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