-
Die Erfindung betrifft ein Schnellwechselsystem zum automatischen Wechseln von Anbaugeräten an einer Baumaschine. Die Erfindung betrifft außerdem einen Adapter und einen Schnellwechsler für ein derartiges Schnellwechselsystem.
-
Solche Schnellwechselsysteme werden zum einfachen und bequemen Wechseln von unterschiedlichen Anbaugeräten an Baggern oder anderen Baumaschinen eingesetzt. Damit können z.B. Schwenklöffel, Greifer, Scheren, Verdichter, Magnete, Hydraulikhammer oder andere Anbaugeräte in wenigen Sekunden und mit hohem Sicherheitsstandard von einer Fahrerkabine aus z.B. an einem Ausleger eines Baggers an- bzw. abgekuppelt werden. Sie enthalten in der Regel einen anbaugeräteseitigen Adapter und einen an der Baumaschine angeordneten Schnellwechsler, der an einer Seite z.B. klauenförmige erste Aufnahmen zur Halterung eines am Adapter angeordneten ersten Kopplungselements und an der anderen Seite zweite Aufnahmen mit mindestens einem zwischen einer Lösestellung und einer Verriegelungsstellung bewegbaren Verriegelungselement zur lösbaren Halterung eines am Adapter angeordneten zweiten Kopplungselements aufweist.
-
Aus der
DE 20 2013 001 658 U1 ist ein gattungsgemäßes Schnellwechselsystem bekannt. Dieses weist einen Adapter mit zwei zwischen parallelen Seitenwagen in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordneten, bolzenförmigen Kopplungselementen zur Verbindung des Adapters mit einem Schnellwechsler auf. Der zum Adapter gehörende Schnellwechsler enthält an einer Seite klauenförmige erste Aufnahmen für das erste bolzenförmige Kopplungselement und weist an der anderen Seite zweite Aufnahmen mit mindestens einem zwischen einer Lösestellung und einer Verriegelungsstellung bewegbaren Verriegelungselement zur lösbaren Halterung des zweiten Kopplungselements auf. Zur Energieversorgung der Anbaugeräte sind an dem Adapter und dem Schnellwechsler entsprechende Hydraulikkupplungen vorgesehen. Für bestimmte Einsatzgebiete können aber auch elektrische Steckverbindungen erforderlich sein, um z.B. die Anbaugeräte mit elektrischer Energie zu versorgen oder um elektrische Signale zwischen den Anbaugeräten und den Baggern oder den anderen Baumaschinen zur Steuerung oder dgl. zu übertragen. Derartige elektrische Steckverbindungen sind allerdings relativ empfindlich und können insbesondere aufgrund der harten Arbeitsbedingungen auch einfach beschädigt werden. Ein Austausch ist dann aber aufwändig und teuer, da die Kupplungselemente in der Gesamtheit ersetzt werden müssen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schnellwechselsystem, einen Adapter und einen Schnellwechsler zu schaffen, die bei einer Beschädigung der Kupplungselemente eine einfache und kostengünstige Reparatur ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Schellwechselsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Adapter mit den Merkmalen des Anspruchs 3 und durch einen Schnellwechsler mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Schnellwechselsystem ist an dem Adapter ein mit ersten elektrischen Kontaktelementen versehenes erstes Kupplungsstück und an dem Schnellwechsler ein mit zweiten elektrischen Kontaktelementen versehenes zweites Kupplungsstück zur Verbindung mit dem ersten Kupplungsstück vorgesehen. An dem ersten Kupplungsstück und/oder dem zweiten Kupplungsstück ist ein austauschbares Zwischenstück zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kupplungsstück angeordnet. Das mit den empfindlichen Kontakten versehene Zwischenstück kann so bei Bedarf auch ohne Demontage der gesamten Kupplungsstücke schnell und einfach ausgetauscht und gegen ein neues Zwischenstück ersetzt werden. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Reparatur ermöglicht.
