Schnellwechselvorrichtung mit einer hydraulischen Kupplung für Medien an einem Baugerät
Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselvorrichtung mit einer hydraulischen Kupplung für Medien an einem Baugerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Schnellwechselvorrichtungen sind in verschie^- denen Ausführungsformen bekannt geworden.
Eine erste Ausführung einer Schnellwechselvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 483 232 Bl bekannt, bei der die Schnellwechselvorrichtung aus einem eine Schwenk- und Verrieglungseinrichtung umfassenden
Schnellwechsler und einer Adapterplatte besteht. Der Schnellwechsler ist dem baggerseitigen Stiel und die gegenüberliegende, mit dem Schnellwechsler zu kuppelnde Adapterplatte ist einem auswechselbaren Werkzeug, z. B. einem Baggerlöffel, zugeordnet.
Die in der genannten Druckschrift beschriebene Schwenk- Verriegelung sieht zunächst vor der Herstellung der Verriegelung zwischen Adapterplatte und Schnellwechsler eine Zusammenführung einer hydraulischen Kupplung der Medien vor. Derartige Medienkupplungen müssen über einen relativ weiten Schwenkweg zusammengeführt werden.
Da Kupplungsventile der hydraulischen Kupplung vor dem Einschwenken des Schnellwechslers zu der Adapterplatte zusammengeführt und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden, besteht der Nachteil, dass sehr große, schmutzberührte Oberflächen vorhanden sind, die beim Verbinden der Mediendurchführung zu einem Schmutzeintrag in den Ölkreislauf führen.
Die genannten hydraulischen Kupplungen sind vollkommen frei im Zwischenraum zwischen der Adapterplatte und dem Schnellwechsler angeordnet und deshalb nicht geeignet, in schmutzbelasteter Umgebung einwandfrei zu arbeiten.
Zudem sind bei spielbehafteter Schwenkachse zwischen Adapterplatte und Schnellwechsler die beiden einander zugeordneten und miteinander zu kuppelnden Mediendurchführungen nicht mehr zueinander zentriert, schlagen damit gegeneinander und die einander zugeordneten Dichtungen verschleißen sehr stark.
Das Eintauchen der einander zugeordneten Medienkupplungen während der Schwenkbewegung von Adapterplatte gegenüber dem Schnellwechsler ist mit einem sehr langen Schwenkweg verbunden, was dazu führt, dass die beiden Medienkupplungen sich über einen sehr langen Schwenk- und Eintauchweg miteinander berühren und aneinander reiben. Demzufolge ist der Verschleiß sehr hoch.
Bei einer derartigen Schnellwechselvorrichtung besteht der Nachteil, dass zunächst in offener, unverriegelter Lage der Schenkverriegelung die hydraulische Kupplung hergestellt wird, was mit der Gefahr der Beschädigung durch hohe auftretende Kräfte verbunden ist. Erst nach
Herstellung der hydraulischen Kupplung greift die Verriegelung zwischen der Adapterplatte und dem Schnellwechsler und hält diese in einer vorbestimmten Lage fest zueinander.
Aus der DE 101 59 417 AI ist ein weiterer Schnellwechsler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem im letzten Schwenkweg der Schwenkbewegung zwischen Adapterplatte und Schnellwechsler eine Linearführung vorge- sehen ist. Diese Linearführung soll die einander zugeordneten hydraulische Kupplungen und den Schnellwechsler zur Adapterplatte für die Kupplungsbewegung zueinander zentrieren, bevor diese flüssigkeitsdicht miteinander gekoppelt und miteinander verbunden werden.
Nachteil der bekannten Längsführung ist jedoch, dass über einen sehr langen Eintauchweg eine Längsführung die einander zugeordneten Kupplungsventile und den Schnellwechsler zur Adapterplatte ausrichten soll, was mit großen, schmutzbelasteten Oberflächen dementspre- chenden Verschleiß, dem sich dadurch ergebenden Spiel und den sich dadurch ergebenden Störkräften auf die hydraulische Kupplung verbunden ist. Da diese Zentrierung auch der Ausrichtung des Schnellwechslers zur A- dapterplatte dient, wirken dabei große Kräfte.
Diese Druckschrift offenbart im Übrigen eine hydraulische Kupplung der Gestalt, dass das eine Kupplungsventil fest und unverschiebbar an dem einen Teil, z. B. der Adapterplatte, gelagert ist, während das andere gegenüberliegende Kupplungsventil schwimmend und mittels Federn vorbelastet an dem anderen gegenüberliegenden
und schwenkbaren Teil der Schnellwechselvorrichtung befestigt ist.
Es wird bereits damit schon eine schwimmende Zentrie- rung der beiden einander zugeordneten Kupplungsventile beschrieben.
Nachteil bei dieser Anordnung ist jedoch, dass die schwimmende Zentrierung durch Federpakete erfolgt, die vollkommen frei und offen liegen und demzufolge einer hohen Verschmutzungsgefahr ausgesetzt sind. Einerseits wird damit die Funktion der Federn gefährdet, weil sie sich mit Schmutz voll setzen und ihr Federvermögen nicht mehr erreichen und andererseits entsteht ein ho- her Verschleiß, weil alle genannten Teile der hydraulischen Kupplung in einer hochaggressiven und schmutzbelasteten Atmosphäre arbeiten müssen. Wie bekannt, arbeiten Baugeräte, insbesondere Bagger, unter hochbelasteten Umweltbedingungen, insbesondere im Tief- und Ka- nalbau.
