EP3399106A1

EP3399106A1 - Schnellwechselkupplung zum befestigen eines anbaugeräts

Info

Publication number: EP3399106A1
Application number: EP18170837.1A
Authority: EP
Inventors: Andreas VEITH
Original assignee: Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
Current assignee: Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2038-05-04
Also published as: EP3399106B1; CH713758A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselkupplung (11) zum Befestigen eines Anbaugeräts an einem Baggerarm mit einer Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13), einer feststehenden ersten Einführöffnung (16), welche an einem ersten Ende der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) ausgeformt oder befestigt ist, und einem an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) angeordneten, beweglichen Schliesselement (19) mit einer zweiten Einführöffnung, das von einer Offenposition, in der ein Anbaugerät an- oder abgekuppelt werden kann, in eine Schliessposition bewegt werden kann, in der die Haltebolzen des Anbaugeräts durch die Einführöffnungen (16) in Eingriff genommen und festgeklemmt sind. Das Schliesselement (19) ist in der Offenposition vorgespannt und verriegelbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselkupplung zum Befestigen eines Anbaugeräts an einem Baggerarm gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Vorspannen und Entspannen eines Schliesselements einer Schnellwechselkupplung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 15.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Schnellwechselkupplungen bekannt, welche das rasche Befestigen, Lösen und Wechseln eines Anbaugeräts an einem Arm eines Baggers ermöglichen. Beispielsweise lässt sich eine Baggerschaufel mit einer bestimmten Breite rasch gegen eine andere Baggerschaufel mit einer grösseren oder geringeren Breite an dem Baggerarm austauschen.
Alle existierenden Schnellwechselkupplungen besitzen einen verschiebbaren Verschlusshaken bzw. ein verschiebbares Schliesselement. Der Verschlusshaken umfasst in einer Verschlussposition einen der beiden Haltebolzen des Anbaugeräts, wenn das Anbaugerät an dem Baggerarm angekuppelt ist. Wenn das Anbaugerät abgekuppelt werden soll, so wird der Verschlusshaken in eine Offenposition verschoben.
Bei vollautomatischen Schnellwechselkupplungen wird der Verschlusshaken mittels eines Aktuators angetrieben. Der Aktuator kann pneumatisch, hydraulisch oder auch elektrisch betrieben werden. Dadurch kann das Anbaugerät an dem Baggerarm an- und abgekuppelt werden, ohne dass das Bedienungspersonal aus dem Führerhaus aussteigen muss. Der Aktuator kann über eine in dem Führerhaus vorgesehene Steuerung angesteuert werden. Diese vollautomatischen Schnellwechselkupplungen zeichnen sich durch einen hohen Bedienungskomfort aus, sind aber relativ teuer in der Anschaffung.
Mechanische Schnellwechselkupplungen müssen direkt manuell bedient werden. Das Bedienungspersonal muss daher zum An- und Abkuppeln den Verschlusshaken manuell in die Offenposition oder in die Verschlussposition überführen und den Verschlusshaken in der Verschlussposition verriegeln. Die mechanischen Schnellwechselkupplungen sind in der Anschaffung kostengünstiger als die im letzten Absatz beschriebenen Schnellwechselkupplungen. Ausserdem ist der Wartungsaufwand und Installationsaufwand geringer. Allerdings ist das An- und Abkuppeln eines Anbaugeräts mühsam und dementsprechend zeitintensiv.
In der EP 2 055 842 A2 ist eine halbautomatische Kupplung für eine Baggerschaufel an einem Baggerarm beschrieben. An einem Drehkörper ist ein mit 5 Absätzen versehenes Loch vorgesehen. Ein Schlitten lässt sich durch Federn bewegen. Zusammen mit dem Schlitten werden zwei Kupplungsstifte und ein Stift bewegt. Der Stift kann in den 5 Absätzen verrasten und dadurch die Kupplungsstifte in unterschiedlich weit ausgefahrenen Positionen sichern. Der Drehkörper ist durch ein Federmittel vorgespannt und mit einem Nocken fest verbunden. Wird die Baggerschaufel mit dem Bolzen in der Klaue eingehängt, so drückt ein Haltemittel der Baggerschaufel auf einen Auslösestift. Der Auslösestift löst den Drehkörper aus der vorgespannten Position, wodurch der Schlitten sich löst und die Kupplungsstifte die Baggerschaufel an der Kupplung fixieren. Mit einem abnehmbaren Werkzeug wird ein Drehbolzen verdreht, welcher mit dem Nocken und dem Drehkörper fest verbunden ist. Durch Verdrehen des Drehkörpers wird der Bolzen linear verschoben und in der Offenstellung der Kupplung vorgespannt. Ein dosiertes Entspannen des Schlittens, wenn keine Baggerschaufel an der Kupplung angekuppelt ist, ist nicht oder nur mit grossem Aufwand und Risiko möglich.
In der GB 2 412 361 A ist ebenfalls eine halbautomatische Kupplung beschrieben, bei welcher ein Verschlusselement mit einer Feder vorgespannt ist. Ein Haltelement mit einem Löseelement hält das Verschlusselement in der offenen vorgespannten Position. Ein Haltebolzen einer Baggerschaufel drückt das Löseelement und dadurch wird das Verschlusselement gelöst und schliesst die Kupplung ohne Sicherung gegen unbeabsichtigtes Öffnen. Die Kupplung wird mit einem manuell bedienbaren Hebel gespannt.
Die WO 94/25689 beschreibt eine Kupplung zur Festlegung eines Anbaugeräts an einem Baggerarm, welche hydraulisch oder manuell bedienbar ist. Ein Basisgelenk lenkt ein Verschlussteil an, durch welches Verschlussteil sich die Kupplung öffnen und schliessen lässt. Das Basisgelenk umfasst einen Zwischenarm, einen vorspringenden Arm und einen Aktivierungsarm. Der Zwischenarm, welcher gelenkig mit den übrigen Armen und dem Verschlussteil verbunden ist, ist als ein Druckzylinder ausgeführt. Der Druckzylinder umfasst eine Zylinderstange und eine Druckfeder. In der Verschlussstellung ist das Verschlussteil durch den Druckzylinder vorgespannt und das Basisgelenk befindet sich in einer Totpunkt-Position, in welcher es nicht aufgedrückt werden kann. An dem vorspringenden Arm ist ein Griff angeordnet, mit welchem das Basisgelenk um eine Drehachse verdrehbar ist und dadurch das Verschlussteil zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung manuell verschiebbar ist. An dem Aktivierungsarm ist ein hydraulischer Aktivierungszylinder angelenkt, durch welchen sich das Basisgelenk ebenfalls verdrehen lässt und das Verschlussteil sich von der Fahrerkabine aus öffnen und schliessen lässt.

