DE69605937T2

DE69605937T2 - Schnellkupplung mit konzentrischer konfiguration

Info

Publication number: DE69605937T2
Application number: DE69605937T
Authority: DE
Inventors: Christiaan Schuetz
Original assignee: Holmatro Industrial Equipment BV
Current assignee: Holmatro BV
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2016-10-03
Also published as: WO1997013095A1; JP3926388B2; NL1001357C2; ES2140901T3; EP0853743A1; US6179001B1; ATE188283T1; EP0853743B1; JPH11512808A; DE69605937D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellkupplung.
Derartige Schnellkupplungen sind bekannt.
Sie werden beispielsweise benutzt, um Leitungen zu kuppeln, die dazu dienen, ein Strömungsmittel, beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit, zu transportieren. Demgemäß werden solche Schnellkupplungen beispielsweise benutzt, um flexible hydraulische Leitungen miteinander zu verbinden.
Insbesondere bei der Anwendung in Hydrauliksystemen, beispielsweise zur Verbindung einer hydraulisch angetriebenen Vorrichtung mit einem hydraulischen Antriebselement, ist es notwendig, daß die Hydraulikpumpe mit dem Werkzeug nicht nur über eine Druckleitung, sondern auch über eine Rückführungsleitung, verbunden wird.
Gemäß dem Stand der Technik werden hierfür getrennte Schnellkupplungen benutzt, d. h. eine für die Druckleitung und eine weitere für die Rückführungsleitung.
Dies ist in gewissen Situationen höchst unerwünscht, insbesondere dann, wenn eine solche Verbindung innerhalb einer kurzen Zeitdauer vorgenommen werden muß. Eine derartige Situation tritt beispielsweise auch dann auf, wenn eine Verbindung unter einer Stress-Situation hergestellt werden muß. Dann besteht weiterhin die Gefahr der Herstellung einer falschen Verbindung, wenn die Kupplungen nicht voneinander unterschieden sind.
Die GB-A-1 009 087 beschreibt eine Schnellkupplung, die einen Steckerteil aufweist, der mit einer ersten und einer dritten Leitung verbunden ist und einen Buchsenteil besitzt, der mit einer zweiten und einer vierten Leitung verbunden ist, um lösbar eine gegenseitige Verbindung wenigstens der ersten Leitung mit der zweiten Leitung, und eine lösbare gegenseitige Verbindung von dritter Leitung mit vierter Leitung herzustellen, wobei der Steckerteil und der Buchsenteil jeweils eine einstückig geformte Hülse aufweisen, wobei wenigstens an der Stelle der Trennoberfläche zwischen dem Steckerteil und dem Buchsenteil die Verbindungskanäle konzentrisch angeordnet sind.
Bei dieser bekannten Kupplung besteht jedoch die Gefahr, daß Schmutz der an den Kupplungsoberflächen vorhanden ist, eine Kopplung der beiden Kupplungsteile behindert. Es ist jedoch auch schwierig, den Schmutz von den unebenen Kupplungsflächen zu entfernen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kupplung zu schaffen, bei der jene Nachteile vermieden sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kupplungsoberfläche beider Teile im ungekuppelten Zustand durch Elemente geschlossen sind, die jeweils in einer Ebene angeordnet sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnung; in der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Konstruktion der Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt einer bevorzugten Ausführungsform von Steckerteil und Buchsenteil der erfindungsgemäßen Kupplung im entkuppelten Zustand; und
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht im gekuppelten Zustand.
In Fig. 1 ist eine Schnellkupplung 1 dargestellt, die einen Steckerteil aufweist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist, und die außerdem einen Buchsenteil 3 aufweist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 3 versehen ist. Der Steckerteil 2 ist mit einer ersten Leitung 4 verbunden, die zentral angeordnet ist, und außerdem mit einer dritten Leitung 5, die konzentrisch relativ zu der ersten Leitung 4 liegt und diese umschließt. In gleicher Weise ist der Buchsenteil 3 mit einer zweiten Leitung 6 und mit einer vierten Leitung 7 verbunden, die konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Zur Festlegung des Steckerteils und des Buchsenteils ist der Buchsenteil 2 mit einer Nut versehen, die sich um die äußere Oberfläche erstreckt, und in diese Nut greift wenigstens eine Anschlagkugel 9, die mit dem Steckerteil 3 verbunden ist, während des Steckvorgangs des Steckerteils ein.
