Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung mit einem mechanischen Sperrglied gemäss Oberbegriff von Anspruch 1, eine Schnellkupplung gemäss Oberbegriff von Anspruch 21 und eine Schnellkupplung gemäss Oberbegriff von Anspruch 23.
Stand der Technik
[0002] Schnellkupplungen werden insbesondere bei schweren Arbeitsmaschinen, wie Baggern, Raupen oder Landwirtschaftsgeräten verwendet, an denen Anbaugeräte wie Baggerschaufeln bzw. -löffel, Hammer, Rüttelplatten u. dgl. befestigt werden müssen. Zur Vermeidung von Personen- und Sachschäden werden Sicherheitseinrichtungen benötigt, die bei durch ein Gebrechen hervorgerufenes ungewolltes Öffnen der Kupplung das Anbaugerät weiterhin an der Arbeitsmaschine befestigen.
[0003] Die EP 1 637 659 zeigt beispielsweise eine Kupplung zum auswechselbaren Befestigen eines Anbauteiles, z.B. einer Baggerschaufel, an einem Baggerausleger mit einem stationären Greifer und einem beweglichen Greifer. Die Greifer können zum Fassen eines Anbaugeräts in Eingriff mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Haltebolzen des Anbaugeräts gebracht werden. Der bewegliche Greifer ist mittels eines Aktuators in Gestalt einer Kolben/Zylindereinheit linear beweglich. Der Aktuator bewegt zusätzlich zu dem beweglichen Greifer zwei Sicherheitsklinken, die sich beim Schliessen der Kupplung über den Haltebolzen des Anbaugerätes, der sich in dem stationären Greifer befindet, legen. Die Sicherheitsklinken sind drehbar an dem stationären Greifer gelagert und mit zwei Zugfedern vorgespannt.
Im Fall, dass die hydraulische Versorgung der Kolben-/Zylindereinheit zusammenbricht und der bewegliche Greifer einen Haltebolzen freigibt, halten die gespannten Zugfedern die Sicherheitsklinken weiterhin geschlossen. Der Haltebolzen, der in dem stationären Greifer aufgenommen ist, wird so von den Sicherheitsklinken im Greifer gehalten. Ein Nachteil der Sicherheitsklinken ist, dass diese freistehende um Lager drehbare Teile darstellen. Derartige Konstruktionsausführungen neigen im Arbeitseinsatz erfahrungsgemäss zu Verschmutzungen und sogar Blockierungen. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei einem Bruch des feststehenden Greifers die Sicherheitsklinken nicht in der Lage sind das Arbeitsgerät zu fixieren.
Aufgabe der Erfindung
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schnellkupplung vorzuschlagen, welche die eingangs erwähnten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere ist es ein Ziel, eine Sicherheitseinrichtung für Schnellkupplungen vorzuschlagen, welche wenig bewegte und von Verschmutzungen geschützte Teile besitzt. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Sicherheitseinrichtung zu zeigen, die bei mechanischem Bruch der Greifer zu tragen kommt. Aufgabe ist es auch eine Sicherheitseinrichtung zu zeigen, die bei Ausfall der hydraulischen Versorgung anspricht.
Beschreibung
[0005] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einer Schnellkupplung mit einem mechanischen Sperrglied gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das mechanische Sperrglied im Wesentlichen parallel zur Verschieberichtung der Greifer verschiebbar ist. Die lineare Verschiebemöglichkeit erlaubt mit Vorteil eine Bewegung des mechanischen Sperrgliedes ohne zusätzliche Lager oder zusätzliche bewegte Teile. Dadurch wird die Verschmutzungsanfälligkeit des Sperrgliedes reduziert und eine zuverlässige und wartungsfreie Funktion im Bedarfsfall garantiert.
[0006] Vorteilhaft erfolgen die Verschieberichtung der Greifer und des mechanischen Sperrgliedes relativ zueinander und in axialer Richtung. Dadurch ist eine Hauptbewegungsrichtung festgelegt und es kann auf komplizierte Übersetzungskonstruktionen verzichtet werden, die die Linearbewegung des Antriebes des mechanischen Sperrgliedes in eine rotatorische Bewegung transformiert.
[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrglied mit dem beweglichen Greifer verbunden. Die Bewegungen des mechanischen Sperrgliedes sind an die Schliess- und Öffnungsbewegungen des Greifers gekoppelt. Dadurch muss das mechanische Sperrglied vorteilhaft nicht gesondert angesteuert werden.
[0008] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante besteht das mechanische Sperrglied aus mindestens einem Stab. Die Formgebung eines Stabes erlaubt eine besonders platzsparende und vor Verschmutzungen geschützte Integration des Sperrgliedes in die Schnellkupplung.
[0009] Zweckmässigerweise weist der Stab ein mehrkantiges, vorzugsweise vier- oder sechskantiges, Profil auf. Dies hat den Vorteil, dass die Anpressfläche des Stabes auf den Haltebolzen grösser ist als bei weit verbreiteten Rundstäben.
[0010] Dadurch dass der Stab an seinem zweiten Ende eine Krümmung aufweist, wird der Haltebolzen von dem Stab zuverlässig in der Einführöffnung fixiert.
