DE602004003268T2

DE602004003268T2 - Werkzeugschnellwechselvorrichtung

Info

Publication number: DE602004003268T2
Application number: DE602004003268T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Cangini
Original assignee: Cangini Benne SRL
Current assignee: Cangini Benne SRL
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DK1445385T3; ITBO20030056A1; EP1445385A1; ES2276177T3; DE602004003268D1; EP1445385B1; ATE346192T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der mechanischen Verbindungsglieder und betrifft eine Werkzeugverbindungsvorrichtung, welche das Werkzeug mit Betätigungsmitteln, beispielsweise Gelenkarmmitteln von den Boden bewegenden oder Abrissfahrzeugen, für landwirtschaftliche oder für Abschervorrichtungen und dergleichen, und im Allgemeinen mechanische Elemente verschiedener Art in abnehmbarer Weise verbinden kann.
Es gibt bekannte Verhakungsvorrichtungen für Werkzeuge, beispielsweise für Löffel und pneumatische Hämmer für Abrissarbeiten, die mit einem ersten Glied, das an diesen Werkzeugen befestigt ist, und einem zweiten Glied versehen sind, das an einer Halterung wie dem Ende eines Gelenkarms befestigt ist.
Im Allgemeinen sind diese bekannten Vorrichtungen mit Drehzapfen oder mit prismatischen Elementen versehen, die in Schlitze der Elemente eingeführt werden können, um gegenseitig verhakt und lösbar befestigt werden können. Manchmal sind die Vorrichtungen auch mit Sicherheitsverriegelungen ausgestattet, um die Drehzapfen oder die prismatischen Elemente zu blockieren.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Drehzapfen oder die prismatischen Elemente, welche zum Eingreifen und zum Lösen daraus mit dem notwendigen Spiel in die Schlitze einrasten, unter der Wirkung der Schwingungen, der Stärke der Stöße und des Anschlagens sehr stark gegen die Ränder der Schlitze an den Elementen stoßen und dazu neigen, sich zu trennen und bis zum Brechen der Sicherheitsverriegelungen beschädigt zu werden und ungünstige und gefährliche Öffnungen zu verursachen.
Ein anderer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass sie schwierig und kompliziert einzuhaken und auszuhaken sind und damit Zeitverluste und Gefahren für die Sicherheit der Bedienungspersonen verursachen.
In den Schriftsätzen WO95/18894, FR-A-2809779, DE-U-9314409, US-A-4674945 und FR-A-2826028 ist eine Werkzeugverbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Werkzeugs mit einer Halterung und bei Gebrauch zum Übertragen von Kräften zwischen diesen offenbart.
Der vorliegenden Erfindung liegt die eine Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugverbindungsvorrichtung vorzuschlagen, um die Verbindungsspielräume zu verkleinern, die von Schwingungen verursachten gegenseitigen Bewegungen der Elemente der Vorrichtung, die Stöße und die Impulsstärken zu minimieren und diese deshalb sehr stark, zuverlässig und sicher zu machen.
Ein anderer Zweck ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, um die Gefahr eines ungünstigen Lösens auch bei Funktionsstörung oder bei Bruch zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe ist es, eine einfache, schnell einhakbare und aushakbare Vorrichtung vorzuschlagen.
Die oben genannten Aufgaben werden gemäß dem Inhalt der Ansprüche erfüllt.
Im Folgenden sind die Merkmale der Erfindung insbesondere an Hand der anliegenden Zeichnungen hervorgehoben, in denen:
1 eine Seitenansicht der Werkzeugverbindungsvorrichtung zeigt, deren erstes Glied an einem Werkzeug befestigt ist und deren zweites Glied an einer Gelenkarmhalterung befestigt ist;
2 eine axonometrische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 in einem eigenständigen und zum Teil verbundenen Zustand zeigt;
3 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 2 zeigt;
4 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß 2 von oben zeigt;
die 5 und 6 eine Draufsicht und eine axonometrische Ansicht eines Einrastmittels der Vorrichtung gemäß 1 zeigen;
die 7 und 8 eine Schnittansicht und eine axonometrische Ansicht des ersten Glieds der Vorrichtung gemäß 1 zeigen;
die 9 und 10 eine Schnittansicht und eine axonometrische Ansicht des zweiten Glieds der Vorrichtung gemäß 1 zeigen;
die 11 und 12 Anlagenteilansichten der Vorrichtung gemäß 1 unter extremen Blockierungsbedingungen für das Einrastmittel jeweils in Richtung zur Innenseite und zur Außenseite zeigen.
