DE4101001C2 - Kupplungsteilvorrichtung mit Druckreduzierelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsteilvorrichtung, die den Steckteil und den Hülsenteil einer Schnellkupplung bildet. Die Vorrichtung enthält Druckre­ duzierglieder, die bei der Verbindung des Steck- und des Hülsenteils einsetz­ bar sind, um die Verbindung auch unter hohen Mediendrücken (beispielsweise 20 bis 50 MPa) im Kupplungsteil zu ermöglichen. Das Kupplungsteil ent­ hält eine innere, in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Einheit, die in einer Ausgangsstellung den Mediendruck auf eine erste Kammer im Kupp­ lungsteil begrenzt hält und sich in einer Betätigungsstellung für das Medium öffnet bzw. offen bleibt, so daß das letztere in eine zweite Kammer im Kupp­ lungsteil eintreten kann. Das Druckreduzierglied umfaßt einen Ableitkanal für den Mediendruck und ein darin angeordnetes Absperrelement und kann an der Stirnfläche des Kupplungsteils über ein Betätigungselement betätigt wer­ den.

Die Verwendung von Druckreduziergliedern in dem Kupplungteil einer Schnellkupplung ist schon bekannt. Mit Hilfe des Druckreduziergliedes ist es möglich, den Druck im Kupplungsteil durch Ableiten einer geringen Menge des Mediums (zum Beispiel Hydrauliköl, eine andere Flüssigkeit, Gas usw.) zur Stirn­ seite des Kupplungsteils zu reduzieren. Auf diese Weise wird das Verbinden der Kupplungsteile der Schnellkupplung erleichtert. Die Anordnung von Druckreduziergliedern in beiden Kupplungsteilen ist auch bekannt, so zum Beispiel aus der DE-PS 34 33 787. Aus der DE 34 33 787 A1 ist eine solche Druck­ minderungsvorrichtung für eine Rohr- oder Schlauchleitungs-Schnellkupplung bekannt, bei der die Feder das Teil mit der Kugeloberfläche über ein Kraft­ übertragungsglied betätigt, das durch die Wand der Ausnehmung und/oder der inneren Mantelfläche und/oder der äußeren Mantelfläche der Feder ge­ führt ist, und daß das Kraftübertragungsglied so angeordnet ist, daß es den Vorbeigang des Mediums in der Ausnehmung während des Ablenkens des Mediums in den Nebenschlußweg gestattet.

Gleichfalls bekannt ist die Verwendung von Druckreduziergliedern in einem Kupplungsteil, das mit einem doppelten Absperrelement für den Mediendruck arbeitet, wobei eine erste Absperrfunktion den Druck in einem ersten Trenn­ stadium der Kupplungsteile absperrt und eine zweite Absperrfunktion, welche die erste ergänzt, im Endstadium des Entkupplungsvorgangs ausgelöst wird.

Bei den Kupplungsvorrichtungen vom fraglichen Typ besteht der dringende Wunsch, unabhängig von den Einsatzbedingungen die gleiche Ausführung der Kupplungsteile verwenden zu können. Die Verbindung muß einmal unter Druck im Hülsenteil, ein andermal unter Druck im Steckteil der Kupplung her­ gestellt werden. Die Verbindung kann auch unter Druck in beiden Kupplungs­ teilen und im drucklosen Zustand beider Kupplungsteile hergestellt werden.

Eine weitere Bedingung ist, daß das Kuppeln und Entkuppeln völlig ohne Spritz- und Leckverluste auszuführen ist. Das Grundproblem ist daher, daß man Drücke, auch hohe Drücke, unter verschiedenen Bedingungen und bei verschiedenen Systemausführungen, in denen ein- und derselbe Schnellkupplungstyp eingesetzt werden soll, leckfrei anschließen kann.

Zu diesem Zweck ist unter anderem eine universell einsetzbare Druckredu­ zierkonzeption erforderlich, die entsprechend der modularen Konzeption bei der Konstruktion der Schnellkupplungsteile angewendet werden kann. Ein Kupplungsteil oder beide Kupplungsteile sind mit dem Druckreduzierglied auszurüsten, so daß Kupplungsteile hergestellt werden können, die spezi­ fisch auf verschiedene Einsatzsituationen zugeschnitten sind.

In diesem Zusammenhang ist es entscheidend, daß das Druckreduzierglied nach einem technischen Prinzip arbeiten kann, das im Übrigen für die Druck­ reduzierfunktion und die Schnellkupplungsfunktion unkritisch ist. Das Druck­ reduzierglied besteht aus Teilen, die leicht zusammengesetzt und in das be­ treffende Kupplungsteil leicht eingebaut werden können, so daß die Kon­ struktion des Kupplungsteils von der eines Kupplungsteils ohne Druckredu­ zierglieder nicht wesentlich abzuweichen braucht.

Wichtig ist eine völlige Leckfreiheit, was unter anderem bedeutet, daß nicht zugelassen werden kann, daß das abgeleitete Medium die Stirnseite des Kupplungsteils erreicht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß das Ein- und Auskuppeln so durchgeführt werden kann, daß dieses komplett spiel- und leckagefrei erfolgt, so daß die Dichtungsfunktion zu jeder Zeit erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 und Anspruch 2 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Weitere Entwicklungen des Erfindungsgedankens betreffen die Ausführung des Druckreduzierglieds und seine Anordnung im jeweiligen Kupplungsteil. Demnach kann das im Druckreduzierglied enthaltene Betätigungselement so konstruiert werden, daß es von der Stirnseite der Einheit in den Kanal hin­ einragt, wo es in einem ersten Kanalteil so in Längsrichtung verschiebbar montiert ist, daß ein erster Abschnitt des Betätigungselements aus der ge­ nannten Stirnseite herausragen kann, damit das zweite Kupplungsteil darauf einwirken kann, das mit dem fraglichen Kupplungsteil beim Verbinden der Teile der Schnellkupplung zusammenwirkt.

