EP3354800A1 - Sicherheitsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes herausfallen von werkzeugen aus einer schnellwechselvorrichtung - Google Patents

Sicherheitsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes herausfallen von werkzeugen aus einer schnellwechselvorrichtung Download PDF

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EP3354800A1
EP3354800A1 EP18000077.0A EP18000077A EP3354800A1 EP 3354800 A1 EP3354800 A1 EP 3354800A1 EP 18000077 A EP18000077 A EP 18000077A EP 3354800 A1 EP3354800 A1 EP 3354800A1
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EP
European Patent Office
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ring
quick
piece
safety device
threading
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EP18000077.0A
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EP3354800B1 (de
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Markus Riedlberger
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3622—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with a hook and a locking element acting on a pin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/365—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with redundant latching means, e.g. for safety purposes

Definitions

  • the invention relates to a safety device for an excavator or a construction device, with which it can be prevented that during the recording process and the coupling process of a tool by means of a quick-change device, the tool accidentally falls out of the quick-change device.
  • quick couplers are used to speed up the construction process and to facilitate the work for the site personnel.
  • the implements and in particular the jib arms of excavators or other excavators, are equipped with quick-change devices that enable the driver to attach different tools to the device in a quick and uncomplicated manner.
  • a quick coupler essentially consists of two elements.
  • a quick-change device On the boom arm of the carrier or excavator a quick-change device is arranged, which contains different, hydraulically actuated devices such as hydraulic cylinders, which are actuated from the driver's cab.
  • the quick-change device essentially consists of 2 vertical side plates with recesses for locating pins of the tools or tool holders and various control and actuating devices
  • suitable tool holder are arranged for quick-change device.
  • These also consist essentially of 2 vertical side plates, which are provided with two bolts, in which the recesses of the quick-change device can engage the boom.
  • a locking cylinder is actuated so that the tool holder can not be released from the quick-change device. This creates a frictional bond of the tool with the excavator or carrier.
  • these quick-change devices In addition to the non-positive connection of a tool with a quick-change device, these quick-change devices also serve to allow for tools that are powered by electricity or hydraulics, at the same time a functional connection of the corresponding lines or hoses.
  • the previously used tool is stored and then engages the quick-change device on the excavator boom or excavator handle with a kind of catch slot in one of the receiving bolts on the tool holder of the corresponding tool.
  • this may prove difficult because the tool is skewed or twisted to the implement.
  • the first locating pin of the tool In a first step, the first locating pin of the tool must completely occupy the end position in the catching slot of the quick-change device on the boom, that is, it must rest in at least two places non-positively in the provided recesses of the quick-change device. These semi-circular recesses are usually in the two side plates of the quick-change device. Only in this correct position, it is possible to bring by carrying out a pivoting movement of the quick-change device to this first receiving bolt and the second receiving pin in the recess provided on the quick-change device.
  • the quick-change device can be locked with the tool holder so that both parts can not separate from each other.
  • the final locking is usually by locking pawls, cylinders and pistons in the quick-change device that are hydraulically extended and prevent the locating pins from moving out of the recesses.
  • the tool or the tool holder can already slip out again during pivotal movements or a lifting movement of the excavator boom, and in the process, the construction site personnel standing nearby can be jeopardized by the great weight of these tools.
  • the EP 08015317.4 shows a hook-shaped device to prevent premature falling out. Since the hook and the eyelet in the coupled state protrude far out of the device and thus moved during the excavation work through the ground, these parts are subject to heavy wear or they can be damaged or bent.
  • the invention has the object to avoid accidental dropping out of a tool holder from a quick-change device and at the same time to simplify the implementation of the quick-change process and to speed. Furthermore, the wear on the backup auxiliary device should be minimized.
  • the object is achieved in the form of a safety device against accidental dropping out of a tool holder 9 from a quick-change device 1 during the coupling process, characterized in that on a quick-change device 1 at least one ring piece 2, 22 is arranged, whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the receiving pin 3 and that the ring piece 2, 22 can engage at least in the half circumference 4 of the locating pin 3 and that the opening of the ring piece 2, 22 in the direction of the catching slot 5 and that at the tool holder 9 in the region of the locating pin 3 at least one clamping piece 7 at a distance 8 from the locating pin.
  • the quick-change device 1 and the tool holder 9 can hook in and out only in a threading 10.
  • a ring piece 2, 22 is arranged on the quick-change device 1.
