EP3409839B1

EP3409839B1 - Schnellwechsler zum verbinden eines baggerarms mit einem arbeitsgerät

Info

Publication number: EP3409839B1
Application number: EP18174659.5A
Authority: EP
Inventors: Huber JOHANNES
Original assignee: Lehnhoff Hartstahl GmbH
Current assignee: Lehnhoff Hartstahl GmbH
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2038-05-28
Also published as: EP3409839A2; EP3409839A3; DE102017111649A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsler zum Verbinden eines Baggerarms mit einem Arbeitsgerät gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
Sogenannte mechanische Schnellwechsler sind schon seit langem bekannt. Bei mechanischen Schnellwechslern wird zumindest ein Riegelbolzen von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition mit manueller Antriebskraft verfahren, im Gegensatz zu hydraulischen Schnellwechslern, bei denen die Antriebskraft zum Verfahren des Riegelbolzens hydraulisch erzeugt und der Riegelbolzen hydraulisch verfahren wird. Zum Einbringen der manuellen Antriebskraft in den Schnellwechsler ist ein Krafteinleitungselement vorgesehen mit in der Regel einem mutternförmigen Ansatz, an dem ein Werkzeugschlüssel zum manuellen Erzeugen der Antriebskraft angreifen kann. Über dieses Krafteinleitungselement wird die manuelle Antriebskraft zum Verriegeln und Entriegeln des Schnellwechslers auf einen Antrieb des Riegelbolzens des Schnellwechslers aufgebracht. Der Antrieb besteht dabei bekanntermaßen aus einer Gewindespindel, auf der ein in das Gewinde der Gewindespindel eingreifender Mitnehmer verdrehsicher gelagert ist. Der Mitnehmer ist als Bewegungsumsetzer mit dem Riegelbolzen verbunden, und verfährt, ja nach dem, in welche Richtung die Gewindespindel gedreht wird, in Richtung der Verriegelungsposition oder in Richtung der Verriegelungsposition. Hierfür ist der Mitnehmer translatorisch verfahrbar in einem Gehäuse des Schnellwechslers gelagert. Die Drehbewegung der Gewindespindel wird durch den Mitnehmer in eine translatorische Bewegung für den angekoppelten Riegelbolzen umgesetzt, indem der Mitnehmer durch das Gewinde translatorisch verfahren wird. Das Schnellwechslergehäuse wirkt als Widerlager und verhindert ein Mitdrehen des Mitnehmers beim Drehen der Gewindespindel.
Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass der Drehwinkelbereich der Gewindespindel, der benötigt wird, um den Riegelbolzen aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition und umgekehrt zu verfahren, sehr groß ist. Mit anderen Worten müssen der Werkzeugschlüssel und somit die Gewindespindel mehrfach gedreht werden, um den Schnellwechsler zu verriegeln oder zu öffnen. Dies kostet zum einen Zeit und ist für den Nutzer sehr mühsam.
Um ein unbeabsichtigtes Öffnen eines mit einem Adapter verriegelten Schnellwechslers zu vermeiden, ist es zudem bekannt, ein Kniehebelgetriebe vorzusehen, das eine Totpunktsicherung in der Verriegelungsposition aufweist. Durch das Kniehebelgetriebe wird im Bereich der Verriegelungsposition der Antriebsstrang für den Riegelbolzen über einen Totpunkt des Kniehebelgetriebes bis zu einer Wegbegrenzung geführt. Mit Erreichen der Wegbegrenzung wird ein weiteres Bewegen verhindert und über die Totpunktsicherung ein unbeabsichtigtes Öffnen des Schnellwechslers verhindert. Durch das Kniehebelgetriebe werden im Betrieb in Entriegelungsrichtung wirkende Kräfte durch die Totpunktsicherung neutralisiert. Ein solches Kniehebelgetriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2015 210 860 A1 bekannt.