In einer Ausführungsform wirkt ein Dichtungselement, das den ersten Ab­ schnitt des Betätigungselements abschließen kann, mit dem Betätigungs­ element zusammen. Das Druckreduzierglied kann durch eine Durchführungs­ einheit gebildet werden, die den Druckreduzierkanal enthält. Der Druckredu­ zierkanal kann einen zweiten Kanalteil enthalten, der so ausgeführt ist, daß er die Längsverschiebungsbewegungen des Betätigungselements in dem ersten Kupplungsteil/der ersten Einheit mittels eines auf dem Betätigungs­ element angeordneten Flanschelements begrenzt. Darüberhinaus kann die Durchführungseinheit mit einer oder mehreren seitlichen Aussparungen ver­ sehen werden, die entsprechenden Aussparungen im Kupplungsteil/Kupp­ lungseinheit gegenüberliegen, um eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Kanal und der zweiten Kammer im Kupplungsteil zu bilden, wenn die Teile der Schnellkupplung eine Kuppelposition einnehmen, in der das Druck­ reduzierglied betätigt werden kann. Das genannte Dichtungselement ist vor­ zugsweise ringförmig und zusammen mit einer sogenannten Stützdichtung in einer ringförmigen Kammer angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Durchführungseinheit stufenförmige innere Aussparungen für den Teil/den ersten Teil des Betätigungselements, der über die Stirnseite hin­ ausragen kann, für das Dichtungselement und den Führungsteil des Betäti­ gungselements.

In einer nächsten Ausführungsform liegt die Durchführungseinheit auf einem Sitz/Auflager auf, in einer anderen Ausführungsform umfaßt sie diesen Sitz. Der Sitz kann mit einem kugelförmigen Körper oder einer Kugel zusammen­ wirken, der (die) in dem Absperrelement enthalten ist oder dieses bildet. Auf den Körper bzw. die Kugel wirkt auf der einen Seite das Betätigungselement über seinen zweiten Abschnitt ein. Der zweite Abschnitt greift durch das Sitz- Auflagerteil hindurch. Auf seiner anderen Seite wirkt auf den Körper bzw. die Kugel die Kraft einer Feder ein, die in einem dritten Kanalteil hinter dem Ab­ sperrelement angeordnet ist. Eine oder mehrere Verbindungen im Kupplungs­ teil/der Kupplungseinheit sind so ausgeführt, daß sie in der Stellung der Kupplungsteile, in der das Druckreduzierglied betätigt wird, von dem genann­ ten dritten Kanalteil zur ersten Kammer verlaufen.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Druckreduzierglied in einem Kupplungteil eingesetzt, das eine Einheit mit zwei teleskopisch angeordneten Bauteilen enthält, die in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar sind. Das erste Bauteil bewirkt die Einstellung der genannten Ausgangsstellung und der Betätigungsstellung der Einheit mittels Federkraft und eines möglicherweise anliegenden Drucks. Das zweite Bauteil hat eine Abdichtungs-, Öffnungs- und Schließfunktion am Ende des Kupplungsteils/der Kupplungseinheit und enthält das genannte Druckreduzierglied.

In einer weiteren Ausführungsform führt die zweite Verbindung zwischen dem Druckreduzierkanal und der ersten Kammer über Aussparungen im ersten und zweiten Bauteil, die in einander gegenüberliegende Stellungen gebracht werden können. Die Bauteile sind so einander gegenüber angeordnet, daß das zweite Bauteil eine Position einnimmt, in der es mit dem ersten Bauteil voll verbunden ist oder in dieses voll eingreift.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, das Kupplungsteil in einfacher Weise mit Druckreduziergliedern auszustatten und das Schnellkupplungsteil und seine Funktion entsprechend den jeweiligen Einsatz- und Umgebungsbe­ dingungen für den Einsatz der Schnellkupplung auszuwählen. Die Erfindung eignet sich für die Serienfertigung und liefert sehr gute Ergebnisse in Bezug auf die Leckfreiheit sowie die Möglichkeit, verschiedene Schnellkupplungen zu erhalten, die für den jeweiligen Einsatz optimal sind. Die Schnellkupplung kann aus technisch funktionstüchtigen und zuverlässig arbeitenden Teilen mit langer Lebensdauer bestehen. Das Kuppeln ist auch unter hohem Druck möglich.

Eine erste und zweite Ausführungsform einer Vorrichtung, wel­ che die wesentlichen Merkmale der Erfindung aufweist, wird im folgen­ den unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 im Längsschnitt die für die Erfindung wesentlichen Teile des Steck- und des Hülsenteils einer Schnellkupplung, wobei der Steckteil und der Hülsenteil während des Verbindens der Kupplungsteile eine erste Stellung relativ zueinander einnehmen

Fig. 2 im Längsschnitt die Kupplungteile gemäß Fig. 1 in einer zweiten Stellung während des Kupplungsvorgangs

Fig. 3 im Längsschnitt die Teile gemäß Fig. 1 und 2 in einer dritten Stel­ lung während des Kupplungsvorgangs, wobei es sich um die Kup­ pelstellung der Teile handelt und

Fig. 4a-4d im Längsschnitt eine detaillierte Darstellung einer zweiten Ausführungs­ form in verschiedenen Stadien des Kupplungsvorgangs.

