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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der
Vorrichtungen zur Befestigung eines Werkzeugs am Ende des Arms eines
Löffelbaggers oder ähnlichem.
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Derzeit erfolgt die Befestigung eines Werkzeugs, wie zum Beispiel eines
Baggerlöffels oder eines Drucklufthammers, mit Hilfe einer
"Schnellbefestigung" genannten Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es,
das Werkzeug automatisch zu befestigen, ohne daß der Fahrer der
Maschine seine Steuerkabine verlassen muß.
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Allgemein weist eine Schnellbefestigung zwei Teile auf, ein erstes Teil,
oder Befestigungsorgan, das vom Ende des Arms getragen wird, und ein
zweites Teil, das fest mit dem Werkzeug verbunden wird.
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Das zweite Teil besteht hauptsächlich aus einer Welle oder aus zwei
Lagerzapfen, die in bezug auf das Werkzeug ortsfest sind. Das erste Teil,
das am Ende des Arms angelenkt ist, weist in seiner einfachsten Form
einen haken auf, der eine halbzylindrische Lagerung bildet, die auf die
Welle des Werkzeugs aufgebracht werden kann, wenn dieses letztere auf
dem Boden aufliegt. Durch geeignete Drehungen sowohl des Arms der
Maschine als auch des Befestigungsorgans in bezug auf den Arm ist es
möglich, das Werkzeug automatisch in bezug auf den Arm zu verriegeln.
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Eine solche Vorrichtung wird durch diejenige dargestellt, die in EP-A-
438931 beschrieben ist.
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Aus den obigen Erklärungen geht hervor, daß der Kontakt der Welle des
Werkzeugs mit dem Befestigungsorgan tatsächlich mit Hilfe eines offenen
Lagers erfolgt. Wenn die Kräfte abwechselnd sind, entsteht eine
Verstemmungswirkung zwischen den in Kontakt stehenden Oberflächen,
und die daraus entstehenden Spielräume zerstören schnell die
Schnellbefestigung.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde eine Vorrichtung hergestellt, die
in ihrer einfachsten Form einen Anschlag aufweist, der auf dem
Befestigungsorgan vorgesehen ist, und der, wenn das Werkzeug verriegelt ist,
mit einem auf dem Werkzeug vorgesehenen Anschlag zusammenwirken
kann, um der Tendenz der Welle des Werkzeugs, sich aus ihrer Lagerung
zu entfernen, entgegenzuwirken.
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Eine solche Vorrichtung wird durch diejenige dargestellt, die in EP-A-
704577 beschrieben ist.
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Jeder der beiden oben erwähnten Anschläge weist eine Kontaktfläche
auf, die aus einem Abschnitt der Oberfläche eines geraden Zylinders mit
kreisförmiger Mantellinie besteht, dessen Achse mit derjenigen der Welle
des Werkzeugs zusammenfällt, wobei die beiden Flächen konkav bzw.
konvex sind.
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Um einen guten Halt der Welle in ihrer Lagerung zu erhalten, muß der
Radius der konvexen Fläche, die dem von der Welle getragenen Anschlag
entspricht, gleich demjenigen der konkaven Fläche sein.
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Diese Gleichheitsbedingung stellt bei der spanenden Bearbeitung der
Flächen kein Problem dar. Erfahrungsgemäß hat sich aber
herausgestellt, daß ihre Aufrechterhaltung stark zufallsbedingt ist. Bei der
Befestigung der Welle am Baggerlöffel zum Beispiel, Befestigung, die durch
ein Schweißverfahren erfolgt, hat die Welle nämlich die Tendenz, sich
dauerhaft und zufällig zu verformen. Daher können zwei Fehler
auftreten. In einem ersten Fall schlägt der Anschlag der Befestigung gegen
denjenigen der Welle, oder, in einem zweiten Fall, bleibt ein zu großes
Spiel zwischen den beiden Anschlägen am Ende der Verriegelung,
wodurch die Vorrichtung ihre ganze Wirksamkeit verliert.
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Die vorliegende Erfindung, die diese Nachteile beseitigt, ist insofern
bemerkenswert als, wenn die beiden Anschläge in der
Verriegelungsstellung zusammenwirken, die Achse des fiktiven Zylinders, auf dem sich die
beiden Kontaktflächen der Anschläge befinden, sich in bezug auf die
Drehrichtung des Befestigungsorgans, wenn dieses von der nicht
verriegelten in die verriegelte Position schwenkt, vor der Achse der Welle
befindet, die geeignet ist, vom Werkzeug getragen zu werden.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird der
ortsfeste Anschlag, d. h. derjenige, der von der Welle getragen wird, aus
zwei zusammengebauten Teilen hergestellt, von denen einer die
Kontaktfläche aufweist, wobei ein zwischen die beiden Teile eingefügter Keil es
ermöglicht, die Stellung der Kontaktfläche anzupassen.
