DE19717820C1

DE19717820C1 - Kupplungsmuffe für eine Hydraulikkupplung

Info

Publication number: DE19717820C1
Application number: DE1997117820
Authority: DE
Inventors: Gustav Schumacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1997-04-26
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2017-04-27
Also published as: IT1299012B1; ITMI980712A1; FR2762661B1; US5988216A; FR2762661A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsmuffe für eine Hydraulik kupplung mit Mitteln zur Aufnahme und Arretierung eines Kupp lungssteckers, der ein Steckerventil aufweist, mit einem Ventil sitz und einem dazu entlang einer Längsachse in eine Offenstel lung oder eine Schließstellung bringbaren, zur Schließstellung hin durch eine Schließfeder beaufschlagten Ventilkörper, mit einem den Ventilkörper in Richtung der Längsachse durchdringen den und durch eine Durchtrittsbohrung im Ventilkörper zur Auf nahme austretenden Schaltstift zum Öffnen des Steckerventils, mit einem Muffenventil, einem zwischen Muffenventil und Ventil sitz für den Ventilkörper befindlichen Muffenraum, mit einem zwischen zwei Stellungen schwenkverstellbaren Schaltglied, wobei zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem muffenseitigen Druckmittelanschluß und dem Kupplungsstecker das Schaltglied bei in der Aufnahme arretiertem Kupplungsstecker zur Verstellung des Ventilkörpers entgegen der Kraft der Schließfeder, zur Verstel lung des Muffenventils in die Offenstellung und zur Verstellung des Schaltstiftes in die Aufnahme gegen die Kraft einer ihn be aufschlagenden Öffnungsfeder zur Öffnung des Steckerventils dient, und welches in einer der Offenstellung entsprechenden Schwenkstellung und bei entkuppeltem Kupplungsstecker eine selbsttätige Überführung von Ventilkörper und Muffenventil in eine Schließstellung zuläßt und wobei dem Ventilkörper eine Weichdichtung zugeordnet ist, welche im Bereich der Durchtritts bohrung angeordnet ist und zu dem aus dem Ventilkörper austre tenden Stiftabschnitt des Schaltstiftes abdichtet.

Eine derartige Kupplungsmuffe ist in der DE 43 18 840 C2 be schrieben.

Für den Fall, daß unbeabsichtigt ein Kupplungsstecker aus der Kupplungsmuffe bei offengeschalteten Ventilkörper herausgezogen wird oder aber die Kupplungsmuffe durch unbeabsichtigte Betäti gung des Schaltgliedes im entkuppelten Zustand eines Kupplungs steckers aus der Schließstellung in die Offenstellung überführt wird, ergibt sich aufgrund des Langloches im Schaltglied zwar eine Schließposition für den Ventilkörper gegenüber dem Ventil sitz in der Kupplungsmuffe und ein Schließen des Muffenventils, jedoch gestaltet sich die anschließende Rückstellung des Schalt gliedes in die Schließstellung schwierig, weil zunächst der Schaltstift entgegen dem im System anstehenden Druck im Muffen raum bewegt werden muß. Dies ist insbesondere dann schwierig, wenn in der Zuleitung vor dem Muffenventil ein Blockventil oder dergleichen Schaltventil vorhanden ist, welches sich in der Sperrstellung befindet, so daß eine nicht komprimierbare Druck säule vorhanden ist. Der im Muffenraum anstehende Druck kann dann auch nicht durch Öffnen des Muffenventiles unter dem Druck abgebaut werden.