In den Figuren von 1 bis 12 bezeichnet die Ziffer 1 die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit einem ersten Glied 2 und einem zweiten Glied 3 versehen ist, die beispielsweise mit Hilfe eines Anschweißvorgangs jeweils an einem Werkzeug 100, beispielsweise einem pneumatischen Hammer oder einem Löffel, und an einer Halterung 101, beispielsweise einem hydraulischen Gelenkarm eines Fahrzeugs, befestigt werden können.
Das erste Glied 2 und das zweite Glied 3 können mit Hilfe jeweiliger erster und zweiter Hakenmittel 5 und 6 gegenseitig angelenkt werden, die im Wesentlichen aus Drehzapfen für jeweilige Haken bestehen, die in Entsprechung zu einer vorgegebenen gegenseitigen Ausrichtung der Glieder 2, 3, in denen die Drehzapfen in die Haken eintreten können, ineinander einführbar und lösbar sind.
Die Vorrichtung ist mit einem Einrastmittel 7 versehen, das annähernd eine abgeflachte, parallelepipedische Form aufweist, dem zweiten Glied 3 zugeordnet ist und lösbar in ein jeweiliges Gehäusemittel 9 des verbleibenden Glieds 3 in einem Verbindungszustand C eingreifen kann, in dem auch das erste und das zweite Hakenmittel 5 und 6 gegenseitig eingespannt sind.
Das Einrastmittel 7 ist derart eingespannt, dass es mit einem Gleitmittel 22 von einfacher oder führender Art in einer Gleitrichtung (D) des zweiten Glieds 3 gleitet.
Als Alternative kann das Gleitmittel 22 aus einem Drehzapfen für die gleitende Drehung des Einrastmittels 7 bestehen.
In dem Verbindungszustand C und in Entsprechung zu der Betätigung übertragen das Werkzeug 100 und die Halterung 101 über die Vorrichtung 1 zueinander Schwingungen, Stöße und Impulsstärken, die vor allem in einer durchschnittlichen Kraftrichtung S gerichtet sind, die beispielsweise annähernd mit der Achse eines pneumatischen Hammerwerkzeugs 100 übereinstimmt.
In dem Verbindungszustand C ist die Gleitrichtung D des Einrastmittels 7 gegenüber der Kraftrichtung S fast rechtwinkelig gekippt.
Das Einrastmittel 7 ist gegabelt und ist mit zwei Keilflächen 10 versehen, die eben und gegenüber der Gleitrichtung D gekippt sind und in dem Verbindungszu stand C in entsprechende zweite ebene Flächen 11 eingreifen können, die in zwei durch einen Versteifungsschenkel des Gehäusemittels 9 getrennten Öffnungen ausgeführt sind.
Als Alternative sieht die Erfindung vor, dass das Einrastmittel nicht gegabelt ist und mit einer einzigen Keilfläche 10 für eine ebene Fläche 11 versehen ist, die in einer einzigen Öffnung des Gehäusemittels 9 ausgeführt ist.
Die Keilflächen 10 und das Gehäusemittel 9 befinden sich auf den Seiten der Glieder 2, 3 fast gegenüber dem ersten und dem zweiten Verhakungsmittel 5 und 6.
Die Glieder 2, 3 sind mit einem jeweiligen ersten und einem zweiten Positionierungsmittel 23 und 24 mit Drehzapfen und jeweiligen offenen Schlitzen versehen, die zur Konsolidierung des Verbindungsglieds der Vorrichtung 1 in dem Verbindungszustand C ineinander greifen.