-
In einer besonders zweckmäßigen Ausführung kann das mit elektrischen Kontakten versehene Zwischenstück über eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung in einem Grundkörper des ersten Kupplungsstücks und/oder einem Grundkörper des zweiten Kupplungsstücks lösbar befestigt sein. Auf diese Weise wird das Zwischenstück sicher gehalten, kann aber bei Bedarf einfach ausgetauscht werden. Die zerstörungsfrei lösbare Verbindung kann z.B. als Presssitz ausgeführt sein.
-
Die Erfindung betrifft außerdem einen für ein Schnellwechselsystem bestimmten Adapter, der einen Tragkörper mit zwei in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordneten Kopplungselementen zur Verbindung des Adapters mit einem Schnellwechsler und mindestens ein am Tragkörper angeordnetes erstes Kupplungsstück zur Verbindung mit einem am Schnellwechsler angeordneten zweiten Kupplungsstück enthält. An dem mit ersten elektrischen Kontaktelementen versehenen ersten Kupplungsstück ist ein austauschbares Zwischenstück zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsstück und dem zweiten Kupplungsstück angeordnet.
-
Ferner betrifft die Erfindung einen Schnellwechsler, der einen Träger mit Aufnahmen zur Verbindung mit Kopplungselementen eines anbaugeräteseitigen Adapters und mindestens ein am Träger angeordnetes zweites Kupplungsstück zur Verbindung mit einem am Schnellwechsler angeordneten ersten Kupplungsstück enthält. Auch an dem mit zweiten elektrischen Kontaktelementen versehenen zweiten Kupplungsstück kann ein austauschbares Zwischenstück zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsstück und dem zweiten Kupplungsstück angeordnet sein.
-
Das an dem ersten und/oder dem zweiten Kupplungsstück angeordnete Zwischenstück kann auf der einen Seite erste elektrische Kontakte zur Verbindung mit den ersten elektrischen Kontaktelementen des ersten Kupplungsstücks und auf der anderen Seite zweite elektrische Kontakte zur Verbindung mit zweiten elektrischen Kontaktelementen des zweiten Kupplungsstücks enthalten. Die ersten elektrischen Kontakte des Zwischenstücks können als Stifte und die zugehörigen ersten elektrischen Kontaktelemente des ersten Kupplungsstücks als Hülsen ausgebildet sein. Die zweiten elektrischen Kontakte des Zwischenstücks können als federnde Kontaktstifte ausgebildet sein.
-
Neben den ersten und zweiten elektrischen Kontakten können an dem Zwischenstück in einer weiteren vorteilhaften Ausführung auch weitere Kontakte zur Bildung einer weiteren Verbindungsebene vorgesehen sein. Dadurch sind verschiedene Steuerungen über eine einzige Steckverbindung möglich. Mindestens einer der ersten, zweiten oder weiteren elektrischen Kontakte des Zwischenstücks kann als Erdungskontakt ausgeführt sein. Der Erdungskontakt kann dabei z.B. durch einen größeren Vorstand derart ausgebildet sein, dass er beim Kuppeln des ersten und zweiten Kupplungsstücks eine elektrische Verbindung vor den anderen Kontakten herstellt.