  • This ring piece 2, 22 is either fixed like a disc on the side plates of the quick-change device 1 or arranged in the space between the two side surfaces of the quick-change device 1.
  • the attachment of the ring piece 2, 22 is carried out either by welding, riveting or screws or the ring piece 2, 22 is machined from thicker locations of the side plates by rotating or cutting production. This technique is particularly useful when the quick-change device 1 is milled from a solid piece.
  • the ring piece 2, 22 is arranged so that its inner radius coincides with the end radius of the catching slot 5 and is congruent. This radius again corresponds to the radius of the locating pin 3 from the tool holder 9.
  • the ring piece 2, 22 are arranged in the inner region of the quick coupler 1, then the ring piece 2, 22 is substantially half a pipe, which is frictionally installed between the two side plates of the quick-change device 1. Preferably, by welding or rotating or cutting production.
  • the inner circumference of the ring piece 2, 22 extends over a maximum of half the diameter of the receiving pin 3, so that the ring piece 2, 22 after capturing the tool holder 9 flat on the receiving pin 3 comes to rest.
  • the outer circumference of the ring piece 2, 22 may extend slightly further than over half of the receiving pin 3, as in Figs Fig. 4 to 6c shown. As in Figure 4 shown on a variant, brings the larger circumferential extent more stability and facilitates the Einfädelvorgang. At the ends, a rounding of the edges is recommended, which facilitates threading.
  • the outer radius of curvature of the ring piece 2, 22 may not be larger in the end, otherwise the security system does not work.
  • Fig. 1 and Fig. 4 show the minimum required dimensions of the ring piece 2, 22, as they are necessary for proper operation. This means that set when hooking, picking and lifting the tool holder 9 with the quick-change device 1 usually pendulum movements about the receiving pin 3 in the order of +/- 90 °, the ring piece 2, 22 should move up to 180 ° enable.
  • the ring piece 2, 22 is arranged so that its inner circle is congruent with the semi-circular cutout of the catching slot 5.
  • the ring piece 2, 22 is preferably carried out in the order of a half ring on the two side plates or as an approximately half pipe between the side plates.
  • At least one clamping piece 7 is arranged on the tool holder 9.
  • This clamping piece 7 is either disc-like attached to the side plates of the tool holder 9 by welding, riveting or screws or it extends frictionally between the two side plates of the tool holder. 9
  • the clamping piece 7 is relatively small.
  • the clamping piece 7 could also be a screw or a bolt which would be installed through bores in the side plates of the tool holder 9.
  • the inner contact surface 19 of the clamping piece 7 has a distance 8 to the circumference of the receiving bolt 3, which substantially corresponds to the wall thickness 6 of the ring piece 2, 22 or is larger by a few tenths of a millimeter and corresponds to the tolerances of the steel structure.
  • the contact surface 19 has the same curvature as the outer diameter of the locating pin 3.
  • the principle of protection according to the invention against accidental falling out occurs in that after pushing the catching slot 5 in the threading 10 over the receiving bolt 3, the ring piece 2, 22 penetrates into the space 8 between the receiving bolt 3 and clamping piece 7. Now, if the quick-change device 1 further rotated or rotates the tool holder 9, then the inner shell of the ring piece 2, 22 behind the receiving bolt 3 and prevents the receiving bolt 3 can retreat again from the catching slot 5.
  • the small clamping piece 7 is integrated into a larger partial ring 33. ( FIG. 5 )
  • the ring pieces 2, 22, the clamping piece 7 and the sub-ring 33 are arranged like a disk on the most vertical side plates of the quick-change device 1 and the tool holder 9.
  • the partial ring 33 has a circular cross-section only on the side directed towards the locating pin 3, while the external shape has a larger polygonal boundary, as achieved, for example, by that in a square steel profile, a circular groove with the radius of the receiving pin 3 is milled.
  • the ring pieces 2, 22, the clamping piece 7 and the sub-ring 33 can also be designed in the form of half-tubes or longitudinally divided tubes, which are arranged or welded non-positively between the two most vertical side plates of the quick-change device 1 and the tool holder 9. If the partial ring 33 is designed as a longitudinally divided tube which extends non-positively from one side plate to the other, the longitudinal division may also comprise less than half of a tube, and the securing system nevertheless functions.
