DE102005056505B3

DE102005056505B3 - Zentriervorrichtung für Schnellwechselvorrichtungen

Info

Publication number: DE102005056505B3
Application number: DE102005056505A
Authority: DE
Inventors: Robert Riedlberger; Markus Riedlberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: US7752781B2; EP1954886B1; ATE480672T1; EP1954886A1; RU2379427C1; JP2009517565A; WO2007059721A1; DE112006003723A5; DE502006007863D1; US20090193691A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Schnellwechselvorrichtng, bei der durch die Anordnung von Zentrierscheiben und von Steuerblechen ein Verkanten während des Einfädelvorgangs vermieden wird.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Zentrieren, Führen oder Zwangsführen des anzuschließenden Werkzeugs beim Kupplungsvorgang mit dem Trägergerät.

Für sowohl stationäre als auch instationäre Aufgaben müssen an Geräten Werkzeuge gewechselt werden, um mit dem gleichen Gerät unterschiedliche Aufgaben ausführen zu können. Dies können z.B. landwirtschaftliche Geräte, wie Traktoren oder Maschinen sein, an welche unterschiedliche Werkzeuge zur Bodenbearbeitung oder für Erntezwecke befestigt werden müssen.

Ähnliches gilt für Baumaschinen, an denen je nach Beschaffenheit des Baugrundes oder der Art der Aufgabe unterschiedliche Grab- oder Aushubwerkzeuge an ein und demselben Trägergerät oder Bagger befestigt werden müssen, um die Arbeiten schnell und wirtschaftlich ausführen zu können.

Für diese Aufgabe wurden Schnellwechselvorrichtungen entwickelt, mit denen Werkzeuge und Anbaugeräte ohne Einsatz von menschlicher Kraft und ohne daß der Geräteführer seine Maschine verlassen muß, schnell und einfach gegeneinander ausgetauscht werden können.

Bei Baumaschinen können solche zu tauschenden Werkzeuge z.B. unterschiedliche Schaufeln, Greifer, Vibratoren zur Bodenverdichtung, Rüttelplatten, Kranvorrichtungen und sonstige unterschiedliche Bodenbearbeitungsgeräte sein.

In der DE 195 07 896 und der DE 103 35 667 sind Schnellwechselvorrichtungen beschrieben, bei denen am Trägergerät oder Bagerstiel ein Befestigungsteil befestigt ist, welches mit einem dazu passenden Gegenstück, das sich am anzuschließenden Werkzeug befindet, verbunden wird.

Diese Geräte haben gemeinsam, daß an einem Teil unterschiedliche Fangebolzen angebracht sind und am Gegenstück entsprechende Fangehaken.

Das Wechseln der Werkzeuge geschieht so, daß das eine Werkzeug durch Lösen der Fangebolzen aus dem Fangehaken abgelegt wird und dann mit dem beweglichen Baggerstiel, an dessen Ende sich die Fangebolzen befinden, das neue Werkzeug in die zum Einfädeln geeignete Stellung gebracht wird. Dazu werden die Fangebolzen in die Fangehaken der Werkzeuge eingeführt und das Werkzeug an das Gerät herangezogen, weggeschoben oder eventuell verdreht. Wenn beide Fangebolzen in der richtigen Endstellung, d.h. vollständig im tiefsten Punkt der Fangehaken angekommen sind, können um diesen Drehpunkt die beiden Teile der Schnellwechselkupplung vollständig zusammengeführt werden. Erst jetzt kann durch weitere Teile wie Bolzen oder Klinken die kraftschlüssige Verbindung der beiden Teile erfolgen, damit die beiden Teile zusammen bleiben.

Durch die Schnellwechselvorrichtung werden zum einen nur kraftschlüssige Verbindungen hergestellt, wie z.B. bei der Befestigung eines Tieflöffels an einem Bagger. Wenn es sich bei den angebauten Werkzeugen um bewegliche Vorrichtungen oder durch Motoren angetriebene Geräte handelt, müssen auch noch Schlauchleitungen oder Kabel miteinander verbunden werden, um den Antrieb mit Energie zu versorgen oder die Vorrichtung zu steuern. Aus Bequemlichkeitsgründen sollte auch dies vollautomatisch erfolgen.