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Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden werden anhand der
nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die nur als
darstellendes Beispiel dienenden, beiliegenden Zeichnungen, in denen
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Fig. 1 eine Teilansicht von vorne ist, die die Befestigung eines
Werkzeugs am Ende des Arms einer Lademaschine mit Hilfe einer die
erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisenden
Schnellbefestigung zeigt, wobei die Darstellung des Werkzeugs auf seine
übliche Welle beschränkt ist;
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Fig. 2 eine Ansicht analog zu Fig. 1 ist, die die Einheit in der
verriegelten Stellung zeigt;
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die Fig. 3 bis 5 Teilansichten in vergrößertem Maßstab sind, die die
verschiedenen Stellungen des beweglichen Anschlags während
des Verriegelungsvorgangs zeigen;
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Fig. 6 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab ist, die sich auf den
ortsfesten Anschlag begrenzt und ein weiteres Merkmal der
Erfindung zeigt.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist festzustellen, daß die Erfindung
auf eine Schnellbefestigung von der Art angewandt wird, die im
europäischen Patent EP-A-438931 beschrieben ist. Daher werden die Merkmale,
die nicht zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind,
weder beschrieben noch dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und gemäß einer
Ausführungsform, sieht man, dass 1 das Ende des üblichen Arms einer
Lademaschine ist, an dem ein Werkzeug wie zum Beispiel ein Baggerlöffel befestigt
werden soll.
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Um die Zeichnungen zu vereinfachen, ist die Darstellung des
Baggerlöffels auf den Balken oder die Welle 2 beschränkt, die vom Baggerlöffel
getragen wird und den Rand des Baggerlöffels entgegengesetzt zu den
Zähnen bildet.
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In bekannter Weise wird das Befestigungsorgan 3 mittels zweier gleicher
Haken 4 hergestellt, die durch mindestens einen Querbalken 5
verbunden sind. Jeder Haken weist eine halbzylindrische Lagerung 6 zur
Aufnahme der Welle 2 des Werkzeugs auf.
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Das Befestigungsorgan 3 ist an das Ende des Arms 1 mit Hilfe einer
Achse 7 angelenkt und kann um diese Achse mit Hilfe von Kurbelstangen 8
und 9 schwenken, die der Wirkung eines Hubzylinders unterworfen sind,
dessen Kolbenstange in Fig. 1 mit 10 bezeichnet ist.
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In bekannter Weise besitzt die Welle 2 mindestens einen Anschlag 1 l,
der, wenn das Werkzeug verriegelt ist (Fig. 2), mit einem Anschlag 12
zusammenwirken kann.
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In diesem Stadium der Beschreibung sollte daran erinnert werden, daß
in der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Arm 1 ortsfest ist und das
Werkzeug in bezug auf den Boden gemäß einem pendelnden
Aufhängemodus angehoben hält. Wenn unter Einwirkung des Hubzylinders das
Organ 3 gemäß dem Pfeil F schwenkt, um aus der nicht verriegelten
Stellung in die verriegelte Stellung (Fig. 2) überzugehen, behält der
Anschlag 11 die gleiche Ausrichtung bei, und alles geht so vor sich, als ob
das Organ 3 um die Achse der Welle 2 schwenken würde, wobei diese
Achse in den Fig. 3 bis 5 mit 13 bezeichnet ist. Nachfolgend wird der
Anschlag 11 als "ortsfester Anschlag" bezeichnet.
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Der ortsfeste Anschlag 11 weist eine konvexe Kontaktfläche 14 auf, die
sich auf einem fiktiven geraden Zylinder C befindet, dessen Mantellinien
parallel zur Achse 13 sind.
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Der Anschlag 12 weist eine konkave Kontaktfläche 15 auf, die sich auf
einem fiktiven geraden Zylinder C befindet, dessen Mantellinien parallel
zur Achse 13 sind.
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Die beiden erwähnten Zylinder haben den gleichen Durchmesser, und
wenn das Organ 3 in der verriegelten Stellung (Fig. 2 und 5) ist,
fallen die Achsen der beiden fiktiven Zylinder zusammen. Es gibt kein Spiel
zwischen den Flächen 14 und 15, und dies ist die ideale Situation.
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Erfindungsgemäß ist die Achse C 1 des die Fläche 14 aufweisenden
Zylinders in bezug auf die Achse 13 in der Drehrichtung des Organs 3, um
von der Position der Fig. 1 in diejenige der Fig. 2 überzugehen,
versetzt.
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Auf diese Weise, und wie dies aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, kann
während der Drehung kein Kontakt, der zerstörende Reibungen
hervorrufen könnte, zwischen den Flächen 14 und 15 auftreten, da die beiden
Flächen erst am Ende der Bewegung in Kontakt kommen.
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Dieses ideale Ergebnis setzt voraus, daß die Welle 2 keine Verformung
aufweist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß dies leider nicht der Fall ist. Es
wurde im Gegenteil bewiesen, daß bei der Befestigung der Welle 2 am
Werkzeug diese Welle die Tendenz hat, sich zu verformen, und trotz aller
Sorgfalt bei der spanenden Bearbeitung der Anschläge und ihrer
Befestigung auf ihrem jeweiligen Träger ein zu großes Spiel oder Verklemmen
zwischen den beiden Kontaktflächen in der verriegelten Stellung
entsteht.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, das diesen Nachteil
beseitigt, wird der Anschlag 11 aus zwei Teilen 11a und 11b hergestellt, die
mit Zwischenfügung eines Keils 16 zusammengesetzt werden. Das
Zusammensetzen erfolgt mittels Versenkschrauben, deren Achsen
schematisch in 17 dargestellt sind.
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Diese letztere Vorrichtung ermöglicht es, das Werkzeug an das
Befestigungsorgan anzupassen und einen Konstruktionsfehler des Werkzeugs
endgültig zu korrigieren.
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Wenn in der verriegelten Stellung ein zu großes Spiel zwischen den
Flächen verbleibt, wird die Dicke des Keils 16 vergrößert, und im
gegenteiligen Fall verkleinert.