[0011] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrglied um eine Achse, welche im Wesentlichen senkrecht zur Querschnittsfläche der Einfuhröffnungen verläuft, verschwenkbar an der Kupplung angeordnet. Mit Vorteil ist ein Umlenkteil vorgesehen, mit welchem das Sperrglied beim Öffnen der Kupplung zur Erzeugung einer erzwungenen Schwenkbewegung zusammenwirken kann. Dadurch, dass das Sperrglied verschwenkbar gelagert ist, kann es trotz seinem zweiten gekrümmten Ende in die Öffnung zwischen dem Bolzen und dem Umlenkteil eingeschoben werden.
[0012] Dadurch, dass das Sperrglied mit seinem ersten Ende in einer Aufnahme am beweglichen Greifer schwenkbar gelagert ist, ist die Lagerung konstruktiv sehr einfach und kostengünstig realisierbar.
[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ende des Stabes nach der Krümmung ein kurzes gerades Stück auf. Dadurch entsteht zwischen dem Ende des Stabes und dem Haltebolzen ein Zwischenraum. Dieser Zwischenraum dient mit Vorteil dazu, dass sich der Haltebolzen bei Versagen der Schnellkupplung zwischen der Einführöffnung und dem Stab verkeilen kann.
[0014] Damit der Stab beim Fixieren des Haltebolzens durch das Gewicht des Arbeitsgerätes nicht aufgebogen wird, ist zweckmässigerweise in einem Abstand zur Einführöffnung ein Bolzen an dem Montagesteg angeordnet. Der Stab stützt sich bei Gewichtsbelastung an dem Bolzen ab und wird dadurch zuverlässig in seine Halteposition gezwungen. Statt des Bolzens kann auch ein zwischen den Montagestegen befestigter Quersteg das Verbiegen des Stabes verhindern.
[0015] Zweckmässigerweise entspricht der Abstand zwischen der Einführöffnung und dem Quersteg im Wesentlichen dem Durchmesser des Stabes. Die Abmessungstoleranzen sind derartig gewählt, dass der Stab bündig mit dem Haltebolzen und dem Quersteg abschliesst, jedoch noch leicht verschieblich ist.
[0016] In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist eine zweite Sicherungseinrichtung vorgesehen, welche den beweglichen Greifer in die Verriegelungsstellung vorspannt. Mittels der zweiten Sicherungseinrichtung wird die Schnellkupplung auch dann geschlossen gehalten, wenn die hydraulische Versorgung des Aktuators ausfällt.
[0017] Zweckmässigerweise ist das zweite Sicherungseinrichtung eine Druckfeder, welche in der Kolben/Zylindereinheit angeordnet ist und zwischen der rückseitigen Stirnwand des Zylinders und dem Kolben wirkt. Federelemente sind zuverlässig und günstig und eignen sich für den Einsatz als Sicherheitseinrichtung ganz besonders. Die Anordnung der Druckfeder innerhalb der Kolben-/Zylindereinheit gewährleistet eine sichere Funktion unabhängig von Verschmutzungen und Belastungen, die der Baubetrieb mit sich bringt.
[0018] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Schnellkupplung gemäss Oberbegriff von Anspruch 23, wobei die Aufgabe dadurch gelöst wird, dass ein Federelement vorgesehen ist, welches in der Kolben/Zylindereinheit angeordnet ist und zwischen der rückseitigen Stirnwand des Zylinders und dem Kolben wirkt. Dadurch wird der bewegliche Greifer mit Vorteil in der Verschlussposition der Kupplung gehalten, wenn ein Druckabfall in der hydraulischen Versorgung auftritt.
[0019] Zweckmässigerweise ist das Federelement als Druckfeder ausgeführt. Die Ausführung als Druckfeder hat den Vorteil, dass die Druckfeder in der Zylinderkammer zwischen der rückseitigen Stirnwand des Zylinders und dem Kolben angeordnet werden kann. In dieser Kammer ist ausreichend Platz für die Aufnahme der Druckfeder, wohingegen in der zweiten Kammer ein Grossteil des Raumes von der Kolbenstange eingenommen wird.
[0020] Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Schnellkupplung gemäss Oberbegriff von Anspruch 21, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sperrglied mit einem ersten Ende mit dem beweglichen zweiten Greifer gekoppelt ist. Das Sperrglied ist um eine Achse, welche im Wesentlichen senkrecht zur Querschnittsfläche der Einfuhröffnungen verläuft, verschwenkbar an der Kupplung angeordnet. In Abstand von der ersten Einführöffnung ist ein Umlenkteil vorgesehen, welches mit dem zweiten Ende des Sperrgliedes derart zusammenwirkt, dass in der geöffneten Stellung der Kupplung das Sperrglied die erste Einführöffnung verengt, sodass der Bolzen in der Einfuhröffnung weiterhin gehalten wird. Mit Vorteil hält das Sperrglied den Bolzen in der Einführungsöffnung nur, wenn die Schnellkupplung geöffnet ist.
Dadurch ist ein Lösen des Arbeitsgerätes aus der Kupplung zuverlässig verhindert, wenn die Schnellkupplung wegen technischem Gebrechen oder menschlichem Versagen ungewollt öffnen sollte.