Aufgabe der Erfindung

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die die vorliegende Erfindung initiierende Aufgabe eine gattungsgemässe mechanische Schnellwechselkupplung weiterzuentwickeln, indem das Ankuppeln eines Anbaugeräts vereinfacht wird und gleichzeitig die Bediensicherheit verbessert wird.

Beschreibung

Gemäss dem Stand der Technik umfasst eine Schnellwechselkupplung zum Befestigen eines Anbaugeräts an einem Baggerarm eine Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung und eine feststehende erste Einführöffnung, welche an einem ersten Ende der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung ausgeformt oder befestigt ist. Ferner umfasst die Schnellwechselkupplung ein an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung angeordnetes, bewegliches Schliesselement mit einer zweiten Einführöffnung, das von einer Offenposition, in der ein Anbaugerät an- oder abgekuppelt werden kann, in eine Schliessposition bewegt werden kann, in der die Haltebolzen des Anbaugeräts durch die Einführöffnungen in Eingriff genommen und festgeklemmt sind.
Das Schliesselement ist in der Offenposition vorgespannt und verriegelbar. Das Schliesselement muss nicht manuell von der Offenposition in die Schliessposition übergeführt werden, sondern bewegt sich automatisch durch Entspannung der Vorspannung in die Schliessposition, sobald das Schliesselement entriegelt wird. Die vorliegende Schnellwechselkupplung ist daher halbautomatisch, was zu einer Erleichterung der Bedienung und einem raschen Ankuppelvorgang eines Anbaugeräts führt. Ferner ist die Schnellwechselkupplung frei von hydraulischen oder pneumatischen Aktuatoren, wodurch die Schnellwechselkupplung besonders zuverlässig und wartungsarm ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Schnellwechselkupplung dadurch, dass an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung ein Bedienhebel beweglich angeordnet ist, welcher einen ersten Handansatz ausgebildet hat, wodurch er mit der ersten Hand des Benutzers der Kupplung bedienbar ist und welcher Bedienhebel das Schliesselement in der Offen- und in der Schliessposition ver- und entriegelt und dass die Kupplung einen Spannhebel mit einem zweiten Handansatz umfasst, wodurch der Spannhebel mit der zweiten Hand des Benutzers gleichzeitig mit dem Bedienhebel zur Vorspannung und zum Entspannen des Schliesselements bedienbar ist. Da der Benutzer der Kupplung beide Hände einsetzen muss, um das Schliesselement in die Offenposition zu bewegen und vorzuspannen, ist die Kupplung besonders sicher und Verletzungen bei der Bedienung der Kupplung, insbesondere Handverletzungen, sind ausgeschlossen. Da beide Hände zwangsläufig an sicheren Stellen der Kupplung eingesetzt werden, kann keine Hand an einer Stelle sein, an der sie verletzt werden könnte.
Im Rahmen dieser Patentanmeldung ist unter einem Handansatz ein Bereich an dem Bedienhebel und dem Spannhebel zu verstehen, welche die Bedienung des Bedienhebels und des Spannhebels mit einer der Hände oder einem oder mehrerer Finger des Benutzers ermöglicht. Ein solcher Handansatz kann daher ein Griff oder ein Haken sein. Denkbar ist es auch, dass der Handansatz eine Verlängerung des Hebels ist oder der Hebel einen Bereich hat, welcher derart von dem Benutzer angegriffen werden kann, dass der Bedienhebel oder den Spannhebel in eine vorgesehene Richtung bewegt werden kann.
Der Bedienhebel ermöglicht es das Schliesselement in der Offen- und in der Schliessposition zu sichern. Dadurch ist die Schnellwechselkupplung vor Fehlfunktionen, welche im schlimmsten Fall zu Unfällen führen können, zuverlässig geschützt. Das Entriegeln des Schliesselements erfolgt durch manuellen Eingriff oder durch weiteres Verschieben aus der Offenposition heraus mit Hilfe des zweiten Haltebolzens oder eines Spannhebels. Da andere Formen des Entriegelns nicht möglich sind funktioniert die Schnellwechselkupplung besonders einfach und sicher.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bedienhebel zwischen einer ersten Position in welcher der Bedienhebel das Schliesselement in der Schliessposition verriegelt, einer zweiten Position in welcher das Schliesselement zwischen der Schliessposition und der Ofenposition bewegbar ist und einer dritten Position in welcher der Bedienhebel das Schliesselement in der Offenposition verriegelt, bewegbar. Das Schliesselement kann ausschliesslich in die Offenposition verschoben werden, wenn sich der Bedienhebel in der zweiten Position befindet. Das Verschwenken in die zweite Position kann nur durch einen bewussten manuellen Eingriff erfolgen. Zusätzlich drückt ein Federelement das Schliesselement in die Schliessposition. Das Schliesselement ist daher gegen versehentliches Öffnen in überraschend einfacher Weise doppelt abgesichert. Ein ungewolltes Lösen des Anbaugeräts von der Schnellwechselkupplung ist zuverlässig ausgeschlossen.
Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn der Bedienhebel zwischen der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung und dem Schliesselement angeordnet ist und verdrehbar an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung angelenkt ist. Der Bedienhebel ist vor Verschmutzungen und mechanischen Beschädigungen dementsprechend gut geschützt. Das Verdrehen des Bedienhebels bis zu einem Anschlag ist intuitiv umsetzbar. Dementsprechend einfach und fehlerunanfällig ist die Bedienung des Bedienhebels.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an dem Bedienhebel eine Kulissenführung vorgesehen, welche mit einem an dem Schliesselement angeordneten Führungselement zusammenwirkt, welches in die Kulissenführung eingreift. Sowohl der Bedienhebel und das Schliesselement sind zwangsgeführt und die Bewegbarkeit des Bedienhebels und des Schliesselements sind voneinander abhängig. Dadurch lässt sich das Schliesselement von der Schliessposition in die Offenposition nur überführen, wenn das Bedienpersonal den Bedienhebel und den Spannhebel nacheinander und aufeinander abgestimmt bewegt. Die Schnellwechselkupplung ist durch einfache mechanische Mittel mehrfach vor einer Fehlfunktion abgesichert.
Zweckmässigerweise ist das Führungselement in der Kulissenführung verrastbar, wenn sich der Bedienhebel in der dritten Position befindet. Das in der Offenposition vorgespannte Schliesselement kann den Bedienhebel nicht aus der dritten Position in die zweite Position drücken, da das Führungselement, bevorzugt ein Stift, in eine Vertiefung der Kulissenführung durch die Vorspannung gedrückt ist. Die Verrastung lässt sich erst aufheben, wenn ein bestimmter Bedienungsschritt erfolgt. Bevorzugt wird die Entriegelung des Bedienhebels in der dritten Position aufgehoben, wenn das Schliesselement über die Offenposition hinaus entgegen der Schliesspositionsrichtung verschoben wird. Diese Verschiebung kann durch den zweiten Haltebolzen oder den Spannhebel erfolgen. Ein versehentliches Öffnen des Schliesselements lässt sich durch Vorsehen der speziell ausgeformten Kulissenführung in überraschend einfacher Weise zuverlässig verhindern.
Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass die Kulissenführung im Wesentlichen eine Z-förmige Ausnehmung ist. Die speziell ausgeformte Ausnehmung ermöglicht es, dass der Bedienhebel beim manuellen Verschwenken aus der ersten Position an der zweiten Position anschlägt. Erst nach Verschieben des Schliesselements in die Offenposition lässt sich der Bedienhebel weiter in die dritte Position verschwenken. Die zwangsläufig schrittweise vorzunehmende Überführung des Schliesselements von der Schliessposition in die Offenposition ist durch einfache mechanische Mittel erreichbar und führt gleichzeitig zu einer besonders sicheren Schnellwechselkupplung.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bedienhebel in der dritten Position vorgespannt. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Bedienhebel aus der dritten Position selbsttätig in die zweite und erste Position verschwenken kann und nach seiner Entriegelung in der dritten Position das Schliesselement freigibt. Das Schliesselement kann daher automatisch von der Offenposition in die Schliessposition gleiten. Ein weiterer Vorteil der Vorspannung des Bedienhebels liegt darin, dass die manuelle Bedienung des Bedienhebels bewusst gegen einen Widerstand erfolgen muss.
Zweckmässigerweise ist der Bedienhebel mit einem ersten Ende einer Stange gelenkig verbunden und ein zweites Ende der Stange ist durch einen an der Aufnahmevorrichtung angeordneten Quersteg hindurchgeführt. Die Stange erfüllt in überraschend einfacher Weise zwei Aufgaben. Nachdem sie vorgespannt ist, drückt sie den Bedienhebel aus der dritten Position in die zweite und erste Position. Ausserdem erfüllt sie eine Kontrollfunktion, da sie visualisiert in welcher Position sich das Schliesselement befindet. Befindet sich das Schliesselement in der Offenposition, so ragt das zweite Ende der Stange aus dem Quersteg und ist sichtbar. In der Schliessposition des Schliesselements ist das zweite Ende der Stange zurückgezogen und unsichtbar. Trägt das zweite Ende eine Signalfarbe, so ist es auch aus dem Führerhaus des Baggers erkennbar, wenn es aus dem Quersteg ragt.
Bevorzugt ist das erste Ende der Stange kreisförmig ausgeformt und ist in einer an dem Bedienhebel ausgebildeten Gelenkspfanne aufgenommen. Diese Form der Gelenksverbindung baut besonders niedrig. Auf zusätzliche Haltemittel kann verzichtet werden, da die Gelenksverbindung durch eine Platte der Aufnahmevorrichtung und das Schliesselement begrenzt ist. Der Abstand zwischen der Platte und dem Schliesselement ist durch die Höhe des Bedienhebels vorgegeben und wird durch die gelenkige Verbindung zwischen der Stange und dem Bedienhebel nicht erhöht.
