21. In 2 sind das
Zwischenelement 11 und das Buchsenventil 21 beide
in ihrer jeweiligen ersten Stellung dargestellt. In 1 ist
das Zwischenelement 11 in seiner zweiten Stellung und das
Buchsenventil 21 in seiner ersten Stellung gezeigt. Daher
ist der Ablauf bezüglich
des Buchsenventils 21 folgender: In der entkoppelten Stellung
befindet sich das Buchsenventil 21 in seiner ersten Stellung;
im gekoppelten Zustand des Steckerabschnitt der Kupplung und des Buchsenabschnitts,
wie er in 4 gezeigt ist, befindet sich
das Buchsenventil 21 in seiner zweiten Stellung, ebenso
wie das Zwischenelement 11; und im gekoppelten Zustand
von Stecker- und Buchsenabschnitt der Kupplung, wobei ausreichend
Druck an den Buchsenabschnitt der Kupplung angelegt wurde, wie in 1 gezeigt,
befindet sich das Zwischenelement 11 in seiner zweiten
Stellung und das Buchsenventil 21 in seiner ersten Stellung.
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Diese
Erfindung wurde anhand des in den 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben.
Für den
Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch klar, dass die Leh ren und Neuerung
der vorliegenden Erfindung in Form von mehreren, hierin nicht gezeigten
oder dargestellten Ausführungsbeispielen
umsetzbar sind. Aus diesem Grund soll die Erfindung nicht auf die
hierin angegebene Offenbarung beschränkt sein und stattdessen durch
den Umfang der nachstehenden beiliegenden Ansprüche definiert sein.