DE1525680B1

DE1525680B1 - Ventilkupplungen fuer unter Druck stehende Schlauchleitungen

Info

Publication number: DE1525680B1
Application number: DE19661525680
Authority: DE
Inventors: Frank J Simak
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1965-08-16
Filing date: 1966-08-16
Publication date: 1969-09-11
Also published as: US3348575A; GB1159688A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkupp- durch den das in der Muffe befindliche Absperrventil lung für unter Druck stehende Schlauchleitungen. auf seinen Sitz gedrückt wird. Obgleich der Flüssig-Solche Kupplungen bestehen gemäß der französischen keitsdruck in der Kupplungsmuffe im Vergleich zu Patentschrift 1 385 658 aus einem Kupplungsstecker dem Druck im Kupplungsstecker erheblich niedriger und einer Kupplungsmuffe, die über eine Sperrkugel- 5 sein kann, beispielsweise 35 bis 135 kg/cm², ist es verriegelung mit federbelasteter Verriegelungshülle dennoch auch hier schwierig, das Absperrventil in miteinander verbindbar sind, sowie aus je einem im der Muffe entgegen dem Flüssigkeitsdruck zu öffnen. Kupplungsstecker und der Kupplungsmuffe angeord- Es könnte zwar hier ebenfalls durch entsprechendes neten, selbsttätig wirkenden Absperrventil, das aus Aufschlagen der Kupplungsmuffe erne Druckentlaeinem in jedem dieser Teile starr befestigten hohl- ίο stung erreicht werden, was jedoch — wie bereits erförmigen einseitig offenen Halteteil und darin gegen wähnt — wegen der Beschädigung der Muffe nicht in Federkraft axial verschiebbaren Ventilverschlußstück Frage kommt. Auch könnte ein Druckausgleich dabesteht, das mit einem Stößel zum Öffnen jeweils des durch erzielt werden, indem man die Strömungsanderen Ventils versehen ist und wobei das in der richtung der Druckflüssigkeit umkehrt und dabei Kupplungsmuffe liegende Ventil mit einer Bohrung, 15 letztere in den Flüssigkeitstank ablaufen läßt. Für die zum Druckausgleich des Ventils mit dessen hohl- diese zusätzliche Maßnahme müßte aber das hydrauförmigem Raum in Verbindung steht, ausgestattet ist, lische Steuerventil umgeschaltet und der Antriebsund einem in der Kupplungsmuffe zum leichteren motor neu gestartet werden.

Verbinden der Kupplungsteile axial ,gegen Federkraft Eine Lösung des vorbeschriebenen Problems hat

beim Kuppeln zurückschiebbaren Kolben, der mit 20 man auch schon ,dadurch versucht, daß man den

einer Hülse einen mit dem Kupplungsinnern über Kupplungsstecker in die Kupplungsmuffe einschraubt,

eine Bohrung in Verbindung stehenen Druckraum Durch eine solche Schraubverbindung können zwar

zum Steuern des Kolbens aufweist. auch bei hohem Flüssigkeitsdruck die beiden Kupp-

