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Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Verbindung einer mit einem Fluid unter Druck stehenden Hydraulikleitung eines ersten Hydrauliksystems mit einem zweiten Hydrauliksystem, mit einem Steckerteil, das an das zweite Hydrauliksystem anschließbar ist, einem ein Muffenventil aufweisenden Muffenteil, in das ein Systemstecker mit einem geschlossenen Systemventil der Hydraulikleitung einsteckbar ist. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein System zum Entspannen einer mit einem Fluid unter Druck stehenden Hydraulikleitung eines ersten Hydrauliksystems mit einer Kupplung, die das erste Hydrauliksystem mit einem zweiten Hydrauliksystem verbindet, wobei die Kupplung ein Steckerteil, das an das zweite Hydrauliksystem anschließbar ist, und ein mit einem Muffenventil ausgebildeten Muffenteil aufweist, in das ein Systemstecker mit einem geschlossenen Systemventil der Hydraulikleitung einkoppelbar ist. Zudem umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Entspannen einer mit einem Fluid unter Druck stehenden Hydraulikleitung eines ersten Hydrauliksystems mit einer Kupplung, die das erste Hydrauliksystem mit einem zweiten Hydrauliksystem verbindet, wobei die Kupplung ein Steckerteil, das an das zweite Hydrauliksystem anschließbar ist, und ein mit einem Muffenventil ausgebildeten Muffenteil aufweist, in das ein Systemstecker mit einem geschlossenen Systemventil der Hydraulikleitung einkoppelbar ist.
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Aus dem Stand der Technik ist das Problem bekannt, dass unter Druck stehende Hydraulikleitungen sich nicht ohne Weiteres an Hydrauliksysteme anschließend lassen können. Insbesondere hat sich gezeigt, dass auch mit viel Kraft eine Kupplung dieser unter Druck stehenden Hydraulikleitung an ein Hydrauliksystem nicht möglich ist. Beispielsweise ergeben sich diese Probleme im Bereich der Landwirtschaft, wobei ein Schlepper, insbesondere ein Trecker, der das erste Hydrauliksystem darstellt, mit einer Hydraulikleitung des zweiten Hydrauliksystems zu verbinden ist. Das zweite Hydrauliksystem kann z. B. eine zu ziehende Landmaschine, wie z. B. einen Pflug sein. Der Überdruck in der Hydraulikleitung des zweiten Hydrauliksystems kann beispielsweise über die Sonneneinstrahlung entstehen, sodass innerhalb der Hydraulikleitungen sogar Drücke bis über 200 bar entstehen können. Das bedeutet, das dass in den Hydrauliksystemen, insbesondere den hydraulischen Anbaugeräten enthaltene Fluid, beispielsweise Öl, durch die selbst dichtenden Schnellkupplungen an den Hydraulikleitungen eingeschlossen ist und nicht entweichen kann. Mit steigender Temperatur, vor allem bedingt durch die soeben genannte Sonneneinstrahlung, wird das ganze Hydrauliksystem erwärmt und der Fluiddruck kann drastisch ansteigen. Da sich in der Regel das Fluid nicht komprimieren lässt, können in den Hydrauliksystemen, insbesondere in der Hydraulikleitung, die der soeben genannten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, sehr hohe Drücke entstehen, mit der Konsequenz, dass die Hydrauliksysteme darunter leiden können und dadurch die Funktionsweise gestört werden kann.
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Da die Hydraulikleitung, die unter einem derart hohen Druck steht, nicht an das weitere Hydrauliksystem angeschlossen werden kann, erfolgt oftmals eine unsachgemäße „Bearbeitung” des Systemsteckers der Hydraulikleitung, welcher unter einem hohen Druck verschlossen ist. Es hat sich nachteiligerweise gezeigt, dass hierfür auch unsachgemäße Werkzeuge, wie Hammer und Meißel verwendet werden, um den Überdruck der Hydraulikleitung zu entspannen, wobei es beispielsweise zu Beschädigungen am Systemstecker der Hydraulikleitung kommen kann. Zudem gelangt oftmals das Fluid der Hydraulikleitung ungehindert in die Umwelt, bzw. in den Boden und anschließend ins Grundwasser.
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Aus dem Stand der Technik (Zeitschrift Profi 1/2012, S. 32) ist es bekannt, über einen Druckausgleichszylinder das oben beschriebene Problem zu lösen. Nachdem man die Hydraulikleitung des einen Hydrauliksystems vom weiteren Hydrauliksystem abgekoppelt hat, wird die Hydraulikleitung an den Druckausgleichszylinder angeschlossen. Dehnt sich das Fluid innerhalb der Hydraulikleitung aus, kann das Fluid in den Druckausgleichszylinder entweichen. Beim nächsten Anbau wird die Hydraulikleitung aus der Kupplung des Druckausgleichszylinders entfernt und kann somit mit einem Hydrauliksystem einfach gekoppelt werden. Ein wesentlicher Nachteil ist jedoch, dass der Druckausgleichszylinder während der ganzen Zeit an der Hydraulikleitung angeschlossen sein muss. Das bedeutet, dass für jedes Hydrauliksystem, bei dem die Gefahr mit unter Druck stehenden Hydraulikleitungen besteht Druckausgleichszylinder angeschlossen werden müssen. Dieses stellt eine kostenintensive Lösung dar.
