DE102014018289B3

DE102014018289B3 - Quick-change device for receiving a pendulum working tool

Info

Publication number: DE102014018289B3
Application number: DE102014018289.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Riedlberger; Robert Riedlberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2034-12-13

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Aufnehmen von pendelnden Arbeitswerkzeugen, durch Schnellwechselsysteme, wobei der Drehpunkt im Bereich des Hauptbolzens angeordnet ist.The invention describes a device for receiving oscillating work tools, by quick-change systems, wherein the pivot point is arranged in the region of the main bolt.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Schnellwechselvorrichtung zum Aufnehmen eines pendelnden Arbeitswerkzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Arbeitswerkzeuge sind beispielsweise Greifer, Zangen, Magnete, Lasthaken und vielerlei andere Arbeitswerkzeuge.The invention describes a quick-change device for receiving a pendulum working tool according to the preamble of claim 1. Work tools are, for example, grippers, pliers, magnets, load hooks and many other tools.

Im Erdbau, Materialumschlag, Recycling und weiteren Anwendungsgebieten werden pendelnde Arbeitswerkzeuge an Maschinen wie beispielsweise einem Bagger oder Trägergerät angebracht, um bestimmte Arbeiten ausführen zu können. Diese Arbeitswerkzeuge sind so konstruiert, dass sie in der Regel direkt mit den Auslegerarmen der Antriebsmaschinen oder Trägergeräte verbolzt werden.In earthmoving, material handling, recycling and other fields of application, swinging work tools are attached to machines such as an excavator or carrier to perform certain tasks. These work tools are designed so that they are usually bolted directly to the boom arms of the prime movers or carriers.

Der Einbau des Bolzens ist schwierig und zeitaufwendig, da er sich beim Einführen in die Buchsen verklemmen oder verkanten kann. Das liegt unter anderem daran, dass die aufzunehmenden Arbeitswerkzeuge nicht immer senkrecht zu den Auslegerarmen stehen, wenn sie aufgenommen werden sollen.The installation of the bolt is difficult and time consuming because it can jam or tilt when inserted into the jacks. This is partly because the working tools to be picked up are not always perpendicular to the cantilever arms when they are to be picked up.

In 1a und 1b sind die Befestigungen von Arbeitswerkzeugen nach dem Stand der Technik am Beispiel eines drehbaren und pendelnden Hydraulikgreifers dargestellt.In 1a and 1b the attachments of working tools according to the prior art are shown using the example of a rotatable and oscillating hydraulic gripper.

Bei 1a weist der Baggerarm 6 nach unten und bei 1b ist eine Stellung gezeigt, bei der das Werkzeug 7 sich im maximalen Abstand vom Trägergerät befindet. Der Baggerarm wird dabei weitgehend in waagrechter Richtung vom Trägergerät weggestreckt, um eine maximale Entfernung zu erreichen.at 1a points the excavator arm 6 down and at 1b is shown a position at which the tool 7 is located at the maximum distance from the carrier. The excavator is largely stretched away in the horizontal direction of the carrier to achieve a maximum distance.

Das Werkzeug 7 wird dabei über einen Hauptbolzen 5 und über ein Kreuzgelenk 4 befestigt.The tool 7 is doing about a main bolt 5 and over a universal joint 4 attached.

Da die pendelnd angebrachten Arbeitswerkzeuge oder Arbeitsgeräte während des Baubetriebs öfter gewechselt werden müssen, haben sich im Lauf der Zeit Schnellwechselsysteme nach dem Stand der Technik durchgesetzt.Since the pendulum mounted tools or implements must be changed more often during construction, over time, quick change systems have prevailed according to the prior art.

In den 2a, 2b und 2c ist die beispielhafte Befestigung eines pendelnd angebrachten Hydraulikgreifers dargestellt, die über eine derartige Schnellwechselvorrichtung erfolgt. Hierbei wird die Schnellwechselvorrichtung 2 nach dem Stand der Technik über einen Hauptbolzen 5 am Baggerarm 6 befestigt.In the 2a . 2 B and 2c the exemplary attachment of a pendulum mounted hydraulic gripper is shown, which takes place via such a quick-change device. Here, the quick-change device 2 in the prior art about a main bolt 5 on the excavator arm 6 attached.

Außerdem beschreiben die DE 10159417 A1 und die DE 29810751 U1 Schnellwechselvorrichtungen gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.In addition, the describe DE 10159417 A1 and the DE 29810751 U1 Quick-change devices according to the specified in the preamble of claim 1 Art.