Die Konstruktion und Arbeitsweise der Kupplung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Steckerteil 2 eine äußere Hülse 10 auf, die an ihrem der Kupplungsoberfläche benachbarten Ende im Durchmesser vermindert ist. Auf der der Leitung 5 zugewandten Seite ist die Hülse 10 mit einer Sägeverzahnung 11 versehen, die in Eingriff mit der Leitung 5 steht. Fest mit der Hülse 10 ist im Inneren hiervon eine innere Hülse 12 verbunden, die mit der äußeren Hülse 10 durch radial verlaufende Verbindungselemente in Verbindung steht (die in der Zeichnung nicht dargestellt sind). Die Innenhülse 12 ist auch mit einer umlaufenden Sägeverzahnung 13 versehen.
Weiter ist in der Hülse 10 eine bewegliche Hülse 14 angeordnet, die durch eine Druckschraubenfeder 15 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gedrückt wird, wobei die Stirnringfläche der Hülse 10 mit der Stirnfläche der beweglichen Hülse 14 fluchtet. Wenn eine nach innen gerichtete Kraft auf die Stirnfläche ausgeübt wird, ist es möglich, die Hülse 14 in die Stellung gemäß Fig. 3 zu verschieben, und in dieser Stellung gemäß Fig. 3 wird ein im Durchmesser verringerter Abschnitt 16 des leitungsseitigen Endes der Hülse von einer Ausdrehung 17 umschlossen, die in der Innenhülse 12 vorgesehen ist.
Weiter ist in der beweglichen Hülse 14 ein Hohlraum 18 ausgebildet, in dem eine zentrale Hülse 19 in Längsrichtung beweglich ist. Die zentrale Hülse 19 wird ebenfalls mittels einer Druckschraubenfeder 20 in die Stellung gemäß Fig. 2 gedrückt. Schließlich ist eine Ausnehmung 21 in der Stirnfläche der zentralen Hülse 19 angeordnet, und diese Ausnehmung nimmt einen Dichtungsstopfen 22 auf, der durch eine Feder 23 in die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung gedrückt wird. Die Stirnfläche des Stopfens 22 bildet eine flache Stirnfläche zusammen mit der Stirnfläche der Hülse 10 und der Stirnfläche der Innenhülse 14. Dies ist wichtig zur Verhinderung einer Verschmutzung; in entkuppelter Stellung können Verunreinigungen leicht abgewischt werden.
Außerdem sind in den verschiedenen Bauteilen Ringnuten 24, 25, 26 und 27 angeordnet, die dichtende O-Ringe 28, 29, 30 und 31 aufnehmen. Die Funktion derartiger O-Ringe ist natürlich klar. Diese Funktion braucht daher hier nicht erläutert zu werden.
Der Buchsenteil 39 der Kupplung wird im wesentlichen durch eine äußere Hülse 32 gebildet, die mit einer Reihe ringförmiger Befestigungsrippen 33 versehen ist, welche zur Festlegung der vierten Leitung 7 dienen. Um die äußere Hülse 32 herum und konzentrisch hierzu, ist eine Fixierungshülse 34 gelagert, die durch eine Druckschraubenfeder 35 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gedrückt wird, in der die Anschlagskugeln 9 in eine Nut eingreifen, die in der Verriegelungshülse 34 angeordnet ist.
Der Buchsenteil 3 der Kupplung weist außerdem eine Innenhülse 36 auf, die mit der äußeren Hülse 32 über nicht dargestellte Rippen verbunden ist, welche sich in Radialrichtung erstrecken. Die Innenhülse 36 und die Außenhülse 32 bilden so einen starren Körper. Auf der Außenseite der Innenhülse sind Fixierungssägezähne 37 angeordnet, auf welche die zweite Leitung 6 aufgeschoben ist.
Außerdem sind in dem Buchsenteil mehrere bewegliche Hülsen angeordnet, d. h. eine erste bewegliche Hülse 38, die teilweise in einen ringförmigen Schlitz 39 eingreift, der in der äußeren Hülse 32 angeordnet ist, und sich über den gesamten Umfang erstreckt. In dem Ringschlitz 39 ist eine Druckschraubenfeder 40 eingesetzt, die die erste bewegliche Hülse in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung drückt. Um die Bewegung der ersten beweglichen Hülse 38 zu begrenzen, ist letztere mit einem Flansch 41 versehen, der an einem Rand 42 der Außenhülse 32 anstößt.
Außerdem ist eine zweite bewegliche Hülse 43 vorgesehen, die in gleicher Weise in Längsrichtung verschiebbar ist, und die durch eine Druckschraubenfeder 44 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung gedrückt wird. Die zweite bewegliche Hülse 43 ist mit einem Innenringflansch 45 versehen, durch den die Bewegung in einer Richtung begrenzt wird. Die Längsbewegung in Richtung nach außen wird durch eine dritte bewegliche Hülse 46 begrenzt.
Die dritte bewegliche Hülse 46 umschließt eine vierte bewegliche Hülse 47. Die vierte bewegliche Hülse 47 ist innerhalb eines Hohlraums 48 beweglich, der in der Innenhülse 36 angeordnet ist, und in dem eine Druckschraubenfeder 49 vorgesehen ist, um die vierte Hülse 47 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung zu drücken. Die vierte Hülse 47 wird von einer Druckschraubenfeder 50 umschlossen, um die dritte Hülse 46 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung zu drücken.
