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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im allgemeinen Schwermaschinen und insbesondere eine Aufsatzkopplungsvorrichtung
zum lösbaren
Verbinden einer Vielzahl von Aufsätzen mit einem Ausleger eines
Baggers.
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Stand der
Technik
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Bagger zur Verwendung auf Bau- oder
Konstruktionsstellen sind dazu ausgestaltet, eine Vielzahl von Arbeiten
durchzuführen,
wie baggereimergestützte
Bodenaushebungen, Gebäudeabbrüche und Stahlrohrschneiden
durch Verwendung einer Quetsche, Brechen von Gestein und Beton durch
Verwenden eines Aufbrechers und Transportieren von Abfallstahl und
Gestein mittels eines Greifers. Die in den Baggern verwendeten Aufsätze werden
abhängig von
den Arbeitsbedingungen gegen andere ausgetauscht.
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Derartige Aufsätze sind lösbar an einem Baggerausleger
montiert, so daß sie
bei Bedarf einfach gegen einen anderen Aufsatztyp austauschbar sind.
Bezugnehmend auf 1,
in der ein Baggereimer beispielhaft als ein Aufsatz dargestellt
ist, wird ersichtlich, daß der
Baggereimer 1 mit einem Paar voneinander beabstandeter
paralleler Tragstutzen 3 versehen ist, von denen jeder
Kopplungslöcher 3a aufweist.
Ein Ausleger 5 und ein Druckglied 7 des Baggers
sind zwischen dem Paar der Tragstutzen 3 angeordnet und
die Kopplungslöcher 3a der Tragstutzen 3 sind
mit Befestigungslöchern 5a, 7a des
Auslegers 5 bzw. des Druckglieds 7 ausgerichtet. Mit
einer derartigen Konfiguration werden der Arm 5 und das
Druckglied 7 des Baggers zwischen das Paar der Tragstutzen 3 plaziert
und die Kopplungslöcher 3a der
Tragstutzen 3 werden mit den Befestigungslöchern 5a, 7a des
Auslegers 5 und des Druckglieds 7 ausgerichtet.
Zudem werden einige Verbindungsstifte 8 in die ausgerichteten
Kopplungslöcher 3 und
Befestigungslöcher 5a, 7a eingeführt, um
den Baggereimer am Ausleger und am Druckglied zu befestigen. Auf
diese Weise wird der Baggereimer 1 lösbar an dem Bagger montiert.
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Die übliche Aufsatzkopplungsstruktur
erfordert jedoch einen umständlichen
und arbeitsaufwendigen Kopplungsvorgang derart, daß ein Arbeiter
die Befestigungslöcher 5a, 7a des
Auslegers 5 und des Druckglieds 7 des Baggers
mit den Kopplungslöchern 3a des
Baggereimers 1 ausrichten und dann die Verbindungsstifte 8 in
die ausgerichteten Befestigungslöcher 5a, 7a und
Kopplungslöcher 3a nacheinander
einführen
soll, um den Baggereimer am Ausleger und am Druckglied zu befestigen.
Insbesondere muß ein
Hilfsarbeiter aktiv beim Kontrollieren des Ausrichtzustands jedes
einzelnen der Befestigungslöcher 5a, 7a mit
den Kopplungslöchern 3a während des
Ausrichtvorgangs mitwirken. Der Transport und die Handhabung der
Aufsätze,
Verbindungsstifte und dergleichen sind infolge ihrer schwergewichtigen
Beschaffenheit schwierig. Und am Ende des Kopplungsvorgangs der
Verbindungsstifte ist es erforderlich, beispielsweise durch Verwendung
eines Hammers stark auf die Verbindungsstifte einzuschlagen, wodurch
eine vollständige
und sichere Kopplung der Aufsätze
sichergestellt wird. Dies kann zu einer Verschwendung von Zeit und
Arbeitskraft führen.
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Kürzlich
ist im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile eine Aufsatzkopplungsvorrichtung
entwickelt und verwendet worden, bei der die Aufsätze einfach
mit dem Baggerausleger verbindbar sind. Als Beispiel zeigt die 2 eine Kopplungsvorrichtung aus
dem Stand der Technik, die in der offengelegten koreanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 98-63058 offengelegt ist. Die Kopplungsvorrichtung 10 weist
einen Körper 12 auf,
dessen obere Abschnitte mit einem Paar einander gegenüberliegender
Befestigungsplatten 13 gebildet sind. Fixierlöcher 13 sind
auf beiden Seiten jeder der Befestigungsplatten 13 in zueinander
ausgerichteter Weise ausgebildet. In der Zwischenzeit werden der
Ausleger 5 und das Druckglied 7 des Baggers zwischen
das Paar der Befestigungsplatten 13 angeordnet und die
Fixierlöcher 13a der
Befestigungsplatten 13 werden mit den Befestigungslöchern 5a, 7a des
Auslegers 5 und des Druckglieds 7 des Baggers
ausgerichtet. Verbindungsstifte 15 werden fixierend in
die ausgerichteten Fixierlöcher 13a und
Befestigungslöcher 5a, 7a eingeführt. Auf
diese Weise wird die Aufsatzkopplungsvorrichtung 10 fest
am Bagger angehängt.