Die Vorspannung der Stange wird bevorzugt dadurch erreicht, dass auf die Stange eine Feder aufgesteckt ist, welche zwischen einem an der Stange vorgesehenen Vorsprung und dem Quersteg komprimierbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spannhebel von der Kupplung abnehmbar und an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung ist eine Durchgangsöffnung vorgesehen, in welcher ein Spannhebel zum Verschieben des Schliesselements von der Schliessposition in die Offenposition entgegen der Vorspannung einhängbar ist. Das kürzere Ende des L-förmigen Spannhebels ragt durch die Durchgangsöffnung und kann das Schliesselement in die Offenposition verschieben. Bevorzugt sind an den Längsseiten der Durchgangsöffnung Haltenute vorgesehen, welche eine Querachse des Spannhebels aufnehmen und an welchen sich die Querachse verdrehen und abstützen kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schliesselement über die Offenposition entgegen der Richtung der Schliessposition hinausverschiebbar, wodurch sich der Bedienhebel selbsttätig von der dritten Position in die zweite Position bewegen kann. Diese Form der Entriegelung des Schliesselements führt zu einer überraschend einfachen Möglichkeit ein Anbaugerät automatisch an der Schnellwechselkupplung anzukuppeln. Wird der Baggerarm derart positioniert, dass sich das Anbaugerät um den ersten Haltebolzen in Richtung der Schnellwechselkupplung verdreht, so drückt der zweite Haltebolzen das Schliesselement in oben beschriebene Richtung. Dadurch wird das Schliesselement entriegelt. Der Bedienhebel wird selbsttätig in die erste Position gedrückt und das Schliesselement selbsttätig in die Schliessposition gedrückt, da sowohl der Bedienhebel als auch das Schliesselement vorgespannt sind. Das Schliesselement nimmt den zweiten Haltebolzen in Eingriff, wodurch das Anbaugerät an der Schnellwechselkupplung angekuppelt ist.
Zweckmässigerweise ist an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung eine Durchgriffsöffnung vorgesehen, durch welche der Bedienhebel zwischen der ersten, der zweiten und der dritten Position bewegbar ist. Die Durchgriffsöffnung ist bevorzugt an einer Platte vorgesehen an der der Bedienhebel befestigt ist. Die Platte überragt den Bedienhebel, wodurch dieser geschützt ist, insbesondere davor, dass er verbogen oder abgebrochen wird.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn das Schliesselement mit einem Federelement in der Offenposition vorgespannt ist. Das Federelement verschiebt das Schliesselement automatisch in die Schliessposition, wenn das Schliesselement von dem Bedienhebel freigegeben ist. In der Schliessposition wird das Schliesselement von dem Federelement gehalten und ist zusätzlich von dem Bedienhebel in der ersten Position verriegelt. Es können auch mehrere Federelemente vorgesehen sein. Geeignet sind Spiralfedern, Gasdruckfedern oder andere elastische Federn.
Zweckmässigerweise ist das Federelement mit dem Schliesselement und dem Quersteg verbunden. Der Quersteg bietet ausreichend Platz und Stabilität, damit sich das Federelement abstützen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorspannen und Entspannen eines Schliesselements einer Schnellwechselkupplung, wie oben beschrieben. Ein Benutzer der Kupplung bewegt mit seiner ersten Hand einen Spannhebel, wodurch das Schliesselement von einer Schliessposition in eine Offenposition bewegt wird, in welcher Offenposition das Schliesselement vorgespannt und verriegelt wird.
Erfindungsgemäss bedient der Benutzer gleichzeitig mit seiner zweiten Hand einen an der Kupplung bewegbar angeordneten Bedienhebel, wobei der Bedienhebel durch seine entsprechende Bewegung die Bewegung des Schliesselements in die Offenposition freigibt und durch eine weitere Bewegung des Bedienhebels wird das Schliesselement in der Offenposition verriegelt. Dieses Verfahren stellt sicher, dass der Benutzer der Kupplung beide Hände an sicheren Positionen ablegen muss. Es ist daher ausgeschlossen, dass der Benutzter während der Bedienung der Kupplung sich an den Händen verletzt. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Schliesselement aus der Offenposition in die Schliessposition bewegt einerseits indem ein Anbaugerät, das an die Kupplung angekuppelt wird, die Verriegelung des Bedienhebels durch Verschieben des Schliesselements öffnet und andererseits der Benutzer der Kupplung den Spannhebel mit seiner ersten Hand bedient und den Bedienhebel gleichzeitig mit seiner zweiten Hand bedient, wodurch das Schliesselement dosiert aus der Offenposition in die Schliessposition bewegt wird.
Die Kupplung ermöglicht es, dass das Schliesselement entspannt werden kann, falls die Kupplung länger nicht in Betrieb ist. Der manuell durchgeführte Entspannungsablauf des Schliesselements kann dosiert erfolgen, da der Benutzer mit dem Spannhebel einem abrupten Entspannen nach Lösen der Verriegelung entgegenwirken kann. Die Aufhebung der Verriegelung des Schliesselements in der vorgespannten Offenposition wird durch entsprechendes Verdrehen des Bedienhebels aufgehoben.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:

