EP3336261A1 - Method and device for controlling the locking of a quick change device for construction equipment - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der bei einer Schnellwechselvorrichtung für Baugeräte kontrolliert werden kann, ob das angebaute Werkzeug sachgemäß und kraftschlüssig am Baugerät befestigt ist. The invention describes a method and a device with which it can be checked in a quick-change device for construction equipment, whether the attached tool is attached properly and non-positively to the construction equipment.
Description
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der bei einer Schnellwechselvorrichtung für Baugeräte kontrolliert werden kann, ob das angebaute Werkzeug sachgemäß und kraftschlüssig am Baugerät befestigt ist.The invention describes a method and a device with which it can be checked in a quick-change device for construction equipment, whether the attached tool is attached properly and non-positively to the construction equipment.
Im Tiefbau und Straßenbau ist es notwendig, dass an einem einzelnen Baugerät mehrmals am Tag unterschiedliche Werkzeuge montiert werden müssen. Damit dies funktioniert, ohne dass der Baggerfahrer beim Wechseln des Werkzeugs sein Gerät verlassen muß, werden so genannte Schnellwechselvorrichtungen eingesetzt.In civil engineering and road construction, it is necessary that different tools must be mounted several times a day on a single construction equipment. So that this works, without the excavator driver having to leave his device when changing the tool, so-called quick-change devices are used.
Mit diesen Vorrichtungen ist es möglich, dass an einem Trägergerät oder Bagger innerhalb kurzer Zeit ein Tieflöffel, eine Rüttelplatte oder ein besonderer Greifer befestigt werden kann, ohne dass der Baggerfahrer sein Gerät verlassen muss und ohne dass er körperliche Tätigkeiten durchzuführen hat.
Mit diesen Schnellwechselvorrichtungen wird das zu wechselnde Werkzeug kraftschlüssig am Ausleger des Baugerätes befestigt.
Mit Schnellwechselvorrichtungen lassen sich auch Werkzeuge befestigen, die beweglich sind bzw. von Motoren oder Zylindern angetrieben werden. Dies sind beispielsweise Hydraulikgreifer, Abbruchzangen, drehbare Aushublöffel oder Rüttelplatten.
Bei den Schnellwechselvorrichtungen für solche Werkzeuge wird neben der kraftschlüssigen Verbindung auch noch die Verbindung von Rohrleitungen, Schlauchleitungen oder Kabeln und Steuerleitungen durchgeführt.With these devices, it is possible that on a carrier or excavator within a short time a backhoe, a vibrating plate or a special gripper can be attached without the excavator driver must leave his device and without having to perform physical activities.
With these quick-change devices, the tool to be changed is fixed non-positively on the boom of the construction equipment.
With quick-change devices can also attach tools that are movable or driven by motors or cylinders. These are, for example, hydraulic grippers, demolition tongs, rotating excavating buckets or vibrating plates.
In the quick-change devices for such tools in addition to the non-positive connection and the connection of pipes, hoses or cables and control lines is performed.
Um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schnellwechsler, der am Auslegerarm eines Baggers oder Trägergerätes befestigt ist und einem Werkzeugadapter mit den jeweiligen Werkzeugen zu erreichen, muss nach einem Einfädelvorgang beider Teile eine kraftschlüssige Verriegelung durch besondere Elemente erfolgen.In order to achieve a non-positive connection between the quick coupler, which is attached to the boom of an excavator or carrier device and a tool adapter with the respective tools, a non-positive locking must be done by special elements after a threading of both parts.
Nachdem die Tragbolzen am Werkzeugadapter in Aussparungen am Schnellwechsler eingefädelt sind, werden Verriegelungselemente unterschiedlicher Art nach dem Stand der Technik betätigt bzw. verschoben, um zu verhindern, dass diese Tragbolzen aus diesen Aussparungen des Schnellwechslers am Trägergerät herausfallen können.
Diese Verriegelung erfolgt meist durch Verschieben von Verriegelungsblechen oder einzelnen meist zylindrischen oder bolzenförmigen Elementen.After the support bolts are threaded on the tool adapter in recesses on the quick coupler, locking elements of different types are actuated or moved according to the prior art, to prevent these support bolts can fall out of these recesses of the quick coupler on the carrier.
This locking is usually done by moving locking plates or individual mostly cylindrical or bolt-shaped elements.
Da sich diese Verriegelungselemente in dem Innenraum des Schnellwechslers befinden, der zwischen dem Schnellwechsler und dem Werkzeugadapter ausgebildet ist, ist der Verriegelungsfortschritt von außen durch den Fahrer nicht direkt zu kontrollieren.