Um eine Bewegung des Ventilkörpers in die Offenstellung zu er leichtern, ist in der nicht vorveröffentlichten DE 196 19 839 C1 beschrieben, daß in einem Schaftabschnitt, der durch die Durch trittsbohrung im Ventilkörper in Richtung auf den Aufnahmeraum zur Aufnahme des Kupplungssteckers aus dem Ventilkörper her ausbewegt wird, ein oder mehrere sich zur Längsachse parallel erstreckende Nuten auf der Außenfläche oder ein im Durchmesser abgesetzter Abschnitt vorzusehen sind, die bei einer entspre chenden Stellung des Schaltstiftes zur Durchtrittsbohrung dafür sorgen, daß Druckmittel aus dem Muffenraum in den Aufnahmeraum entweichen kann. Bei einer weiteren dort beschriebenen Lösung ist eine metallische Dichtung vorgesehen, und zwar in Form eines Kegelsitzes, der an einer entsprechenden Kante der Durchtritts bohrung im Ventilkörper zur Anlage kommt, wenn sich die Kupp lungsmuffe in der Schließstellung befindet. Wird der Schaltstift jedoch aus seiner Schließstellung in die Offenstellung bewegt, kann zwischen der Wandung der Durchtrittsbohrung und seinem Außenumfang Druckmittel aus dem Muffenraum austreten. Dies ist ebenfalls dann der Fall, wenn die Kupplungsmuffe bei entferntem Kupplungsstecker unbeabsichtigt geöffnet wird und sich der Schaltstift in seiner vorgeschobenen Position befindet. Zwar erleichtern die vorbeschriebenen Maßnahmen das Einkuppeln, aber es entsteht eine Undichtigkeit, die zum Austritt des im Muffen raum befindlichen Druckmittels führt, was in der Größenordnung von einigen Kubikzentimetern liegt und was nicht gewünscht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs muffe zu schaffen, bei der auch dann, wenn unbeabsichtigt eine Überführung des Schaltgliedes in die Offenstellung erfolgte, Leckverluste auf ein Minimum reduziert werden und trotzdem ein leichtes Bewegen in die Offenstellung gegen den im Muffenraum anstehenden Druck möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaltstift einen zu seiner kupplungssteckerseitigen Stirnfläche und zum Muffenraum offenen Durchlaßkanal aufweist, in dem ein Öffnungsventil angeordnet ist, das einen Ventilsitz und einen Öffnungsventilkörper umfaßt, der von einer Druckfeder gegen den im Muffenraum herrschenden Druck zur Anlage an dem Ventilsitz beaufschlagt ist.

Von Vorteil ist, daß ein leichtes Öffnen durch das Öffnungs ventil erzielt wird. Dies ist recht klein bemessen und nur den Anteil an Druckmitteln nach außen in die Aufnahme der Kupplungs muffe beim Zurückführen des Schaltgliedes in die Schließposi tion, wenn dieses versehentlich in die Offenposition überführt wurde oder der Kupplungsstecker bei offengeschaltetem Ventil herausgezogen wurde, läßt es nur eine geringe Menge an Druck mittel austreten, die einem Volumen entspricht, welches sich aus der Lageveränderung des Schaltstiftes in den Muffenraum hinein ergibt, also sich aus dem verstellten Querschnitt des Schalt stiftes ergibt.

Die Schließkraft der den Öffnungsventilkörper beaufschlagenden Druckfeder ist lediglich so zu bemessen, daß sie das Öffnungs ventil gegen den im Muffenraum anstehenden Druck schließt, aber eine Rückstellung des Schaltgliedes zuläßt.

In Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schalt stift eine Bohrung aufweist, welche zusammen mit einer darin eingesetzten Hülse einen Aufnahmeraum für den Öffnungsventilkör per und die ihn beaufschlagende Druckfeder bildet, und daß die Hülse den Ventilsitz für den Öffnungsventilkörper aufweist. Da bei ist der Hülse ein Kragen angeformt. Die Öffnung des Durch laßkanals zum Muffenraum ist in dessen freier Stirnfläche ange ordnet. Dieser dient als Anlagefläche für eine der Schaltflächen des Schaltgliedes bei der entsprechenden Stellung des Schalt gliedes. Ferner kann der Kragen zur Abstützung der Öffnungsfeder genutzt werden.

Vorzugsweise sitzt der Schaltstift mit der Öffnungsfeder in einem Bohrungsabschnitt des Ventilkörpers ein. Von diesem geht muffenraumseitig die Durchtrittsbohrung aus, die in der Stirn fläche des Ventilkörpers endet.

