DE2938208C2 - Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkzeuges an den Ausleger eines hydraulisch betätigten Baggers od.dgl. Maschine für Erdarbeiten - Google Patents

Description

glieder in dieser die Vorspannung erzeugenden Verdrehlage durch eine schwenkbare, auf dem Adapter lestsetzbare Kappe blockierbar sind. Dank dieser Ausgestaltung sind jederzeit etwaige HersteiluTigstoleranzen oder ein sich einstellendes größeres Arbeitsspiel 5 infolge Verschleiß ohne weiteres aufnehmbar und überbrückbar, so daß man immer für eine unbewegliche Festsetzung der Lagerflächen der Wellen des Zwischenstückes unter Vorspannung Sorge tragen kann. Darüber hinaus ist durch diese Konstruktion auch die Ver- to schmutzungsgefahr beseitigt, da durch die exzentrischen Einstellglieder bei seinerseits zentrischer Anordnung der Lagerfläche in der entsprechenden Ausnehmung Schmutz praktisch nicht eindringen kann. Eine derartige Kupplung ermöglicht auch ein rasches Wechsein des Werkzeuges.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen einer derartigen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele derartiger Vorrichtungen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisierte Draufsicht auf eine mit angeschweißten Aufhängeplatten versehene Schaufel als Werkzeug für einen hydraulisch betätigbaren Bagger,

F i g. 1A eine Draufsicht auf die Schaufel nach F i g. 1, versehen mit einem plattenförmigen Adapter, an dem ein Zwischenstück befestigt ist,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Schaufel nach F i g. 1,

Fig. 2A eine Teilseitenansicht des oberen Bereiches der Schaufel nach den F i g. 1 und IA,

F i g. 2B einen Teilschnitt durch die Verbindungszone zwischen Adapter und Zwischenstück bei der Ausführungsform nach F i g. 1A,

F i g. 3 eine schematisierte Seitenansicht eines Auslegers eines Baggers mit daran befestigtem Werkzeug,

Fig.3A die schematische Darstellung der beiden möglichen Endlagen des Werkzeuges am Ausleger,

Fig.3B eine Einzelheit des Auslegers nach den F i g. 3 oder 3A, mit einem plattenförmigen Zwischenstück,

F i g. 4 bis 8 schematische Darstellungen verschiedener Relativlagenphasen zwischen einem Zwischenstück und einem Adapter in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung,

F i g. 9 bis 14 Schnitte gemäß den Schnittlinien IX-IX bis XlV-XIV der F i g. 4,6,7 und 8,

F i g. 15 eine Draufsicht auf einen Adapter,

Fig. 16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Adapters nach F i g. 15, F i g. 17 eine Teildraufsicht auf ein Zwischenstück,

F i g. 18 eine Seitenansicht des Zwischenstückes nach Fig. 17,

F i g. 19 eine Teildraufsicht einer weiteren Ausführungsform eines derartigen Zwischenstückes mit Darstellung der hinteren Lagerfläche,

F i g. 20 die Darstellung der F i g. 19 in Seitenansicht,

Fi g. 21 bis 24 in Aufeinanderfolge die verschiedenen gegenseitigen Stellungen und Verlagerungen der vorderen Welle eines mit einem Rückhaltenocken versehenen Zwischenstückes während des Ankuppelns des Zwischenstückes an den Adapter,

F i g. 25 und 26 die Relativlagen des Zwischenstückes und des Adapters beim Eintreten der hinteren Welle des Zwischenstückes in das hintere Wellenlager des Adaplers in der Schlußphase des Ankuppelns,

Fig. 27 und 28 die beiden verschiedenen Stellungen des Werkzeuges bei den entsprechenden Stellungen der vorderen Welle des Zwischenstückes, wie sie in den F i g. 21 und 22 gezeigt sind.