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Eine herkömmliche Kupplung ist ferner aus der
US 2 735 696 A bekannt, die jedoch nicht abnehmbar ist und an einem der Hydrauliksysteme fest angeordnet werden muss.
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Einen weiteren gattungsgemäßen Stand der Technik bietet die
DE 28 54 511 C3 , die eine Kupplung offenbart, die mehrere innenliegende, mechanische Komponenten erfordert, um einen Druckausgleich zwischen dem ersten Hydrauliksystem und dem zweiten Hydrauliksystem herzustellen. Dabei hat sich als Nachteil herausgestellt, dass die Kupplung kompliziert aufgebaut ist und an einem der Hydrauliksysteme fest angeordnet werden muss. Außerdem ist es von Nachteil, dass ein unter Druck stehendes zweites Hydrauliksystem sich schwer an ein erstes Hydrauliksystem anschließen lässt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die oben genannten Nachteile zu vermeiden, insbesondere eine Kupplung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, abnehmbar ist und die auf zuverlässiger Weise ermöglicht, dass die unter Druck stehende Hydraulikleitung entspannt wird und somit ein Anschluss der Hydraulikleitung des einen Hydrauliksystems an ein zweites Hydrauliksystem ohne übertriebenem Kraftaufwand möglich ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch sämtliche Merkmale des Anspruches 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind mögliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist ein derart ausgebildetes Stellelement in einem Gehäuse der Kupplung vorgesehen, dass bei einem Koppeln des Systemsteckers mit dem Muffenteil das Muffenventil in einen geöffneten Zustand bringbar ist, wobei das Systemventil in einem geschlossenen Zustand verbleibt, das Stellelement eine vom zweiten Hydrauliksystem ausgehende Druckerhöhung im Muffenteil zulässt, wodurch ein Fluid vom zweiten Hydrauliksystem in das Muffenteil strömbar ist und das Systemventil der Hydraulikleitung in einen geöffneten Zustand bringbar ist, wobei das Muffenventil in dem geöffneten Zustand verbleibt, bei einer anschließend vom zweiten Hydrauliksystem ausgehenden Drucksenkung das Muffenventil und das Systemventil unverändert im geöffneten Zustand verbleiben, wobei das Fluid in Richtung des zweiten Hydrauliksystems so lange zurückströmbar ist, bis die Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems drucklos ist, wobei das Stellelement zumindest eine Ausnehmung aufweist, durch die bei Druckerhöhung das Fluid vom zweiten Hydrauliksystem zum Muffenteil und/oder bei Drucksenkung das Fluid vom Muffenteil zum zweiten Hydrauliksystem strömbar ist, und wobei die Ausnehmung derart geometrisch ausgestaltet ist, dass bei Drucksenkung im zweiten Hydrauliksystem eine Fluidrückführung in Richtung des zweiten Hydrauliksystems geschaffen wird, bei der das Muffenventil und das Systemventil im geöffneten Zustand verbleiben.
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Hierbei bildet vorzugsweise das Steckerteil und das Muffenteil ein gemeinsames Bauteil, welches an seinem Muffenteil mit dem Systemstecker der Hydraulikleitung verbunden wird. Das Steckerteil hingegen kann mit einer Systemmuffe des zweiten Hydrauliksystems verbunden werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Steckerteil über ein Rohrelement oder einen Schlauch am zweiten Hydrauliksystem angeschlossen wird. Damit nun der überhöhte Druck in der Hydraulikleitung abgebaut werden kann, wird über eine Druckerhöhung das geschlossene Systemventil des Systemsteckers der Hydraulikleitung von seinem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand überführt. Hierbei ist es notwendig, dass die Druckerhöhung größer ist, als der in der Hydraulikleitung herrschende Überdruck. Erfindungsgemäß ist das Stellelement, das zwischen dem Steckerteil und dem Muffenteil der Kupplung sich befindet, derart ausgebildet, dass es die Druckerhöhung im Muffenteil zulässt. Hierbei strömt vom zweiten Hydrauliksystem Fluid entlang des Stellelementes in das Muffenteil und drückt das geschlossene Systemventil der Hydraulikleitung in einen geöffneten Zustand. An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Muffenventil sich bereits im geöffneten Zustand befindet. Der geöffnete Zustand des Muffenventils wird dadurch hergestellt, dass beim Koppeln des Systemsteckers der Hydraulikleitung das Muffenventil des Muffenteils in den geöffneten Zustand bewegt wird. Wenn sich nun Muffenventil und Systemventil im geöffneten Zustand befinden, kann ein Austausch des Fluides zwischen der Kupplung, insbesondere dem Muffenteil und dem ersten Hydrauliksystem, insbesondere dem Systemstecker der Hydraulikleitung erfolgen. Es stellt sich ein gemeinsamer Gesamtdruck innerhalb der Kupplung und der Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems ein. Erfolgt nun vom zweiten Hydrauliksystem ausgehend eine Druckabsenkung, strömt das Fluid in Richtung des zweiten Hydrauliksystems, wobei z. B. das Fluid aus dem Systemstecker, Muffenteil in Richtung Stellelement strömen kann, wobei das Stellelement erfindungsgemäß für das Fluid einen derartigen Strömungsweg bereitstellt, dass sowohl das Muffenventil als auch das Systemventil unverändert in ihren geöffneten Zuständen verbleiben. Das Zurückströmen des Fluides erfolgt so lange, bis die Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems drucklos ist. Hierbei kann ein Anzeigeelement an der Kupplung vorgesehen sein, welches dem Benutzer den Innendruck der Kupplung anzeigt. Anschließend kann die erfindungsgemäße Kupplung vom ersten und vom zweiten Hydrauliksystem entkoppelt werden. Die nun Druck entlastete Hydraulikleitung kann ohne übertriebene Kraftaufwendungen direkt am zweiten Hydrauliksystem angeschlossen werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Kupplung befestigt am ersten und am zweiten Hydrauliksystem bleibt, so dass beide Systeme für den Normalbetrieb betrieben werden können.
