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Die Erfindung betnfft eine Wechseleinrichtung für Anbaugeräte eines Minibaggers mit einem Hydraulik- zylinder, der einen Verschiebeblock tn einen Gegenhalter eines entsprechenden Anbaugerätes presst, wobei der Verschiebeblock mit einer Keilfläche an einer Gegenfläche des Gegenhalters zusammenwirkt.
Bekannte Wechseleinrichtungen dieser Art dienen zum raschen und einfachen Wechseln von Anbauge- räten wie Tieflöffel, Grabenraumlöffel, Hydraulikhammer o. ä. von Minbaggern sämtlicher Typen.
Aus der CH-PS-661 305 ist eine Wechseleinrichtung mit einem Hydraulikzylinder bekanntgeworden, welcher einen In einer Greifvorrichtung eines Bagger-Auslegers angeordneten Verschiebeblock betätigt.
Weiters sind in einer mit der Greifvorrichtung zusammenwirkenden Fangvorrichtung eines Anbaugerätes mit
Gegenflächen ausgestattete Nasen vorgesehen, die in die Greifvorrichtung bei Einsetzen eines Anbaugerä- tes hineinragen. Der keilförmige Verschiebeblock wird mittels eine Zylinders unter die Nasen verschoben und dort auf diese gepresst, sodass die Wände der Greifvorrichtung und der Fangvorrichtung unter
Zwischenlage eines Bleches gegeneinander gedrückt werden.
Für sehr kleine Bagger ist diese Wechselein- richtung jedoch nicht geeignet, da schon allein die Befestigungsmittel des Zylinders sehr viel Raum einnehmen Weiters ist es nachteilhaft, dass sich bei Druckverlust auf den hydraulischen Leitungen das Anbaugerät von der Greifvorrichtung lösen kann.
Die DE-OS-30 18 831 offenbart eine Wechseleinrichtung mit einem an einem Ausleger festgelegten hydraulischen Zylinder, mit welchem ein Verriegelungsstift in eine entsprechende Durchbrechung eines Anbaugerätes einschiebbar ist, sodass Ausleger und Anbaugerät miteinander verbunden sind. Eine keilförmi- ge Anpressfläche ist für diese Verriegelung nicht vorgesehen.
In der US-PS- 5 147 173 ist eine Wechseleinrichtung für Erdabtragungsmaschinen gezeigt, welche mittels eines hydraulisch betätigten Verschiebeblockes mit einem hakenförmigen Ausleger eines Anbaugerätes in Eingnff bringbar ist, wobei die Kontaktflächen der beiden Teile eine keilförmige Schräge aufweisen.
Durch den sehr komplizierten und platzaufwendigen Aufbau dieser Einrichtung ist diese für sehr kleine Maschinen ungeeignet.
Weiters ist in der FR-A1-2 663 059 eine Wechseleinrichtung für einen Bagger beschrieben, bel der auf einem Anbaugerät zwei parallele Schienen angebracht sind, die jeweils an einem Ende In einen Haken übergehen und am anderen Ende einen schräggestellten Anschlag aufweisen. Der Arm des Baggers ist an seinem Ende mit einem Anschlagelement versehen, welches auf jeder Seite mit je zwei beabstandeten Zapfen ausgestattet ist, die zum einen über die Schienen in die Haken gleiten und zum anderen gegen die schräggestellten Anschläge gepresst weden können. Zum Verriegeln dient ein am Baggerarm festgelegter hydraulischer Zylinder mit Gegenfeder, über den ein Bolzen mit kegeistumpfförmigem Ende in eine entsprechende Öffnung am Anbaugerät einschiebbar ist.
Besonders die aufwendige hydraulische Betäti- gungseinrichtung und die weiteren mechanischen Elemente machen den Einsatz dieser Wechseleinrichtung für sehr kleine Bagger aus Platzgründen nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wechseleinrichtung anzugeben, die auch bei kleinsten Baggern und somit auch kleinsten Anbaugerätevarianten anwendbar 1St.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wechseleinrichtung anzugeben, die ein einfaches und schnelles Wechseln der Anbaugeräte erlaubt und dabei eine sichere Verbindung gewährleistet.