Die DE 10 2015 210 860 A1 und die EP 2 910 688 A1 bilden den gattungsgemäßen Stand der Technik. Offenbart wird ein Schnellwechsler mit zumindest einem Riegelbolzen und einem handbetriebenen Antrieb, der den Riegelbolzen zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition verfährt. Der Antrieb weist ein Krafteinleitungselement auf, über das die manuelle Antriebskraft zum Verriegeln und Entriegeln in den Antrieb eingebracht wird. Der Antrieb ist mit einem Getriebe versehen, wobei das Krafteinleitungselement über das Getriebe mit dem Riegelbolzen zusammenwirkt. Das Getriebe setzt eine über das Krafteinleitungselement eingebrachte Drehbewegung in eine translatorische Verriegelungs- oder Entriegelungsbewegung des Riegelbolzens um. Dabei weist das Getriebe eine Antriebswelle und einen mit der Antriebswelle sowie den Riegelbolzen zusammenwirkenden, verdrehsicher gelagerten Bewegungsumsetzer auf, der die Drehbewegung der Antriebswelle in eine translatorische Bewegung für den Riegelbolzen umsetzt. Der Bewegungsumsetzer und die Antriebswelle sind so ausgebildet sind und wirken so zusammen, dass eine über das Krafteinleitungselement eingebrachte Drehbewegung über einen Drehbewegungswinkel von weniger oder gleich 360° die gesamte translatorische Bewegung des Riegelbolzens umfasst, um den Riegelbolzen von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und vice versa zu verfahren.
Nachteilig an der grundsätzlich vorteilhaften Totpunktsicherung ist der relativ große Platzbedarf eines solchen Kniehebelgetriebes, der heutigen Anforderungen an Schnellwechsler nicht immer gerecht wird.
Aus der CA 2 308 917 A1 ist ein Schnellwechsler zum Verbinden eines Baggerarms mit einem Adapter an einem Arbeitsgerät bekannt. Der Schnellwechsler weist Kupplungsklauen auf, welche in eine Riegelachse des Adapters eingreifen. Auf der der Riegelachse entfernt gelegenen Seite des Adapters ist eine Lasche mit einer Bohrung vorgesehen, in welche ein Riegelbolzen des Schnellwechslers seitlich beim Kuppeln eingreift. Der Schnellwechsler ist mit Führungswandungen versehen, welche beim Kuppeln des Schnellwechslers mit dem Adapter seitlich an der Lasche des Adapters angeordnet sind. Die Führungswandungen weisen jeweils eine Bohrung auf, welche beim Kuppeln mit der Bohrung der Lasche fluchtet. Der Riegelbolzen ist mit einer zumindest teilweise umlaufenden Nut in seiner Außenfläche versehen, in welche ein Führungsstift eingreift, der fest mit dem Schnellwechsler verbunden ist. Der Riegelbolzen ist mit einem Hebel versehen. Über den Hebel wird beim Kuppeln des Schnellwechslers mit dem Adapter der Riegelbolzen in die Lasche des Adapters eingedreht und dabei von dem Führungsstift geführt. Hierbei handelt es sich um eine andere Konsstruktion als bei der Erfindung, da bei diesem Stand der Technik der Riegelbolzen geführt eingedreht werden soll. Dies ist äüßerst nachteilig, da die auf den Riegelbolzen wirkenden Kräfte sehr hoch sind und es zu einem Klemmen des Riegelbolzens kommen kann, so dass dieser nicht mehr gedreht und somit gelöst werden kann.
Aus der US 2016/0083935 A1 ist ein Sicherungsstift für die Befestigung eines Baggerzahns bekannt, der über eine Nutführung eingedreht wird.
Aufgabe gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es, einen Schnellwechsler gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ein geringerer Drehwinkelbereich für das Verriegeln und Entriegeln des Schnellwechslers notwendig ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit Hilfe eines alternativen Antriebskonzeptes geringere Drehwinkelbereiche ohne weiteres erreichbar sind und sich zudem weitere kontsruktive Möglichkeiten ergeben.
Nach der Erfindung weist die Antriebswelle zumindest eine um die Antriebswelle zumindest teilweise umlaufende Nut in einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle auf, in die der Bewegungsumsetzer eingreift. Dabei ist die Nut mit einer Steigung bezogen auf die Längsachse der Antriebswelle versehen, durch die der Drehwinkel festgelegt ist. Auf einfache Weise kann durch Anpassung der Steigung ein geringerer Drehwinkel realisiert werden, ohne dass es zu Festigkeitsproblemen oder vorzeitigem Verschleiß kommt.
Dabei können zwei Nuten, insbesondere drei Nuten vorgesehen sein. Die Nuten sind vorzugsweise im Querschnitt der Antriebswelle in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet, so dass sich die Belastung beim Bewegen der Riegelbolzen gleichmäßig auf die Antriebswelle verteilt.
Um einen möglichst geringen Widerstand beim Bewegen der Riegelbolzen zu haben, sind die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Nut parallel laufend zueinander ausgebildet.