Die Fig. 1, 2, 3A illustrieren im Zusammenhang mit einer an dem Ausleger eines hydraulisch betätigten Baggers angelenkten Schaufel den Grundaufbau bekannter Kupplungsvorrichtungen. Die Schaufel mit Einlaßseite 5, rückwärtiger Platte 3, einem Rohr 17, Seitenplatten 19 und einer Frontseite 30 ist drehbar und dauerhaft mit dem Ausleger mittels angeschweißter Aufhängeplatten 1 verbunden. In diesen sind Steckbohrangen 7,8 vorgesehen, deren Achsen 31, 32 parallel zur Unterseite der Schaufel 6 angeordnet sind.

Die Lage der Steckbohrungen 7 und 8 bezüglich der Oberfläche der oberen Schaufelplatte 4 und der Schaufeldiagonalen 20 und ferner der gegenseitige Abstand voneinander in den Aufhängeplatten sowie die Durchmesser der Steckbohrungen 7 und 8 variieren von Hersteller und Typ des Baggers, für den die Schaufel vorgesehen ist So kann abhängig vom Typ der Schaufel der Schaufelwinkel 21 zwischen 96° und 125° betragen. Die Öffnungsweite der Schaufel ist dabei mit der Bezugsziffer 23, die Höhe der Schaufel mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet An dem Ausleger ist ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder 13 befestigt, der eine Kolbenstange 14 hat Die Rückseite des Zylinders 13 ist schwenkbar am Drehpunkt 12 des Auslegers U befestigt an den Lagerplatten 24 angeschweißt sind. An ihrer Vorderseite ist die Schaufel schwenkbar mit einem Dreharm 15 mit dem Kopf der Kolbenstange 14 im Drehpunkt 55 des Lenkarmes 16 verbunden. Der zweite Drehpunkt des Dreharmes 15 ist mittels der Welle 19 im Ausleger gebildet Neben seiner Anlenkung im Drehpunkt 55 ist der Lenkarm 16 zur Bewegung der Schaufel in die öffnungs- udd Schließstellung an den Aufhängeplatten 1 der Schaufel über eine Lenkwelle 9 angelenkt, wobei die Aufhängeplatten 1 symmetrisch in bezug auf die Mittellängsachse 53 der Schaufel liegen. Die Aufhängeplatten 1 sind ferner mittels einer Auslegerwelle 10 am Ausleger 11 befestigt.

Übliche Zwischenstücke 48 mit Aufhängeplatten 47 an Ausleger- und Lenkwelle sowie ein plattenförmiger Adapter 41 an den Werkzeugen mit Gewindebuchsen 46 für Sicherungsschrauben 49 und 50 sind angedeutet. Die Achsen 36 und 37 der Gewindebohrungen entsprechen einem Bohrungsmuster im Zwischenstück 48. Die Bohrungen 56 im Zwischenstück liegen in den Schnittpunkten der Koordinationslinien 42 bis 45 (Fig. IA). Mit dieser Anordnung können die Unterschiede zwischen den Baggertypen und Herstellertypen in etwa ausgeglichen werden. Eine dauerhaft losrüttelsichere Verkupplung der Werkzeuge am Ausleger ist damit nicht möglich. Hierzu ist nun in den F i g. 4 bis 14 schematisch in ihren verschiedenen Lagen zueinander einerseits ein Zwischenstück 57 und andererseits ein damit zusammenwirkender Adapter 58 illustriert. Das auf der Auslegerwelle 10 und der Lenkwelle 9 angeordnete Zwischenstück 57 ist auf seiner Unterseite mit einer vorderen Weile 59 und dazu parallel einer hinteren Welle 60 versehen. Die Verbindung zum Ausleger geschieht durch zwei Aufhängeplatten 71, *2, die Aufnahmebohrungen für die Ausleger- und Lenkwelle haben. Der Adapter 58 besteht aus zwei zueinander parallelen Platten 73, 74, die an das jeweilige Werkzeug adaptiert und darar befestigt sind. Die Lagerflächen der vorderen und hinteren Welle 59,60 sind dabei in etwa halbzylindrische Wellenlager an dem Adapter 58 einsetzbar. Fig.4 illustriert dabei, daß ohne eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des gegenseitigen Abstandes zwischen den La-

