DE69107719T2

DE69107719T2 - Werkzeugkupplungsvorrichtung einer Erdbaumaschine.

Info

Publication number: DE69107719T2
Application number: DE69107719T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Kishi
Original assignee: Japanic Corp
Current assignee: Nikken Corp
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2011-07-25
Also published as: DE69107719D1; US5324162A; AU651121B2; KR970001722B1; EP0468771B1; EP0468771A1; AU8133391A

Description

Bei einer Baumaschine zum Ausheben eines Grabens oder Loches in dem Erdboden, wie etwa einem sogenannten Bagger, Tieflöffelbagger oder dergleichen, kann ein an dem Arm der Baumaschine angebrachtes Zubehörteil durch ein anderes Zubehörteil für eine andere Aufgabe ersetzt werden. Der Bagger wird typischerweise für Erd- oder Bauarbeiten benutzt und trägt eine am äußeren Ende des Arms angebrachte Schaufel. Wenn der Baum und die Schaufel geschwenkt werden, kann Erde oder Sand ausgehoben werden, um Löcher oder Gräben zu bilden. Der Bagger wird jedoch nicht nur zum Ausheben von Löchern oder Gräben mit Hilfe einer Schaufel benutzt, sondern er kann auch anderen Aufgaben zugeführt werden. Zu diesem Zweck kann anstelle der Schaufel ein anderes Zubehörteil an dem Arm angebracht werden. Beispielsweise kann die Schaufel so ausgewählt werden, daß sie eine zum Graben und Ausheben von Gräben angepaßte Breite hat, so daß der Bagger imstande ist, Arbeiten in Abhängigkeit von der Härte des Bodens und des Sandes und der Breite der Löcher oder Gräben durchzuführen. Andererseits kann am vorderen Ende des Arms ein Brecher angebracht werden, oder ein Greifer kann dazu dienen, Abbrucharbeit oder Lade- oder Entladearbeit durchzuführen. Eine Kombination von verschiedenen Arten dieser Zubehörteile erlaubt dem Bagger die Anpassung an verschiedene Arbeiten, wodurch seine Vielseitigkeit auf der Arbeitsstelle verbessert wird.
Wenn die Schaufel durch ein anderes Zubehörteil ersetzt wird, wird die Schaufel abgenommen und ein anderes Zubehörteil für eine andere Aufgabe wird manuell an dem Arm angebracht. Hierzu wird ein den Arm und die Schaufel verbindender Bolzen entfernt, so daß die Schaufel von dem Arm abgenommen werden kann. Danach wird ein anderes Zubehörteil mit dem Arm verbunden, und der Bolzen wird wieder eingesetzt, wodurch das Zubehörteil und der Arm verbunden werden. Die damit verbundene Abnahme- und Anbringungsarbeit wird von Hand durchgeführt; dies erfordert jedoch viel Zeit und mehrere Arbeitsleute und macht die Arbeit unrationell. Wenn es möglich wäre, das Zubehörteil leicht auszutauschen, würde man die beim Austausch des Zubehörteils aufgewendete Arbeitskraft und Arbeitszeit verringern.
Wenn der Bedienungsmann des Baggers alleine das Zubehörteil abnehmen und anbringen kann und der mit dem Einsetzen des Bolzens und dem Herausziehen des Bolzen aus dem Zubehörteil verbundene Arbeitsgang wegfallen kann, wird die Arbeit sicherer und die zum Austausch des Zubehörteils erforderliche Zeit wird reduziert, verbunden mit hoher Arbeitseffiziens.
Eine Veröffentlichung aus dem Stand der Technik, die eine Baumaschine mit einer Kupplungseinrichtung mit den oben genannten Aufgaben beschreibt, ist AU-557890. Die Merkmale, die AU-557890 und im wesentlichen der vorliegenden Erfindung gemeinsam sind, sind in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. AU-577890 beschreibt eine Kupplungseinrichtung mit einander gegenüberstehenden hakenartigen Teilen, die in Eingriff gebracht werden können, einem ersten hakenartigen Teil mit einem ersten Montagebolzen, der in Bolzenlöchern in einem Zubehörteil (Werkzeug) angebracht ist, und dem zweiten hakenartigen Teil mit einem ähnlichen, parallelen auf Abstand gehaltenen zweiten Bolzen. Um das Zubehörteil zu befestigen, wird ein hakenartiges Teil durch einen Hydraulikzylinder von dem anderen hakenartigen Teil weg verschoben.
Nach FR-A-2304726 kann ein herkömmliches Zubehörteil mit Bolzenlöchern für zwei Montagebolzen an einem Armende durch einen Kupplungsmechanismus mit Bolzen angebracht werden, die durch einen hydraulischen Stößel vorbewegt werden können, um in herkömmlichen Bolzenlöchern aufgenommen zu werden.