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In der Zwischenzeit werden ein feststehender
Haken 20 und ein beweglicher Haken 30 auf jede Seite
des Bodens des Körpers 12 einander
gegenüberliegend
und voneinander beabstandet montiert. Jeder der feststehenden Haken 20 ist
einstückig
mit dem Körper 12 ausgestaltet
und weist eine Eingriffsausnehmung 22 auf, die mit einem
ersten Verbindungsstift 9a in Eingriff bringbar ist, der
am Baggereimer 1 angeformt ist. Ferner ist jeder der beweglichen
Haken 30 zum Drehen um eine Gelenkwelle 30a zwischen
einer „Kopplungsstellung" A und einer „Lösestellung" B ausgestaltet und
weist eine Eingriffsausnehmung 32 auf, die mit einem zweiten
Verbindungsstift 9b in Eingriff bringbar ist, der am Baggereimer 1 angeformt
ist. Der bewegliche Haken 30 ist so konstruiert, daß er mittels
eines Fixierstifts 34 in der „Kopplungsstellung" A am Körper 12 fixiert wird.
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Ein Hydraulikzylinder 40,
der jeden der beweglichen Haken 30 in Drehung versetzt,
ist am Körper 12 montiert.
Der Hydraulikzylinder 40 besteht aus einem Zylindergehäuse 42 und
einer Zylinderstange 44. Das Zylindergehäuse 42 ist
durch einen Gelenkstift 42a am Körper 12 angehängt, wobei
die Zylinderstange 44 durch einen Gelenkstift 44a an
einem Seitenabschnitt des beweglichen Hakens 30 gesichert ist.
Der Hydraulikzylinder 40 kann mittels hydraulischer Flüssigkeit
aus- oder eingefahren werden, um zu veranlassen, daß der bewegliche
Haken 30 sich entweder aus der „Kopplungsstellung" A in die „Lösestellung" B oder aus der „Lösestellung" B in die „Kopplungsstellung" A dreht.
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Der Betrieb der so ausgestalteten
Aufsatzkopplungsvorrichtung aus dem Stand der Technik wird nachstehend
beschrieben. Zuerst wird in dem Zustand, in dem die Aufsatzkopplungsvorrichtung 10 am
Ausleger 5 und Druckglied 7 des Baggers angehängt ist,
der Hydraulikzylinder 40 eingefahren, um zu veranlassen,
daß der
bewegliche Haken 30 sich in die „Lösestellung" B begibt. Dann wird der erste Verbindungsstift 9a vom
feststehenden Haken 20 eingefangen, so daß der erste
Verbindungsstift 9a des Baggereimers 1 mit der
Eingriffsausnehmung 22 des feststehenden Hakens 20 im
Eingriff ist. Danach wird die Aufsatzkopplungsvorrichtung 10 durch
die gemeinsame Wirkung eines Auslegerzylinders 7b und des
Druckglieds 7 des Baggers in Drehung versetzt, so daß die Eingriffsausnehmung 32 des
beweglichen Hakens 30 mit dem zweiten Verbindungsstift 9b des Baggereimers 1 ausgerichtet
wird. Wenn die Eingriffsausnehmung 32 des beweglichen Hakens 30 mit
dem zweiten Verbindungsstift 9b des Baggereimers 1 ausgerichtet
ist, wird veranlaßt,
daß der
Hydraulikzylinder 40 ausfährt, so daß der bewegliche Haken 30 in
die „Kopplungsstellung" A kommt. Zu diesem
Zeitpunkt gerät,
da der bewegliche Haken 30 sich in der „Kopplungsstellung" A befindet, die
Eingriffsausnehmung 32 des beweglichen Hakens in Eingriff
mit dem zweiten Verbindungsstift 9b des Baggereimers 1.
In diesem Zustand ist der Baggereimer 1 am Ausleger 5 des
Baggers montiert und der bewegliche Haken 30 wird durch
Verwendung des Fixierstifts 34 am Körper 12 angehängt, um
eine Bewegung des beweglichen Hakens 30 zu verhindern.
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Obwohl die vorgenannte Aufsatzkopplungsvorrichtung 10 einen
Vorteil dahingehend aufweist, daß Aufsätze wie etwa ein Baggereimer
schnell und bequem am Bagger befestigt oder von diesem gelöst werden
können,
bleibt ein wichtiger Nachteil bestehen, nämlich daß ein Arbeiter den beweglichen
Haken 30 durch Verwendung des Fixierstifts 34 am
Körper 12 selbst
anhängen
soll.
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Zudem variiert der Abstand zwischen
dem ersten und dem zweiten Verbindungsstift 9a, 9b des Baggereimers 1,
d.h. der Stift-zu-Stift-Abstand, in Abhängigkeit von der Art des Aufsatzes
und die „Kopplungsstellung" A des beweglichen
Hakens 30 kann in der bekannten Vorrichtung entsprechend
variieren. Das stellt dahingehend ein Problem dar, daß der bewegliche
Haken 30 nicht durch Verwendung des Fixierstifts 34 am
Körper 12 angehängt werden
kann. Wenn der Bagger in diesem Zustand bewegt wird, besteht ein
Risiko, daß sich
der Aufsatz unbeabsichtigt vom Ausleger des Baggers löst. Ein
weiterer Nachteil liegt darin, daß der Hydraulikzylinder 40 dann,
wenn eine gebündelte
Last auf den Hydraulikzylinder 40 einwirkt, von selbst
einfährt,
was dazu führt,
daß sich
der Aufsatz versehentlich vom Ausleger des Baggers löst.