Bei dieser Ausführung nach dem Stand der Technik ergeben sich folgende wesentlichen Nachteile:
Wird der Baggerarm 6 aus einer senkrechten Stellung in eine horizontale Richtung bewegt, um in weiter entfernte Bereiche zu gelangen, entfernt sich zusätzlich der Aufhängepunkt 13 vom Hauptbolzen 5 in die vom Bohrgerät abgewandte Richtung.In this embodiment of the prior art, the following significant disadvantages arise:
Will the excavator arm 6 moved from a vertical position in a horizontal direction to reach more distant areas, the suspension point is also removed 13 from the main bolt 5 in the direction away from the drill.

Auf diese Weise vergrößert sich der Hebelarm des Werkzeugs 7 bezüglich des Schwerpunkts des Trägergeräts oder Baggers.In this way, the lever arm of the tool increases 7 with respect to the center of gravity of the carrier or excavator.

2c zeigt, dass sich dabei der Hebelarm um einen Betrag 15 erhöht. 2c shows that this is the lever arm by an amount 15 elevated.

Dies ist bedingt durch die längliche Bauform der Schnellwechselvorrichtungen nach dem Stand der Technik.This is due to the elongated design of the quick-change devices according to the prior art.

Während des Ausschwenkens des Baggerarms ist es aufgrund der meist beschränkten Anzahl von Hydraulikkreisläufen der Trägergeräte bzw. Bagger nicht möglich, durch Ausfahren des Zylinders 14 dieser zusätzlichen Vergrößerung des Hebelarms entgegenzuwirken. Über den Hydraulikkreislauf, mit dem der Zylinder 14 betätigt werden kann, wird gleichzeitig auch die Mechanik zum Öffnen des Hydraulikgreifers betätigt.During swinging out of the excavator arm, it is not possible due to the usually limited number of hydraulic circuits of the carrier equipment or excavator, by extending the cylinder 14 counteract this additional increase in the lever arm. About the hydraulic circuit, with which the cylinder 14 can be actuated, the mechanism for opening the hydraulic gripper is also actuated simultaneously.

Durch die Vergrößerung des Hebelarms wird die Standsicherheit des Trägergerätes gefährdet. Dies gilt besonders, wenn das Trägergerät bzw. der Bagger z. B. auf Bahnschienen steht und quer zu den Schienen arbeiten muss. Hier können bereits geringe Verlängerungen des Hebelarms dazu führen, dass das Trägergerät umfällt.By increasing the lever arm, the stability of the carrier device is endangered. This is especially true if the carrier or the excavator z. B. is on railroad tracks and must work across the rails. Here even small extensions of the lever arm can cause the carrier device falls over.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass durch das Zwischenschalten eines Schnellwechselsystems die Bauhöhe des pendelnd angeordneten Arbeitsgerätes größer wird, was sich in engen Tunnelquerschnitten und bei beengten Baustellen als sehr nachteilig erweist.Another disadvantage is that the height of the pendulum-mounted implement is greater by the interposition of a quick-change system, which proves to be very disadvantageous in narrow tunnel sections and cramped construction sites.

Durch den zusätzlichen Hebelarm 15 zwischen dem Hauptbolzen 5 und dem Aufhängepunkt 13 können unerwünschte Kräfte auf den Stellzylinder 14 einwirken.By the additional lever arm 15 between the main bolt 5 and the suspension point 13 can cause unwanted forces on the actuator cylinder 14 act.

Beim horizontal ausgeschwenkten Baggerarm können während der Einwirkung des Arbeitswerkzeugs die Kräfte auf den Zylinder dazu führen, dass dieser herausgezogen und beschädigt wird. Dies kann auch zu Schäden an der gesamten Hydraulik führen.With the bucket arm swung horizontally, the forces on the cylinder can be pulled out and damaged during the action of the work tool. This can also lead to damage to the entire hydraulic system.

Die Erfindung hat beispielsweise ausgehend von der DE 29810751 U1 die Aufgabe, bei Verwendung von Schnellwechselvorrichtungen die Standsicherheit zu erhöhen, das Kippmoment auf das Trägergerät zu verkleinern, die Bauhöhe bzw. Einsatzhöhe auch bei Verwendung einer Schnellwechselvorrichtung zu minimieren und dennoch die Vorteile der Schnellwechselvorrichtung zu nutzen.The invention has, for example, starting from the DE 29810751 U1 the task to increase the stability when using quick-change devices, to reduce the overturning moment on the carrier, to minimize the height or operating height even when using a quick-change device and still to take advantage of the quick-change device.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach den Merkmalen des Gegenstands nach Anspruch 1 und besteht darin, dass durch Anordnung eines Werkzeugadapters am lösbaren Teil der Schnellwechselvorrichtung der Werkzeugaufhängepunkt 13 wieder in die Nähe der ursprünglichen Befestigungsstelle des Hauptbolzens 5 geführt wird und der Abstand minimiert wird.The object is achieved according to the features of the subject matter of claim 1 and is that by arranging a tool adapter on the detachable part of the quick-change device of Werkzeugaufhängepunkt 13 again close to the original attachment point of the main bolt 5 is guided and the distance is minimized.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der 3a bis 4 näher erläutert.The inventive device is based on the 3a to 4 explained in more detail.