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Erfindungsgemäß weist das Muffenteil eine Kammer auf, in der das Muffenventil beweglich gelagert ist, wobei ein innerhalb der Kammer angeordnetes Federelement auf das Muffenventil wirkt. Wenn der Systemstecker mit dem Muffenteil gekoppelt wird, wird eine Kraft entgegen des Federelementes des Muffenventils ausgeübt, sodass im gekoppelten Zustand des Systemsteckers am Muffenteil das Muffenventil seinen geöffneten Zustand erreicht. Innerhalb der Kammer des Muffenteils kann ein Anschlag vorgesehen sein, der den Verschiebeweg des Muffenventils innerhalb der Kammer des Muffenteils begrenzt. Auch das Steckerteil kann eine Kammer aufweisen, in der ein Steckerventil verschiebbar gelagert ist.
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In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme kann vorgesehen sein, dass das Stellelement zumindest eine Ausnehmung aufweist, durch die bei Druckerhöhung das Fluid vom zweiten Hydrauliksystem zum Muffenteil und/oder bei Drucksenkung das Fluid vom Muffenteil zum zweiten Hydrauliksystem strömbar ist. Zum Beispiel ist es denkbar, dass die Ausnehmung eine Öffnung ist, die einen Querschnittsdurchmesser aufweist, der ungefähr zwischen 0,5 mm und 1,2 mm liegt, insbesondere der ungefähr zwischen 0,6 mm und 0,9 mm liegt, besonders bevorzugt der ungefähr 0,6 mm beträgt. Die Öffnung kann kreisrund, mehreckig oder oval ausgeführt sein. Selbstverständlich sind eine Vielzahl an Öffnungen denkbar, durch die das Fluid bei Druckerhöhung und bei Drucksenkung strömen kann. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Ausnehmung eine Nut ist, die insbesondere auf der Seite des Stellelementes angeordnet ist, die dem zweiten Hydrauliksystem zugewandt ist. Es können auch eine Vielzahl an Nuten vorgesehen sein, entlang dieser das Fluid bei Druckerhöhung und/oder bei Drucksenkung strömen kann.
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Die Funktion der Ausnehmung lässt sich wie folgt beschreiben: Bei Druckerhöhung bietet die Ausnehmung dem Fluid einen Strömungsweg, um in Richtung des Muffenteils und somit zum Systemstecker der Hydraulikleitung zu gelangen, um dort bei einem entsprechenden Druck das geschlossene Systemventil zu öffnen. Besonders vorteilhaft ist, dass bei der anschließenden Drucksenkung der Druck innerhalb des Muffenteils nicht rapide abfällt, welches mit einem Schließen des Systemventils der Hydraulikleitung verbunden wäre, welches im Rahmen dieser Erfindung nicht gewünscht ist. Bei der Drucksenkung ist es erforderlich, dass gemäß dieser Erfindung beide Ventile, insbesondere das Systemventil der Hydraulikleitung und das Muffenventil des Muffenteils in ihrem geöffneten Zustand verbleiben. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass eine relativ langsame Fluidrückführung in Richtung des zweiten Hydrauliksystems geschaffen wird, welches durch das Stellelement, insbesondere durch die entsprechende geometrische Ausgestaltung der Ausnehmung, sei es durch die Öffnung oder durch die Nut, bewirkt wird.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass am Stellelement ein Durchströmquerschnitt für das Fluid bei Druckerhöhung und bei Drucksenkung vorliegt, wobei der Durchströmquerschnitt zumindest durch die Ausnehmung gebildet ist. Zudem ist es denkbar, dass das Stellelement derart ausgebildet ist, dass bei Druckerhöhung und bei Drucksenkung der Durchströmquerschnitt gleich groß ist. Das bedeutet, dass bei Drucksenkung und bei Druckerhöhung das Fluid durch die Öffnung und/oder durch die Nut entlang strömt und somit die Geometrie der Nut bzw. die Geometrie der Öffnung den Durchströmquerschnitt definieren.
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Alternativ ist es denkbar, dass das Stellelement derart ausgebildet ist, dass bei Druckerhöhung der Durchströmquerschnitt größer ist als der Durchströmquerschnitt bei Drucksenkung. Bei dieser Durchführungsalternative kann zeitlich eine schnellere Druckerhöhung erfolgen als eine Drucksenkung. Dieses wird dadurch bewirkt, dass das Stellelement dem Fluid bei der Druckerhöhung einen größeren Durchströmquerschnitt im Bereich des Stellelementes bietet als im Falle der Drucksenkung.