[0021] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. en in schematischer Darstellung näher im Detail beschrieben. Dabei sind für gleiche Teile jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet. Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>eine Seitenansicht der Schnellkupplung beim Fassen des Arbeitsgerätes;
<tb>Fig. 2<sep>eine zweite Seitenansicht bei eingerastetem Arbeitsgerät und geöffneter Schnellkupplung;
<tb>Fig. 3<sep>eine dritte Seitenansicht bei eingerastetem Arbeitsgerät und geschlossener Schnellkupplung;
<tb>Fig. 4<sep>eine perspektivische Ansicht der Schnellkupplung mit geöffneter Sicherheitseinrichtung;
<tb>Fig. 5<sep>die Seitenansicht aus Fig. 3mit einem Schnitt durch den Aktuator;
<tb>Fig. 6<sep>eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Schnellkupplung bei eingerastetem Arbeitsgerät und geschlossener Schnellkupplung;
<tb>Fig. 7<sep>eine Seitenansicht der Schnellkupplung aus Fig. 6 bei halbgeöffneter Schnellkupplung;
<tb>Fig. 8<sep>eine Seitenansicht der Schnellkupplung aus Fig. 6 bei geöffneter Schnellkupplung;
<tb>Fig. 9<sep>eine perspektivische Ansicht der Schnellkupplung aus Fig. 6.
[0022] Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Schnellkupplung 11 in 3 verschiedenen Phasen des Ankoppelungsvorganges an ein Arbeitsgerät 16. Die Schnellkupplung hat einen ersten Kupplungsteil 13 mit einem Montagesteg 15, der mit dem Anbauteil 16 verbindbar ist. Das Anbauteil 16 verfügt über in Abstand voneinander angeordnete Haltebolzen 17 und 18 welche von Greifern 19, 21 der Kupplung 11 erfassbar sind. Die Greifer 19, 21 sind über einen Aktuator 23 relativ zueinander verstellbar. Der erste Greifer 19 ist Teil des Montagesteges 15, der zweite Greifer 21 ist am Aktuator 23 befestigt. Die Greifer 19, 21 weisen in voneinander abgewandten Richtungen offene Einführöffnungen 25, 27 für die Haltebolzen 17,18 auf. Der durch eine Kolben/Zylindereinheit gebildete Aktuator 23 ist fest an einem Quersteg 29 angeordnet und somit mit dem Greifer 19 verbunden.
Der verstellbare Greifer 21 ist an der bewegbaren Kolbenstange 31 des Aktuators 23 angeordnet. An dem bewegbaren Greifer 21 ist ein mechanisches Sperrglied in Form von zwei Stäben 33a, 33b an der Rückseite des Greifers 21 befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die ersten Enden der Stäbe 33a, 33b mit dem Greifer verschraubt. Denkbar ist auch eine Ausführungsform, in der ein separater Aktuator den Antrieb der Stäbe 33a, 33b übernimmt. Die Stäbe 33a, 33b erstrecken sich parallel zur Kolbenstange 31 in Richtung der Einführöffnung 25. Dabei werden durch Bohrungen 30 in dem massiven Teil des Aktuators 23 und durch Bohrungen 32a im Quersteg 29 Durchlässe für die Stäbe 33a, 33b geschaffen. Die Bohrungen im Aktuator 23 und im Quersteg 29 dienen als Führungen für die Stäbe 33a, 33b, wenn sich diese gemeinsam mit dem Greifer 21 bewegen.
Die zweiten Enden der Stäbe 33a, 33b weisen jeweils eine Krümmung auf, welche in Richtung der Einführöffnung 25 orientiert ist. Im Anschluss an die Krümmung zeigen die Stäbe 33a, 33b an ihren Enden ein kurzes Stück 33c bzw. 33d, welches, durch eine geringere Krümmung, in der Verriegelungsstellung der Kupplung einen kurzem Abstand zum Haltebolzen 17 hat. Durch den geringen Abstand zwischen der Krümmung 33c, 33 d und dem Haltebolzen 17, wird dem Haltebolzen 17 die Möglichkeit gegeben, sich, falls der Greifer 21 seine Greifwirkung verliert, zwischen der Einführöffnung 25 und den Stäben 33a, 33b zu verkeilen. Bolzen 34a, 34b die an den Montagestegen 15a, 15b befestigt sind, stützen die Stäbe 33a, 33b entgegen dem Haltebolzen 17, falls der Greifer 21 versagt.
Denkbar ist auch, dass statt den Bolzen 34a, 34b ein Quersteg 34 zwischen den Montagestegen 15a, 15b aufgenommen ist (Fig. 4). Die Stäbe 33a, 33b weisen ein sechskantiges Profil auf, es ist jedoch auch jedes andere kantige oder runde Profil denkbar.
[0023] Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Aktuator 23. Der Aktuator 23 besteht aus der Kolbenstange 31, einem an der Kolbenstange 31 befestigten Kolben 35 und einem Zylinderblock 37, in dem der Kolben 35 mit der Kolbenstange 31 axial entlang der Kolbenachse 37 bewegbar ist. Der Kolben teilt den Zylinderraum in zwei Kammern 39a, 39b, wobei sich die Kolbenstange 31 durch die Kammer 39b erstreckt. Der Kolben 35 ist gegenüber den Kammern 39a, 39b über ein in Umfangsrichtung verlaufendes Dichtungselement 41 abgedichtet. In der Kammer 39a ist eine Druckfeder 43 mittig und in axialer Ausrichtung angeordnet. Die Druckfeder 43 stützt sich am Kolben 35 und an der Stirnseite 40 der Kammer 39a ab. Im Falle, dass die Hydraulikversorgung des Aktuators versagt, drückt die Druckfeder 43 den Greifer 21 an den Haltebolzen 18 und ein ungewolltes Freigeben des Haltebolzens 18 wird vermieden.