3a zeigt die Seitenansicht einer erfindungemäßen Schnellwechselvorrichtung, die am nach unten geneigten Baggerarm 6 befestigt ist; 3a shows the side view of a erfindungemäßen quick-change device on the downwardly inclined excavator 6 is attached;

3b zeigt eine erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung in einer Arbeitsstellung, bei welcher der Baggerarm 6 maximal horizontal ausgeschwenkt ist; 3b shows a quick-change device according to the invention in a working position, in which the excavator 6 is swung out horizontally;

4 zeigt eine um 90° gedrehte Ansicht der erfindungsgemäßen Schnellwechselvorrichtung, 4 shows a rotated by 90 ° view of the quick-change device according to the invention,

Das Besondere an der Erfindung ist, dass bei einer Schnellwechselvorrichtung zum Aufnehmen von pendelnden Arbeitswerkzeugen durch die Anordnung eines Werkzeugadapters 9 an der lösbaren Werkzeugaufnahme 1 der Schnellwechselvorrichtung die Drehachse 12 am Drehpunkt 3 des Arbeitswerkzeugs 7 minimal beabstandet ist zur Drehachse 8 des Hauptbolzens 5 am Baggerarm 6 und dass die Drehachsen 8 und 12 im wesentlichen identisch sind.The special feature of the invention is that in a quick-change device for receiving oscillating work tools through the arrangement of a tool adapter 9 on the detachable tool holder 1 the quick-change device, the axis of rotation 12 at the fulcrum 3 of the working tool 7 is minimally spaced from the axis of rotation 8th of the main bolt 5 on the excavator arm 6 and that the axes of rotation 8th and 12 are essentially identical.

Der Werkzeugadapter 9 ist so ausgebildet, dass sich seine Seitenteile in Bereiche erstrecken, in denen sich der Hauptbolzen 5 bzw. dessen Drehachse 8 befindet.The tool adapter 9 is designed so that its side parts extend into areas in which the main bolt 5 or its axis of rotation 8th located.

Am Hauptbolzen 5 mit seiner Drehachse 8 ist in der Regel der Schnellwechsler 2 befestigt. In diesem befinden sich die Zentrier- und Verriegelungselemente, mit denen die lösbare Werkzeugaufnahme 1 der Schnellwechselvorrichtung kraft- und formschlüssig erfolgt und mit der auch hydraulische, elektrische oder gasförmige Medienverbindungen hergestellt werden können.At the main bolt 5 with its axis of rotation 8th is usually the quick coupler 2 attached. In this are the centering and locking elements with which the releasable tool holder 1 the quick-change device is non-positive and positive and with the hydraulic, electrical or gaseous media connections can be made.

Über einen weiteren Bolzen 16 kann die Schnellwechselvorrichtung über den Zylinder 14 verstellt werden. Diese Verstellmöglichkeit kann in der Regel aufgrund der beschränkten Anzahl von Hydraulikkreisläufen eines Baggers oder Trägergerätes nur im Wechsel zur Betätigung des Arbeitswerkzeuges 7 erfolgen, also nicht gleichzeitig.About another bolt 16 can the quick-change device over the cylinder 14 be adjusted. This adjustment can usually only due to the limited number of hydraulic circuits of an excavator or carrier device in alternation with the operation of the working tool 7 done, not at the same time.