In der Zeichnungen ist das Kupplungssteckteil Kupplungssteckteil 1 von dem Typ mit einer inneren, in Längsrichtung verschiebbaren Einheit, die aus einem ersten Bauteil 3 und einem zweiten Bauteil 4 besteht. Die Bauteile 3 und 4 sind in­ einandergesteckt. Die Bauteile 3 und 4 werden gegen eine innere Feder­ spannung zusammengedrückt. Im dargestellten Fall kann diese Feder­ spannung durch eine mechanische Feder 5 erzielt werden. Im Beispiel kann Bauteil 3 in Bauteil 4 hineingedrückt werden, und die Teile sind durch die Dichtungselemente Dichtungsring 6 und Stützdichtung 7 gegeneinan­ der abgedichtet. Die Teile bilden eine innere abgeschlossene Kammer 8, in der die Feder 5 angeordnet ist. Der Druck in der Kammer kann von einer Größe sein, die dem Atmosphärendruck bei ausgezogener Stellung der Bau­ teile 3 und 4 entspricht.

Die Einheit der Bauteile 3 und 4 ist in Längsrichtung gegen eine Federkraft ver­ schiebbar angeordnet. Die Federkraft wird durch eine mechanische Feder 9 erzeugt. Die Einheit der Bauteile 3 und 4 ist gegen die Wirkung der Feder 9 ver­ schiebbar, wodurch beim Verbinden der Teile 1 und 2 die Kupplungskraft er­ zeugt wird. Fig. 3 zeigt das Kupplungssteckteil 1 und das Kupplungs­ hülsenteil 2 in voll verkuppelter Stellung, in der die Feder 9 zusammenge­ drückt ist. Nach dem Trennen des Kupplungssteckteils 1 und des Kupplungs­ hülsenteils 2 wird die Einheit der Bauteile 3 und 4 in die Stellung gemäß Fig. 1 und 2 zurückgeführt. Fig. 1 zeigt die Stellung, in der die Bauteile 3 und 4 voll auseinandergezogen sind. In dieser Stellung wirkt in der Kupplung eine doppelte Dichtungs- oder Absperrfunktion. Die erste Absperr- oder Dich­ tungsfunktion wird durch das zweite Bauteil 4 bewirkt. Die Dichtungsfunktion 10 besteht in dem Beispiel aus einer Metall- Metall-Dichtung. Die zweite Absperrfunktion wird durch das Bauteil 3 be­ wirkt, das am Ende des Steckteils dicht schließend vorne an der Innen­ fläche des äußeren Teils 11 des Steckteils anliegt. Die Dichtungselemente 12, 13 bewirken diese Abdichtfunktion. Die Einheit von Bauteil 3 und 4 wird an der Innenfläche 11a des genannten äußeren Teils 11 durch flügel- oder spei­ chenförmige Elemente 4a geführt. In der dargestellten Ausführungsform hat das Bauteil 4 die Form einer Kappe, die den hinteren Teil des Bauteils 3 umschließt.

Fig. 2 zeigt das Kupplungshülsenteil 2 und das erste Bauteil 3 im Kuppelstadium, wobei die durch das erste Bauteil 3 bewirkte Absperr- oder Dichtungsfunktion 10 noch aktiviert ist. In dieser Stellung greift das erste Bau­ teil 3 voll in das zweite Bauteil 4 ein. In Fig. 3 ist die Absperr- oder Dich­ tungsfunktion 10 ebenfalls deaktiviert und die Bauteile 3 und 4 sind in voll verbundener Stellung zusammen in die voll geöffnete Stellung der Kupplung zurückgeschoben worden.

Die Betätigungskraft für die Bauteile 3 und 4 wird durch ein Teil 14 im Hül­ senteil übertragen. Das Teil 14 ist gegen das äußere Teil 15 des Hülsenteils in Längsrichtung verschiebbar. Das Hülsenteil enthält außerdem die Innen­ buchsen 16 und 17, die gegen das äußere Teil 15 einerseits und gegen das Teil 14 andererseits in Längsrichtung verschiebbar sind. Die relativen Ver­ schiebungsbewegungen gewährleisten, daß eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Kupplungssteckteil 1 und dem Kupplungshülsenteil 2 erfolgt, bevor der innere Durchlaß der Kupplungsteile für das angeschlossene Me­ dium geöffnet wird, und in ähnlicher Weise, daß eine Abdichtung zwischen dem Kupplungssteckteil 1 und dem Kupplungshülsenteil 2 erfolgt, bis in Ver­ bindung mit dem Trennen des Kupplungssteckteils 1 und dem Kupplungs­ hülsenteil 2 der Durchlaß für das angeschlossene Medium geschlossen wird. Diese Funktionen sind an sich bekannt und sind nicht Gegenstand der Er­ findung.