In diesem Fall ist es von besonderer Bedeutung, daß sich beim Einhaken des Werkzeugs die Fangebolzen nicht in den Fangehaken durch Schrägstellung verkanten oder verhaken. Leider besteht bei den Schnellwechselvorrichtungen nach dem Stand der Technik diese Gefahr des Verkantens in erheblichem Maße, und dies kann zu starkem Verschleiß oder zu Beschädigungen an der Schnellwechselvorrichtung führen.

Insbesondere dann besteht ein hohes Schadensrisiko, wenn am Werkzeug neben der kraftschlüssigen Verbindung auch noch Kabel oder Schläuche miteinander verbunden werden müssen. Dazu sind im Inneren oder Äußeren des Befestigungselements für die Werkzeuge am Trägergerät oder Baggerstiel und auch am Werkzeughalter mit dem anzuschließenden Werkzeug mehrere Leitungskupplungen befestigt.

Werden die Fangebolzen nicht bei beiden Fangehaken vollständig und gleichmäßig eingeführt und die beiden Befestigungselemente zum Schließvorgang aufeinander zu bewegt, so kann es passieren, daß sich die entsprechenden Kupplungselemente nicht genau genug gegenüberstehen und deshalb beim Aufeinanderfahren die Leitungskupplungen beschädigt oder zerstört werden.

Dies ist von großer Bedeutung, wenn nicht nur einfache, ungeschützte Kupplungen miteinander verbunden werden, sondern besonders schmutz- und staubgeschützte Kupplungen, wie sie in der EP 0918186 beschrieben sind. Da sich hier die Schutzabdeckungen bereits während der Annäherung der Kupplungselemente der Leitungen öffnen, kann ein Verkanten der Fangebolzen und somit eine schräge Stellung der Teile des Schnellwechslers zur Beschädigungen der Kupplungen führen.