Im einfachen Fall wird ein Anstieg des Öldrucks am Schließzylinder der Verriegelungsvorrichtung festgestellt, wenn diese in Endstellung oder Anschlagstellung ist.
So besteht immer die Gefahr, dass die Verriegelung nur unvollständig erfolgt ist, was beispielsweise dadurch verursacht werden könnte, dass sich im Inneren des Schnellwechslers oder Werkzeugadapters Schmutz befindet, der ein vollständiges Ausfahren der Verriegelungsbleche oder Verriegelungszylinder verhindert.Since these locking elements are located in the interior of the quick coupler, which is formed between the quick coupler and the tool adapter, the locking progress from the outside by the driver is not directly controlled.
In the simple case, an increase in the oil pressure at the lock cylinder of the locking device is detected when it is in the end position or stop position.
So there is always the danger that the locking has been done only incomplete, which could be caused, for example, that there is dirt inside the quick coupler or tool adapter, which prevents complete extension of the locking plates or locking cylinder.
Der nahe liegende Gedanke, das vollständige Ausfahren der Verriegelungselemente durch den Einbau von elektronischen Endschaltern oder Schließkontakten direkt dem Fahrer im Inneren des Führerhauses anzuzeigen, führt leider im Tiefbau und den damit verbundenen harten Umweltbedingungen selten zu dauerhaftem Erfolg.The obvious thought, the complete extension of the locking elements by the installation of electronic limit switches or closing contacts directly to the Unfortunately, displaying the driver inside the cab is rarely successful in civil engineering and the associated harsh environmental conditions.
Die Aushubwerkzeuge von Baggern und Aushubgeräten werden in unterschiedlichen Böden und zumeist auch unter Wasser eingesetzt, mit der Folge, dass sich Schmutz, Boden und Wasser an den elektronischen Schaltelementen bzw. an den Endschaltern und Kontakten ablagert und diese beschädigt. Dies führt des Öfteren zum Ausfall der Anzeige im Inneren der Fahrerkabine.
Der Fahrer kann nicht unterscheiden, ob die Elektronik ausgefallen ist oder ob die Verriegelung nur teilweise hergestellt wurde und der Fahrer muß aus Sicherheitsgründen die Arbeiten unterbrechen, da er nicht beurteilen kann, ob die Anzeige den wirklichen Sachstand wiedergibt.The excavation tools of excavators and excavators are used in different soils and mostly under water, with the result that dirt, soil and water on the electronic switching elements or on the limit switches and contacts deposited and damaged. This often leads to the failure of the display inside the cab.
The driver can not distinguish whether the electronics have failed or the interlock has been partially made and for safety reasons the driver must interrupt work because he can not judge whether the display reflects the true state of affairs.
Die Erfindung hat die Aufgabe, durch eine einfache, eindeutige Anzeige dem Gerätefahrer zu signalisieren, ob der Verriegelungsvorgang vollständig erfolgt ist.The object of the invention is to signal the device driver by means of a simple, clear indication whether the locking process has been completed.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche und wird anhand der
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Fig. 1 zeigt die Ansicht von einenSchnellwechsler 2, der mitBolzen 20 an einem Trägergerät oder Bagger befestigt ist. DieserSchnellwechsler 2 ist in einenWerkzeugadapter 1 eingeführt. Das Angebaute Werkzeug ist nicht dargestellt. Die Verriegelung der Bolzen 14 ist noch nicht erfolgt und dies wird durch einenerfindungsgemäßen Zeiger 5 dem Fahrer optisch angezeigt, da er herausragt.. -
Fig.2 zeigt die gleiche erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der jedoch der Verriegelungsvorgang vollständig und sachgemäß ausgeführt ist, was durch die eingeschwenkte Lage des Zeigers 5' gezeigt ist, der in derAusnehmung 4 verschwindet. -
Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den am Trägergerätbefestigten Schnellwechsler 2. In diesenSchnellwechsler 2 ist ein Verriegelungselement in Form einesVerriegelungsbleches 6 angeordnet, das durch einenHydraulikzylinder 11 bewegt wird. - Haben die
Haltebolzen 14 und 15 desWerkzeugadapters 1 Kraftschlusskontakt zu denAussparungen 17 und 18 desSchnellwechslers 2, wird der Verriegelungsbolzen oder dasVerriegelungsblech 6 in dieStellung 7 ausgefahren -
Fig.4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einenWerkzeugadapter 1, in dem einerfindungsgemäßer Zeiger 5 angeordnet ist, der gerade durch dasVerriegelungsblech 6 betätigt wird. -
Fig. 5 zeigt in einem erfindungsgemäßen Anwendungsbeispiel die Stellung desZeigers 5 nach vollständigem Verriegelungsvorgang. -
Fig. 6 zeigt die ausgeschwenkte Stellung desZeigers 5 vor Beginn des Verriegelungsvorgangs.