[0024] Die Funktion der erfindungsgemässen Schnellkupplung mit Sicherungseinrichtung wird durch den Einkupplungsvorgang in Abfolge der Fig. 1 bis 3 erläutert: In Fig. 1 greift der Montagesteg 15 mit Hilfe des feststehenden Greifers den oberen Haltebolzen 17 des Arbeitsgerätes 16. Der Greifer 21 und die mit diesem verbundenen Stäbe 33a, 33b befinden sich in einer geöffneten, die Haltebolzen 17, 18 aufnahmebereiten Position. In Fig. 2 wird der Haltebolzen 17 von der Einführöffnung 25 aufgenommen. Das erste Kupplungsteil 13 hebt das Arbeitsgerät 16 vertikal nach oben. Dabei verschwenkt das Arbeitsgerät um den Haltebolzen 17 nach unten, bis der Haltebolzen 18 am Montagesteg 15 anschlägt. Fig. 3 zeigt die verschlossene Schnellkupplung in welcher das Arbeitsgerät 16 mit dem ersten Kupplungsteil 13 fest verbunden ist.
Zur Fixierung des Arbeitsgerätes 16 am ersten Kupplungsteil 13 bewegt der Aktuator 23 durch Druckbeaufschlagung den Greifer 21 vertikal nach unten bis der Haltebolzen 18 in die Einführöffnung 27 einrastet. Dabei dringt Hydrauliköl in die Kammer 39a des Zylinderblockes 37 ein und verdrängt den Kolben 35 in die in Fig. 5 gezeigte Position. Gleichzeitig werden die Stäbe 33a, 33b mit dem Greifer 21 vertikal nach unten bewegt. In der Verschlussposition schliessen Krümmungen am Ende der Stäbe 33a, 33b mit dem Haltebolzen 17 ab. Im Fall, dass der Greifer 19 oder 21 bricht, verkeilt sich der Haltebolzen 17 zwischen der Einführöffnung 25 und den Stäben 33a, 33b. Ein auf Materialversagen zurückzuführendes Trennen des ersten Kupplungsteiles 13 und des Arbeitsgerätes wird durch die Stäbe 33a, 33b demnach vermieden.
In Fall dass die Versorgung mit Hydraulikfluid unterbrochen wird und dies zu einem Druckabfall in der Kammer 39a führt, ist der Greifer 21 nicht mehr in der Lage den Haltebolzen 18 zu fixieren. Die Druckfeder 43 drückt in diesem Fall weiterhin auf den Kolben 43 und die Schnellkupplung 11 bleibt verschlossen.
[0025] Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Schnellkupplung 11 mit einer Sicherheitseinrichtung. Die Stäbe 33a, 33b sind in diesem Ausführungsbeispiel verschwenkbar an dem beweglichen Greifer 21 angeordnet. Die ersten Enden 45 der Stäbe 33a, 33b wirken mit einer zylindrischen Aufnahme 47 am beweglichen Greifer 21 als Scharniergelenk 49 zusammen. Die Drehachse 51 des Scharniergelenks 49 ist senkrecht zur Querschnittsfläche 53 der Einfuhröffnung 27 orientiert. Denkbar wäre es auch, dass das Gelenk 49 an einer anderen Stelle der Schnellkupplung, z. B. am Quersteg 29 vorgesehen ist, und die Stäbe 33a, 33b verschieblich am Greifer 21 festgelegt sind. Am feststehenden Greifer 19 sind Umlenkteile 55a, 55b angeordnet, die die Stäbe 33a, 33b an den Bolzen 17 drücken.
Fortsätze 57a, 57b dienen dazu, die Stäbe 33a, 33b in ihrer Position parallel zur Verschieberichtung der Greifer 19, 21 zu halten. Dies ist von Bedeutung, falls der bewegliche Greifer 21 brechen sollte, und demzufolge die Stäbe 33a, 33b nicht mehr im Scharniergelenk 49 gehalten wären. Als zusätzliche Sicherheitsvorkehrung dienen die Sicherheitsabsätze 59a, 59b, die an Stäben 33a, 33b zwischen den Fortsätzen 57a, 57b und dem Quersteg 29 in Richtung der Fortsätze 57a, 57b angeordnet sind. Diese Sicherheitsabsätze 59a, 59b verhindern, dass die Stäbe 33a, 33b ungewollt aus der Schnellkupplung herausfallen, falls der bewegliche Greifer 21 brechen sollte. In diesem Fall des Materialversagens würden die Sicherheitsabsätze 59a, 59b an den Fortsätzen 57a, 57b aufliegen und so die Stäbe 33a, 33b weiterhin in ihrer Führung halten.
[0026] Die Funktion dieser Ausführungsform der Schnellkupplung mit Sicherungseinrichtung wird durch den Auskupplungsvorgang in Abfolge der Fig. 6 bis 8 erläutert: In Fig. 6 sind die Bolzen 17, 19 von der Schnellkupplung 11 gehalten. Die Stäbe 33a, 33b befinden sich in einer zurückgezogenen Stellung. In dieser Stellung befinden sich die geraden Fortsätze 33c, 33d in kurzem Abstand zur Einführöffnung 25. Wird die Schnellkupplung 11, wie in Fig. 7gezeigt, geöffnet, so werden die Stäbe 33a, 33b vom beweglichen Greifer 21 in Richtung der Umlenkteile 55a, 55b verschoben. Die Krümmungen 33c, 33d müssen an dem Bolzen 17 vorbeigeführt werden. Hiezu ist es von Bedeutung, dass die Stäbe 33a, 33b im Scharniergelenk 49 in Richtung der Umlenkteile 55a, 55b verschwenkbar sind.
