WO2006048316A1 - Hydraulikkupplung mit einer integrierten reinigungseinrichtung - Google Patents

Hydraulikkupplung mit einer integrierten reinigungseinrichtung Download PDF

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WO2006048316A1
WO2006048316A1 PCT/EP2005/011880 EP2005011880W WO2006048316A1 WO 2006048316 A1 WO2006048316 A1 WO 2006048316A1 EP 2005011880 W EP2005011880 W EP 2005011880W WO 2006048316 A1 WO2006048316 A1 WO 2006048316A1
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coupling
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piston
hydraulic coupling
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PCT/EP2005/011880
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Peter Alexander Lehnhoff
Rolf Mannbro
Original Assignee
Lehnhoff Hartstahl Gmbh & Co.Kg
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    • F16L37/28—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means
    • F16L37/30—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in each of two pipe-end fittings

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic coupling with an integrated cleaning device according to the type specified in the preamble of claim 1.
  • Hydraulic couplings for example for .
  • Manufacture of a hydraulic connection between two Hydraulik ⁇ lines are well known.
  • a device is known to protect the coupling parts to be coupled together against dirt and spray.
  • a half-shell-shaped termination is provided at the mutually associated coupling parts.
  • the two first and second coupling parts facing each other half-shell terminations are mechanically opened and the angeord ⁇ in the interior of the shelter Neten coupling parts can couple together.
  • Nach ⁇ part of this arrangement is that the rudschalenar- term with segment-shaped annular aperture is not tight and the displacement of the end panels is exposed to heavy pollution, whereby de ⁇ ren function is compromised.
  • a direct cleaning of the two coupling parts is not provided.
  • the invention is based on the object of developing a hydraulic coupling with an integrated cleaning device in accordance with the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that, while avoiding the disadvantages mentioned above, the coupling of the coupling Part of a hydraulic coupling prevents the ingress of dirt into the circuit to be coupled.
  • the invention is based on the finding that through a controlled cleaning of the mutually opposite coupling parts of the hydraulic coupling prior to the subsequent coupling process, penetration of
  • the hydraulic coupling for producing a hydraulic connection via a first and a second coupling part between two media lines to be coupled has an integrated cleaning device. While the first or second coupling part in ei ⁇ nem hydraulic cylinder via a piston in the axial direction is movable, the corresponding thereto second or first coupling part in a, viewed in the axial direction opposite housing angeord ⁇ net. By applying the hydraulic piston with a hydraulic force, the two coupling parts are coupled to each other and can be decoupled.
  • the piston is connected to a piston rod, while in the axial direction the region of the piston opposite the piston rod faces the first or the piston rod second coupling part encloses, wherein the piston rod and the piston have a central bore for the passage of the media and at least one concentric with the zentra ⁇ len bore arranged channel for supplying a cleaning medium to the two coupling parts.
  • the piston rod and the piston have a central bore for the passage of the media and at least one concentric with the zentra ⁇ len bore arranged channel for supplying a cleaning medium to the two coupling parts.
  • the hydraulic clutch is i.a. intended for use on construction machines / equipment carriers and serves, for example, for producing a hydraulic connection between the boom of an excavator and a hydraulic tool connected to the boom.
  • first and second coupling parts here known and commercially available valves can be used.
  • the first and second coupling parts are so-called short-stroke valves in which a stroke of, for example, 1 to 5 mm is sufficient to actuate the valve. This proves to be advantageous over the commercially available valves with substantially larger stroke paths, since an even more compact construction of the coupling can be realized due to the low valve lifts.
  • the hydraulic clutch is not restricted to hydraulic lines to be coupled, which are accordingly flowed through by a hydraulic fluid, but also other energy circuits, such as oil, water, air or the like, and electric lines are connected to one another coupled.
  • both a media supply and a media removal are made possible.
  • the supply of the cleaning medium via a first sensor in response to various influencing variables, in particular the axial travel of the piston, can be controlled / regulated. This ensures an automatic cleaning of the two coupling halves during the coupling process.
  • the supply of the cleaning medium is additionally manually controllable / controllable.
  • a plurality of openings for discharging the cleaning medium are introduced into the housing receiving the second or first coupling part.
  • the region of the piston surrounding the first or second coupling part is introduced into the housing in regions, whereby the openings for discharging the cleaning medium are completely closable. This ensures that, for example, in the event of leakage of the two coupling parts, an uncontrolled escape of the medium in the medium circuit and a consequent pollution of the environment is prevented.
  • the first or second coupling part enclosing region of the piston is bell-shaped.
  • the area of the housing having the openings for discharging the cleaning medium is cup-shaped.
  • the openings are also to be provided in the bottom region of the pot-shaped housing, in order thus to prevent a bottom-side accumulation of dirt particles.
  • the channel (s) for supplying the cleaning medium has nozzle-shaped outlet openings.
  • the nozzle-shaped configuration of the outlet openings has the advantage that due to the resulting focus of the cleaning medium at the outlet a thorough cleaning of the two coupling halves is ensured.
  • the housing receiving the first or second coupling part in the axial direction has two housing parts arranged one behind the other, wherein a means for compensating movement of the two housing parts relative to one another, in particular an inclined position, is made possible by means provided for this purpose.
  • the means comprise a sleeve extending into both housing parts, viewed in the axial direction, and two spherically shaped sliding bodies arranged on the sleeve and respectively assigned to one of the two housing parts, and in each housing part a, the respective sliding body associated, spherically shaped sliding surface.
  • a spherical bearing By providing this so-called spherical bearing, a compensating movement between the two housing parts is ensured in a simple manner.
  • the spherical sliding surfaces are expediently designed as separa ⁇ te, easily insertable in the respective housing part ring elements.
  • the means for facilitating a compensating movement between the two housing parts are formed as one or more elastic elements arranged between the two housing parts, for example annular rubber elements.
  • elastic elements here represents a cost-effective alternative to the above compact spherical bearing.
  • the cleaning medium is heated via means before it exits the outlet openings.
  • heating the cleaning medium has the advantage that a cold temperature by ice or snow ⁇ -related pollution of the two coupling halves be likewise if easily be removed.
  • the means for heating the cleaning medium preferably comprise a heat exchanger surrounded by the cleaning medium, wherein the heat exchanger flows through a heat carrier for the release of heat energy to the cleaning agent.
  • the hydraulic medium used for a working machine in the hydraulic circuit and heated by compression is used as the heat carrier for the flow through the heat exchanger, for example.
  • a liquid and / or gaseous cleaning medium is used.
  • a gaseous cleaning medium either in combination with a liquid cleaning medium or as the sole cleaning medium, it may be pressurized.
  • liquid cleaning medium a commercial grease and dirt-dissolving cleaning medium, beispiels ⁇ , windscreen cleaner for motor vehicles, can be used.
  • the piston rod is designed as a linear-axial guide for the first or second coupling part enclosed by the piston.
  • first and second Kupp ⁇ ment parts for producing a plurality of media lines are arranged pa ⁇ rallel or annular to each other.
  • a first or second coupling part is in operative connection with a hydraulic cylinder, whereby only this first or second coupling part is actively movable in the axial direction by applying a hydraulic force, while the further parallel or annularly arranged first or second Kupp ⁇ treatment parts are passive mitbewegbar only via a common coupling element.
