DE4423021A1 - Vorrichtung zum trennbaren Verbinden von Arbeitsgliedern mit Baugeräten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum trennbaren Verbinden eines Arbeitsgliedes, wie eine Schaufel, mit einem Baugerät, und insbesondere auf eine sol­ che Vorrichtung, die zum schnellen Befestigen einer Schaufel an einem Baugerät, wie ein Bagger oder ein Ladegerät, und zum schnellen Lösen der befestigten Schaufel vom Baugerät zum Austausch durch ein neues Arbeitsglied in Übereinstimmung mit den Arbeitsbedingungen und anderen Erfordernissen fähig ist.

Im allgemeinen schließt ein Baugerät wie ein Bagger oder ein Ladegerät einen Ausleger und durch hydraulische Betätigungs­ einrichtungen betätigte Arme ein. An den freien Enden der Arme ist ein Arbeitsglied wie eine Schaufel trennbar durch einen bestimmten Mechanismus befestigt. Das Arbeitsgerät wird in Übereinstimmung mit den Arbeitsbedingungen und anderen Anforderungen durch ein anderes ersetzt.

Für einen solchen Austausch sind verschiedene Verbindungsvor­ richtungen vorgeschlagen worden. Typische herkömmliche Ver­ bindungsvorrichtungen werden in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Eine in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Verbindungsvorrichtung beinhaltet ein Verbindungsglied 106, das an beiden Enden mit dem Ausleger 101 verbunden ist. Die Enden des Verbindungs­ gliedes 106 sind mit Zapfen bzw. Bolzen 107 in den Verbin­ dungsbohrungen 102 und 103 befestigt, die an den vorderen Endabschnitten von beiden Armen vorgesehen sind, die sich jeweils vom Ausleger 101 erstrecken. Ein Paar Ansatzglieder bzw. Nasen 104 und 105 ist jeweils an beiden Enden des Ver­ bindungsgliedes 106 fest montiert. Die Ansatzglieder 104 und 105 besitzen jeweils Rohre 111. Eine Stütze 109 mit einem Paar Durchgangsbohrungen 112 ist fest am rückwärtigen Abschnitt der Schaufel 108 befestigt. Zur Verbindung der Schaufel 108 mit dem Ausleger 101 werden die Durchgangsboh­ rungen 110 der Stütze 109 jeweils mit den Rohren 111 des Ver­ bindungsgliedes 106 ausgerichtet. Ein Zapfenpaar 115 wird in die ausgerichteten Durchgangsbohrungen 110 und Rohre 111 ein­ gefügt, um die Schaufel 108 mit dem Verbindungsglied 106 zu verbinden. Dadurch wird die Verbindung zwischen der Schaufel 108 und dem Ausleger 101 erreicht. Die Bolzen 115 sind wirk­ sam mit einem Hebel 114 verbunden, der auf dem Verbindungs­ glied 106 befestigt ist. Durch eine seitliche Manipulation bzw. Bewegung des Hebels 114 kann die Schaufel 108 vom Ver­ bindungsglied 106 gelöst werden.

Zum Gebrauch dieser Verbindungsvorrichtung sollte jedoch die Schaufel oder ein Arbeitsglied eines anderen Typs eine Befe­ stigung mit einer komplexen Konstruktion wie der Stütze ha­ ben, so daß sie mit dem Verbindungsglied verbunden werden kann.

Eine andere in Fig. 2 gezeigte Verbindungsvorrichtung umfaßt ein Verbindungsglied 118, das mit dem Ausleger 116 durch Ver­ bindungszapfen 117 verbunden ist. Ein Hebelpaar 120 ist je­ weils an gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten des Ver­ bindungsgliedes 118 befestigt. Ein Keil 119 ist wirksam mit jedem Hebel 120 verbunden, so daß er durch eine seitliche Be­ wegung des Hebels 120 senkrecht bewegt werden kann. Da jeder Keil 119 nach unten bewegt wird, geht er durch ein im Verbin­ dungsglied 118 vorgesehenes Durchgangsloch 122 und danach durch eine in der Schaufel 121 vorgesehene Durchgangsbohrung 123. Auf diese Art und Weise wird die Schaufel 121 mit dem Verbindungsglied 118 und dadurch mit dem Ausleger 116 verbun­ den. Ein Plattenpaar 124 ist fest an gegenüberliegenden seit­ lichen Enden des rückwärtigen Abschnittes der Schaufel 121 montiert, um die seitliche Bewegung der Schaufel 121 in bezug auf das Verbindungsglied 118 einzuschränken. Das Lösen der Schaufel 121 von der Verbindung 118 wird durch die seitliche Bewegung eines jeden Hebels 120 erreicht, um jeden entspre­ chenden Keil 119 nach oben zu bewegen.