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In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme kann vorgesehen sein, dass das Stellelement innerhalb des Gehäuses bewegbar gelagert ist, wobei bei Druckerhöhung das Stellelement in einen ersten Arbeitsbereich und bei Drucksenkung in einen zweiten Arbeitsbereich bringbar ist. Das Stellelement kann z. B. über den entstehenden erhöhten Druck von seinem ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich bewegt werden. Die Bewegung kann auf translatorische Art und Weise erfolgen. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Stellelement verschwenkt und/oder rotatorisch zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsbereich bewegt wird. Entsprechend seiner Anordnung innerhalb des Gehäuses kann das Stellelement im ersten Arbeitsbereich einen Durchströmquerschnitt für das Fluid bieten, der unterschiedlich groß zum Durchströmquerschnitt ist, der im zweiten Arbeitsbereich dem Fluid vom Stellelement zur Verfügung gestellt wird.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann das Stellelement eine Stirnfläche aufweisen, die bei Drucksenkung derart am Gehäuse anliegt und bei Druckerhöhung beabstandet vom Gehäuse ist, so dass der Durchströmquerschnitt bei Drucksenkung kleiner ist als bei Druckerhöhung. Bei dieser Ausführungsvariante liegt die Stirnfläche abdichtend an einem definierten Abschnitt des Gehäuses an, sodass dem Fluid ein geringer Durchströmquerschnitt zur Verfügung gestellt wird. Liegt hingegen eine Druckerhöhung vor, befindet sich das Stellelement in dem ersten Arbeitsbereich, wobei die Stirnfläche losgelöst vom Gehäuse ist, sodass ein größerer Durchströmquerschnitt dem Fluid zur Verfügung steht.
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Das Vorliegen eines großen Durchströmquerschnittes bei Druckerhöhung hat vorteilhafterweise den Vorteil, dass eine zeitlich schnelle Öffnung des geschlossenen Systemventils der Hydraulikleitung erfolgen kann. Über den geringen Durchströmquerschnitt bei der Druckabsenkung wird vorteilhafterweise erreicht, dass zuverlässig beide Ventile, d. h. das Systemventil der Hydraulikleitung und das Muffenventil des Muffenteils geöffnet bleiben.
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Vorteilhafterweise kann das Stellelement metallisch sein und/oder plattenartig ausgebildet sein. Das Stellelement kann eckig, kreisrund, oval, konvex, konkav sein. Beispielsweise kann das Stellelement als Stanzteil ausgebildet sein. Im eingebauten Zustand innerhalb des Gehäuses können Freiflächen aufgrund der Geometrie des Stellelementes sich bilden, die bei Druckerhöhung und/oder bei Drucksenkung gemeinsam mit der Ausnehmung des Stellelementes einen Durchströmquerschnitt für das Fluid zur Verfügung stellen. In Abhängigkeit vom Arbeitsbereich des Stellelementes können die Freiflächen verschlossen sein oder nicht.
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Die oben genannte Aufgabe wird des Weiteren durch ein System gemäß des unabhängigen Anspruches 14 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen aufgeführt.
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Erfindungsgemäß ist ein System zum Entspannen einer mit einem Fluid unter Druck stehenden Hydraulikleitung eines ersten Hydrauliksystems vorgesehen, mit einer Kupplung, die das erste Hydrauliksystem mit einem zweiten Hydrauliksystem verbindet, wobei die Kupplung ein Steckerteil, das an das zweite Hydrauliksystem anschließbar ist, und ein mit einem Muffenventil ausgebildeten Muffenteil aufweist, in das ein Systemstecker mit einem geschlossenen Systemventil der Hydraulikleitung einkoppelbar ist, wobei dass im Gehäuse der Kupplung ein derart ausgebildetes Stellelement angeordnet ist, dass bei einem Koppeln des Systemsteckers mit dem Muffenteil das Muffenventil in einen geöffneten Zustand bringbar ist, wobei das Systemventil in einem geschlossenen Zustand verbleibt, das Stellelement eine vom zweiten Hydrauliksystem ausgehende Druckerhöhung im Muffenteil zulässt, wodurch ein Fluid vom zweiten Hydrauliksystem in das Muffenteil strömbar ist und das Systemventil der Hydraulikleitung in einen geöffneten Zustand bringbar ist, wobei das Muffenventil in dem geöffneten Zustand verbleibt, bei einer anschließend vom zweiten Hydrauliksystem ausgehenden Drucksenkung das Muffenventil und das Systemventil unverändert im geöffneten Zustand verbleiben, wobei das Fluid in Richtung des zweiten Hydrauliksystems so lange zurückströmbar ist, bis die Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems drucklos ist.
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Ebenfalls kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Muffenteil eine Kammer aufweist, in der das Muffenventil beweglich gelagert ist, wobei ein innerhalb der Kammer angeordnetes Federelement auf das Muffenventil wirkt, wobei der Systemstecker eine Kammer aufweist, in der das Systemventil beweglich gelagert ist, wobei ein innerhalb der Kammer des Systemsteckers angeordnetes Federelement auf das Systemventil wirkt, wobei die Federkraft des Federelementes des Muffenteils gleich groß zur Federkraft des Federelementes des Systemsteckers ist, wodurch sich nach der Druckerhöhung eine Schwimmstellung des Systemventils und des Muffenventils ergibt, bei der das Systemventil und das Muffenventil geöffnet verbleiben und ein gleich großer Druck in der Kammer des Systemsteckers und in der Kammer des Muffenteils sich einstellt. Besonders vorteilhaft ist, dass nach der Drucksenkung die Schwimmstellung verbleibt.