Der Durchgang 32b muss derartig dimensioniert sein, dass in dem Durchgang 32b ausreichend Spielraum für die Verschwenkbewegung der Stäbe 33a, 33b gegeben ist. Der Verschwenkbereich der Stäbe 33a, 33b wird einerseits durch den Bolzen 17 und andererseits durch Umlenkteile 55a, 55b begrenzt. Die vollständig geöffnete Schnellkupplung 11 ist in Fig. 8 gezeigt. Die geraden Fortsätze 33c, 33d befinden sich in einer Halteposition zwischen Bolzen 17 und Umlenkteil 55a, bzw. 55b. Die Krümmungen 33c, 33d der Stäbe 33a, 33b an ihrem dem Scharniergelenk 49 abgewandten Ende sind dem Radius des Bolzens 17 angepasst. Die Stäbe 33a, 33b halten den Bolzen 17 in der Einführöffnung 25 gefangen. Eine Ausweichbewegung der Stäbe 33a, 33b wird durch die Umlenkteile 55a, 55b verunmöglicht.
Da die Stäbe 33a, 33b direkt mit dem beweglichen Greifer 21 verbunden sind, wirkt die Sicherungseinrichtung nur beim Öffnen des beweglichen Greifers 21. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die Schnellkupplung durch technisches oder menschliches Versagen öffnet. Die Längen der Stäbe 33a, 33b sind derartig dimensioniert sind, dass die Stäbe 33a, 33b den Bolzen 17 im geöffneten Zustand der Schnellkupplung 11 fassen und im geschlossenen Zustand der Schnellkupplung 11 die Einführöffnung 25 frei geben.
[0027] Zur vollständigen Freigabe des Arbeitsgerätes 16 muss dieses am Boden abgestellt werden. Dann muss die Schnellkupplung nochmals geschlossen werden, wobei der beweglich Greifer 21 oberhalb des Bolzens 18 vorbeigeführt wird. Bei dieser Bewegung des beweglichen Greifers 21 wird der Bolzen 17 freigegeben, und das Arbeitsgerät ist endgültig von der Schnellkupplung 11 abgekoppelt. Zur Ankupplung des Arbeitsgerätes muss vice versa verfahren werden.
Legende:
[0028]
<tb>11<sep>Schnellkupplung
<tb>13<sep>Erster Kupplungsteil
<tb>15a, 15b<sep>Montagestege
<tb>16<sep>Arbeitsgerät, Anbaugerät
<tb>17<sep>Haltebolzen
<tb>18<sep>Haltebolzen
<tb>19<sep>Greifer
<tb>21<sep>Greifer
<tb>23<sep>Aktuator
<tb>25<sep>Einführöffnung
<tb>27<sep>Einführöffnung
<tb>29<sep>Quersteg
<tb>31<sep>Kolbenstange
<tb>32a, 32b<sep>Durchgang
<tb>33a, 33b<sep>Stäbe
<tb>33c, 33d<sep>Krümmung
<tb>34<sep>Quersteg
<tb>34a, 34b<sep>Bolzen
<tb>35<sep>Kolben
<tb>37<sep>Zylinderblock
<tb>39a, 39b<sep>Kammern
<tb>40<sep>Stirnseite
<tb>41<sep>Dichtung
<tb>43<sep>Druckfeder
<tb>45<sep>Erste Enden der Stäbe 33a, 33b
<tb>47<sep>Zylindrische Aufnahme
<tb>49<sep>Scharniergelenk
<tb>51<sep>Drehachse
<tb>53<sep>Querschnittsfläche der Einführöffnungen
<tb>55a, 55b<sep>Umlenkteile
<tb>57a, 57b<sep>Fortsätze
<tb>59a, 59b<sep>Sicherungsabsätze
Field of the invention
The invention relates to a quick coupling with a mechanical locking member according to the preamble of claim 1, a quick coupling according to the preamble of claim 21 and a quick coupling according to the preamble of claim 23.
State of the art
Quick couplings are used in heavy machinery, such as excavators, caterpillars or agricultural equipment, in which attachments such as buckets or buckets, hammer, vibrating plates u. Like. Must be attached. In order to avoid personal injury and damage to property, safety devices are required which, in the event of an accidental opening of the coupling caused by a defect, continue to fasten the attachment to the working machine.
For example, EP 1 637 659 shows a coupling for interchangeably attaching an attachment, e.g. an excavator bucket, on an excavator boom with a stationary gripper and a movable gripper. The grippers can be brought to engage an implement in engagement with two spaced-apart retaining bolts of the attachment. The movable gripper is linearly movable by means of an actuator in the form of a piston / cylinder unit. The actuator moves, in addition to the movable gripper, two safety pawls which, when closing the coupling, are placed over the attachment pin of the attachment located in the stationary gripper. The safety pawls are rotatably mounted on the stationary gripper and biased by two tension springs.