Weiters soll bei Druckverlust auf den hydraulischen Leitungen ein selbststätiges Öffnen der Wechseleinrichtung vermieden werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Hydraulikzylinder mit seinem Boden und Deckel verschweisst ist und der Keilwinkel der Keilfläche kleiner als der Reibungswinkel der Werkstoffpaarung ist.
Auf diese Weise wird eine sehr kleine und platzsparende Bauweise ermöglicht. die auch für sehr kleine Gerätetypen einsetzbar ist. Bedingt durch die erfindungsgemäss ausgebildeten Keilflächen verhindert die Reibung ein Öffnen der Wechseleinrichtung im Betrieb und bei Druckverlust. Selbst bei ausgeschlagener Führung des Verschiebeblockes wird ein ständiges Nachspannen der Verbindung bewirkt.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Wechseleinrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Hydraulikzylinder entlang seines Mantels mit einem Deckel verschweisst, danach die Kunststoffdichtungen samt Kolbenstange montiert und anschliessend ein Zylinderboden mit dem Zylindermantel nach dem Wolfram-Inertgas Verfahren verschweisst wird, wobei der Zylinder zu ca. der Hälfte seiner Länge in Wasser getaucht wird.
Dadurch wird die Herstellung einer erfindungsgemässen Wechseleinrichtung auf einfache und kostengünstige Weise erreicht, wobei ein Schmelzen der Kunststoffdichtun-en verhindert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei :
Fig. la eine erfindungsgemässe Wechseleinrichtung im Grundriss ;
Fig. 1 b die erfindungsgemässe Wechseleinrichtung gemäss Fig. 1 a im Aufriss ;
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2 einen erfindungsgemässen VerschiebblockFig. 4 eine erfindungsgemässe Wechseleinrichtung bei maximaler Belastung auf den Verschiebeblock ;
Fig. 5 schematisch die Schliesskräfte aufden Verschiebeblock während des Öffnens ;
Fig. 6 schematisch die Schliesskräfte aufden Verschiebeblock während des Schliessens und
Fig. 7 schematisch die aufden Verschiebeblock wirkenden Kräfte bei Belastung.
Um ein Anbaugerät zu wechseln, braucht der Fahrer nicht aus der Maschine zu steigen und Bolzen einund auszuschlagen, sondern kann von der Maschine aus über ein Magnetventil, das einen in Fig. 2 dargestellten Hydraulikzylinder steuert, Anbaugeräte auf-und abnehmen. Der Hydraulikzylinder ist dabei besonders klein ausgeführt, um die erfindungsgemässe Wechseleinnchtung auch bel kleinsten Baggern und somit auch kleinsten Anbauvarianten anwenden zu können. Aus diesem Grund ist der Zylinder nicht demontierbar sondern fix verschweisst, weil z. B. eingeschraubte Zylinderköpfe schon wieder einen längeren Zylinder verursachen würden.
Dies bedingt, dass der Zylinderboden 6 bei bereits montierten Kunststoffdichtungen 7, bestehend aus Kolbendichtungen und Stangendichtungen, angeschweisst werden muss. Das erreicht man mit einer Wolfram- Inertgas-Schweissung (WIG), wobei der Zylinder während des Schweissvorganges zur Kühlung zur Hälfte In Wasser getaucht wird, weil die Kunststoffdichtungen 7 ansonsten schmelzen würden.
Wie aus Fig. 1a und Fig. 1b zu ersehen ist, presst der Hydraulikzylinder einen Verschiebblock 1 in den Gegenhalter 2, der fix am Anbaugerät angebracht ist. Die 7 -Schräge bei Gegenhalter 2 und Verschiebeblock 1 bewirken, dass sich der Verschiebeblock 1 auch bei ausgeschlagender Führung immer wieder von selbst nachspannt.