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Vorteilhafterweise kann das erste Hydrauliksystem eine zu ziehende Landmaschine sein und das zweite Hydrauliksystem eine ziehende Landmaschine, insbesondere ein Schlepper, sein. Hierbei ist es denkbar, dass der Schlepper als Traktor ausgeführt ist. Die zu ziehende Landmaschine kann z. B. ein Pflug oder ein Kipper, etc. sein.
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Erfindungsgemäß ist das Gehäuse der Kupplung so ausgebildet, dass das Stellelement austauschbar ist. Falls die Ausnehmung, insbesondere Öffnung oder Nut aufgrund von Partikeln innerhalb des Fluides sich zusetzen sollte, kann es von Vorteil sein, das Stellelement aus dem Gehäuse der Kupplung entnehmen zu können, um eine Reinigung des Stellelementes durchzuführen oder das Stellelement durch ein neues Stellelement auszutauschen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren durch ein Verfahren mit sämtlichen Merkmalen des Anspruches 18 gelöst. Die abhängigen Verfahrensansprüche stellen mögliche Ausführungsformen dar.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Entspannen einer mit einem Fluid unter Druck stehenden Hydraulikleitung eines ersten Hydrauliksystems vorgesehen, mit einer Kupplung, die das erste Hydrauliksystem mit einem zweiten Hydrauliksystem verbindet, wobei die Kupplung ein Steckerteil, das an das zweite Hydrauliksystem anschließbar ist und ein mit einem Muffenventil ausgebildeten Muffenteil aufweist, in das ein Systemstecker mit einem geschlossenen Systemventil der Hydraulikleitung einkoppelbar ist, wobei das im Gehäuse der Kupplung ein derart ausgebildetes Stellelement angeordnet ist, dass bei einem Koppeln des Systemsteckers mit dem Muffenteil das Muffenventil in einen geöffneten Zustand gebracht wird, wobei das Systemventil in einem geschlossenen Zustand verbleibt, das Stellelement eine vom zweiten Hydrauliksystem ausgehende Druckerhöhung im Muffenteil zulässt, wodurch ein Fluid vom zweiten Hydrauliksystem in das Muffenteil strömt und das Systemventil der Hydraulikleitung in einen geöffneten Zustand gebracht wird, wobei das Muffenventil in dem geöffneten Zustand verbleibt, bei einer anschließend vom zweiten Hydrauliksystem ausgehenden Drucksenkung das Muffenventil und das Systemventil unverändert im geöffneten Zustand verbleiben, wobei das Fluid in Richtung des zweiten Hydrauliksystems so lange zurückströmt, bis die Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems drucklos ist.
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Erfindungsgemäß kann die Kupplung von beiden Hydrauliksystemen gelöst werden und der Systemstecker der Hydraulikleitung an die Systemmuffe des zweiten Hydrauliksystems angeschlossen werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Kupplung befestigt am ersten und am zweiten Hydrauliksystem bleibt, so dass beide Systeme für den Normalbetrieb betrieben werden können. Alternativ und/oder zusätzlich kann bei Druckerhöhung das Steckerventil des Steckerteils sich öffnen und das Fluid in eine Kammer des Steckerteils und anschließend durch die Kupplung bis zur Kammer des Muffenteils strömen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupplung, die ein Steckerteil, ein Muffenteil, sowie ein Stellelement innerhalb ihres Gehäuses aufweist,
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2 eine vergrößerte Darstellung gemäß 1 in dem Bereich der Kupplung, in dem das Stellelement angeordnet ist,
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3 die Kupplung gemäß 1, die an einem ersten Hydrauliksystem angeschlossen ist,
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4 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches B gemäß 3, wobei eine Druckerhöhung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem im Muffenteil der Kupplung stattgefunden hat,
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplung, die an einem ersten und an einem zweiten Hydrauliksystem angeschlossen ist, wobei eine Druckerhöhung im Muffenteil vorliegt,
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6 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches B gemäß 5,
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7 das Ausführungsbeispiel gemäß 5, wobei eine Drucksenkung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem vorliegt,
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8 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A gemäß 6,
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9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stellelementes, das alternativ in eine Kupplung gemäß 3 oder 5 einsetzbar ist,
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10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stellelementes, welches in einer Kupplung gemäß 3 oder 5 eingesetzt werden kann und
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11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplung.
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In 3, 5 und 11 sind zwei im Wesentlichen wesensgleiche Kupplungen 10 gezeigt, die mit einem ersten Hydrauliksystem 100 und einem zweiten Hydrauliksystem 200 gekoppelt bzw. koppelbar sind. Das erste Hydrauliksystem 100 kann z. B. eine zu ziehende Landmaschine, insbesondere ein Pflug, eine Saatmaschine oder beispielsweise auch ein Kipper sein. Das zweite Hydrauliksystem 200 kann hingegen eine ziehende Landmaschine, insbesondere ein Schlepper, Trecker sein. Im Betriebszustand sind beide Hydrauliksysteme 100, 200 über eine Hydraulikleitung 110 miteinander verbunden, wobei das zweite Hydrauliksystem 200 aktiv das erste Hydrauliksystem 100 mit einem Fluid 12 „versorgt”. Die Verbindung beider Hydrauliksysteme 100, 200 erfolgt über eine Hydraulikleitung 110. Leider ist es denkbar, dass innerhalb dieser Hydraulikleitung 110 ein derart erhöhter Überdruck entstehen kann, welches beispielsweise über eine Sonneneinstrahlung verursacht werden kann, sodass es für den Benutzer äußerst schwierig ist, diese unter Druck stehende Hydraulikleitung 110 mit dem zweiten Hydrauliksystem 200 direkt zu koppeln. Dieses begründet sich dadurch, dass die Hydraulikleitung 110 mit einem Systemstecker 120 und einem Systemventil 121 ausgebildet ist, wobei dieses Systemventil 121 aufgrund des innerhalb der Hydraulikleitung 110 herrschenden Überdruck fest sich in einem geschlossenen Zustand 6 befindet.