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Fig. 1 shows the view of aquick coupler 2, which is fastened withbolts 20 to a carrier or excavator. Thisquick coupler 2 is inserted into atool adapter 1. The attached tool is not shown. The locking of thebolt 14 has not yet taken place and this is optically indicated by apointer 5 according to the invention, since it protrudes. -
Fig.2 shows the same device according to the invention, but in which the locking operation is carried out completely and properly, which is shown by the pivoted position of the pointer 5 ', which disappears in therecess 4. -
Fig. 3 shows a vertical section through the attached to the carrierquick coupler 2. In thisquick coupler 2, a locking element in the form of alocking plate 6 is arranged, which is moved by ahydraulic cylinder 11. - Have the
14 and 15 of theretaining bolts tool adapter 1 frictional contact with the 17 and 18 of therecesses quick coupler 2, the locking bolt or thelocking plate 6 is extended to theposition 7 -
Figure 4 shows a vertical section through atool adapter 1, in which aninventive pointer 5 is arranged, which is being actuated by thelocking plate 6. -
Fig. 5 shows in an application example according to the invention, the position of thepointer 5 after complete locking process. -
Fig. 6 shows the pivoted position of thepointer 5 before the start of the locking process.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Kontrolle der Verriegelung einer Schnellwechselvorrichtung für Baugeräte erfolgt dadurch, dass im Seitenteil 3 des Werkzeugadapters 1, das dem Gerätefahrer zugewandt ist, sich eine Ausnehmung 4 befindet und dass im Werkzeugadapter 1 ein beweglicher Zeiger 5 angeordnet ist, der entweder quer aus der Ebene des Seitenteils 3 durch die Ausnehmung 4 herausragt oder im wesentlichen in der Ausnehmung 4 verborgen ist und dass die Betätigung des Zeigers 5 im Werkzeugadapter 1 dadurch erfolgt, dass zum Zwecke der Verriegelung des am Trägergerät befestigten Schnellwechslers 2 mit dem Werkzeughalter 1 mindestens ein Verriegelungsbolzen oder Verriegelungsblech 6 in den Verriegelungsraum 7 der Aussparung 17 des Tragbolzens 14, 14' eingeführt wird und dass der Verriegelungsbolzen oder das Verriegelungsblech 6 dabei direkt oder über einen Mitnehmer 8 auf den Körper des Zeigers 5 eine Kraft ausübt, die bewirkt, dass der zu Beginn der Verriegelung aus dem Seitenteil 3 herausragende Zeiger 5 dadurch im wesentlichen in der Ausnehmung 4 verschwindet und dass der Zeiger 5 eine Rückstellvorrichtung nach dem Stand der Technik aufweist, die dafür sorgt, dass im nicht verriegelten Zustand der Zeiger 5 quer aus dem Seitenteil 3 herausragt.The inventive method and the device for controlling the locking of a quick-change device for construction equipment takes place in that in the
Schnellwechselvorrichtungen an Baggern, Aushubgeräten oder sonstigen Trägergeräten funktionieren in der Weise, dass am Ausleger oder Baggerstiel ein Schnellwechsler 2 über Bolzen 20 kraftschlüssig verbunden wird.
In diesem Schnellwechsler befinden sich Aussparungen 17, die so ausgeführt sind, dass sie die Tragbolzen 14 vom anzuschließenden Werkzeug passgenau aufnehmen können. Ist der Tragbolzen 14 in der richtigen Position 14', wird er dadurch verriegelt und gegen ein Herausfallen gesichert, dass ein Verriegelungsbolzen oder ein Verriegelungsblech 6 über einen oder mehrere Hydraulikzylinder 11 in den Verriegelungsraum 7 bewegt wird. Ist dieser Verriegelungsraum 7 erreicht, kann der eingeführte Tragbolzen 14' mit dem angebauten Werkzeugadapter 1 sich nicht mehr vom Schnellwechsler lösen.Quick change devices on excavators, excavators or other carrier devices work in such a way that a
In this quick coupler are
Bevorzugter Weise ist der Verriegelungsbolzen oder das Verriegelungsblech 6 im Kontaktbereich zum Tragbolzen 14 abgeschrägt, um einen besseren Kontakt und Kraftschluss mit dem Tragbolzen 14,14' zu erreichen.Preferably, the locking bolt or the
An
- Die Verbindung und der Einfädelvorgang zwischen
Schnellwechsler 2 und Werkzeugadapter 1 erfolgt in der Weise, dass zunächst durch Schrägstellung desSchnellwechslers 2 derTragbolzen 15, 15' über dieAussparung 16 desSchnellwechslers 2 eingefädelt wird.