  • the common coupling element proves to be advantageous, since a synchronous movement of the coupled coupling parts is thus ensured in a simple manner.
  • the hydraulic cylinder is arranged as a central element around which the other media lines are annularly grouped.
  • the first or second coupling parts which can be moved via the coupling element are likewise guided linearly and axially via a first and a second guide element .
  • the one guide element is designed as a guide rod, while the other guide element is designed as an associated guide cylinder.
  • one of the two guide elements has a central bore for the passage of the medium in the corresponding media circuit.
  • a separate hydraulic circuit with a hydraulic pump integrated therein is provided for the hydraulic cylinder for applying the hydraulic force necessary for coupling the two coupling halves.
  • the existing hydraulic circuit of the working machine can also be used. It is also conceivable that the cylinder is actuated by a pneumatic force.
  • a valve when starting the coupling process, can be controlled via a control line in such a way that residual pressures in the medium circuit are dissipated during coupling and uncoupling and the medium is discharged without pressure into a container.
  • the hydraulic clutch is coupled with an integrated cleaning device with a per se be ⁇ known quick-change device for work machines.
  • a quick-change device for work machines.
  • the hydraulic coupling according to the invention with the quick-change device disclosed in EP 0 569 026 in a simple manner, a cost-effective, technically easy to implement, modularly designed quick-change device with simultaneous hydraulic shear coupling of the supply lines and cleaning of the coupling halves provided.
  • the quick-change device and the hydraulic coupling according to the invention are sequentially controlled via a sensor so that the first and second coupling parts of the hydraulic coupling can be coupled to one another only after establishing a connection between the working machine and a working device via the quick-change device are and accordingly only after uncoupling of the first and second coupling parts of the hydraulic clutch, an operation of the quick-change device and the associated separation between the working machine and the work tool is executed.
  • the cylinder of the hydraulic clutch can also be part of a unit which comprises a plurality of hydraulic clutches.
  • a plurality of hydraulic first coupling parts are thus arranged, which are aligned by the unit to the second coupling parts and then respectively coupled in the manner described above.
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a hydraulic circuit for actuating the hydraulic clutch
  • FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the hydraulic coupling.
  • Fig. 4 shows a parallel arrangement of two hydraulic clutches.
  • the hydraulic coupling shown more or less schematically in FIG. 1 in a sectional view and designated in its entirety by the reference numeral 10 is intended for use on a hydraulic excavator and serves to establish a hydraulic connection between the boom of the excavator and a hydraulic tool connected to the boom.
  • the hydraulic clutch 10 essentially comprises a first coupling part 12 and an oppositely arranged second coupling part 14 for coupling two hydraulic lines which can be connected to the two coupling parts 12, 14.
  • the first coupling part 12 is also referred to as a so-called female coupling half and the second coupling part 14 accordingly as a male coupling half.
  • the two coupling parts 12, 14 are in the position of alignment with each other, which is aligned with respect to each other.
  • the present invention has, however, an appropriate representation of the quick-change device and the attachment of the two coupling parts 12, 14 to the required components, for example attachment of the first coupling part 12 to the boom and the second coupling part 14 to the hydraulic Tool, omitted.
  • first coupling part 12 is movable in the axial direction A via a piston 18 arranged in a hydraulic cylinder 16
  • the second coupling part 14 is arranged axially fixed in a housing 20.
  • the one side of the piston 18 is connected to a piston rod 22, while the opposite side of the piston 18 merges into a bell-shaped region 24 which completely surrounds the female coupling half 12 and flush with this.
  • the female coupling half 12 is connected axially and radially fixedly to the unit of piston 18, piston rod 22 and the bell-shaped region 24 of the piston 18 via a fastening element 26.
  • the piston rod 22 is designed as a linear-axial guide for the first coupling part 12 surrounded by the bell-shaped region 24 of the piston 18.
  • the hydraulic cylinder 16 has a first hydraulic port 28 and a second hydraulic port 30, the first hydraulic port 28 being in operative connection with a first pressure chamber 32 and the second hydraulic port 30 being in operative connection with a second pressure chamber 34.
  • piston 18 which can be moved in the hydraulic cylinder 16 and the piston rod 22 connected thereto have a central bore 36.
  • a hydraulic line Via a first hydraulic connection region 38, a hydraulic line, not shown here for reasons of clarity, is made possible by the unit comprising piston 18 and piston rod 22, hereinafter also referred to as hollow piston.
  • the second coupling part 14 also has a second hydraulic connection region 40 for connection to a hydraulic line, also not shown for reasons of clarity.
  • a passage of hydraulic fluid is ensured via the first hydraulic connection area 38, the central bore 36, the two coupling parts 12, 14 to the second hydraulic connection area 40.
  • Concentric with the central bore 36 are in the hollow piston 18, 22 also a plurality of channels 42 for supplying a cleaning medium to the two coupling parts 12, 14 are arranged during the coupling operation.
  • the cleaning medium used is a commercially customary fat-dissolving fluid in conjunction with a pressurized gaseous medium.
  • the outlet openings of the channels 42 are nozzle-shaped.
  • connection region of the second coupling part 14 is mounted in a cup-shaped region 44 of the housing 20.
  • a plurality of openings 46 are introduced into the cup-shaped region 44 of the housing 20.
  • the openings 46 are also provided in the soil area. In the present case, however, a corresponding representation of the openings 44 in the bottom region of the cup-shaped region 44 of the housing 20 has been omitted for reasons of clarity.
  • the housing 20 has a first housing part 48 and a second housing part 50, wherein the two housing parts 48, 50 via a spherical bearing to each other are movable.
  • the spherical bearing comprises, viewed in the axial direction, in both housing parts 48, 50 extending sleeve 52, one, the first housing part 48 associated first spherical slider 54, the second housing part 50 associated with the second spherical slider 56, and a first spherical sliding surface 58 associated with the first spherical sliding body 54 in the first housing part 48 and a second spherical sliding surface 60 associated with the second spherical sliding body 56 in the second housing part 50.
  • first and second spherical sliding surfaces 58, 60 are designed as ring elements 62, 64, in order to enable simple mounting in the corresponding housing parts 48, 50.
  • the two coupling parts 12, 14 are subsequently held in the coupled state by the hydraulic pressure in the first pressure chamber 32.
  • a hydraulic circuit for actuating the hydraulic clutch 10 is shown in a simplified representation.
  • a schematic representation of the hydraulic clutch 10 has been selected, the corresponding components being designated by the same reference numerals.
  • a separate hydraulic circuit 66 is provided for actuating the hydraulic cylinder 16. This separate hydraulic circuit 66 is connected via the first hydraulic connection region 28 and the second hydraulic circuit Connection area 30 with the hydraulic cylinder 16 ver ⁇ connected.
  • a hydraulic pump 68 is provided in the separate hydraulic circuit 66.
  • a pressure relief valve 74 is arranged on the coupled hydraulic line 72a, wherein in the rest position the pressure relief valve 74 is closed.