Wie aus der nachfolgenden Berechnung ersichtlich, verhindert allein die Reibung ein Öffnen des Wechslers im Betrieb. Der Hydraulikdruck, der dauernd auf den Zylinder wirkt, und zwei Druckfedern 3 dienen eigentlich nur zur zusätzlichen Sicherung. Die Fläche des Hydraulikzylinderkolbens reicht hingegen leicht aus bei ca. 190 bar Hydraulikdruck den Verschiebeblock gegen Federkraft und Reibung entriegeln zu lassen. Da die Aufnahme für die erfindungsgemässe Schnellwechseleinrichtung. wie aus Fig. 3 ersichtlich, in den Anbaugeräten vertieft eingesetzt ist, bleibt bei diesem System das Original-Tippmass erhalten, sodass dadurch keine Reisskraftverluste des Baggers auftreten. Unter Tippmass ist dabei der Abstand von Messer bzw. Zahnspitze bis zur Anbolzung an den Löffelstiel zu verstehen.
Die dazugehörigen Berechnungen eines TÜV-Abnahmeprüfbefundes sind weiter unten ausgeführt.
Die erfindungsgemässe, hydraulisch betätigte Schnellwechseleinrichtung ermöglicht das rasche Wechsein der Anbaugeräte eines Mini-Baggers. Ein Verschiebeblock wird hydraulisch in die bestehende Aufnahmevorrichtung des entsprechenden Anbaugerätes gepresst. Durch aufgrund von Reibung bedingtem Kraftschluss wird ein Öffnen der Schnellwechseleinrichtung verhindert. Bei Druckverlust tritt keine Verringerung der Betriebsbereitschaft ein.
Die erfindungsgemässe Schnellwechseleinrichtung ist für eine grösste Reisskraft von 17216 N und einen Stossfaktor von 2 durchgerechnet worden. Der Öldruck wurde mit 190 bar eingesetzt. Die Sicherheit gegen Aufdrücken des Verschiebblockes ist gegeben.
Anhand von Fig. 4 ist die maximale Belastung auf den Verschiebeblock ersichtlich, wobei sämtliche Rechnungen beispielhaft sind und keine Einschränkung des Erfindungsgsrahmens bedeuten.
FRelss = 17216 N... Reisskraft kl = 2..... Stosskraft
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= 0, 5...L Fx = 0 FA cos 7. + Fc-k, FRe, s. cos (18' + PReiss) = 0 FA = [- 105,4. 103 + 34432cos(18 + 26,5 )]/cos 7 = - 81, 4 kN
Das negative Vorzeichen ergibt sich, da die Belastung auf den Verschiebeblock eine Druckkraft ist, die in der Rechnung als Zugkraft angesetzt ist.
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5 zeigtBei Schliessen des Zylinders ergibt sich (Fig. 6) : FH. n = p.
A. = 190. 10-1. 322.#/4 = 15, 3 kN
Federkräfte :
C = 9. 35 N/mm gewählt Vorspannlänge 10 = 10mm
Hub H =35 mm Fvorsp= 2. 9, 35. 10 = 187 N
FFedermax= 2. 9, 35. 45 = 841 N < 11, 5 kN = FRück
Vollständiges Öffnen gegen die Federkraft ist daher leicht möglich. Aus den Angaben zu Fig. 7 lässt sich die Sicherheit gegen Aufdrücken des Verschiebeblockes errechnen.
FA = 81, 4 kN... Druckkraft des Löffels
FSchliess-erford... erforderlicheMindestschliesskraft u = 0, 1 für St-St p =arctan 0, 1 = 5,7
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wobei Fx1. 21,5 - Fx2.21,5 # 0
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Fy3 = Fy2 # Fy1 = 93,5 kN Fx3 = Fy3 tan p = 9,3 kN E : fox = 0 Fx1 - Fx2 - Fx3 - Fschliess erford = 0 Fschhess erlord = Fx1 - Fx2 - Fx3 = -24.9 kN
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zwischen Verschiebeblock und Löffel bzw. zwischen Verschiebeblock und Führung ein Öffnen des Schnellwechslers. Die Federvorspannkraft bzw. Hydraulik-Zylinderkraft stellen eine zusätzliche Sicherheit dar.