Die Grundfläche der Nut kann im Querschnitt bezogen auf die Längserstreckung der Nut zumindest bereichsweise gerade oder gekrümmt ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bewegungsumsetzer zumindest einen Führungsstift für die Nut auf, der in die zugeordnete Nut eingreift und mit seinem in der Nut angeordneten Kopf an zumindest einer Seitenfläche der Nut anliegt. Über den Stift werden die Kräfte zum Bewegen des Bewegungsumsetzers und der Riegelbolzen einfach und verschleißfrei von der Antriebswelle übertragen.
Damit die Flächenpressung zwischen Nut und Führungstift nicht zu hoch wird, ist der Kopf des Führungsstiftes gemäß einer Ausführungsform zylindrisch ausgebildet.
Die Nut kann dabei eine Breite aufweisen, welche mindestens 5% des Durchmessers der Antriebswelle, vorzugsweise 10% des Durchmessers der Antriebswelle entspricht.
Vor allem um im Betrieb ein unbeabsichtigtes Lösen des Schnellwechslers zu verhindern, ist in der Verriegelungsposition eine Totpunktsicherung vorgesehen. Die Totpunktsicherung ist dabei so ausgebildet, dass die Nut mit Erreichen der Verriegelungsposition über einen Totpunkt geführt ist, indem sich die Steigung der Nut vom Positiven ins Negative verändert. Auf einfache Weise wird dadurch ein ungewolltes Lösen verhindert. Ein separates raumgreifendes Kniehebelgetriebe entfällt.
Vorzugsweise ist der Bewegungsumsetzer in einem Gehäuse des Schnellwechslers nur translatorisch geführt gelagert. Die Lagerung ist dabei so gestaltet, dass im Betrieb möglichst wenige Reibungsverluste auftreten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildeung der Erfindung umfasst die über das Krafteinleitungselement eingebrachte Drehbewegung über einen Drehbewegungswinkel von weniger oder gleich 220°, vorzugsweise weniger oder gleich 200°, insbesondere weniger oder gleich 180° die gesamte translatorische Bewegung des Riegelbolzens.
Mindestens beträgt der Drehwinkel, der sich durch die über das Krafteinleitungselement eingebrachte Drehbewegung ergibt, mindestens 90°.
Um zusätzlich eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen im Betrieb zu schaffen, ist der Bewegungsumsetzer mit seinem in die Nut eingreifenden Stift in einer Endlage in der Verriegelungsposition in diese über eine Feder vorgespannt.
Das Krafteinleitungselement kann auf der Seite des Riegelbolzens, auf der hiervon entfernt gelegenen Seite und/oder seitlich an einem Gehäuse des Schnellwechslers angeordnet sein.
Insbesondere ist auch der Riegelbolzen in Verriegelungsrichtung durch zumindest eine Feder vorgespannt.
Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Riegelbolzen vorgesehen, welche beide durch einen gemeinsamen Bewegungsumsetzer angetrieben werden, der vorzugsweise mit der zwischen den beiden Riegelbolzen angeordneten Antriebswelle zusammenwirkt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Totpunktsicherung in die Außenumfangsfläche der Antriebswelle integriert. Ein separates raumgreifendes Kniehebelgetriebe entfällt. Hierfür ist beim Bewegen des Riegelbolzens oder der Riegelbolzen in die Verriegelungsposition die Totpunktsicherung vorgesehen ist, so dass der Riegelbolzen in der Verriegelungsposition gesichert ist oder die Riegelbolzen in der Verriegelungsposition gesichert sind. Die Totpunktsicherung ist in die Außenumfangsfläche der Antriebswelle integriert. Für die Integration der Totpunktsicherung in die Antriebswelle ist die Nut mit Erreichen der Verriegelungsposition über einen Totpunkt geführt, indem sich die Steigung der Nut vom Positiven ins Negative verändert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines mechanischen Schnellwechslers, der in einen mit einem angeschlossenen Baggerlöffel verbundenen eingreift, und mit einem Baggerarm verbunden ist, mit Werkzeugschlüssel;
Fig. 2: eine Explosionsdarstellung von Fig. 1;