  • This threading angle 11 is defined as the angle at which the catching slot 5 is moved into the receiving bolt 3. In particular, this is the angle between the line 25, which is determined by the two receiving bolts 3, 13 and the threading 10 of the catching slot fifth
  • this Einfädelwinkel 11 is in an order of 20 to 30 °, but in principle it can also vary in a range up to 90 °. According to this preselected threading angle 11, the position of the clamping piece 7 or of the partial ring 33 in the tool holder 9 must be oriented.
  • the steel construction is executed in its tolerances so that a tolerance angle 12 can be set.
  • This tolerance angle 12 is in the range of less degrees (less than about 10 °) and is essentially achieved in that the ends of the ring piece 2, 22 and the ends of the clamping piece 7 or the partial ring 33 are rounded or bevelled. Through these rounded ends, it is easier to introduce the ring piece 2, 22 in the clamping piece 7 and the sub-ring 33 during threading.
  • the backup is carried out in that two half-rings are rotated into each other and can not be separated from each other by the receiving bolt 3 arranged therebetween.
  • the security system according to the invention has the advantage that it is due to the protected position in the interior of the tool holder 9 less stress from abrasive soil grains subject.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen Bagger oder ein Baugerät, mit der verhindert werden kann, dass während des Aufnahmevorgangs und Kupplungsvorgangs eines Werkzeugs (9) mit Hilfe einer Schnellwechselvorrichtung (1) das Werkzeug (9) unbeabsichtigt aus der Schnellwechselvorrichtung (1) herausfällt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen Bagger oder ein Baugerät, mit der verhindert werden kann, dass während des Aufnahmevorgangs und Kupplungsvorgangs eines Werkzeugs mit Hilfe einer Schnellwechselvorrichtung das Werkzeug unbeabsichtigt aus der Schnellwechselvorrichtung herausfällt.
  • Auf Baustellen werden zu Beschleunigung des Bauablaufs und zur Erleichterung der Arbeiten für das Baustellenpersonal Schnellwechsler verwendet.
  • Bei Baugeräten für den Tiefbau werden die Arbeitsgeräte und dort insbesondere die Auslegerarme von Baggern oder sonstigen Aushubgeräten mit Schnellwechselvorrichtungen ausgestattet, die dem Fahrer ermöglichen, auf schnelle und unkomplizierte Weise am Gerät unterschiedliche Werkzeuge befestigen zu können.
  • Da man nicht für jedes Werkzeug der einzelnen Arbeitsschritte ein extra Trägergerät einsetzen kann, ist es zweckmäßig, an einem Baugerät sowohl unterschiedliche Tieflöffel, Greifer, Zangen, Geräte zur Bodenverdichtung oder sonstige Werkzeuge zu befestigen.
  • Dabei ist es wünschenswert, dass der Werkzeugwechsel schnell und zuverlässig erfolgen kann und dabei der Fahrer das Fahrzeug nicht verlassen muss.
    Zudem soll vermieden werden, dass der Fahrer körperliche Tätigkeiten ausführen muß, die sowohl Kraft erfordern als auch zur Verschmutzung der Hände führen.
  • Ein Schnellwechsler besteht im Wesentlichen aus zwei Elementen.
  • Am Auslegerarm des Trägergerätes oder Baggers ist eine Schnellwechselvorrichtung angeordnet, welche unterschiedliche, hydraulisch betätigbare Einrichtungen wie Hydraulikzylinder enthält, welche von der Fahrerkabine aus betätigt werden.
    Die Schnellwechselvorrichtung besteht im Wesentlichen aus 2 vertikalen Seitenblechen mit Aussparungen für Aufnahmebolzen der Werkzeuge oder Werkzeughalter und diverser Steuer -und Betätigungsvorrichtungen
  • An den diversen Werkzeugen, die am Bagger oder Trägergerät angeschlossen werden sollen, sind zur Schnellwechselvorrichtung passende Werkzeughalter angeordnet. Auch diese bestehen im Wesentlichen aus 2 vertikalen Seitenblechen, die mit zwei Bolzen versehen sind, in welche die Aussparungen der Schnellwechselvorrichtung am Auslegerarm eingreifen können.
  • Hat die Schnellwechselvorrichtung vollständig in die beiden Bolzen des Werkzeughalters eingegriffen, wird ein Verriegelungszylinder betätigt, damit sich der Werkzeughalter nicht mehr aus der Schnellwechselvorrichtung lösen kann. Dadurch entsteht ein kraftschlüssiger Verbund des Werkzeugs mit dem Bagger oder Trägergerät.