Die dort anfallenden aggressiven Abwässer beeinflussen die schwimmende Lagerung und Zentrierung der einander zugeordneten Kupplungsventile, so dass deren Zentrier- funktion nicht über eine längere Lebensdauer sichergestellt werden kann.
Dies gilt auch für die noch zusätzlich verwendeten Klemmzylinder, welche eine Andrückkraft zwischen den einander zugeordneten Kupplungsventilen erbringen sollen, um zu vermeiden, dass das gekuppelte Hochdrucköl die beiden Kupplungsventile auseinander sprengt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schnellwechselvorrichtung mit einer hydraulischen Kupplung für Medien an einem Baugerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass bei we- 5 sentlich längerer Lebensdauer und geringerem Verschleiß eine kostengünstige und betriebssicher arbeitende hydraulische Kupplung und somit Mediendurchführung erreicht wird.
10 Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich
15 durch ein Trennen der Ausrichtung/Zentrierung für die Verriegelungsbewegung und der Ausrichtung/Zentrierung der Kupplungsventile während des Betriebs die Belastung entsprechend den unterschiedlich auftretenden Kräften bei der Verriegelung auf der einen Seite und während
20 des Betriebs zwischen den Kupplungsventilen auf der anderen Seite verteilt und somit der Verschleiß verringert werden kann. Vor allem vergrößert sich dadurch die Zuverlässigkeit der Verbindung der hydraulischen Kupplung erheblich.
25 Nach der Erfindung sind daher eine Einrichtung zum Ausrichten für die Verriegelungsbewegung zwischen Schnellwechsler und Adapterplatte - Primärausrichtung - und eine separate Einrichtung zum Ausrichten der hydrauli-
30. sehen Kupplung gegenüber dem Schnellwechsler und/oder der Adapterplatte während des Betriebs - Sekundärausrichtung - vorgesehen.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist dabei aber auch, dass die Einrichtung für die Sekundärausrichtung die schwimmende Lagerung des einen Kupplungsventils, z. B. des oberen Kupplungsventils, umfasst und in Form eines elastomeren Abdrückelements ausgebildet ist, das sich an einem feststehenden Teil der Schnellwechselvorrichtung abdrückt und mit mindestens zwei zueinander parallelen Flächen mit zentrischer Vorspannkraft auf das Kupplungsventil einwirkt.
Insbesondere ist dabei jeweils am freien, schwenkbaren Ende des Schnellwechslers und der Adapterplatte jeweils ein einander zugeordnetes Kupplungsventil vorgesehen .
Das Abdrückelement ist bevorzugt als elastomerer Gummi ausgebildet, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass das Abdrückelement nun gleichzeitig Dichtungs- und Fun- rungs-/Ausgleichsfunktionen übernimmt .
Durch die Anordnung eines Abdrückelementes mit mindestens zwei zueinander parallelen Flächen ergibt sich der Vorteil einer genauen zentrischen Abdrückkraft auf die Oberseite des Kupplungsventils, so dass Verkantungs- kräfte nicht mehr einwirken können.
Eine eventuell einwirkende Schmutzbelastung kann sich nicht mehr in den Zwischenraum von nun nicht mehr verwendeten Federn einsetzen, sondern das elastomere Ab- drückelement ist in sich geschlossen und bildet bevorzugt einen brillenförmigen Aufnahmeraum, so dass es mit ringsumlaufenden Wänden ausgebildet ist.
Die ringsumlaufenden Wände ergeben ein in sich geschlossenes Abdrückelement, welches mit seinen oberen Stirnseiten an der Oberseite eines Jochs des Schnellwechslers angeordnet ist, während sich die unteren Stirnseiten an der Oberseite des oberen Kupplungsventils abdrücken.
Damit werden seitliche Verkantungsstöße auf das schwimmend gelagerte obere Kupplungsventil aufgefangen, weil nicht nur die parallelen, relativ lang ausgebildeten Seitenwände des Abdrückelementes eine Führungs- und Ausgleichsfunktion übernehmen, sondern auch die kürzer ausgebildeten Stirnwände, die insgesamt ein etwa umlaufendes, ovales Hohlteil bilden.
Durch die Ausbildung dieses Abdrückelementes als ovales Hohlteil besteht der weitere Vorteil, dass nun ein innerer Aufnahmeraum zwischen einem feststehenden Joch des Schnellwechslefs und dem schwimmend darunter gela- gerten Kupplungsventil, das insbesondere in einem Ventilblock angeordnet ist, gebildet wird, der bevorzugt mit einem fließfähigen Fett ausgefüllt wird. Auf diese Weise wird die Schwimmfunktion des oberen Kupplungsventils stets sichergestellt, weil das im Aufnahmeraum eingeschlossene Schmierfett für eine betriebssichere Abdichtung der schwimmenden Lagerung unter allen aggressiven Umweltzuständen sorgt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Ab- drückelement relativ große Wandstärken von z. B. 5-
50 mm auf, weil diese Wandstärken ein sehr guter Verkantungsschutz bei seitlichen Verkantungsstößen bilden.