Bei dieser bekannten Ventilkupplung ist zwar zum lungshälften miteinander gekuppelt werden; jedoch leichteren Kuppeln ein druckentlastendes Ventil und 25 sind hierbei zum Verschrauben der beiden Kupplungsein von Hand und vom Betriebsdruck gesteuerter hälften sehr hohe Kräfte erforderlich, die nur mit Kolben vorgesehen, doch ist es bei dieser Lösung einem großen Schraubenschlüssel oder Handhebel nicht ohne weiteres, möglich, die beiden Kupplungs- erzielt werden können. Solche Werkzeuge sind aber hälften auch bei vergleichsweise hohem Flüssigkeits- nicht nur unhandlich, sondern können auch sehr druck im System leicht und einwandfrei dichtend 30 leicht vergessen und verlegt werden,
miteinander zu kuppeln. Dieser hohe Druck kann Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beispielsweise auftreten, wenn der Kupplungsstecker Ventilkupplung so auszubilden, daß die beiden Kuppüber einen längeren Zeitraum in einem Hydraulik- lungshälften auch bei vergleichsweise hohem Flüssigkreislauf mit einem eine Last, z.B. ein schweres keitsdruck im System leicht und einwandfrei dichtend landwirtschaftliches Anbaugerät, tragenden Hydrau- 35 miteinander gekuppelt werden können. Diese Auflikzylinder belassen wird. Hierbei kann sich nämlich gäbe ist zwar aus der französischen Patentschrift bei Erhitzung die hinter dem Kupplungsstecker ein- 1385 658 bekannt. Sie wird aber dort mit anderen geschlossene Druckflüssigkeit derart stark ausdehnen, Mitteln als bei der Erfindung gelöst. Gegenüber der daß sich der Flüssigkeitsdruck wesentlich erhöht, Ventilkupplung nach der französischen Patentschrift z. B. auf etwa 420 kg/cm². Dieser hohe Flüssigkeits- 40 1385 658 besteht die Lösung darin, daß das muffendruck im Kupplungsstecker drückt das zugehörige seitige Halteteil des Absperrventils im Kolben beAbsperrventil so stark gegen semen Sitz, so daß es festigt ist und das Ventilverschlußstüek bei geschlossehr schwierig ist, dieses Ventil beim Kupplungsvor- senem Absperrventil an einem Ventilsitz des Kolbens gang in seine Öffnungsstellung zurückzudrücken. anliegt und der Kolben an seinem äußeren Ende über Dies wäre nur dann leicht durchzuführen, wenn der 45 eine Leitung mit einem Steuerventil verbunden ist, Flüssigkeitsdruck irgendwie abgebaut werden könnte. das einerseits mit einem Flüssigkeitstank sowie einer Auf dem Feld hat man den hohen Flüssigkeitsdruck von einer Maschine angetriebenen Druckflüssigkeitsim Kupplungsstecker häufig dadurch verringert, daß pumpe in Verbindung steht, wobei über das Steuerman ihn gegen einen Stein schlägt oder mit dem ventil unter Druck stehende Flüssigkeit zunächst in Hammer auf das Ventil schlägt, so daß letzteres sich 5.0 den Raum vor dem Absperrventil zur Druckvon seinem Sitz abhebt und dabei Druckflüssigkeit entlastung desselben und nach Öffnen dieses Ventils austreten läßt. Eine solche Druckentlastung ist je- ein höherer Flüssigkeitsdruck in die Kupplungsmuffe doch nicht empfehlenswert, da hierdurch die Kupp- schickbar ist, um das steckerseitige Absperrventil zu lung nicht nur beschädigt wird, sondern auch eine öffnen.

zu große Flüssigkeitsmenge austreten und auf den 55 Durch das Steuerventil wind nämlich nach dem Boden gelangen kann. Schließlich besteht auch die öffnen des Absperrventils der Druck erhöht, um mit Gefahr, daß ein angehobenes Anbaugerät bei der noch höherem Druck das im Kupplungsstecker vorFreigabe der Druckflüssigkeit plötzlich nach unten gesehene Absperrventil 19 zu öffnen, so daß der von fällt und hart auf den Boden aufschlägt. Dies könnte Hand durchzuführende Kuppelvorgang bei dem gezwar grundsätzlich durch eine entsprechende Ver- 60 ringeren Druck besonders leicht durchzuführen ist. riegelung verhindert werden; eine solche Verriege- Eine zweckmäßige Ausführung dieser Lösung erlungseinrichtung bedingt aber nicht nur einen be- gibt sich dadurch, daß der Kolben zwei durch das sonderen Aufwand, sondern verlangt von der Bedie- Absperrventil voneinander trennbare Flüssigkeitsnungsperson auch zusätzliche Arbeit. räume aufweist, deren außenliegender Raum über Bei den in Rede stehenden Steckkupplungen steht 65 den Verbindungskanal mit der von der Kolbenaußendie mit einer: Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung seite und der Kupplungsmuffe gebildeten Druckstehende Kupplungsmuffe auch bei abgeschalteter kammer verbunden ist, in der die sich einerseits an Antriebskraft unter einem bestimmten Systemdruck, einer Schulter der Muffe und andererseits an einem

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Ringflansch des Kolbens abstützende Feder angeord- einen Begrenzungsring 43 an einer Weiterbewegung

net ist. gehindert.

Ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung Die stufenförmig abgesetzte Innenbohrung 3Γ des ausgebildeten Ventilkupplung ist in der Zeichnung Kolbens 31 ist an ihrem äußeren Ende über eine Lei-

dargestellt; es zeigt 5 tung44 mit einem Steuerventil 45 verbunden, das

F i g. 1 einen Hydraulikkreislauf mit einer im ver- seinerseits mit dem Flüssigkeitstank 46 und einer größerten Maßstab dargestellten Steckkupplung im Druckflüssigkeitspumpe 47 in Verbindung steht. Die

senkrechten Längsschnitt, wobei der Kupplungs- Pumpe 47 wird von einer Antriebsmaschine 48, bei-

steeker und die Kupplungsmuffe nicht miteinander spielsweise von einem Fahrzeugmotor, angetrieben,

gekuppelt sind, io Das Steuerventil 45 hat die Auf gäbe, den Flüssigkeits-

Fig. 2 die gleiche Schnittansicht, jedoch mit teil- druck entweder der einen oder der anderen Kuppweise ineinandergeschobenen Kupplungshälften, lungsmuffe 12 zuzuführen sowie einen Druckflüssig-

F i g. 3 den Beginn der Sperrstellung zwischen den keitsverlust im System zu verhindern,

beiden Kupplungshälften, In der Bohrung 3Γ des Kolbens ist ein Ventilsitz

F i g. 4 die Sperrstellung der Kupplungshälften. 15 49 für ein Absperrventil 50 vorgesehen. Dieses Ventil

In dem in F i g. 1 gezeigten Hydraulikkreislauf sind 50 besitzt einen mit dem Vorsprung 24 des Absperrzwei hydraulische Steckkupplüngen dargestellt, von ventils 19 des Kupplungssteckers 11 zusammenwirdenen eine im Längsschnitt wiedergegeben ist, und kenden Schaft 51, dessen ebene Stirnfläche 52 beim zwar in vergrößertem Maßstab. Jede Steckkupplung Kupplungsvorgang auf die ebene Stirnfläche 25 des besitzt einen Kupplungsstecker 11 und eine Kupp- 20 Ventilvorsprungs 24 auftrifft. Durch das Abspens lungsmuffe 12. Jeder Kupplungsstecker 11 ist über ventil 50 wird die Kolbenbohrung 31'in zwei Flüssigeine Leitung 13 mit den gegenüberliegenden Enden keitsräume 53 und 54 unterteilt, wobei der eine Raum eines doppeltwirkenden Hydrozylinders 14 verbun- 53 über den Verbindungskanal 37 mit dem Kolbenden, der eine Last 15, z.B. ein landwirtschaftliches federraum36 und der andere Raum54 mit der Anbaugerät, steuern soll. Der Kupplungsstecker 11 25 Druckflüssigkeitsquelle 47 in Verbindung steht. Der weist ein Gehäuse 16 mit einer Längsbohrung 17 auf, Ventilkörper bzw. das Verschlußstück 55 besteht aus deren inneres Ende den Ventilsitz 18 für ein Absperr- zwei dicht ineinandergesteckten Hülsenteilen 56, 57, ventil 19 bildet. Dieses Absperrventil 19 besitzt einen von denen der eine Hülsenteil 57 in einem als im Schaft 20, der in einer Bohrung 21 eines im Stecker- Kolben 31 befestigtes Schraubstück ausgebildeten gehäuse 16 sitzenden Führungsteiles 22 verschieblich 30 Führungskörper 58 verschieblich geführt ist. Letzterer gelagert ist. Das Absperrventil 19 wird durch die besitzt einen zum Verschlußstück 55 hin offenen Feder 23 und den in der Leitung 13 herrschenden Halteteil 59, der zusammen mit den Hülsenteilen 56, Flüssigkeitsdruck gegen seinen Sitz 18 gedrückt. Das 57 einen abgeschlossenen Raum 60 bildet, in dem die Absperrventil 19 besitzt an seinem dem Schaft 20 ab- gegenüber der Kolbenfeder 32 weichere Ventilfeder gewandten Ende einen Vorsprung 24, dessen ebene 35 61 untergebracht ist. Diese Feder 61 stützt sich einer-Stirnflache 25 in weiter unten näher beschriebener seits an dem Boden des Verschlußstücks 55 und Weise mit der Kupplungsmuffe 12 zusammenarbeiten andererseits an dem Boden des Halteteils 59 ab. Der kann. An der Außenseite des Steckergehäuses 16 sind Ventilfederraum 60 steht über eine Verbindungsbohein vorstehender Ringflansch 26 und eine zur Verrie- rung 62 mit dem äußeren Flüssigkeitsraum 53 in Vergelung des Steckers 11 mit der Kupplungsmuffe 12 40 bindung, so daß am Verschlußstück 55 ein Druckdienende Sperrnut 27 angeordnet, ausgleich herrscht. Zur Verbindung des anderen Flüs-