Eine günstige Anordnung der Weichdichtung ergibt sich, wenn die se in einer Eindrehung aufgenommen ist, die zwischen dem Boh rungsabschnitt und der Durchtrittsbohrung angeordnet ist. Die Dichtung kann dann durch eine Scheibe in der Eindrehung gehalten werden, gegen welche sich die Öffnungsfeder abstützt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand derselben näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Kupplungsmuffe in Schließstellung des Schaltgliedes und des Ventilkörpers, im Längs schnitt und

Fig. 2 die Kupplungsmuffe gemäß Fig. 1, wobei sich das Schaltglied in Offenstellung befindet und der Schaltstift sich ebenfalls in einer der Offen stellung entsprechenden Stellung befindet, wobei er in den Aufnahmeraum ragt und die Zuordnung eines Kupplungssteckers, der sich vor der Auf nahme der Kupplungsmuffe befindet.

In der Fig. 1 ist die Kupplungsmuffe 1 dargestellt. Die Kupp lungsmuffe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mehrteilig ausgebildet ist und einen ersten Gehäuseabschnitt 2' aufweist, der den Grundkörper bildet, an dessen einem Ende über eine Gewindever bindung und mittels Dichtungen abgedichtet ein zweiter Gehäuse abschnitt 2'' angeschlossen ist, welcher eine Aufnahme 6 zum Einkuppeln und Arretieren eines Kupplungssteckers aufweist. Zur Arretierung eines solchen Kupplungssteckers dient eine Riegel hülse 3, welche Sperrkugeln 5, die in radialen Bohrungen des zweiten Gehäuseabschnittes 2'' verstellbar sind, entweder gegen radiales Ausweichen sichert oder diese zur Freigabe oder zum Einkuppeln des Kupplungssteckers radial nach außen ausweichen läßt. Dabei ist die Riegelhülse 3 zu ihrer Grundstellung hin, in der die Sperrkugeln 5 verriegelt sind, durch eine Riegelfeder 4 beaufschlagt. Die Riegelhülse 3 ist entlang der Längsachse 7 verstellbar am Gehäuse 2 festgelegt.

An das andere Ende des ersten Gehäuseabschnittes 2' ist der dritte Gehäuseabschnitt 2''' angeschlossen. Er ist ebenfalls über eine Gewindeverbindung mit dem ersten Gehäuseabschnitt 2' und Dichtungen dicht verbunden. In dem zweiten Gehäuseabschnitt 2'' ist eine Bohrung vorgesehen, in der sich zur Aufnahme 6 hin der Ventilsitz 8 befindet. In der Bohrung ist ein Ventilkörper mit seiner Außenfläche 14 verstellbar in Richtung der Längsachse 7 aufgenommen. Zur Abdichtung gegenüber dem Ventilsitz 8 besitzt der Ventilkörper 9 eine kegelig verlaufende Dichtfläche 13. Im Querschnitt gesehen, ist die Außenfläche 14 mit Abflachungen versehen, die sich über die von der kegeligen Dichtfläche 13 bis zu dem aus der Bohrung des zweiten Gehäuseabschnitt 2'' austre tenden Bereich erstrecken und dann, wenn der Ventilkörper 9 mit seiner Dichtfläche 13 außer Anlage zum Ventilsitz 8 ist, Druck mittel durchtreten zu lassen. Der Ventilkörper 9 weist eine Boh rungsstufe 10 auf, von der die Durchtrittsbohrung 11 ausgeht. Die Durchtrittsbohrung 11 ist zur Stirnfläche 12 des Ventilkör pers 9 offen. Zwischen der Bohrungsstufe 10 und der Durchtritts bohrung 11 befindet sich eine Eindrehung 15. In der Bohrungsstu fe 10 ist ein Schaltstift 16 entlang der Längsachse 7 verstell bar aufgenommen. Er weist einen Stiftabschnitt 18 auf, der zy lindrisch gestaltet ist und der in der dargestellten Schließpo sition bis in die Durchtrittsbohrung 11 hineinragt. Zur Abdich tung zwischen Ventilkörper 9 und dem Stiftabschnitt 18 ist in der Eindrehung 15 eine Weichdichtung 19 aufgenommen. Der Schalt stift 16 weist ferner einen Aufnahmeabschnitt 20 auf, der zum Stiftabschnitt 18 im Durchmesser vergrößert ist und eine Ge windebohrung 23 besitzt. In diese ist eine Hülse 24 mit einem Außengewinde eingeschraubt. Die Hülse 24 weist einen Kragen 27 auf, welcher als Abstützbasis für eine Öffnungsfeder 40 dient, die sich mit ihrem anderen Ende unter Zwischenschaltung einer Scheibe 39 am Ende der Bohrungsstufe 10 des Ventilkörpers 9 ab stützt und den Schaltstift 16 in eine nach rechts verschobene Schließstellung beaufschlagt. Der Schaltstift 16 weist ferner einen Durchlaßkanal 17 auf, der von seiner der Stirnfläche 12 benachbarten Stirnfläche bis zur Stirnfläche 28 des Kragen 27 der Hülse 24 reicht. Dabei ist der Durchlaßkanal 17 in einem Bereich vergrößert, und es wird hierdurch ein Aufnahmebereich für eine Druckfeder 22 und einen Öffnungsventilkörper 21 ge bildet, der eine kegelige Dichtfläche aufweist, die zu einem Ventilsitz 26 beaufschlagt ist. Der Öffnungsventilkörper 21 ist mit seiner zylindrischer Außenfläche in einer Aufnahmebohrung 25 der Hülse 24 entlang der Längsachse 7 verstellbar geführt. Er weist nicht sichtbare Abflachungen oder Kanäle oder einen zur Aufnahmebohrung 25 verringerten Außendurchmesser auf, so daß Druckmittel von einem zum anderen Ende des Durchlaßkanals 17 durchtreten kann.