  • the pressure relief valve 74 is simultaneously switched via a control line 76. This now opens the pressurized hydraulic line 72a, so that the hydraulic fluid located in the line 72a can flow without pressure into a tank 78.
  • FIG. 10 Another embodiment of the hydraulic clutch 10 is shown in FIG.
  • a heat exchanger 80 through which a heat transfer medium flows is additionally provided in the piston rod 22, which is surrounded by the cleaning medium to be heated.
  • the piston rod 22 has an area designed as a reservoir 82 in the area of the heat exchanger 80.
  • the heat medium used for the throughflow of the heat exchanger 80 is the hydraulic fluid of the excavator heated by the compression.
  • Fig. 4 the arrangement of two parallel couplings 10 is shown in a schematic representation. Characteristic of the parallel arrangement is that only one hydraulic cylinder 16 is present to initiate the coupling process.
  • a coupling element 84 is provided for synchronization of the axial movement of the first coupling parts 12.
  • the coupling element 84 is arranged on a region of the piston rod 22 extending out of the hydraulic cylinder 16, viewed in the axial direction, and a guide rod 86 arranged parallel thereto.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulische Kupplung (10) mit einer integrierten Reinigungseinrichtung, wobei die hydraulische Kupplung eine erstes Kupplungsteil (12) und ein zweites Kupplungsteil (14) aufweist, und eines der beiden Kupplungsteile (12, 14) in einem hydraulischen Zylinder (16) über eine Kolben (18) in axiale Richtung bewegbar ist, während das andere Kupplungsteil (12, 14) in einem Gehäuse (20) angeordnet ist und durch Beaufschlagen des Kolbens (18) mit einer hydraulische Kraft der Kupplungsvorgang initiierbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kolben (18) mit einer Kolbenstange (22) verbunden ist und in axiale Richtung betrachtet der der Kolbenstange gegenüberliegende Bereich des Kolbens (18) das erste oder zweite Kupplungsteil (12, 14) umschliesst, wobei die Kolbenstange (22) und der Kolben (18) eine zentrale Bohrung (36) zum Durchlass von Medien sowie mindestens einen konzentrisch zur zentralen Bohrung (36) angeordneten Kanal (42) zur Zuführung eines Reinigungsmediums zu den beiden Kupplungsteilen (12, 14) aufweisen.

Description

B E S C H R E I B U N G
Hydraulikkupplung mit einer integrierten Reinigungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplung mit einer integrierten Reinigungseinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
Hydraulische Kupplungen, beispielsweise zur .Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen zwei Hydraulik¬ leitungen, sind hinlänglich bekannt.
Insbesondere bei Erdbewegungsmaschinen, wie beispiels¬ weise Bagger, ist der Wechsel zwischen diversen hydrau- lischen Werkzeugen, z.B. Schwenklöffel, Hydraulikhammer oder dergleichen, üblich. Hier tritt jedoch das Problem auf, dass aufgrund der Arbeitsumgebung die zu kuppeln¬ den Kupplungsteile einer starken Verschmutzung ausge¬ setzt sind. Daher besteht die Gefahr, dass die auf den zu kuppelnden Kupplungsteile befindlichen Schmutzparti¬ kel beim Kupplungsvorgang in den Hydraulikkreislauf eintreten. Dies gilt es zu Vermeiden, da die Schmutz¬ partikel u.U. zu mechanischen Schäden in dem Hydraulik¬ system führen können und zudem auch einen vorzeitigen und kostspieligen Wechsel der Hydraulikflüssigkeit not¬ wendig machen. Zur Vermeidung des Eintritts von Schmutzpartikel in den Hydraulikkreislauf ist es daher vielfach notwendig, dass der Maschinenführer die Kupplungsteile von Hand reinigt und anschließend den Kupplungsvorgang durch- führt. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass der
Maschinenführer für jeden Kupplungsvorgang das Führer¬ haus zu verlassen hat, was einen erheblichen Zeitver¬ lust bedingt. Zudem birgt das notwendige Verlassen des Führerhauses aufgrund des häufig unwegsamen Geländes die Gefahr von Arbeitsunfällen, die es zu vermeiden gilt.
Aus der DE 197 51 292 C2 ist eine Vorrichtung bekannt, um die miteinander zu kuppelnden Kupplungsteile vor Schmutz und Spritzwasser zu schützen. Hierfür ist bei den einander zugeordneten Kupplungsteilen ein halbscha- lenförmiger Abschluss vorgesehen. Beim Zusammenfahren der beiden ersten und zweiten Kupplungsteile werden die einander zugewandten Halbschalenabschlüsse mechanisch geöffnet und die im Innenraum des Schutzraumes angeord¬ neten Kupplungsteile können miteinander kuppeln. Nach¬ teilig an dieser Anordnung ist, dass der halbschalenar- tige Abschluss mit segmentförmigen Ringblenden nicht dicht ist und der Verschiebeweg der Abschlussblenden einer starken Verschmutzung ausgesetzt ist, wodurch de¬ ren Funktion gefährdet ist. Eine direkte Abreinigung der beiden Kupplungsteile ist nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrau- lische Kupplung mit einer integrierten Reinigungsein¬ richtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 an¬ gegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermei¬ dung der genannten Nachteile bei der Kupplung der Kupp- lungsteile einer hydraulischen Kupplung ein Eindringen von Schmutz in den zu kuppelnden Kreislauf verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffs¬ merkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine gezielte Abreinigung der einander gegenüberliegen¬ den Kupplungsteile der hydraulischen Kupplung vor dem anschließenden Kupplungsvorgang ein Eindringen von
Schmutzpartikeln in den zu kuppelnden Kreislauf ver¬ meidbar ist.
Hierfür weist die hydraulische Kupplung zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung über ein erstes und ein zweites Kupplungsteil zwischen zwei zu kuppelnden Me¬ dienleitungen eine integrierte Reinigungseinrichtung auf. Während das erste oder zweite Kupplungsteil in ei¬ nem hydraulischen Zylinder über einen Kolben in axialer Richtung bewegbar ist, ist das hierzu korrespondierende zweite oder erste Kupplungsteil in einem, in axiale Richtung betrachtet gegenüberliegendem Gehäuse angeord¬ net. Durch Beaufschlagen des hydraulischen Kolbens mit einer hydraulischen Kraft sind die beiden Kupplungstei- Ie miteinander kuppel und entkuppelbar. Erfindungsgemäß ist der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden, wäh¬ rend in axialer Richtung betrachtet der der Kolbenstan¬ ge gegenüberliegende Bereich des Kolbens das erste oder zweite Kupplungsteil umschließt, wobei die Kolbenstange und der Kolben eine zentrale Bohrung zum Durchlass der Medien sowie mindestens einen konzentrisch zur zentra¬ len Bohrung angeordneten Kanal zur Zuführung eines Rei- nigungsmediums zu den beiden Kupplungsteilen aufweisen. Auf eine einfache Art und Weise ist nunmehr während des Kupplungsvorgang eine Reinigung der jeweiligen Oberflä¬ che der beiden gegenüberliegenden Kupplungshälften durch Beaufschlagen mit dem über den bzw. die Kanäle zugeführten Reinigungsmedium ermöglicht. Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei die kompakte Bauform der hydraulischen Kupplung, die erst durch die erfin¬ dungsgemäße in der Kolbenstange und dem Kolben vorgese¬ hene zentrale Bohrung zum Durchlass des Mediums sowie dem bzw. den konzentrisch zu der zentralen Bohrung an¬ geordneten Kanälen zur Zuführung des Reinigungsmediums ermöglicht ist.