Das Abdrückelement wird zwischen dem oberen Kupplungsventil und dem unteren Kupplungsventil vorgespannt und die vorgesehenen, dicken Wandstärken sorgen dafür, dass das Abdrückelement nicht ausknickt, sondern sich in Richtung der axialen Schubbewegung (Eintauchbewegung des Ventils) verformt. Ein seitliches Ausknicken, Ausbeulen wird zwar damit nicht verhindert, es wird aber für eine absolut zentrische Verformung dieses Abdrückelementes gesorgt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Formgebung des Abdrückelementes ist vorgesehen, dass in den Wandungen des Abdrückelementes schwächende Ausnehmungen vorhanden sind, um so das Ausknick- oder Verformungsverhalten und die Härte dieser Wandungen zu steuern.
Ein Gedanke der Erfindung liegt somit auch darin, dass ein elastomeres Abdrückelement sowohl als Abdichtungselement als auch als Abdrückelement selbst verwendet wird, was mit einer wesentlich höheren Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der gesamten Anordnung verbunden ist.
Seitlich an das obere Kupplungsventil herangetragener Schmutz und aggressive Abwässer können nicht mehr in das obere Kupplungsventil eindringen.
Die gesamte schwimmende Aufhängung des oberen Kupplungsventil ist hermetisch durch das erfindungsgemäße Abdrückelement abgeschlossen und die Reinheit des abgeschlossenen Innenraums wird durch eine Füllung mit Fließfett oder Graphitschaum oder einem anderen geeigneten Medium hergestellt und stets aufrecht erhalten.
Soweit aggressive Abwässer und Schmutzbelastungen in die Berührungsflächen zwischen die einander zugeordneten Kupplungsventile gelangen könnten, ist zusätzlich eine Wasserausspritzung der einander zugeordneten und hintereinander eintauchenden Berührungsflächen der Kupplungsventile vorgesehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es im Übrigen vorgesehen, dass das Abdrückelement das obere Kupplungsventil gegen das gehäusefeste Joch auch im Ruhezustand mit einer bestimmten Vorspannung vorspannt.
Dies ist wichtig und vorteilhaft, wenn ein Schwenklöf- fei abgelegt wird und das obere Kupplungsventil nur noch am Baggerstiel bzw. an dem am Baggerstiel angeordneten Schnellwechsler verbleibt.
Werden nun mit dem Baggerstiel Taumel- oder Schwenkbe- wegungen mit hohem Beschleunigungsgrad ausgeführt, besteht die Gefahr, dass die schwimmende Lagerung zu einer Verkantung des oberen Kupplungsventil führt. Dies wird nach der Erfindung dadurch vermieden, dass das e- lastomere Abdrückelement mit einer beträchtlichen Vor- Spannkraft zwischen dem Schnellwechslerseitigen Joch und dem oberen Kupplungsventil angeordnet ist, um so das obere Kupplungsventil mit hoher Vorspannkraft vorzuspannen und dadurch eine Verkantung der schwimmenden Lagerung zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es im Übrigen vorgesehen, dass neben der Andrückkraft, welche zwischen dem oberen Kupplungsventil und dem un-
teren Kupplungsventil wirkt und die nur durch das e- lastomere Abdrückelement vorgesehen ist, noch zusätzlich ein hydraulischer Dämpfer eingeschaltet wird.
Dieser hydraulische Dämpfer dämpft Laststöße, die auf die Berührungs- und Anschlussfläche zwischen dem oberen und unteren Kupplungsventil wirken, speziell wenn das Baggerwerkzeug ein Bohrhammer ist, der mit hohen Beschleunigungskräften in den Untergrund eindringt und dementsprechende Beschleunigungsstöße auf die Anschlussfläche zwischen oberen und unteren Kupplungsventil einleitet.
Diese zusätzlichen Beschleunigungskräfte, die insbeson- dere in axialer Richtung auf die beiden Kupplungsventile wirken, werden von dem hydraulischen Dämpfer aufgenommen, der die Andrückkraft des Abdrückelementes dämpft, um eine unzulässige Schwingung des Abdrückelementes zu verhindern. Es sollen Resonanzschwingungen am Abdrückelement vermieden werden, die in ungünstiger
Weise auf die Ventilkörper eingeleitet werden könnten. Hierzu ist der erfindungsgemäße, hydraulische Dämpfer vorgesehen .
Der hydraulische Dämpfer kann entweder durch ein gesondertes Bauteil oberhalb des elastomeren Abdrückelementes oder durch das elastomere Abdrückelement selbst verwirklicht werden.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel .
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begrif- fe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
Figur 1 eine schematisierte Darstellung einer Schnellwechselvorrichtung nach der Erfindung in geöffnetem Zustand;
Figur 2 die Schnellwechselvorrichtung von Figur 1 im geschlossenen Zustand mit Darstellung weiterer Einzelheiten;
Figur 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung der hydraulischen Kupplung der Schnellwechselvorrichtung von Figur 2 im noch nicht verbundenen Zustand;
Figur 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung der hydraulischen Kupplung der Schnellwechselvorrichtung von Figur 2 im verbundenen und flüssigkeitsleitendem Zustand;
Figur 5 die Seitenansicht des elastomeren Abdrückelementes;
Figur 6 die Draufsicht auf das elastomere Abdrückelement;
Figur 7 die Draufsicht auf die Schnellwechselvorrichtung in Richtung auf den Schnellwechsler.