Schließlich ist innerhalb eines Hohlraums 51 innerhalb der beweglichen vierten Hülse ein Stempel 52 angeordnet, der auch den Innenraum 48 in der inneren Hülse 36 durchsetzt.
Außerdem sind in verschiedenen Hülsen Nuten 53, 54, 55 vorgesehen, die jeweils einen O-Ring 56, 57, 58 aufnehmen.
Die bewegliche Hülse 38 ist über eine Stange 62 mit einem Hebel 63 verbunden, der in der Innenhülse 36 gelagert ist. Das freie Ende des Hebels 63 greift am Schaft des Stempels 52 an.
Nunmehr wird die Funktion der Schnellkupplung beschrieben.
Zunächst ist festzustellen, daß in dem Steckerteil 2 der Kupplung die erste Leitung 4 mit einem Hohlraum in Verbindung steht, der in der Innenhülse 12 vorgesehen ist, und als Führungskanal wirkt. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung steht der Hohlraum 59 über den Kanal zwischen der Innenhülse 12 und der beweglichen Hülse 10 mit dem Raum zwischen der Außenhülse 10 und der Innenhülse 12 in Verbindung. Dies bedeutet, daß in der entkuppelten Stellung gemäß Fig. 2 ein Kurzschluß zwischen der ersten und dritten Leitung besteht.
In gleicher Weise besteht ein Kurzschluß im Buchsenteil 3 zwischen dem Raum zwischen der äußeren Hülse 32, der Innenhülse 36 und dem Innenraum 48, und zwar über den Kanal 60. Dies führt zu den in der Einleitung erwähnten Vorteilen.
Wenn die Kupplungsverbindung hergestellt wird, dann wird der gestufte Teil der Außenhülse 10 des Steckerteils 2 der Kupplung in Berührung mit der flachen Oberfläche des Buchsenteils 3 der Kupplung gebracht. Danach wird der Steckerteil 2 nach innen gedrückt. Die vier beweglichen Hülsen 38, 43, 46 und 47 des Hülsenteils 3 der Kupplung werden dabei anfänglich nach innen gedrückt, bis die Nut 8 unter der Nut 61 der Außenhülse 32 des Buchsenteils 3 zu liegen kommt, und die Kugeln 9 in die Nut 8 eingedrückt werden. Infolge der Wirkung der Feder wird dann die Fixierungshülse 34 des Buchsenteils nach dem Steckerteil 2 hin verschoben, wodurch die Anschlagkugeln 9 in der Nut 8 einrasten und eine Fixierung stattfindet.
Wenn die beiden Teile in Eingriff miteinander gebracht werden, dann drückt die Außenhülse 10 des Steckerteils nach innen gegen die Stirnfläche der ersten beweglichen Hülse 38. Dann wird über die Stange 62 und den Hebel 63 der Stempel 52 in den Steckerteil 2 eingedrückt. Dadurch wird die Innenhülse 19 nach innen gedrückt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fixierungshülse 34 mit einer, in der Zeichnung nicht dargestellten, Feder versehen, die die rotierende Hülse 34 um die Mittelachse der Kupplung dreht. Es ist außerdem eine Bajonett-artige Konstruktion vorgesehen, wodurch in der so erhaltenen Lage die Fixierungshülse 34 nicht in die Stellung gemäß Fig. 2 bewegt werden kann, und so wird eine Bajonett-artige Festlegung erreicht.
Die verschiedenen Hülsen werden weiter in die Lage gemäß Fig. 3 durch verschiedene Federn überführt, die bei der Konstruktion der Teile 2, 3 vorgesehen sind, wodurch eine Kupplung der ersten Leitung 4 mit der zweiten Leitung 6 und der dritten Leitung 5 mit der vierten Leitung 7 zustande kommt. Die auf diese Weise erhaltene Situation ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist festzustellen, daß infolge der gegenseitigen Versetzung von Innenhülse 12 und beweglicher Hülse 14 der Kurzschluß zwischen dem ersten und dritten Kanal geschlossen wird, und daß durch Verschiebung der dritten beweglichen Hülse 46 relativ zu der vierten beweglichen Hülse 47 der Kanal 60 geschlossen wird, wodurch der Kurzschluß in gleicher Weise auf dieser Seite aufgehoben wird.
Wie oben erwähnt, werden die übrigen Bauteile so verschoben, daß kontinuierliche Kanäle erzeugt werden, und dies ist die Situation, welche in Fig. 3 dargestellt ist.
Es ist klar, daß Änderungen und Abweichungen der beschriebenen Konstruktion auf verschiedene Weise möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Schnellkupplung (1) mit einem Steckerteil (2), der mit einer ersten und einer dritten Leitung (4; 5) verbunden ist, und mit einem Buchsenteil (3), der mit einer zweiten und einer vierten Leitung (6; 7) verbunden ist, wobei die Kupplung lösbar eine Verbindung wenigstens der ersten Leitung (4) mit der zweiten Leitung (6) und eine lösbare Verbindung der dritten Leitung (5) mit der vierten Leitung (7) herstellt,