Das zweite Glied ist mit zwei elastischen Mitteln 16 nach Art einer zusammengedrückten Schraubenfeder ausgestattet, um das Einrastmittel 7 in der Gleitrichtung D elastisch zu dem Gehäusemittel 9 hin zu drücken.
In dem Verbindungszustand C führen die zwei elastischen Mittel 16, welche die Keilfläche 10 gegen die zweiten ebenen Flächen 11 des Gehäusemittels 9 drücken, zur gegenseitigen Annäherung der Glieder 2, 3 bis zum vollständigen Ineinandergreifen des ersten und des zweiten Positionierungsmittels 23 und 24.
Das Einrastmittel 7 weist zwei Sicherheitsflächen 15 auf, die fast senkrecht zu der Festigkeitsrichtung S liegen, wobei jede von ihnen außerhalb der jeweiligen Keilfläche 10 und angrenzend an diese liegt, mit welcher sie in dem Verbindungszustand C einen anderen Winkel als Null bildet.
Das Einrastmittel 7 weist eine erste Hauptfläche 13 auf, die fast eben ist und annähernd senkrecht zu der Kraftrichtung S liegt; die gegenüber liegende zweite Hauptfläche 14, die parallel zu der ersten 13 ist, besitzt nahe an ihrem quer zu der Gleitrichtung D liegenden Rand die Keilflächen 10, die zu der ersten Fläche 13 hin kippen und die zweite Fläche 14 mit dieser verbinden, wobei die jeweiligen Sicherheitsflächen 15 ebenfalls annähernd senkrecht zu der Kraftrichtung S und deshalb parallel zu den Hauptflächen 13, 14 liegen.
Wahlweise sieht die Erfindung vor, dass jede Sicherheitsfläche 15 in Gegenrichtung zu der jeweiligen Keilfläche 10 gegenüber den Hauptflächen 13, 14 etwas gekippt ist, oder dass ihre geometrische Ebene die Drehachse der ersten und zweiten Verhakungsmittel 5 und 6 enthält.
Das Einrastmittel 7 ist mit einem geformten hohlen ausgeschnittenen Abschnitt 17 für ein Blockierungsmittel 18 versehen, das an dem zweiten Glied 3 angelenkt ist und sich zwischen zwei extremen Blockierungsbedingungen des Einrastmittels 7 an der Innenseite N und in Richtung zu der Außenseite E gegenüber dem zweiten Glied 3 dreht.
Das Blockierungsmittel 18 ist hakenförmig, damit sich das Einrastmittel 7 nicht in Richtung zur Innenseite der Vorrichtung 1, mit anderen Worten in Richtung zu einem Zustand N, verschieben kann, und in einen geformten Vorsprung 19 des hohlen ausgeschnittenen Abschnitts 17 eingreift.
Das Blockierungsmittel 18 ist drehend an dem zweiten Glied 3 angelenkt und wird drehend von einem Betätigungsmittel 21 betätigt, das aus einem Drehzapfen besteht, der an dem Blockierungsmittel 18 befestigt und mit einem äußeren sechseckigen Kopf zur Betätigung mit Hilfe eines Schraubenschlüssels versehen ist.
Das erste Glied 2 ist mit einem Anschlagmittel 20 versehen, das aus einem Drehzapfen mit einem abgeschrägten Kopf zum Eingreifen in das Blockierungsmittel 18 besteht, der in Entsprechung zu dem Verbinden der Glieder 2, 3 der Vorrichtung 1 zum Teil in den hohlen, ausgeschnittenen Abschnitt 17 einhaken kann, der mit dem Blockierungsmittel 18 zusammengreift und dessen Drehung aus dem Blockierungszustand N in der Innenseite in Richtung zu dem Blockierungszustand E in der Außenseite bewirkt.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 sieht vor, dass die an dem Werkzeug und der Halterung befestigten Glieder durch Betätigen der letzteren in vorgegebener und gegenseitiger Ausrichtung für das Einführen der Drehzapfen in die Haken der ersten und zweiten Hakenmittel 5 und 6 der Vorrichtung eingestellt werden.
