DE3626882C2 - Schnell lösbares, aufnehmendes Kupplungsstück - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein schnell lösbares, aufnehmendes Kupplungsstück nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1. Schnell lösbare Kupplungen werden beispiels­ weise zum Verbindung von Leitungen oder Schläuchen benötigt, welche Hydraulikmittel führen. Eine typische Anwendung be­ trifft die in der Landwirtschaft eingesetzten Taktoren, an deren Hydrauliksystem irgendwelche Zusatzgeräte anschließ­ bar sind.

Ein schnell lösbares, aufnehmendes Kupplungsstück dieser Art ist im wesentlichen aus der Deutschen Auslegeschrift 12 10 276 bekannt. Nach diesem Dokument soll eine Schlauch­ kupplung mit geringem baulichen Aufwand so eingerichtet wer­ den, daß die durchfließende Menge des Druckmediums durch einen nur im entkuppelten Zustand einstellbaren Stromleiter den jeweiligen geräteseitigen Erfordernissen anpaßbar ist. Hierzu wird vorgeschlagen, daß bei der bekannten Schlauch­ kupplung das Verschlußstück des Absperrventils in der schlepperseitigen, mit einem Anschluß für die Steuerleitung versehenen Kupplungshälfte als axial beweglicher, mit einer Steuerkante in an sich bekannter Weise zusammenwirken­ kendem Dosierkolben ausgebildet ist, dessen Stellung bei verbundenen Kupplungshälften durch einstellbare Anschlag­ mittel an der geräteseitigen Kupplungshälfte bestimmt ist. Dieser Steuerkolben liegt an der Oberkante eines Stößels an. Durch Manipulation von Hand kann die Anordnung dieses Stößels verändert werden. Auf diese Weise kann die Durchtritts­ fläche von Drosselbohrungen und im Steuerkolben gegenüber einer Steuerkante verkleinert oder vergrößert werden.

Die bekannte lösbare Schlauchkupplung kann auch unter Last, das heißt, bei ausgehobenem Gerät getrennt werden. Hierzu pressen nach Lösen der Kupplung zwei Druckfedern den Steuer­ kolben auf eine Dichtkante und ein Ventilverschlußstück auf eine Ventilsitzfläche, wodurch ein Auslaufen von Öl aus den Druckleitungen vermieden wird. Bei einem erneuten Verbinden von Muffe und Stecker der bekannten Schlauchkupplung muß der Druck dieser Federn und der auf die Schließorgane einwir­ kende volle Hydraulikmitteldruck überwunden werden. Zum er­ neuten Schließen von Muffe und Stecker ist daher eine nicht unerhebliche Druckkraft erforderlich.

Ergänzend wird zum Stand der Technik auf die US-Patent­ schriften 4,303,098 und 4,077,433 verwiesen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein schnell verbindbares und schnell lösbares, auf­ nehmendes Kupplungsstück (Muffe) der vorstehend genannten Art bereitzustellen, das zum Trennen von einem angepaßten, einführbaren Kupplungsstück (Stecker) nur eine geringe Zug­ kraft und das zum erneuten Verbinden mit diesem angepaßten einführbaren Kupplungsstück nur eine sehr geringe Druckkraft erfordert.

Ausgehend von einem schnell verbindbaren und schnell lös­ baren, aufnehmenden Kupplungsstück mit

• - einem rohrförmigen Außengehäuse, das eine Innenbohrung begrenzt, die ein offenes Innenbohrungs-Ende zur Auf­ nahme eines einführbaren Kupplungsstückes aufweist;
• - einer ersten Öffnung im Außengehäuse, die an eine Hydraulikmittelquelle anschließbar ist, um unter er­ höhtem Druck stehendes Hydraulikmittel in die Innen­ bohrung einzuführen;
• - einer zweiten Öffnung im Außengehäuse, die an einen unter Atmosphärendruck stehenden Hydraulikmittelbe­ hälter anschließbar ist, um den innerhalb der Innen­ bohrung herrschenden Hydraulikmitteldruck zu entlasten und um Hydraulikmittel in diesen Hydraulikmittelbehälter abzulassen;
• - einem rohrförmigen Ventilkörper, der verschieblich innerhalb der Innenbohrung gehalten ist und der einen Ventilkörper-Innenraum begrenzt, der über eine Bohrung in Strömungsverbindung mit der ersten Öffnung steht;
• - einem rohrförmigen Schieber, der am Ventilkörper be­ festigt und gemeinsam mit diesem verstellbar ist, der einen Schieber-Innenraum begrenzt, der in Strömungs­ verbindung mit dem Ventilkörper-Innenraum steht, und der wenigstens eine radiale Bohrung aufweist, die in Strömungsverbindung mit dem Schieber-Innenraum steht;

ist die erfindungsgemäße Lösung obiger Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der Innenbohrung eine Dichtung angebracht ist, welche die radiale Bohrung im Schieber verschließt, wenn dieser Schieber seine neutrale Stellung einnimmt; der Schieber mit Hilfe von Schraubenfedern in dieser neutra­ len Stellung gehalten wird; und
der Schieber je eine Stellung vor und hinter dieser neutra­ len Stellung einnehmen kann, in welcher die radiale Bohrung im Schieber in Strömungsverbindung mit der zweiten Öffnung steht, um den innerhalb der Innenbohrung, im Ventilkörper-Innenraum und im Schieber-Innenraum herrschenden Hydraulik­ mitteldruck zu entlasten.