Die Kupplungsmuffe 12 besteht im wesentlichen sigkeitsraumes 54 mit der Druckflüssigkeitsquelle 47 aus zwei Muffenteilen 28,29, die über das Gewinde sind in dem Führungsstück 58 eine axiale und meh-30 miteinander verschraubt sind. In den beiden rere radiale Bohrungen 63 und 64 vorgesehen.
Muff enteilen 28,29 ist ein hohler Kolben 31 ver- 45 In Fig. 1 befinden sich die Kupplungsstecker 11 schieblich gelagert. Der Kolben 31 steht unter Wir- und die Kupplungsmuff en 12 in ausgekuppeltem Zukung einer Feder 32, die sich einerseits an einer stand. In diesem entkuppelten Zustand wird das AbSchulter 33 des Muffenteiles 28 und andererseits an· sperrventil 19 durch den im kupplungssteckerseitigen einem Ringflansch 34 des Kolbens 31 abstützt und Systemteil 13 herrschenden Druck und die Kraft der letzteren normalerweise in der in den Fig. 1, 2 und 4 50 Feder 23 auf seinen Sitz 18 gedrückt, so daß keine gezeigten Endstellung halt, in welcher der Kolben- Flüssigkeit austreten kann. Auf der gegenüberliegeriringflansch 34 an der Schulter 35 des Muffenteües 29 den Seite stehen die Kupplungsmuffen 12 gleichfalls anliegt. Der die Feder 32 aufnehmende Kolbenraum unter einem bestimmten Systemdruck. Zum Kuppeln 36 steht über einen Verbindungskanal 37 mit dem der beiden Kupplungshälften wird die Verriegelungsvorderen Teil der stufenförmigen Innenbohrung 3Γ 55 hülse 40 entgegen der Wirkung ihrer Feder 39 nach des Kolbens 31 in Verbindung. rechts bewegt, so daß die Sperrkugeln 42 nach außen