Jedoch hat diese herkömmliche Verbindungsvorrichtung den Nachteil einer beschwerlichen Handhabung, weil die zwei He­ bel, die jeweils auf gegenüberliegenden seitlichen Abschnit­ ten des Verbindungsgliedes montiert sind, individuell bewegt werden müssen. Beim Verbinden der Schaufel mit dem Ausleger springen die Keile nach außen aus der Schaufel vor, so daß sie leicht bei einem Arbeitsaufprall beschädigt werden kön­ nen. Des weiteren führt der beschädigte Keil dort, wo eine solche Beschädigung des Keils während der Arbeit auftritt, zum Abtrennen der Schaufel von dem Ausleger und dadurch zum Auftreten eines ernsten Unfalls.

Deshalb ist es die Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnten Probleme in Zusammenhang mit dem Stand der Technik zu lösen und somit eine Vorrichtung zum trennbaren Verbinden eines Ar­ beitsgliedes mit einem Baugerät vorzusehen, die eine einfache Konstruktion aufweist und die fähig ist, die Herstellungsko­ sten zu reduzieren und noch den Komfort, die Schnelligkeit und die Zuverlässigkeit bei der Arbeit sicherzustellen.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann diese Aufgabe durch das Vorsehen einer Vorrichtung zum trennbaren Verbinden eines Arbeitsgliedes mit einem Ausleger eines Bau­ gerätes erfüllt werden, mit einem schwenkbar am Ausleger befestigten Verbindungsglied, einer oberen Führungseinrich­ tung, die fest am rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsgliedes befestigt und angepaßt ist, um einen oberen Abschnitt des Verbindungsgliedes zu tragen, wobei die obere Führungsein­ richtung mit dem oberen Abschnitt des Verbindungsgliedes einen Zwischenraum mit einer vorbestimmten Weite definiert, eine untere Führungseinrichtung fest am rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsgliedes unter der oberen Führungsein­ richtung montiert und angepaßt ist, um einen unteren Ab­ schnitt des Verbindungsgliedes aufzunehmen, ein Paar von seitlich beabstandet angeordneten, fest an gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten des rückwärtigen Abschnitts des Arbeitsgliedes angebrachten unterstützungsplatten und ange­ paßt ist, um eine seitliche Bewegung des Verbindungsgliedes relativ zu dem Arbeitsglied zu beschränken, und eine penta­ graphische Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des Arbeits­ gliedes mit dem Verbindungsglied und zum Loslösen der Verbin­ dung angepaßt ist, jeweils in den Zwischenraum einzurasten und davon los gelöst zu werden.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und Zeichnungen offensichtlicher, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht dar­ stellt, die eine herkömmliche Schaufelverbin­ dungsvorrichtung zeigt;

Fig. 2A-2B jeweils eine andere herkömmliche Schaufelver­ bindungsvorrichtung zeigen, wobei die Fig. 2A und 2B jeweils eine Seitenansicht und eine teilweise geschnittene perspektivische An­ sicht sind, die einen Zustand zeigen, indem eine Schaufel mit der Schaufelverbindungsvor­ richtung verbunden ist;

Fig. 3A-3B jeweils eine Seitenansicht und eine partielle rückwärtige Ansicht darstellen, die einem Schaufelverbindungsvorrichtung in Zusammen­ hang mit einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung zeigen;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem eine Schaufel mit einem Verbindungsglied verbunden ist, was einen Teil der in den Fig. 3A und 3B gezeigten Schaufelverbindungsvorrichtung dar­ stellt;

Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, die einen pen­ tagraphischen Mechanismus der in den Fig. 3A und 3B gezeigten Schaufelverbindungsvor­ richtung darstellt;

Fig. 6A-6B eine Seitenansicht und eine partielle rück­ wärtige Ansicht sind, die jeweils den Zustand zeigen, in dem die Schaufel mit dem Verbin­ dungsglied der in den Fig. 3A und 3B gezeigten Schaufelverbindungsvorrichtung ver­ bunden ist; und

Fig. 7 eine partielle rückwärtige Ansicht ist, die eine Schaufelverbindungsvorrichtung in Zusam­ menhang mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Einsatz eines hydraulischen Zylinders anstelle eines Hand­ griffes des pentagraphischen Mechanismus von Fig. 5 zeigt.