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In einem Fall, in dem die dem Hydraulikzylinder 40 zugeführte Hydraulikflüssigkeit
während
des Betriebs austritt, kann es zu einem Unfall kommen, in dem der
Aufsatz von der Aufsatzkopplungsvorrichtung 10 herabfällt. D.h.,
wenn das dem Hydraulikzylinder 40 zugeführte Hydrauliköl austritt,
verliert der Hydraulikzylinder 40 seine Ausfahrkraft und
die auf den beweglichen Haken 30 einwirkende Arbeitslast konzentriert
sich auf den Fixierstift 34, was zum Brechen des Fixierstifts 34 führen würde. Ein
solches Brechen des Fixierstifts 34 führt dazu, daß der bewegliche
Haken 30 sich in die „Lösestellung" B bewegt, infolge
dessen der Aufsatz 1 außer Eingriff mit dem feststehenden
Haken 20 gerät
und sich somit vom Bagger löst.
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Zusätzlich zum Vorgenannten ist
bei der üblichen
Aufsatzkopplungsvorrichtung von Nachteil, daß der Drehradius des Baggereimers 1 zu
groß ist. Das
liegt, wie in 2 gezeigt,
hauptsächlich
daran, daß der
Baggereimer 1 zum Drehen um den Verbindungsstift 15 ausgestaltet
ist, der vom ersten Verbindungsstift 9a des Baggereimers 1 beabstandet
bleibt, wodurch der Radius der Drehung des Baggereimers 1 im
Vergleich zu 1 vergrößert ist
(R1 < R2), in der
der Baggereimer 1 direkt mit dem Ausleger 5 des Baggers
verbunden ist. Infolge dessen besteht, wenn der Ausleger 5 des
Baggers eingefahren wird, die Möglichkeit,
daß der
Baggereimer 1 mit einem Hauptkörper des Baggers kollidiert.
Der verringerte Drehradius des Baggereimers 1 kann auch
eine Schwächung
der Baggerkraft des Baggereimers verursachen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Unter Berücksichtigung der dem Stand
der Technik innewohnenden vorgenannten Probleme ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Aufsatzkopplungsvorrichtung für Schwermaschinen wie
Bagger zu schaffen, die es einem Arbeiter gestattet, Aufsätze schnell
und bequem mit der Schwermaschine zu verbinden.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Aufsatzkopplungsvorrichtung für Schwermaschinen
wie Bagger zu schaffen, die in der Lage ist, zwangsläufig zu
verhindern, daß Aufsätze sich
unbeabsichtigt von der Schwermaschine lösen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Aufsatzkopplungsvorrichtung für Schwermaschinen
zu schaffen, die den Drehradius der Aufsätze verringert und gleichzeitig die
Baggerkraft der Aufsätze
erhöht.
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Erfindungsgemäß wird eine Aufsatzkopplungsvorrichtung
zum Verbinden eines Aufsatzes mit einem Ausleger und einem Druckglied
einer Schwermaschine geschaffen, die umfaßt: ein Paar voneinander beabstandeter
und fest mit dem Aufsatz verbundener Montagestutzen, wobei jeder
der Montagestutzen erste und zweite Haken aufweist, die auf einer identischen
senkrechten Ebene ausgerichtet sind, und einen Koppler, der aufweist:
ein Paar am Ausleger und Druckglied befestigter feststehender Platten, ein
Paar feststehender Kopplungsstifte, die sich von den feststehenden
Platten derart auswärts
erstrecken, daß die
feststehenden Kopplungsstifte durch die ersten Haken der Montagestutzen
einfangbar sind, ein Paar beweglicher Kopplungsstifte, die in die feststehenden
Platten eingesetzt sind, für
eine lineare Bewegung zwischen einer Lösestellung und einer Kopplungsstellung,
in der die beweglichen Kopplungsstifte in Eingriff mit den zweiten
Haken der Montagestutzen gelangen, und einen Aktuator zum Veranlassen
der linearen Bewegung der beweglichen Kopplungsstifte.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht, die ein übliches Aufsatzmontageverfahren
illustriert, gemäß welchem ein
Aufsatz direkt mit einem Ausleger einer Schwermaschine verbunden
wird.
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2 ist
eine Teilschnittansicht und zeigt die Konfiguration einer Aufsatzkopplungsvorrichtung
für Schwermaschinen
aus dem Stand der Technik.
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3 ist
eine Explosionszeichnung, die die Konfiguration einer Aufsatzkopplungsvorrichtung
für Schwermaschinen
gemäß der Erfindung
zeigt.
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4 ist
eine Schnittansicht von oben auf einen Koppler, der die Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
bildet.
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5 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4.
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6 ist
eine Schnittansicht von oben auf eine Verriegelung, die die Aufsatzkopplungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
bildet.
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7 ist
eine Schnittansicht von oben auf ein modifiziertes Beispiel der
Verriegelung, die eine Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung bildet.
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8A und 8B sind Seitenansichten,
die illustrieren, wie die Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
verwendet wird.
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9 ist
eine Seitenansicht, die eine weitere beispielhafte Verwendung der
Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt.
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10 ist
eine Seitenansicht, die ein modifiziertes Beispiel eines Montagestutzens
zeigt, der die Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung bildet.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Aufsatzkopplungsvorrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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12 ist
eine Schnittansicht von oben auf einen Koppler, der die Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der anderen
Ausführungsform
der Erfindung bildet.
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13 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 12.
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14 ist
eine Seitenansicht, die ein modifiziertes Beispiel eines Montagestutzens
zeigt, der die Aufsatzkopplungsvorrichtung entsprechend der weiteren
Ausführungsform
der Erfindung bildet.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Bevorzugte Ausführungsformen einer Aufsatzkopplungsvorrichtung
für Schwermaschinen
gemäß der Erfindung
werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Unter Bezugnahme zunächst auf 3 wird klar, daß die Aufsatzkopplungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ein Paar Montagestutzen 100 aufweist,
die an einem Baggereimer 1 angebracht sind, sowie einen
Koppler 200, der an einem Ausleger 5 eines Baggers
gesichert ist.