Für eine Schlauchkupplung in hydraulischen Systemen, die mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsstück ausgerüstet ist, ergeben sich insbesondere nachstehende Vorteile.

• 1. Es ist nur eine sehr geringe Zugkraft erforderlich, um die Kupplung zu lösen, wenn diese unter einem hohen inneren Hydraulikmitteldruck steht.
• 2. Auch wenn die Kupplung unter Hydraulikmitteldruck steht, tritt beim Lösen nur ein geringer Hydraulik­ mittelverlust auf.
• 3. Es ist eine sehr geringe Druckkraft erforderlich, um die Kupplungsstücke zu verbinden, selbst wenn ein Kupplungsstück oder beide Kupplungsstücke unter Hydraulikmitteldruck stehen.
• 4. Das aufnehmende Kupplungsstück kann den in dem ein­ führbaren Kupplungsstück herrschenden Hydraulikmit­ teldruck überwinden, wenn der eingeschlossene Druck den Druckgrenzwert des Traktorausgangsdruckes über­ steigt.
• 5. Es ist ein einfaches und besonderes Verfahren vor­ gesehen, um die Patronenanordnung im Außengehäuse des aufnehmenden Kupplungsstückes einzusetzen, fest­ zuhalten bzw. zu entfernen.
• 6. Eine besondere Dichtungs-Halteinrichtung hält während der Öffnungs- und Sperrvorgänge eine elastomere Dich­ tung unter hohem Druck.
• 7. Das aufnehmende Kupplungsstück kann eine zur Druck­ entlastung dienende Hydraulikmittelmenge zusammen mit der üblichen Hydraulikmittelabgabe beim Öffnungsvor­ gang an eine entfernte Stelle abführen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Kupplungsstückes ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand einer beispielhaften, in den Zeichnungen dargestellten Aus­ führungsform erläutert; die letzteren zeigen in

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen aufnehmenden Kupp­ lungsstückes;

Fig. 2 in einer Darstellung analog zu Fig. 1 ein einführbares Kupplungsstück, das vollständig eingeführt, jedoch nicht verriegelt ist;

Fig. 3 in einer Darstellung analog zu Fig. 1 das einführbare Kupplungsstück, nachdem dieses vollständig angeschlossen und verriegelt und dessen Ventil geschlossen ist;

Fig. 4 in einer Darstellung analog zu Fig. 1 das aufnehmende Kupplungsstück, nachdem dieses unter Druck gesetzt und das Ventil am ein­ führbaren Kupplungsstück geöffnet ist;

Fig. 5 das aufnehmende Kupplungsstück beim Löse­ vorgang;

Fig. 6 den sich anschließenden Schritt beim Lösen des einführbaren Kupplungsstückes;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 aus Fig. 1; und

Fig. 8 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung längs der Linie 8-8 aus Fig. 7.

Mit Fig. 3 ist eine schnell verbindbare und schnell lösbare Kupplung 15 dargestellt, zu der ein aufnehmendes Kupplungs­ stück 16 und ein einführbares Kupplungsstück 17 gehören. Das einführbare Kupplungsstück 17 kann von üblicher Bauart sein; insbesondere kann hier ein einführbares Kupplungsstück vorgesehen sein, wie es in der U.S. Patentschrift 4,221,235 beschrieben ist. Das aufnehmende Kupplungsstück 16 kann an einem Traktor befestigt sein, und das einführbare Kupplungs­ stück 17 kann an einem landwirtschaftlichen Zusatzgerät be­ festigt sein.

Zu dem einführbaren Kupplungsstück 17 gehört ein rohrförmi­ ges Außengehäuse 19 mit einer Innenbohrung 20 und mit einem Ventilschließkörper oder einer Kugel 21, der bzw. die inner­ halb einer Abschirmung 22 gehalten ist. Innerhalb des Außen­ gehäuses 19 ist ein Nut 23 (vgl. Fig. 6) ausgebildet, um Sperrkugeln 24 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 aufzu­ nehmen. Die Abschirmung 22 ist innerhalb des Außengehäuses 19 durch eine kranzförmige Halterung 25 gehalten. Eine Feder 26 drückt die Kugel 21 unter Vorspannung nach links gegen einen Ventilsitz 27 am Vorderende des Außengehäuses 19 des einführbaren Kupplungsstückes 17.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, gehört zu dem aufnehmenden Kupplungsstück 16 ein rohrförmiges Außengehäuse 30 mit einer Innenbohrung 31, die ein offenes Innenbohrungs-Ende 32 und ein geschlossenes Innenbohrungs-Ende 33 aufweist. Die Hy­ draulikmittelversorgung am Traktor ist über eine erste Öff­ nung 34 an das aufnehmende Kupplungsstück 16 angeschlossen.