- The connection and threading between
quick coupler 2 and -
Tool adapter 1 takes place in such a way that initially by tilting thequick coupler 2 of thesupport pin 15, 15 'is threaded over therecess 16 of thequick coupler 2.
Wenn die Tragbolzen 14 und 15 Kraftschluss erreichen (14',15'), wird der Tragbolzen 14 dadurch gegen Herausfallen gesichert, dass ein Verriegelungsbolzen oder Verriegelungsblech 6 quer in die Aussparung 17 hinein geschoben wird.When the support bolts 14 and 15 reach traction (14 ', 15'), the
Die vollständige Verriegelung ist dann erreicht, wenn der Verriegelungsbolzen oder das Verriegelungsblech 6 Kraftschluss mit der Zylinderoberfläche des Tragbolzens 14,14' erreicht. Dazu wird der Verriegelungsbolzen oder ein Verriegelungsblech 6 um einen Betrag 7 in den Verriegelungsraum eingeschoben, bis Kraftschluss mit dem Tragbolzen 14 erfolgt und dieser im Schnellwechsler 2 fixiert ist. Die Verriegelungsendstellung 19 ist erreicht.The complete locking is achieved when the locking bolt or the
Das Besondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass im Werkzeugadapter 1 ein beweglicher Zeiger 5 angeordnet ist, der zumindest teilweise in den Bewegungsfreiraum 18 des Verriegelungsbolzens oder Verriegelungsblechs 6 hineinragt. Der Körper dieses Zeigers 5 ragt in diesen Bewegungsfreiraum 18 so hinein, dass der Zeiger 5 vom Verriegelungsbolzen oder Verriegelungsblech 6 auf dem Weg zur Verriegelung durch Kontakt bewegt wird.The special feature of the device according to the invention is that in the
Die Bewegung des Zeigers 5 kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen. Entweder erfolgt die Bewegung des Zeigers über einen Mitnehmer 8 am Körper des Zeigers 5 oder die Kontaktübertragung erfolgt direkt an Teilen des Körpers des Zeigers 5, welche in den Bewegungsfreiraum 18 des Verriegelungsbolzens oder des Verriegelungsblechs 6 hineinragen.
Um den Verschleiß zu minimieren, sollten zumindest die Kontaktflächen am Körper des Zeigers 5 oder dem Mitnehmer abgerundet sein.The movement of the
In order to minimize wear, at least the contact surfaces on the body of the
In einer bevorzugten Ausführungsart ist der Zeiger 5 im Gehäuse des Werkzeugadapters 1 über eine Drehachse 9 drehbar gelagert. Diese Drehachse 9 verläuft bevorzugterweise senkrecht oder quer zur Bewegungsrichtung des Verriegelungsbolzens oder Verriegelungsblechs 6.
Durch die Drehbewegung wird der Zeiger 5 durch Ausnehmung 4 des Seitenteils 3 aus und eingeschwenkt.In a preferred embodiment, the
Due to the rotational movement, the
Prinzipiell kann das Aus- und Einfahren des beweglichen Zeigers 5 auch durch eine reine Translationsbewegung quer zur Verriegelungsrichtung 18 erfolgen.
Dazu müssen am Körper des Zeigers 5 und am Verriegelungsbolzen oder am Verriegelungsblech 6 im Kontaktbereich schräge Kontaktflächen vorgesehen werden, welche schräg zur Verriegelungsrichtung 18 des Verriegelungsbolzens oder des Verriegelungsblechs 6 liegen.
Unter Überwindung der Reibung in den metallischen Kontaktflächen kann der Zeiger dann quer zur Verriegelungsrichtung 18 nach dem Prinzip "Krafteinwirkung auf 2 schiefe Ebenen" verschoben werden.In principle, the extension and retraction of the
For this purpose, oblique contact surfaces must be provided on the body of the
By overcoming the friction in the metallic contact surfaces of the pointer can then be moved transversely to the locking
Im Seitenteil 3 des Werkzeugadapters 1 befindet sich eine Ausnehmung 4 im Bereich des Zeigers 5. Diese Form der Ausnehmung 4 ist entsprechend der Form eines Teils des Zeigers 5 ausgestaltet.In the
Zum einen kann der Zeiger 5 quer aus der Fläche des Seitenteils 3 herausstehen und zum anderen kann der Zeiger 5' im eingeklappten Zustand in der Ausnehmung 4 verschwinden.