Die Erfindung hat die Aufgabe zu verhindern, daß sich die Fangebolzen in den Fangehaken verkanten oder schrägstellen, und somit sollen Beschädigungen beim Kupplungsvorgang vermieden werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Die Erfindung wird anhand der 1 bis 7 näher erläutert.
1 zeigt beispielhaft die Seitenansicht des Befestigungselements 3 einer Schnellwechselvorrichtung, die am Baggerstiel 2 oder am Trägergerät befestigt ist;
2 zeigt die um 90° verschwenkte Ansicht von 1;
3 zeigt den Werkzeughalter 8 bzw. das Gegenstück zum Befestigungselement 3. welches am auszuwechselnden Werkzeug 9 angeordnet ist;
4 zeigt die um 90° verschwenkte Ansicht von 3;
5 zeigt die Stellung der erfindungsgemäßen Zentrierscheibe 1 und das zugehörige Steuerblech 10 zu Beginn des Einfädelvorgangs der Fangebolzen 4 in die Fangehaken 6;
6 zeigt die Stellung während des Einfädelns, wobei durch die erfindungsgemäße Zentrierscheibe 1 ein vorzeitiges Verdrehen verhindert wird.
7 zeigt die Stellung der erfindungsgemäßen Zentrierscheibe 1 am Ende des Einfädelvorgangs und den vollständig zusammengeklappten Zustand der Schnellwechselvorrichtung.
Das Verkanten der Fangebolzen 6 während des Einfädelns in die Fangehaken 6 wird durch Anordnung von erfindungsgemäßen Zentrierscheiben 1 an den Fangenbolzen 4 verhindert. Deren Abstand 11 von den Seitenteilen 3' des Befestigungsgelements 3 ist dabei mindestens so groß wie die größte Blechdicke des Fangehakens 6 am Werkzeug.
Die Zentrierscheiben 1 sind vorzugsweise wenigstens teilweise im Kontaktbereich zu den Fangehaken 6 eben oder leicht abgerundet oder sogar konkav ausgebildet, damit die Fangehaken 6 leicht zwischen die Zentrierscheiben 1 gelangen können.
Die Form der Zentrierscheibe 1 ist so gewählt, daß die äußere Begrenzungslinie 16 unterschiedlich weit vom Zentrum des Fangebolzens 4 entfernt ist. Bevorzugterweise ist die Begrenzungslinie 16 gekrümmt, sie kann aber auch eckig oder gerade sein. Wichtig ist, daß sie unterschiedlich weit von der Achse der Fangebolzen 4 entfernt verläuft.
Bevorzugte Formen für die Zentrierscheibe 1 sind kreisförmig, elliptisch oder eiförmig oder mit diesen Formen vergleichbare Polygone.
Verwendet man die Kreisform, so wird die Zentrierscheibe 1 exzentrisch am Fangebolzen 4 befestigt.
Um die Funktion der Zentrierscheibe 1 zu gewährleisten, reicht jedoch prinzipiell auch nur eine Teilfläche, die den Teilbereich der Begrenzungslinie 16 der Zentrierscheibe 1 aufweist..
Zusätzlich zur Zentrierscheibe 1 wird am Gegenstück zum Befestigungselement 3, d.h. am Werkzeughalter 8 mit den Fangehaken 6 ein Steuerblech 10 kraftschlüssig befestigt, entlang dessen sich beim Einfädeln die Zentrierscheibe 1 bewegt. Dabei wird der Umfangslinienbereich 16 der Zentrierscheibe 1 entlang der dem Fanghaken 6 zugewandten Oberfläche des Steuerblechs 10 teils drehend, abrollend oder teils rutschend bewegt.
Die Abmessungen und die Anordnung der Zentrierscheibe 1 am Fangebalzen 4 werden so gewählt, daß das Befestigungselement 3 um den Fangebolzen 4 erst dann vollständig um die Achse des Fangehakens 6 des Werkzeughalters 8 verdreht werden kann, wenn der Fangebolzen 4 in der tiefsten Stellung 12 des Fangehakens 6 liegt.
Der Fangebolzen 4 ist so exzentrisch in der Zentrierscheibe 1 angeordnet, wobei das Maß 13 größer/gleich dem Hakenabstand 15 zum Steuerblech 10 ist und das Maß 14 zum Fangebolzen 4 kleiner als das Maß 13 und insbesondere als das Maß 15 ist.
Hat der Fangebolzen 4 die tiefste Stellung 12 nicht erreicht, so steht die Umfangslinie 16 der Zentrierscheibe 1 am Steuerblech 10 an und dies verhindert, daß das Befestigungsteil 3 durch Drehen um die Achse des Fangebolzens 4 weiter dem Werkzeughalter 8 angenähert werden kann. Diese Situation ist in 6 dargestellt. Somit ist auch verhindert, daß sich Hydraulikkupplungen, welche z.B. im Inneren des Befestigungselements 3 liegen, in schiefem Zustand aufeinander zubewegen können. Die Beschädigung der zusammengehörigen Kupplungsstücke wird so vermieden.
Das Steuerblech 10 besteht bevorzugt aus einem vorstehenden Stahlelement, z.B. mit rechteckigen Stahlquerschnitt, welches über die seitliche Wandfläche des Werkzeughalters 8 herausragt.
Die Höhe ist so gewählt, daß die Zentrierscheiben 1 zumindest mit einem Teil ihrer Blechdicke auf dem Steuerblech 10 zu liegen kommen.
Bevorzugt ist die Berührfläche des Stahlblechs 10 gerade und eben. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, die Berührfläche konkav oder konvex zu krümmen. Die Steuerbleche können dann auch Brennschneidteile sein.
Die Befestigung der Steuerbleche 10 erfolgt durch Schweißen oder Anschrauben. Zur leichten Führung beim Einfädeln empfiehlt sich die Anordnung von Steuerblechen 10 und Zentrierscheiben 1 zu beiden Seiten der Schnellwechselvorrichtungen.
Die Zentrierung während des Einfädelns erfolgt einmal dadurch, daß die Zentrierhaken 6 im Zwischenraum 11 parallel geführt werden und zum weiteren dadurch, daß durch die symmetrische Anordnung von zwei Zentrierscheiben 1 und zwei Steuerblechen 10 eine Art von „Abrollen" oder „Rutschen" der Zentrierscheiben 1 entlang der Steuerbleche 10 erfolgt.
Bezüglich des Werkzeughalters 8 macht die Zentrierscheibe 1 bis zum vollständigen Verschließen der Schnellwechselvorrichtung etwa eine Vierteldrehung entlang der Begrenzungslinie 16 der Zentrierscheibe 1.
Die Fangehaken 6 können sowohl am Trägergerät oder Bagger als auch am Werkzeug befestigt werden. Die Fangebolzen 4 müssen dann jeweils am Gegenstück angebracht werden.