gerflächen der vorderen und hinteren Welle 59,60 nach dem Einsetzen der vorderen Welle 59 in ihr Lager und nach Schwenken des Zwischenstückes und Eintreten der hinteren Welle 60 in ihr Lager eine gegen Losrütteln gesicherte Festlegung immer nocht nicht möglich ist. Hierzu ist nun insbesondere in den Fig.5 bis 8 illustriert, daß jede Lagerfläche der hinteren Welle 60 ein Einstellglied einer Einstelleinrichtung in Form einer Exzenterbuchse 62 oder einer zylindrischen Exzenterscheibe aufweist, die an der Welle drehbar angeordnet ist und die Lagerfläche salbst bildet, so daß nach dem Eintritt der hinteren Welle 60 in ihre Wellenlager durch Drehen der Exzenterbuchse 62 die Lagerflächen der vorderen und hinteren Welle 59,60 nunmehr unter Vorspannung in den jeweiligen Lagern 66, 75 {F i g. !6) anliegen. In dieser Lage sind nun ferner die Exzenterbuchsen 62 jeweils mit einer schwenkbaren Kappe 61, die auf dem Adapter 58 mittels einer Innensechskantschraube 76 festsetzbar ist, gegen eine Verdrehung blockierbar. Die Kappe 61 schwenkt um die Schwenkwelle 64. Die Vorspannung wird somit durch die Veränderung der gegenseitigen Abstände zwischen den Lagerflächen der vorderen und hinteren Wellen 59, 60 erzeugt. Herstellungstoleranzen, etwa im Laufe der Betriebsdauer zusätzlich auftretendes Lagerspiel u. dgl. können problemlos aufgenommen werden. Die feste Verklemmung unter Vorspannung ist insbesondere in den F i g. 5 und 6 illustriert.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig.5 bis 6 ist die Trennebene 67 der Lager für die vorderen Wellen 59 von unten rechts nach oben links geneigt gerichtet. In F i g. 5 ist die Trennebene 70 der Lager für die hinteren Wellen 60 horizontal, während die Trennebene des Lagers für die hintere Welle 60 in F i g. 6 von rechts unten nach links oben geneigt ist.

In den Ausführungsbeispielen nach F i g. 5 und 6 ist jede Lagerfläche der vorderen Welle 59 mit einem Rückhaltenocken 63 versehen. Diese dienen dazu, eine solche Stellung der vorderen Welle 59 zur etwa halbkreisförmigen öffnung des entsprechenden Lagers zu erreichen, daß das Zentrum der vorderen Welle 59 außerhalb, d. h. vor der Trennebene der zugehörigen Lager hegt, so daß zumindest der Abstand zwischen der vorderen Welle 59 und der hinteren Welle 60 durch eine maximal einstellbare zeitweilige Ausdehnung dieser Distanz überbrückt werden kann. Dies kann durch Drehen der Exzenterbuchse 62 erreicht werden.

Die Lagerflächen der vorderen Welle 59 mit den Rückhaltenocken 63 erfahren zunächst eine aufwärts gerichtete Verlagerung des Zwischenstückes auf die öffnungen der entsprechenden Lager der vorderen Wellen zu, und zwar durch Betätigung des Auslegers 11, bis die Lagerflächen der vorderen Welle 59 die Innenseite ihrer Lager kontaktieren. Die auf dem Boden aufliegende Schaufel wird dabei angehoben und wird an der vorderen Welle 59 aufgehängt, wobei der Schwerpunkt so niedrig wie möglich ist (s. F i g. 22 und 28). Die Lagerflächen der vorderen Welle kontaktieren dabei einen ersten an der Innenwand jedes Wellenlagers 66 vorgesehenen, teilweise kreisförmigen Abschnitt 65, dessen Krümmungsmittelpunkt in der Trennebene 67 des vorderen Wellenlagers liegt, wobei dieser Abschnitt 65 in einen geradlinigen Übergangsabschnitt 69 übergeht, der seinerseits in einen halbkreisförmigen inneren Abschnitt 68 übergeht und im wesentlichen senkrecht zur Trennebene 67 des vorderen Wellenlagers liegt, wobei der Krümmungsrr.ittelpunkt des halbkreisförmigen inneren Abschnittes ebenfalls in der Trennebene 67 liegt. Wird nun das Zwischenstück 57 mittels des Lenkarmes 16 gedreht, kontaktieren die Rückhaltenockcn den teilweise kreisförmigen Abschnitt 65 (F i g. 23) und die Lagerflächen der vorderen Welle 59 werden durch die Rückhaltenocken in Richtung auf den halbkreisförmigen inneren Abschnitt 68 verlagert (F i g. 24).