-
In einer ersten Ringnut an der Außenseite des Zwischenstücks kann zweckmäßigerweise ein z.B. als O-Ring ausgeführtes Dichtungselement zur Abdichtung des Zwischenstücks gegenüber dem Grundkörper des ersten Kupplungsstücks angeordnet sein. Dieses Dichtungselement stellt nicht nur eine Dichtung des Zwischenstücks gegenüber dem Kupplungsstück dar, sondern kann auch zur zusätzlichen Halterung des Zwischenstücks innerhalb des Kupplungsstücks dienen. In einer an der Außenseite des Zwischenstücks vorgesehenen zweiten Ringnut kann ferner eine ringförmige Dichtung z.B. mit X-förmigem Querschnitt angeordnet sein. Durch diese Dichtung kann der Grundkörper des ersten Kupplungsstücks gegenüber dem Grundkörper des zweiten Kupplungsstücks abgedichtet werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Zwischenstück an seiner dem Kontakteinsatz des Kupplungsstücks zugewandten Seite ein z.B. als abgeflachter Vorsprung ausgeführtes Positionierelement zum formschlüssigen Eingriff mit einem an die Kontur des Positionierelements angepassten Gegenelement an dem im Grundkörper angeordneten Kontakteinsatz 19 aufweisen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Zwischenstück nur in einer vorgegebenen Stellung mit dem Kontakteinsatz gekoppelt werden kann und somit die am Zwischenstück vorgesehenen Kontakte zum ordnungsgemäßen Eingriff in die dafür vorgesehenen Kontaktelemente im Kontakteinsatz gelangen. Das Positionierelement an dem Zwischenstück kann auch als Nut oder als Vorsprung zu Eingriff vorstehender Formschlusselemente oder entsprechender Vertiefungen am Kontakteinsatz ausgebildet sein. Auch andere Positionier- oder Formschlusselemente zum gegenseitigen formschlüssigen Eingriff sind möglich.
-
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Schnellwechselsystems mit einem Adapter und einem Schnellwechsler in einer gekoppelten Stellung;
- 2 ein erstes Kupplungsstück und ein zweites Kupplungsstück zur elektrischen Verbindung zwischen Adapter und Schnellwechsler in einem Längsschnitt;
- 3 eine Detailansicht A von 2;
- 4 das erste Kupplungsstück und das zweite Kupplungsstück von 2 in einer Perspekti vansi cht;
- 5 das Kupplungsstück von 4 in einer Explosionsdarstellung;
- 6 eine Vorderansicht des Kupplungsstücks von 1 ohne Zwischenstück;
- 7 ein Zwischenstück in einer Rückansicht;
- 8 ein Zwischenstück in einer Vorderansicht und
- 9 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zwischenstücks in einer Vorderansicht.
-
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Schnellwechselsystems mit einem Adapter 1 und einem zugehörigen Schnellwechsler 2 zum einfachen Wechseln von Anbaugeräten an Fahrzeugen, insbesondere Baumaschinen, in einer gekuppelten Stellung gezeigt. Mit einem derartigen Schnellwechselsystem können z.B. Schwenklöffel, Greifer, Scheren, Magnete, Verdichter, Hydraulikhammer oder andere mechanische bzw. hydraulische Anbaugeräte einfach und bequem von einer Fahrerkabine aus an einem Ausleger oder einem anderen Anbauteil eines Baufahrzeugs an- bzw. abgekuppelt werden.
-
Der an einem Anbaugerät befestigbare oder an dem Anbaugerät integrierte Adapter 1 enthält einen aus einer Grundplatte 3 und zwei Seitenteilen 4 bestehenden Tragkörper mit zwei voneinander beabstandeten Kopplungselementen 5 und 6. Die zur Verbindung mit dem Schnellwechsler 1 dienenden Kopplungselemente 5 und 6 sind zwischen den beiden zueinander parallelen, rechtwinklig zur Grundplatte 3 angeordneten und voneinander beabstandeten Seitenteilen 4 angeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwischen den beiden wangenförmigen Seitenteilen 4 des Tragkörpers ein bolzenförmiges erstes Kopplungselement 5 und ein davon in einem vorgegebenen Abstand angeordnetes, bolzenförmiges zweites Kopplungselement 6 zur lösbaren Verbindung mit dem Schnellwechsler 2 vorgesehen. Die beiden bolzenförmigen Kopplungselemente 5 und 6 sind mit ihren jeweiligen Enden in entsprechende Bohrungen 7 bzw. 8 in den beiden Seitenteilen 4 des Adapters 2 eingesteckt und dort fixiert.