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Der Systemstecker 120 weist eine Kammer 122 auf, wobei zudem ein Federelement 123 innerhalb der Kammer 122 angeordnet ist, welches gemäß 3, 5 und 11 auf das Systemventil 121 drückt. Innerhalb der Kammer 122 befindet sich das Fluid 12, welches einen erhöhten Druck hat. Dieser erhöhte Druck bewirkt, dass unter „normalen” Kraftaufwendungen der Systemstecker 120 beispielsweise in eine adäquate Systemmuffe 220 des zweiten Hydrauliksystems 200 nicht eingekoppelt werden kann. Der Einsatz dieser erfindungsgemäßen Kupplungen verhilft dem Benutzer, dass der Überdruck in der Hydraulikleitung 110 entspannt wird, sodass anschließend die Hydraulikleitung 110 ohne erhebliche Kraftanstrengungen mit ihrem Systemstecker 122 an der Systemmuffe 220 angeschlossen werden kann, worauf im Folgenden im Detail eingegangen wird.
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Die Kupplung 10 weist ein Steckerteil 20 und ein Muffenteil 40 auf. Gemäß der Ausführungsbeispiele in 3 und 5 weist das Steckerteil 20 ein linear verschiebbar gelagertes Steckerventil 21 auf, wobei ein Federelement 23 derart das Steckerventil 21 in Richtung des zweiten Hydrauliksystems 200 drückt, das das Steckerventil 21 im nicht gekoppelten Zustand mit dem System 200 in geschlossenem Zustand 4 verbleibt. Das Federelement 23 befindet sich in einer Kammer 22 des Steckerteils 20. Wenn das Steckerteil 20 mit einem Muffenteil 220 des Systems 200 gekoppelt wird (siehe 5) befindet sich das Steckerteil 20 im geöffneten Zustand 3, unabhängig, ob eine Druckbeaufschlagung des Systems 200 auf die Kupplung 10 eingebracht wurde.
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Das Muffenteil 40 hingegen ist mit einem Muffenventil 41 ausgebildet, welches gemäß 1 und 11 aufgrund eines innerhalb einer Kammer 42 wirkenden Federelements 43 in einem geschlossenen Zustand 2 sich befindet. Wenn nun gemäß 3, 5 oder 11 der Systemstecker 120 in das Muffenteil 40 hineingesteckt wird, drückt das Systemventil 121 das Muffenventil 41 in den geöffneten Zustand 1, der in 3 oder in 11 dargestellt ist. Aufgrund des wirkenden Überdruckes in der Hydraulikleitung 110 verbleibt das Systemventil 120 in seinem geschlossenen Zustand 6.
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Nachdem das Steckerteil 20 ebenfalls mit dem zweiten Hydrauliksystem 200 gekoppelt ist, kann über eine Druckerhöhung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem 200 ein derart hoher Druck in der Kammer 42 des Muffenteils 40 geschaffen werden, sodass gemäß 4 und 5 das Systemventil 121 aus seinem geschlossenen Zustand 6 in den geöffneten Zustand 5 überführt wird. Sowohl in 3 als auch in 4, 5 und 11 steht das Systemventil 121 direkt in Kontakt mit dem Muffenventil 41. Aufgrund der Druckerhöhung strömt Fluid 12 aus dem zweiten Hydrauliksystem 200 entlang eines Strömungsweges in die Kammer 42 des Muffenteils 40, welches durch die schematisch dargestellten Pfeile in 5 gezeigt ist. Da beide Ventile 41, 121 geöffnet sind, stellt sich ein Druckausgleich in den Kammern 42, 122 ein. Gemäß 5 strömt das Fluid 12 aus dem Hydrauliksystem 200 durch das geöffnete Steckerventil 21 in die Kammer 42 des Muffenteils 40. In 11 ist das Steckerteil 20 mit einem Schlauch oder Rohr des zweiten Hydrauliksystems 200 verbunden, so dass das Fluid 12 über eine Druckerhöhung wie gemäß 3 und 5 in die Kammer 42 strömen kann. Das Besondere des Ausführungsbeispiels gemäß 11 ist, dass diese Kupplung 10 als stationäre Lösung dient, das bedeutet, dass nach der Druckentspannung in der Leitung 110 die Kupplung 10 zwischen beiden Hydrauliksystemen 100, 200 angeschlossen bleiben kann und eine Versorgung des ersten Hydrauliksystems 100 durch das zweite Hydrauliksystem 200 mit dem Fluid 12 erfolgen kann.