Die Schnellwechselvorrichtung nach den Figuren 1 und 2 umfasst im Wesentlichen einen Schnellwechsler 30 und eine Adapterplatte 12, vor denen der Schnellwechsler 30 an einem nicht dargestellten Auslegerarm einer eben- falls nicht dargestellten Erdbewegungsmaschine befestigt ist und die Adapterplatte 12 mit dem ebenfalls nicht dargestellten Arbeitsgerät zugeordnet und mit diesem fest verbunden ist.
Die Adapterplatte 12 umfasst eine Grundplatte 14, auf der an einem Ende eine Riegelplatte 16 und an dem abge- wandeten Ende mittels Befestigungslaschen 17 eine Schwenkachse/Kupplungsachse 19 verschweißt sind. Die Riegelplatte 16 weist auf der der Kupplungsachse 19 zu- gewandten Seite eine Spannfläche 20 auf, die zu einer senkrechten Fläche der Adapterplatte 12 um 3° bis 35 Grad, vorzugsweise um 5 bis 15 Grad, geneigt ist.
Die Riegelplatte 16 ist ferner mit zwei im Abstand von- einander angeordneten und im Längsschnitt konisch ausgebildeten, parallel zueinander angeordnete Konusdurchbrüchen 21 versehen. Jedem Konusdurchbruch 21 ist jeweils ein zugeordneter, dort hinein verschiebbarer Riegelbolzen 36 zugeordnet.
Das vordere Ende des Riegelbolzens 36 ist jeweils als Konusende 50 ausgebildet.
Der Konuswinkel der von den Kegelmantelflächen begrenz- ten Konusdurchbrüche 21 ist entsprechend bemessen und beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 5° bis 15 Grad.
Das etwa quaderförmige Schnellwechsler 30 weist an seinen Seitenflächen je eine Aufnahmeklaue 31 auf, die im eingefahrenen Zustand die Kupplungsachse 19 umgreifen. Die zwischen den Aufnahmeklauen 31 befindliche Stirn- fläche des Schnellwechslers 30 geht in eine zylinder- mantelförmige Widerlagerfläche 32 über, die im eingefahrenen Zustand sich an der Zylindermantelfläche der Kupplungsachse 19 abstützt.
Die abgewandet Stirnseite 34 ist um 3 bis 35 Grad, vorzugsweise um 5 bis 15 Grad, gegenüber der Senkrechten - korrespondierend zur Spannfläche 20 der Riegelplatte 16
- geneigt und weist ebenfalls zwei Durchbrüche 35 auf, durch die je ein im Schnellwechsler 30 längsverschieb- bar angetriebener Riegelbolzen 36 hindurchtreten kann.
Jeder Riegelbolzen 36 weist eine in einer Sackbohrung angeordnete Feder auf, die sich mit ihrem freien Ende auf einem Federteller abstützt, dem die Stirnseite ei- nes Winkelhebels zugeordnet ist. Der Winkelhebel ist
Teile eines Kniehebelgetriebes, das in Vorschubrichtung und in Gegenrichtung auf die Riegelbolzen 36 wirkt.
Die in der Darstellung der Figuren 1 und 2 dargestell- ten Teile bilden ein Kniehebelgetriebe, das über eine Schaltwelle angetrieben wird.
Zwecks seitlicher Zentrierung - erste Primärausrichtung
- beim Absenken des Schnellwechslers 30 auf die Adap- terplatte 12 des Arbeitsgerätes sind Zentrierorgane vorgesehen, von denen die dem Schnellwechsler 30 zugeordneten Zentrierorgane als Zylinderstifte 52 ausgebildet sind, die in der ebenen Stirnfläche 34 beidseitig
der verschiebbaren Riegelbolzen 36 liegen. Die Zentrierstifte 52 wirken mit Flächen der Riegelplatte 16 zusammen.
Zudem weist die Riegelplatte 16 Zentrierorgane zur
Zentrierung des Schnellwechsler 30 und der Adapterplatte 12 zueinander in Längsrichtung Schrägflächen im Zusammenwirken mit der Kupplungsachse 19 auf - zweite Primärausrichtung. Diese sind im Absenkweg des Schnell- Wechslers 30 liegende Flächen. Beim Absenken des
Schnellwechslers 30 auf die Adapterplatte 12 werden infolge dieser Schrägflächen der Schnellwechsler und damit die verschiebbaren Riegelbolzen 36 in Bezug auf die Konusdurchbrüche 21 im Zusammenwirken mit der Kupp- lungsachse 19 ausgerichtet und damit zentriert. Der
Kupplungsvorgang zwischen dem Riegelbolzen 36 und den Durchbrüchen 21 kann dadurch störungsfrei erfolgen.
Im Übrigen wird bezüglich der Funktion der Schnellwech- Seivorrichtung auf die auf den gleichen Anmelder zurückgehende EP 0 569 026 AI Bezug genommen, deren Offenbarung vollinhaltlich von dem Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.