In einer weiteren Drehbewegung des Zwischcnstükkes 57 wird die hintere Welle 60, auf der dabei die Exzenterbuchse 62 so gedreht ist, daß die Entfernung zwisehen den Mittelpunkten der vorderen und hinteren Wellen 59, 60 maximal ist, über einen Punkt (Pt, s. F i g. 25, 26) hinwegrollen und in die hinteren Wellenlager fallen. Darauf wird der Lenkarm so betätigt, daß der Schwerpunkt der Schaufel auf der Auslegerseite bezüg- !ich der vorderen Wellenlager liegt, so daß die Lagerflächen der hinteren Welle 60 in ihren Wellenlagern verbleiben. Die Kappe 61 der hinteren Wellenlager wird dann geschlossen und mittels der Innensechskantschraube fixiert, die sich in einer Kammer befindet, die ihrerseits über einen Stopfen 77 mit quadratischem Kopfstück verschlossen werden kann. Mit einem Stift wird dann die Exzenterbuchse 62 so gedreht, daß die Lagerflächen der vorderen und hinteren Wellen 59, 60 unter Vorspannung unbeweglich in ihren Lagern verblockt werden. In dieser Stellung stützen sich die betroffenen Lagerflächen der vorderen Welle an dem halbkreisförmigen inneren Abschnitt 68 ab, wobei der Rückhaltenocken 63 freiliegt. Die Kappe 61 kann dann definitiv festgesetzt werden.

Die Lageröffnungen für die hintere Welle 60 des Zwischenstückes 57 können Trennebenen aufweisen, die insgesamt in einer Ebene verlaufen. Es kann aber auch vorkommen, daß die Trennebene 70 des Lagers 75 für die hintere Welle im Adapter aus zwei Abschnitten besteht, die in zwei zueinander winkeligen Ebenen verlaufen, derart, daß die Exzenterbuchse 62 von dem Material des Adapters 68 über einen Bogenwinkel größer als 180° umgeben ist, so daß die Lagerflächen der hinteren Welle 60 nicht vollständig mit der Exzenterbuchse 62 in das hintere Wellenlager 75 eingebracht oder aus diesem herausgebracht werden können. Um hier Abhilfe zu schaffen, weist die den vorderen Wellenlagern abgewandt liegende Seite der Innenwandung der Lageröffnung 75 für die hintere Welle 60 eine der Trennebenc benachbarte Ausnehmung P2 auf, wie in den Fig. 16 und 26 dargestellt. Im übrigen bildet die Schnittlinie der Trennebene, die auf der zu den vorderen Weiieniagern weisenden Seite des hinteren Welleniagers liegt, die Rollebene P1 für die aufzunehmende hintere Welle 60.

Zur Verklemmung der Lagerflächen der vorderen und hinteren Wellen 59_; 60 im Adapter wird, wie aus den Fig.5 und 6 ersichtlich, die Exzenterbuchse 62 nach links gedreht Hierdurch wird der Adapter unter Drückspannung gesetzt Die entstehenden Druckzonen in den Lagern der vorderen und hinteren Welle 59, 60 liegen symmetrisch bezüglich der Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Wellen 59 und 60 und erstrecken sich über einen Winkel von etwa 22°. Die entsprechenden Winkelbereiche können in Abhängigkeit von der Lage der Trennebenen der Lager im Adapter je nach Fluchtungslage verbessert werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 7 und 8 kann die Exzenterbuchse 62 nach rechts gedreht werden, wobei dann der Adapter auf Zug und das Zwischenstück auf Biegung beansprucht wird. Die Lager für die vorderen Wellen 59 sind dann in Richtung auf die Lager für die hinteren Wellen 60 offen. Sie haben auf ihrer den Lagern für die hinteren Wellen 60 abgewandten Seite

eine halbzylindrische Innenwand, die sich über einen Bereich von maximal 180° erstreckt.