Figur 1:: eine Draufsicht auf eine halbautomatische Schnellwechselkupplung zum Befestigen eines Anbaugeräts an einem Baggerarm mit einem Schliesselement in einer Schliessposition und einem Bedienhebel in einer ersten Position;
Figur 2:: eine Seitenansicht der Schnellwechselkupplung aus Figur 1;
Figur 3:: eine axonometrische Ansicht der Schnellwechselkupplung aus Figur 1;
Figur 4:: eine Draufsicht auf die Schnellwechselkupplung mit dem Bedienhebel in einer zweiten Position;
Figur 5:: eine Draufsicht auf die Schnellwechselkupplung mit dem Bedienhebel in der zweiten Position und dem Schliesselement in einer Offenposition;
Figur 6:: eine Seitenansicht der Schnellwechselkupplung aus Figur 5
Figur 7:: eine Draufsicht auf die Schnellwechselkupplung mit dem Bedienhebel in einer dritten Position und dem Schliesselement in der Offenposition und
Figur 8:: eine axonometrische Ansicht der Schnellwechselkupplung aus Figur 6.

In den Figuren 1 bis 8 ist eine Schnellwechselkupplung in verschiedenen Kupplungspositionen gezeigt, welche gesamthaft mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Die Schnellwechselkupplung 11 umfasst eine Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung, wobei in den Figuren lediglich die Aufnahmevorrichtung 13 gezeigt ist. Die Befestigungsvorrichtung dient der gelenkigen Befestigung der Schnellwechselkupplung 11 an einem Baggerarm. Die Aufnahmevorrichtung 13 umfasst eine erste und zweite Klaue 15a,15b in welche ein erster Haltebolzen eines Anbaugeräts, beispielsweise einer Baggerschaufel, aufnehmbar ist. Die Klauen 15a,15b bilden eine erste Einführöffnung 16, in welcher der erste Haltebolzen gehalten ist. Die Aufnahmevorrichtung 13 umfasst auch eine Platte 17, an deren Längsseiten die Klauen 15a,15b befestigt sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Platte 17 in den Figuren durchsichtig dargestellt.
Zwischen den Klauen 15a,15b ist ein Schliesselement 19 verschiebbar angeordnet. Das Schliesselement 19 ist in einander zugewandten Nuten 21a,21b geführt (Figur 3,6,8). Das Schliesselement 19 ist entlang der Nuten 21a,21b zwischen einer Offenposition (Figuren 1 - 4) und einer Schliessposition (Figuren 5 - 8) verschiebbar. An dem Schliesselement 19 ist eine zweite Einführöffnung 23 vorgesehen. In der Offenposition kann ein Anbaugerät an- oder abgekuppelt werden. In der Schliessposition ist auch der zweite Haltebolzen des Anbaugeräts an der Aufnahmevorrichtung 13 gehalten, indem die Haltebolzendurch die Einführöffnungen 16,23 in Eingriff genommen und festgeklemmt sind.
An der Unterseite der Platte 17 ist ein Bedienhebel 25 verdrehbar um ein erstes Gelenk 27 angeordnet. Der Bedienhebel 25 ist zwischen der Platte 17 und dem Schliesselemente 19 angeordnet.
Der Bedienhebel 25 besitzt ein erstes und ein zweites Ende 29, 31. Das erste Ende ist als ein erster Handansatz in Gestalt eines Hakens 33 ausgeformt. Damit ist die Bedienung des Bedienhebels 25 erleichtert, da das Bedienpersonal einen Finger an den Haken 33 legen kann und den Bedienhebel 25 entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen kann.
An dem zweiten Ende 31 ist eine Kulissenführung 35 vorgesehen, welche die Gestalt eines Z's besitzt. Die Kulissenführung besitzt also einen ersten und zweiten Querbalken 37,39, welche an den Enden eines Längsbalkens 41 gegenseitig angeordnet sind. Die Kulissenführung 35 wirkt mit einem Führungselement zusammen. Das Führungselement ist bevorzugt ein Stift 43, welcher an dem Schliesselement 19 befestigt ist und in die Kulissenführung 35 ragt.
Mit dem Bedienhebel 35 ist eine Stange 45 gelenkig verbunden. Das erste Ende der Stange ist als ein zweites Gelenk 47 ausgebildet. Bevorzugt ist das erste Ende der Stange 45 kreisförmig ausgeformt und ist in einer an dem Bedienhebel ausgebildeten Gelenkspfanne 46 aufgenommen. Diese Form der Gelenksverbindung baut besonders niedrig. Auf zusätzliche Haltemittel kann verzichtet werden, da das zweite Gelenk 47 durch die Platte 17 und das Schliesselement 19 begrenzt ist. Der Abstand zwischen der Platte 17 und dem Schliesselement 19 ist durch die Höhe des Bedienhebels 25 vorgegeben und wird durch das zweite Gelenk 47 nicht erhöht.