Am hinteren freien Ende der Adapterplatte 12 ist ein unteres Kupplungsventil, ein Ventil-Unterteil 1, mit Hilfe eines Anschraubblockes 13 befestigt. Die weitere Befestigung erfolgt an der Riegelplatte 16. Das Ventil- Unterteil 1 bildet eine obere Anschlussfläche 2, die mit der unteren Anschlussfläche 5 eines oberen Kupplungsventils, eines Ventil-Oberteils 3, zusammenwirkt. Im Bereich dieser beiden Anschlussflächen 2, 5 wird die
später noch zu beschreibende Mediendurchführung der hydraulischen Kupplung hergestellt.
Die Adapterplatte 12 wird spielfrei an der Spannfläche 20 einer auf der Adapterplatte 12 befestigten Riegelplatte 16 verspannt.
In Figur 2 ist dargestellt, dass die Verriegelung zwischen der Adapterplatte 12 und dem Schnellwechsler 30 bereits in Pfeilrichtung 6 hergestellt ist, weil der jeweilige Riegelbolzen 36 bereits teilweise in die ko- nusförmige Ausnehmung - Konusdurchbruch 21 - eingefahren ist. In diesem Zustand liegen die Anschlussflächen 2, 5 der beiden einander zugeordneten Kupplungsventile 1, 3 aufeinander, so dass kein Schmutz, auch bereits in diesem vorläufigen Verriegelungsstand, in den Zwischenraum zwischen die Kupplungsventile 1, 3 eindringen kann. Die Adapterplatte 30 ist mit einer Aufhängung 7 verbunden, die vier voneinander beabstandete Aufnahmen 8, 9 aufweist, durch welche die Bolzen eines Baggerstiels hindurchgreifen.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber der eingangs genannten EP 0 483 232 Bl, bei welcher der Durch- fluss zwischen den einander zugeordneten Kupplungsventilen längst vor Herstellung der Verriegelung zwischen den einander zugeordneten Teilen erbracht wurde.
Ferner ist aus Figur 2 zu erkennen, dass das Ventil- Oberteil 3 schwimmend an einem Joch 4 des Schnellwechslers befestigt ist, welches seinerseits über Befestigungsschrauben 71 an der Oberseite des Schnellwechslers 30 befestigt ist.
Die Abdrückkraft für die schwimmende Lagerung wird durch ein elastomeres Abdrückelement 40 erreicht, das zwischen dem Joch 4 und dem Ventil-Oberteil 3 dichtend angeordnet ist.
Figur 2 zeigt weiter, dass mit zunehmenden Eindrücken des Konusendes 50 in den Konusdurchbruch 21 eine axiale Hubbewegung in Pfeilrichtung des Ventil-Oberteils 3 in Richtung auf das feststehende Unterteil 1 erfolgt. Diese Hubbewegung reicht aus, die kurzhubig ausgelegten beiden Ventilkörper der beiden Kupplungsventile 1, 3 in Offenstellung zu bringen und damit flüssigkeitsleitend miteinander zu verbinden.
Es werden keinerlei weitere Antriebsmittel benötigt, um den Flüssigkeitsdurchlauf durch die beiden Kupplungsventile 1, 3 herzustellen. Lediglich die Überhubbewe- gung der Schließvorrichtung durch Einrücken der Konus- enden 50 der Riegelbolzen in den Konusdurchbruch 21 reicht aus, die Öffnung beider Kupplungsventile 1, 3 zu erreichen.
Die Figur 3 zeigt weitere Einzelheiten in vergrößerter Darstellung der Figur 2.
Dort ist erkennbar, dass das Ventil-Unterteil 1 einen Anschraubblock 13 aufweist, der unter Zwischenschaltung von Verschleißblechen 15 an der Riegelplatte 16 ange- schraubt ist.
Sollte es zu einem Verschleiß im Bereich der Kupplungsachsen 19 in Verbindung mit den Widerlagerflächen 32
der Aufnahmeklauen 31 kommen, werden Verschleißbleche 15 herausgenommen und das Ventil-Unterteil 1 wird somit nachgerückt .
Damit wird sichergestellt, dass der die eigentliche Ventilöffnung auslösende ringförmige Ventilansatz 56 des Ventil-Oberteils 3 auf die zugeordnete Auflagefläche des schwimmend gelagerten Ventilgehäuses 18 trifft und dieses in Öffnungsrichtung betätigt.
Zu diesem Zweck besteht das Ventil-Unterteil 1 aus dem fest im Anschraubblock 13 eingeschraubten Anschraubge- häuse 72, dessen Innenraum federbelastet verschiebbar im Ventilgehäuse 18 gelagert ist.
Im Anschraubgehäuse 72 ist fest und unverschiebbar ein Ventilkörper 23 eingeschraubt, der sich mit seiner Konusfläche an einer zugeordneten Konusfläche im Bereich des schwimmend gelagerten, federbelasteten Ventilgehäu- ses 18 abdichtend anlegt.