Fig. 3: eine perspektivische Darstellung des mechanischen Schnellwechslers im Entriegelungszustand mit angesetztem Werkzeugschlüssel;
Fig. 4: eine Explosionsdarstellung von Figur 3;
Fig. 5: eine perspektivische Darstellung schräg vorne des mechanischen Schnellwechslers ohne Gehäuse im entriegelten Zustand;
Fig. 6: eine Explosionsdarstellung von Figur 5;
Fig. 7: eine perspektivische Darstellung schräg hinten des mechanischen Schnellwechslers ohne Gehäuse im entriegelten Zustand;
Fig. 8: eine Explosionsdarstellung von Figur 7;
Fig. 9a: eine Vorderansicht einer Antriebswelle des Schnellwechslers nach der Erfindung;
Fig. 9b: eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf die Antriebswelle von Figur 9a;
Fig. 9c: eine perspektivische Ansicht auf die Antriebswelle von Figur 9a;
Fig. 9d: eine perspektivische Ansicht von der Seite auf die Antriebswelle von Figur 9a, und
Fig. 9e: eine vergrößerte Vorderansicht auf die Antriebswelle von Figur 9a.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht eines Schnellwechslers 10 und einen Adapter 12, wobei die Fig. 1 einen Zusammenbau und die Fig. 2 eine Explosionsdarstellung zeigt. Der Adapter 12 ist mit einem Baggerlöffel 14 verschweißt. An den Schnellwechsler 10 greift in herkömmlicher Weise ein Baggerarm 16 an. Der Schnellwechsler 10 greif in den Adapter 12 ein und befindet sich im entriegelten Zustand. Ein Werkzeugschlüssel 18 greift an ein Krafteinleitungselement 20 mit einem mutterförmigen Ansatz 20a an.
Der Adapter 12 umfasst zwei parallele zylindrische Querstreben, eine hintere Querstrebe 12a und eine vordere Querstrebe 12b. Die hintere Querstrebe 12a und die vordere Querstrebe 12b durchgreifen seitlich jeweils zwei Montagelaschen 12c und 12d, spannen einen dem Schnellwechsler 10 zugeordneten Innenraum auf und bilden zusammen mit den Montagelaschen 12c, 12d einen Rahmen, nämlich den Adapter 12. Die Montagelaschen 12c und 12 sind mit dem Baggerlöffel 14 verschweißt.
Der Schnellwechsler 10 weist an seinem ersten Ende Klauen 22 auf, die gemäß Fig. 1 und 2 die hintere Querstrebe 12a des Adapters 12 bereichsweise umgreifen und um diese der Schnellwechsler 10 beim Einbringen in den Adapter 12 und Ausbringen aus dem Adapter 12 verschwenkt wird. An der dem ersten Ende des Schnellwechslers 10 gegenüberliegendem Ende ist ein Widerlager 24 vorgesehen, welches an der vorderen Querstrebe 12b des Schnellwechseladapters 12 anliegt und im verriegelten Zustand mit zwei axial verfahrbaren Riegelbolzen 26 den Schnellwechsler 10 in dem Adapter 12 fixiert. Hierdurch erfolgt eine Kopplung des Adapters 12 an den Schnellwechsler 10.
Der Schnellwechsler 10 ist in seiner Längserstreckung bezüglich einer Mittelachse M im Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildet. An der Oberseite eines Gehäuses 28 des Schnellwechslers 12 ist seitlich jeweils eine Verbindungslasche 10a, 10b vorgesehen, die mit dem vorderen Ende des Baggerarms 16 in bekannter Weise verbunden sind.
Die beiden Riegelbolzen 26 sind über einen in den nachfolgenden Figuren 3 bis 8 erläuterten Antrieb 30 in eine Entriegelungsposition bezüglich des Gehäuses 28 des Schnellwechslers 10 einfahrbar und in eine Verriegelungsposition bezüglich des Gehäuses 28 des Schnellwechslers 10 ausfahrbar. In der Verriegelungsposition unterfahren die Riegelbolzen 26 die zugeordnete Querstrebe, gemäß Fig. 1 die vordere Querstrebe 12b. Zudem kommt das Widerlager 24 mit seiner Widerlagerfläche an der Querstrebe zur Anlage, die in diesem Bereich der Anlage eben ausgebildet ist. Das Widerlager 24 und die zugeordnete Fläche an der Querstrebe 12b sind schräg zur Senkrechten angestellt, so dass es im Zusammenwirken mit den Riegelbolzen 26 zu einem mehrachsigen Verspannen des Schnellwechslers 10 in dem Adapter 12 in der Verriegelungsposition kommt.