Die Stange 45 besitzt im Anschluss an das erste Ende eine Verbiegung 48, welche an die Aussenkontur des Bedienhebels 25 angepasst ist. Dadurch kann sich die Stange 45 an den Bedienhebel 25 anlegen, wenn sich dieser in der ersten Position befindet und ist der Positionsänderung des Bedienhebels 25 nicht im Weg.
Das zweite Ende 51 der Stange 45 ist an einem Quersteg 49 geführt, indem die Stange 45 durch eine erste Durchgangsöffnung 53 des Querstegs 49 hindurchgesteckt ist.
Der Quersteg 49 dient als Abstützung zweier Federelemente 55, welche zwischen dem Quersteg 49 und dem Schliesselement 19 angeordnet sind. Die Enden der Federelemente 55 sind an dem Quersteg 49 bzw. an dem Schliesselement 19 befestigt. Die Federelemente 55 können Gasdruckfedern, Spiralfedern oder andere elastische Elemente mit einer ausreichenden Rückstellkraft sein.
An der Stange 45 ist ein erster Vorsprung 57 ausgebildet. Auf die Stange 45 ist eine Feder 59 aufgesteckt, welche zwischen dem ersten Vorsprung 57 und dem Quersteg 49 komprimierbar ist.
An der Platte 17 ist eine zweite längliche Durchgangsöffnung 61 vorgesehen. Quer zur zweiten Durchgangsöffnung 61 sind an deren Längsseiten Haltenuten 63a,63b ausgebildet. In die zweite Durchgangsöffnung 61 lässt sich ein L-förmiger Spannhebel 60 mit einer Querachse 62 und einem zweiten Handansatz 64 in Gestalt eines Griffes einsetzen. Die Querachse 62 kann in den Haltenuten 63a,63b aufgenommen werden, wodurch der Spannhebel um die Querachse verdrehbar ist. Der Spannhebel ragt mit seinem kürzeren Ende durch die zweite Durchgangsöffnung 61.
An der Platte 17 ist eine Durchgriffsöffnung 65 vorgesehen. Durch die Durchgriffsöffnung 65 ist der Haken 33 des Bedienhebels 25 erreichbar. Die Platte 17 überragt den Haken 33, wodurch der Bedienhebel 25 geschützt ist, insbesondere davor, dass er verbogen oder abgebrochen wird.
In den folgenden Absätzen wird die Funktionsweise der Schnellwechselkupplung 11 beschrieben:
Zuerst muss die Schnellwechselkupplung 11 zum Ankuppeln eines Anbaugeräts bzw. zum Abkuppeln des angekuppelten Anbaugeräts vorgespannt werden. Dazu wird der Spannhebel in die zweite Durchgangsöffnung 61 eingesetzt. Wird der Spannhebel nach unten gedrückt, so drückt sein kürzeres Ende entgegen dem Federdruck der Federelemente 55 das Schliesselemente 19 von der Schliessposition in die Offenposition.
Durch die Form der Kulissenführung 35 und ihr Zusammenwirken mit dem Stift 43 lässt sich der Bedienhebel 25 zwischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten Position verschwenken.
In den Figuren 1 und 3 ist gezeigt, dass sich der Bedienhebel 25 in der ersten Position befindet. In dieser Position ist der Stift 43 in dem ersten Querbalken 37 aufgenommen. Da der Stift 43 mit dem Schliesselement 19 fest verbunden ist, ist das Schliesselement 19 in der ersten Position des Bedienhebels 25 verriegelt und lässt sich aus der Schliessposition nicht verschieben. Dies ist von Bedeutung, damit ein an der Schnellwechselkupplung 11 angekuppeltes Anbaugerät nicht versehentlich von der Kupplung 11 abgekuppelt werden kann.
Mit der einen Hand kann das Bedienpersonal den Bedienhebel 25 mit Hilfe des Hakens 33 in die zweite Position verschwenken und das Schliesselement 19 dadurch entriegeln (Figur 4). Der Bedienhebel 25 befindet sich in der zweiten Position, wenn der Stift 43 sich am Übergang von dem ersten Querbalken 37 zu dem Längsbalken 41 befindet. Der Bedienhebel 25 lässt sich gegen den Druck der Feder 59 gegen den Uhrzeigersinn verdrehen. Der Federdruck bewirkt, dass sich der Bedienhebel 25 selbsttätig im Uhrzeigersinn verdreht, wenn es die Kulissenführung 35 erlaubt.