  • Neben der kraftschlüssigen Verbindung eines Werkzeugs mit einer Schnellwechselvorrichtung dienen diese Schnellwechselvorrichtungen auch dazu, bei Werkzeugen, die mit Strom oder Hydraulik angetrieben werden, gleichzeitig eine funktionsfähige Verbindung der entsprechenden Leitungen oder Schläuchen zu ermöglichen.
  • Um mit der Schnellwechselvorrichtung ein neues Werkzeug aufzunehmen, wird das vorher benutzte Werkzeug abgelegt und dann greift die Schnellwechselvorrichtung am Baggerausleger oder Baggerstiel mit einer Art Fangschlitz in einen der Aufnahmebolzen am Werkzeughalter des entsprechenden Werkzeugs .
    Je nach Oberflächenzustand des Geländes und der räumlichen Lage des Werkzeugs kann sich das als schwierig erweisen, weil das Werkzeug schief oder verdreht zum Arbeitsgerät steht.
  • In einem ersten Arbeitsschritt muß der erste Aufnahmebolzen des Werkzeugs vollständig die Endlage im Fangschlitz der Schnellwechselvorrichtung am Auslegerarm einnehmen, das heißt er muß an mindestens 2 Stellen kraftschlüssig in den vorgesehenen Ausnehmungen der Schnellwechselvorrichtung aufliegen.
    Diese halbkreisförmigen Ausnehmungen liegen meistens in den beiden Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung.
    Erst in dieser richtigen Stellung wird es möglich, durch Ausführen einer Schwenkbewegung der Schnellwechselvorrichtung um diesen ersten Aufnahmebolzen auch den zweiten Aufnahmebolzen in die vorgesehene Ausnehmung an der Schnellwechselvorrichtung zu bringen.
  • Wenn die beiden Aufnahmebolzen Kraftschluss haben und vollständig und richtig sitzen, dann kann die Schnellwechselvorrichtung mit dem Werkzeughalter so verriegelt werden, dass sich beide Teile nicht mehr voneinander lösen können.
    Die abschließende Verriegelung erfolgt in der Regel durch Verriegelungsklinken, Zylinder und Kolben in der Schnellwechselvorrichtung, die hydraulisch ausgefahren werden und die verhindern, dass sich die Aufnahmebolzen aus den Ausnehmungen herausbewegen können.
  • Dieses Einfangen der Werkzeuge und der Schließvorgang mit der Schnellwechselvorrichtung ist leider mit erheblichen Gefahren verbunden.
  • Da die Werkzeuge nach dem Ablegen nicht immer in der perfekten Lage bleiben, um sie später wieder problemlos aufnehmen zu können, ist ein gefährlicher Zeitpunkt, wenn der erste Aufnahmebolzen des Werkzeughalters mit dem daran befestigten Werkzeug in einer ersten Phase über den Fangschlitz herangezogen wird.
    Dieser Fangschlitz funktioniert dabei wie ein Haken.
  • Wird dabei der erste Aufnahmebolzen nicht perfekt gegriffen, kann bereits das Werkzeug bzw. der Werkzeughalter bei Schwenkbewegungen oder einer Anhebebewegung des Baggerauslegers wieder herausrutschen, und dabei kann durch das große Gewicht dieser Werkzeuge in der Nähe stehendes Baustellenpersonal gefährdet werden.
  • Eine weitere, gefährliche Phase ist dann gegeben, wenn das Werkzeug nur am ersten Aufnahmebolzen pendelnd im Fangschlitz hängt und nun durch eine Drehbewegung der Schnellwechselvorrichtung der zweite Aufnahmebolzen eingefädelt und in die richtige Stellung gebracht werden soll.
    Während dieser Schwenkbewegungen lösen sich immer wieder Werkzeuge aus der Schnellwechselvorrichtung, hängen schief oder fallen ganz heraus oder in unterschiedliche Fangvorrichtungen. Man muß dann wieder neu mit dem Wechselvorgang beginnen und das kostet extra Zeit.
  • Damit das Werkzeug beim Aufnehmen nicht unbeabsichtigt aus der Schnellwechselvorrichtung heraus fällt, gibt es unterschiedliche Erfindungen nach dem Stand der Technik.
  • Die EP 08015317.4 zeigt eine hakenförmige Vorrichtung, die das vorzeitige Herausfallen verhindern soll. Da der Haken und die Öse im gekoppelten Zustand weit aus der Vorrichtung herausragen und somit während der Aushubarbeiten durch den Boden bewegt werden, unterliegen diese Teile einem starken Verschleiß oder sie können beschädigt oder verbogen werden.