Keine der oben genannten Kupplungseinrichtungen löst die vorgenannten Probleme in vollständig befriedigender Weise, und demgemäß schafft die vorliegende Erfindung eine Baumaschine mit einem auf einem Fahrgestell angebrachten, angelenkten Armaggregat und einer am Ende des Armaggregats angebrachten Kupplungseinrichtung, um an dem Ende des Arms ein Ausrüstungsteil für seinen Einsatz ankuppeln zu können, so daß das Ausrüstungsteil beim Einsatz durch die Wirkung eines mit der Kupplungseinrichtung in Eingriff befindlichen Hydraulikzylinders geschwenkt werden kann, wobei das genannte Ausrüstungsteil ein Standard-Ausrüstungsteil mit zwei parallelen, auf Abstand angeordneten Bolzen zur Anbringung auf dem Ende eines Arms des Armaggregats ist und die genannte Kupplungseinrichtung ein zum Anhaken eines ersten Bolzens der Bolzen zur Ausrüstungsteilmontage vorgesehenes Hakenelement umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Arm ein Klinkenelement angeordnet ist, wodurch der zweite Bolzen für die Ausrüstungsteilmontage beim Heben des Ausrüstungsteils durch das Armaggregat in Eingriff mit dem Klinkenelement schwenkt.
Insbesondere umfaßt das Klinkenelement auf dem Arm eine Rillenvertiefung zur Aufnahme des zweiten Bolzens für die Ausrüstungsteilmontage, einen in dem Arm angeordneten, auf einer Welle schwenkbar gelagerten Haltekörper, der ein Halteteil und eine Feder hat, um das Halteteil zwecks Einklinkung des zweiten Bolzens vorzuspannen, und einen an der Stirnfläche des Haltekörpers befestigten Schiebekörper, so daß das Auftreffen des zweiten Bolzens auf den Schiebekörper den Haltekörper verschiebt, damit dieser den zweiten Bolzen einklinken kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Klinkenelement einen Hebel, der durch die Bewegung einer aus einem Hydraulikzylinder herausragenden Zylinderstange verschiebbar ist, um zur Freigabe des zweiten Bolzens den Haltekörper zu verschwenken.
Ein Beispiel einer Baggerbaumaschine, die mit einer Zubehörteil-Kupplungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Baggers, der mit der Kupplungseinrichtung ausgestattet ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Kupplungseinrichtung;
Fig. 3 einen Querschnitt des äußeren Endes eines Arms mit einer Klinkeneinrichtung;
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Klinkeneinrichtung der Fig. 3; und
Fign. 5(A) bis 5(C) Ansichten, die die Arbeitsvorgänge der Zubehörteil-Kupplungseinrichtung nach der fünften Ausführungsform zeigen.
Die Baumaschine umfaßt ein mobiles Fahrgestell 501 mit einem darauf angebrachten Motor und dergleichen und einer endlosen Raupenkette 502 auf der rechten und linken Seite ihres Unterteils, die sich links und rechts frei nach vorne und zurück bewegen können. Das Fahrgestell 501 hat einen C-förmigen Baum 503, der an seinem Vorderteil vertikal schwenkbar angebracht ist. Ein Paar erste Hydraulikzylinder 504 sind zwischen dem Baum 503 und dem Fahrgestell 501 links und rechts des Mittelteils des Baums und an dem Vorderteil des beweglichen Fahrgestell 501 vorgesehen, wodurch der Baum 503 vertikal geschwenkt werden kann. Ein länglicher Arm 505 ist mit dem oberen Ende des Baums 503 verbunden, so daß er vertikal bewegbar ist. Ein zweiter Hydraulikzylinder 506 ist zwischen einem mittleren Teil des Baum 503 an dessen Rückseite und dem hinteren Ende des Arms 505 angeordnet, wodurch der Arm 505 relativ zu dem Baum 503 vertikal geschwenkt werden kann. Ein Schaufelzylinder 507 ist mit dem hinteren Ende an dem hinteren Mittelteil des Arms 505 schwenkbar angebracht und hat ein mit einer Zylinderstange 508 bestücktes vorderes Ende.
Die Zubehörteil-Kupplungsmechanik umfaßt ein Paar aufragender Gelenkglieder 509, die an der rechten und linken Seite der Zylinderstange 508 schwenkbar angebracht sind. Die unteren Enden der aufragenden Gelenkglieder 509 sind mit einem Teil am vorderen Ende des Arms 505 schwenkbar verbunden, und zwar je eins auf jeder Seite. Ein Paar Verbindungsglieder 510 sind mit dem vorderen Ende der Zylinderstange 508 schwenkbar verbunden, und zwar je einer auf ihrer rechten und linken Seite. Ein Körper 513 ist zwischen den äußersten Enden der Bindungsglieder 510 und dem äußeren Ende des Arms 505 schwenkbar angebracht. Durch die Paare der aufragenden Gelenkglieder 509, Verbindungsglieder 510 und dem Körper 513 wird ein im wesentlichen viereckiger Gliedermechanismus gebildet. An der rechten und linken Seite des Oberteils der Verbindungsglieder 510 sind obere Haken 511 befestigt.
Eine Schaufel 517 hat einen bekannten Aufbau und einen angeformten Körper 518, der mit einem Umfangsteil der Schaufel verbunden ist. Parallel verlaufende erste und zweite Haltebolzen 519 und 520 sind in einem vorbestimmten Abstand an den Seitenflächen des angeformten Körpers 518 befestigt.