In den Fig. 19 und 20 ist eine Ausgestaltung einer Lagerfläche der hinteren Welle 60 dargestellt. Es handelt sich hier um ein Steckteil, das in eine axiale öffnung in das Ende der eigentlichen hinteren Welle 60 eingesteckt ist.

Blatt Zeichnungen

to

20 25 30 35 40 45 SO 55 60 65

Claims (5)

1 2 öffnung (75) für die hintere Welle eine der Trennebe- Patentansprüche: ne benachbarte Ausnehmung (P 2) aufweist

1. Vorrichtung zum Ankuppeln eines Werkzeuges,

wie einer Schaufel, eines Löffels od. dgl, an den Aus- 5

leger eines hydraulisch betätigten Baggers od. dgL

Maschine für Erdarbeiten, das mit dem Ausleger Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankupmittels einer AuslegerweUe und einer Lenkwelle pein eines Werkzeuges, wie einer Schaufel, eines Löffels drehbar verbunden ist, mit einem auf der Ausleger- od. dgL, an den Ausleger eines hydraulisch betätigten welle und der Lenkwelle angeordneten Zwischen- io Baggers od. dgL Maschine für Erdarbeiten gemäß Gatstflck, das auf seiner Unterseite mit einer vorderen tungsbegriff des Patentanspruches 1. Welle und einer hinteren Welle versehen ist, die zu- Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäeinander parallel liegen und deren Lagerflächen in Ben Art (US-PS 4013 182) kann zwar das Werkzeug etwa halbzylindrische Wellenlager einsetzbar sind, mittels eines Adapters mit einem Zwischenstück vcrdie an einem an dem Werkzeug befestigten Adapter is bunden werden, das drehbar an dem Ausleger festgcvorgesehen sind, wobei nach dem Einsetzen der vor- setzt ist Das Zwischenstück besteht dabei aus einer deren Welle in ihre Lager und nech Schwenken des Einsteckwelle und einer dazu parallelen Verriegelungs-Zwischenstückes und Eintreten der hinteren Welle welle, die bezüglich der Einsteckwelle drehen kann und in ihre Lager der gegenseitige Abstand zwischen den deren Abstand bezüglich der Einsteckwelle im Sinne der Lagerflächen der vorderen und hinteren Welle mit- 20 Festlegung der Teile im gekuppelten Zustand verändertels einer Einstelleinrichtung derart veränderbar ist, bar ist Die Verriegelungswelle kann dabei über L-fördaß die Lagerflächen der Wellen sich unbeweglich in mige Arme um zugeordnete Wellen drehen. Wird nach den jeweiligen Wellenlagern im Adapter abstützen, dem Einbringen der Einsteckwelle in die Lager die Ver- und mit einem Sicherungsglied, das den Adapter and riegelungswelle in ihre Verriegelungslager eingebracht, das Zwischenstück in ihrer miteinander gekuppelten 25 und zwar nach ihrer Drehung mittels einer am Zwi-Stellung festlegt, dadurch gekennzeichnet, schenstflck ausgeübten Kraft auf das Werkzeug, stehen daß jede Lagerfläche der hinteren Welle (60) ein in der gekuppelten Lage die L-förmigen Arme in Berüh-Einstellglied der Einstelleinrichtung (62) in Form ei- rung mit Anschlägen und werden mittels axial versetzner Exzenterbuchse oder zylindrischen Exzenter- barer Stifte als Sicherungsglied für die Kupplungslage scheibe (62) aufweist, welche an der Welle drehbar 30 verriegelt Auf diese Weise jedoch liegt die Verriegeangeordnet ist und die Lagerfläche bildet, daß nach lungswelle nach ihrer Verriegelung mittels der Stifte dem Eintritt der hinteren Welle (60) in ihre Wellenla- nicht unter Vorspannung in ihren Lagern. Tritt nun im ger durch Drehen der Exzentereinstellglieder die Laufe der Betriebsdauer infolge Verschleiß ein Spiel in Lagerflächen der vorderen und hinteren Welle (59, diesen Lagern auf, kann aufgrund des dortigen Aufbaus 60) unter Vorspannung in den jeweiligen Lagern (66, 35 dieses Spiel nicht mehr ausgeglichen werden. Es besteht 75) anliegen und daß in dieser Lage die Exzenterein- somit keine Möglichkeit, einem weiteren Losrütteln Stellglieder (62) jeweils mit einer schwenkbaren vorzubeugen.

