ES2216524T3 - Acoplador rapido para excavadoras de cuchara. - Google Patents

Abstract

Un acoplador (11) para permitir que un operador de excavadora acople una cuchara (1) de excavadora a un brazo (3) de cuchara de una excavadora sin salir de su cabina, comprendiendo el acoplador (11) dos placas laterales separadas, teniendo cada una de ellas cuatro puntos fijos de colocación de pasador, pudiendo montarse el acoplador en uso entre la cuchara (1) y el brazo (3) de cuchara y comprendiendo una primera abertura y una segunda abertura que definen dos de los citados puntos y que se pueden conectar respectivamente, en uso, con el brazo (3) de cuchara de la excavadora y un dispositivo de pistón y cilindro de cuchara, por pasadores apropiados, una primera abertura de extremos abiertos con forma de gancho que define un tercero de los citados puntos, para la aplicación a un primer pasador de pivote proporcionado en una cuchara de excavadora, y un gancho de fijación (17) pivotante que coopera con una segunda abertura abierta en el extremo que define el citado cuarto punto y para una conexión fija con un segundo pasador de pivote proporcionado en la cuchara, una vez que la primera abertura con forma de gancho haya sido aplicada al primer pasador de pivote, en uso, medios accionados (19) para desplazar el gancho de fijación (17) entre las posiciones de fijación y no fijación y que el operador hace funcionar desde la cabina, y un medio de bloqueo (25) soportado de forma ajustable en el cuerpo del acoplador (11) y desplazable desde y hasta una posición de bloqueo en la cual evita que el gancho de fijación (17) se desconecte del segundo pasador de pivote en la cuchara, que se caracteriza porque el medio de bloqueo es desplazable desde dentro de la cabina de la excavadora, independientemente del gancho de fijación (17)

Description

Acoplador rápido para excavadoras de cuchara.

Esta invención se refiere a un acoplador rápido para excavadoras de cuchara.

Las excavadoras mecánicas operadas hidráulicamente tienen un brazo de cuchara en cuyo extremo se encuentran dos puntos de montaje, por medio de los cuales se une pivotantemente una cuchara de excavación al extremo del brazo, y se pivota en relación con el brazo, respectivamente. Hasta hace relativamente poco, si el operador deseaba cambiar la cuchara, por ejemplo por uno mayor, era necesario efectuarlo de forma manual. Esto implicaba que el operador saliera de la cabina de la excavadora, retirase dos pasadores de pivote por medio de los cuales se conecta la cuchara con el brazo de cuchara, volviese a la cabina para levantar el brazo de cuchara de manera separándolo de la cuchara, alineara el brazo de cuchara con el nueva cuchara (y alinear las aberturas de pivote), bajase nuevamente de la cabina, y situase los pasadores de pivote en las aberturas alineadas, y los asegurase en su lugar (por ejemplo, con arandelas de retención, pasadores de bloqueo o pernos o similares) y, a continuación volviese a la cabina para utilizar la excavadora. A veces, el operador tendría bastante dificultad en retirar o reinsertar los pasadores de pivote, debido a una ligera falta de alineación de las aberturas de pivote, y tendría que utilizar un martillo pesado para este fin.

Más recientemente, se ha eliminado en gran parte este ejercicio demorado de tiempo por medio de la introducción de acopladores rápidos que se sitúan entre el brazo de cuchara y la cuchara. Los acopladores pueden ser de tipo hidráulico o de tipo mecánico y están fijados efectivamente y permanentemente a las dos aberturas de pivote del brazo de cuchara y a la barra articulada pivotante de la cuchara, respectivamente. Estos acopladores incorporan una abertura o mandíbula que se extiende generalmente horizontalmente y hacia atrás, adaptada para aplicarse a uno de los pasadores de pivote en la cuchara (ambos se dejan fijados a la cuchara), y una abertura o mandíbula que se extiende generalmente hacia abajo, adaptada para situarse encima del otro pasador de pivote en la cuchara, con la cual se asocia un gancho de fijación móvil con la abertura que se extiende hacia abajo.

En la versión manual del acoplador, este gancho de fijación está forzado por un muelle elástico a su posición de cierre, y se mueve separándose de su posición de cierre por medio de una empuñadura de liberación o palanca, que se puede situar, de forma retirable, en la nariz del gancho de fijación.

En la versión hidráulica, un dispositivo hidráulico de pistón y cilindro de doble acción desplaza el gancho de fijación entre sus posiciones respectivas, y se sitúan las válvulas de retención dentro del dispositivo de pistón y cilindro para evitar un movimiento inadvertido del pistón en caso de fallo hidráulico.

Sin embargo, en ambas versiones manual e hidráulica, es necesario proporcionar un pasador de seguridad que el operador de la excavadora tiene que situar en aberturas proporcionadas específicamente en el acoplador, para bloquear el gancho de fijación en su posición de cierre. Esto significa que, en estas dos versiones, sigue siendo necesario que el operador de la excavadora salga de su cabina para asegurar el pasador de seguridad en su posición; esto es inconveniente y consume mucho tiempo.