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Jeder der Montagestutzen 100 hat
erste und zweite Kopplungsabschnitte 110, 120,
die voneinander beabstandet sind, Seite an Seite an einer oberen Fläche des
Baggereimers 1 fest angeordnet sind und auf einer identischen
senkrechten Ebene ausgerichtet sind. Jeder der ersten und zweiten
Kopplungsabschnitte 110, 120 weist erste und zweite
Haken 112, 122 auf. Die ersten und zweiten Haken 112, 122 sind so
gestaltet, daß sie
einander an entgegengesetzten Seiten jeder der Montagestutzen 100 zugewandt
sind und weisen Eingriffsausnehmungen 112a, 122a auf, die
in einer einander zugewandten Weise einwärts offen sind. Ferner weist
jeder der Montagestutzen 100 eine Positionierausnehmung 130 auf,
die nach oben geöffnet
und auf einer Symmetrielinie zwischen den ersten und zweiten Haken 112, 122 gebildet
ist. Da die Positionierausnehmung 130 auf der Symmetrielinie
zwischen den ersten und zweiten Haken 112, 122 gebildet
ist, sind die ersten und zweiten Haken 112, 122 so
angeordnet, daß sie
in Bezug auf die Positionierausnehmung 130 zueinander symmetrisch sind.
Mit anderen Worten ist, wie in 5 gezeigt,
die Positionierausnehmung 130 auf einer Senkrechten angeordnet,
die eine Mitte einer Verbindungslinie 1 zum Verbinden der Mittelpunkte
der Eingriffsausnehmungen 112a, 122a der ersten
und zweiten Haken 112, 122 schneidet. Zwischenzeitlich
ist, da das Paar Montagestutzen 100, wie in 3 gezeigt, Seite an Seite
angeordnet ist, klar, daß die
Eingriffsausnehmungen 112a, 122a und die Positionierausnehmung 130 in
einer einander zugewandten Weise zueinander ausgerichtet sind.
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Obwohl die ersten und zweiten Haken 112, 122 jedes
der Montagestutzen 100 so ausgebildet sind, daß sie, wie
in 5 gezeigt, einander
zugewandt sind, wäre
es auch möglich,
die Haken so auszubilden, daß sie,
wie in 10 gezeigt, einander
mit ihren Rücken
zugewandt sind. In diesem Fall sollten die Eingriffsausnehmungen 112a, 122a der
ersten und zweiten Haken 112, 122 nach außen offen
sein.
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Als nächstes wird auf 3 Bezug genommen und der
Koppler 200 umfaßt
ein Paar feststehender Platten 210, die Seite an Seite
voneinander beabstandet angeordnet sind. Die feststehenden Platten 210 sind
am Ausleger 5 und dem Druckglied 7 des Baggers
angehängt
und weisen erste und zweite Verbindungsstifte 220, 222 auf,
die in Befestigungslöcher 5a, 7a des
Auslegers 5 bzw. des Druckglieds 7 eingesetzt
sind. Die ersten und zweiten Verbindungsstifte 220, 222 sind
in Fixierlöcher 212 eingesetzt,
die in den feststehenden Platten 210, wie in 4 gezeigt, ausgebildet sind.
Da die ersten und zweiten Verbindungsstifte in die Fixierlöcher 212 der feststehenden
Platten 210 und der Befestigungslöcher 5a, 7a des
Auslegers 5 und des Druckglieds 7 eingesetzt sind,
die zueinander ausgerichtet sind, kann das Paar feststehender Platten 210 feststehend am
Ausleger 5 und dem Druckglied 7 des Baggers gesichert
werden. Die ersten und zweiten Verbindungsstifte 220, 222 sind
so ausgestaltet, daß beide Enden
jedes der Verbindungsstifte die feststehenden Platten 210 und
Befestigungsplatten 230 wie nachfolgend ausgeführt durchqueren.
Feststehende Kopplungsstifte 240, die im Detail später beschrieben
werden, sind zwischen dem ersten Verbindungsstift 220 und
den feststehenden Platten 210 und zwischen dem ersten Verbindungsstift 220 und
den Befestigungsplatten 230 angeordnet. Zwischen dem zweiten
Verbindungsstift 222 und den feststehenden Platten 210 und
zwischen dem zweiten Verbindungsstift 222 und den Befestigungsplatten 230 sind
Hülsen 224 angeordnet.
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Erneut bezugnehmend auf 3 weist der Koppler 200 der
vorliegenden Erfindung das Paar Befestigungsplatten 230 auf,
von denen jede von einer Seite von einer der feststehenden Platten 210 beabstandet
ist. Die Befestigungsplatten 230 weisen die gleiche Form
auf, wie die feststehenden Platten 210, und sind an den
feststehenden Platten 210 unter Belassung eines Abstands
dazwischen mittels einer Verbindungsplatte 201 auf einer
Seite der Befestigungsplatten 210 verbunden. Ferner ist
jede der Befestigungsplatten 230 so ausgebildet, daß sie zusammen
mit der entsprechenden feststehenden Platte 210 auf entgegengesetzten
Seiten jedes der Montagestutzen 100 des Baggereimers 1 zusammen
liegen. Da die feststehende Platte 210 und die Befestigungsplatte 230 auf
entgegengesetzten Seiten jedes der Montagestutzen 110 liegen,
sind die Montagestutzen 100, insbesondere die ersten und
zweiten Haken 112, 122 der Montagestutzen 100,
zwischen der feststehenden Platte 210 und der Befestigungsplatte 230 angeordnet.