Das Ventil-Oberteil 3 ist - wie ausgeführt - schwimmend gelagert und am Joch 4 ist zunächst im Bereich einer Ausnehmung eine obere Dichtscheibe 10 angeordnet, un- terhalb der eine Anzahl von parallel und in gegenseitigem Abstand zueinander angeordnete Führungsschrauben 38 angeordnet sind. Jedem Kupplungsventil 1, 3 ist eine Führungsschraube 38 zugeordnet. Es sind hierbei eine Reihe von parallel nebeneinander angeordneten Kupp- lungsventilen 1, 3 vorgesehen, wie dies in Figur 7 als Beispiel dargestellt ist. Dort sind insgesamt fünf Kupplungsventile 1, 3 vorgesehen, um fünf Mediendurchflüsse zu ermöglichen.
je nach Bedarf bezüglich der Anzahl der Mediendurchflüsse können deshalb mehr oder weniger Kupplungsventile 1, 3 jeweils paarweise angeordnet werden, wobei je- dem Kupplungsventil 1, 3 bevorzugt eine Führungsschraube 38 für die schwimmende Aufhängung zugeordnet ist.
Das bolzenseitige Ende der jeweiligen Führungsschraube 38 ist in eine zugeordnete Gewindebohrung 33 in einem schwimmend aufgehängten Ventilblock 29 des Ventil- Oberteils 3 eingeschraubt.
Der Bolzen durchgreift ein Führungsstück 39, das fest mit dem Bolzen verbunden ist und das sich mit einem un- teren Absatz an der Oberseite des Ventilblocks 29 abstützt .
Das Führungsstück 39 bildet einen radial umlaufenden Bund, der ein radiales Spiel 42 in Richtung auf die Ausnehmung im Joch 4 ausbildet.
Im Bereich eines oberen vergrößerten Durchmessers liegt der Kopf des Führungsstücks 39 auf einer Auflagefläche 41 im Bereich der Ausnehmung im Joch 4 auf.
In der dargestellten neutralen Lage ist bereits schon das elastomere Abdrückelement 40 vorgespannt und presst somit den Ventilblock 29 mit hoher Vorspannkraft nach unten, zentriert diesen gleichzeitig und übt so eine parallele Zentrierungskraft auf die gesamte Fläche des Ventilblocks 29 aus. Hierbei wird der Spielabstand 43 über die gesamte Länge der Ventileinheit gemäß Figur 7 beibehalten.
Das elastomere Abdrückelement 40 lagert oben und unten in umlaufenden, in sich geschlossenen und parallel zueinander angeordneten Aufnahmenuten 44, wobei die obere Aufnahmenut im Joch 4 und die untere Aufnahmenut im Ventilblock 29 angeordnet ist.
Nachdem das elastomere Abdrückelement gemäß den Figuren 5 und 6 einen in sich geschlossenen Innenraum mit zuge- ordneten Ausnehmungen 67, siehe Figuren 5 und 6, definiert, ist dieser Innenaufnahmeraum 48 gemäß Figur 3 mit einem Fließfett 49 oder einem anderen geeigneten fließfähigen Stoff, wie z. B. Graphitschaum, gefüllt.
Damit erbringt das Abdrückelement 40 eine zentrierende Abdrückkraft auf den Ventilblock 29 und zusätzlich eine Abdichtung, weil der gesamte Aufnahmeraum 48 hermetisch von der Außenwelt abgeschlossen ist. Die schwimmende Lagerung des Ventilblocks 29 ist somit gegen Eindringen von Schmutz und aggressiven Wässern geschützt.
Das Abdrückelement 40 dient auch als Abdichtung gegen Nachsaugen. Wenn das belastete, zusammengedrückte Abdrückelement 40 wieder entspannt ist, wird ein Unter- druck im Aufnahmeraum 48 erzeugt, der keinen Schmutz und kein Abwasser nachsaugen darf. Aus diesem Grund dient die Dichtung des Abdrückelementes 40 im Bereich der einander gegenüberliegenden Aufnahmenuten 44 auch gegen Nachsaugen von Schmutz und Abwässern.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass zusätzlich auch die einander zugeordneten Anschlussflächen 2, 5 gereinigt werden. Hierzu ist eine Wasserzu-
führung 45 vorgesehen, die in einen in Längsrichtung über die gesamte Länge des Ventilblocks 29 verlaufende Längsbohrung 46 mündet.
Von dieser Längsbohrung 46 münden in regelmäßigen Abständen zueinander parallele Querbohrungen 47 ab, die jeweils einem Ventilpaar 1, 3 zugeordnet sind.
In Figur 3 ist das Einfahren des Riegelbolzens 36 nicht dargestellt. Es ist lediglich die Ausnehmung 37 für den Riegelbolzen 36 gezeichnet, ebenso wie der Konusdurchbruch 21. Der Wasserstrom aus der Querbohrung 47 mündet in eine Spritzdüse 51, die mit mehreren Öffnungen gegen die Anschlussflächen 2, 5 der Ventile 1, 3 gerichtet ist. Sie greift in jeweils eine AblaufÖffnung 22 am Ventil-Unterteil 1 ein.
Auf diese Weise wird vor Herstellung der Mediendurchführung und weit vor dem Zusammenfahren der beiden Kupplungsventile 1, 3 ein gelenkter Wasserstrom gegen die Anschlussflächen 2, 5 geleitet, um alle vom Hydrau- liköl berührten Flächen freizuhalten.
Die eigentliche hydraulische Kupplung zwischen den ein- ander zugeordneten Kupplungsventilen 1, 3 erfolgt im Übergang zwischen Figur 3 und 4.
In Figur 3 ist dargestellt, dass mit Hilfe der Führungsschrauben 38 das elastomere Abdrückelement 40 vor- gespannt ist. Diese Vorspannung sichert eine stabile
Lagerung des Ventilblocks 29 am Joch 4, auch wenn dieses starken Erschütterungsschlägen ausgesetzt ist.