Das Steckteil ist mit Druckreduziergliedern ausgestattet, die in der Einheit von Bauteil 3 und 4 angeordnet sind. In der als Beispiel dargestellten Ausfüh­ rungsform sind die Druckreduzierglieder im ersten Bauteil 3 angeordnet. Die Druckreduzierglieder enthalten einen Kanal 18, der das Druckmedium ableitet und die Kanalabschnitte 18a, 18b, 18c und 18d umfaßt. Der Kanal 18 ver­ läuft von der Stirnseite 1a bzw. 3a des Kupplungsteils bzw. des ersten Bau­ teils 3 nach innen zum Kupplungsteil bzw. zum ersten Bauteil 3. Die Druck­ reduzierglieder enthalten auch ein Absperrelement 19 in Form eines kugel­ förmigen Körpers, einer Kugel usw., das mit einem Sitzteil 20 zusammenwirkt. Auf einer Seite kann das Absperrelement 19 mit einem Betätigungs­ element zusammenwirken oder verbunden sein, das einen ersten Abschnitt 21a, ein Führungselement 21b und einen zweiten Abschnitt 21c umfaßt, der durch das Sitzteil 20 hindurchgreift und durch den das Zusammenwirken oder die Verbindung mit dem Element 19 bewerkstelligt wird.

Das Betätigungselement ist in dem Kanal in Längsrichtung verschiebbar an­ geordnet. Der erste Abschnitt 21a des Betätigungselements verläuft inner­ halb des Kanals 18, so daß sein Ende über die Stirnseite 3a hinausragen kann. Das Führungselement 21b (das aus einem Flanschteil bestehen kann) ist im Kanalabschnitt 18b angeordnet, der die Längsverschiebung des Be­ tätigungselements begrenzt. Durch das Einführen des Betätigungselements in den Kanal während des Verbindungsgangs des Kupplungssteckteils 1 und des Kupplungshülsenteils 2 kann erreicht werden, daß das Betätigungsele­ ment vom Sitz her auf das Element 19 einwirkt, so daß der Kanal geöffnet wird. Nach Aufhören der Betätigung durch das Betätigungselement wird der Kanal durch das Element 19 geschlossen, daß durch die Feder 22 und einen etwaigen Druck im Kanalabschnitt 18c gegen den Sitz gedrückt wird.

Auf seiner anderen Seite wirkt auf den Kanal eine Federkraft ein. In der als Beispiel dargestellten Ausführungsform erfolgt dies mittels einer Feder 22, die über das Kraftübertragungsglied 23 von bekanntem Typ eine Kraft auf das Element 19 ausübt. Der Kanalabschnitt 18c kann über eine oder mehrere Aussparungen 24 bzw. Bohrungen 24a in den ersten und zweiten Bau­ teil 3 bzw. 4 mit einer ersten Kammer 25 außerhalb der Einheit verbun­ den sein. Der Kanalabschnitt 18b kann über eine oder mehrere Aussparun­ gen 24b in den ersten Bauteil 3 mit einer zweiten Kammer 26 außerhalb der Einheit der Bauteile 3 und 4 verbunden sein.

Die genannten Kammern 25 und 26 sind in Fig. 2 dargestellt, wobei die Kam­ mer 25 hinter der Dichtungsfunktion 10 und die Kammer 26 vor der Dichtungsfunktion 10 liegt. Die Verbindung zwischen dem Kanal 18 und den Kanalabschnitten 18a, 18b und 18c besteht nur in der Stellung, in der die Teile voll ineinandergeschoben sind. In den in Fig. 2 gezeigten Stellungen des Kupplungssteckteils 1 und des Kupplungshülsenteils 2 sind die Verbindungen auf bei­ den Seiten der Absperrung oder Dichtungsfunktion 10 nach außen offen.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, befindet sich zwischen den Stirnseiten 3a bzw. 14a des ersten Bauteils 3 bzw. des Teils 14 im Steck- bzw. Hülsenteil ein Spalt 27. Dieser Spalt ist darauf zurückzuführen, daß die vom Teil 14 auf das Betätigungselement übertragene Kraft noch nicht die Größe erreicht hat, die das Betätigungselement die Kraft der Feder 22 und einen auf das Element 19 wirkenden Druck überwinden läßt, der im Kanalabschnitt 18c wegen seiner Verbindung mit der Kammer 25 herrscht. Die Krafteinwirkung von Teil 14 auf das erste Bauteil 3 über die in Fig. 2 dargestellte Position hinaus bedeutet jedoch, daß die Gegenkraft des Elements 19 überwunden und das Element 19 vom Sitzteil 20 abgehoben werden kann. Dadurch wird eine Verbindung zwischen den Kammern 25 und 26 hergestellt, die in Anbetracht dessen als kommunizierende Gefäße bzw. Kammern wirken. Die Verbindung wird zwischen den Aussparungen 24 und 24b und dem Element 19 hergestellt. Ein etwa in der Kammer 25 vorhan­ dener Druck kann so durch eine geringfügige Ableitung des Mediums aus Kammer 25 zur Kammer 26 entspannt werden.

Das Betätigungselement ist abgedichtet, so daß das abgeleitete Medium im Kanal die Stirnseite 3a nicht erreicht. Die Abdichtung wird durch ein Dich­ tungselement 28 erreicht (bestehend aus einer Ringdichtung und gegebenenfalls einer Stützdichtung), das im Kanalabschnitt 18a angeordnet ist und den ersten Abschnitt 21a des Betätigungselements abdichtet. Der zweite Abschnitt 21c des Betätigungselements hat einen kleineren Querschnitt oder ist mit Längs­ nuten versehen, um die Ableitung über das Betätigungselement zu erleich­ tern. So erfolgt die Ableitung entsprechend den obigen Angaben aus einer ersten in eine zweite Kammer innerhalb desselben Kupplungsteils.