Nach diesem Einführen und dem Drehen des Betätigungsmittels 21 zum Positionieren des Blockierungsmittels 18 in dem extremen Blockierungszustand N in der Innenseite des Einrastmittels 7 bewirkt eine Drehung des zweiten Glieds 3 um die Achsen der Verhakungsmittel herum, die mit Hilfe der Halterung 101 bis zum Ineinandergreifen der ersten und zweiten Positionierungsmittel 23 und 24 erfolgt, dass der Abschnitt des Einrastmittels 7 mit den Keilflächen 10 vor dem Gehäusemittel 9 positioniert wird.
Durch die Drehung des Betätigungsmittels 21 zum Positionieren des Blockierungsmittels 18 in dem extremen Blockierungszustand E in der Außenseite des Einrastmittels 7 wird das Einrastmittel 7 gelöst, so dass es durch das Drücken auf die elastischen Mittel 16 in das Gehäusemittel 9 eingreift, wodurch die Keilfläche 10 gegen die zweite ebene Fläche 11 positioniert wird, was zu einer Verkleinerung des Spielraums der Verbindungsglieder der Vorrichtung führt. Bei einer eventuellen Kraft, die eine größere Intensität als diejenige der elastischen Mittel aufweist und in Richtung zu dem Zustand N auf der Innenseite auf das Einrastmittel 7 wirkt, wird es durch das Ineingriffkommen des geformten Vorsprungs 19 des hohlen ausgeschnittenen Abschnitts 17 mit dem Haken des Blockierungsmittels 18 angehalten, wodurch das Einrastmittel 7 nicht aus dem Gehäusemittel 9 austreten kann.
Auf Grund der durch die Keilflächen 10 und die zweiten ebenen Flächen 11 geschaffenen schiefen Ebene übertragen die entlang der Kraftrichtung S ausgerichteten Schwingungen und Impulsstärken in Richtung zu dem Zustand N auf der Innenseite Kräfte auf das Einrastmittel 7, und schieben deshalb das Einrastmittel 7 aus dem Gehäusemittel 9 heraus, was jedoch durch die Sicherheitsfläche 15 verhindert wird. Bei einer Austrittsbewegung des Einrastmittels 7, die durch die gemäß der Kraftrichtung S gerichtete Kräfte bewirkt wird, würde das Ineingriffkommen zwischen dem Einrastmittel 7 und dem Gehäusemittel 9 in Entsprechung zu der Sicherheitsfläche 15 erfolgen, durch deren Ausrichtung gegenüber der Kraftrichtung S die Wirkung der Kräfte annulliert oder umgekehrt würde, wobei die Wirkung der Kräfte die Gefahr des Austretens verhindert.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine zuverlässige und sichere Verbindungsvorrichtung für Werkzeuge geschaffen wird, um die Verbindungsspielräume zu verkleinern und die durch Schwingungen, Stöße und Impulsstärken verursachten gegenseitigen Bewegungen der Elemente der Vorrichtung zu minimieren, und die deshalb sehr stark, zuverlässig und sicher ist.
Ein anderer Vorteil ist, dass eine Vorrichtung geschaffen wird, um auch bei Störung oder bei Bruch die Gefahr eines ungünstigen Lösens zu vermeiden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine einfache und schnell wirkende Einhak- und Aushakvorrichtung geschaffen wird.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Vorrichtung zum mechanischen, lösbaren Verbinden für fast alle Arten und Typen von Elementen geschaffen wird, die eine stabile, genaue und feste Verbindung erfordern.