In the event that the hydraulic supply of the piston / cylinder unit collapses and the movable gripper releases a retaining bolt, the tensioned tension springs keep the safety pawls closed. The retaining bolt, which is received in the stationary gripper, is thus held by the safety pawls in the gripper. A disadvantage of the safety pawls is that these freestanding parts are rotatable about bearings. Such designs tend in work experience according to experience to contamination and even blockages. Another disadvantage is that in case of a breakage of the fixed gripper, the safety pawls are not able to fix the implement.
Object of the invention
Object of the present invention is therefore to propose a quick coupling, which does not have the disadvantages mentioned. In particular, it is an object to provide a safety device for quick couplings, which has little moving and pollution-protected parts. Another object is to show a safety device that comes to bear with mechanical fracture of the gripper. Task is also to show a safety device that responds in case of failure of the hydraulic supply.
description
According to the invention the object is achieved in a quick coupling with a mechanical locking member according to the preamble of claim 1, characterized in that the mechanical locking member is displaceable substantially parallel to the direction of displacement of the gripper. The linear displacement possibility advantageously allows movement of the mechanical locking member without additional bearings or additional moving parts. As a result, the susceptibility to soiling of the locking member is reduced and a reliable and maintenance-free function guaranteed if necessary.
Advantageously, the displacement direction of the gripper and the mechanical locking member relative to each other and in the axial direction. As a result, a main movement direction is fixed and it can be dispensed with complicated translation structures, which transforms the linear movement of the drive of the mechanical locking member in a rotational movement.
In a preferred embodiment, the locking member is connected to the movable gripper. The movements of the mechanical locking member are coupled to the closing and opening movements of the gripper. As a result, the mechanical locking member advantageously does not need to be controlled separately.
In a further preferred embodiment, the mechanical locking member consists of at least one rod. The shape of a rod allows a particularly space-saving and protected against contamination integration of the locking member in the quick coupling.
Conveniently, the rod has a polygonal, preferably four- or hexagonal, profile. This has the advantage that the contact surface of the rod on the retaining bolts is greater than common round rods.
Characterized in that the rod has a curvature at its second end, the retaining bolt is fixed by the rod reliably in the insertion opening.
In a particularly preferred embodiment, the locking member is disposed about an axis which is substantially perpendicular to the cross-sectional area of the insertion openings, pivotally mounted on the coupling. Advantageously, a deflection member is provided, with which the locking member can cooperate when opening the clutch to produce a forced pivoting movement. The fact that the locking member is pivotally mounted, it can be inserted in spite of its second curved end in the opening between the pin and the deflecting.
Characterized in that the locking member is pivotally mounted with its first end in a receptacle on the movable gripper, the storage is structurally very simple and inexpensive to implement.
In a preferred embodiment, the end of the rod after the curvature on a short straight piece. This creates a gap between the end of the rod and the retaining bolt. This space is used advantageously to the fact that the retaining bolt can wedged in case of failure of the quick coupling between the insertion and the rod.
So that the rod is not bent when fixing the retaining bolt by the weight of the implement, a bolt is conveniently arranged at a distance from the insertion opening on the mounting bar. The rod is supported on weight load on the bolt and is thereby reliably forced into its holding position. Instead of the bolt, a transverse web secured between the mounting webs can also prevent bending of the rod.
Conveniently, the distance between the insertion opening and the crosspiece corresponds substantially to the diameter of the rod. The dimensional tolerances are chosen such that the rod terminates flush with the retaining bolt and the crosspiece, but is still slightly displaced.
In a particularly preferred embodiment, a second securing device is provided, which biases the movable gripper in the locking position. By means of the second securing device, the quick coupling is kept closed even when the hydraulic supply of the actuator fails.
Conveniently, the second securing means is a compression spring, which is arranged in the piston / cylinder unit and acts between the rear end wall of the cylinder and the piston. Spring elements are reliable and inexpensive and are particularly suitable for use as a safety device. The arrangement of the compression spring within the piston / cylinder unit ensures safe operation regardless of contamination and stress, which brings the construction business with it.
The invention is also a quick coupling according to the preamble of claim 23, wherein the object is achieved in that a spring element is provided, which is arranged in the piston / cylinder unit and acts between the rear end wall of the cylinder and the piston. Thereby, the movable gripper is held with advantage in the closed position of the coupling when a pressure drop occurs in the hydraulic supply.
Conveniently, the spring element is designed as a compression spring. The design as a compression spring has the advantage that the compression spring in the cylinder chamber between the rear end wall of the cylinder and the piston can be arranged. In this chamber is sufficient space for receiving the compression spring, whereas in the second chamber, a large part of the space occupied by the piston rod.
Another object of the invention is a quick coupling according to the preamble of claim 21, which is characterized in that the locking member is coupled at a first end to the movable second gripper. The locking member is pivotably mounted on the coupling about an axis which is substantially perpendicular to the cross-sectional area of the insertion openings. At a distance from the first insertion opening, a deflecting part is provided, which cooperates with the second end of the locking member such that in the open position of the coupling, the locking member narrows the first insertion opening, so that the bolt is still held in the insertion opening. Advantageously, the locking member holds the bolt in the insertion opening only when the quick-release is open.
As a result, a release of the implement from the clutch is reliably prevented if the quick coupling should open unintentionally due to technical defects or human error.