Der Kanal 18 ist in einer Durchführungseinheit 29 ange­ bracht, die fest in eine entsprechende Aussparung eingepreßt bzw. in ein Innengewinde 30 in dem ersten Bauteil 3 eingeschraubt ist. Die Durchfüh­ rungseinheit ist mit seitlichen Aussparungen 31 versehen, die gegenüber den Anschlüssen in der Einheit positioniert werden können. Die Durch­ führungseinheit wird gegen das Sitzteil 20 gepreßt, das in einer anderen Aus­ führungsform einen Teil der Durchführungseinheit bilden kann. Die Durchfüh­ rungseinheit wird durch eine Dichtung 32 gegen die Hülle des ersten Bau­ teils 3 abgedichtet. Das Steckteil wird in bekannter Weise mit einem Schlauch oder Rohr verbunden, die ihrerseits an einen Verbraucher, eine Druckquelle usw. angeschlossen werden können. In der vom Hülsenteil getrennten Stel­ lung kann in der Kammer 25 ein Druck bestehen bleiben. Dieser Druck über­ steigt somit den Druck p in der Kammer 26. Der Druckausgleich in den Kam­ mern wird daher durch die Druckreduzierglieder entsprechend der obigen Darstellung erreicht. In geöffneter Stellung des Steck- und des Hülsenteils wird ein Durchlaß für das Medium (Flüssigkeit, Gas usw.) hergestellt. Je nach den Einsatzbedingungen der Schnellkupplung kann das Medium entweder in Richtung 33 oder 34 fließen. Nach der Trennung der Kupplungsteile wird zunächst die erste Absperrfunktion mittels des zweiten Bauteils 4 und der Dichtungsfunktion 10 hergestellt. Danach können das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 4 auseinandergezogen werden und die zweite Absperrfunktion wird mittels der Dichtungselemente 12, 13 hergestellt. Der Druck in der Kammer 8 wird vorzugsweise so gewählt, daß er deutlich unter dem Mediendruck im Mediendurchlaßkanal und/oder unter dem Druck P liegt.

Die Fertigung eines Kupplungsteils mit Druckreduziergliedern ist vorteilhaft. Das erste Bauteil 3 ist mit Bohrungen für den Kanalabschnitt 18c und die Durchführungseinheit 29 versehen. In einen Teil der Bohrung für die Durch­ führungseinheit wird ein Gewinde geschnitten. Die Einheit ist mit seitlichen Aussparungen 24, 24b versehen. Die Durchführungseinheit 29 wird als sepa­ rate Einheit gefertigt, die mit einem Schraubgewinde und seitlichen Boh­ rungen versehen ist. Auf diese Weise können die Druckreduzierglieder einfach eingesetzt werden. Zuerst wird die Feder 22 in ihre Vertiefung eingesetzt. Danach werden das Kraftübertragungsglied 23, das Absperrelement 19, das Sitzteil 20 und die Durchführungseinheit zusammen mit dem Betätigungselement und der Dichtung 32 eingesetzt. Die Dichtung, die nach dem Wechseln genau in eine Bohrung paßt, wird zumindest teilweise aus einem mechanisch wider­ standsfähigen Material gefertigt. Es kann eine sogenannte Stützdichtung verwendet werden.

In den Fig. 4a bis 4d wird die in Längsrichtung verschiebbar ange­ ordnete Einheit durch 3', die erste Kammer durch 25' und die zweite Kammer durch 26' bezeichnet. Die Kammer 26' bildet eine völlig abgeschlossene, zum Beispiel vom Kupplungsteil 1' umschlossene Kammer. Der Mediendruck­ kanal wird durch Kanalabschnitte 18a', 18c' vom Absperrelement 19' getrennt. Das Betätigungselement 21a' und ein Gehäuse 35 beinhalten ein Ventilelement 36. Das Gehäuse 35 ist gegen die äußere Buchse 37 des Kupplungsteils 1' auf drei oder mehr flügelförmigen Elemen­ ten 38 in Längsrichtung verschiebbar. Das Ventilelement 36 ist in dem Gehäuse 35, in einer Kammer 39 des letzteren, gegen die Wirkung eines Federele­ ments 40a verschiebbar. Die Einheit 3' ist bezüglich der Buchse 37 verschieb­ bar angeordnet. Die Einheit 3' ist in einem Führungsteil 40 montiert, das im Inneren des Kupplungsteils 1' durch zwei oder mehr flügelförmige Elemente 41 fixiert ist. Die Längsverschiebung der Einheit 3' erfolgt gegen die Wirkung eines inneren Federelements 42. Die Einheit 3' wird gegen einen Sitz 43 des inneren Federelements 42 gepreßt und trägt vorzugsweise ein Dichtungselement 44 zur wirksamen Abdichtung gegen den Sitz 43. Die erste und die zweite Kammer bilden zwei kommunizierende Ge­ fäße, die nach dem Öffnen des Absperrelements durch die Aussparungen 24', 24b' verbunden werden können. Ein Teil 45, das den Sitz 43 trägt, ist in das Gewinde 46 am Ende der Buchse 37 eingeschraubt und wird durch das Dich­ tungselement 47 abgedichtet. Das Ventilelement 36 wird im Führungsge­ häuse durch das Dichtungselement 48 abgedichtet. Das Ventilelement 36 wird durch das Federelement 40a und mit Hilfe des Anschlags 49 in seiner geschlossenen Stellung (gemäß Fig. 4a) gehalten. Die Buchse 37 besitzt an der Vorderseite eine innere Dichtfläche 50, die mit einer äußeren Dichtfläche 51 am Ventilelement 36 zusammenwirken kann. An der genannten Dichtfläche sind in der Buchse 37 und/oder im Ventilelement 36 die Dichtungselemente 52, 53 angeordnet. Das Element ist so konstruiert, daß es in das Gehäuse 35 eingeführt werden kann, ohne daß ein in der Kam­ mer 26' enthaltenes Medium komprimiert wird. Das Element 36 hat an seinem aus dem Gehäuse 35 herausragenden Teil im Wesentlichen das gleiche Außenmaß/den gleichen Außendurchmesser und ist vorzugsweise so kon­ struiert, daß es über seine gesamte Länge den gleichen Durchmesser hat und mit einer Innenbohrung versehen ist, die sich über einen (wesentlichen) Teil seiner Länge erstreckt.