Figur 4 zeigt den Durchfluss durch die Kupplungsventile 1, 3, wenn das Konusende 50 des Riegelbolzens 36 vollständig in den Konusdurchbruch 21 in Form eines Überhubes eingefahren ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die eigentliche Verriegelung schon stattgefunden hat und dass der Überhub durch Einfahren des Konusendes 50 in den Konusdurchbruch 21 zu einer Verschiebebewegung in Pfeilrichtung, siehe Figur 2, zwischen dem Ventil-Oberteil 3 und dem
Ventil-Unterteil 1 führt, so dass die beiden Kupplungsventile 1, 3 gegeneinander gepresst werden.
Entgegen der Vorspannung des elastomeren Abdrückelemen- tes 40 wird somit der umlaufende und ringförmige Ventilansatz 56 im Ventilblock 29 nach unten gegen das federbelastet nach oben gedrückte Ventilgehäuse 18 im Ventil-Unterteil 1 gepresst.
Gleichzeitig kommt damit die Plandichtung 25 zur Anlage, an der Oberfläche des Ventilgehäuses 18 und dichtet zunächst ab, bevor ein Mediendurchfluss überhaupt stattfindet.
Während dieser Zeit dichtet der obere Ventilkörper 27 mit dem seiner Konusfläche zugeordnete Dichtsitz 28 im Ventil-Oberteil 3 ab. Der Ventilkörper 27 wird hierbei unter der Kraft einer Feder in Schließrichtung an den Dichtsitz 28 angepresst.
Sobald nun die beschriebene Überhubbewegung der Verriegelungsvorrichtung in Pfeilrichtung 11 erfolgt, wird das Joch 4 nach unten gepresst und der Ventilansatz 56
des Ventilblocks 29 presst gegen das Ventilgehäuse 18 im Ventil-Unterteil 1 und öffnet dies entgegen der Kraft der Feder 24. Damit wird der Mediendurchfluss hergestellt, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
Die Verschiebebewegung ist so stark, dass sich dabei das Abdrückelement 40 gemäß Figur 4 verformt und gleichzeitig das Führungsstück 39 von seiner Auflagefläche 41 abhebt.
Es sei darauf hingewiesen, dass dem Ventil-Oberteil 3 das Einschraubgehäuse 26 zugeordnet ist, das im Ventilblock 29 eingeschraubt ist.
Figur 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Hinzunahme eines Hydraulikdämpfers 57, um eventuell Bewegungsstöße auf das schwimmend gelagerte Ventil-Oberteil 3 wirksam abzudämpfen.
Es soll auch verhindert werden, dass das elastomere Abdrückelement 40 bei Einwirkung von rhythmischen Schlägen, wie sie z. B. bei Bohrhämmern entstehen, zu einem Resonanzverhalten des Abdrückelementes 40 kommt. Zu diesem Zweck wird der Hydraulikdämpfer 57 verwendet, der als gehäuseseitigem Abschluss aus einem oberen, abgedichteten, in einer Ausnehmung im Joch 4 eingesetzten Deckel 58 besteht, der mit Hilfe von Seegerringen 59 lagenfixiert gehalten ist.
Der Deckel 58 definiert an seiner Unterseite einen
Druckraum 61, der mit einer Ölbohrung 60 in Verbindung steht. Über diese Ölbohrung 60 wird Drucköl eingeführt.
Das Drucköl führt zur Verschiebung eines zweiteiligen Kolbens 62, 63. '
Die Ölbohrung 60 liegt im Übrigen an einem externen Blasenspeicher, der die Stöße, die auf die schwimmende Lagerung des Ventil-Oberteils 3 einwirken, beruhigt.
Der zweiteilige Kolben besteht aus dem äußeren Kolben 63, der verschiebbar im Zylinderraum geführt ist und in dem ein Kolben kleineren Durchmessers 62 verschiebbar geführt ist.
Der innere Kolben 62 liegt hierbei auf einem Anlagebund 64 des äußeren Kolbens 63 an. Dieser bildet einen Ab- stand zu einem feststehenden Anschlag 73 am Zylinderraum.
Wenn die beiden Kupplungsventile 1, 3 voneinander getrennt werden, entspannt sich das elastomere Abdrück- element 40 und der äußere Kolben 63 fährt auf den außenliegenden Anschlag 73 auf. Damit wird gleichzeitig auch das Führungsstück 39 gegen seine ortsfeste Auflagefläche 41 gemäß Figur 3 gefahren.
Der hydraulische Dämpfer spannt deshalb das elastomere Abdrückelement 40 in dessen Kraftrichtung vor.
In einer anderen, nicht zeichnerisch dargestellten Variante ist es vorgesehen, das elastomere Abdrückelement 40 selbst als hydraulischen Dämpfer auszubilden.
Zu diesem Zweck ist der Aufnahmeraum 48 statt mit einem Fließfett 49 oder einer anderen, abdichtenden Flüssig-
keit mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Druckmedium gefüllt.
Diese Druckmedium füllt den Aufnahmeraum 48 mit einem beliebigen Überdruck von 0,1 bis 5 bar und verändert einerseits das Abdrückverhalten, wirkt aber andererseits auch als Dämpfung für dort übertragene Laststöße.