The invention will be described in more detail below with reference to the figures in schematic representation. The same reference numerals are used for the same parts. It shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> a side view of the quick coupling when grasping the implement;
<Tb> FIG. 2 <sep> a second side view with the implement engaged and the quick coupler open;
<Tb> FIG. 3 <sep> a third side view with the implement engaged and the quick release closed;
<Tb> FIG. Fig. 4 is a perspective view of the quick connector with the safety device opened;
<Tb> FIG. FIG. 5 shows the side view from FIG. 3 with a section through the actuator; FIG.
<Tb> FIG. Fig. 6 is a side view of another embodiment of the quick-action coupling with the implement engaged and the quick-release coupling engaged;
<Tb> FIG. FIG. 7 is a side view of the quick connector of FIG. 6 with the quick release half open; FIG.
<Tb> FIG. 8 <sep> is a side view of the quick coupling of Figure 6 with the quick release;
<Tb> FIG. 9 <sep> is a perspective view of the quick coupling of FIG. 6.
1 to 3 show a quick coupling 11 in 3 different phases of Ankoppelungsvorganges to a working device 16. The quick coupling has a first coupling part 13 with a mounting bar 15 which is connectable to the attachment 16. The attachment 16 has spaced apart retaining bolts 17 and 18 which of grippers 19, 21 of the clutch 11 can be detected. The grippers 19, 21 are adjustable relative to each other via an actuator 23. The first gripper 19 is part of the mounting web 15, the second gripper 21 is attached to the actuator 23. The grippers 19, 21 have open insertion openings 25, 27 for the retaining bolts 17, 18 in directions facing away from one another. The actuator 23 formed by a piston / cylinder unit is fixedly arranged on a transverse web 29 and thus connected to the gripper 19.
The adjustable gripper 21 is arranged on the movable piston rod 31 of the actuator 23. On the movable gripper 21, a mechanical locking member in the form of two bars 33a, 33b is attached to the back of the gripper 21. In the illustrated embodiment, the first ends of the rods 33a, 33b are bolted to the gripper. Also conceivable is an embodiment in which a separate actuator takes over the drive of the rods 33a, 33b. The rods 33a, 33b extend parallel to the piston rod 31 in the direction of the insertion opening 25. Through holes 30 in the solid part of the actuator 23 and through holes 32a in the crosspiece 29 passages for the rods 33a, 33b created. The bores in the actuator 23 and in the transverse web 29 serve as guides for the rods 33a, 33b when they move together with the gripper 21.
The second ends of the rods 33a, 33b each have a curvature which is oriented in the direction of the insertion opening 25. Following the curvature, the rods 33a, 33b at their ends a short piece 33c and 33d, which, by a smaller curvature, in the locking position of the coupling has a short distance to the retaining pin 17. Due to the small distance between the curvature 33c, 33d and the retaining bolt 17, the retaining bolt 17 is given the opportunity, if the gripper 21 loses its gripping action, between the insertion opening 25 and the rods 33a, 33b to wedge. Bolts 34a, 34b secured to the mounting pads 15a, 15b support the rods 33a, 33b against the retaining pin 17 if the hook 21 fails.
It is also conceivable that, instead of the bolts 34a, 34b, a transverse web 34 is received between the mounting webs 15a, 15b (FIG. 4). The rods 33a, 33b have a hexagonal profile, but it is also any other angular or round profile conceivable.
Fig. 5 shows a section through the actuator 23. The actuator 23 consists of the piston rod 31, a piston 35 attached to the piston 35 and a cylinder block 37, in which the piston 35 with the piston rod 31 axially along the piston axis 37 is movable. The piston divides the cylinder space into two chambers 39a, 39b, the piston rod 31 extending through the chamber 39b. The piston 35 is sealed from the chambers 39a, 39b by a circumferential sealing element 41. In the chamber 39 a, a compression spring 43 is arranged centrally and in axial alignment. The compression spring 43 is supported on the piston 35 and on the end face 40 of the chamber 39 a. In the event that the hydraulic supply of the actuator fails, the compression spring 43 presses the gripper 21 to the retaining bolt 18 and an unintentional release of the retaining bolt 18 is avoided.
The function of the novel quick coupling with safety device is explained by the Einkupplungsvorgang in sequence of Fig. 1 to 3: In Fig. 1, the mounting bar 15 with the aid of the fixed gripper engages the upper retaining pin 17 of the implement 16. The gripper 21 and the with this connected rods 33a, 33b are in an open, the retaining bolts 17, 18 receptive position. In Fig. 2, the retaining bolt 17 is received by the insertion opening 25. The first coupling part 13 raises the implement 16 vertically upward. In this case, the implement pivots about the retaining pin 17 down until the retaining pin 18 abuts the mounting bar 15. Fig. 3 shows the sealed quick coupling in which the implement 16 is fixedly connected to the first coupling part 13.
To fix the implement 16 on the first coupling part 13 of the actuator 23 moves by pressing the gripper 21 vertically down until the retaining pin 18 engages in the insertion opening 27. In this case, hydraulic oil penetrates into the chamber 39 a of the cylinder block 37 and displaces the piston 35 in the position shown in Fig. 5. At the same time, the rods 33a, 33b are moved vertically downward with the gripper 21. In the closed position, curvatures at the end of the rods 33a, 33b terminate with the retaining bolt 17. In the event that the gripper 19 or 21 breaks, the retaining bolt 17 wedged between the insertion opening 25 and the rods 33a, 33b. A due to material failure separating the first coupling part 13 and the implement is thus avoided by the rods 33a, 33b.