En los Documentos FR 2760029 y FR 2701047 se muestran acopladores que disponen de ganchos de fijación operados hidráulicamente. Sin embargo, estos acopladores no están provistos de dispositivos de bloqueo de gancho que puedan ser operados desde el interior de la cabina de la excavadora. Es un objetivo de la presente invención proporcionar un acoplador completamente automático para una cuchara de excavadora, que pueda ser operado por el operador de la excavadora desde su cabina y ser bloqueado en su posición de cierre sin que el operador tenga que salir de la cabina.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un acoplador que permite que el operador de la excavadora acople una cuchara de excavadora (como se define en la presente) a un brazo de cuchara de una excavadora sin salir de su cabina, comprendiendo el acoplador dos placas laterales separadas, disponiendo cada una de ellas de cuatro puntos fijos de posicionamiento de pasador, pudiendo montarse el acoplador en uso entre la cuchara y el brazo de cuchara y comprendiendo una primera abertura y una segunda abertura que definen dos de los citados puntos y conectables respectivamente, por pasadores apropiados, en uso con el brazo de cuchara de la excavadora y con un dispositivo de pistón y cilindro de cuchara, una primera abertura de extremos abiertos con forma de gancho que define un tercero de los citados puntos y para aplicarse al primer pasador de pivote que se proporciona en una cuchara de excavadora, y un gancho de fijación pivotante que coopera con una segunda abertura de extremos abiertos que define el citado cuarto punto y para la aplicación de cierre al segundo pasador de pivote que se proporciona en la cuchara una vez que la primera abertura en forma de gancho haya sido aplicada al primer pasador de pivote, en uso, medios accionados para desplazar el gancho de fijación entre las posiciones cerrada y no cerrada y que pueda ser operado por el operador desde la cabina, y medios de bloqueo soportados de manera ajustable en el cuerpo del acoplador y desplazables desde el interior de la cabina de la excavadora, independientemente del gancho de fijación, desde y hacia una posición de bloqueo en la cual se impide que el gancho de fijación se desconecte del segundo pasador de pivote en la cuchara.

En una construcción preferente, el medio de bloqueo es desplazable bajo su propio peso por la fuerza de gravedad a una posición de bloqueo de cierre en la cual impide que el gancho de fijación se desconecte del segundo pasador de pivote en la cuchara, y se proporciona un medio elásticamente deformable en el medio de bloqueo que, en uso, se aplicará a un saliente cuando se invierta el acoplador por rotación en un sentido (con el resultado de que el medio de bloqueo tenderá, por su propio peso, a alejarse de su posición de bloqueo), resultando tal aplicación en que el medio elásticamente deformable fuerce el medio de bloqueo hasta su posición de bloqueo de cierre.

En esta construcción, invirtiendo el acoplador, el medio de bloqueo se desplazará, por su propio peso, a una posición completamente ocupada en la cual ya no bloquea el gancho de fijación.

Alternativamente, se puede proporcionar permanentemente un muelle para forzar el medio de bloqueo a su posición de bloqueo, y se proporcionan medios para desplazar el medio de bloqueo contra el forzamiento del muelle, de manera que no siga bloqueando el gancho de fijación. En una disposición, se proporciona el citado medio por una disposición de cable y polea, cuyo cable se apretará cuando se invierta el acoplador, es decir, en un giro completo de la cuchara, para desplazar el medio de bloqueo fuera de su posición de bloqueo.

En una construcción alternativa, se podría proporcionar un cilindro hidráulico pequeño para desplazar el medio de bloqueo fuera de su posición de bloqueo, contra el forzamiento del muelle.

Preferiblemente, se opera el gancho de fijación por medio de un dispositivo de pistón y cilindro de doble acción, del cual un extremo está pivotantemente conectado al acoplador alrededor de un primer eje de pivote, y el otro extremo está conectado pivotantemente con el gancho de fijación.

En una construcción el medio de bloqueo comprende una barra de bloqueo bifurcada, de la cual dos brazos están pivotantemente soportados en el acoplador, preferentemente en el citado primer eje de pivote, y el extremo opuesto se apoya contra una cara en la parte posterior del gancho de fijación.

En otra construcción, el medio de bloqueo puede comprender una sola barra de bloqueo, soportada pivotantemente en una región extrema en el acoplador, preferiblemente en el primer eje de pivote, y está adaptada para apoyarse, en su extremo opuesto, contra una cara en la parte posterior del gancho. Preferiblemente, la cara se encuentra escalonada para que el acoplador pueda ser utilizado con distancias de pasador de pivote de cuchara de tamaños diferentes (conocidas como extensión de pasador).

Preferiblemente, el medio de deformación elástico comprende un brazo deformable elásticamente erecto sobre la barra de bloqueo que se apoyará contra un saliente en el brazo de cuchara cuando se invierta el acoplador, por ejemplo, cuando se retraiga un cilindro de funcionamiento de la cuchara para pivotar la cuchara.

Preferiblemente, se sitúa una placa de protección sobre el medio de gancho de fijación y bloqueo, a través de la cual se proyecta el brazo elásticamente deformable, proporcionándose la placa para asegurar que el material excavado no interfiera con la operación del medio de bloqueo. Se puede soldar o atornillar la placa en su posición. Unas mangueras hidráulicas para el dispositivo de pistón y cilindro de doble acción para la operación del gancho de fijación atraviesan por una o más aberturas en la placa, pero, alternativamente, la placa puede llevar dos acoplamientos de manguera hidráulica y en el lado interior de la placa, los acoplamientos están conectados permanentemente por mangueras apropiadas con el citado dispositivo de pistón y cilindro. Esto permite que se puedan conectar y desconectar fácilmente mangueras adicionales, que conducen, desde el sistema principal de presión en el excavador, al acoplador.