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Das Paar feststehender Kopplungsstifte 240, das
von den ersten Haken der Montagestutzen 100 einzufangen
ist, ist feststehend zwischen den feststehenden Platten 210 und
den Befestigungsplatten 230 installiert. Die feststehenden
Kopplungsstifte 240 sind so ausgestaltet, daß sie feststehend
in die Fixierlöcher 212,
die in den feststehenden Platten 210 gebildet sind, und
in Einbaulöcher 232,
die in den Befestigungsplatten 230 gebildet sind, einsetzbar
sind, wie in 4 gezeigt.
Es ist klar, daß die
feststehenden Kopplungsstifte 240 koaxial mit dem ersten
Verbindungsstift 220 sind, der an den Ausleger 5 des Baggers
gekoppelt ist. Hierzu ist in der Mitte jedes der feststehenden Kopplungsstifte 240 eine
Axialbohrung 242 gebildet und der erste Verbindungsstift 220 ist
in die Axialbohrung 242 eingesetzt, um diese zu durchdringen.
Der Grund dafür,
daß die
feststehenden Kopplungsstifte 240 und der erste Verbindungsstift 220 auf
diese Weise zueinander koaxial gehalten werden, liegt darin, daß der Drehradius
R3 des Baggereimers 1 dadurch verringert werden kann, daß der erste
Verbindungsstift
220 koaxial mit dem Drehmittelpunkt des
Baggereimers 1 und der feststehende Kopplungsstift 240 mit
den Verbindungspunkten des Kopplers 200 und des Baggereimers 1 angeordnet
wird, wie in 8B gezeigt.
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Erneut bezugnehmend auf 4 sind Kopplungslöcher 214, 234 an
den anderen Seiten der feststehenden Kopplungsplatten 210 und
der Befestigungsplatten 230 gebildet, um sich durch diese
hindurch zu erstrecken. Ein Paar beweglicher Kopplungsstifte 250 ist
so in den Kopplungslöchern 214, 234 angeordnet,
daß die
beweglichen Kopplungsstifte zwischen einer „Lösestellung" A und einer „Kopplungsstellung" B wechseln können.
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Die Kopplungslöcher 214, 234 sind
mit den Eingriffsausnehmungen 122a der zweiten Haken 122 der
Montagestutzen 100 ausgerichtet, die zwischen den feststehenden
Platten 210 und den Befestigungsplatten 230 angeordnet
sind. Die beweglichen Kopplungsstifte 250 sind so konstruiert,
daß sie
von den Innenseiten der feststehenden Platten 210 in die Kopplungslöcher 214, 234 der
feststehenden und der Befestigungsplatten 210, 230 einsetzbar
sind. Die beweglichen Kopplungsstifte 250 werden selektiv
in die Eingriffsausnehmungen 122a der zweiten Haken 122 eingesetzt,
während
sie zwischen der „Lösestellung" A und der „Kopplungsstellung" B entlang den Kopplungslöchern 214, 234 wechseln.
Die „Lösestellung" A entspricht einer
Stellung, in der die beweglichen Kopplungsstifte 250 sich
zu Innenseiten der Befestigungsplatten 230 bewegen und
somit außer
Eingriff mit dem Eingriffsausnehmungen 122a der zweiten
Haken 122 sind. Die „Kopplungsstellung" B entspricht einer
Stellung, in der die beweglichen Kopplungsstifte 250 gleichzeitig
in die Kopplungslöcher 214, 234 der
feststehenden und Befestigungsplatten 210, 230 und
somit in die Eingriffsausnehmung 122a der zweiten Haken 122 eingesetzt
sind.
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In der Zwischenzeit enthält der Koppler 200 der
vorliegenden Erfindung einen Aktuator 260, der das Paar
beweglicher Kopplungsstifte 250 zum Wechseln veranlaßt. Der
Aktuator 260 ist ein „doppelwirkender
Hydraulikzylinder" des
Typs, der in der Lage ist, das Paar beweglicher Kopplungsstifte 250 gleichzeitig
zu bewegen. Der Aktuator umfaßt
ein Stangenelement 262, das durch eine feststehende Klammer 203 an
der Verbindungsplatte 201 angehängt ist, und Zylindergehäuse 264,
die aus- und einfahrbar an entgegengesetzten Enden des Stangenelements 262 angeordnet
sind. In der vorliegenden Erfindung sind die Zylindergehäuse 264 und
die beweglichen Kopplungsstifte 250 miteinander einstückig ausgebildet,
so daß die
Zylindergehäuse 264 gleichzeitig
die Funktion der beweglichen Kopplungsstifte 250 ausführen können. In
der folgenden Beschreibung werden die Zylindergehäuse 264 und
die beweglichen Kopplungsstifte 250 der Einfachheit halber mit
derselben Bezugsziffer „250" bezeichnet.
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Der Aktuator 260 wird mittels
der hydraulischen Flüssigkeit,
die aus einer Druckflüssigkeitsquelle
des Baggers zugeführt
wird, aus- oder eingefahren, um zu veranlassen, daß die beweglichen Kopplungsstifte 250 aus
der „Lösestellung" A in die „Kopplungsstellung" B oder aus der „Kopplungsstellung" B in die „Lösestellung" A wechseln. Der
Aktuator wirkt insbesondere so, daß er bewirkt, daß die beweglichen
Kopplungsstifte 250 selektiv mit den Eingriffsausnehmungen 122a der
zweiten Haken 122 in Eingriff gelangen, in dem die beweglichen
Kopplungsstifte 250 aus der „Lösestellung" A in die „Kopplungsstellung" B und umgekehrt
bewegt werden.