  • In der EP 15450039 sind Elemente zur Sicherung vorgesehen, die filigran und offen zugänglich ausgestaltet sind. Unter der hohen Kraftbeanspruchung, wie sie bei Aushubarbeiten auftritt, werden sie leicht beschädigt und es ergeben sich nur kurze Standzeiten wegen hohem Verschleiß. Zudem können Bodenkörner in die Vorrichtung eindringen und zu Funktionsstörungen führen
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, ein unbeabsichtigtes Herausfallen eines Werkzeughalters aus einer Schnellwechselvorrichtung zu vermeiden und gleichzeitig die Durchführung des Schnellwechselvorgangs zu vereinfachen und zu beschleunigen. Des Weiteren soll der Verschleiß an der Sicherungs-Hilfsvorrichtung minimiert werden.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruchs 1. Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen dargelegt.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert.
    • Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung 1, wie sie am Auslegerarm eines Baggers befestigt ist.
    • Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter 9 mit den Aufnahmebolzen 3, 13, an dem unterschiedliche Werkzeuge befestigt sein können (nicht dargestellt) und der mit der Schnellwechselvorrichtung 1 verbunden werden soll.
    • Fig. 3a zeigt den Zustand der Werkzeugaufnahme, bei dem ein Seitenblech des Schnellwechslers 1 mit seinem Fangschlitz 5 in den ersten Aufnahmebolzen 3 des Werkzeughalters 9 in der Einfädelrichtung 10 eingreift und die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung aktiviert wird. Das Einfädeln ist nur in dieser Stellung möglich.
    • Fig. 3b zeigt eine Stellung des Einfädelvorgangs, bei dem sich bereits der Werkzeughalter 9 nicht mehr von der Schnellwechselvorrichtung 1 lösen kann und in der Stellung der Werkzeughalter 9 bereits vom Boden hochgehoben werden kann, sich pendelnd verdrehen kann, ohne dass er nach unten herausfallen kann.
    • Fig. 3c zeigt den Endzustand, wenn die Schnellwechselvorrichtung 1 vollständig und passgenau in den Werkzeughalter 9 eingeführt ist.
      Beide Aufnahmebolzen 3, 13 sind in den entsprechenden Ausnehmungen der Schnellwechselvorrichtung 1 , der Verriegelungsbolzen 21 ist betätigt und somit der der dauerhafte Kraftschluss hergestellt.
    • Fig. 4 zeigt eine besondere Ausführungsvariante, bei der das erfindungsgemäße Ringstück 2, 22 am Ende besonders ausgestaltet ist.
    • Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der das erfindungsgemäße Klemmstück 7 in einen Teilring 33 integriert ist, der besonders ausgestaltet ist.
    • Fig. 6a bis 6c zeigen Ausführungsvarianten für die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren einzelne Arbeitsstellungen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt in Form einer Sicherheitsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Herausfallen eines Werkzeughalters 9 aus einer Schnellwechselvorrichtung 1 während des Kupplungsvorgangs , dadurch dass an einer Schnellwechselvorrichtung 1 mindestens ein Ringstück 2, 22 angeordnet ist, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Aufnahmebolzens 3 entspricht und dass das Ringstück 2, 22 mindestens in den halben Umfang 4 des Aufnahmebolzens 3 eingreifen kann und dass die Öffnung des Ringstücks 2, 22 in Richtung des Fangschlitzes 5 weist und dass am Werkzeughalter 9 im Bereich des Aufnahmebolzens 3 mindestens ein Klemmstück 7 in einem Abstand 8 vom Aufnahmebolzen 3 angeordnet ist, welcher im wesentlichen der Ringstärke 6 des Ringstücks 2, 22 entspricht und dass das Klemmstück 7 in seiner Lage zu einer vorgewählten Einfädelrichtung 10 mit einem Einfädelwinkel 11 auf einer Linie 17 liegt, die durch den Mittelpunkt des Aufnahmebolzens 3 geht und in wesentlichen senkrecht zu der vorgewählten Einfädelrichtung 10 und dem Einfädelwinkel 11 verläuft und dass somit im eingefädelten Zustand die Schnellwechselvorrichtung 1 und der Werkzeughalter 9 sich nur in einer Einfädelrichtung 10 ein- und aushaken können.
  • Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass an der Schnellwechselvorrichtung 1 ein Ringstück 2, 22 angeordnet ist.