Claims

Werkzeugverbindungsvorrichtung (1) zum Verbinden eines Werkzeugs (100) mit einer Halterung (101) und bei Gebrauch zum Übertragen von Kräften zwischen dem Werkzeug (100) und der Halterung (101) hauptsächlich in einer Hauptkraftrichtung (S), mit: – einem ersten an dem Werkzeug (100) befestigbaren Glied (2), – einem zweiten an dem Werkzeug (100) befestigbaren Glied (3), – Einrastmitteln (7) an dem zweiten Glied (3), die zum Gleiten mit Gleitmitteln (22) der Einrastmittel (7) relativ zu dem Glied (2, 3) in einer Gleitrichtung (D) eingespannt sind, die zu der Hauptkraftrichtung (S) geneigt ist, um das eine Glied an dem anderen Glied einzurasten, – wobei die Einrastmittel (7) zwischen einer Einrast- und einer Nichteinrastposition verschieblich sind, – einem Aufnahmemittel (9) an dem anderen Glied (2) zum Ineingriffbringen mit den Einrastmitteln (7) in der eingerasteten Position, – wobei das Einrastglied (7) eine keilförmige Fläche (10 umfasst, die zu der Gleitrichtung (D) geneigt ist und in der Eingriffsposition mit einer zweiten, ebenen Fläche (11) des Aufnahmemittels (9) zusammengreift, – die Einrastmittel (7) mit einem geformten hohlen, ausgeschnittenen Abschnitt (17) für ein Blockierungsmittel (18) versehen sind, das an dem zweiten Glied (3) angelenkt ist und sich zwischen zwei Extremzuständen der Blockierung des Einrastmittels (7) in Richtung nach innen (N) und nach außen (E) relativ zu dem zweiten Glied dreht; wobei die Vorrichtung (1) dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierungsmittel (18) hakenförmig ist, damit die Einrastmittel (7) nicht in Richtung zu der Innenseite der Vorrichtung (1) gleiten können, die mit einem geformten Vorsprung (19) des hohlen ausgeschnittenen Abschnitts (17) zusammengreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einrastmittel mindestens eine Sicherheitsfläche (15) außerhalb der mindestens einen keilförmigen Fläche (10) und angrenzend an dieselbe aufweist, mit welcher sie einen anderen Winkel als Null bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sicherheitsfläche (15) fast senkrecht zu der Festigkeitsrichtung (S) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einrastmittel (7) annähernd eine abgeflachte, parallelepipedische Form mit einer ersten, fast ebenen Hauptfläche (13) aufweist und die gegenüberliegende, zweite Hauptfläche (14) nahe an einem ihrer quer zu der Gleitrichtung (D) verlaufenden Ränder die keilförmige Fläche (10) aufweist, die in Richtung zu der ersten Fläche (13) gekippt ist und die zweite Fläche (14) mit mindestens einer zu den Hauptflächen (13, 14) parallelen Sicherheitsfläche (15) verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptflächen (13, 14) annähernd senkrecht zu der Festigkeitsrichtung (S) liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sicherheitsfläche (15) gegenüber den Hauptflächen (13, 14) in Gegenrichtung zu der keilförmigen Fläche (10) etwas gekippt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gruppe elastischer Mittel (16) zum Drücken des Gleitmittels (7) in der Gleitrichtung (D) in Richtung zu dem Aufnahmemittel (9) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Betätigungsmittel (21) für das Blockierungsmittel (18) umfasst, um dieses letztere zu betätigen und es an dem zweiten Glied (3) anzulenken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied (2) mit einem Anschlagmittel (20) ausgestattet ist, das in Entsprechung zu dem Verbinden der Glieder (2, 3) der Vorrichtung (1) zum Teil in den hohlen, ausgeschnittenen Abschnitt (17) eingreifen kann, der mit dem Blockierungsmittel (18) zusammengreift und dessen Drehung aus dem Blockierungszustand in der Innenseite (N) in Richtung zu dem Blockierungszustand in der Außenseite bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagmittel (20) im Wesentlichen aus einem Drehzapfen mit einem abgeschrägten Kopf zum Zusammengreifen mit dem Blockierungsmittel (18) besteht.