Ferner ist im Bereich des Widerlagers 24 das Krafteinleitungselement 20 mit dem mutterförmigen Ansatz 20a vorgesehen, in welchen der Werkzeugschlüssel (Handhebel) 18 in Eingriff steht, um einen Antrieb 30 rein mechanisch zu betätigen und eine Bewegung der Riegelbolzen 26 zum Verriegeln oder Entriegeln des Schnellwechsler 10 gegenüber dem Adapter 12 hervorzurufen.
Die Riegelbolzen 26 sind entlang der Betätigungsachse B durch den Antrieb 30 zwischen einer Entriegelungsposition und einer Verriegelungsposition verfahrbar. Der Antrieb 30 umfasst eine Antriebswelle 38 und einen Mitnehmer 44, der von der Antriebswelle 38 durchgriffen wird. Die Antriebswelle 38 ist mittig gelagert und weist eine Drehachse auf, welche der Mittelachse M entspricht.
Insbesondere den Figuren 3 bis 8 ist der Antrieb 30 im Einzelnen zu entnehmen. Der Antrieb 30 umfasst einen Lagerblock 32, der mit dem Gehäuse 28 mittels Verbindungsschrauben 34a und 34b fixiert ist. Die Verbindungsschrauben 34a und 34b durchgreifen das Gehäuse 28 im oberen Bereich und anschließend den Lagerblock 32 und greifen im unteren Bereich des Gehäuses 28 in dieses mit einem Gewinde ein und werden festgezogen, sodass der Kopf der Verbindungsschraube 34a, 34b, unmittelbar oder über eine Scheibe 36 an der Oberseite des Gehäuses 28 jeweils fest anliegt.
In dem Lagerblock 32 sind in zwei Bohrungen 32a, 32b jeweils die Riegelbolzen 26 geführt tranlatorisch verschiebbar gelagert. Mittig zwischen den zwei Bohrungen 32a, 32b ist in einer weiteren Bohrung 32c die Antriebswelle 38 drehbar gelagert, die mit dem Krafteinleitungselement 20 und dem mutterförmigen Ansatz 20a des Krafteinleitungselements 20 fest verbunden ist. Die Bohrung 32c ist im Bereich der Stirnseite so ausgebildet, dass der Werkzeugschlüssel 18 den mutterförmigen Ansatz 20a umgreifen kann.
Der Lagerblock 32 weist zwei Befestigungsbohrungen 32d, 32e auf, welche sich vom oberen Bereich des Lagerblocks 32 seitlich in die senkrecht hierzu verlaufende Bohrung 32c erstreckt. In diese Befestigungsvorrichtung 32d, 32e werden Befestigungsstifte 40a und 40b eingebracht, wenn die Antriebswelle 38 in den Lagerblock 32 eingeschoben ist. Den Befestigungsstiften 40a, 40b ist eine Umfangsnut 42 im vorderen Bereich der Antriebswelle 38 zugeordnet, in welche die Befestigungsstifte 40a, 40b eingreifen und die Antriebswelle 38 in axialer Richtung fixieren, eine Drehbewegung der Antriebswelle 38 jedoch nicht beeinträchtigen.
Die Antriebswelle 38 ist mit einem Mitnehmergehäuse 44 verbunden, welches gleichzeitig als Bewegungsumsetzer einer Drehbewegung der Antriebswelle 38 in eine translatorische Bewegung für die Riegelbolzen 26 dient. Hierfür weist die Antriebsachse 38 drei Nuten 38a, 38b und 38c in der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 38 an ihrem dem Krafteinleitungselement 20 entfernt gelegenen Ende auf. Die Nuten 38a, 38b, 38c haben jeweils eine gleiche Steigung und Querschnittsausbildung mit parallel zueinander ausgerichteten Seitenwänden und einer ebenen Grundfläche. Die Nuten 38a, 38b, 38c erstrecken sich ausgehend von dem freien Ende der Antriebsachse 38 um die Antriebsachse 38 herum in Richtung Krafteinleitungselement 20.
In eine Nut 38a, 38b, 38c greift jeweils ein Widerlagerstift 46a, 46b, 46c ein. Die Widerlagerstifte 46a, 46b, 46c sind jeweils einander entsprechend ausgebildet und in dem Mitnehmergehäuse 44 fest verankert. Der Kopf eines Widerlagerstiftes 46a, 46b, 46c, der in die zugeordnete Nut 38a, 38b, 38c eingreift, ist zylindrisch ausgebildet, sodass es zu einer Linienberührung in der entsprechenden Nut 38a, 38b, 38c kommt. Eine punktförmige Flächenpressung, welche die Nut 38a, 38b, 38c und/oder den Widerlagerstift 46a, 46b, 46c beschädigen könnte, wird dadurch vermieden.