    Dieses Ringstück 2, 22 ist entweder wie eine Scheibe an den Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung 1 befestigt oder im Raum zwischen den beiden Seitenflächen der Schnellwechselvorrichtung 1 angeordnet.
    Die Befestigung des Ringstücks 2, 22 erfolgt entweder durch Schweißen, Nieten oder Schrauben oder das Ringstück 2, 22 wird aus dickeren Stellen der Seitenbleche durch drehende oder spanende Fertigung herausgearbeitet.
    Diese Technik ist besonders dann zweckmäßig, wenn die Schnellwechselvorrichtung 1 aus einem massiven Stück gefräst ist.
    Das Ringstück 2, 22 wird dabei so angeordnet, dass sein innerer Radius mit dem Endradius des Fangschlitz 5 übereinstimmt und deckungsgleich ist. Dieser Radius entspricht wiederum dem Radius des Aufnahmebolzens 3 vom Werkzeughalter 9.
  • Soll das Ringstück 2, 22 im inneren Bereich des Schnellwechslers 1 angeordnet werden, so ist das Ringstück 2, 22 im wesentlichen ein halbes Rohr, das zwischen den beiden Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung 1 kraftschlüssig eingebaut ist. Bevorzugter weise durch Schweißen oder drehende oder spanende Fertigung.
  • Der innere Umfang des Ringstücks 2, 22 erstreckt sich maximal über den halben Durchmesser des Aufnahmebolzens 3, damit das Ringstück 2, 22 nach dem Einfangen des Werkzeughalters 9 flächig auf dessen Aufnahmebolzen 3 zum Aufliegen kommt.
    Der äußere Umfang des Ringstücks 2, 22 kann sich etwas weiter als über die Hälfte es Aufnahmebolzens 3 erstrecken, wie in den Fig. 4 bis 6c dargestellt. Wie in Fig.4 an einer Ausführungsvariante gezeigt, bringt die größere Umfangserstreckung mehr Stabilität und erleichtert den Einfädelvorgang.
    An den Enden empfiehlt sich eine Abrundung der Kanten, was das einfädeln erleichtert.
  • Der äußere Krümmungsradius des Ringstücks 2, 22 darf aber im Endbereich nicht größer werden, sonst funktioniert das Sicherungssystem nicht.
  • Fig. 1 und Fig. 4 zeigen die minimal erforderlichen Abmessungen des Ringstücks 2, 22, wie sie zu einer einwandfreien Funktionsweise notwendig sind.
    Das bedeutet, da sich beim Einhängen, Aufnehmen und Hochheben des Werkzeughalters 9 mit der Schnellwechselvorrichtung 1 in der Regel Pendelbewegungen um den Aufnahmebolzen 3 in einer Größenordnung von +/- 90° einstellen, sollte das Ringstück 2, 22 eine Bewegung um bis zu 180° ermöglichen.
    Zudem wird das Ringstück 2, 22 so angeordnet, dass sein Innenkreis deckungsgleich mit dem halbkreisförmigen Ausschnitt des Fangschlitzes 5 ist.
  • So wird das Ringstück 2, 22 bevorzugter Weise in der Größenordnung eines Halbrings an den beiden Seitenblechen oder als ca. halbes Rohr zwischen den Seitenblechen ausgeführt.
  • Am Werkzeughalter 9 ist mindestens ein Klemmstück 7 angeordnet. Dieses Klemmstück 7 ist entweder scheibenartig an den Seitenblechen des Werkzeughalters 9 durch Anschweißen, Nieten oder Schrauben befestigt oder es erstreckt sich kraftschlüssig zwischen den beiden Seitenblechen des Werkzeughalters 9.
  • Für das erfindungsgemäße Funktionsprinzip reicht es aus, dass das Klemmstück 7 verhältnismäßig klein ist.
    Grundsätzlich könnte das Klemmstück 7 auch eine Schraube oder ein Bolzen sein, die durch Bohrungen in den Seitenblechen des Werkzeughalters 9 eingebaut würden.
  • Die innere Kontaktfläche 19 des Klemmstücks 7 weist einen Abstand 8 zum Umfang des Aufnahmebolzens 3 auf, der im wesentlichen der Wandstärke 6 des Ringstückes 2, 22 entspricht oder ist um einige zehntel Millimeter größer und entspricht den Toleranzen des Stahlbaus.