Mit der anderen Hand kann das Bedienpersonal den Spannhebel nach unten drücken wodurch das Schliesselement 19 aus der Verschlussposition in die Offenposition gedrückt wird. Dabei muss der Druck der Federelemente 55 überwunden werden und diese sind in der Offenposition komprimiert bzw. vorgespannt. Der Stift 43 kann beim Übergang von der Schliessposition in die Offenposition und umgekehrt entlang des Längsbalkens 41 der Kulissenführung 35 gleiten (Figur 5).
Damit das Schliesselement 19 in der vorgespannten Offenposition bleibt, muss es verriegelt werden. Dazu ist der Bedienhebel 25 weiter gegen den Uhrzeigersinn in die dritte Position zu verdrehen bis der Stift 43 am Ende des zweiten Querbalkens 39 der Kulissenführung 35 anschlägt.
Wird der Bedienhebel 25 entlastet, so wird der Stift 43 durch die Vorspannung der Federelemente 55 in das Ende des zweiten Querbalkens 39 gedrückt. Dadurch verriegelt der Bedienhebel 25 das Schliesselement 19 in der Offenposition. Am Übergang zwischen dem Längsbalken 41 und dem zweiten Querbalken 39 ist ein zweiter Vorsprung 67 ausgebildet, welcher den Stift 43 zuverlässig in dem Ende des zweiten Querbalkens 39 hält. Dadurch ist gewährleistet, dass durch die Vorspannung des Schliesselements der Stift 43 nicht in den Längsbalken 41 gedrückt wird.
Die Vorspannung des Bedienhebels 25 in der dritten Position hervorgerufen durch die Feder 59 ermöglicht es, dass der Bedienhebel 25 automatisch in die erste Position zurückverschoben wird, wenn das Schliesselement 19 automatisch geschlossen wird.
Neben dem Rückstellen des Bedienhebels 25 besitzt die Stange 45 noch eine weitere Funktion. Sie erfüllt eine Kontrollfunktion indem sie dem Bedienpersonal anzeigt, ob die Schnellwechselkupplung geöffnet oder geschlossen ist. Ragt das zweite Ende 51 der Stange 45 aus dem Quersteg 49 hervor und ist sichtbar, so befindet sich das Schliesselement 19 in der Offenstellung. Ist das zweite Ende 51 nicht sichtbar, so befindet sich das Schliesselement 19 in der Schliessstellung.
Zum automatischen Ankuppeln eines Anbaugeräts ist der erste Haltebolzen in den Klauen 15a,15b aufzunehmen. Dann ist der Baggerarm derart zu bewegen, dass der zweite Haltebolzen das Schliesselement 19 aus der Offenposition etwas nach hinten entgegen der Schliessposition drückt. Dadurch verliert der Stift 43 den Kontakt zu der Kulissenführung und der Bedienhebel schnappt durch seine Vorspannung in die zweite Position. Dadurch ist das Schliesselement entriegelt und wird von den Federelementen 55 in die Schliessposition gedrückt. In der Schliessposition ist der zweite Haltebolzen in der zweiten Einführöffnung 23 aufgenommen. Befindet sich der Stift 43 in der Schliessposition, so kann die Stange 45 durch die Vorspannung der Feder 59 den Bedienhebel 25 in die erste Position drücken. Dadurch wird das Schliesselement 19 in der Schliessposition durch den Bedienhebel 25 automatisch verriegelt.
Wird die Schnellwechselkupplung 11 über einen längeren Zeitraum nicht verwendet, so kann das Schliesselement 19 mit Hilfe des Spannhebels in die Schliessposition übergeführt werden und dadurch entspannt werden, ohne dass ein Anbaugerät angekuppelt ist. Dazu ist das Schliesselement 19 mit dem Spannhebel über die Offenposition hinaus zu drücken. Dadurch wird der Bedienhebel frei gegeben und kann durch seine Vorspannung aus der dritten Position in die zweite Position verdreht werden. Dann kann mit Hilfe des Spannhebels das Schliesselement 19 dosiert in die Schliessposition übergeführt werden.
Die Erfindung offenbart eine halbautomatische Schnellwechselkupplung 11. Das Vorspannen bzw. Abkuppeln des Anbaugeräts erfolgt manuell mit Hilfe eines Spannhebels. Das Ankuppeln des Anbaugeräts erfolgt automatisch, ohne dass das Bedienpersonal aus dem Führerhaus des Baggers aussteigen muss. Das Einschnappen des zweiten Haltebolzens des Anbaugeräts in der zweiten Einführöffnung 23 wird durch die Vorspannung des Schliesselements 19 in der Offenposition ermöglicht. Der Benutzer der Kupplung 11 muss beide Hände verwenden, um das Schliesselement 19 vorspannen zu können und dosiert entspannen zu können. Die Bedienung der Kupplung 11 ist daher sehr sicher und Handverletzungen werden vermieden.