Die hauptsächliche Kraftübertragung vom Arbeitswerkzeug 7 in den Baggerarm 6 erfolgt über den Hauptbolzen 5.The main power transmission from the work tool 7 in the excavator arm 6 via the main bolt 5 ,

Um zu verhindern, dass beim horizontalen Auslenken des Baggerarms 6 (3b) noch ein zusätzlicher Hebelarm 15, wie im Stand der Technik (2c) dargestellt, entsteht, der die Standsicherheit des Trägergerätes reduziert bzw. das Kippmoment vergrößert, ist am Werkzeugadapter 9 auf Höhe des Hauptbolzens 5 mindestens auf einer Seite, aber bevorzugt auf beiden Seiten, ein Werkzeugadapter-Drehgelenk 11, 11' angeordnet. Die Drehachse 12 dieser Werkzeugadapter-Drehgelenke sollten zweckmäßigerweise möglichst nah an der Drehachse 8 des Hauptbolzens 5 liegen oder bevorzugter Weise mit dieser Drehachse übereinstimmen.To prevent horizontal deflection of the excavator arm 6 ( 3b ) an additional lever arm 15 as in the prior art ( 2c ), arises, which reduces the stability of the carrier device or increases the tilting moment is on the tool adapter 9 at the height of the main bolt 5 at least on one side, but preferably on both sides, a tool adapter pivot 11 . 11 ' arranged. The rotation axis 12 this tool adapter pivot should expediently as close to the axis of rotation 8th of the main bolt 5 lie or preferably match with this axis of rotation.

Auf diese Weise wird unabhängig von der Stellung des Baggerarms 6 eine Vergrößerung des Hebelarms, auf den die Vertikalkräfte beim Werkzeugeinsatz einwirken, verhindert und die Standsicherheit des Trägergerätes erhöht.In this way, regardless of the position of the excavator arm 6 an increase in the lever arm, act on the vertical forces when using tools, prevents and increases the stability of the carrier device.

Zudem wird die Konstruktionshöhe bzw. Aufhängehöhe des Arbeitswerkzeugs 7 niedriger, was Vorteile bei beengten Baustellen bzw. Tunneln bewirkt.In addition, the construction height or suspension height of the working tool 7 lower, which brings advantages in confined construction sites or tunnels.

Der Werkzeugadapter 9 ist fest oder lösbar mit der lösbaren Werkzeugaufnahme 1 der Schnellwechselvorrichtung verbunden.The tool adapter 9 is fixed or detachable with the detachable tool holder 1 connected to the quick-change device.

Die Werkzeugadapter-Drehgelenke 11, 11' sind Elemente nach dem Stand der Technik und bevorzugter Weise bestehen sie aus Bolzen und Buchsen. Über diese wird das Kreuzgelenkstück 4 angeschlossen, an dem das Arbeitswerkzeug 7 kardanisch und pendelnd aufgehängt ist.The tool adapter pivots 11 . 11 ' are elements of the prior art and preferably they consist of bolts and bushings. About this is the cross-joint piece 4 connected to which the working tool 7 gimbaled and swinging is suspended.

Die Höhe des oberen Kreuzgelenkstücks 4 ist so gewählt, dass es sich frei pendelnd um die Schnellwechselvorrichtung und die lösbare Werkzeugaufnahme 1 mit dem Adapterstück 9 drehen kann. Die Bolzen und Buchsen der Werkzeug-Drehgelenke 11, 11' können sowohl am Kreuzgelenkstück 4 oder am Werkzeugadapter 9 angeordnet sein.The height of the upper cross-joint piece 4 is chosen so that it freely oscillates around the quick-change device and the detachable tool holder 1 with the adapter piece 9 can turn. The bolts and bushings of the tool swivel joints 11 . 11 ' can both at the cross-joint piece 4 or on the tool adapter 9 be arranged.

Claims

Quick-change device for receiving a pendulum work tool ( 7 ) on an excavator arm ( 6 ), full: a quick coupler ( 2 ), which by means of a main bolt ( 5 ) on the excavator arm ( 6 ), the main bolt ( 5 ) a first axis of rotation ( 8th ), a tool adapter ( 9 ) with detachable tool holder ( 1 ) for connection to the quick coupler ( 2 ), a universal joint ( 4 ) of the tool ( 7 ) by means of at least one tool adapter pivot ( 11 . 11 ' ), which has a second axis of rotation ( 12 ), on the tool adapter ( 9 ) and freely swinging over the quick coupler ( 2 ) and its detachable tool holder ( 1 ) on the excavator arm ( 6 ), characterized in that the tool adapter ( 9 ) with the quick coupler ( 2 ) connected state in such areas in the first axis of rotation ( 8th ) that the first axis of rotation ( 8th ) and the second axis of rotation ( 12 ) are substantially identical.

Quick-change device according to claim 1, characterized in that the at least one tool adapter pivot ( 11 . 11 ' ) consists of bolts and bushes.

Quick-change device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the connection of the quick coupler ( 2 ) with the tool holder ( 1 ) takes place mechanically, hydraulically, electrically or by positive locking.