Wie weiterhin aus den Fig. 1 und 8 ersichtlich ist, befindet sich innerhalb der Innenbohrung 31 des aufnehmenden Kupp­ lungsstückes 16 eine Patrone 36, zu der stationäre rohrförmige Festhaltehülsen 37 und 38 gehören, ferner ein in axialer Richtung verschieblicher rohrförmiger Ventilkörper 39 und ein in axialer Richtung verschieblicher rohrförmiger Schieber 40 gehören. Die Festhaltehülsen 37 und 38 sind ge­ genseitig verschraubt, und diese Festhaltehülsen 37 und 38 werden bezüglich des Außengehäuses 30 durch eine spiralför­ mig gewickelte Festhaltefeder 41 (vgl. Fig. 7) stationär ge­ halten. Die spiralförmig gewickelte Festhaltefeder 41 um­ schließt die Festhaltehülse 38 und ist innerhalb einer ring­ förmigen Nut 42 angeordnet, welche innerhalb der Innenfläche des Außengehäuses 30 ausgespart ist. Diese Festhaltefeder 41 befindet sich zwischen einem radial nach außen abstehenden Flansch 43 an der Festhaltehülse 38 und einer Vorderwand der Nut 42. Die Rückwand der Nut 42 verhindert eine nach rück­ wärts gerichtete Verschiebung des Flansches 43.

Der rohrförmige Schieber 40 ist in axialer Richtung inner­ halb der Festhaltehülsen 37 und 38 verschieblich gehalten und erstreckt sich bis in den rohrförmigen Ventilkörper 39.

Zu diesem rohrförmigen Schieber 40 gehört ein rückwärtiger Abschnitt 45, der sich bis in die Festhaltehülsen 37 und 38 erstreckt sowie ein radial erweiterter, vorderer Endab­ schnitt 46, der sich bis in den rohrförmigen Ventilkörper 39 erstreckt. Das in der Darstellung rechte Ende des radial er­ weiterten vorderen Endabschnittes 46 liegt an einer ringför­ migen Wand 47 des rohrförmigen Ventilkörpers 39 an. Durch einen ringförmigen Festhaltering 48 wird der rohrförmige Schieber 40 relativ zum rohrförmigen Ventilkörper 39 fixiert. Zwischen dem radial erweiterten Endabschnitt 46 am rohrförmigen Schieber 40 und dem rohrförmigen Ventilkörper 39 verbleibt ein Durchlaß 49 (vgl. Fig. 2).

Eine Schraube 50 ist in das linke Ende des rohrförmigen Schiebers 40 eingeschraubt; weiterhin befinden sich zwei konzentrische Schraubenfedern 51 und 52 im Zwischenraum zwi­ schen der Schraube 50 und der Festhaltehülse 37. Das rechte Ende jeder Schraubenfeder 51, 52 liegt an einem Ring 53 an, der sich am linken Ende des rohrförmigen Schiebers 40 ab­ stützt; ferner liegt das linke Ende jeder Schraubenfeder 51, 52 an einem Ring 54 an, welcher bezüglich der Festhaltehülse 37 mit Hilfe eines Feststellringes 55 fixiert ist.

Am rohrförmigen Schieber 40 sind weiterhin zwei radiale Boh­ rungen 56 ausgespart, die sich rechts von der Gewindeboh­ rung für die Schraube 50 befinden; in der Darstellung gemäß Fig. 1 sind diese radialen Bohrungen 56 bezüglich der In­ nenbohrung 31 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 mit Hilfe einer zylindrischen, elastomeren Dichtung 57 abgedichtet (vgl. Fig. 1). Diese Dichtung 57 befindet sich in einem Ringraum zwischen dem rechten Ende der Festhaltehülse 37 und dem rechten Ende der Festhaltehülse 38. Vorzugsweise ist zusätzlich eine zylindrische, poröse Halteeinrichtung 58 zwischen die Dichtung 57 und der Außenwand der Festhalte­ hülse 38 eingesetzt. Diese poröse Halteinrichtung 58 kann aus porösem Metall oder aus einem anderen geeigneten Mate­ rial bestehen. Wie das nachstehend noch detaillierter er­ örtert wird, wird der rohrförmige Schieber 40 unter der Fe­ derkraft der Schraubenfedern 51 und 52 in seine neutrale oder mittige Position gedrückt, wie sie in Fig. 1 darge­ stellt ist; in dieser Position sind die radialen Bohrungen 56 gegenüber der Innenbohrung 31 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 abgedichtet.

Ein Kolben 60 ist verschieblich innerhalb des sich in radialer Richtung erweiternden Vorderendes 46 des rohrförmigen Schiebers 40 und innerhalb des rohrförmigen Ventilkörpers 39 gehalten. Zu diesem Kolben 60 gehört ein in radialer Rich­ tung erweiteter Endabschnitt 61, welcher in der Darstellung gemäß Fig. 1 an der Wand 47 des rohrförmigen Ventilkörpers 39 abgestützt ist; weiterhin gehört zu diesem Kolben 60 ein Abschnitt 62 mit vermindertem Durchmesser, der innerhalb des rohrförmigen Ventilkörpers 39 verschieblich angeordnet ist. Dichtungen 63 und 64 (vgl. Fig. 2) am Kolben 60 liegen am rohrförmigen Schieber 40 bzw. am rohrförmigen Ventilkörper 39 an.