  • Sinnvoller Weise hat die Kontaktfläche 19 die gleiche Krümmung wie der Außendurchmesser des Aufnahmebolzens 3.
  • Das Prinzip des erfindungsgemäßen Schutzes vor unbeabsichtigtem Herausfallen erfolgt dadurch, dass nachdem man den Fangschlitz 5 in der Einfädelrichtung 10 über den Aufnahmebolzen 3 geschoben hat, das Ringstück 2, 22 in den Raum 8 zwischen Aufnahmebolzen 3 und Klemmstück 7 eindringt. Wird nun die Schnellwechselvorrichtung 1 weiter gedreht oder dreht sich der Werkzeughalter 9, so gerät der innere Mantel des Ringstücks 2, 22 hinter den Aufnahmebolzen 3 und verhindert, dass der Aufnahmebolzen 3 wieder aus dem Fangschlitz 5 zurückweichen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird das kleine Klemmstück 7 in einen größeren Teilring 33 integriert. (Figur 5)
  • Grund dafür ist, dass verhältnismäßig große Kräfte beim Aufnehmen eines Werkzeugs mit der Schnellwechselvorrichtung 1 auftreten. So ist es zweckmäßig, aus Stabilitätsgründen und Gründen einer besseren Kraftübertragung in den Werkzeughalter 9 , das Klemmstück 7 in einen Teilring 33 zu integrieren. Damit lassen sich die einwirkenden Kräfte auf das Klemmstück 7 leichter in die Seitenbleche des Werkzeughalters 9 einleiten.
  • In einer Ausführungsvariante sind die Ringstücke 2, 22 , das Klemmstück 7 und der Teilring 33 scheibenartig an den meist vertikalen Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung 1 und des Werkzeughalters 9 angeordnet.
  • Zur Erhöhung der Stabilität und Verschleißfestigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es auch zweckmäßig sein, dass der Teilring 33 nur auf der zum Aufnahmebolzen 3 gerichteten Seite einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, während die äußere Form eine größere, polygonartige Begrenzung aufweist, wie sie beispielsweise dadurch erreicht wird, dass in ein Vierkantstahlprofil eine kreisförmige Rinne mit dem Radius des Aufnahmebolzens 3 eingefräst wird.
  • Die Ringstücke 2, 22 , das Klemmstück 7 und der Teilring 33 können auch in Form von Halbrohren oder längsgeteilten Rohren ausgeführt werden, die kraftschlüssig zwischen den beiden meist vertikalen Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung 1 und des Werkzeughalters 9 angeordnet bzw. eingeschweißt sind.
    Wird der Teilring 33 als längsgeteiltes Rohr ausgeführt, das sich kraftschlüssig von einem Seitenblech zum anderen erstreckt, kann die Längsteilung auch weniger als die Hälfte eines Rohres umfassen und das Sicherungssystem funktioniert dennoch.
  • Aus Stabilitätsgründen ist es zweckmäßig, den Teilring 33 in der Größenordnung eines Halbrohres auszuführen, welches zwischen den Seitenblechen des Werkzeughalters 9 verläuft.
  • Die Lage und Anordnung des Klemmstücks 7 bzw. des Teilrings 33 und ihren halb- oder teilrohrförmigen Ausgestaltungsvarianten an den Seitenblechen des Werkzeughalters 9 erfolgt unter besonderen Gesichtspunkten.
  • Um ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Werkzeughalters 9 aus dem Schnellwechsler 1 zu verhindern, wird nur eine sehr stark eingeschränkte Einfädelrichtung 10 bzw. ein Einfädelwinkel 11 zugelassen. Das bedeutet, dass der Schnellwechsler 1 in den Werkzeughalter 9 im Wesentlichen nur unter einem Einfädelwinkel 11 eingeführt werden kann. Dieser Einfädelwinkel 11 ist definiert als der Winkel, mit dem der Fangschlitz 5
    in den Aufnahmebolzen 3 bewegt wird. Insbesondere ist das der Winkel zwischen der Linie 25, die durch die beiden Aufnahmebolzen 3, 13 bestimmt ist und der Einfädelrichtung 10 des Fangschlitzes 5.
  • Bevorzugter weise liegt dieser Einfädelwinkel 11 in eine Größenordung von 20 bis 30°, prinzipiell kann er aber auch in einem Bereich bis zu 90° variieren. Entsprechend diesem vorgewählten Einfädelwinkel 11 muss die Lage des Klemmstücks 7 bzw. des Teilrings 33 im Werkzeughalter 9 orientiert werden.