Zwischen Mitnehmergehäuse 44 und dem Lagerblock 32 ist eine Druckfeder 48 gespannt, welche das Mitnehmergehäuse 44 in der Verriegelungsposition in Richtung von dem Lagergehäuse 32 weg belastet, um die Antriebswelle 38 in der Verriegelungsposition zu halten. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Die Riegelbolzen 26 greifen seitlich der Antriebswelle 38 ebenfalls in das Mitnehmergehäuse 44 ein, und sind dort am Mitnehmergehäuse 44 über ihr freies Ende fixiert. Zudem greifen Führungsstifte 50a, 50b in entsprechende Ausnehmungen 26a, 26b. Der Riegelbolzen 26 ist auf seiner dem Lagerblock 32 entfernt gelegenen Seite gestuft ausgebildet und weist eine Anlagefläche 26c auf. Des Weiteren umgreift eine Druckfeder 52a, 52b einen Riegelbolzen 26 im Bereich seines freien Endes. Die Druckfeder 52a, 52b liegt am hinteren Teil 44a des Mitnehmergehäuses 44 sowie an einer vorderen Führung 44b. Der Riegelbolzen 26 durchgreift die vordere Führung 44b. Wird das Mitnehmergehäuse 44 über die Antriebswelle 38 in Richtung auf den Lagerblock 32 verfahren, findet eine Relativbewegung des Mitnehmergehäuses 44 relativ zum Riegelbolzen 26 statt, und zwar entsprechend der Länge der Ausnehmung 26a. Stößt der Führungsstift 50a, 50b dann am Ende der Ausnehmung 26b an, drückt die Anlagefläche 26c die zugeordnete Druckfeder 52a, 52b zusammen. Der Schnellwechsler 10 befindet sich dann in der Verriegelungsposition, in der die Druckfedern 52a, 52b auf die Riegelbolzen 26 in Verriegelungsrichtung wirken. Der Führungsstift 50a, 50b ist jeweils durch senkrecht zu dem Führungsstift 50a, 50b in eine entsprechende Bohrung eingebrachten Sicherungsstift 54a, 54b in Mitnehmergehäuse 44 gesichert.
Die Drehbewegung der Antriebswelle 38 wird über die in die Nuten 38a, 38b und 38c eingreifenden Widerlagerstifte 46a, 46b, 46c in eine axiale Bewegung des Mitnehmergehäuses 44 umgewandelt, welche ihrerseits die translatorische Bewegung auf die Riegelbolzen 26 überträgt. Dadurch wirkt das Mitnehmergehäuse 44 als Bewegungsumsetzer.
In den Figuren 9a bis 9e ist jeweils die Antriebswelle 38 im Einzelnen dargestellt. Im vorderen Bereich der Antriebswelle 38 ist das Krafteinleitungselement 20 mit seinem mutterförmigen Ansatz 20a für den Werkzeugschlüssel 18. Hieran schließt sich die Umlaufnut 42 an, über welche die Antriebswelle 38 in dem Lagerblock 32 in axialer Richtung gesichert wird.
Von dem freien Ende der Antriebswelle 38 erstrecken sich die drei Nuten 38a, 38b und 38c in gleichmäßigen Abstand zueinander, mit gleicher Steigung und gleichförmiger Ausbildung in Richtung Krafteinleitungselement 20. Die Nut 38a, 38b und 38c weist jeweils eine Breite auf, welche mindestens 5 % des Durchmessers der Antriebswelle 38, insbesondere 10 %, entspricht. Über die Steigung der Nut 38a, 38b und 38c wird der Drehwinkel festgelegt, der notwendig ist, um den Riegelbolzen 26 aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition zu verfahren.
Im Endbereich des Drehwinkels ändert sich die Steigung der Nut 38a, 38b und 38c vom Positiven ins Negative, wodurch das Mitnehmergehäuse 44 über einen Totpunkt geführt wird. Das Ende der Nut 38a, 38b und 38c bildet einen Endanschlag in den der Widerlagerstift 46a, 46b und 46c in der Verriegelungsposition angelegt und durch die Druckfeder 48 gedrückt wird.