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Obwohl als Aktuator 260 ein
Hydraulikzylinder zum Bewegen der beweglichen Kopplungsstifte 250 im
dargestellten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise
können
die beweglichen Kopplungsstifte 250 durch Verwendung eines
pneumatischen Zylinders, eines Schraubmechanismus oder eines Nockenmechanismus
usw. bewegt werden.
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Der Koppler 200 der Erfindung
ist mit einer Verriegelung 270 zum Verriegeln der beweglichen Kopplungsstifte 250 in
der „Kopplungsstellung" B versehen. Wie
in 5 und 6 gezeigt, umfaßt die Verriegelung 270 einen
Drehkörper 272,
der um eine Gelenkwelle 207 zwischen einer „verriegelten
Stellung" X und
einer „Lösestellung" Z drehbar ist, ein
Paar Stopper 274, die sich aus entgegengesetzten Seiten des
Drehkörpers 272,
wie in 6 gezeigt, erstrecken,
und einen Hebel 276, der die Verbindungsplatte 201 durchquert
und sich aus dem Koppler 200 auswärts erstreckt, um eine Drehung
des Drehkörpers 272 zu
ermöglichen.
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Die Stopper 274 sind so
konstruiert, daß sie hintere
Abschnitte der beweglichen Kopplungsstifte 250 stützen, die,
wie in 6 gezeigt, in
die „Kopplungsstellung" B bewegt worden
sind, wenn der Drehkörper 272 in
die „verriegelte
Stellung" X, wie
in 5 gezeigt, gebracht
wird. Die Stopper 274 verhindern somit, daß die beweglichen
Kopplungsstifte 250 sich aus der „Kopplungsstellung" B in die „Lösestellung" A bewegen. Ferner
ermöglicht
der Hebel 270 einem Arbeiter, den Drehkörper 272 aus der „verriegelten
Stellung" X in die „Lösestellung" Z oder aus der „Lösestellung" Z in die „verriegelte
Stellung" X zu drehen,
so daß die
Stopper 274 selektiv in die Bewegungsbahnen der beweglichen
Kopplungsstifte 250 bringbar sind. In der Zwischenzeit
wird die Verriegelung 270 durch eine Torsionsfeder 278 in
die „verriegelte
Stellung" X gedrückt, wobei
beide Enden der Torsionsfeder von einer Gelenkklammer 205 und dem
Drehkörper 272,
wie in 5 gezeigt, gestützt sind.
Dies dient dazu, die Stopper 274 dazu zu bringen, die beweglichen
Kopplungsstifte 250 stets in der „Kopplungsstellung" B zu halten, um
zu verhindern, daß die
beweglichen Kopplungsstifte 250 aus der Eingriffsausnehmung 122a der
zweiten Haken 122 entkommen, selbst wenn der Aktuator 260 in
der „Kopplungsstellung" B eingefahren wird
oder bricht.
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7 zeigt
ein modifiziertes Beispiel der Verriegelung 270. Die Verriegelung 270 des
modifizierten Beispiels umfaßt
ein Paar Stopper 279a, die in der Lage sind, die hinteren
Abschnitte der beweglichen Kopplungsstifte 250 zu stützen, einen
Hebel 279b, der die Stopper 279a veranlaßt, aus
der „verriegelten
Stellung" X in die „Lösestellung" Z oder aus der „Lösestellung" Z in die „verriegelte
Stellung" X zu wechseln,
und eine Druckfeder 279c, von der ein Ende durch die Stopper 279a und
das andere Ende durch die Verbindungsplatte 201 gestützt wird,
so daß die
Stopper 279a in die „verriegelte
Stellung" X gebracht
werden. In der Verriegelung 270 des modifizierten Beispiels
wird der Hebel 279b gezogen oder gedrückt, um die Stopper dazu zu
veranlassen, selektiv in die „verriegelte
Stellung" X gebracht
zu werden, so daß die
beweglichen Kopplungsstifte 250 selektiv in der „Kopplungsstellung" B verriegelt sind.
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Wieder bezugnehmend auf 3 ist der Koppler 200 mit
einem Paar Positionierstifte 208 versehen, die mit der
Positionierausnehmung 130 der Montagestutzen 100 in
Eingriff zu bringen sind. Die Positionierstifte 208 sind
koaxial zwischen den feststehenden und Befestigungsplatten 210, 230,
wie in 4 gezeigt, eingesetzt.
Insbesondere ist das Paar Positionierstifte 208 in der
vorliegenden Erfindung in Form eines einzigen langen Stifts ausgestaltet,
der über
den feststehenden und Befestigungsplatten 210, 230 befestigt
ist.
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Solche Positionierstifte 208 sind
wie in 3 gezeigt, mit
den Positionierausnehmungen 130 der Montagestutzen 100 in
Eingriff und bewirken somit eine Vergrößerung der Kopplungskraft des
Baggereimers 1 und des Kopplers 200. Insbesondere
werden die Positionierstifte 208 zuerst mit den Positionierausnehmungen 130 der
Montagestutzen 100 während
eines Vorgangs in Eingriff gebracht, bei dem der Koppler 200 in
Drehung versetzt wird, wie in 8B gezeigt,
nachdem die feststehenden Kopplungsstifte 240 des Kopplers 200 von
dem ersten Haken 112 der Montagestutzen 100, wie
in 8A gezeigt, eingefangen
sind. Die Positionierstifte dienen somit dazu, die Kopplungsausnehmungen 122a der
zweiten Haken 122 mit den beweglichen Kopplungsstiften 250 der
Koppler 200 stoßfrei
auszurichten.