In bezug auf die Fig. 3A bis 5 wird dort eine Vorrichtung zur trennbaren Verbindung einer Schaufel mit einem Baugerät in Zusammenhang mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Fig. 3A ist eine Seitenansicht, die einen Ausleger und eine Schaufel zeigt, die beide miteinander durch die Schaufelver­ bindungsvorrichtung der Ausführungsform verbunden sind, wäh­ rend Fig. 3B eine partielle rückwärtige Ansicht der Schaufel darstellt.

Wie in den Zeichnungen gezeigt wird, beinhaltet die Verbin­ dungsvorrichtung ein Verbindungsglied 3, das zum lösbaren Verbinden einer Schaufel 1 mit einem Ausleger 2 angepaßt und mit dem Ausleger 2 durch einen Bolzen 5 verbunden ist. Am rückwärtigen Abschnitt der Schaufel 1 sind ein Paar obere Führungen 6 und ein Paar untere Führungen 7 fest angebracht. Die oberen und die unteren Führungen 6 und 7 unterstützen je­ weils die oberen und unteren Abschnitte des Verbindungsglie­ des 3. Ein Hebel 4 ist an dem Verbindungsglied 3 fest ange­ bracht. Der Hebel 4 weist ein Paar einziehbarer Keile 10 auf, die sich seitlich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Wenn das Verbindungsglied 3 in bezug auf die Schaufel 1 zum Verbinden der Schaufel 1 mit dem Ausleger 2 in Position ge­ bracht wird, wird ein Spalt t zwischen jeder oberen Führung 6 der Schaufel 1 und dem oberen Abschnitt des Verbindungsglieds 3 wie in Fig. 4 gezeigt definiert. Die Keile 10 werden in den Spalt t an den gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten des Verbindungsgliedes 3 eingefügt. Dadurch wird die senk­ rechte Bewegung der Schaufel 1 relativ zum Verbindungsglied 3 beschränkt. Auf der anderen Seite kann die Verbindung zwi­ schen der Schaufel 1 und dem Verbindungsglied 3 durch Zurück­ ziehen der Keile 10 aus dem Spalt t gelöst werden. Die Kon­ struktionen des Hebels 4 und der Keile 10, die einen penta­ graphischen Mechanismus zur Verbindung des Arbeitsgliedes mit dem Verbindungsglied bilden, und das Lösen der Verbindung wird weiter unten in Zusammenhang mit Fig. 5 detailliert beschrieben. An gegenüberliegenden seitlichen Endabschnitten der Schaufel 1 ist ein Paar seitlich beabstandet angeordneter Unterstützungsplatten 8 fest montiert, so daß sie einen Zwi­ schenraum definieren, der im wesentlichen gleich der Breite des Verbindungsgliedes 3 dazwischen ist. In einer solchen Konstruktion dienen die Unterstützungsplatten 8 dazu, die seitliche Bewegung der Schaufel 1 in bezug auf das Verbin­ dungsglied zu beschränken, wenn das Verbindungsglied 3 zwi­ schen den Unterstützungsplatten 8 angeordnet ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Hebel 4 am Verbindungsglied 3 so befestigt, daß er sich senkrecht bewegt. Die Keile 10 sind schwenkbar mit dem oberen Ende des Hebels 4 durch Federn 11 in einer pentagraphischen Art und Weise so verbunden, daß sie durch eine vertikale Bewegung des Hebels 4 seitlich bewegt werden. Die Federn 11 dienen jeweils zum Aufbringen einer bestimmten longitudinalen Elastizität auf die Keile 10. Ein Handgriff 12 ist am unteren Ende des Hebels 4 montiert, um eine senkrechte Bewegung des Hebels 4 zu erzeugen. Bei einer solchen Bauart kann die Seitenlänge der Keile in der penta­ graphischen Art und Weise variieren, wenn der Handgriff 12 betätigt wird, um den Hebel 4 senkrecht zu bewegen. Ein Paar Keilnuten 13 ist an den jeweiligen unteren Oberflächen der oberen Führungen 6 vorgesehen und geeignet, um die jeweiligen äußeren Enden der Keile 10 aufzunehmen. Wenn der Griff 12 vertikal betätigt wird, werden die Keile 10 jeweils mit den Keilnuten 13 verbunden oder von diesen gelöst, wodurch die Schaufel 10 mit dem Ausleger 2 verbunden oder von diesem getrennt wird.