Das Kupplungsteil 1' kann durch eine vergleichsweise geringe Öffnungskraft F (von Hand) geöffnet werden, selbst wenn in der Kammer 25' des Kupp­ lungsteils 1' (oder im Rohranschluß zur Kammer) ein hoher Druck P1 herrscht (zum Beispiel 20 bis 25 MPa). Die Öffnung kann auch dann ausgeführt wer­ den, wenn in der zweiten Kammer 26' ein vergleichsweise hoher Druck an­ liegt. Der Druck in der Kammer 39 ist wesentlich niedriger (zum Beispiel = Atmosphärendruck) als der Wert, den der Druck P2 annimmt bzw. annehmen kann. Der Druck P2 liegt niedriger als der Druck P1 und kann Werte von beispiels­ weise 10 bis 20% vom Druck P1 annehmen. Das Ventilelement kann daher stets leicht im Führungsgehäuse 35 verschoben werden. Die Einheit 3' schließt immer, auch unter beliebig hohem Druck in der ersten Kammer 25'. Das Kupplungsteil 1' arbeitet daher mit doppelter Druckabsperrung, wodurch das Öffnen mit niedriger Öffnungskraft und ohne Auslaufen des Mediums ermög­ licht wird.

Das zweite Kupplungsteil 2' umfaßt einen fixierten Mit­ telkörper 54, eine in Längrichtung verschiebbare innere Buchse 55, die mit dem Mittelkörper zusammenwirken kann, und eine in Längsrichtung ver­ schiebbare Schutzbuchse 56, die außerhalb der Innenbuchse angeordnet ist. Die Buchsen 55 und 56 können gegeneinander und relativ zum Mittelkörper 54 gegen die Wirkung der Federn 57, 58a verschoben werden. Das Kupp­ lungsteil 1' ist außerdem mit äußeren Verriegelungselementen 58 (Klemm­ hülsen, Klemmkugeln usw.) versehen. Die Innenbuchse ist auf einer innen befestigten hinteren Innenbuchse 59 montiert, und der Mittelkörper 54 ist am hinteren Ende fest in dem Lagerungselement 60, in Aufnahmeflügeln usw. montiert, die Durchlässe 61 für das Kupplungsmedium besitzen. Die Dicht­ flächen des Körpers 54 und der Buchse 55 sind vorzugsweise konisch aus­ geführt. Die Buchse 55 besitzt eine Anschlagfläche 64, welche die tiefste Eingriffsstellung der Buchse 55 definiert, sowie eine Anschlagfläche 65, wel­ che die tiefste Eingriffsstellung der Buchse 56 relativ zur Buchse 55 definiert. Das Lagerungselement 60 wird an dem Mittelkörper 54 befestigt (zum Beispiel durch das Gewinde 66) und gegen den Hülsen­ körper 2" durch das Dichtungselement 67 abgedichtet.

Die Buchse 59 ist auf oder an dem Element 60 montiert und besitzt eine Auf­ lagerfläche für die Feder 57. Die Dichtung 67 dichten den Spalt zwischen dem Element 60 und der Buchse 59 ab. Die Buchsen 55 und 59 werden durch das Dichtungselement 68 abgedichtet. Die Buchse 55 besitzt eine Auf­ lagerfläche für die Feder 58a. Die Buchse 55 ist mit einem verlängerten Ab­ schnitt 55a ausgeführt, der in Längsrichtung der Buchse verläuft.

Beim Verbinden oder Zusammenkuppeln der Teile 1' und 2' werden zunächst die Schutzbuchse 56 gegen die innere Buchse 55 und das Ventilelement 36 gegen das Gehäuse 35 (dessen in Längsrichtung verschobene Posi­ tion im eingekuppelten Zustand durch das innere Federelement 42 bestimmt wird) in Längsrichtung verschoben, in Übereinstimmung mit Fig. 4b. Das Dichtungselement 53 dichtet den Abschnitt 55a ab. Die innere Buchse 55 liegt noch dicht schließend am Teil 63 des Mittelkörpers 54 an, das durch den Dichtungsring 62 gehalten und abgedichtet wird. Während dieses Kupplungs­ stadiums kann keine Undichtigkeit nach außen auftreten, da das Ventilele­ ment 36 und die innere Dichtfläche 50 in Längsrichtung vorstehende Ver­ längerungen besitzen, die durch die Dichtungselemente 52, 53 abgedichtet sind. Der Druck P2 kann vergleichsweise hoch sein.