Se puede situar el muelle para forzar el medio de bloqueo en su posición de bloqueo (si se proporciona) entre la placa de protección y el medio de bloqueo.

Aunque se proporcione una válvula de retención y un medio de bloqueo al dispositivo de pistón y cilindro del gancho de fijación, es importante que se haga la máxima provisión para asegurar que no se pueda desconectar accidentalmente una cuchara del acoplador, y por lo tanto, el gancho de fijación está diseñado de manera que no gire a una posición de liberación cuando se encuentre bajo carga, o cuando haya un fallo hidráulico en el dispositivo de pistón y cilindro que controla el gancho, y cuando haya fallado el medio de bloqueo.

En el acoplador conocido, el gancho tiene un perfil que, bajo las condiciones anteriores y cuando el gancho está soportando el peso de la cuchara, las fuerzas que actúan sobre el pasador son tales que se produce un momento alrededor del pivote que soporta el gancho, que hace que el gancho gire a su posición no cerrada, liberando así la cuchara.

En la presente invención, se proporciona preferiblemente un gancho que tiene un perfil que, bajo las condiciones anteriores y cuando el gancho soporta el peso de la cuchara, y que de otra manera habría una tendencia a que el gancho girase a una posición de liberación, el pasador se desplace a lo largo de la superficie interna cóncava del gancho, desde una primera posición con tendencia a abrir el gancho hasta una posición que no ejerce ninguna fuerza en el gancho y, a continuación, a una posición con tendencia a desplazar el gancho a una posición de cierre.

Con este propósito, el extremo libre del gancho tiene, preferiblemente , una nariz extendida y girada hacia arriba, cuya cara interior es cóncava y que se encuentra, preferiblemente, conectada con la superficie interna cóncava normal del gancho por una porción plana interna.

A continuación se describen varias Realizaciones preferentes de acoplador de acuerdo con la presente invención, a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en las que:

las Figuras 1 a 3 son vistas esquemáticas en alzados laterales, que muestran como se utiliza un acoplador para conectar una cuchara de excavadora a un brazo de cuchara de una excavadora,

la Figura 4 es una vista en alzado lateral, parcialmente esquemática, con partes recortadas y separadas, que muestran detalles de un acoplador manual de la técnica anterior,

la Figura 5 es una vista similar a la de la Figura 4 de un acoplador operado hidráulicamente de la técnica anterior,

la Figura 6 es una vista en perspectiva con partes recortadas y separadas, que muestra una primera Realización del acoplador de acuerdo con la invención,

la Figura 7 es una vista similar a la de la Figura 6, que muestra una segunda Realización del acoplador de acuerdo con la invención,

la Figura 8 es una vista en perspectiva adicional, con partes recortadas y separadas, que muestra dos características preferentes adicionales de la invención,

la Figura 9 es una vista en borrador que muestra un gancho de fijación del acoplador de acuerdo con una característica preferente de la invención,

la Figura 10 es una vista similar a la de la Figura 9, pero muestra el gancho con el pasador de cuchara en una posición ligeramente diferente.

la Figura 11 es una vista aumentada de escala que muestra el gancho y el pasador en la posición de la Figura 10,

la Figura 12 muestra esquemáticamente seis orientaciones relativas diferentes de un brazo de cuchara de excavadora, acoplador y cuchara de excavadora, y,

la Figura 13 es una vista similar a la de las Figuras 6-8, pero que muestra el acoplador en una posición diferente, y muestra dos posibles construcciones alternativas.

Haciendo referencia a las Figuras 1 a 5, se muestra una cuchara de excavadora con el número de referencia 1, y se muestra el extremo distal de un brazo de cuchara de excavadora en el número de referencia 3. De acuerdo con la práctica normal, el brazo 3 de cuchara soporta un dispositivo 4 de pistón y cilindro de cuchara para controlar la cuchara 1 por medio de dos barras articuladas de pivote 6', estando normalmente conectado la cuchara directamente con el brazo 3 de cuchara por medio de un primer pasador de pivote 7, soportado por la cuchara y aplicándose directamente a un punto de montaje o abertura de pivote en una región de extremo del brazo 3 de cuchara, y un segundo pasador de pivote 9 que se aplica directamente a un punto de montaje o abertura de pivote 5' en una región de extremo de una de las barras articuladas 6' (esta disposición no se muestra).