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Eine Beschreibung, wie die so gebildete
Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, erfolgt unter Bezugnahme auf 4 und 5 und 8A und 8B. Zuerst werden, wie in 8A gezeigt, die feststehenden
Kopplungsstifte 240 des Kopplers 200 durch die
ersten Haken 112 der Montagestutzen 100, die am
Baggereimer 1 installiert sind, in dem Zustand eingefangen,
daß der Koppler 200 am
Ausleger 5 und Druckglied 7 des Baggers angehängt ist.
Wenn die feststehenden Kopplungsstifte 240 des Kopplers 200 von
dem ersten Haken 112 eingefangen und mit diesen in Eingriff sind,
werden die Montagestutzen 100 stoßfrei zwischen die feststehenden
und Befestigungsplatten 210, 230 des Kopplers 200,
wie in 4 gezeigt, angeordnet.
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In einem derartigen Zustand wird
der Koppler 200, wie in 8B gezeigt,
durch Verwenden des Auslegerzylinders 7b und des Druckglieds 7 des Baggers
langsam gedreht. Dann werden, wie in 4 gezeigt,
die zweiten Haken 122 der Montagestutzen 100 zwischen
die feststehenden und Befestigungsplatten 210, 230 des
Kopplers 200 gebracht. Dementsprechend werden die Kopplungslöcher 214, 234 der
feststehenden und Befestigungsplatten 210, 230 stoßfrei mit
den Eingriffsausnehmungen 122a der zweiten Haken 122 ausgerichtet.
Während
der Koppler 200 in Drehung versetzt wird, gelangen die Positionierstifte 208 des
Kopplers 200 zuerst mit den Positionierausnehmungen 130 der
Montagestutzen 100, wie in 8B gezeigt,
in Eingriff. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Eingriffsausnehmungen 122a der
zweiten Haken 122 und die Kopplungslöcher 214, 234 des
Kopplers 200 stoßfrei
miteinander ausgerichtet sind.
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Just nachdem die Eingriffsausnehmungen 122a der
zweiten Haken 122 und die Kopplungslöcher 214, 234 des
Kopplers 200 miteinander ausgerichtet sind, setzt sich
der Aktuator 260 in Betrieb, um das Paar beweglicher Kopplungsstifte 250 gleichzeitig
aus der „Lösestellung" A in die „Kopplungsstellung" B zu bewegen, wie
in 4 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt
werden, da die beweglichen Kopplungsstifte 250 in der „Kopplungsstellung" B angeordnet sind, die
beweglichen Kopplungsstifte 250 in die Eingriffsausnehmungen 122a der
zweiten Haken 122 eingeschoben, so daß die Montagestutzen 100 an den
Koppler 200 gekoppelt werden. Während die beweglichen Kopplungsstifte 250 aus
der „Lösestellung" A in die „Kopplungsstellung" B bewegt werden, werden
die Stopper 274 der Verriegelung 270 durch die
Torsionsfeder 278 federnd in Richtung auf die „verriegelte
Stellung" X gedrückt. Deshalb
werden, wenn die beweglichen Kopplungsstifte 250 in die „Kopplungsstellung" B gebracht werden,
die Stopper 274 stoßfrei
in die „verriegelte
Stellung" X gebracht, um
die beweglichen Kopplungsstifte 250 in der „Kopplungsstellung" B zu verriegeln.
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Infolge dessen kann der Baggereimer 1 schnell
und bequem am Ausleger 5 des Baggers montiert werden. Insbesondre
kann, da die Arbeitslast anders als in den üblichen Aufsatzkopplungsvorrichtungen
nicht direkt auf den Aktuator 260 wirkt, der Fall nicht
auftreten, daß der
Baggereimer 1 sich infolge Brechens des Aktuators 260 versehentlich
vom Ausleger 5 des Baggers löst. Auch wenn die Hydraulikflüssigkeit
des Aktuators 260 austritt oder der Aktuator 260 bricht,
sind die beweglichen Kopplungsstifte 250 in der „Kopplungsstellung" B durch die Verriegelung 270 verriegelt
und somit wird der Baggereimer 1 nicht vom Bagger gelöst. Darüber hinaus
ist der Drehradius R3 des Baggereimers 1 durch koaxiale Anordnung
des ersten Verbindungsstifts 220 mit dem Drehmittelpunkt
des Baggereimers 1 und des feststehenden Kopplungsstifts 240 mit
den Verbindungspunkten des Baggereimers 1 und des Kopplers 200 erheblich
verringert. Der Baggereimer 1 wird damit daran gehindert,
mit dem Hauptkörper
des Baggers zu kollidieren, und die Baggerkraft des Baggereimers 1 wird
kaum verringert.
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Andererseits wird, wenn der Baggereimer
1 vom Bagger gelöst
werden soll, der Ablösevorgang
in einer zur vorgenannten Ankopplungsreihenfolge umgekehrten Reihenfolge
durchgeführt.
Wie in 5 gezeigt ist,
sollten zu diesem Zeitpunkt die beweglichen Kopplungsstifte 250 aus
der „verriegelten
Stellung" X in die „Lösestellung" Z durch Benutzung
des Hebels 276 der Verriegelung 270 gebracht werden, bevor
die beweglichen Kopplungsstifte 250 aus der „Kopplungsstellung" B in die „Lösestellung" A durch Benutzung
des Aktuators 260 gebracht werden.