Bevorzugterweise ist ein Teil des Zeigers 5 so ausgestaltet, dass er die Ausnehmung 4 weitgehend verschließt, wenn der Zeiger 5 eingefahren ist. Dies ist zweckmäßig, damit während des Arbeitens mit dem Werkzeug kein Schmutz ins Innere des Werkzeugadapters 1 eindringt und sich keine Bodenkörner zwischen Zeiger 5' und Aussparung 4 verklemmen.On the one hand, the
Preferably, a part of the
Weiter ist es zweckmäßig, dass im eingeklappten Zustand des Zeigers 5' möglichst wenig oder gar nicht aus der Oberfläche des Seitenteils 3 herausragt, damit der Verschleiß des Zeigers 5 während der Aushubtätigkeit minimiert wird und der Zeiger 5 nicht abgerissen wird auf Grund der großen Kräfte auf das Aushubwerkzeug.Further, it is expedient that in the folded state of the pointer 5 'as little as possible or not protruding from the surface of the
Ist der Werkzeugadapter 1 noch nicht mit dem Schnellwechsler 2 kraftschlüssig verriegelt, so ragt aus dem Seitenteil 3 der Zeiger 5 schräg heraus. Damit der Zeiger 5 in dieser Lage bleibt, besitzt er eine Rückstellvorrichtung, die im Nullzustand den Zeiger 5 dazu bringt, quer aus dem Seitenteil 3 herauszuragen.If the
Diese Rückstellvorrichtung besteht aus Federelementen nach dem Stand der Technik. Dies können beispielsweise Drehfedern, Spiralfedern, Blattfedern oder Gasdruckzylinder sein, die an unterschiedlichen Stellen auf den Körper des Zeigers 5 einwirken und ihn in seiner gewünschten Grundstellung halten.
Die Anordnung dieser elastischen Federelemente erfolgt im jedem Falle so, dass der Zeiger 5 ohne Kontakt zum Verriegelungsbolzen oder Verriegelungsblech 6 quer zur Oberfläche des Seitenteils 3 herausragt.This restoring device consists of spring elements according to the prior art. These can be, for example, torsion springs, coil springs, leaf springs or gas pressure cylinders, which act on the body of the
The arrangement of these elastic spring elements takes place in each case so that the
Da bei Baggern und Aushubgeräten die Kabinen des Fahrers seitlich vom Auslegerarm oder Baggerstiel angeordnet sind, besteht bei jedem Aushubspiel des Werkzeugs Sichtkontakt zum Zeiger 5 und das ermöglicht ein sofortiges Eingreifen des Geräteführers, wenn Verriegelungsprobleme auftreten,Since the operator's cabs are located laterally on the boom arm or excavator handle on excavators and excavators, there is visual contact with the
So lange der Gerätefahrer von seiner Kabine aus erkennt, dass der Zeiger 5 quer aus der Oberfläche des Seitenteils 3 herausragt, weiß er, dass die kraftschlüssige Verriegelung zwischen Schnellwechsler 2 und Werkzeugadapter 1 nicht vollständig erfolgt ist und die Gefahr besteht, dass sich beim Arbeiten das Werkzeug vom Schnellwechsler 2 lösen kann.As long as the device driver recognizes from his cabin that the
Die erfindungsgemäße Verriegelungskontrolle kommt zum Einsatz bei Schnellwechselvorrichtungen, bei denen die Werkzeuge starr am Werkzeugadapter 1 befestigt sind. Das sind unterschiedliche Hoch- und Tieflöffel und Sonderbehälter.The locking control according to the invention is used in quick-change devices, in which the tools are rigidly attached to the
Beim Anbau von Werkzeugen, welche angetrieben werden, wie Hydraulikgreifer, Hydraulikzangen, Schwenklöffel oder Verdichtungsgeräte, so werden sowohl im Schnellwechsler 2 als auch im Werkzeugadapter 1 Hydraulikkupplungen oder Leitungsstecker 12, 13 angeordnet.When attaching tools that are driven, such as hydraulic grippers, hydraulic tongs, swivel buckets or compactors, so both hydraulic
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