Ein im wesentlichen zylindrisches Ventilglied 66 (vgl. Fig. 1) ist verschieblich innerhalb des Kolbens 60 ausge­ bildet und weist ein geschlossenes, rechtes Ende 67 auf, mit einer konischen Außenfläche, die an einem konischen Ventil­ sitz 68 am rohrförmigen Ventilkörper 39 anliegen kann. Eine Dichtung 69 am Ventilglied 66 gewährleistet eine Abdichtung zwischen dem Ventilglied 66 und dem Ventilsitz 68. Eine Schraubenfeder 70 stützt sich einerseits am geschlossenen Ende des Ventilglieds 66 und andererseits an einer radial nach innen vorstehenden Schulter 7 am rohrförmigen Schieber 40 ab und drückt das Ventilglied 66 auf den Ventilsitz 68 zu. Am Vorderende des Ventilglieds 66 sind eine Anzahl in radialer Richtung verlaufende Durchlässe 71 ausgebildet (vgl. Fig. 1).

Der rohrförmige Ventilkörper 39 ist verschieblich inner­ halb des Außengehäuses 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 gehalten. Eine, mit der Versorgung mit dem Hydraulikmit­ tel in Verbindung stehende erste Öffnung 34 im Außengehäuse 30 kommuniziert mit dem Innenraum des rohrförmigen Ventil­ körpers 39 über Bohrungen 73 (vgl. Fig. 2 und 8), welche am Umfang rund um den rohrförmigen Ventilkörper 39 ange­ ordnet sind. Die Dichtungen 74 und 75 (vgl. Fig. 1) ge­ währleisten eine Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Ven­ tilkörper 39 und dem Außengehäuse 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16.

Die Sperrkugeln 24 im Vorderende des rohrförmigen Ventil­ körpers 39 werden von einem Kragen 77 (vgl. Fig. 2) festge­ halten, welcher diese Sperrkugeln 24 umgibt und welcher in axialer Richtung zwischen einer radial vorstehenden Schulter 78 am Außengehäuse 30 und einem Feststellring 79 gleiten kann, der in eine ringförmige Nut im Außengehäuse 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 eingesetzt ist. Eine Schraubenfeder 80 drückt den Kragen 77 nach links entspre­ chend der Darstellung nach Fig. 2. Eine Dichtung 81 ist innerhalb einer ringförmigen Nut an der Innenseite des rohr­ förmigen Ventilkörpers 39 untergebracht und kann an dem Außengehäuse 19 des einführbaren Kupplungsstückes 17 anlie­ gen, wenn dieses einführbare Kupplungsstück 17 in das auf­ nehmende Kupplungsstück 16 eingesetzt ist.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der aus den beiden Kupp­ lungsstücken 16 und 17 bestehenden schnell lösbaren und schnell verbindbaren Kupplung erläutert.

Fig. 1 zeigt das nicht gekuppelte, aufnehmende Kupplungs­ stück 16 in seiner üblichen Position. Die am Traktor be­ findliche Versorgung mit Hydraulikmittel ist an die erste Öffnung 34 des Kupplungsstückes 16 angeschlossen. Selbst wenn das Steuerventil der Hydraulikmittelversorgung am Trak­ tor abgeschaltet ist, kann ein hoher Hydraulikmitteldruck aus einem vorausgegangenen Arbeitsschritt innerhalb der ersten Öffnung 34 im Außengehäuse 30, der Bohrungen 73 am rohrförmigen Ventilkörper 39 und innerhalb des Ventilgliedes 66, innerhalb des Kolbens 60 und innerhalb des rohrförmigen Schiebers 40 herrschen, weil die Dichtungen 74 und 75 (vgl. Fig. 2) die Dichtung 69 am Ventilglied 66, die Dichtungen 63 und 64 (vgl. Fig. 2) am Kolben 60 und die zylindrische Dichtung 57 einen Druckabbau verhindern. Hierbei befindet sich die zylindrische Dichtung 57 außerhalb der radialen Bohrung(en) 56 im rohrförmigen Schieber 40. Der Abschnitt der Innenbohrung 31 innerhalb des Außengehäuses 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16, in welchem sich die Fest­ haltehülsen 37 und 38 befinden, ist über eine zweite Öffnung im Außengehäuse 30 zu einem Hydraulikmittelbehälter hin oder zu einer Hydraulikmittelableitung hin entlastet, welche sich unter atmosphärischem Druck befinden.

Sofern das einführbare Kupplungsstück 17 teilweise in das aufnehmende Kupplungsstück 16 eingesetzt ist, berührt die Kugel 21 zuerst das geschlossene Vorderende des Ventilglie­ des 66. Das Vorderende des Gehäuses 19 des einführbaren Kupplungsstückes 17 berührt die Dichtung 81.