-
Der Schnellwechsler 2 ist z.B. an einem Ausleger eines Baggers montierbar. Er enthält einen Träger 9 mit zwei parallelen Seitenteilen 10, in denen durchgängige Aufnahmeöffnungen 11 und 12 für nicht dargestellte Befestigungsbolzen zur Befestigung des Schnellwechslers 2 an einem Ausleger eines Baggers oder einem Anschlussteil eines anderen Baufahrzeugs vorgesehen sind. Der Schnellwechsler 2 weist an einer Seite klauen- oder gabelförmige erste Aufnahmen 13 zur Aufnahme und Halterung des ersten bolzenförmigen Kopplungselements 5 und an der anderen Seite zweite Aufnahmen zur Aufnahme des zweiten bolzenförmigen Kopplungselements 6 auf. An den nach unten offenen zweiten Aufnahmen sind hier nicht erkennbare Verriegelungselemente zur verriegelnden Halterung des zweiten bolzenförmigen Kopplungselements 6 vorgesehen.
-
Bei der gezeigten Ausführung bestehen die Verriegelungselemente aus zwei zueinander parallelen Verriegelungsbolzen, die in Führungsbohrungen innerhalb des Trägers 9 verschiebbar geführt und über einen hydraulisch betätigbaren Zylinder 14 zwischen einer eingezogenen Lösestellung und einer ausgefahrenen Verriegelungsstellung verfahrbar sind. In der ausgefahrenen Verriegelungsstellung werden die nach unten offenen zweiten Aufnahmen von den bolzenförmigen Verriegelungselementen an der Unterseite geschlossen, so dass das zweite bolzenförmige Kopplungselement 6 von den bolzenförmigen Verriegelungselementen untergriffen wird und der Adapter 1 am Schnellwechsler 2 gehalten werden kann.
-
Um den Adapter 1 an dem Schnellwechsler 2 anzukuppeln, wird der in der Regel an einem Ausleger eines Baggers angeordnete Schnellwechsler 2 zunächst so bewegt, dass das erste bolzenförmige Kopplungselement 5 am Adapter 1 in die klauenförmigen Aufnahmen 13 auf der einen Seite des Schnellwechslers 2 eingefahren wird. Dann wird der Schnellwechsler 2 mit noch zurückgezogenen Verriegelungselementen um das erste bolzenförmige Kopplungselement 5 so geschwenkt, dass das zweite bolzenförmige Kopplungselement 6 am Adapter 1 zur Anlage an Anlageflächen der nach unten offenen Aufnahmen auf der anderen Seite des Schnellwechslers 2 gelangt. Anschließend können die im Träger 9 des Schnellwechslers 2 verschiebbar angeordneten Verriegelungselemente durch den hydraulisch betätigbaren Zylinder 14 ausgefahren werden, so dass das zweite bolzenförmige Kopplungselement 6 am Adapter 1 von den beiden Verriegelungsbolzen an dem Schnellwechsler 2 untergriffen und der Adapter 1 somit an dem Schnellwechsler 2 gehalten wird.
-
Wie aus 1 hervorgeht, ist an dem Adapter 1 ein erstes Kupplungsstück 15 zur Verbindung mit einem am Schnellwechsler 2 angeordneten zweiten Kupplungsstück 16 vorgesehen. Durch das erste Kupplungsstück 15 und das mit diesem lösbar verbindbare zweite Kupplungsstück 16 kann z.B. eine elektrische Verbindung zwischen dem anbaugeräteseitigen Adapter 1 und dem baumaschinenseitigen Schnellwechsler 2 geschaffen werden. So können z.B. die Anbaugeräte mit elektrischer Energie versorgt oder elektrische Signale zwischen den Anbaugeräten und den Baggern oder den anderen Baumaschinen übertragen werden. Bei der gezeigten Ausführung sind das erste Kupplungsstück 15 als ein am Adapter 1 fest angeordneter Stecker und das zweite Kupplungsstück 16 als eine mit dem Zylinder 14 bewegliche Muffe ausgeführt.