Zur Betätigung des Ventilkörpers 9 ist ein Schaltglied 30 vorge sehen, das mittels einer Schaltwelle 29, die quer durch den er sten Gehäuseabschnitt 2' hindurchgeführt und mit einem Betäti gungsglied versehen ist, das nicht dargestellt ist, verstellt werden kann. Das Schaltglied 30 ist in einem Ausschnitt des Ven tilkörpers 9 aufgenommen, der gabelartig gestaltet ist und am Ende durch eine Brücke 34 geschlossen ist. Das Schaltglied 30 weist auf seiner Außenfläche Schaltflächen 33, 33', 33'' auf, von denen in der dargestellten Schließstellung die Schaltfläche 33'' in Kontakt zu der eine Anlagefläche bildenden Stirnfläche 28 des Schaltstiftes 16 ist. Der Schaltstift 16 und die ihn durch eine Gewindeverbindung zugeordnete Hülse 24 verhalten sich wie ein Bauteil. Sie werden durch die Öffnungsfeder 40 mit der Stirnfläche 28 in Anlage zu einer der Schaltflächen 33, 33'' gehalten. Die Schaltfläche 33' dient zur Beaufschlagung der Schaltfläche 32 der Brücke 34. Diese wiederum dient zur Betäti gung des Muffenventiles 36, das einen Durchgang zum Druckmit telanschluß 38 in geöffneter Stellung bewirkt.