Die Fig. 2 zeigt das einführbare Kupplungsstück 17, nachdem dieses vollständig in das aufnehmende Kupplungsstück 16 ein­ gesetzt ist. Im Innenraum des einführbaren Kupplungsstückes 17 herrscht erheblicher Druck, nämlich der hohe Druck des eingeschlossenen Hydraulikmittels, und die Kugel 21 drückt das Ventilglied 66 nach links und verschiebt auch den rohr­ förmigen Schieber 40 und den rohrförmigen Ventilkörper 39 nach links gegen die Federkraft der Schraubenfedern 51 und 52, welche sich innerhalb der Festhaltehülse 37 befinden. Eine Sitzfläche 83 wird bezüglich der Dichtung 57 nach links verschoben, und der hohe, innerhalb des rohrförmigen Schie­ bers 40 und des Ventilgliedes 66 herrschende Hydraulikmit­ teldruck wird über die radialen Bohrungen 56 des rohrförmi­ gen Schiebers 40 zur umgebenden Atmosphäre hin entlastet. Die Entlastung des hohen Hydraulikmitteldruckes innerhalb des Ventilgliedes 66 erlaubt es, das Ventilglied 66 nach links gegen die Federkraft der Schraubenfeder 70 zu ver­ schieben. Die Kugel 21 des einführbaren Kupplungsstückes 17 nimmt infolge des eingeschlossenen, hohen Druckes innerhalb des Innenraumes des einführbaren Kupplungsstückes 17 weiter­ hin ihre Schließposition ein.

Der anhand eines Vergleichs der Fig. 1 und 3 erläuterte Zu­ stand entlastet den inneren Hydraulikmitteldruck innerhalb des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 und erlaubt es, das aufnehmende Kupplungsstück 16 und das einführbare Kupplungs­ stück 17 zusammenzubringen, um dieses zu verbinden. Nachdem die auf das einführbare Kupplungsstück 17 zum Einführen aus­ geübte Druckkraft aufgehört hat, verschieben die Schrauben­ federn 51 und 52 innerhalb der Festhaltehülse 37 den rohr­ förmigen Ventilkörper 39 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 und das einführbare Kupplungsstück 17 nach rechts, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Die Sperrkugeln 24 werden durch eine Rampe 82 an dem Schließkragen 77 in der Schließ­ nut des einführbaren Kupplungstückes 17 gehalten, wodurch das einführbare Kupplungsstück 17 und das aufnehmende Kupp­ lungsstück 16 miteinander verriegelt werden.

In der Darstellung nach Fig. 3 ist der rohrförmige Schieber 40 in seine neutrale, mittige Position zurückgekehrt und die Dichtung 57 verschließt die radialen Bohrungen 56 im Schie­ ber 40 gegenüber dem Atmosphärendruck.

Anschließend erfolgt eine Druckerhöhung an der ersten Öff­ nung 34 im Außengehäuse 30 und im Innenraum des Ventilglieds 66 und im Innenraum des rohrförmigen Schiebers 40. Eine sol­ che Druckerhöhung kann beispielsweise dadurch hervorgerufen werden, daß die Bedienungsperson eines Traktors das entspre­ chende Regelventil am Traktor betätigt. Wie aus Fig. 5 er­ sichtlich, drückt der nunmehr innerhalb des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 herrschende hohe Druck die Kugel 21 des einführbaren Kupplungsstückes 17 aus deren Ventilsitz 27 und öffnet das einführbare Kupplungsstück 17 gegenüber einer Hy­ draulikmittelquelle, beispielsweise gegenüber dem Hydraulik­ mitteldruck der Hydraulikmittelversorgung an einem Traktor.

Auch wenn der innerhalb des einführbaren Kupplungsstückes 17 eingeschlossene Druck jenen Druckwert übersteigt, der an der ersten Öffnung 34 anliegt, drückt das Ventilglied 66 die Ku­ gel 21 weiterhin in deren Offenstellung. Dies wird durch den Kolben 60 gewährleistet. Der von der Druckquelle her aufge­ baute Druck wird über die Bohrungen 73 im Ventilglied 66 auf den radial erweiterten Endabschnitt 61 des Kolbens 60 ausge­ übt. Weil die Querschnittsfläche des Endabschnittes 61 des Kolbens 60 größer ist als der Durchmesser der Kugel 21, kann diese Kugel 21 in ihre Offenstellung gedrückt werden, selbst wenn der innerhalb des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 herrschende Druck kleiner ist als der innerhalb des einführ­ baren Kupplungsstückes 17 eingeschlossene Druck.