-
In den 2 bis 4 ist die Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsstück 15 und dem dazugehörigen zweiten Kupplungsstück 16 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Das in 5 gesondert dargestellte und hier als Stecker ausgeführte erste Kupplungsstück 15 weist einen hohlzylindrischen Grundkörper 17 mit darin angeordneten ersten elektrischen Kontaktelementen 18 auf. Bei der gezeigten Ausführung sind die ersten elektrischen Kontaktelemente 18 des Kupplungsstücks 15 in einem innerhalb des Grundkörpers 17 angeordneten und mit diesem fest vergossenen ersten Kontakteinsatz 19 vorgesehen. Die ersten elektrischen Kontaktelemente 18 sind bei der gezeigten Ausführung hülsenförmig ausgebildet und in den ersten Kontakteinsatz 19 eingebettet. Sie können über nicht dargestellte Leitungen mit einer Energieversorgung oder einem Verbraucher verbunden sein.
-
Das in 4 gezeigte und hier als Muffe ausgeführte zweite Kupplungsstück 16 enthält ebenfalls einen hohlzylindrischen Grundkörper 20 mit darin angeordneten zweiten elektrischen Kontaktelementen 21. Auch hier sind die zweiten elektrischen Kontaktelemente 21 in einem in das Gehäuse 20 eingegossenen zweiten Kontakteinsatz 22 eingebettet. Die zweiten Kontaktelemente 21 sind hier als vorstehende Stifte ausgeführt. Die elektrische Verbindung zwischen den ersten und zweiten elektrischen Kontaktelementen 18 bzw. 21 erfolgt über ein austauschbares Zwischenstück 23, das bei der gezeigten Ausführung über einen Presssitz oder eine andere zerstörungsfrei lösbare Verbindung kraftschlüssig innerhalb des Gehäuses 17 des ersten Kupplungsstücks 15 gehalten ist, jedoch bei Bedarf einfach ausgetauscht werden kann. Das austauschbare Zwischenstück 23 könnte aber auch in dem Gehäuse 20 des zweiten Kupplungsstücks 16 angeordnet sein. Es könnte auch jeweils ein austauschbares Zwischenstück 23 sowohl in dem ersten Kupplungsstück 15 als auch in und dem zweiten Kupplungsstück 16 vorgesehen sein.
-
Wie aus 3 ersichtlich ist, weist das Zwischenstück 23 auf seiner dem Kontakteinsatz 19 des ersten Kupplungsstücks 15 zugewandten ersten Seite erste elektrische Kontakte 24 zur Verbindung mit den ersten Kontaktelementen 18 des ersten Kupplungsstücks 15 auf. Die ersten elektrischen Kontakte 24 sind als Stifte zum Eingriff in die hülsenförmigen ersten elektrischen Kontaktelemente 18 des ersten Kupplungsstücks 15 ausgeführt. Auf seiner dem Kontakteinsatz 22 des zweiten Kupplungsstücks 16 zugewandten zweiten Seite enthält das Zwischenstück 23 zweite elektrische Kontakte 25 zur Verbindung mit den zweiten Kontaktelementen 12 des zweiten Kupplungsstücks 16. Die zweiten elektrischen Kontakte 25 sind als axial verschiebbare und federnde Kontaktstifte ausgeführt.
-
In den 3 und 5 ist außerdem erkennbar, dass in einer ersten Ringnut 26 an der Außenseite des Zwischenstücks 23 ein hier als O-Ring ausgeführtes Dichtungselement 27 zur Abdichtung des Zwischenstücks 23 gegenüber dem Grundkörper 17 des ersten Kupplungsstücks 15 angeordnet. In einer an der Außenseite des Zwischenstücks 23 vorgesehenen zweiten Ringnut 28 ist ferner eine ringförmige Dichtung 29 mit einem X-förmigen Querschnitt angeordnet. Durch diese Dichtung 29 kann der Grundkörper 17 des ersten Kupplungsstücks 15 gegenüber dem Grundkörper 20 des zweiten Kupplungsstücks 16 abgedichtet werden.