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9 zeigt
eine weitere Verwendung der Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Der
Baggereimer 1 ist am Ausleger 5 des Baggers unter
Verwendung der Kopplungsvorrichtung der Erfindung in einem umgekehrten
Zustand montiert. Der Grund dafür,
warum der Baggereimer 1 an dem Bagger in dem umgekehrten
Zustand zu montieren ist, ist, daß die ersten und zweiten Haken 122 in
jedes der Montagestutzen 100 in Bezug auf die Positionierausnehmung 130,
wie in 5 gezeigt, zueinander symmetrisch
ausgestaltet sind. Der am Ausleger 5 des Baggers im umgekehrten
Zustand montierte Baggereimer 1 ist in der Lage, mehrere
vielfältige Baggerarbeiten
zu verrichten.
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Schließlich zeigen 11 bis 14 Ansichten, die
eine Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die Aufsatzkopplungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
ist so gestaltet, daß die
ersten und zweiten Kopplungsabschnitte 110, 120 jedes
der Montagestutzen 100 aus einem Haken 114 mit
einer Eingriffsausnehmung 114a bzw. einer Kopplungsplatte 124 mit
einem Kopplungsloch 124a bestehen, wie in 11 gezeigt.
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Die Haken 114 und die Kopplungsplatten 124 sind
so ausgestaltet, daß sie
mit den feststehenden Kopplungsstiften 240 in Eingriff
bringbar bzw. an die beweglichen Kopplungsstifte 250 koppelbar
sind. Insbesondere weisen die Kopplungsplatten 124 die Kopplungslöcher 124a auf,
um die beweglichen Kopplungsstifte 250 im Gegensatz zu
den vorherigen Ausführungsformen
aufzunehmen, in denen die beweglichen Kopplungsstifte 250,
wie in 3 gezeigt, mit
den zweiten Haken 122 in Eingriff sind. Somit ergibt sich
ein Vorteil dahingehend, daß eine
unbeabsichtigte Bewegung der beweglichen Kopplungsstifte 250 verhindert
wird, so daß die
beweglichen Kopplungsstifte 250, wie in 12 gezeigt, fester anhängbar sind.
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Obwohl der Haken 114 und
die Kopplungsplatte 120 gemäß dieser Ausführungsform,
wie in 13 gezeigt, so
ausgestaltet sind, daß sie
einander zugewandt sind, sollte es ebenfalls möglich sein, daß der Haken
und die Kopplungsplatte einander mit ihren Rückseiten zugewandt sind, wie
es in 14 gezeigt ist,
in diesem Fall sollte die Eingriffsausnehmung 114a, die
in dem Haken 114 ausgebildet ist, nach außen offen
sein.
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Zudem wird es ersichtlich, daß, wie in 13 gezeigt, die Eingriffsausnehmung 114a und
das Kopplungsloch 124a des Hakens 114 und die
Kopplungsplatte 120 gemäß dieser
Ausführungsform
in Bezug auf die Positionierausnehmung 130 jedes der Montagestutzen 100 zueinander
symmetrisch sind.
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Gewerbliche
Verwendbarkeit
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Wie vorstehend beschrieben weist
die Aufsatzkopplungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen
Vorteil dahingehend auf, daß der
Aufsatz einfach und bequem mit Schwermaschinen wie Baggern verbindbar
ist. Insbesondere kann, da die erfindungsgemäße Aufsatzkopplungsvorrichtung
so gestaltet ist, daß die
Arbeitslast nicht direkt auf den Aktuator wirkt, verhindert werden,
daß der
Aufsatz sich infolge Brechens des Aktuators unbeabsichtigt von der
Schwermaschine löst.
Zudem kann dadurch, daß der
Drehmittelpunkt des Aufsatzes und die Verbindungspunkte des Aufsatzes
und des Kopplers koaxial angeordnet sind, der Drehradius des Aufsatzes
auf eine sinnvolle Größe verringert
werden, wodurch verhindert wird, daß der Aufsatz mit dem Hauptkörper der
Schwermaschine kollidiert und wodurch deren Arbeitskapazität vergrößert wird.
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Zusammenfassung
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Eine Aufsatzkopplungsvorrichtung
ist zum lösbaren
Verbinden einer Vielzahl von Aufsätzen mit einem Ausleger und
einem Druckglied von Schwermaschinen wie hydraulischen Baggern ausgestaltet. Die
Aufsatzkopplungsvorrichtung umfaßt ein Paar Montagestutzen,
die fest mit dem Aufsatz verbunden sind, wobei jeder Stutzen erste
und zweite voneinander beabstandete Haken aufweist. Ein weiteres
wichtiges Element der Kopplungsvorrichtung ist ein Koppler, der
umfaßt:
eine feststehende Platte, die am Ausleger und am Druckglied befestigt
ist, ein Paar feststehender Kopplungsstifte, die sich aus der feststehenden
Platte heraus erstrecken, um mit dem ersten Haken jedes der Montagestutzen
in Eingriff zu gelangen, ein Paar beweglicher Kopplungsstifte zum
Bewegen zwischen einer zurückgezogenen
Lösestellung
und einer vorgeschobenen Kopplungsstellung, in der der entsprechende
der beweglichen Stifte in Eingriff mit dem zweiten Haken jede der
Montagestutzen gerät,
und einen Aktuator zum Veranlassen der Bewegung der beweglichen
Kopplungsstifte.