Sin embargo, mas recientemente se ha utilizado un acoplador 11 para permitir la conexión semiautomática de la cuchara 1 con el brazo 3 de cuchara y, como se ilustra, el acoplador tiene dos puntos de montaje en el mismo, por medio de los cuales se conecta con los puntos de montaje 5 y 5' en el brazo 3 de cuchara y en la barra articulada 6' respectivamente, por medio de pasadores de conexión apropiados 12. El acoplador 11, en una región inferior del mismo, está provisto de una primera abertura o mandíbula 13 que se extiende generalmente hacia atrás y de forma horizontal y una segunda abertura o mandíbula 15 que se extiende generalmente hacia abajo. Extenderse hacia atrás significa abrirse hacia fuera, en uso, desde el acoplador hacia el operador de una excavadora en la cual se acoplan el brazo 3 de cuchara y el acoplador 11, y extenderse hacia abajo significa, en uso, extenderse o abrirse, hacia afuera, generalmente en dirección descendente hacia el suelo. Para poder conectar la cuchara 1 con el brazo de cuchara, el operador de la excavadora maniobra el brazo de cuchara a la posición que se muestra en la Figura 1 y, a continuación, desplaza el brazo de cuchara hacia abajo y hacia atrás para aplicar la primera abertura o mandíbula 13 al primer pasador de pivote 7, el cual se encuentra virtualmente ajustado de forma permanente con la cuchara 1; a continuación, el operador opera el dispositivo 4 de pistón y cilindro que controla de la cuchara para hacer girar las barras articuladas de pivote 6 hacia abajo, como se representa por medio de la flecha A en la Figura 2, de manera que mueva la segunda abertura o mandíbula 15 para que se aplique al segundo pasador de pivote 9, el cual también se encuentra virtualmente asegurado de forma permanente a la cuchara 1. A continuación, se fija el acoplador en posición de manera que la mandíbula 15 quede sujeta alrededor del pasador 9 y se puede utilizar la cuchara para excavar, como se ilustra en la Figura 3.

En la Figura 4, se muestra un acoplador manual de la técnica anterior que está provisto de un gancho de fijación 17, soportado pivotantemente en el cuerpo del acoplador alrededor de un pivote 18 y forzado a una posición de fijación (en la cual mantiene el pasador de pivote 9 dentro de la abertura 15) por medio de un muelle elástico 16. Para poder desplazar el gancho 17 contra la fuerza del muelle 16, por ejemplo, para liberar el pasador de pivote 9 de la abertura 15 y, por lo tanto dejar caer la cuchara 1, es necesario insertar una barra o empuñadura de liberación 14 en una abertura 10 en una porción de nariz del gancho 17, de manera que, cuando se aplica presión descendente al extremo de la barra, como consecuencia el gancho 17 pivotará alrededor de su pivote 18.

En un acoplador del tipo hidráulico de la técnica anterior que se ilustra en la Figura 5, se desplaza el gancho de fijación 17 entre su posición ilustrada de fijación y una posición de liberación por medio de un dispositivo hidráulico 19 de pistón y cilindro de doble acción, cuyo pistón se conecta pivotantemente con el gancho en el número 20 y cuyo cilindro se conecta pivotantemente con el cuerpo del acoplador 22. Se proporciona una válvula de retención apropiada (no mostrada) dentro del dispositivo 19 de pistón y cilindro para el caso de que se produzca un posible fallo en el suministro hidráulico al dispositivo 19 de pistón y cilindro. Sin embargo, en el caso de que fallase esta válvula de retención, o en el acoplador manual, en el caso de que fallase el muelle 16 mostrado en la Figura 4, siempre se proporciona un pasador de seguridad 23. Este pasador de seguridad 23 se puentea entre el cuerpo o las dos placas laterales del acoplador 1 y una cara trasera del gancho de fijación 17 para mantener el gancho de fijación 17 en una posición de fijación y evitar que el pivote 9 de cuchara se libere de la abertura 15. La desventaja de esta disposición es que, cada vez que el pasador 23 de seguridad tenga que ser insertado o retirado, el operador de la excavadora tiene que bajar de la cabina de la excavadora. Esto emplea mucho tiempo y es inconveniente para el operador de la excavadora y, como resultado, a menudo el operador a menudo no fija el pasador de seguridad 23.

De acuerdo con la presente invención, para superar se proporcionan medios de bloqueo que funcionan automáticamente este problema. En la primera Realización del acoplador, como se muestra en la Figura 6, en la cual se han separado partes del acoplador por razones de claridad, se elimina el pasador de seguridad de la construcción de la técnica anterior mostrada en la Figura 5 y se sustituye por un medio de bloqueo mostrado generalmente en el número de referencia 25. El medio de bloqueo se encuentra en forma de una barra de bloqueo bifurcada, que tiene dos brazos 26 que se extienden hacia atrás, que están soportados pivotantemente en el pivote 22 por medio de los cuales se conecta el dispositivo 19 de pistón y cilindro con el acoplador 11, y un extremo delantero 24 que se aplica con un rebaje en una cara trasera del gancho de fijación 17. El medio de bloqueo 25 se desplaza a una conexión de bloqueo con la cara trasera del gancho de fijación 17, bajo su propio peso, debido a la fuerza de gravedad, haciendo que pivote en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de la conexión pivotante 22, bajo condiciones normales de funcionamiento del acoplador y cuchara de excavadora. Sin embargo, en el caso de que el dispositivo 4 de pistón y cilindro de funcionamiento de la cuchara se retraiga para levantar la cuchara y hacerlo pivotar en sentido de las agujas del reloj alrededor del punto de montaje 5 en el brazo 3 de cuchara, el medio de bloqueo 25 tenderá a no funcionar debido a su propio peso y, como consecuencia, se proporciona el medio de bloqueo 25, en su extremo más posterior, con un medio 27 deformable elásticamente, el cual, a continuación se activa para forzar el extremo delantero 24 del medio de bloqueo de manera que se aplique a la cara trasera del gancho de fijación 17. Esto mantendrá el gancho en su posición de fijación para evitar el desplazamiento inadvertido del segundo pasador de pivote 9 de la cuchara de la abertura 15. En una disposición preferente, el medio deformable elásticamente 27 es en forma de una ballesta 28 erguida, cuya porción de extremo libre se apoyará contra un saliente en el brazo 3 de cuchara, produciendo así una fuerza de reacción apropiada para mantener el medio de bloqueo 25 aplicado a la cara trasera del gancho 17.