-
Aus 6 geht hervor, dass das Zwischenstück 23 an seiner dem Kontakteinsatz 19 des ersten Kupplungsstücks 15 zugewandten Seite ein hier als abgeflachter Vorsprung ausgeführtes Positionierelement 30 zum formschlüssigen Eingriff mit einem in 7 gezeigten, an die Kontur des Positionierelements 30 angepassten Gegenelement 31 an dem im Grundkörper 17 angeordneten Kontakteinsatz 19 aufweist. Das Gegenelement 31 ist bei der gezeigten Ausführung als Abflachung an der Außenseite des Zwischenstücks 23 ausgeführt. Durch das Positionierelement 30 und das darauf abgestimmte Gegenelement 31 kann gewährleistet werden, dass das Zwischenstück 23 nur in einer vorgegebenen Stellung mit dem Kontakteinsatz 19 gekoppelt werden kann und somit die am Zwischenstück 23 vorgesehenen stiftförmigen Kontakte 24 zum ordnungsgemäßen Eingriff in die dafür vorgesehenen hülsenförmigen Kontaktelemente 18 im Kontakteinsatz 19 gelangen. Außerdem kann auf diese Weise auch verhindert werden, dass ein nicht an die Anschlüsse des Kontakteinsatzes 19 angepasstes Zwischenstück 23 mit dem ersten Kupplungsstück 15 gekoppelt wird.
-
In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zwischenstücks 23 gezeigt. Im Unterschied zu der in 8 gezeigten Ausführung weist das Zwischenstück 23 weitere, um die Kontakte 25 angeordnete Kontakte 32 zur Bildung einer weiteren Verbindungsebene auf. Dadurch werden weitere Steuerungen über eine einzige Steckverbindung ermöglicht. Einer der Kontakte 32 kann einen erhöhten Vorstand aufweisen und somit als Erdungskontakt dienen, der beim Kuppeln des ersten Kupplungsstücks 15 mit dem zweiten Kupplungsstück 16 eine elektrische Verbindung vor den anderen Kontakten herstellt.
-
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das am Schnellwechsler vorgesehene Kupplungsstück ebenfalls ein einfach austauschbares Zwischenstück mit den zuvor beschriebenen Merkmalen aufweisen. Auch an beiden Kupplungsstücken, d.h. sowohl an dem am Adapter angeordneten ersten Kupplungsstück als auch an dem am Schnellwechsler vorgesehenen zweiten Kupplungsstück kann ein austauschbares Zwischenstück vorgesehen sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Adapter
- 2
- Schnellwechsler
- 3
- Grundplatte
- 4
- Seitenwange
- 5
- Erstes Kopplungselement
- 6
- Zweites Kopplungselement
- 7
- Bohrung
- 8
- Bohrung
- 9
- Träger
- 10
- Seitenteil
- 11
- Aufnahmeöffnung
- 12
- Aufnahmeöffnung
- 13
- Erste Aufnahme
- 14
- Zylinder
- 15
- Erstes Kupplungsstück
- 16
- Zweites Kupplungsstück
- 17
- Grundkörper
- 18
- Erste elektrische Kontaktelemente
- 19
- Erster Kontakteinsatz
- 20
- Grundkörper
- 21
- Zweite elektrische Kontaktelemente
- 22
- Zweiter Kontakteinsatz
- 23
- Zwischenstück
- 24
- Erster Kontakte
- 25
- Zweiter Kontakt
- 26
- Erste Ringnut
- 27
- Dichtungselement
- 28
- Zweite Ringnut
- 29
- Dichtung
- 30
- Positionierelement
- 31
- Gegenelement
- 32
- Weiterer Kontakt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202013001658 U1 [0003]