Legende:

11: Schnellwechselkupplung
13: Aufnahmevorrichtung
15a,15b: Erste und zweite Klaue
16: Erste Einführöffnung
17: Platte
19: Schliesselement
21a,21b: Nuten
23: Zweite Einführöffnung
25: Bedienhebel
27: Erstes Gelenk
29: Erstes Ende des Bedienhebels
31: Zweites Ende des Bedienhebels
33: Erster Handansatz, Haken
35: Kulissenführung
37: Erster Querbalken
39: Zweiter Querbalken
41: Längsbalken
43: Stift, Führungselement
45: Stange
47: Zweites Gelenk, erstes Ende der Stange
48: Verbiegung
49: Quersteg
51: Zweites Ende der Stange
53: Erste Durchgangsöffnung
55: Federelemente
57: Erster Vorsprung
59: Feder
60: Spannhebel
61: Zweite Durchgangsöffnung
62: Querachse
63a,63b: Haltenuten
64: Zweiter Handansatz, Griff
65: Durchgriffsöffnung
67: Zweiter Vorsprung

Claims

Schnellwechselkupplung (11) zum Befestigen eines Anbaugeräts an einer Baumaschine, vorzugsweise an einem Baggerarm mit
- einer Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13),

- einer feststehenden ersten Einführöffnung (16), welche an einem ersten Ende der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) ausgeformt oder befestigt ist, und

- einem an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) angeordneten, beweglichen Schliesselement (19) mit einer zweiten Einführöffnung (23), das von einer Offenposition, in der ein Anbaugerät an- oder abgekuppelt werden kann, in eine Schliessposition bewegt werden kann, in der die Haltebolzen des Anbaugeräts durch die Einführöffnungen (16,23) in Eingriff genommen und festgeklemmt sind, wobei das Schliesselement (19) in der Offenposition vorgespannt und verriegelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) ein Bedienhebel (25) beweglich angeordnet ist, welcher einen ersten Handansatz (33) ausgebildet hat, wodurch er mit der ersten Hand des Benutzers der Kupplung (11) bedienbar ist und welcher Bedienhebel (25) das Schliesselement (19) in der Offen- und in der Schliessposition ver- und entriegelt und
dass die Kupplung (11) einen Spannhebel (60) mit einem zweiten Handansatz (64) umfasst, wodurch der Spannhebel (60) mit der zweiten Hand des Benutzers gleichzeitig mit dem Bedienhebel (25) zur Vorspannung und zum Entspannen des Schliesselements (19) bedienbar ist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (25) zwischen einer ersten Position in welcher der Bedienhebel (25) das Schliesselement (19) in der Schliessposition verriegelt, einer zweiten Position in welcher das Schliesselement (19) zwischen der Schliessposition und der Ofenposition bewegbar ist und einer dritten Position in welcher der Bedienhebel (25) das Schliesselement in der Offenposition verriegelt, bewegbar ist.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (25) zwischen der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) und dem Schliesselement (19) angeordnet ist und verdrehbar an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) angelenkt ist.
Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bedienhebel (25) eine Kulissenführung (35) vorgesehen ist, welche mit einem an dem Schliesselement (25) angeordneten Führungselement (43) zusammenwirkt, welches in die Kulissenführung (35) eingreift.
Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (43) in der Kulissenführung (35) verrastbar ist, wenn sich der Bedienhebel (25) in der dritten Position befindet.
Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (35) im Wesentlichen eine Z-förmige Ausnehmung ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (25) in der dritten Position vorgespannt ist.
Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (25) mit einem ersten Ende (47) einer Stange (45) gelenkig verbunden ist und ein zweites Ende (51) der Stange (45) durch einen an der Aufnahmevorrichtung (13) angeordneten Quersteg (49) hindurchgeführt ist.
Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Stange (45) eine Feder (59) aufgesteckt ist, welche zwischen einem an der Stange (45) vorgesehenen Vorsprung (57) und dem Quersteg (49) komprimierbar ist.
Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhebel von der Kupplung (11) abnehmbar ist und an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) eine Durchgangsöffnung (61) vorgesehen ist, in welcher der Spannhebel zum Verschieben des Schliesselements (19) von der Schliessposition in die Offenposition entgegen der Vorspannung einhängbar ist.
Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliesselement (19) über die Offenposition entgegen der Richtung der Schliessposition hinausverschiebbar ist, wodurch sich der Bedienhebel (25) selbsttätig von der dritten Position in die zweite Position bewegen kann.
Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung (13) eine Durchgriffsöffnung (65) vorgesehen ist, durch welche der Bedienhebel (25) zwischen der ersten, der zweiten und der dritten Position bewegbar ist.
Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliesselement (19) mit einem Federelement (55) in der Offenposition vorgespannt ist.
Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (55) mit dem Schliesselement (19) und dem Quersteg (49) verbunden ist.
Verfahren zum Vorspannen und Entspannen eines Schliesselements (19) einer Schnellwechselkupplung (11) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche wobei
ein Benutzer der Kupplung mit seiner ersten Hand einen Spannhebel (60) bewegt, wodurch das Schliesselement (19) von einer Schliessposition in eine Offenposition bewegt wird, in welcher Offenposition das Schliesselement (19) vorgespannt und verriegelt wird
dadurch gekennzeichnet,
dass der Benutzer gleichzeitig mit seiner zweiten Hand einen an der Kupplung (11) bewegbar angeordneten Bedienhebel (25) bedient, wobei der Bedienhebel (25) durch seine entsprechende Bewegung die Bewegung des Schliesselements (19) in die Offenposition freigibt und
durch eine weitere Bewegung des Bedienhebels (25) das Schliesselement (19) in der Offenposition verriegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliesselement (19) aus der Offenposition in die Schliessposition bewegt wird
einerseits indem ein Anbaugerät, das an die Kupplung (11) angekuppelt wird, die Verriegelung des Bedienhebels (25) durch Verschieben des Schliesselements (19) öffnet und
andererseits der Benutzer der Kupplung (11) den Spannhebel (60) mit seiner ersten Hand bedient und den Bedienhebel (25) gleichzeitig mit seiner zweiten Hand bedient, wodurch das Schliesselement dosiert aus der Offenposition in die Schliessposition bewegt wird.