Sofern die beiden Kupplungsstücke 16 und 17 voneinander gelöst bzw. getrennt werden sollen, muß auf das einführbare Kupplungsstück 17 eine Zugkraft ausgeübt werden, welche das einführbare Kupplungsstück 17 und die verschieblichen inne­ ren Bauteile des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 nach rechts verschieben, das heißt, aus der in Fig. 4 dargestellten Position in die mit Fig. 5 dargestellten Position. Während das einführbare Kupplungsstück 17 nach rechts gezogen wird, verbleibt der Schließkragen 77 wegen der hohen Reibung zwi­ schen diesem Kragen 77 und den Sperrkugeln 24 in einem ver­ riegelnden Eingriff mit den Sperrkugeln 24; diese hohe Rei­ bung ist auf den hohen Innendruck zurückzuführen, der eine trennende Kraft auf das einführbare Kupplungsstück 17 und das aufnehmende Kupplungsstück 16 ausübt. Währen der Kragen 77 zusammen mit dem einführbaren Kupplungsstück 17 nach rechts verschoben wird, wird die Schraubenfeder 80 zusammen­ gedrückt. Die nach rechts erfolgende Verschiebung des rohr­ förmigen Ventilkörpers 39 und des rohrförmigen Schiebers 40 ist ausreichend, um die Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Schieber 40 und der Dichtung 57 zu öffnen, welche sich rund um die radialen Bohrungen 56 in dem rohrförmigen Schieber 40 erstreckt. Der innerhalb des rohrförmigen Schiebers 40 und innerhalb des Ventilgliedes 66 herrschende Druck wird des­ halb bis auf den Atmosphärendruck abgesenkt, und die Kugel 21 des einführbaren Kupplungsstückes 17 nimmt unter der Wir­ kung des hohen, eingeschlossenen Druckes innerhalb des ein­ führbaren Kupplungsstückes 17 ihre Schließstellung ein.

Nachdem der innerhalb der aufnehmenden Kupplungsstücke 16 herrschende Innendruck bis auf den Atmosphärendruck abge­ senkt worden ist, nehmen die Reibungskräfte zwischen den Sperrkugeln 24 und dem Schließkragen 77 auf den Wert übli­ cher Betätigungskräfte ab. Die inneren Bauteile des auf­ nehmenden Kupplungsstückes 16 setzen die nach rechts gerich­ tete Verschiebung fort, wie das in Fig. 6 dargestellt ist. Die sich rund um den Schließkragen 77 erstreckende Schrau­ benfeder 80 führt den Schließkragen 77 in dessen normale Position zurück, und die Sperrkugeln 24 werden aus ihrer Schließposition unterhalb der Rampe 82 freigegeben, so daß das einführbare Kupplungsstück 17 aus dem aufnehmenden Kupplungsstück 16 entfernt werden kann. Nachdem diese beiden Kupplungsstücke 16 und 17 voneinander gelöst worden sind, nehmen sowohl die Kugel 21 am einführbaren Kupplungsstück 17 und das Ventilglied 66 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 ihre jeweilige Schließstellung ein. In den Innenräumen des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 herrscht Atmosphärendruck, und deshalb tritt im Verlauf des Lösevorgangs keine Frei­ setzung von unter höherem Druck stehendem Hydraulikmittel auf.

Die zylindrische, die radialen Bohrungen 56 des Schiebers 40 umgebende Dichtung 57 besteht aus einem elastomeren Material und wird innerhalb einer zylindrischen Festhalteeinrichtung 58 aus porösem Metall festgehalten (vgl. auch Fig. 7). Im Verlauf des Verbindungsvorganges und des Trennvorganges wird der rohrförmige Schieber 40 nach links und rechts verscho­ ben, wodurch der innerhalb des rohrförmigen Schiebers 40 herrschende hohe Druck zu dem den Schieber 40 umgebenden Hohlraum hin entlastet wird, der sich auf atmosphärischen Druck befindet. Dieses Öffnen und Schließen eines unter hohem Druck stehenden Hohlraums birgt typischerweise die Gefahr in sich, daß eine elastomere Dichtung aus ihrer Festhaltenut in Richtung des mit niedrigem Druck beauf­ schlagten Hohlraums hingezogen wird. Weil jedoch hier eine aus porösem Metall bestehende Halteeinrichtung 58 vorge­ sehen ist, drückt der innerhalb des röhrförmigen Schiebers 40 herrschende hohe Druck die Dichtung 57 in die Festhalte­ nut, welche durch die Festhaltehülsen 37 und 38 ausgebildet ist, und diese Dichtung 57 bleibt während des bestimmungsge­ mäßen Gebrauchs der Kupplung in ihrer vorgesehenen Position. Nachdem das aufnehmende Kupplungsstück 16 und das einführ­ bare Kupplungsstück 17 voneinander getrennt worden sind, führen die Schraubenfedern 51 und 52 die verschieblichen Bauteile innerhalb des Gehäuses 30 des aufnehmenden Kupp­ lungsstückes 16 in deren neutrale, mittige Position zurück, wie das in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei der mit Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind zwei aufnehmende Kupplungstücke 16 vorhanden, welche über einen Brückenabschnitt 85 miteinander verbunden sind, der seiner­ seits einstückig mit jedem der beiden Gehäuse 30 der auf­ nehmenden Kupplungsstücke 16 ausgebildet ist. Hierbei ist zu verstehen, daß in gleicher Weise ein oder mehr als zwei Kupplungstücke 16 innerhalb eines Gehäuses untergebracht werden können. Der von den beiden Gehäusen 30 eingeschlos­ sene Innenraum steht mit einer Bohrung 86 in dem Brückenab­ schnitt 85 in Verbindung, und diese Bohrung 86 ist an einen Behälter für ein Hydraulikmittel angeschlossen, der über eine Öffnung 87 und einen Schlauch 88 mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, so daß in diesem Behälter Atmosphärendruck herrscht.