Die Steigung der Nut ist dabei so bemessen, dass sich ein Drehwinkel der Antriebswelle 38 von weniger oder gleich 360°, vorzugsweise weniger oder gleich 220°, vorzugsweise weniger oder gleich 200°, insbesondere weniger oder gleich 180° ergibt, um das Mitnehmergehäuse 44 und somit die Riegelbolzen 26 von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und vice versa zu verfahren. Mindestens beträgt der Drehwinkel, der sich durch die über das Krafteinleitungselement 20 eingebrachte Drehbewegung ergibt, mindestens 90°. Die Änderung der Steigung und somit das Bilden eines Totpunktes beim Verfahren des Mitnehmergehäuses 44 und somit beim Verfahren der Riegelbolzen 26, vorzugsweise im Zusammenwirken mit der Druckfeder 48, bilden eine Totpunktsicherung. Auf einfache Weise wird hierdurch die Totpunktsicherung in die Antriebswelle 38 integriert. Zum Öffnen und Schließen des Schnellwechslers 10 ist somit gegenüber den bekannten Stand der Technik ein geringerer Drehwinkel notwendig und es ergibt sich ein schnelleres und weniger aufwendigeres Verschließen und Öffnen des Schnellwechslers 10.
Durch den Wechsel der Steigung der Nut 38a, 38b und 38c vom Positiven ins Negative über den Tod. Wird durch die resultierenden Kräfte des Riegelbolzens eine Selbstsicherung erreicht. Diese Kräfte müssen beim Öffnen des Schnellwechslers 10 per Handkraft über den Werkzeugschlüssel 18 überwunden werden.

Bezugszeichenliste

10: Schnellwechsler
10a: Verbindungslasche, links
10b: Verbindungslasche, rechts
12: Adapter
12a: hintere Querstrebe
12b: vordere Querstrebe
12c: Montagelasche, links
12d: Montagelasche, rechts
14: Baggerlöffel
16: Baggerarm
18: Werkzeugschlüssel, Handhebel
20: Krafteinleitungselement
20a: mutterförmiger Ansatz des Krafteinleitungselements
22: Klauen des Schnellwechslers
24: Widerlager
26: Riegelbolzen
26a: Ausnehmung
26b: Anlagefläche
28: Gehäuse des Schnellwechslers
30: Antrieb
32: Lagerblock
32a: Bohrung, links
32b: Bohrung, rechts
32c: Bohrung, mittig
32d: Befestigungsbohrung, links
32e: Befestigungsbohrung, rechts
34a: Verbindungsschraube, links
34b: Verbindungsschraube, rechts
36a: Scheibe, links
36b: Scheibe, rechts
38: Antriebswelle
38a: Nut, links
38b: Nut, rechts
38c: Nut, mittig
40a: Befestigungsstift, links
40b: Befestigungsstift, rechts
42: Umfangsnut der Antriebswelle
44: Mitnehmergehäuse
44a: hinterer Teil des Mitnehmergehäuses
44b: vordere Führung des Mitnehmergehäuses für den Riegelbolzen
46a: Widerlagerstift, links
46b: Widerlagerstift, rechts
46c: Widerlagerstift, mittig
48: Druckfeder
50a: Führungsstift, links
50b: Führungsstift, rechts
52a: Druckfeder, links
52b: Druckfeder, rechts
54a: Sicherungsstift, links
54b: Sicherungsstift, rechts
56 M: Mittelachse
B: Betätigungsachse

Claims

Schnellwechsler (10) zum Verbinden eines Baggerarms (16) mit einem Arbeitsgerät (14) mit zumindest einem Riegelbolzen (26) und einem handbetriebenen Antrieb (30), der den Riegelbolzen (26) zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition verfährt, wobei der Antrieb (30) ein Krafteinleitungselement (20) aufweist, über das die manuelle Antriebskraft zum Verriegeln und Entriegeln in den Antrieb (30) eingebracht wird, der Antrieb (30) ein Getriebe (38, 44) aufweist, wobei das Krafteinleitungselement (20) über das Getriebe (38, 44) mit dem Riegelbolzen (26) zusammenwirkt, das Getriebe (38, 44) eine über das Krafteinleitungselement (20) eingebrachte Drehbewegung in eine translatorische Verriegelungs- oder Entriegelungsbewegung des Riegelbolzens (26) umsetzt, und wobei das Getriebe eine Antriebswelle (38) und einen mit der Antriebswelle (38) sowie mit dem Riegelbolzen (26) zusammenwirkenden, verdrehsicher gelagerten Bewegungsumsetzer (44) aufweist, der die Drehbewegung der Antriebswelle (38) in eine translatorische Bewegung für den Riegelbolzen (26) umsetzt, wobei der Bewegungsumsetzer (44) und die Antriebswelle (38) so ausgebildet sind und so zusammenwirken, dass eine über das Krafteinleitungselement (20) eingebrachte Drehbewegung über einen Drehbewegungswinkel von weniger oder gleich 360°, die gesamte translatorische Bewegung des Riegelbolzens (26) umfasst, um den Riegelbolzen (26) von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und vice versa zu verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (38) zumindest eine um die Antriebswelle (38) zumindest teilweise umlaufende Nut (38a, 38b, 38c) in einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle (38) aufweist, in die der Bewegungsumsetzer (44) eingreift, die Nut (38a, 38b, 38c) eine Steigung bezogen auf die Längsachse der Antriebswelle (38) aufweist, durch die der Drehwinkel festgelegt ist.
Schnellwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Nuten (38a, 38b, 38c), insbesondere drei Nuten (38a, 38b, 38c), vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die Nuten (38a, 38b, 38c) im Querschnitt der Antriebswelle (38) in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
Schnellwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Nut (38a, 38b, 38c) parallel zueinander ausgebildet sind.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche der Nut (38a, 38b, 38c) im Querschnitt bezogen auf die Längserstreckung der Nut (38a, 38b, 38c) zumindest bereichsweise gerade oder gekrümmt ausgebildet ist.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsumsetzer (44) zumindest einen Führungsstift (46a, 46b, 46c) für die Nut (38a, 38b, 38c) aufweist, wobei der Führungsstift (46a, 46b, 46c) in die zugeordnete Nut (38a, 38b, 38c) eingreift und mit seinem Kopf in einer Seitenfläche der Nut (38a, 38b, 38c) anliegt.
Schnellwechsler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf des Führungsstiftes (46a, 46b, 46c) zylindrisch ausgebildet ist.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (38a, 38b, 38c) eine Breite aufweist, welche mindestens 5% des Durchmessers der Antriebswelle (38), vorzugsweise 10% des Durchmessers der Antriebswelle (38) entspricht.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (38a, 38b, 38c) mit Erreichen der Verriegelungsposition über einen Totpunkt geführt ist, indem sich die Steigung der Nut (38a, 38b, 38c) vom Positiven ins Negative verändert.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsumsetzer (44) nur translatorisch in einem Gehäuse (28) des Schnellwechslers (10) geführt gelagert ist.
Schnellwechsler nach Anspruch 5, insbesondere nach einem weiteren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsumsetzer (44) mit seinem in die Nut (38a, 38b, 38c) eingreifenden Führungsstift (46a, 46b, 46c) in die Endlage in der Verriegelungsposition über eine Feder (48) vorgespannt ist.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über das Krafteinleitungselement (20) eingebrachte Drehbewegung über einen Drehbewegungswinkel von weniger oder gleich 220°, vorzugsweise weniger oder gleich 200°, insbesondere weniger oder gleich 180° die gesamte translatorische Bewegung des Riegelbolzens (26) umfasst.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel, der sich durch die über das Krafteinleitungselement (20) eingebrachte Drehbewegung ergibt, mindestens 90° beträgt.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteinleitungselement (20) auf der Seite des Riegelbolzens (26), auf der hiervon entfernt gelegenen Seite und/oder seitlich an einem Gehäuse (28) des Schnellwechslers (10) angeordnet ist.
Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegelbolzen (26) in Verriegelungsrichtung durch zumindest eine Feder (52a, 52b) vorgespannt ist.
Schnellwechsler nach Anspruch 1, insbesondere einem weiteren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen des Riegelbolzens (26) oder der Riegelbolzen (26) in die Verriegelungsposition eine Totpunktsicherung vorgesehen ist, so dass der Riegelbolzen (26) in der Verriegelungsposition gesichert ist oder die Riegelbolzen (26) in der Verriegelungsposition gesichert sind, wobei die Totpunktsicherung in die Außenumfangsfläche der Antriebswelle (38) integriert ist, und dass für die Integration der Totpunktsicherung in die Antriebswelle (38) die Nut (38a, 38b, 38c) mit Erreichen der Verriegelungsposition über einen Totpunkt geführt ist, indem sich die Steigung der Nut (38a, 38b, 38c) vom Positiven ins Negative verändert.