En la Realización preferente alternativa que se muestra en la Figura 7, se sustituye la barra de bloqueo bifurcada con sus dos brazos 26 por una sola barra de bloqueo 37, la cual se conecta pivotantemente con la conexión 22 de pivote, como en la Realización anterior. De la misma manera que en la Realización anterior, esta única barra de bloqueo 37 tiene una ballesta erguida 28 conectada a la misma, que opera de la forma descrita anteriormente. En la Realización de la Figura 7, una porción 35 del extremo delantero de la barra de bloqueo se aplica a un rebaje 33 en la cara trasera del gancho de fijación 17 para mantener el gancho de fijación 17 en su posición de fijación, pero en otros aspectos, la única barra de bloqueo 37 actúa de la misma manera, bajo su propio peso, que en la Realización anterior.

En una disposición preferente de la Realización que se muestra en la Figura 6, se proporcionan una serie de escalones o rebajes 41 en la cara trasera del gancho de fijación 17, a los cuales se aplica una porción modificada 31 de extremo delantero del medio de bloqueo 25. Como será aparente de la Figura 8, el pasador de pivote 9 de la cuchara mostrado en la misma, es de tamaño normal, pero al proporcionar la serie de escalones en la cara trasera del gancho de fijación 17, se pueden acomodar tamaños mayores de pasador 9 de cuchara, o centros de pasador de pivote de cuchara de diferentes tamaños (conocidos como extensión de pasador).

De lo que antecede, se puede apreciar que el medio de bloqueo 25 operado por gravedad, ya sea la Realización que se muestra en la Figura 6 o la Realización que se muestra en la Figura 7, o la que se muestra en la Figura 8, permite que un operador de excavadora cambie las cucharas sin salir de la cabina. Esto se debe a que el gancho de fijación 17 es accionado hidráulicamente por medio del dispositivo 19 de pistón y cilindro, que, a su vez, está provisto de válvulas de retención para evitar el movimiento del pistón en su interior en caso de fallo hidráulico. Sin embargo, incluso si se produce un fallo hidráulico y también fallan las válvulas de retención, el medio de bloqueo 25 evitará que el gancho de fijación 17 se desplace a una posición no fijada.

Cuando el operador de la excavadora desea cambiar una cuchara, es necesario que el operador extienda completamente el dispositivo 4 de pistón y cilindro para que la cuchara haga girar el acoplador en sentido contrario a las agujas del reloj (como se ve en los dibujos) para desplazar la cuchara a una posición completamente invertida, en la cual se sitúa debajo del brazo 3 de cuchara (a veces conocida como posición ocupada), en cuya posición el acoplador 11 será invertido y entonces el medio de bloqueo 25 se balanceará bajo su propio peso por las fuerzas de la gravedad, a una posición de no bloqueo. A continuación, esto permitirá que el operador retraiga completamente el pistón del dispositivo 19 de pistón y cilindro, desplazando así el gancho de fijación 17 a una posición no fijada. Cuando la cuchara se encuentre en esta posición, su peso estará soportado en gran parte completamente sobre el borde delantero (o dientes, si existen) y a continuación el operador puede girar el acoplador 11 a una posición generalmente vertical, al retraer el dispositivo 4 de pistón y cilindro que hace funcionar la cuchara principal, permitiendo así que el segundo pasador 9 de cuchara se balancee fuera de la segunda abertura o mandíbula 15 (la cual ahora se extenderá generalmente hacia atrás) y, con una retracción adicional del dispositivo 4 de pistón y cilindro, el acoplador 11 se desplazará de nuevo a su posición normal, permitiendo así que el primer pasador de pivote 7 se deslice fuera de la primera abertura 13 orientada hacia atrás. Esto desconecta eficazmente la cuchara del acoplador y permite que el operador acople una cuchara diferente al brazo de cuchara. Se ilustran estas distintas posiciones diferentes relativas de brazo de cuchara, acoplador y cuchara de excavadora en las seis diferentes vistas que comprenden la Figura 12 de los dibujos.

Debido a la provisión del medio de bloqueo 25 actuado por gravedad, es importante asegurar que el material excavado no interfiera con su funcionamiento satisfactorio. Como consecuencia, se prefiere acoplar una placa de protección 47 entre las dos placas laterales del acoplador 11, que cubre completamente el medio de bloqueo 25 y el dispositivo 19 de pistón y cilindro de doble actuación hidráulica, como se muestra en la Figura 8. Preferiblemente, esta placa está soldada en posición y, como consecuencia, tiene una abertura en la misma, a través de la cual se proyecta la ballesta 28 deformable elásticamente. Adicionalmente, se acoplan dos conectores de manguera hidráulica a la placa, como se muestra con el número de referencia 55, a la cual se conectan mangueras hidráulicas 49 para el dispositivo de pistón y cilindro. En la cara superior expuesta de la placa 49, los conectores 55 están provistos de accesorios para recibir conectores de mangueras hidráulicas adicionales (no mostradas), que se aseguran al brazo 3 de cuchara y conducen al sistema principal de presión de la excavadora. Aunque la presencia de la placa de protección 47 evita la entrada de material excavado al interior del acoplador, la provisión de los conectores hidráulico 55 sigue permitiendo que el acoplamiento 11 se desconecte del brazo de cuchara si así se requiere y cuando varias partes del acoplador se encuentren desgastadas, todas ellas podrán ser retiradas simplemente al dejarlas caer hacia abajo desde el acoplador, como se muestra en la Figura 8, ya que todas las distintas conexiones de pivote son fácilmente retirables del acoplador.