Kappe (61), die auf dem Adapter (58) mittels einer Bei einer gattungsgemäß abweichenden Kupplungsinnensechskantschraube (76) festsetzbar ist, gegen konstruktion zum Ankuppeln eines Werkzeuges an eiein Verdrehen blockierbar sind. 40 nen Ausleger (DE-OS 22 58 357) wiro zwar ein Zwi-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schenstück mit einem Anschlußstück unter Vorspanzeichnet, daß jede Lagerfläche der vorderen Welle nung gekuppelt Das Zwischenstück wird dabei aber (59) mit einem Rückhaltenocken (63) versehen ist über einen Druckpunkt zwischen dem Einsteckende und

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch seinem Festsetzende elastisch unterstützt, so daß auch gekennzeichnet daß die Innenwandung jedesWel- 45 hier ein Losrütteln der Kupplung möglich ist Zwar ist lenlagers (66) für die vordere Welle (59) einen teil- dort die Einsteckwelle bereits mit einem Nocken verseweise kreisförmigen Abschnitt (65) aufweist, dessen hen, doch dient dieser dem Einhaken des Zwischenstük-Krümmungsmittelpunkt in der Trennebene (67) des kes ins Werkzeug und dem Ausrichten des Werkzeuges vorderen Wellenlagers liegt, wobei dieser Abschnitt bezüglich des Zwischenstückes bei Anheben des Werk-(65) in einen geradlinigen Übergangsabschnitt (69) 50 zeuges, während der Nocken beim Kuppeln keine Funkübergeht, der seinerseits in einen halbkreisförmigen tion hat Die dortige Lage des Nockens an der Einsteckinneren Abschnitt (68) übergeht und im wesentlichen welle ist auch insoweit problematisch, da bei dieser Ansenkrecht zur Trennebene (67) des vorderen Wellen- Ordnung während des Arbeitens Erde eindringen kann lagers liegt, wobei der Krümmungsmittelpunkt des und die Gefahr besteht daß die Einsteckwelle infolge halbkreisförmigen inneren Abschnittes ebenfalls in 55 Zusetzung nicht mehr entkuppeit werden kann.

der Trennebene (67) liegt. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Auf-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gäbe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen dadurch gekennzeichnet, daß die Lageröffnungen Art zu schaffen, die einen dauerhaften Schutz gegen ein für die hintere Welle des Zwischenstückes Trenn- Losrütteln der verkuppelten Teile bietet

ebenen aufweisen, die entweder insgesamt in einer 60 Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem oder in zwei zueinander winkligen Ebenen verlau- kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. Wcsentfen, wobei die Schnittlinie der Trennebene, die auf lieh ist, daß das Einstellglied der Einsteileinrichtung die der zu den vorderen Wellenlagern weisenden Seite Form einer Exzenterbuchse oder einer zylindrischen des hinteren Wellenlagers liegt, eine Rollebene (P 1) Exzenterscheibe hat, die auf jeder Lagerfläche der hinfür die aufzunehmende hintere Welle (60) bildet. 65 teren Welle des Zwischenstückes angeordnet ist so daß

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- durch Drehen der Exzentereinstellglieder die Lagerfläzeichnet, daß die den vorderen Wellenlagern abge- chen der vorderen und hinteren Wellen unter Vorspanwundt liegende Seile der Innenwandung der Lager- nung in den jeweiligen Lagern liegen, wobei die Einstell-