Eine Halterille 515 öffnet sich an dem äußeren Ende des Arms 505. Die Halterille 515 hat die Ausbildung einer in Querrichtung verlaufenden Nut und eine Tiefe, deren Richtung mit der Längsrichtung des Arms 505 übereinstimmt. Eine Trägerwelle 535 ist innerhalb des Arms 505 angeordnet und an einem Teil nahe dem innersten Ende der Halterille 515 befestigt. Die Trägerwelle 535 trägt einen auf ihr schwenkbar gelagerten sichelförmigen Haltekörper 536. Der Haltekörper 536 erstreckt sich in der Richtung der Halterille 515 und hat ein im wesentliche L-förmig gebogenes äußeres Ende zwecks Bildung eines Halteteils 537. Der Halteteil 537 ist ein wenig von der innersten Position der Halteaussparung 515 entfernt, so daß der Halteteil 537 mit einem Haltebolzen 520 in Berührung kommt, der auf der Schaufel 517 an der Seite der Öffnung der Halteaussparung 513 vorgesehen ist, wenn der Haltebolzen im innersten Teil der Halterille 515 angeordnet ist.
An der Vorderseite des Halteteils 537 ist ein Stoßkörper 538 von im wesentlichen dreieckigem Querschnitt befestigt. Ein Auslösehebel 539 ragt von dem Haltekörper 536 an der der Trägerwelle 535 benachbarten Stelle nach unten. Der Haltekörper 536 hat eine Feder 540, von der ein Ende an dem Mittelteil des Körpers 536 und das andere Ende an einem Federsitz 541 gehalten wird, der von der Innenseite des Arms 505 vorsteht. Der Haltekörper 536 ist daher immer durch die Feder 540 in Richtung entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um die Trägerwelle 535 vorgespannt. Ein Hydraulikzylinder 545 ist zum Zwecke eines Auslösevorgangs innerhalb des Arm 535 angeordnet und hat eine auf die Trägerwelle 535 gerichtete Zylinderstange 546. Die Zylinderstange 546 hat ein äußeres Ende, an dem eine abwärts gerichtete Verlängerungsplatte 547 angebracht ist. Die Verlängerungsplatte 547 trägt an ihrem unteren Ende eine zu der Zylinderstange 546 parallele Stange 548. Die Stange 548 ist gegen die Seitenflächen des äußersten Endes des Auslösehebels 539 gerichtet.
Ein Zustand, in dem der Anbringungsvorgang des Zubehörteils (in diesem Falle eine Schaufel 517) beginnt, ist in Fig. 5(A) gezeigt.
Der Bolzen 519 wird durch die oberen Haken 511 eingehakt, um die Schaufel 517 mit dem Arm zu verbinden. Dann wird der Schaufelzylinder 507 eingefahren, während die Schaufel 517 an dem oberen Haken 511 hängt. In diesem Zustand werden die hochragenden Gelenkglieder 509 im Uhrzeigerdrehsinn um den Bolzen 526 gedreht, so daß die Klinkenhalter 510 nach rechts gezogen werden. Demzufolge werden die oberen Haken 511 und die Schaufel 517 nach rechts gezogen, so daß der Haltebolzen 520 der Schaufel 517 relativ zu dem äußeren Ende des Arms 505 hin bewegt wird.
Da die Halterille 515 am äußeren Ende des Arms 505 ausgebildet ist, wird der Haltebolzen 520 in die Rille 515 eingesetzt. Sobald der Haltebolzen 520 die Rückseite des Stoßkörpers 538 berührt, wird der Haltekörper 536 gezwungen, sich gegen die Federkraft der Feder 540 um die Trägerwelle 536 zu drehen, da die Rückseite des Stoßkörpers 538 so geneigt ist, daß der Haltebolzen 520 in das innerste Ende der Halterille 515 eingesetzt wird. Wenn der Haltebolzen 520 am innersten Ende der Halterille 515 angeordnet ist, dreht sich der Haltekörper 536 durch die Feder 540 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, so daß der Halteteil 537 sich dicht an die Öffnung der Halterille 515 bewegt. Demzufolge wird der Haltebolzen 520 daran gehindert, aus der Halterille 515 herausgezogen zu werden, wodurch der Haltebolzen 520 mit dem äußersten Ende des Arms 505 verbunden ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Wie in Fig. 5(C) dargestellt ist, ist der Haltebolzen 519 durch die oberen Haken 511 eingehakt, während der Haltebolzen 520 innerhalb der Halterille 515 befestigt ist, so daß die Schaufel 517 an dem Arm 505 sicher befestigt ist. Da die Halterille 515 durch den Halteteil 537 geschlossen ist, kann der Haltebolzen 520 am äußeren Ende des Arms 505 gedreht werden. Demgemäß kann die Schaufel 517 durch Betätigung des Hydraulikzylinders 507 um den Haltebolzen 520 gedreht werden, so daß die Baumaschine mit der abnehmbaren Einrichtung in der gleichen Weise wie ein herkömmlicher Bagger arbeiten kann.
Der Vorgang der Entfernung der Schaufel 517 von dem vorderen Ende des Arms 505 wird nachfolgend beschrieben.
Das äußere Ende der Schaufel 5l7 wird in Bodenberührung gedrückt, und der Hydraulikzylinder 545 wird betätigt, um die Zylinderstange 546 vorzustoßen. Da sich die Stange 548 gegen das äußere Ende des Arms 505 bewegt und das Ende der Stange 548 auf den Auslösehebel 539 stößt, dreht sich der Haltekörper 536 gegen die elastische Kraft der Feder 540 im Uhrzeigerdrehsinn um die Trägerwelle 535. Infolgedessen bewegt sich der die Halterille 515 verschließende Halteteil 537 aufwärts, wodurch der Haltebolzen 520 in der Halterille 515 gleitet und aus dem äußersten Ende des Arms 505 herausgezogen wird.
Diese Vorgänge können in einer Aufeinanderfolge durchgeführt werden, wie sie in den Fign. 5(C), 5(B) und 5(A) dargestellt ist.