A pesar de las varias características de seguridad que se han descrito con anterioridad, permitiendo todas que el intercambio de cuchara se realice desde la cabina de la excavadora, sigue existiendo un ligero riesgo de que el gancho de fijación 17 pueda girar a su posición no fijada, permitiendo de esta manera que se deje caer la cuchara del brazo de cuchara en caso de un fallo hidráulico, y falle la válvula de retención en el dispositivo 19 de pistón y cilindro, y falle el medio de bloqueo 25 actuado por gravedad, por cualquier motivo. Como consecuencia, se prefiere proporcionar un gancho de fijación modificado, el cual, bajo condiciones normales, no se puede desplazar a una posición no fijada, debido al peso del pivote 9 de cuchara que se encuentra en el mismo. Se muestra este gancho de fijación modificado en las Figuras 9, 10 y 11.

Normalmente, con un gancho de fijación como se muestra en la Figura 7 o en las Figuras 4 y 5, el peso de la cuchara en el gancho, que es transferido al gancho por el pasador 9 de cuchara, hará que el gancho gire en sentido contrario a las agujas del reloj, debido a la fuerza de reacción R1, que actúa en la cara interior cóncava del gancho, produciendo un momento en sentido contrario a las agujas del reloj que se representa por la flecha M, mostrada en la Figura 9. Sin embargo, como se muestra en la Figura 9, el gancho preferente de la invención, en vez de tener simplemente un perfil interno como se muestra esquemáticamente en las Figuras 4 y 5, está provisto no solamente de una primera porción cóncava 56 y una porción plana 57, siendo ambas generalmente de una construcción conocida, sino también de una segunda porción cóncava 61, en virtud de la presencia de una porción 63 de nariz en la porción de extremo libre del gancho 17. Como se puede ver en la Figura 9, cuando el pasador de cuchara se apoya en la primera porción cóncava 56 del gancho, habrá fuerzas de reacción generadas de manera que el momento que actúa sobre el gancho 17 alrededor de su pivote 18 de soporte será en el sentido contrario a las agujas del reloj. Sin embargo, mientras se inclina el acoplador durante el funcionamiento para que haya una tendencia de que la cuchara 9 se desplace fuera de la primera superficie cóncava 56 y encima de la superficie plana 57, se generarán las fuerzas de reacción R1 y R2, y cuando se combinen los dos componentes de las mismas, eventualmente se producirá un componente de fuerza compuesta que se desplazará desde la posición 62 de línea discontinua, mostrada en la Figura 9, en la dirección de la flecha B. Eventualmente, mientras el pasador 9 desciende deslizándose por la superficie 57, la línea discontinua 62 atravesará la línea central del pivote 18, y entonces no habrá ningún momento actuando sobre el gancho 17, alrededor del pivote 18. Posteriormente, se soporta el peso completo del pivote 9 de cuchara en la segunda superficie cóncava 61 en el interior de la porción 63 de nariz del pasador y las fuerza de reacción R2 desaparecen y se transfiere el peso completo al pasador 92 de cuchara para producir una fuerza de reacción R3, como se muestra en la Figura 10, lo que resultará en que un momento en el sentido de las agujas del reloj actuará sobre el gancho de fijación 17 alrededor de su pivote 18 de soporte, como se representa por medio de la flecha N. Cuando esto ocurra, que es en el momento en que el pasador 19 parecería estar en una posición en la cual parecería que haría que el gancho de fijación 17 se desplazara a su posición no fijada, el peso de la cuchara en el gancho de fijación 17 hace, de hecho, que el gancho de fijación no se desplace a una posición no fijada, sino que tiende a desplazarse en el sentido de las agujas del reloj alrededor de su pivote 18 de soporte, a su posición de fijación. Esto significa efectivamente que si ninguno de los sistemas de seguridad descritos anteriormente funciona correctamente, es imposible que el peso de la cuchara haga desplazar el gancho de fijación a una posición de no fijación, debido a que la forma de la superficie interna de la porción 63 de punta que se acaba de proporcionar del gancho produce el momento N que actúa sobre el gancho de fijación 17, para desplazar siempre el gancho de fijación 17 hacia un posición de fijación.