Claims

Schnellwechselvorrichtung zum Fixieren und Zwangsführen beim automatischen kraftschlüssigen Anschluß von Werkzeugen an Trägergeräte und Bagger, dadurch gekennzeichnet, – daß an einem Teil der Schnellwechselvorrichtung, dem Befestigungselement (3), an den Fangebolzen (4) oder einem vergleichbaren Drehpunkt, quer zu deren Achse Zentrierscheiben (1) befestigt sind und – daß die Zentrierscheiben (1) zumindest teilweise eine gekrümmte oder polygonartig begrenzte oder gerade Umfangslinie (16) besitzen, die von der Achse des Fangebolzens (4) unterschiedlich weit entfernt ist und – daß am Gegenstück der Schnellwechselvorrichtung, dem Werkzeughalter (8) mindestens ein Steuerblech (10) befestigt ist, welches in den Bewegungsraum der Zentrierscheibe (1) eingreift und entlang dessen Oberfläche sich die gekrümmte Umfangslinie (16) der Zentrierscheibe (1) beim Einfädelvorgang bewegt und – daß die Form und Anordnung der Zentrierscheibe (1) bezüglich des Steuerblechs (10) so gewählt ist, daß der vollständige Kraftschluß oder Formschluß der Schnellwechselvorrichtung durch Drehung um die Fangebolzen (4) erst möglich wird, wenn die Fangebolzen (4) in der tiefsten Stellung (12) im Fangehaken (6) angekommen sind.
Schnellwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheiben (1) im Bereich der gekrümmten Umfangslinien (16) ein Maß (13) zum Fangebolzen (4) haben, das größer oder etwa gleich dem Maß (15) ist, welches der Fangebolzen (4) im tiefsten Punkt (12) des Fangehakens (6) zum Steuerblech (10) einnimmt und daß das kleinste Abstandmaß (14) der Umfangslinie (16) vom Fangebolzen (4) kleiner als das Maß (15) ist.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheiben (1) die Form von Ellypsen, Eiern, Polygonzügen oder exzentrisch befestigten Kreisscheiben besitzen oder aus Teilen dieser Formen bestehen.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Zentrierscheiben (1) in einem Abstand (11) vom Seitenblech (3') des Befestigungselements (3) erfolgt, der etwa der stärksten Blechdicke des Fangehakens (6) entspricht.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheiben (1) durch Schweißen, Aufpressen, Aufschrumpfen oder Schrauben kraftschlüssig mit den Fangbolzen (4) oder einem vergleichbaren Drehpunkt verbunden werden.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbleche (10) gerade oder gekrümmte Blechstreifen oder Brennschneidteile sind, welche durch Schweißen, Schrauben, Stecken, am Werkzeugträger (8) befestigt sind oder die Steuerbleche (10) angeformt sind.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fangebolzen (4) mit den Zentrierscheiben (1) entweder am Baggerstiel (2) und dessen Anbauteil (3) befinden oder am Werkzeughalter (8) und die Fangehaken (6) mit dem Steuerblech (10) jeweils am entsprechenden Gegenstück.
Schnellwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheiben (1) zumindest auf der Fläche, auf de sie beim Einfädeln mit den Fangehaken (6) in Berührung kommen, teilweise abgerundet oder konkav-flächig ausgebildet sind.