Eine zweite Möglichkeit zur Entlastung des Innenraums des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 mit der umgebenden Atmo­ sphäre ist in Fig. 8 dargestellt. Hier steht die Bohrung 86 über einen Durchlaß 89 mit einem Hohl­ raum 90 in Verbindung. An diesem Hohlraum 90 ist wiederum eine Öffnung 94 und ein Schlauch 92 angeschlossen. Über diesen Schlauch 92 kann bei einer Druckentlastung Hydraulik­ mittel abgelassen werden, das mit dem üblichen Hydraulikmit­ telaustritt bei einer üblichen Trennung der Kupplungsstücke zu einer entfernten Stelle gelangt.

Aus einem Vergleich der Fig. 1, 7 und 8 wird deutlich, daß die im Inneren des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 befind­ liche Patrone 36 durch die spiralförmig gewickelte Feder 41 innerhalb des Gehäuses 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 gehalten wird. Die spiralförmige gewickelte Feder 41 stützt sich an der Vorderwand der ringförmigen Nut 42 in dem Gehäuse 30 ab und drückt weiterhin den Flansch 43 der Fest­ haltehülse 38 gegen die Rückwand der ringförmigen Nut 42. Die spiralförmig gewickelte Feder 41 wird durch die Öffnung 87 und die Bohrung 86 (vgl. Fig. 7) in jedes der Gehäuse 30 der aufneh­ menden Kupplungsstücke 16 eingesetzt und in die ringförmige Nut 42 an jedem dieser Gehäuse 30 geführt. Durch Entfernung der spiralförmig gewickelten Feder 41 und des Festhalte­ ringes 79 für die Schraubenfeder 80 und den Schließkragen 77 kann die Patrone 36 aus dem Gehäuse 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 entfernt werden. Die Patrone 36 kann daraufhin aus dem Vorderende des Gehäuses 30 herausgezogen und durch eine neue Patrone ersetzt werden. Der Zusammenbau und die bei Bedarf an Ort und Stelle erfolgende Reparatur des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 wird dadurch erleich­ tert.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das aufnehmende Kupplungsstück den im aufnemenden Kupplungsstück eingeschlosse­ nen Druck zum Atmosphärendruck hin (in einem Behälter, am Erdboden und dergleichen) entlastet, wodurch die zum Verbin­ den der beiden Kupplungsstücke erforderliche Kraft reduziert wird. Nach Verbindung der beiden Kupplungsstücke gewährlei­ stet der großflächige Kolben 60, daß bereits ein geringer Druck innerhalb des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 den höheren Druck innerhalb des einführbaren Kupplungsstückes 17 überwindet, um ein Ventil am einführbaren Kupplungsstück zu öffnen. Im Verlauf des Trenn- oder Lösevorganges werden der Schließkragen 77, die Sperrkugeln 24 und der rohrförmige Ventilkörper 39 zusammen nach rechts verschoben, und der rohrförmige Schieber 40 entlastet den innerhalb des Gehäuses 30 des aufnehmenden Kupplungsstückes 16 herrschenden Innen­ druck. Nachdem der Innendruck innerhalb des Gehäuses 30 entlastet ist, sinkt die Reibung zwischen dem Schließkragen 77 und den Sperrkugeln 24 auf einen üblichen Wert ab, und das aufnehmende Kupplungsstück 16 wird zur zweiten Stufe des Trenn- oder Lösevorgangs verschoben. Dadurch kann das auf­ nehmende Kupplungsstück 16 leicht auch bei hohem Innendruck gelöst werden. Solche Bedingungen haben bei den vorbekannten Ausführungsformen zum Lösen der Kupplungsstücke unreali­ stisch hohe Kräfte erfordert.

Claims (11)

1. Schnell verbindbares und schnell lösbares, aufnehmendes Kupplungs­ stück (16), mit

• - einem rohrförmigen Außengehäuse (30), das eine Innenbohrung (31) begrenzt, die ein offenes Innenbohrungs-Ende (32) zur Auf­ nahme eines einführbaren Kupplungsstückes (17) aufweist;
• - einer ersten Öffnung (34) im Außengehäuse (30), die an eine Hydraulikmittelquelle anschließbar ist, um unter erhöhtem Druck stehendes Hydraulikmittel in die Innenbohrung (31) einzuführen;
• - einer zweiten Öffnung im Außengehäuse (30), die an einen unter Atmosphärendruck stehenden Hydraulikmittelbehälter anschließbar ist, um den innerhalb der Innenbohrung (31) herrschenden Hydrau­ likmitteldruck zu entlasten und um Hydraulikmittel in diesen Hydraulikmittelbehälter abzulassen;
• - einem rohrförmigen Ventilkörper (39), der verschieblich innerhalb der Innenbohrung (31) gehalten ist und der einen Ventilkörper-Innenraum begrenzt, der über eine Bohrung (73) in Strömungs­ verbindung mit der ersten Öffnung (34) steht;
• - einem rohrförmigen Schieber (40), der am Ventilkörper (39) befestigt und gemeinsam mit diesem verstellbar ist, der einen Schieber-Innenraum begrenzt, der in Strömungsverbindung mit dem Ventilkörper-Innenraum steht, und der wenigstens eine radi­ ale Bohrung (56) aufweist, die in Strömungsverbindung mit dem Schieber-Innenraum steht;

dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Innenbohrung (31) eine Dichtung (57) angebracht ist, welche die radiale Bohrung (56) im Schieber (40) verschließt, wenn der Schieber (40) seine neutrale Stellung einnimmt;
der Schieber (40) mit Hilfe von Schraubenfedern (51, 52) in dieser neutralen Stellung gehalten wird; und
der Schieber (40) je eine Stellung vor und hinter dieser neutralen Stellung einnehmen kann, in welcher die radiale Bohrung (56) im Schieber (40) in Strömungsverbindung mit der zweiten Öffnung steht, um den innerhalb der Innenbohrung (31), im Ventilkörper-Innenraum und im Schieber-Innenraum herrschenden Hydraulikmitteldruck zu entlasten.

2. Kupplungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (57) zylindrisch ausgebildet ist; und der Schieber (40) in axialer Richtung verschieblich innerhalb dieser Dichtung (57) gehalten ist.

3. Kupplungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse Halteeinrichtung (58) radial außen um die Dichtung (57) herum angeordnet ist, um diese Dichtung (57) in ihrer vorgegebenen Position festzuhalten.

4. Kupplungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Innenbohrung (31) eine Festhaltehülse (38) angeordnet ist, die dazu bestimmt ist, die zylindrische Dichtung (57) und die poröse Halteeinrichtung (58) für diese Dichtung (57) in ihren vorge­ gebenen Positionen festzuhalten;
diese Festhaltehülse (38) einen radial nach außen abstehenden Flansch (43) aufweist;
in der die Innenbohrung (31) begrenzenden Innenwand des Außen­ gehäuses (30) eine umlaufende Nut (42) ausgespart ist, die von je einer radialen Wand begrenzt ist; und
der radial abstehende Flansch (43) an der Festhaltehülse (38) an einer dieser Wände anliegt, um eine Verstellung der Festhaltehülse (38) in einer axialen Richtung zu verhindern.

5. Kupplungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb dieser Nut (42) zusätzlich eine entfernbare, spiralförmig gewickelte Feder (41) vorhanden ist, die zwischen den Flansch (43) an der Festhaltehülse (38) und die andere Wand der Nut (42) einge­ setzt ist, um eine Verstellung der Festhaltehülse (38) in der anderen, axialen Richtung zu verhindern.

6. Kupplungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ventilkörper-Innenraumes ein Ventilglied (66) ver­ schieblich gehalten ist, das eine Schließstellung und eine Offen­ stellung einnehmen kann, wobei in der Ventilglied-Schließstellung eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Öffnung (34) und der zweiten Öffnung gesperrt ist.

7. Kupplungsstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ventilkörper-Innenraumes ein Kolben (60) verschieb­ lich gehalten ist, der eine Querschnittsfläche aufweist, auf welche der Hydraulikmitteldruck einwirkt;
dieser Kolben (60) an dem Ventilglied (66) anliegen kann, um dieses in seine Schließstellung zu drücken; und
diese Kolben-Querschnittsfläche einen größeren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser eines Ventilgliedes an dem einführbaren Kupplungsstück (17).

8. Kupplungsstück nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) im aufnehmenden Kupplungsstück (16) rohrförmig ausgebildet ist und einen Ventilglied-Innenraum begrenzt, der über Ventilglied-Durchlässe (71) eine Strömungsverbindung von der ersten Offung (34) im Außengehäuse (30) über den Ventilkörper-Innenraum zum Schieber-Innenraum ermöglicht.

9. Kupplungsstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb des Ventilglied-Innenraumes eine Schraubenfeder (70) erstreckt, die sich einerseits am Schieber (40) und andererseits am Ventilglied (66) abstützt, um das Ventilglied (66) federnd in dessen Schließstellung zu drücken.

10. Kupplungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorderende des Ventilkörpers (39) eine Sperrkugelverriegelung ausgebildet ist, die Sperrkugeln (24) enthält, die von einem mit einer Rampe versehenen Kragen (77) gehalten und verstellt werden, der eine die Sperrkugeln (24) bezüglich des einführbaren Kupplungs­ stückes (17) verriegelnde oder freigebende Stellung einnehmen kann, und der eine Zwischenstellung zwischen diesen beiden Stellungen einnehmen kann;
wobei der Schieber (40) eine ausreichende Verstellung ausführen kann, um den Hydraulikmitteldruck zu entlasten und um Hydraulik­ mittel in die zweite Öffnung abzugeben, wenn der Kragen (77) diese Zwischenstellung einnimmt.