Hierbei kann das Abdrückelement 40 auch einen in sich geschlossenen Druckraum ausbilden. Dies wird durch Ausbildung des Abdrückelementes als geschlossener Schlauch erreicht, der im Zwischenraum zwischen dem Joch 4 und dem Ventilblock 29 angeordnet ist.
Figur 4 zeigt, dass das Ventil-Unterteil 1 mit einem
Ölanschluss 55 und das Ventil-Oberteil 3 mit einem Öl- anschluss 54 in Verbindung steht.
Der Anschraubblock 13 des Ventil-Unterteils 1 ist mit Hilfe von Befestigungsschrauben 53 an der Riegelplatte 16 befestigt.
Figuren 5 und 6 zeigen weitere Einzelheiten des elasto- meren Abdrückelementes 40. Es ist etwa oval oder bril- lenförmig ausgebildet, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Es weist relativ stark dimensionierte Seitenwände 66 und Stirnwände 65 auf, die auf Grund ihrer Wandstärke ein großes Rückstellvermögen haben.
Auch die Höhe der Wände insgesamt ist ein Maß für die geforderte, elastomere Rückstellkraft des Abdrückelementes 40. Das Abdrückelement 40 bildet in seinem Innenraum eine Reihe von halboffenen und ineinander über-
gehenden Ausnehmungen 67 aus, weil in jeder Ausnehmung 67 jeweils ein Ventil-Oberteil 3 eingreift. Es sind deshalb gemäß Figur 7 eine Reihe von Ventil-Oberteilen 3 in dem Abdrückelement 40 zusammen gelagert.
Anstatt der ineinander übergehenden Ausnehmungen 67 kann es in einer anderen Ausgestaltung nach Figur 6 auch vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen durch e- lastomere Zwischenwände 70 voneinander abgetrennt sind. Auch hier wird somit das elastomere Rückstellvermögen auf jedes, dort in der jeweiligen Ausnehmung 67 eingreifende Ventil-Oberteil 3, gesteuert.
Sollte nur ein einziges Kupplungsventil für eine einzi- ge Mediendurchführung gefordert sein, wird das Abdrückelement nur als becherförmiges einzelnes Teil ausgebildet.
Es kann hierfür ein Abschnitt eines Gummischlauches verwendet werden.
Zur gesteuerten Schwächung der Seitenwände im Bereich der vorstehenden bogenförmigen Kanten, welche die Aus- nehmungen 67 definieren, sind in diesen Seitenwänden noch Ausnehmungen 68, 69 unterschiedlichen Durchmessers angeordnet.
Somit bildet das elastomere Abdrückelement relativ steife Seitenwände 66, die über bogenförmige Stirnwände 65 miteinander werkstoffeinstückig verbunden sind.
Damit wird ein in sich steifes und verkippungsfrei gelagertes Abdrückelement beschrieben, das auf Grund sei-
ner stabilen Verbindung zwischen den Seitenwänden 66 und den Stirnwänden 65 gegen Verkippung und Verkantung geschützt ist. Es wird damit stets eine parallele Führung des jeweiligen Ventil-Oberteils 3 in Bezug auf seine schwimmende Lagerung gewährleistet.
Figur 7 zeigt die Draufsicht auf die gesamte Anordnung nach den Figuren 1 bis 3, wo erkennbar ist, dass eine Reihe von parallel nebeneinander angeordneten Deckeln 58 für die Abdichtung im Joch 4 vorhanden sind. Unter diesen Deckeln ist der jeweilige Hydraulikdämpfer 57 angeordnet und darunter wiederum jeweils ein Ventil- Oberteil 3, das schwimmend gelagert ist.
Ferner ist die zentrale Wasserzuführung 45 erkennbar, die in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 bereits beschrieben wurde.
Bezugszeichenliste
Ventil-Unterteil, unteres Kupplungsventil Anschlussfläche (unten) Ventil-Oberteil, oberes Kupplungsventil Joch Anschlussfläche (oben) Pfeilrichtung Aufhängung Aufnahme Aufnahme Dichtscheibe Pfeilrichtung Adapterplatte (Werkzeugseite) Anschraubblock Grundplatte Verschleißblech Riegelplatte Befestigungslasche Ventilgehäuse Kupplungsachse Spannfläche Konusdurchbruch Ablauföffnung Ventilkörper Feder
Plandichtung Einschraubgehäuse Ventilkörper Dichtsitz Ventilblock Schnellwechsler (Baggerstiel) Aufnahmeklaue Widerlagerfläche Gewindebohrung Stirnseite
Riegelbolzen Ausnehmung für 36 Führungsschraube Führungsstück Abdrückelement elastomer Auflagefläche Spiel Spielabstand Aufnahmenut Wasserzuführung Längsbohrung Querbohrung Aufnahmeraum Fließfett Konusende Spritzdüse Zylinderstift Befestigungsschraube Ölanschluss oben Ölanschluss unten Ventilansatz Hydraulikdämpfer
Deckel Seegerring Ölbohrung Druckraum Kolben (innen) Kolben (außen) Anlagebund Stirnwand Seitenwand Ausnehmung Ausnehmung Ausnehmung Zwischenwand Befestigungsschraube Anschraubgehäuse Anschlag