Um eine unerwünschte Trennung der Schaufel 1 von dem Ausleger 2, die durch eine zufällige aufwärts gerichtete Bewegung des Handgriffes 12 verursacht worden ist, zu verhindern, ist ein Schließhaken 9 an geeigneter Position am Verbindungsglied 3 montiert, um den Handgriff 12 darin zu halten. Fig. 6 zeigt den Zustand, in dem der Griff 12 von dem Schließhaken bzw. der Verriegelung 9 gehalten wird. Ein Spiel zwischen der Anordnung der Unterstützungsplatten 8 und der Breite des Ver­ bindungsgliedes 3 kann dabei unvermeidlich vorliegen. Durch ein solches Spiel kann die seitliche Relativbewegung zwischen der Schaufel 1 und dem Verbindungsglied 3 nur unvollständig verhindert werden. Für die Ausschaltung eines solchen Phäno­ mens sind die unteren Führungen 7 jeweils mit einem Paar Kon­ taktflächen versehen, die seitlich in einem bestimmten Winkel geneigt sind, so daß sie wie in Fig. 6 gezeigt wird gegenein­ ander zulaufen. Gleichermaßen weist das Verbindungsglied 3 an seiner unteren Oberfläche ein Paar Kontaktflächen auf, die seitlich in demselben Winkel und in derselben Art und Weise wie die Kontaktflächen der unteren Führungen 7 geneigt sind. Die geneigten Kontaktflächen des Verbindungsgliedes 3 berüh­ ren jeweils die geneigten Kontaktflächen der unteren Führun­ gen 7, wenn der untere Abschnitt des Verbindungsgliedes 3 von den unteren Führungen 7 getragen wird. Durch diese geneigten Kontaktflächen kann die seitliche Relativbewegung zwischen der Schaufel 1 und dem Verbindungsglied 3 vollständig verhin­ dert werden, sogar wenn ein Spiel zwischen der Anordnung der Unterstützungsplatten 8 und der Breite des Verbindungsglieds 3 vorhanden ist.

Anstelle des manuell betätigten Handgriffes 12 kann ein Hydraulikzylinder 14 in Zusammenhang mit einer anderen in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt werden. In diesem Falle wird die Trennung der Schau­ fel 1 von dem Ausleger 2 durch die Anordnung eines nicht gezeigten Betätigungsgliedes für den Hydraulikzylinder 4 in der Nähe des Bedienersitzes in einem Bedienungsraum viel leichter erreicht.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum trennbaren Verbin­ den eines Arbeitsgliedes mit einem Baugerät vor, um eine leichte Befestigung und ein leichtes Lösen der Schaufel in bezug auf einen Ausleger durch eine einmalige berührende Betätigung eines Handgriffes oder einer Fernbetätigung in einem Bedienraum zu erreichen. Entsprechend kann ein Komfort bei der Bedienung erreicht werden. Weil die Verbindungsvor­ richtung der vorliegenden Erfindung eine einfache mechanische Konstruktion aufweist, kann die Haltbarkeit und Verläßlich­ keit beim Betrieb ebenso sichergestellt werden.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zu an­ schaulichen Zwecken offenbart worden sind, werden Fachleute der Meinung sein, daß verschiedene Veränderungen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom in den begleitenden Ansprüchen offenbarten Inhalt und Umfang der Erfindung abzu­ weichen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum lösbaren Verbinden eines Arbeitsgliedes mit einem Ausleger eines Baugerätes, gekennzeichnet durch

• - ein schwenkbar im Ausleger gelagertes Verbindungsglied;
• - eine obere Führungseinrichtung, die am rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsglieds starr befestigt und ausgebildet ist, um einen oberen Abschnitt des Verbin­ dungsgliedes zu tragen, wobei die obere Führungsein­ richtung mit dem oberen Abschnitt des Verbindungsglie­ des einen Spalt mit einer vorbestimmten Weite defi­ niert;
• - eine untere am rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsglie­ des unter der oberen Führungseinrichtung fest mon­ tierte Führungseinrichtung, die derart ausgebildet ist, daß sie einen unteren Abschnitt des Führungsgliedes trägt;
• - ein Paar mit seitlichem Abstand angeordneten Stützplatten, die auf gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten des rückwärtigen Abschnittes des Arbeits­ gliedes fest montiert sind und dazu dienen, eine seit­ liche Relativbewegung zwischen dem Verbindungsglied und dem Arbeitsglied zu verhindern; und
• - eine pentagraphische Verbindungsvorrichtung, die jeweils zum Eingreifen in und Los lösen aus dem Spalt zum Verbinden des Arbeitsgliedes mit dem Ver­ bindungsglied und zum Los lösen der Verbindung angeord­ net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pentagraphische Verbindungsvorrichtung

• - einen so am Verbindungsglied befestigten Hebel, daß er sich senkrecht in bezug auf das Verbindungsglied be­ wegt;
• - ein Paar sich seitlich erstreckender Keile, die schwenkbar mit dem Hebel verbunden sind, so daß sie durch die senkrechte Bewegung des Hebels seitlich zwi­ schen einer ausgestreckten Position und einer eingezo­ genen Position bewegt werden;
• - einen schwenkbar mit dem Hebel verbundenen Handgriff, der angeordnet ist, um den Hebel senkrecht zu bewegen; und
• - ein Paar Keilnuten umfaßt, die an gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten der oberen Führungseinrichtung vorgesehen und angeordnet sind, um die jeweiligen Enden der in die ausgestreckte Position bewegten Keile aufzunehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pentagraphische Verbindungsvorrichtung

• - einen so am Verbindungsglied befestigten Hebel, daß er sich senkrecht in bezug auf das Verbindungsglied be­ wegt;
• - ein Paar sich seitlich erstreckender Keile, die schwenkbar so mit dem Hebel verbunden sind, daß sie seitlich zwischen einer ausgestreckten Position und einer eingezogenen Position durch die vertikale Bewe­ gung des Hebels bewegt werden können;
• - einen mit einer Betätigungsstange versehenen Hydraulik­ zylinder, die schwenkbar mit dem Hebel verbunden und zur senkrechten Bewegung des Hebels geeignet ist; und
• - ein an gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten der oberen Führungseinrichtung vorgesehenes Keilnutenpaar aufweist, das zur Aufnahme der jeweiligen Enden der in die ausgestreckte Position bewegten Keile angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die pentagraphische Verbindungsvor­ richtung des weiteren elastische Mittel aufweist, die angeordnet sind, um eine vorbestimmte Elastizität auf die Keile aufzubringen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Führungs­ einrichtung ein Paar Kontaktflächen, die seitlich beab­ standet voneinander angeordnet sind und die seitlich geneigt in einem vorbestimmten Winkel abfallen, so daß sie gegeneinander konvergieren, und das Verbindungs­ glied an seiner unteren Oberfläche ein Paar Kontaktflä­ chen aufweist, die seitlich beabstandet voneinander angeordnet sind und seitlich in demselben Winkel und in derselben Art und Weise wie die Kontaktflächen der unteren Führungseinrichtung geneigt sind, wobei die Kontaktflächen des Verbindungsgliedes jeweils mit den Kontaktflächen der unteren Führungseinrichtungen in Kontakt kommen, wenn der untere Abschnitt des Verbin­ dungsgliedes von der unteren Führungseinrichtung aufge­ nommen wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Führungs­ einrichtung ein Paar seitlich beabstandet angeordneter oberen Führungen, die starr mit dem rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsgliedes verbunden sind, beinhaltet und die untere Führungseinrichtung ein Paar seitlich beabstandet angeordneter unterer Führungen beinhaltet, die fest am rückwärtigen Abschnitt des Arbeitsgliedes unter den oberen Führungen montiert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Führungen jeweils mit einem Paar von Kontaktflächen versehen sind, die seitlich in einem vorbestimmten Winkel geneigt sind, so daß sie gegenein­ ander konvergieren, und das Verbindungsglied auf seiner unteren Oberfläche ein Paar Kontaktflächen besitzt, die seitlich beabstandet voneinander angeordnet sind und seitlich in demselben Winkel und in derselben Art und Weise wie die Kontaktflächen der oberen Führungen geneigt sind, wobei die Kontaktflächen des Verbindungs­ gliedes jeweils in Kontakt mit den Kontaktflächen der unteren Führungen kommen, wenn der untere Abschnitt des Verbindungsgliedes von den unteren Führungen getragen wird.