Die hydraulische Kupplung ist u.a. zum Einsatz an Bau- maschinen/Geräteträgern vorgesehen und dient beispiels¬ weise der Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen dem Ausleger eines Baggers und einem mit dem Ausleger verbundenen hydraulischen Werkzeug.
Als erstes und zweites Kupplungsteile können hierbei bekannte und handelsübliche Ventile verwendet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er¬ findung handelt es sich bei dem ersten und zweiten Kupplungsteil um sogenannte Kurzhubventile, bei denen ein Hub von beispielsweise 1 bis 5 mm ausreicht, um das Ventil zu betätigen. Dies erweist sich gegenüber den handelsüblichen Venti¬ len mit wesentlich größeren Hubwegen als vorteilhaft, da aufgrund der geringen Ventilhübe eine noch kompakte¬ re Bauweise der Kupplung realisierbar ist.
Die hydraulische Kupplung ist jedoch nicht auf zu kup¬ pelnde Hydraulikleitungen, die entsprechend von einer Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden, beschränkt, sondern auch sonstige Energiekreisläufe, wie beispiels- weise Öl, Wasser, Luft oder dergleichen führende Me¬ dienleitungen sowie Elektroleitungen sind hierüber mit¬ einander kuppelbar.
Selbstverständlich ist zudem durch die gekuppelten Me- dienleitungen sowohl eine Medienzuführung als auch eine Medienabführung, beispielsweise durch Absaugen, ermög¬ licht.
Vorzugsweise ist die Zuführung des Reinigungsmediums über einen ersten Sensor in Abhängigkeit verschiedener Einflussgrößen, insbesondere dem axialen Verfahrweg des Kolbens, steuer-/regelbar. Hierdurch ist eine automati¬ sche Reinigung der beiden Kupplungshälften während des Kupplungsvorgangs sichergestellt. Denkbar ist jedoch auch, dass die Zuführung des Reinigungsmediums zusätz¬ lich manuell steuer-/regelbar ist.
Zur Vermeidung des Eindringens des Reinigungsmediums beim Kupplungsvorgangs in den Hydraulikkreislauf sind in das das zweite oder erste Kupplungsteil fassende Ge¬ häuse mehrere Öffnungen zur Abführung des Reinigungsme¬ diums eingebracht. Vorteilhafterweise ist im gekuppelten Zustand der das erste oder zweite Kupplungsteil umschließende Bereich des Kolbens bereichsweise in das Gehäuse eingeführt, wodurch die Öffnungen zur Abführung des Reinigungsmedi- ums vollständig verschließbar sind. Hierdurch ist ge¬ währleistet, dass beispielsweise bei einer Leckage der beiden Kupplungsteile ein unkontrollierter Austritt des in dem Medienkreislauf befindlichen Mediums und eine damit einhergehende Verschmutzung der Umwelt verhindert wird.
Um einen festen Sitz des ersten oder zweiten Kupplungs¬ teils in dem Kolben zu gewährleisten, ist der das erste oder zweite Kupplungsteil umschließende Bereich des Kolbens glockenförmig ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist der die Öffnungen zur Abführung des Reinigungsmediums aufweisende Bereich des Gehäuses topfförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind bei der topf- förmigen Ausgestaltung des die Öffnungen aufweisenden Bereichs des Gehäuses die Öffnungen auch im Bodenbe¬ reich des topfförmigen Gehäuses vorzusehen, um somit eine bodenseitige Ansammlung von Schmutzpartikeln zu verhindern.
Durch das Vorsehen von Zentrierflächen an den in axiale Richtung betrachtet sich gegenüberliegende Stirnflächen des glockenförmigen Bereichs des Kolbens und des topf¬ förmigen Bereichs des Gehäuses ist auf eine einfache Art und Weise ein einfaches Zusammenfügen der beiden Kupplungsteile während des Kupplungsvorgangs gewähr¬ leistet. Selbstverständlich sind neben den genannten Zentrier¬ flächen auch andere Elemente zur Zentrierung denkbar.
Vorzugsweise weist der bzw. die Kanäle zur Zuführung des Reinigungsmediums düsenförmig ausgebildete Aus¬ trittsöffnungen auf. Die düsenförmige Ausgestaltung der Austrittsöffnungen hat den Vorteil, dass aufgrund der hierdurch bedingten Fokussierung des Reinigungsmediums beim Austritt eine gründliche Reinigung der beiden Kupplungshälften gewährleistet ist.
Da das Reinigungsmedium bei der Abreinigung der beiden Kupplungshälften u.U. mit Fetten in Kontakt kommt und durch dieses verunreinigt wird, ist zur Verhinderung der Verschmutzung der Umwelt durch das Gemisch Reini¬ gungsmedium/Schmutz dieses nach Austritt aus den Boh¬ rungen einem Auffangbehälter zuführbar.
Um nach erfolgter Kupplung eine aufgrund der herrschen- den hydraulischen Kräfte eventuell auftretende Relativ¬ bewegungen zwischen den beiden Kupplungsteilen ausglei¬ chen zu können, weist das das erste oder zweite Kupp¬ lungsteil aufnehmende Gehäuse in axiale Richtung be¬ trachtet zwei hintereinander angeordnete Gehäuseteile auf, wobei über hierfür vorgesehene Mittel eine Aus¬ gleichsbewegung der beiden Gehäuseteile zueinander, insbesondere eine Schrägstellung, ermöglicht ist.
Vorzugsweise umfassen die Mittel eine, in axialer Rich- tung betrachtet, in beide Gehäuseteile hineinreichende Hülse und zwei auf der Hülse angeordnete und jeweils einem der beiden Gehäuseteile zugeordneten sphärisch ausgebildeten Gleitkörper, sowie in jedem Gehäuseteil eine, dem jeweiligen Gleitkörper zugeordnete, sphärisch ausgebildete Gleitfläche. Durch das Vorsehen dieser so¬ genannten sphärischen Lagerung ist auf einfache Art und Weise eine Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Ge- häuseteilen gewährleistet.
Zur Sicherstellung einer einfachen Montage sind die sphärischen Gleitflächen zweckmäßigerweise als separa¬ te, in das jeweilige Gehäuseteil leicht einbringbare Ringelemente ausgebildet.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung sind die Mittel zur Ermöglichung einer Ausgleichsbewegung zwi¬ schen den beiden Gehäuseteilen als ein oder mehrere zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete elasti¬ sche Elemente, beispielsweise ringförmige Gummielemen¬ te, ausgebildet. Die Verwendung von elastischen Elemen¬ ten stellt dabei eine kostengünstige Alternative zu der obigen kompakten sphärischen Lagerung dar.