Con la construcción que se muestra en las Figuras 9, 10 y 11, es posible desconectar una cuchara del acoplador únicamente de la manera descrita e ilustrada previamente en las distintas vistas de la Figura 12. En la Figura 12(1), el dispositivo 4 de pistón y cilindro de la cuchara (no mostrado en esta vista) se encuentra completamente retraído y la ballesta 28 elásticamente deformable se apoya contra un saliente en el brazo 3 de cuchara, y, por lo tanto, asegura que la barra de bloqueo se mantenga en su posición contra el gancho 17. En la Figura 12 (2), el dispositivo 4 de pistón y cilindro de la cuchara ha sido parcialmente extendido y la barra de bloqueo 25 se mantiene en la posición correcta por acción de la gravedad. La Figura 12 (3) muestra la posición en que se sitúa el acoplador 11 después de que el dispositivo 4 de pistón y cilindro de la cuchara haya sido más extendido y, cuando se encuentra en esta posición, la barra de bloqueo 25 permanece en su posición de bloqueo debido a la gravedad. La Figura 12 (4) muestra la posición en que se sitúa el acoplador 11 cuando la cuchara (no mostrado) se encuentra en la posición completamente ocupada, es decir, el acoplador está invertido. En esta posición, la barra de bloqueo 25 se balanceará bajo la gravedad a una posición abierta para permitir que el gancho se retraiga por medio del funcionamiento del dispositivo 19 de pistón y cilindro. La Figura 12 (5) muestra el acoplador 11 después de haberse desplazado a una posición que permita que el pasador 9 de cuchara se aleje fuera del alcance del acoplador, mientras que la Figura 12 (6) muestra la manera en que la cuchara pueda ser retirado en ese momento al hacer rodar el acoplador 11 en sentido de las agujas del reloj en relación con su posición de la Figura 12(5).

En otras palabras, en primer lugar es necesario hacer girar completamente el acoplador 11 en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de su punto de montaje 5 en el extremo del brazo de cuchara 5, a través de la posición que se muestra en la Figura 12 (3), a la posición completamente desplegada, como se muestra en la Figura 12 (4), cuando el peso de la cuchara es soportado completamente en el suelo. Entonces es posible, debido a que ya no hay ningún peso en absoluto de la cuchara soportado por el gancho de fijación 17 que active el dispositivo 19 de pistón y cilindro para que haga balancearse al gancho de fijación 17 a una posición completamente sin fijar, como se muestra en la posición de la Figura 12 (4). Entonces, se puede liberar la cuchara, como se ha descrito previamente y como se ha ilustrado en las posiciones mostradas en las Figuras 12 (5) y 12 (6).

Por supuesto se entenderá que la presente invención ha sido descrito más arriba únicamente a título de ejemplo, y se pueden hacer modificaciones en los detalles dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, aunque el acoplador sea principalmente para acoplar cucharas de excavadora con el brazo de cuchara, otros accesorios, tales como rompedores de hormigón, escarificadores y cucharones bivalvos se pueden acoplar con el brazo de cuchara utilizando el acoplador, y los términos "cuchara" y "cucharas" deben interpretarse de manera acorde. Adicionalmente, el acoplador permite accesorios de distintos fabricantes diferentes dentro del mismo rango de tamaño de excavadora para ser utilizados en una excavadora determinada.

En vez del medio de bloqueo 25, es decir, de la barra de bloqueo 26 con dos brazos o de la barra 27, que se pueden desplazar bajo su propio peso por la fuerza de la gravedad a su posición de bloqueo, y proporcionándose el medio 27 elásticamente deformable para evitar que el medio de bloqueo se desplace fuera de su posición de bloqueo cuando se invierta el acoplador, por rotación en un sentido alrededor de su punto de montaje 5, se puede proporcionar permanentemente un muelle 71 para forzar el medio de bloqueo 25 a su posición de bloqueo (véase la Figura 13). Este muelle 71 es un muelle elástico que se extiende entre la placa de protección 47 y el medio de bloqueo 25. En una disposición, se proporciona una disposición 73 de cable y polea, cuyo cable se apretaría cuando se invierta el acoplador, es decir en un lazo completo de la cuchara, para desplazar el medio de bloqueo 25 fuera de su posición de bloqueo, contra la fuerza del muelle 71.

En una construcción alternativa, se podría proporcionar un pequeño cilindro hidráulico para desplazar el medio de bloqueo 25 fuera de su posición de bloqueo y contra la fuerza del muelle 71. Únicamente entonces se podría hacer funcionar el dispositivo 19 de pistón y cilindro para desplazar el gancho de fijación 17 a su posición de liberación de la cuchara, como se muestra en la Figura 13.

Claims (19)

1. Un acoplador (11) para permitir que un operador de excavadora acople una cuchara (1) de excavadora a un brazo (3) de cuchara de una excavadora sin salir de su cabina, comprendiendo el acoplador (11) dos placas laterales separadas, teniendo cada una de ellas cuatro puntos fijos de colocación de pasador, pudiendo montarse el acoplador en uso entre la cuchara (1) y el brazo (3) de cuchara y comprendiendo una primera abertura y una segunda abertura que definen dos de los citados puntos y que se pueden conectar respectivamente, en uso, con el brazo (3) de cuchara de la excavadora y un dispositivo de pistón y cilindro de cuchara, por pasadores apropiados, una primera abertura de extremos abiertos con forma de gancho que define un tercero de los citados puntos, para la aplicación a un primer pasador de pivote proporcionado en una cuchara de excavadora, y un gancho de fijación (17) pivotante que coopera con una segunda abertura abierta en el extremo que define el citado cuarto punto y para una conexión fija con un segundo pasador de pivote proporcionado en la cuchara, una vez que la primera abertura con forma de gancho haya sido aplicada al primer pasador de pivote, en uso, medios accionados (19) para desplazar el gancho de fijación (17) entre las posiciones de fijación y no fijación y que el operador hace funcionar desde la cabina, y un medio de bloqueo (25) soportado de forma ajustable en el cuerpo del acoplador (11) y desplazable desde y hasta una posición de bloqueo en la cual evita que el gancho de fijación (17) se desconecte del segundo pasador de pivote en la cuchara, que se caracteriza porque el medio de bloqueo es desplazable desde dentro de la cabina de la excavadora, independientemente del gancho de fijación (17)

2. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que el medio (19) accionado para controlar el gancho de fijación (17) es un dispositivo de pistón y cilindro de doble acción, un extremo del cual está conectado pivotantemente alrededor de un primer eje (22) de pivote con el cuerpo del acoplador (11), y el otro extremo está conectado pivotantemente con el gancho de fijación (17).