wobei der Steckerteil (2) und der Buchsenteil (3) jeweils eine einstückige Hülse (10; 32) aufweisen;

wobei wenigstens in der Lage der Trennoberfläche zwischen Steckerteil und Buchsenteil (2; 3) die Verbindungskanäle (4-7) konzentrisch verlaufen;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungsstirnfläche beider Teile (2; 3) in entkuppelter Stellung durch Elemente (10, 14, 22; 34, 38, 46, 52) geschlossen ist, wobei diese Elemente jeweils in einer Ebene liegen.

2. Schnellkupplung (1) nach Anspruch 1, bei welcher eine der Leitungen (4-7) mit einer Druckquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der inneren Leitungen (4, 6) mit einer Druckquelle verbunden ist.

3. Schnellkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (1) derart ausgebildet ist, daß während der Einkupplung eine anfängliche Verbindung zwischen den Innenkanälen (4, 6) in beiden Kupplungsteilen (2, 3) hergestellt wird, und erst danach eine Verbindung zwischen den äußeren Kanälen (5, 7) in den Kupplungsteilen (2, 3) erfolgt.

4. Schnellkupplung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle die an die erste Leitung (4) bzw. die dritte Leitung (5) angeschlossen sind, und die Kanäle, die an die zweite Leitung (6) bzw. die vierte Leitung (7) angeschlossen sind, in entkuppelter Stellung der Teile (2, 3) der Kupplung miteinander in Verbindung stehen.

5. Schnellkupplung (1) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (3) der Kupplung (1) mit einem konzentrischen Verriegelungsring (34) versehen ist, der nur in einer Drehstellung in Achsrichtung in die Freigabestellung beweglich ist, und daß eine Feder (35) vorgesehen ist, um den Verriegelungsring in die andere Stellung zu überführen.