In the event that the supply of hydraulic fluid is interrupted and this leads to a pressure drop in the chamber 39 a, the gripper 21 is no longer able to fix the retaining bolt 18. The compression spring 43 continues to press in this case on the piston 43 and the quick coupling 11 remains closed.
6 to 9 show another embodiment of a quick coupling 11 with a safety device. The rods 33a, 33b are arranged pivotably on the movable gripper 21 in this embodiment. The first ends 45 of the rods 33a, 33b cooperate with a cylindrical receptacle 47 on the movable gripper 21 as a hinge joint 49. The axis of rotation 51 of the hinge joint 49 is oriented perpendicular to the cross-sectional area 53 of the insertion opening 27. It would also be conceivable that the hinge 49 at another point of the quick coupling, z. B. is provided on the crossbar 29, and the rods 33 a, 33 b are slidably fixed to the gripper 21. On the fixed gripper 19 deflecting parts 55a, 55b are arranged, which press the rods 33a, 33b against the pin 17.
Distances 57a, 57b serve to hold the rods 33a, 33b in their position parallel to the displacement direction of the grippers 19, 21. This is important if the movable gripper 21 should break, and consequently the rods 33a, 33b would no longer be held in the hinge joint 49. As an additional safety measure serve the safety heels 59a, 59b, which are arranged on rods 33a, 33b between the extensions 57a, 57b and the crosspiece 29 in the direction of the extensions 57a, 57b. These safety shoulders 59a, 59b prevent the bars 33a, 33b from accidentally falling out of the quick-action coupling should the movable gripper 21 break. In this case of material failure, the safety ledges 59a, 59b would rest on the extensions 57a, 57b, thus continuing to hold the rods 33a, 33b in their guide.
The function of this embodiment of the quick coupling with safety device is explained by the disengagement process in sequence of Fig. 6 to 8: In Fig. 6, the bolts 17, 19 are held by the quick coupling 11. The rods 33a, 33b are in a retracted position. In this position, the straight extensions 33c, 33d are located at a short distance from the insertion opening 25. When the quick coupling 11 is opened, as shown in Fig. 7, the rods 33a, 33b are displaced by the movable gripper 21 in the direction of the deflection parts 55a, 55b , The bends 33c, 33d must be guided past the bolt 17. For this purpose, it is important that the rods 33a, 33b in the hinge joint 49 in the direction of the deflecting parts 55a, 55b are pivotable.
The passage 32b must be dimensioned such that in the passage 32b is sufficient clearance for the pivoting movement of the rods 33a, 33b given. The pivoting range of the rods 33a, 33b is limited on the one hand by the bolt 17 and on the other hand by deflecting parts 55a, 55b. The fully opened quick coupling 11 is shown in FIG. The straight extensions 33c, 33d are in a holding position between pin 17 and deflection part 55a or 55b. The curvatures 33c, 33d of the rods 33a, 33b at their end remote from the hinge joint 49 are adapted to the radius of the bolt 17. The rods 33a, 33b hold the bolt 17 in the insertion opening 25 caught. An evasive movement of the rods 33a, 33b is made impossible by the deflecting parts 55a, 55b.
Since the rods 33a, 33b are directly connected to the movable gripper 21, the safety device acts only when the movable gripper 21 is opened. This is of particular advantage when the quick coupling opens due to technical or human error. The lengths of the rods 33a, 33b are dimensioned such that the rods 33a, 33b hold the bolt 17 in the opened state of the quick coupling 11 and in the closed state of the quick coupling 11, the insertion opening 25 free.
For complete release of the implement 16, this must be parked on the ground. Then, the quick coupling must be closed again, with the movable gripper 21 is passed above the bolt 18. During this movement of the movable gripper 21, the bolt 17 is released, and the implement is finally decoupled from the quick coupling 11. To connect the implement, vice versa must be used.
Legend:
[0028]
<Tb> 11 <sep> quick coupling
<tb> 13 <sep> First coupling part
<tb> 15a, 15b <sep> Mounting rails
<tb> 16 <sep> implement, attachment
<Tb> 17 <sep> retaining bolt
<Tb> 18 <sep> retaining bolt
<Tb> 19 <sep> Grapples
<Tb> 21 <sep> Grapples
<Tb> 23 <sep> actuator
<T b> 25 <sep> insertion
<Tb> 27 <sep> insertion
<Tb> 29 <sep> crosspiece
<Tb> 31 <sep> piston rod
<tb> 32a, 32b <sep> passage
<tb> 33a, 33b <sep> Bars
<tb> 33c, 33d <sep> curvature
<Tb> 34 <sep> crosspiece
<tb> 34a, 34b <sep> Bolt
<Tb> 35 <sep> Piston
<Tb> 37 <sep> cylinder block
<tb> 39a, 39b <sep> Chambers
<Tb> 40 <sep> front side
<Tb> 41 <sep> seal
<Tb> 43 <sep> spring
<tb> 45 <sep> First ends of the bars 33a, 33b
<tb> 47 <sep> Cylindrical picture
<Tb> 49 <sep> hinge
<Tb> 51 <sep> axis of rotation
<tb> 53 <sep> Cross sectional area of the insertion holes
<tb> 55a, 55b <sep> Diverter parts
<tb> 57a, 57b <sep> extensions
<tb> 59a, 59b <sep> Backup Sales