Auf dem freien Ende des Muffenteiles 29 ist eine verschoben werden können. Dies geschieht beim Einan sich bekannte Verriegelungseinrichtung 38 ange- stecken des Kupplungssteckers 11 in die Kupplungsordnet, die aus einer unter Wirkung einer Feder 39 .muffe 12, da dann die am Stecker 11 vorgesehene stehenden Verriegelungshülse 40 sowie mehreren da- 6b Ringwulst 26 die Sperrkugeln 42 radial nach außen mit zusammenwirkenden, in Aufnehmebohrungen 41 drückt, bis diese die in Fig. 2 gezeigte Lage einliegenden Sperrkugeln 42 besteht. Im gekuppelten Zu- nehmen. Bei dieser anfänglichen Kupplungsbewegung stand des Kupplungssteckers 11 und der Kupplungs- treffen die beiden ebenen Stirnflächen 25 und 52 des muffe 12 wenden die Sperrkigeln 42 durch die Ver- Ventilvorsprungs 24 und des Schaftes 51 des Abriegelungshülse 40 durch die Äufnahmebohrungen 41 65 Sperrventils 50 aufeinander, so daß letzteres in seine hindurch in der Sperrnut 27 des Kupplungssteckers Öffnungsstellung bewegt wird. Diese Verschiebebewe-11 gehalten, so wie das in F i g. 4 dargestellt ist. In gung kann verhältnismäßig leicht durchgeführt werdieser Stellung wird die Verriegelungshülse 40 durch den, da sie wegen des druckausgeglichenen Absperr-

ventils 50 nur entgegen der Kraft der Feder 61 vorgenommen zu werden braucht. In der in Fig. 2 gezeigten Lage ist das Verschlußstüek 55 des Absperrventils 50 so weit in den Halteteil 59 des Führungskörpers 58 hineingefahren, daß der Hülsenteil 57 an dem Boden des Halteteils 59 anschlägt. Durch das Öffnen des Verschlußstücks 55 kann sich Druckflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum 54 in den Flüssigkeitsraum 53 ausdehnen, und zwar so stark, daß der Flüssigkeitsdruck in dem mit der Kupplungsmuffe 12 verbundenen Systemteil auf Atmosphärendruck abfällt. '

In der in Fi.g. 2 gezeigten Lage können die Sperrkugeln 42 noch nicht in die damit zusammenwirkende Sperrnut 27 am Kupplungsstecker 11 einfallen. Dazu bedarf es einer weiteren 'Verschiebebewegung, durch die über das Absperrventil 50 und dessen Führungskörper 58 der damit verschraubte Kolben 31 entgegen der Wirkung seiner Feder 32 nach rechts bewegt wird. Erst in dieser (in. Fig. 3 aq gezeigten· Stellung) können die Sperrkugeln in· die Nut 27 eintreten. Die Verriegelungshülse 40 kann dann losgelassen werden, so daß sie unter Wirkung ihrer Feder 39 nach links verschoben wird und dabei die Sperrkugeln 42 in der Nut 27 festhält. Um einen dichten Abschluß zu erhalten, ist nahe dem vorderen Ende der Kupplungsmuffe 12 ein Dichtungsring 63 vorgesehen.

_ Obgleich nun die Kupplungshälften miteinander verriegelt sind, ist die gewünschte Flüssigkeitsverbindung noch nicht hergestellt, da das Absperrventil 19 des Kupplungssteckers 11 durch den hohen Flüssigkeitsdruck im angeschlossenen Hydrauliksystem noch immer auf seinem Sitz gehalten wird.