Der Ventilkörper 9 ist durch eine Schließfeder 35 in Richtung der Längsachse 7 derart beaufschlagt, daß die Dichtfläche 13 in Anlage zum Ventilsitz 8 gehalten wird. Ferner weist das Schalt glied 30 ein Langloch 31 auf, durch das die Schaltwelle 29 hin durchgeführt ist. In der Schließstellung ist dieses Langloch 31 so orientiert, daß entlang der Längsachse 7 keine Verstellung zwischen dem Schaltglied 30 und der Schaltwelle 29 möglich ist. Wird nun versehentlich das Schaltglied 30 so bewegt, daß die Kupplungsmuffe offen geschaltet würde, wenn sich kein Kupplungs stecker in der Aufnahme 6 befinden würde, so kommt bei Drehver stellung die Schaltfläche 33' mit der Schaltfläche 32 der Brücke 34 des Ventilkörpers 9 in Kontakt und versucht diesen in Rich tung B zu verstellen. Gleichzeitig wird durch Kontakt zwischen der Schaltfläche 30 und der als Anlagefläche dienenden Stirn fläche 28 des Kragens 27 der mit dem Schaltstift 16 verbundenen Hülse 24 der Schaltstift 16 in Richtung A gegen die Kraft der Öffnungsfeder 40 verstellt. Eine Verstellung des Ventilkörpers 9 in Richtung B kann jedoch nicht erfolgen, weil die Kraft der Schließfeder 35 im Verhältnis zur Kraft der Öffnungsfeder 40 überwiegt, und es erfolgt lediglich eine Verstellung des Schalt stiftes 16, so daß dieser über die Stirnfläche 12 vortritt, und zwar in einer Größenordnung, welche den Weg zur Öffnung des Steckerventils und dem zur Bewegung des Ventilkörpers 9 in die Offenstellung umfaßt. Wäre ein Kupplungsstecker in der Aufnahme arretiert, würde sich eine entsprechende Gegenkraft aufbauen, so daß eine Verstellung des Ventilkörpers 9 in Richtung B erfolgen würde. So erfolgt eine Relativverstellung des Schaltgliedes 30 mit dem Schaltstift 16 in Richtung A im Rahmen des Langloches 31, wobei das Schaltglied 30 eine kombinierte Schwenk- und Längsverstellung entlang der Längsachse 7 ausführt. Dies ge schieht, bis die in Fig. 2 dargestellte Offenposition hinsicht lich des Schaltgliedes 30 erzielt ist. In diesem Zustand ist der Ventilkörper 9 mit seiner Dichtfläche 13 weiterhin in Anlage zum Ventilsitz 8 und das Muffenventil 36 weiter geschlossen, so daß kein Druckmittel aus dem Muffenraum 37, der zwischen dem Ventil sitz 8 und dem Muffenventil 36 gebildet ist, entweichen kann. Soll bei der in Fig. 2 dargestellten Position des Schaltgliedes 30 nunmehr der Kupplungsstecker 41 eingeführt werden, muß das Schaltglied 30 zunächst in die Ausgangsposition gemäß Fig. 1 zurückgeführt werden, wobei der Schaltstift 16 mittels der Kraft der Öffnungsfeder 40 wieder in Richtung B wandern muß, was gegen die im Muffenraum 37 anstehende Flüssigkeitssäule, die nicht zum Anschluß 38 hin ausweichen kann, erfolgen muß. Hierzu dient das Öffnungsventil, dessen Öffnungsventilkörper 21 gegen die Kraft der Druckfeder 22 vom Ventilsitz 26 abhebt und den Austritt einer geringen Menge von Druckmittel aus dem Muffenraum 37 in Richtung Aufnahme 6 zuläßt, und zwar um einen Betrag, der einem aus der Stirnfläche 12 des Ventilkörpers 9 vortretenden Volumen des Stiftabschnittes 18 entspricht.

Bezugszeichenliste

1

Kupplungsmuffe

2

Gehäuse

2'

erster Gehäuseabschnitt

2''

zweiter Gehäuseabschnitt

2'''