Denkbar ist auch, dass als Mittel zur Ermöglichung ei¬ ner Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Gehäusetei¬ len eine Kombination aus Elementen der sphärischen La¬ gerung und den elastischen Elementen verwendbar ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Reinigungsmedium vor Austritt aus den Austrittsöff¬ nungen über Mittel beheizbar. Die hierdurch erzielte Erwärmung des Reinigungsmediums hat den Vorteil, dass eine bei kalten Temperaturen durch Eis oder Schnee be¬ dingte Verschmutzung der beiden Kupplungshälften eben¬ falls leicht zu entfernen ist. Hierbei umfassen die Mittel zur Erwärmung des Reini¬ gungsmediums vorzugsweise einen von dem Reinigungsmedi¬ um umgebenen Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher zur Abgabe von Wärmeenergie an das Reinigungsmittel von ei- nem Wärmeträger durchströmt ist.
Der Einfachheit halber wird als Wärmeträger für die Durchströmung des Wärmetauschers beispielsweise die bei einer Arbeitsmaschine im Hydraulikkreislauf befindliche und durch Kompression erhitzte Hydraulikflüssigkeit verwendet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein flüssiges und/oder gasförmiges Reinigungsmedium verwendet. Bei Verwendung eines gasförmigen Reinigungs¬ mediums, entweder in Kombination mit einem flüssigen Reinigungsmedium oder auch als alleiniges Reinigungsme¬ dium, kann dieses druckbeaufschlagt sein.
Als flüssiges Reinigungsmedium kann ein handelsübliches fett- und schmutzlösendes Reinigungsmedium, beispiels¬ weise Scheibenreiniger für Kraftfahrzeuge, verwendet werden.
Zweckmäßigerweise ist, beispielsweise zur Verhinderung von Verkantungen der beiden Kupplungsteile beim Kupp¬ lungsvorgang, die Kolbenstange als linear-axiale Füh¬ rung für das von dem Kolben umschlossene erste oder zweite Kupplungsteil ausgelegt.
Denkbar ist zudem, dass mehrere erste und zweite Kupp¬ lungsteile zur Herstellung mehrerer Medienleitungen pa¬ rallel oder ringförmig zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise steht dabei lediglich bei einer Medienver¬ bindung ein erstes oder zweites Kupplungsteil in Wirk¬ verbindung mit einem hydraulischen Zylinder, wodurch lediglich dieses erste oder zweite Kupplungsteil durch Aufbringen einer hydraulischen Kraft aktiv in axiale Richtung bewegbar ist, während die weiteren parallel oder ringförmig angeordneten ersten oder zweiten Kupp¬ lungsteile nur über ein gemeinsames Koppelelement pas- siv mitbewegbar sind. Das gemeinsame Koppelelement er¬ weist sich vorliegend als vorteilhaft, da somit auf ei¬ ne einfache Art und Weise eine synchrone Bewegung der miteinander gekoppelten Kupplungsteile gewährleistet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist hierbei der hydraulische Zylinder als zentrales Element angeordnet, um den die weiteren Medienleitungen ring¬ förmig gruppiert sind. Durch die dadurch erzielte Kom- paktheit erweist sich diese Anordnung als besonders vorteilhaft
Um auch bei der parallelen oder ringförmigen Anordnung mehrerer erster und zweiter Kupplungsteile eine sichere Kupplung der jeweiligen Kupplungsteile zu gewährleis¬ ten, sind die über das Koppelelement mitbewegbaren ers¬ ten oder zweiten Kupplungsteile ebenfalls jeweils über ein erstes und zweites Führungselement linear-axial ge¬ führt. Denkbar ist hier beispielsweise, dass das eine Führungselement als eine Führungsstange, während das andere Führungselement als ein zugeordneter Führungszy¬ linder ausgebildet ist. Zur Gewährleistung einer kompakten Bauform weist je¬ weils ein der beiden Führungselemente eine zentrale Bohrung zum Durchlass des im entsprechenden Medien¬ kreislauf befindlichen Mediums auf.
Der Einfachheit halber ist für den Hydraulikzylinder zur Aufbringung der zum Kuppeln der beiden Kupplungs¬ hälften notwendige hydraulischen Kraft ein separater Hydraulikkreislauf mit einer darin integrierten Hydrau- likpumpe vorgesehen.
Für die Betätigung des Hydraulikzylinders kann selbst¬ verständlich aber auch der vorhandene Hydraulikkreis¬ lauf der Arbeitsmaschine verwendet werden. Denkbar ist auch, dass der Zylinder über eine pneumatische Kraft betätigbar ist.
Vorzugsweise ist bei Einleitung des Kupplungsvorgangs ein Ventil über eine Steuerleitung so ansteuerbar, dass beim Kuppeln und Entkuppeln Restdrücke im Medienkreis¬ lauf abgebaut werden und das Medium drucklos in ein Be¬ hältnis abgeführt wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die hydraulische Kupplung mit einer in¬ tegrierten Reinigungseinrichtung mit einer an sich be¬ kannten Schnellwechselvorrichtung für Arbeitsmaschinen gekoppelt. So ist beispielsweise durch die Kopplung der erfindungsgemäßen hydraulischen Kupplung mit der in der EP 0 569 026 offenbarten Schnellwechselvorrichtung auf eine einfache Art und Weise eine kostengünstige, tech¬ nisch leicht zu realisierende, modular aufgebaute Schnellwechselvorrichtung mit gleichzeitiger hydrauli- scher Kupplung der Versorgungsleitungen sowie Reinigung der Kupplungshälften zur Verfügung gestellt.
Vorzugsweise sind dabei die Schnellwechselvorrichtung und die erfindungsgemäße hydraulische Kupplung über ei¬ nen Sensor sequentiell steuer-/regelbar, sodass erst nach Herstellung einer Verbindung zwischen der Arbeits¬ maschine und einem Arbeitsgerät über die Schnellwech¬ selvorrichtung die ersten und zweiten Kupplungsteile der hydraulischen Kupplung miteinander kuppelbar sind und entsprechend erst nach Entkuppelung der ersten und zweiten Kupplungsteile der hydraulischen Kupplung eine Betätigung der Schnellwechselvorrichtung und die damit verbundene Trennung zwischen Arbeitsmaschine und Ar- beitsgerät durchführbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Zy¬ linder der hydraulischen Kupplung auch Teil einer Ein¬ heit sein, die mehrere hydraulische Kupplungen umfasst. In dieser Einheit sind somit mehrere hydraulische erste Kupplungsteile angeordnet, die durch die Einheit zu den zweiten Kupplungsteilen ausgerichtet und anschließend in der vorbeschriebenen Weise jeweils gekuppelt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nach¬ folgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher be¬ schrieben. In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeutet:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausfüh¬ rungsbeispiels der hydraulischen Kupplung;
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung eines Hydrau¬ likkreislaufs zur Betätigung der hydrauli¬ schen Kupplung;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines weiteren Aus¬ führungsbeispiels der hydraulischen Kupplung, und
Fig. 4 eine parallele Anordnung zweier hydraulischer Kupplungen.