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Innerhalb des Strömungsweges des Fluides 12 befindet sich ein Stellelement 60, welches bei der Druckerhöhung dem Fluid 12 einen Durchströmquerschnitt 62 bietet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Stellelement 60 mittig eine Ausnehmung 61 auf, durch die das Fluid 12 bei Druckerhöhung in Richtung des Muffenteils 40 strömen kann. Diese Ausnehmung 61 ist als Bohrung oder Öffnung 61 ausgebildet. Die Ausnehmung 61 definiert gemäß 2 den Durchströmquerschnitt 62, durch den das Fluid 12 in Richtung des Muffenteils 40 strömen kann. Erfolgt nun eine Drucksenkung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem 200, kann das Fluid 12, welches im Überdruck in der Hydraulikleitung 110, sowie in den Kammern 42, 122 sich befindet, nur über die kleine Ausnehmung 61 des Stellelementes 60 in Richtung des zweiten Hydrauliksystems 200 entweichen. Da beide Federelemente 43, 123 eine gleich große Kraft jeweils auf ihr Ventil 121, 41 ausüben, kann der Überdruck in der Hydraulikleitung 110 vollständig abgebaut werden, in dem das Fluid 12 durch die Ausnehmung 61 in Richtung des zweiten Hydrauliksystems 200 strömt, ohne dass beide Ventile 41, 121 ihre Position gemäß 4 verlieren. Das bedeutet, dass im völlig drucklosen Zustand der Hydraulikleitung 110 das Muffenventil 41 sowie das Systemventil 121 ihren geöffneten Zustand 1, 5 weiter behalten, der in 4 gezeigt ist. Anschließend kann die Kupplung 10 vom Gesamtsystem 80 entfernt werden. Die Hydraulikleitung 110 kann im Anschluss ohne Mühe direkt in die Systemmuffe 220 des zweiten Hydrauliksystem 200 eingesteckt werden.
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Gemäß 5 und 11 weist das Stellelement 60 eine weitere Ausführungsform auf, die im Folgenden beschrieben wird: Das Stellelement 60 weist wie im Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 2 mittig eine Ausnehmung 61 auf, die den Durchströmquerschnitt 62 für das Fluid 12 definiert. Zusätzlich weist das Stelleelement 60 Freiflächen 66 auf, die den Durchströmquerschnitt 62 für das Fluid 12 bei Druckerhöhung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem 200 wesentlich erhöhen. Wie 6 und 8 verdeutlichen kann bei Druckerhöhung das Fluid 12 sowohl durch die Ausnehmung 61 als auch durch die Freiflächen 66 in Richtung des Muffenteils 40 strömen. Hierbei liegt das Stellelement 60 mit seinem Fußbereich 67 an einer Gehäusewandung 13 an, wobei gleichzeitig das Stellelement 60 eine Stirnfläche 65 aufweist, die zu einer benachbarten Gehäusewandung 14 beabstandet ist. Gemäß 5, 6 und 11 befindet sich das Stellelement 60 in einem ersten Arbeitsbereich 63. Aufgrund der Druckerhöhung übt das Fluid 12 auf die Stirnfläche 65 eine derartige Kraft aus, sodass das Stellelement 60 mit seinem Fußbereich 67 kontaktierend an der Gehäusewandung 13 verbleibt. Bei Drucksenkung übt das Fluid 12 auf die Innenwandung 68 des Stellelementes 60 eine Kraft aus, sodass das Stellelement 60 in den zweiten Arbeitsbereich 64 gemäß 7 verfährt. Im zweiten Arbeitsbereich 64 liegt die Stirnfläche 65 direkt an der Gehäusewandung 14 an, sodass hierdurch der Durchströmquerschnitt 62 für das Fluid 12 wesentlich reduziert wird. Dem Fluid 12 steht lediglich der Durchströmquerschnitt 62 zur Verfügung, der durch die Ausnehmung 61 definiert ist. Die Freiflächen 66 bieten dem Fluid 12 keine Möglichkeit, in Richtung des zweiten Hydrauliksystems 200 zu strömen, da die Stirnfläche 65 abdichtend an der Gehäusewandung 65 anliegt und lediglich ein Strömungsweg des Fluides 12 durch die Ausnehmung 61 möglich ist. Durch dieses Ausführungsbeispiel wird bezweckt, dass schnell eine Druckerhöhung im Muffenteil 40 erreicht werden kann, wobei beide Ventile 41, 121 sich in ihrem geöffneten Zustand 40, 120 befinden bzw. gebracht werden. Damit beide Ventile 41, 121 in dem Schwimmzustand gemäß 4 bzw. 5 verbleiben, während eine Drucksenkung ausgehend vom zweiten Hydrauliksystem eingeleitet wird, ist es notwendig, dass der Durchströmquerschnitt am Stellelement 60 für das Fluid 12 gering ist.