Claims

1. Baumaschine mit einem auf einem Fahrgestell (501) angebrachten, angelenkten Armaggregat (503,505) und einer am Ende des Armaggregats (503,505) angebrachten Kupplungseinrichtung, um an dem Ende des Arms (505) ein Ausrüstungsteil (517) für seinen Einsatz ankuppeln zu können, so daß das Ausrüstungsteil (517) beim Einsatz durch die Wirkung eines mit der Kupplungseinrichtung in Eingriff befindlichen Hydraulikzylinders (507) geschwenkt werden kann,

wobei das genannte Ausrüstungsteil (517) ein Standard-Ausrüstungsteil mit zwei parallelen, auf Abstand angeordneten Bolzen (519,520) zur Anbringung auf dem Ende eines Arms (505) des Armaggregats (503,505) ist und die genannte Kupplungseinrichtung ein zum Anhaken eines ersten Bolzens (519) der Bolzen (519,520) zur Ausrüstungsteilmontage vorgesehenes Hakenelement (511) umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Arm (505) ein Klinkenelement angeordnet ist, wodurch der zweite Bolzen (520) für die Ausrüstungsteilmontage beim Heben des Ausrüstungsteils (517) durch das Armaggregat (503,505) in Eingriff mit dem Klinkenelement auf dem Arm (505) schwenkt.

2. Baumaschine nach Anspruch 1, bei der das Klinkenelement auf dem Arm (505)

eine Rillenvertiefung (515) zur Aufnahme des zweiten Bolzens (520) für die Ausrüstungsteilmontage,

einen in dem Arm (505) angeordneten, auf einer Welle (535) schwenkbar gelagerten Haltekörper (536), der ein Halteteil (537) und eine Feder (540) hat, um das Halteteil (537) zwecks Einklinkung des zweiten Bolzens (520) vorzuspannen, und

einen an der Stirnfläche des Haltekörpers (536) befestigten Schiebekörper (538) umfaßt, so daß das Auftreffen des zweiten Bolzens (520) auf den Schiebekörper (538) den Haltekörper (536) verschiebt, damit dieser den zweiten Bolzen (520) einklinken kann.

3. Baumaschine nach Anspruch 2, bei der das Klinkenelement einen Hebel (539) hat, der durch die Bewegung einer aus einem Hydraulikzylinder (545) herausragenden Zylinderstange (546) verschiebbar ist, um zur Freigabe des zweiten Bolzens (520) den Haltekörper (536) zu verschwenken.