  • Da es in der Arbeitspraxis nicht möglich ist, den Einfädelwinkel 11 aufs Grad genau anzufahren, wird der Stahlbau in seinen Toleranzen so ausgeführt, dass sich ein Toleranzwinkel 12 einstellen kann.
  • Dieser Toleranzwinkel 12 liegt im Bereich weniger Grade (kleiner ca.10 °) und wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Enden des Ringstücks 2, 22 und die Enden des Klemmstücks 7 oder des Teilrings 33 abgerundet oder abgeschrägt werden. Durch diese abgerundeten Enden ist es leichter möglich, das Ringstück 2, 22 in das Klemmstück 7 bzw. den Teilring 33 beim Einfädelvorgang einzuführen.
  • Die Sicherung erfolgt dadurch, dass zwei Halbringe ineinander verdreht werden und durch den dazwischen angeordneten Aufnahmebolzen 3 sich nicht mehr voneinander lösen lassen. Zudem hat das erfindungsgemäße Sicherungssystem den Vorteil, dass es auf Grund der geschützten Lage im Inneren des Werkzeughalters 9 geringerer Beanspruchung aus abrassiven Bodenkörnern unterliegt.
  • Besonders die Figuren 5 und 6c lassen den Vorteil erkennen, dass bei Verwendung von Halbrohren die Bestandteile der Sicherungseinrichtung sich sogar gegenseitig vor eindringendem Bodenmaterial schützen und so der Verscheiß minimiert und die Funktionssicherheit erhöht wird.

Claims (9)

  1. Sicherheitsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Herausfallen eines Werkzeughalters (9) aus einer Schnellwechselvorrichtung (1) während des Kupplungsvorgangs, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Schnellwechselvorrichtung (1) mindestens ein Ringstück (2, 22) angeordnet ist, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Aufnahmebolzens (3) entspricht und dass das Ringstück (2, 22) mindestens in den halben Umfang (4) des Aufnahmebolzens (3) eingreifen kann und dass die Öffnung des Ringstücks (2, 22) in Richtung des Fangschlitzes (5) weist
    und dass am Werkzeughalter (9) im Bereich des Aufnahmebolzens (3) mindestens ein Klemmstück (7) in einem Abstand (8) vom Aufnahmebolzen (3) angeordnet ist, welcher der Ringstärke (6) des Ringstücks (2, 22) entspricht und dass das Klemmstück (7) in seiner Lage zu einer vorgewählten Einfädelrichtung (10) mit einem Einfädelwinkel (11) auf einer Linie (17) liegt, die durch den Mittelpunkt des Aufnahmebolzens (3) geht und in wesentlichen senkrecht zu der vorgewählten Einfädelrichtung (10) und dem Einfädelwinkel (11) verläuft und dass somit im eingefädelten Zustand die Schnellwechselvorrichtung (1) und der Werkzeughalter (9) sich nur in einer Einfädelrichtung (10) aus- und einhaken können.
  2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmstück (7) in einen Teilring (33) integriert ist, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Ringstücks (2, 22) entspricht.
  3. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Ringstücke (2, 22) und des Teilrings (33) abgerundet ausgeführt werden.
  4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich - net, dass der Einfädetwinkel (11) in einem bevorzugten Bereich zwischen 20° und 90° gewählt wird.
  5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen des Ringstücks (2, 22) bzw. des Klemmstücks (7) oder des Teilrings (33) im Eintrittsbereich so bearbeitet sind, dass sich ein Toleranzwinkel (12) um den Einfädelwinkel (11) der vorgewählten Einfädelrichtung (10) einstellen kann, der nur wenige Grad umfasst.
  6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilring (33) nur in seinem inneren Bereich einen Radius aufweist, der dem Außenradius des Ringstücks (2, 22) entspricht und die äußere Begrenzung einem Polygon entspricht oder beliebig geometrisch begrenzt ist.
  7. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilring (33) maximal ein Halbring ist nach Figur 5.
  8. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstücke (2, 22), das Klemmstück (7) und der Teilring (33) scheibenartig an den Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung (1) und des Werkzeughalters (9) angeordnet sind.
  9. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstücke (2, 22), das Klemmstück (7) und der Teilring (33) in Form von Halbrohren oder längsgeteilten Rohren kraftschlüssig zwischen den Seitenblechen der Schnellwechselvorrichtung (1) und des Werkzeughalters (9) angeordnet sind.
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