Die in Fig. 1 in einer Schnittdarstellung mehr oder minder schematisch dargestellte und in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete hydraulische Kupp- lung ist zum Einsatz an einem Hydraulikbagger vorgese¬ hen und dient der Herstellung einer hydraulischen Ver¬ bindung zwischen dem Ausleger des Baggers und einem mit dem Ausleger verbundenen hydraulischen Werkzeug. Die erforderliche mechanische Kopplung zwischen Bagger und Werkzeug ist dabei vorliegend gemäß der in der EP 0 569 026 offenbarten Schnellwechselvorrichtung bereits er¬ folgt. Die hydraulische Kupplung 10 umfasst im wesentlichen ein erstes Kupplungsteil 12 und ein gegenüberliegend angeordnetes zweites Kupplungsteil 14 zur Kupplung zweier, mit den beiden Kupplungsteilen 12, 14 verbind- baren hydraulischen Leitungen. Nachfolgend wird das erste Kupplungsteil 12 auch als sogenannte weibliche Kupplungshälfte und das zweite Kupplungsteil 14 ent¬ sprechend als männliche Kupplungshälfte bezeichnet.
Aufgrund der durch die Schnellwechselvorrichtung er¬ folgten mechanischen Kopplung zwischen Bagger und Werk¬ zeug befinden sich die beiden Kupplungsteile 12, 14 in der dargestellten fluchtgenauen, einander gegenüberlie¬ benden Position.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde vorliegend je¬ doch auf eine entsprechende Darstellung der Schnell¬ wechselvorrichtung und die Befestigung der beiden Kupp¬ lungsteile 12, 14 an den erforderlichen Komponenten, beispielsweise Befestigung des ersten Kupplungsteils 12 an dem Ausleger und des zweiten Kupplungsteils 14 an dem hydraulischen Werkzeug, verzichtet.
Während das erste Kupplungsteil 12 über einen in einem hydraulischen Zylinder 16 angeordneten Kolben 18 in axiale Richtung A bewegbar ist, ist das zweite Kupp¬ lungsteil 14 axial fest in einem Gehäuse 20 angeordnet.
In axiale Richtung A betrachtet ist die eine Seite des Kolbens 18 mit einer Kolbenstange 22 verbunden, während die gegenüberliegende Seite des Kolbens 18 in einen glockenförmig ausgebildeten Bereich 24 übergeht, der die weibliche Kupplungshälfte 12 vollständig umschließt und mit dieser bündig abschließt. Die weibliche Kupp¬ lungshälfte 12 ist dabei über ein Befestigungselement 26 axial und radial fest mit der Einheit aus Kolben 18, Kolbenstange 22 sowie dem glockenförmigen Bereich 24 des Kolbens 18 verbunden.
Die Kolbenstange 22 ist dabei gleichzeitig auch als linear-axiale Führung für das von dem glockenförmig ausgebildeten Bereich 24 des Kolbens 18 umschlossene erste Kupplungsteil 12 ausgelegt.
Der hydraulische Zylinder 16 weist einen ersten hydrau¬ lischen Anschluss 28 und einen zweiten hydraulischen Anschluss 30 auf, wobei der erste hydraulische An- Schluss 28 mit einer ersten Druckkammer 32 und der zweite hydraulische Anschluss 30 mit einer zweiten Druckkammer 34 in Wirkverbindung steht.
Zudem weist der in dem hydraulischen Zylinder .16 beweg- bare Kolben 18 und die damit verbundene Kolbenstange 22 eine zentrale Bohrung 36 auf. Über einen ersten hydrau¬ lischen Anschlussbereich 38 ist eine, hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte, hydraulische Leitung an die Einheit aus Kolben 18 und Kolbenstange 22, nachfolgend auch als Hohlkolben bezeichnet, ermög¬ licht.
Entsprechend weist auch das zweite Kupplungsteil 14 ei¬ nen zweiten hydraulischen Anschlussbereich 40 zum An- Schluss einer, ebenfalls aus Gründen der Übersichtlich¬ keit nicht dargestellten, hydraulischen Leitung auf. Somit ist im gekuppelten Zustand ein Durchlass von Hyd¬ raulikflüssigkeit über den ersten hydraulischen An¬ schlussbereich 38, der zentralen Bohrung 36, den beiden Kupplungsteilen 12, 14 zu dem zweiten hydraulischen An- Schlussbereich 40 gewährleistet.
Konzentrisch zu der zentralen Bohrung 36 sind in den Hohlkolben 18, 22 zudem mehrere Kanäle 42 zur Zuführung eines Reinigungsmediums zu den beiden Kupplungsteilen 12, 14 während des Kupplungsvorgangs angeordnet.
Im vorliegenden Fall wird als Reinigungsmedium ein han¬ delsübliches fettlösendes Fluid in Verbindung mit einem druckbeaufschlagten gasförmigen Medium verwendet.
Um eine gründliche Reinigung der beiden Kupplungsteile 12, 14 zu gewährleisten sind die Austrittsöffnungen der Kanäle 42 düsenförmig ausgebildet.
Der Anschlussbereich des zweiten Kupplungsteils 14 ist in einem topfförmig ausgebildeten Bereich 44 des Gehäu¬ ses 20 gelagert. Zur Abführung des durch die Kanäle 42 auf die beiden Kupplungsteile 12, 14 gelangte Reini¬ gungsmedium sind in den topfförmigen Bereich 44 des Ge- häuses 20 mehrere Öffnungen 46 eingebracht. Insbesonde¬ re um eine unerwünschte Schmutzansammlung im Bodenbe¬ reich des topfförmigen Bereichs 44 des Gehäuses 20 zu vermeiden, sind die Öffnungen 46 auch im Bodenreich vorgesehen. Auf eine entsprechende Darstellung der Öff- nungen 44 im Bodenbereich des topfförmigen Bereichs 44 des Gehäuses 20 wurde vorliegend jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Um im gekuppelten Zustand der beiden Kupplungsteile 12, 14 auftretende Relativbewegungen zwischen den beiden Kupplungsteile 12, 14 ausgleichen zu können, weist das Gehäuse 20 ein erstes Gehäuseteil 48 und ein zweites Gehäuseteil 50 auf, wobei die beiden Gehäuseteile 48, 50 über eine sphärische Lagerung zueinander bewegbar sind.
Hierfür umfasst die sphärische Lagerung eine, in axiale Richtung betrachtet, sich in beide Gehäuseteile 48, 50 erstreckende Hülse 52, einen, dem ersten Gehäuseteil 48 zugeordneten ersten sphärisch ausgebildeten Gleitkörper 54, einen, dem zweiten Gehäuseteil 50 zugeordneten zweiten sphärisch ausgebildeten Gleitkörper 56, sowie eine in dem ersten Gehäuseteil 48 dem ersten sphäri¬ schen Gleitkörper 54 zugeordnete erste sphärische Gleitfläche 58 und eine in dem zweiten Gehäuseteil 50 dem zweiten sphärischen Gleitkörper 56 zugeordnete zweite sphärische Gleitfläche 60.
Der Einfachheit halber sind vorliegend die erste und zweite sphärische Gleitfläche 58, 60 als Ringelemente 62, 64 ausgebildet, um eine einfache Montage in die entsprechenden Gehäuseteile 48, 50 zu ermöglichen.