Das Öffnen des Absperrventils 19 geschieht nun erfindungsgemäß auf hydraulischem Wege. Zu diesem Zweck wird durch entsprechende Betätigung des Steuerventils 45 Druckflüssigkeit von der Pumpe 47 in die Kupplungsmuffe 12 gefördert, so daß diese unter dem Systemdruck von beispielsweise 70 kg/cm² steht. Die geförderte Druckflüssigkeit wird in der Kupplungsmuffe 12 'durch die Bohrungen 63 und 64 des Führungskörpers 58, die Flüssigkeitsräume 54 und 53 und den Verbindungskanal 37 in die Kolbenkammer 36 geleitet, wo der Flüssigkeitsdruck auf den Ringflansch 34 des Kolbens 31 einwirkt. Hierdurch wird der Kolben nach links bewegt, und zwar aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung in die in F i g. 4 wiedergegebene Lage, wobei über den Schaft 51 des mitbewegten Absperrventils 50 das Absperrventil 19 des Kupplungssteckers 11 geöffnet wird. Die vorbeschriebene Linksbewegung des Kolbens mit dem Absperrventil 50 ist deshalb möglich, weil die sich aus der Wirkfläche des Ringflansches 34 des Kolbens 31, multipliziert mit dem Flüssigkeitsdruck und der Federkraft, ergebende Verstellkraft großer als die entgegengesetzt wirkende Kraft an dem Absperrventil des Kupplungssteckers U ist. Beim Öffnen des Absperrventils 19 wird der Systemdruck augenblicklich in den Leitungsteil des Kupplungssteckers 11 übertragen, so daß ein plötzliches Herunterfallen des gesteuerten Anbaugerätes 15 nicht zu befürchten ist. Trennen lassen sich die beiden Kupplungshälften in umgekehrter Reihenfolge, wobei zunächst die Druckflüssigkeitspumpe 47 abgestellt und dann die Verriegelungshülse 40 nach rechts zurückgeschoben wird. Die beiden Kupplungshälften können dann auseinandergezogen werden; dabei schließen sich die beiden Absperrventile 19 und 50 durch den Flüssigkeitsdruck augenblicklich, so daß nur die sich in dem Flüssigkeitsraum 53 befindliche Flüssigkeit ausströmen kann. Diese Flüssigkeitsmenge ist jedoch im Vergleich zu der bei den bekannten Steckkupplungen ausspritzenden Flüssigkeitsmenge vergleichsweise gering. .

Claims

Patentansprüche:

1. Ventilkupplung für unter Druck stehende Schlauchleitungen, bestehend aus einem Kupplungsstecker und einer Kupplungsmuffe, die über eine Sperrkugelverriegelung mit federbelasteter Verriegelungshülle miteinander verbindbar sind, sowie aus je einem im Kupplungsstecker und der Kupplungsmuffe angeordneten, selbsttätig wirkenden Absperrventil, das aus einem in jedem dieser Teile starr befestigten hohlförmigen einseitig offenen Halteteil und darin gegen-Federkraft axial verschiebbaren Ventilverschlußstück besteht, das mit einem Stößel zum Öffnen jeweils des anderen Ventils versehen ist und wobei das in der Kupplungsmuffe liegende Ventil mit einer Bohrung, die zum Druckausgleich des Ventils mit dessen hohlförmigem Raum in Verbindung steht, ausgestattet ist, und einem in der Kupplungsmuffe zum leichteren Verbinden der Kupplungsteile axial gegen Federkraft beim Kuppeln zurückschiebbaren Kolben, der mit einer Hülse einen mit dem Kupplungsinnern über eine Bohrung in Verbindung stehenden Druckraum zum Steuern des Kolbens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das muffenseitige Halteteil (59) des Absperrventils (50) im Kolben (31) befestigt ist und das Ventilverschlußstück bei geschlossenem Absperrventil (50) an einem Ventilsitz (49) des Kolbens (31) anliegt und der Kolben (31) an seinem äußeren Ende über eine Leitung (44) mit einem Steuerventil (45) verbunden ist, das einerseits mit einem Flüssigkeitstank sowie einer von einer Maschine (48) angetriebenen Druckflüssigkeitspumpe (47) in Verbindung steht, wobei über das Steuerventil (45) unter Druck stehende Flüssigkeit zunächst in den Raum (53) vor dem Absperrventil (50) zur . Druckentlastung desselben und nach Öffnen dieses Ventils ein höherer Flüssigkeitsdruck in die Kupplungsmuffe schickbar ist, um das steckerseitige Absperrventil (19) zu Öffnen.

2. Ventilkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zwei durch das Absperrventil (50) voneinander trennbare Flüssigkeitsräume (53, 54) aufweist, deren außenliegender Raum (53) über den Verbindungskanal (37) mit der von der Kolbenaußenseite und der Kupplungsmuffe (12) gebildeten Druckkammer (36) verbunden ist, in der die sich einerseits an einer Schulter (33) der Muffe (12) und andererseits an einem Ringflansch (34) des Kolbens (31) abstützende Feder (32) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen