DE60035081T2

DE60035081T2 - Vorrichtung zum schnellen Ankuppeln und Lösen eines Werkzeugs an einen Ausleger

Info

Publication number: DE60035081T2
Application number: DE60035081T
Authority: DE
Inventors: Alberto Mantovani
Original assignee: Mantovanibenne SRL
Current assignee: Mantovanibenne SRL
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: ATE364109T1; CA2297403A1; ITMO990034A1; EP1033447A3; DE60035081D1; EP1033447A2; CA2297403C; EP1033447B1; US6332732B1; ITMO990034A0; ES2286003T3; IT1310182B1

Description

Insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, ist die Erfindung auf dem Gebiet der Schnellkupplungsvorrichtungen für Maschinen zum Bewegen von Material anwendbar, so wie zum Beispiel Schaufeln, befestigt an den Enden von Auslegern an Arbeitsmaschinen. Zahlreiche Schnellkupplungsvorrichtungen sind bekannt nach dem Stand der Technik, welche für den Zweck geeignet sind, die aber nicht in der Lage sind, das Problem der automatischen Vergrösserung des Spiels der Kupplungen zwischen den Teilen, zurückzuführen auf den nicht unerheblichen Verschleiss, endgültig und zufriedenstellend zu lösen.
DE-U-9314409 legt eine Vorrichtung zum schnellen Ankuppeln eines Werkzeugs an einen Ausleger offen, enthaltend einen ersten, an dem Ausleger zu befestigenden Teil und einen zweiten, an dem Werkzeug zu befestigenden Teil, wobei der erste Teil hakenförmige Elemente für den Eingriff mit einem entsprechenden Zapfen des zweiten Teils enthält, sowie ein bewegliches Befestigungselement, das in einen entsprechenden Sitz des zweiten Teils greift. Der erste Teil enthält ausserdem eine erste flache Oberfläche, welche sich an ei nem entsprechenden zweiten flachen Oberflächenabschnitt des zweiten Teils befindet, wenn das Werkzeug an den Ausleger angekoppelt ist, wobei die durch den genannten zweiten Oberflächenabschnitt beschriebene Ebene nicht die Achse des Zapfens schneidet, und wobei die erste flache Oberfläche auf solche Weise angeordnet ist, dass keine der lotrecht zu dieser flachen Oberfläche verlaufenden Linien die Achse des Zapfens schneidet. Das bewegliche Befestigungselement wird entlang einer zweiten Achse im Inneren von Führungsmitteln geführt. Die zweite Achse liegt in einer Ebene im wesentlichen lotrecht zu der Achse des Zapfens. Das Befestigungselement enthält einen zahnförmigen Abschnitt mit einer dritten flachen Oberfläche, die im Verhältnis zu der zweiten Achse geneigt ist und sich mit einer entsprechenden vierten flachen Oberfläche des Sitzes des zweiten Teils in dem gekoppelten Zustand verbindet.
Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist, die oben beschriebenen Einschränkungen nach dem Stand der Technik zu vermeiden.
Die Erfindung hat die Vorteile, dass sie einfach ausgelegt und funktionell ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Leichtigkeit, mit welcher die Ankupplungs- und Abkupplungsarbeiten zwischen dem Ausleger und dem Werkzeug ausgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil ist die Stabilität und Sicherheit der erhal tenen Kupplung.
Diese Zwecke und Vorteile und noch andere mehr werden alle erreicht durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den anhängenden Patentansprüchen gekennzeichnet ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer Ausführung der Erfindung hervor, dargestellt mit Hilfe eines Beispiels und nicht als begrenzend anzusehen in den Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen, in welchen:
1 eine teilweise im Schnitt gezeigte schematische Seitenansicht ist;
2 ist eine vergrösserte Ansicht eines schematischen Schnittes nach der Linie X-X aus 1;
3 ist eine vergrösserte Ansicht eines Details aus 1;
4 ist dasselbe Detail aus 3, gezeigt in einer anderen betrieblichen Konfiguration.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen der Zeichnungen ist mit 1 in seiner Gesamtheit ein das Werkzeug tragender Ausleger bezeichnet, von einem Typ, mit welchem Arbeitsmaschinen ausgestattet sind. Der Ausleger 1 trägt an einem seinem Ende einen ersten Teil 3, welcher ein Schnellkupplungselement ist, angelenkt an den Ausleger 1 durch einen Zapfen 20. Der erste Teil 3 wird um den Zapfen 20 durch einen Hy draulikzylinder 21 gedreht, der auf einen Hebel 22 wirkt, welcher wiederum mit Hilfe einer Verbindungsstange 23 an den ersten Teil 3 angeschlossen ist.
Der erste Teil 3 ist mit einem beweglichen Einrastelement 4 versehen, aufweisend zahnförmige Abschnitte 40, sowie mit hakenförmigen Elementen 5 zum Verbinden mit Sitzen 6 und einem Zapfen 7, der an dem anzukoppelnden Werkzeug 2 vorgesehen ist.
Der erste Teil 3 ist ausserdem mit einem Abschnitt einer ersten flachen Oberfläche 8 versehen, dazu bestimmt, sich im Kontakt mit einem zweiten flachen Oberflächenabschnitt 9 zu verbinden, das heisst der Oberfläche der Sitze 6. Dieser Abschnitt der ersten flachen Oberfläche 8 ist angewinkelt, so dass seine Lotrechte nicht die Achse der hakenförmigen Elemente 5 schneidet, welche Achse mit der Achse des Zapfens 7 übereinstimmt, wenn die Kupplung erfolgt ist. Ähnlich ist der zweite flache Oberflächenabschnitt 9 der Sitze 6 im Verhältnis zu der Achse des Zapfens 7 um einen vorgegebenen Grad angewinkelt.
Die Lotrechte den mittleren Punktes an dem zweiten flachen Oberflächenabschnitt 9 schneidet nicht die Achse des Zapfens 7.
Die Neigungswinkel des Abschnittes der ersten flachen Oberfläche 8 und des zweiten flachen Oberflächenabschnittes 9 sind so vorgesehen, dass, wenn die Kupplung der Elemente 5 an dem Zapfen 7 erfolgt ist, der Abschnitt der ersten flachen Oberfläche 8 in Kontakt mit dem zweiten flachen Oberflächenabschnitt 9 gebracht werden kann. In dieser Konfiguration verhindert der beschriebene Neigungswinkel des Abschnittes der ersten flachen Oberfläche 8 und des zweiten flachen Oberflächenabschnittes 9 im Verhältnis zu der Achse des Zapfens 7 jede Umdrehung der Schaufel 2 um den Zapfen im Verhältnis zu dem ersten Teil 3 in der durch den Pfeil 15 angezeigten Richtung, während jede Umdrehung in der entgegengesetzten Richtung frei möglich ist. Dies führt zu einer wichtigen Tatsache: durch das Ausüben einer geeigneten Schubwirkung auf den Abschnitt der ersten flachen Oberfläche 8 gegen den zweiten flachen Oberflächenabschnitt 9 wird jedes Spiel in der Kupplung zwischen der Schaufel 2 und dem ersten Teil 3 vermieden.
Diese geeignete Schubwirkung wird ausgeübt durch die beiden zahnförmigen Abschnitte 40 an dem Einrastelement 4, wobei letzteres axial im Inneren eines Führungsmittels 10 beweglich ist, fest gehalten an dem ersten Teil 3, dessen zweite Achse x-x in einer Ebene liegt, die lotrecht zu der Achse der hakenförmigen Elemente 5 verläuft (welche Ebene, sobald die Kupplung erfolgt ist, mit der Achse des Zapfens 7 übereinstimmt).
Das Einrastelement 4 ist gabelförmig, mit den beiden zahnförmigen Abschnitten 40 identisch und symmetrisch ange ordnet im Verhältnis zu einer Ebene, welche die zweite Achse x-x des Führungsmittels 10 enthält, welche zweite Achse x-x lotrecht zu der Achse des Zapfens 7 verläuft, wenn die Kupplung erfolgt ist.
Die zahnförmigen Abschnitte 40 des Einrastelementes 4 werden in Richtung der entsprechenden Sitze 6 gedrückt, und zwar durch Federn 17, die parallel zu der zweiten Achse x-x des Führungsmittels 10 wirken.
Ein linearer Antrieb 13, angeordnet koaxial im Inneren des Führungsmittels 10, steuert die axiale Bewegung des Abkuppelns der zahnförmigen Abschnitte 40 von den Sitzen 6. Jeder zahnförmige Abschnitt 40 weist eine dritte flache Oberfläche 11 auf, welche dazu bestimmt ist, sich mit einer entsprechenden vierten flachen Oberfläche 16 in jedem Sitz 6 zu verbinden. Die dritte flache Oberfläche 11 ist geneigt im Verhältnis zu der zweiten Achse x-x des Führungsmittels 10 und erzeugt somit eine leichte Verjüngung des freien Endes der betreffenden zahnförmigen Abschnitte 40, dazu bestimmt, sich durch Einrasten in die entsprechenden Sitze 6 mit diesen zu verbinden.
Das freie Ende des einzelnen zahnförmigen Abschnittes 40 ist ausserdem durch einen Abschnitt einer fünften flachen Oberfläche 12 begrenzt, welche im wesentlichen parallel zu dem Abschnitt der ersten flachen Oberfläche 8 verläuft. Die Neigung der dritten flachen Oberfläche 11 im Verhältnis zu der zweiten Achse x-x des Führungsmittels 10 ist solche, dass beim Kontakt mit der entsprechenden vierten flachen Oberfläche 16 jeder der zahnförmigen Abschnitte 40, gedrückt durch die Federn 17, als eine Art von Keil wirkt, der dazu neigt, den Abschnitt der ersten flachen Oberfläche 8 gegen den zweiten flachen Oberflächenabschnitt 9 zu drücken. Durch die Position des Abschnittes der ersten flachen Oberfläche 8 und des zweiten flachen Oberflächenabschnittes 9 im Verhältnis zu der Achse des Zapfens 7, neigt diese Wirkung natürlich dazu, das Bilden eines jeden Spiels in der Kupplung zwischen dem ersten Teil 3 und der Schaufel 2 zu verhindern. Das Verhältnis zwischen dem Abstand der zweiten Achse x-x des Führungsmittels 10 und der Achse des Zapfens 7, gekoppelt in den hakenförmigen Elementen 5, sowie der Abstand zwischen der zweiten Achse x-x und der Mitte der Abschnitte der ersten flachen Oberfläche 8 ist vorzugsweise zwischen 1/10 und ½ enthalten.
Das Ankuppeln der Schaufel 2 an den ersten Teil 3 ist ausgesprochen einfach. Nachdem der Zapfen 7 in den hakenförmigen Elementen 5 gekoppelt ist, genügt es, beide soweit zu drehen, bis die Abschnitte der ersten flachen Oberfläche 8 des ersten Teils 3 in Kontakt mit den äussersten Teilen der zweiten flachen Oberflächenabschnitte 9 gelangen, sodass das Einsetzen der zahnförmigen Abschnitte 40 in die Sitze 6 ermöglicht wird. Die Wirkung der Federn 17 vervollständigt automatisch die Kupplung, was durch den Kontakt der dritten flachen Oberflächen 11 mit den entsprechenden vierten flachen Oberflächen 16 erfolgt, welche die notwendige Wirkung gewährleisten, um jedes auftretende Spiel zu verhindern.
Ein Sicherheits-Blockierzapfen 14 kann an diesem Punkt in speziell ausgelegte Sitze eingesetzt werden. Der Blockierzapfen 14 blockiert gegenseitig das Einrastelement 4 an dem Führungsmittel 10 des ersten Teils 3, wobei er die axiale Bewegung der zahnförmigen Abschnitte 40 erlaubt, während sie ständig das Spiel auffangen.
Die Kupplung kann gleichermassen einfach freigegeben werden, indem der Sicherheits-Blockierzapfen 14 herausgezogen und das Einrastelement 4 axial zurückgezogen werden, bis die zahnförmigen Abschnitte 40 von den Sitzen 6 freigegeben sind, und zwar unter Verwendung des Antriebs 13.

Claims

Vorrichtung zum schnellen Ankuppeln eines Werkzeugs (2) an einen Ausleger (1), enthaltend einen ersten, an dem Ausleger (1) zu befestigenden Teil (3) und einen zweiten, an dem Werkzeug zu befestigenden Teil (6, 7), wobei der erste Teil (3) hakenförmige Elemente (5) für den Eingriff mit einem entsprechenden Zapfen (7) des zweiten Teils (6, 7) aufweist, sowie ein bewegliches Einrastelement (4), das in einen entsprechenden Sitz (6) des zweiten Teils (6, 7) greift, wobei der erste Teil (3) ausserdem wenigstens eine erste flache Oberfläche (8) enthält, welche sich an einem entsprechenden zweiten flachen Oberflächenabschnitt (9) des zweiten Teils (6, 7) befindet, wenn das Werkzeug an dem Ausleger befestigt ist, wobei die durch den genannten zweiten Oberflächenabschnitt (9) beschriebene Ebene nicht die Achse des Zapfens (7) schneidet, wobei die erste flache Oberfläche (8) auf solche Weise angeordnet ist, dass keine der lotrecht zu dieser flachen Oberfläche (8) verlaufenden Linien die Achse des Zapfens (7) schneidet, wobei das bewegliche Einrastelement (4) entlang einer zweiten Achse (x-x) im Inneren von Führungsmitteln (10) geführt wird, wobei die zweite Achse (x-x) in einer Ebene im wesentlichen lotrecht zu der Achse des Zapfens (7) verläuft, wobei das Einrastelement (4) einen zahnförmigen Abschnitt (40) mit einer dritten flachen Oberfläche (11) enthält, geneigt im Verhältnis zu der zweiten Achse (x-x) und sich mit einer entsprechenden vierten flachen Oberfläche (16) des Sitzes (6) des zweiten Teils (6, 7) in dem gekoppelten Zustand verbindend; wobei die dritte flache Oberfläche (11) lotrecht zu dem zweiten flachen Oberflächenabschnitt (9) verläuft; das freie Ende des wenigstens einen zahnförmigen Abschnitts (40) durch einen Abschnitt einer fünften flachen Oberfläche (12) abgegrenzt ist, welcher parallel zu wenigstens einem Abschnitt der ersten flachen Oberfläche (8) verläuft; der zahnförmige Abschnitt (40) zu wenigstens einem Sitz (6) hin gedrückt wird, und zwar durch Federn, die parallel zu der zweiten Achse (x-x) der Führungsmittel (10) wirken; ein linearer Trieb (13) koaxial im Inneren der Führungsmittel (10) angeordnet ist, um wenigstens axial den zahnförmigen Abschnitt (40) des Einrastelementes (4) von wenigstens einem Sitz (6) freizugeben; das bewegliche Einrastelement (4) gabelförmig ist, mit wenigstens zwei zahnförmigen Abschnitten (40, 40), welche identisch und symmetrisch angeordnet sind im Verhältnis zu der die zweite Achse (x-x) der Führungsmittel (10) enthaltenden Ebene, und welche lotrecht zu der Achse des Zapfens (7) sind, wenn die Kupplung vervollständigt ist; und weiter enthaltend einen Sicherheits-Blockierzapfen (14) zum Blockieren des Einrastelementes (4) im Verhältnis zu den Führungsmitteln (10), so dass das Auffangen des Spiels des Einrastelementes (4) in einer kontinuierlichen und gleichbleibenden Weise erlaubt ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen einem Abstand der Achse (x-x) der Führung (10) und der Achse des in den hohlen Sitzen (5) gekoppelten Zapfens (7) und einem Abstand zwischen der Achse des Zapfens (7) und der Mitte des Oberflächenabschnittes (8) zwischen 1/10 und ½ liegt.