Nachdem die beiden Kupplungshälften 12, 14, wie bereits dargelegt, durch die Schnellwechselvorrichtung flucht¬ genau gegenüberliegend angeordnet wurden, erfolgt der eigentliche Kupplungsvorgang der beiden Kupplungsteile 12, 14 folgendermaßen: Durch Zuführung von Hydraulik¬ flüssigkeit über den ersten hydraulischen Anschluss 28 in die erste Druckkammer 32 und gleichzeitiger Entlee¬ rung der zweiten Druckkammer 34 über den zweiten hyd- raulischen Anschluss 30 ist die erste Kupplungshälfte 12 in axiale Richtung auf den die zweite Kupplungshälf¬ te 14 hin bewegbar. Über einen hier nicht dargestellten Sensor wird die axiale Bewegung des ersten Kupplungs- teils 12 erfasst und die Zuführung des Reinigungsmedi¬ ums durch die Kanäle 42 auf die beiden Kupplungsteile 12, 14 automatisch veranlasst. Nach erfolgter Beauf¬ schlagung der beiden Kupplungshälften 12, 14 mit dem Reinigungsmedium ist durch eine am topfförmig ausgebil- deten Bereich 44 des Gehäuses 20 vorgesehene erste
Zentrierfläche 65 und einer zweiten Zentrierfläche 67, die entsprechend am gegenüberliegenden glockenförmig ausgebildeten Bereich 24 des Kolbens 18 ausgebildet ist, ein einfaches Zusammenfügen der beiden Kupplungs- hälften 12, 14 gewährleistet.
Nach erfolgreicher Kupplung der beiden Kupplungshälften 12, 14 werden die beiden Kupplungsteile 12, 14 an¬ schließend durch den hydraulischen Druck in der ersten Druckkammer 32 im gekuppelten Zustand gehalten.
In Fig. 2 ist in einer vereinfachten Darstellung ein Hydraulikkreislauf zur Betätigung der hydraulischen Kupplung 10 dargestellt. Der Einfachheit halber wurde hierbei lediglich eine schematische Darstellung der hydraulischen Kupplung 10 gewählt, wobei die sich ent¬ sprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen be¬ zeichnet sind.
Zur Betätigung des Hydraulikzylinders 16 ist ein sepa¬ rater Hydraulikkreislauf 66 vorgesehen. Dieser separa¬ ter Hydraulikkreislauf 66 ist über den ersten hydrauli¬ schen Anschlussbereich 28 und den zweiten hydraulischen Anschlussbereich 30 mit dem Hydraulikzylinder 16 ver¬ bunden.
Zum Aufbringen der zur Kupplung notwendigen hydrauli- sehen Kraft auf den Kolben 18 ist in dem separaten Hyd¬ raulikkreislauf 66 eine Hydraulikpumpe 68 vorgesehen. Der Antrieb der Hydraulikpumpe 68 erfolgt über einen Motor 70, beispielsweise durch einen Elektromotor oder über das Hydrauliksystem des Baggers.
Die über die beiden Kupplungsteile 12, 14 zu kuppelnden Hydraulikleitungen sind in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 72a, 72b bezeichnet.
An der gekuppelten Hydraulikleitung 72a ist ein Druck¬ entlastungsventil 74 angeordnet, wobei in Ruhestellung das Druckentlastungsventil 74 geschlossen ist.
Durch den hydraulischen Druck mit dem der hydraulische Zylinder 16 beim Kupplungs- und Entkupplungsvorgang be¬ aufschlagt wird, wird gleichzeitig das Druckentlas¬ tungsventil 74 über eine Steuerleitung 76 geschaltet. Dieses öffnet nun die unter Druck stehende hydraulische Leitung 72a, sodass die in der Leitung 72a befindliche Hydraulikflüssigkeit drucklos in einen Tank 78 abflie¬ ßen kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der hydraulischen Kupplung 10 ist in Fig. 3 gezeigt. Hierbei ist zusätz- lieh in der Kolbenstange 22 ein von einem Wärmeträger durchströmter Wärmetauscher 80 vorgesehen, der von dem zu erwärmenden Reinigungsmedium umgeben ist. Um einen großen Wärmeübergangsbereich zwischen Wärme¬ tauscher 80 und dem umgebenden Reinigungsmittel zu er¬ möglichen, weist die Kolbenstange 22 im Bereich des Wärmetauschers 80 einen als Vorratsbehälter 82 ausge- bildeten Bereich auf.
Zweckmäßigerweise wird als Wärmeträger zur Durchströ¬ mung des Wärmetauschers 80 die durch die Kompression erwärmte Hydraulikflüssigkeit des Baggers verwendet.
In Fig. 4 ist in einer schematischen Darstellung die Anordnung zweier parallel angeordneter Kupplungen 10 gezeigt. Kennzeichnend für die parallele Anordnung ist dabei, dass lediglich ein hydraulischer Zylinder 16 zur Initiierung des Kupplungsvorgang vorhanden ist.
Zur Synchronisation der axialen Bewegung der ersten Kupplungsteile 12 ist ein Koppelelement 84 vorgesehen. Das Koppelelement 84 ist dabei an einem, in axiale Richtung betrachtet, aus dem hydraulischen Zylinder 16 hinausreichenden Bereich der Kolbenstange 22 und einer dazu parallel angeordneten Führungsstange 86 angeord¬ net.
Hierbei ist, um eine linear-axiale Führung der Füh¬ rungsstange zu gewährleisten, die Führungsstange 86 in einem Führungszylinder 88 geführt. B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
10 hydraulische Kupplung
12 erstes Kupplungsteil
14 zweites Kupplungsteil
16 hydraulischer Zylinder
18 Kolben 20 Gehäuse
22 Kolbenstange
24 glockenförmig ausgebildeter Bereich des Kolbens
26 Befestigungselement
28 erster hydraulischer Anschluss 30 zweiter hydraulischer Anschluss
32 erste Druckkammer
34 zweite Druckkammer
36 zentrale Bohrung
38 erster hydraulischer Anschlussbereich 40 zweiter hydraulischer Anschlussbereich
42 Kanäle
44 topfförmiger Bereich des Gehäuses
46 Bohrungen zur Ableitung
48 erstes Gehäuseteil 50 zweites Gehäuseteil
52 Hülse
54 erster sphärischer Gleitkörper
56 zweiter sphärischer Gleitkörper
58 erste sphärische Gleitfläche 60 zweite sphärische Gleitfläche
62 erstes Ringelement
64 zweites Ringelement
65 erste Zentrierfläche 66 separater Hydraulikkreislauf
67 zweite Zentrierfläche
68 Hydraulikpumpe 70 Motor 72a hydraulische Leitung
72b hydraulische Leitung
74 Druckentlastungsventil
76 Steuerleitung
78 Tank 80 Wärmetauscher
82 Vorratsbehälter
84 Koppelelement
86 Führungsstange
88 Führungszylinder
A axiale Richtung

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hydraulische Kupplung (10) mit einer integrierten Reinigungseinrichtung, wobei die hydraulische Kupplung ein erstes Kupplungsteil (12) und ein zweites Kupplungsteil (14) zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei zu kuppelnden Medienlei- tungen aufweist, und eines der beiden Kupplungs¬ teile (12, 14) in einem hydraulischen Zylinder (16) über einen Kolben (18) in axiale Richtung bewegbar ist während das andere Kupplungsteil (12, 14) in einem Gehäuse (20) angeordnet ist und durch Beaufschlagen des Kolbens (18) mit einer hydraulische Kraft die beiden Kupplungsteile (12, 14) kuppel- und entkuppelbar sind, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Kolben (18) mit einer Kol¬ benstange (22) verbunden ist und in axiale Rich- tung (A) betrachtet der der Kolbenstange (22) ge¬ genüberliegende Bereich des Kolbens (18) das ers¬ te oder zweite Kupplungsteil (12, 14) umschließt, wobei die Kolbenstange (22) und der Kolben (18) eine zentrale Bohrung (36) zum Durchlass von Me- dien sowie mindestens einen konzentrisch zur zentralen Bohrung (36) angeordneten Kanal (42) zur Zuführung eines Reinigungsmediums zu den bei¬ den Kupplungsteilen (12, 14) aufweisen.
2. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Reini¬ gungsmediums über einen ersten Sensor in Abhän- gigkeit verschiedener Einflussgrößen, insbesonde¬ re dem axialen Verfahrweg des Kolbens (18), steu- er-/regelbar ist.
3. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) mit dem entsprechenden zweiten oder ersten Kupp¬ lungsteil (14, 12) mehrere Öffnungen (46) zur Ab¬ führung des Reinigungsmediums aufweist.
4. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass im gekuppelten Zustand der das erste oder zweite Kupplungsteil (12, 14) umschließende Bereich des Kolbens (18) bereichsweise in das Gehäuse (20) eingeführt ist und die Öffnungen (46) zur Abführung des Reini¬ gungsmediums vollständig verschließt.
5. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass der das erste o- der zweite Kupplungsteil (12, 14) umschließende
Bereich (24) des Kolbens (18) glockenförmig aus¬ gebildet ist.
6. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Öffnungen
(46) zur Abführung des Reinigungsmedium aufwei¬ sende Bereich (44) des Gehäuses (20) topfförmig ausgebildet ist.
7. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in axiale Richtung betrachtet gegenüberliegende Stirnfla- chen des glockenförmigen Bereichs (24) des Kol¬ bens (18) und des topfformigen Bereichs (44) des Gehäuses (20) jeweils Zentrierflachen (65, 67) aufweisen.
8. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kanäle (42) zur Zufuhrung des Reini¬ gungsmediums dusenformig ausgebildete Austritts¬ offnungen aufweisen.
9. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmedium nach Austritt aus den Offnungen
(46) einem Auffangbehalter zufuhrbar ist.
10. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) in axiale Richtung betrachtet zwei hintereinander angeordnete Gehauseteile (48, 50) aufweist und über Mittel (54, 56, 58, 60, 62, 64) eine Ausgleichsbewegung, insbesondere eine Schragstellung, der beiden Gehauseteile (48, 50) zueinander ermöglicht ist.
11. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine, in axiale Richtung betrachtet, in beide Gehauseteile (48, 50) hineinreichende Hülse (52), zwei auf der HuI- se (52) angeordnete und jeweils einem Gehäuseteil (48, 50) zugeordnete sphärisch ausgebildete Gleitkörper (54, 56) sowie in jedem Gehäuseteil (48, 50) eine dem jeweiligen Gleitkörper (54, 56) zugeordnete sphärisch ausgebildete Gleitfläche (58, 60) umfassen.
12. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Gleitflächen (58, 60) jeweils als Ringelemente (62, 64) ausge¬ bildet sind und in dem jeweiligen Gehäuseteil (48, 50) gelagert sind.
13. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein oder mehrere zwischen den beiden Gehäuseteilen (48, 50) ange¬ ordnete elastische Elemente sind.
14. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Reinigungsmedium über Mittel (80, 82) erwärmbar ist.
15. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen von dem
Reinigungsmedium umgegebenen Wärmetauscher (80) umfassen und der Wärmetauscher zur Abgabe von Wärmeenergie an das Reinigungsmittel von einem Wärmeträger durchströmt ist.
16. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 14 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger für die Durchströmung des Wärmetauschers (80) ei- ne durch Kompression erhitzte Hydraulikflüssig¬ keit ist.
17. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Reinigungsmedium gasförmig und/oder flüssig ist.
18. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (22) als linear-axiale Führung für das von dem Kolben (18) umschlossene erste oder zweite Kupplungsteil (12, 14) ausgelegt ist.
19. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass meh¬ rere erste und zweite Kupplungsteile (12, 14) zur Herstellung mehrerer Medienverbindungen parallel oder ringförmig zueinander angeordnet sind.
20. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich bei einer Medien¬ verbindung ein erstes oder zweites Kupplungsteil (12, 14) in Wirkverbindung mit dem hydraulischen Zylinder (16) steht und über diesen durch Auf- bringen einer hydraulischen Kraft aktiv in axiale Richtung bewegbar ist und über ein Koppelelement (84) die weiteren ersten oder zweiten Kupplungs¬ teile (12, 14) passiv mitbewegbar sind.
21. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder (16) bei der ringförmigen Anordnung von mehreren Medienleitungen zentral angeordnet ist.
22. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 19 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die ü- ber das Koppelelement (84) mitbewegbaren ersten oder zweiten Kupplungsteile (12, 14) jeweils über erste und zweite Führungselemente (86, 88) linear-axial geführt sind.
23. Hydraulische Kupplung nach den Ansprüchen 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eines der beiden Führungselemente (86, 88) eine zentra¬ le Bohrung zum Durchlass des Mediums aufweist.
24. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder (16) über eine Hydraulik¬ pumpe (68) betätigbar ist.
25. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei
Einleitung des Kupplungsvorgangs ein Ventil (74) über eine Steuerleitung (76) so ansteuerbar ist, dass beim Kuppeln und Entkuppeln Restdrücke im Mediumkreislauf abbaubar sind und Medium drucklos in ein Behältnis (78) abführbar ist.
26. Hydraulische Kupplung nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Kupplung (10) mit einer Schnellwech- selvorrichtung für Arbeitsmaschinen gekoppelt ist.
27. Hydraulische Kupplung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellwechselvorrich¬ tung und die hydraulische Kupplung (10) über ei¬ nen Sensor sequentiell steuer-/regelbar sind, so- dass erst nach Herstellung einer Verbindung zwi¬ schen der Arbeitsmaschine und einem Arbeitsgerät über die Schnellwechselvorrichtung die ersten und zweiten Kupplungsteile (12, 14) der hydraulischen Kupplung (10) miteinander kuppelbar sind und ent- sprechend erst nach Entkoppelung der ersten und zweiten Kupplungsteile (12, 14) der hydraulischen Kupplung (10) eine Betätigung der Schnellwechsel¬ vorrichtung und die damit verbundene Trennung zwischen Arbeitsmaschine und Arbeitsgerät durch- führbar ist.
28. Hydraulische Kupplung nach einem der vorangehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder Teil einer Einheit ist, die mehrere hydraulische Kupplungen umfasst.
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