3. Un acoplador de acuerdo con la Reivindicación 2, en el que el medio de bloqueo (25) comprende una barra de bloqueo bifurcada, cuyos dos brazos (26) están pivotantemente soportados en el primer eje (22) de pivote, y cuyo extremo opuesto (24 o 31) está adaptado para apoyarse contra una cara (41) de bloqueo en la cara posterior del gancho de fijación (17).

4. Un acoplador de acuerdo con la Reivindicación 2, en el que el medio de bloqueo (25) comprende una única barra de bloqueo soportada pivotantemente en una región extrema en el primer eje (22) de pivote y adaptada para apoyarse en su extremo opuesto contra una cara en la parte posterior del gancho (17).

5. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 3 o 4, en el que la cara está escalonada (41).

6. Un acoplador (11) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1-5, en el que el gancho de fijación (7) está provisto de una porción (63) de nariz, diseñada de manera que no gire a una posición de liberación cuando se encuentra bajo carga, o cuando hay un fallo hidráulico en el dispositivo (19) de pistón y cilindro que controla el gancho (17), y cuando ha fallado el medio de bloqueo (25).

7. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 6, en el que el gancho tiene un perfil tal que, cuando el gancho soporta el peso de la cuchara y el peso está soportado por la porción (63) de nariz, una fuerza (N) de reacción tiende a hacer girar el gancho a una posición de fijación.

8. Un acoplador de acuerdo con la Reivindicación 6 o 7, en el que el extremo libre del gancho (17) tiene una nariz extendida y girada hacia arriba, cuya cara interior (62) es cóncava.

9. Un acoplador de acuerdo con la Reivindicación 8, en el que la citada cara interior cóncava está conectada con la superficie cóncava interna normal del gancho (17) por medio de una porción interior plana.

10. Un acoplador de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1-9, en el que se dispone una placa de protección (47) sobre el gancho de fijación (17) y medio de bloqueo (25).

11. Un acoplador de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1-10, en el que el medio de bloqueo (25) es desplazable bajo su propio peso por la fuerza de gravedad a su posición de bloqueo, en la cual evita que el gancho de fijación (17) se desconecte del segundo pasador de pivote en la cuchara (1), y en el que se proporciona el medio elásticamente deformable (27) en el medio de bloqueo (25), el cual, en funcionamiento, se aplicará a un saliente cuando el acoplador se invierte por rotación en un sentido (con el resultado de que el medio de bloqueo (25) tiende, bajo su propio peso, a alejarse de su posición de bloqueo), resultando dicha aplicación en que el medio elásticamente deformable (27) fuerza al medio de bloqueo (25) a su posición de bloqueo de fijación.

12. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 11, en el que el medio elásticamente deformable (27) comprende un brazo erguido (28) elásticamente deformable en la barra de bloqueo (25) que se apoyará contra un saliente en el brazo (3) de cuchara cuando el acoplador (11) se invierta en funcionamiento, proyectándose el medio elásticamente deformable (27) a través de la placa (47), que se proporciona para asegurar que el material excavado no interfiera con el funcionamiento del medio de bloqueo (25).

13. Un acoplador (11) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1-10, en el que se proporciona permanentemente un muelle (71) para forzar el medio de bloqueo (25) a su posición de bloqueo por fijación y se proporcionan medios para desplazar el medio de bloqueo (25), contra la fuerza del muelle (71), a una posición que no bloquea el gancho de fijación (17).

14. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 13, en el que se proporciona el citado medio por un cable (73) que se apretará cuando el acoplador (11) se invierta, para desplazar el medio de bloqueo (25) fuera de la posición de bloqueo por fijación.

15. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 13, en el que se proporciona el citado medio por un cilindro hidráulico (75) para desplazar el medio de bloqueo (25) fuera de su posición de bloqueo por fijación, contra la fuerza del muelle (71).

16. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 10 o una cualquiera de las Reivindicaciones 11-15, en el que las mangueras hidráulicas para el dispositivo (19) de pistón y cilindro de doble acción para operar el gancho de fijación (17) atraviesan una o más aberturas en la placa (47).

17. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 10 y una cualquiera de las Reivindicaciones 11-16, en el que la placa soporta dos acoplamientos (55) de manguera hidráulica, y en el lado interior de la placa, los acoplamientos están permanentemente conectados por mangueras apropiadas con el citado dispositivo (19)de pistón y cilindro.

18. Un acoplador (11) de acuerdo con la Reivindicación 17, en el que se conectan mangueras adicionales, adaptadas para conectarse con el sistema principal de presión en la excavadora, con el acoplador (11), utilizando los acoplamientos (55) de manguera.

19. Un acoplador (11) que es sustancialmente como se ha descrito en la presente y anteriormente con referencia a las Figuras 6-8, 12 y 13 de los dibujos que acompañan.