dritter Gehäuseabschnitt

3

Riegelhülse

4

Riegelfeder

5

Sperrkugeln

6

Aufnahme

7

Längsachse

8

Ventilsitz

9

Ventilkörper

10

Bohrungsstufe

11

Durchtrittsbohrung

12

Stirnfläche

13

Dichtfläche

14

Außenfläche

15

Eindrehung

16

Schaltstift

17

Durchlaßkanal

18

Stiftabschnitt

19

Weichdichtung

20

Aufnahmeabschnitt

21

Öffnungsventilkörper

22

Druckfeder

23

Gewindebohrung

24

Hülse

25

Bohrung

26

Ventilsitz

27

Kragen

28

Stirnfläche

29

Schaltwelle

30

Schaltglied

31

Langloch

32

Schaltfläche

33,

33

',

33

'' Schaltfläche

34

Brücke

35

Schließfeder

36

Muffenventil

37

Muffenraum

38

Druckanschluß

39

Scheibe

40

Öffnungsfeder

41

Kupplungsstecker

42

Steckerventil

Claims

1. Kupplungsmuffe (1) für eine Hydraulikkupplung mit Mitteln zur Aufnahme und Arretierung eines Kupplungssteckers (41), der ein Steckerventil (42) aufweist, mit einem Ventilsitz (8) und einem dazu entlang einer Längsachse (7) in eine Offenstellung oder eine Schließstellung bringbaren, zur Schließstellung hin durch eine Schließfeder (35) beauf schlagten Ventilkörper (9), mit einem den Ventilkörper (9) in Richtung der Längsachse (7) durchdringenden und durch eine Durchtrittsbohrung (11) im Ventilkörper (9) zur Auf nahme (6) austretenden Schaltstift (16) zum Öffnen des Steckerventils (42), mit einem Muffenventil (36), einem zwischen Muffenventil (36) und Ventilsitz (8) für den Ven tilkörper (9) befindlichen Muffenraum (37), mit einem zwi schen zwei Stellungen schwenkverstellbaren Schaltglied (30), wobei zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem muffenseitigen Druckmittelanschluß (38) und dem Kupplungs stecker (41) das Schaltglied (30) bei in der Aufnahme (6) arretiertem Kupplungsstecker (41) zur Verstellung des Ven tilkörpers (9) entgegen der Kraft der Schließfeder (35), zur Verstellung des Muffenventils (36) in die Offenstellung und zur Verstellung des Schaltstiftes (16) in die Aufnahme (6) gegen die Kraft einer ihn beaufschlagenden Öffnungsfe der (40) zur Öffnung des Steckerventils (42) dient, und welches in einer der Offenstellung entsprechenden Schwenk stellung und bei entkuppeltem Kupplungsstecker (41) eine selbsttätige Überführung von Ventilkörper (9) und Muffen ventil (36) in eine Schließstellung zuläßt, und wobei dem Ventilkörper (9) eine Weichdichtung (19) zugeordnet ist, welche im Bereich der Durchtrittsbohrung (11) angeordnet ist und zu dem aus dem Ventilkörper (9) austretenden Stift abschnitt (18) des Schaltstiftes (16) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (16) einen zu seiner kupplungsstecker seitigen Stirnfläche und zum Muffenraum (37) offenen Durch laßkanal (17) aufweist, in dem ein Öffnungsventil angeord net ist, das einen Ventilsitz (26) und einen Öffnungsven tilkörper (21) umfaßt, der von einer Druckfeder (22) gegen den im Muffenraum (37) herrschenden Druck zur Anlage an dem Ventilsitz (26) beaufschlagt ist.

2. Kupplungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (16) eine Bohrung (23) aufweist, welche zusammen mit einer darin eingesetzten Hülse (24) einen Auf nahmeraum für den Öffnungsventilkörper (21) und die ihn be aufschlagende Druckfeder (22) bildet, und daß die Hülse (24) den Ventilsitz (26) für den Öffnungsventilkörper (21) aufweist.

3. Kupplungsmuffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) einen Kragen (27) aufweist, in dessen freier Stirnfläche (28) die Öffnung des Durchlaßkanals (17) zum Muffenraum (37) angeordnet ist, und welche als Anlage fläche für Schaltflächen (33, 33'') des Schaltgliedes (30) dient, und daß der Kragen (27) zur Abstützung der Öffnungs feder (40) dient.

4. Kupplungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (16) mit der Öffnungsfeder (40) in einem Bohrungsabschnitt (10) des Ventilkörpers (9) ein sitzt, von dem die Durchtrittsbohrung (11) muffenraumseitig ausgeht.

5. Kupplungsmuffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichdichtung (19) in einer Eindrehung (15) zwi schen Bohrungsabschnitt (10) und Durchtrittsbohrung (11) aufgenommen ist und durch eine Scheibe (39) gehalten ist, gegen welche sich die Öffnungsfeder (40) abstützt.