Wenn das Einkuppeln bis zu der in Fig. 4c gezeigten Stellung fortgesetzt wird, wird das Absperrelement 19' betätigt. Der fortbestehende hohe Druck P1 in der Kammer 25' wird durch eine Vorsteuerungsströmung durch die Aussparung 24', das geöffnete Absperrelement 19' und die Aussparung 24b' abgeleitet. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Druckstift 69 ver­ wendet, über den das Federelement 42 das Absperrelement 19' ge­ schlossen zu halten sucht. Der Druckstift ist mit einem Kopfteil/-abschnitt versehen, der vorzugsweise in Einpunktlagerung an dem Element 19' an­ liegt. Der Kopfteil wird an der Innenwand in einer Vertiefung in der Einheit 3' geführt. Der Kopfteil des Druckstifts ist mit seitlichen Durchlässen (hier nicht dargestellt) für die Vorsteuerungsströmung versehen, die auf diese Weise von der Kammer 25' zur Kammer 26' gelangen kann. Die Vorsteuerungsströmung ist durch die Pfeile 70, 71 angedeutet. Nach die­ ser Betätigung der Druckreduzierfunktion in der Einheit 3' kann erreicht wer­ den, daß die Einheit 3' von ihrem Sitz 43 abhebt, wie in Fig. 4d dargestellt. Die Bewegung erfolgt gegen die Wirkung des Federelements 42. Während des zuletzt erwähnten Teils der Verbindungsbewegung wird auch die innere Buchse ge­ gen den Körper 54 verschoben. Damit ist ein Mediendurchlaß für die Haupt­ strömung 72 durch die Kupplungsteile 1', 2" trotz hoher Drücke im Kupplungsteil 1' hergestellt. Dies konnte außerdem ohne Überströmen des Mediums be­ werkstelligt werden. Das Trennen der Teile 1' und 2" erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, das heißt der Hochdruck auf der Eingangsseite 73 wird zunächst durch die Einheit 3' abgesperrt, wonach die Dichtungsbuchse 55 und das Ventilelement 36 in umgekehrter Reihenfolge bei gleichzeitiger zuverlässiger Abdichtung geschlossen werden, um ein leckfreies Trennen zu ermöglichen. Im betreffenden Teil ist der Druck P3 im Kupplungsteil 2' gleich null. Das Kupplungsteil selbst kann auch in anderen Situationen eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Kupplungsteil, das das Steck- oder Hülsenteil einer Schnell­ kupplung bildet und ein Druckreduzierglied enthält, das beim Verbin­ den des Steck- und Hülsenteils betätigbar ist, um das Verbinden auch unter hohen Mediendrücken (P) im Kupplungsteil zu ermöglichen, wobei das Kupplungsteil eine innere, in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Einheit enthält, die in einer Ausgangsstellung den Mediendruck auf eine er­ ste Kammer (25) im Kupplungsteil beschränkt und sich in einer Betätigungsstellung für das Medium öffnet oder offen bleibt, so daß ein Mediendurchlaß für die Hauptströmung hergestellt wird, und das Druckreduzierglied einen Kanal (18) für den Mediendruck und ein im Kanal angeordnetes Absperrelement (19) enthält, das von der Stirnseite des Kupplungsteils (1, 2) aus über ein Betätigungselement betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18), der auf beiden Seiten des Absper­ relements (19) angeordnet ist, mit der ersten und einer zweiten Kammer (25, 26) verbunden ist oder verbunden werden kann, und daß bei Betätigung des Druckreduzierglieds das Medium in eine zweite Kammer (26) im Kupplungsteil gelangen kann und die erste Kammer (25) und die zweite Kammer (26) über Verbindungen zum Kanal (18) bei geöffnetem Absper­ relement (19) zwei kommunizierende Gefäße/Kammern bilden, was mit einer Entspannung des Drucks (P) in der ersten Kammer (25) und der Erleichterung der Längsverschiebung der Einheit ver­ bunden ist und dazu führt, daß die Kupplungsteile bei beliebi­ gem Mediendruck leckfrei miteinander verbindbar sind.

2. Kupplungsteil (1', 2'), das das Steck- oder Hülsenteil einer Schnell­ kupplung bildet und ein Druckreduzierglied enthält, das beim Verbin­ den des Steck- und Hülsenteils betätigbar ist, um das Verbinden auch unter hohen Mediendrücken (P1) im Kupplungsteil zu ermöglichen, wobei das Kupplungsteil (1', 2') eine innere, in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Einheit (3') enthält, die in einer Ausgangsstellung den Mediendruck auf eine erste Kammer (25') im Kupplungsteil (1', 2') beschränkt und sich in einer Betätigungsstellung für das Medium öffnet, so daß ein Medien­ durchlaß für die Hauptströmung hergestellt wird, und das Druckredu­ zierglied einen Kanal für den Mediendruck und ein im Kanal angeordnetes Absperrelement (19') enthält, das von der Stirnseite des Kupplungsteils (1', 2') aus über ein Betätigungselement betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal, der auf beiden Seiten des Ab­ sperrelements (19') angeordnet ist, mit der ersten und einer zweiten Kammer (25', 26') verbunden ist, und daß bei Betätigung des Druck­ reduzierglieds das Medium in eine zweite Kammer (26; 26') im Kupplungsteil (1', 2') gelangen kann und die erste Kammer (25') und die zweite Kammer (26') über den Kanal bei geöffnetem Absperrelement (19') zwei kommunizierende Gefä­ ße/Kammern bilden, was mit einer Entspannung des Drucks (P1) in der ersten Kammer (25') und der Erleichterung der Längsverschie­ bung der Einheit (3') verbunden ist und dazu führt, daß die Kupp­ lungsteile (1', 2') bei beliebigem Mediendruck leckfrei miteinander verbindbar sind.

3. Kupplungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement herme­ tisch abgedichtet ist, um zu verhindern, daß das abgeleitete Medium die Stirnseite (1a, 3a) des Kupplungsteils erreicht.

4. Kupplungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement so konstruiert ist, daß es von der Stirn­ seite (1a, 3a) des Kupplungsteils in den Kanal hineinragt, wo es in einem ersten Kanalabschnitt (18a) verschiebbar montiert ist, so daß ein erster Abschnitt des Betätigungselements aus der Stirnseite (1a) herausragt, damit das zweite Kupplungsteil, das in der Schnell­ kupplung beim Verbinden der Kupplungsteile mit dem ersten Kupplungsteil zusammenwirkt, auf das Betätigungselement einwirken kann, und daß das Dichtungselement (28) so ange­ ordnet ist, daß es den ersten Abschnitt (21a) des Betäti­ gungselements gegen den Teil des Kupplungsteils abdichten, der den Kanal enthält, so daß das abgeleitete Medium die Stirnseite (1a) nicht erreichen kann.

5. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kanal in einer Durchführungseinheit (29) befindet, die in einer Vertiefung im Kupplungsteil angebracht ist, daß die Durchfüh­ rungseinheit einen zweiten Kanalabschnitt (18b) enthält, der die Ver­ schiebungsbewegungen des Betätigungselements in Längsrichtung im ersten Kupplungsteil mit Hilfe eines am Betätigungselement an­ gebrachten Flanschteils begrenzt, und daß die Durchführungs­ einheit mit einer oder mehreren Aussparungen (31) versehen ist, die gegenüber entsprechenden Aussparungen (24b) im Kupplungsteil positioniert werden können, um eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Kanal und der zweiten Kammer im Kupplungsteil zu bilden, wenn die Teile der Schnellkupplung eine Kuppelstellung ein­ nehmen, in der das Druckreduzierglied betätigt werden kann, wobei diese Verbindungen außerhalb/vor dem Absperrelement im Kanal liegen.

6. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (28) außerhalb/vor dem zweiten Kanalabschnitt in einer ringförmigen Kammer, dem Kanalabschnitt (18a) liegen, die dem Dichtungselement zugeordnet ist, und aus einer Ringdichtung und einer dazugehörigen Packungs­ dichtung bestehen, sowie dadurch, daß die Durch­ führungseinheit in dieser Weise mit stufenförmigen inneren Ausspa­ rungen für diesen Abschnitt des Betätigungselements, das aus der Stirnseite hervorstehen kann, für das Dichtungselement und den Führungsteil (21b) versehen ist.

7. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungseinheit an einem Sitz-Auflagerelement anliegt, dessen Sitz mit einem aus einem kugelförmigen Körper oder einer Kugel bestehendem Absperrelement (19) zusammenwirken kann, die einen Teil des Absperrelements bildet, auf dessen eine Seite das Betätigungselement über seinen zweiten Abschnitt (21c) einwirken kann, der durch den Sitz-Auflagerteil hindurchgreift, wäh­ rend auf die andere Seite des Absperrelements ein Federelement einwirken kann, das in einem dritten Kanalabschnitt (18c) hinter dem Absperrelement angeordnet ist, sowie dadurch, daß eine oder mehrere Verbindungen im Kupplungsteil vorgesehen sind, die bei Betätigung des Druckreduzierglieds vom dritten Kanalabschnitt (18c) zur Kammer verlaufen.

8. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verschiebbare Einheit aus zwei telesko­ pisch angeordneten Bauteilen (3 und 4) besteht, die in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden können, daß das erste in Längs­ richtung verschiebbare Bauteil (4) die genannte Ausgangsstellung und Betätigungsstellung der Einheit mittels eines mechanischen Fe­ derelements und eines vorhandenen Mediendrucks einstellt, und daß das zweite Bauteil (2) eine Abdichtungs-, Öffnungs- und Schließfunktion am Ende des Kupplungsteils ausübt und das Druckreduzierglied enthält.

9. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung zwischen dem Druckreduzierkanal und der ersten Kammer durch Aussparungen führt, die in dem ersten und zweiten Bauteil (3, 4) einander gegen­ über positioniert werden können, sowie dadurch, daß das erste und das zweite Bauteil einander gegenüber positioniert sind, wenn das zweite Bauteil in Bezug auf das erste die volle Einkupplungsstellung einnimmt.

10. Kupplungsteil nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verbindens des Kupplungssteckteils mit dem Hül­ senteil das erste Bauteil zunächst seine Ausgangsstellung einnimmt, in der die erste und die zweite Kammer (25, 26) durch eine vom er­ sten Bauteil bewirkte Absperrfunktion voneinander abgetrennt sind, so daß in der ersten Kammer (25) ein hoher Mediendruck herr­ schen kann; daß eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer über den Druckreduzierkanal, sein geöffnetes Ab­ sperrelement (19) und die Verbindungen der Kammer zum Druckre­ duzierkanal auf beiden Seiten des Absperrelements hergestellt wer­ den kann, wenn das Steck- und Hülsenteil im weiteren Verlauf des Kupplungsvorgangs eine Verbindungsstellung erreichen, in der das zweite Bauteil voll in das erste eingreift und das Druckreduzierglied betätigt ist.

11. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Steckteil als auch das Hülsenteil Druckreduzierglie­ der enthalten.

12. Kupplungsteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verschiebbare Einheit gegen die Wirkung einer Federfunktion verschiebbar ist, welche die Einheit beim Trennen des Steck- und Hülsenteils in ihre Absperrstellung zu­ rückdrückt, sowie dadurch, daß die Verbindung zum Druckreduzier­ kanal unterbrochen wird, wenn die Einheit ihre Ausgangsstellung einnimmt.