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Gemäß des Ausführungsbeispieles gemäß 2 kann das Stellelement 60 zwei Arbeitsbereiche 63, 64 einnehmen, wobei in 2 der erste Arbeitsbereich 63 gezeigt ist, der sich bei Druckerhöhung einstellt. Bei Drucksenkung bewegt sich das Stellelement 60 in Richtung des zweiten Hydrauliksystems, wobei die Stirnfläche 65 an der Gehäusewandung 14 anliegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchströmquerschnitt für das Fluid bei Drucksenkung und bei Druckerhöhung gleich groß.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 9 und 10 gezeigt, wobei die Ausnehmung 61 des Stellelementes 60 in Form einer Nut 61 ausgebildet ist, die entlang der Seite des Stellelementes 60 verläuft, die dem zweiten Hydrauliksystem 200 zugewandt ist. Die Nut 61 stellt für das Fluid 12 einen Strömungsweg in Richtung Freifläche 66 dar. Bei Druckerhöhung befindet sich das Stellelement 60 in einem ersten Arbeitsbereich 63, der in 6 gezeigt ist. Das bedeutet, dass das Fluid 12 durch die drei Freiflächen 66 sowie entlang der Nut 61 in Richtung des Muffenteils 40 strömen kann. Bei Drucksenkung verschiebt sich das Stellelement 60 in eine Position, die in 7 gezeigt ist. Das Fluid 12 drückt an der Innenwandung 68 des Stellelementes 60, sodass die Freiflächen 66 durch die an der Gehäusewandung 14 anliegende Stirnfläche 65 abgedichtet sind, sodass lediglich das Fluid 12 entlang der Nut 61 vom Muffenteil 40 in Richtung des zweiten Hydrauliksystems 200 strömen kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein schnelles Druckerhöhen und ein langsames Drucksenken durch das erfindungsgemäße Stellelement 60 erzielt.
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Die Öffnung 61 gemäß 2 und 8 kann jegliche geometrische Formen, wie rund, oval, eckig, etc. aufweisen. Ebenfalls ist es denkbar, dass mehrere Ausnehmungen 61 im Stellelement 60 vorgesehen sind.
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Die geometrische Form der Nut 61 gemäß des Ausführungsbeispieles aus 9 kann eckig, rund, oval etc. sein. Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform des Stellelementes 60 mit der Nut gemäß 9 ist, dass ein Zusetzen der Nut 61 aufgrund von Verschmutzungen im Fluid 12 weniger häufig auftreten kann, als bei einer Öffnung 61 gemäß 2 oder 8. Auch das Ausführungsbeispiel gemäß 9 kann derart weiter ausgebildet sein, dass mehrere Nuten 61, beispielsweise zwei oder drei vorgesehen sind, die den Durchströmquerschnitt 62 für das Fluid 12 definieren.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Anschlag 44 im Muffenteil 40 sowie ein Anschlag 124 im Systemstecker 120 vorgesehen. Die Anschläge 44, 124 dienen dazu, dass die Ventile 41, 121 in ihrem Bewegungsweg limitiert sind.
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Wie in 1, 3 und 5 gezeigt ist, weist die Kupplung 10 zwei Abdeckungen 15a und 15b auf, die zueinander außenseitig am Gehäuse 11 angeordnet sind. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind die Abdeckungen 15a und 15b über eine Rastverbindung am Gehäuse 11 befestigt. Die Abdeckungen 15a und 15b weisen außenseitig, gut sichtbar für den Benutzer, Markierungen auf. Die Markierungen dienen als Orientierungshilfe für den Benutzer, und zwar wie herum die Kupplung 10 an das erste und das zweite Hydrauliksystem 100, 200 zu stecken ist. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Markierung der Abdeckung 15a das Zeichen „+” trägt und die Markierung der Abdeckung 15b „–” trägt.
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Die Abdeckungen 15a, 15b können ebenfalls am Ausführungsbeispiel gemäß 11 angebracht werden. Zudem sind die Ausführungsbeispiele gemäß 2, 6, 8 bis 10 bezüglich des Stellelementes 60 auf das Ausführungsbeispiel nach 11 übertragbar. Ferner entspricht die Funktionsweise der Kupplung 10 im Wesentlichen den Ausführungen gemäß 1 bis 10. Der einzige Unterschied besteht lediglich darin, dass das Steckerteil 20 ohne Steckerventil 21 auskommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- geöffneter Zustand von 40
- 2
- geschlossener Zustand von 40
- 3
- geöffneter Zustand von 20
- 4
- geschlossener Zustand von 20
- 5
- geöffneter Zustand von 120
- 6
- geschlossener Zustand von 120
- 10
- Kupplung
- 11
- Gehäuse
- 12
- Fluid
- 13
- Gehäusewandung
- 14
- Gehäusewandung
- 15a
- Abdeckung, Markierung
- 15b
- Abdeckung, Markierung
- 20
- Steckerteil
- 21
- Steckerventil
- 22
- Kammer
- 23
- Federelement
- 40
- Muffenteil
- 41
- Muffenventil
- 42
- Kammer
- 43
- Federelement
- 44
- Anschlag
- 60
- Stellelement
- 61
- Ausnehmung, Öffnung, Nut
- 62
- Durchströmquerschnitt
- 63
- erster Arbeitsbereich bei Druckerhöhung
- 64
- zweiter Arbeitsbereich bei Drucksenkung
- 65
- Stirnfläche
- 66
- Freifläche
- 67
- Fußbereich
- 68
- Innenwandung
- 80
- System
- 100
- erstes Hydrauliksystem
- 110
- Hydraulikleitung
- 120
- Systemstecker
- 121
- Systemventil
- 122
- Kammer
- 123
- Federelement
- 124
- Anschlag
- 200
- zweites Hydrauliksystem
- 220
- Systemmuffe, Muffenteil
