ES2316409T3 - Dispositivo para un acoplamiento y liberacion rapidos de la herramienta excavadora en escavadoras hidraulicas. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para el rápido enganche y desenganche de una herramienta excavadora en excavadoras hidráulicas, del tipo aplicable al brazo (12) de la excavadora con el fin de enganchar la herramienta excavadora mediante un elemento de tipo cerrojo (6) que es empujado por muelles adaptados (7) acomodados en un mismo cuerpo de tipo caja (2), dicho elemento de tipo cerrojo (6) siendo cerrable en una condición enganchada por interferencia con un elemento de cierre (5) que se encuentra transversal a su dirección de movimiento, dicho elemento de tipo cerrojo (6), en uso, es empujado constantemente a la condición enganchada por muelles provistos apropiadamente (7) y el elemento de tipo cerrojo (6) es movible en la dirección opuesta mediante un actuador (4) conectable al sistema hidráulico de la excavadora, caracterizado por el hecho de que el dispositivo está provisto de dos orificios (6A, 6B) u otros elementos de enganche para recibir en uno de ellos el extremo de una palanca (3) para el desenganche manual de emergencia de la herramienta y en el otro el elemento de cierre (5) que, retenido allí por el empuje de otro muelle, puede ser retraído tanto hidráulicamente como manualmente, puesto que también sobresale del dispositivo, de modo que en dichos casos de emergencia cualquier fallo o anomalía en el sistema hidráulico de la sola excavadora o en la sola herramienta excavadora es impedido, y la separación del dispositivo del brazo de la excavadora es impedido y por lo tanto el uso inmediato de la parte aún eficiente es mantenida, mientras que durante el uso normal, dicho elemento de tipo cerrojo (6) y el correspondiente elemento de tipo cierre (5) son accionables en secuencia hidráulica y/o mecánicamente desde el asiento del conductor de la excavadora.
Description
Dispositivo para un acoplamiento y liberación
rápidos de la herramienta excavadora en excavadoras hidráulicas.
Las excavadoras hidráulicas son máquinas
equipadas con un brazo telescópico o articulado fuerte que termina
en una pala u otra herramienta excavadora.
Dependiendo de la orientación de la herramienta
excavadora, las excavadoras se definen como palas excavadoras o
retroexcavadoras. En el primer caso, es decir, las palas
excavadoras, la herramienta es dirigida hacia fuera y excava
moviéndose en dirección opuesta a la máquina; en el segundo caso, es
decir, las retroexcavadoras, la herramienta está de cara a la
máquina y excava moviéndose hacia ella.
En ambos casos, la posibilidad de sustituir la
herramienta excavadora aumenta la versatilidad de estas máquinas,
puesto que las palas para materiales ligeros y para materiales
densos, palas para excavar zanjas, martillos hidráulicos especiales
para romper capas de roca y pavimento, cucharas de excavadoras de
almeja o de dragado esféricas para excavar pozos, extensiones para
alargar el brazo, imanes y cucharas para manejar material de
desecho metálico, palas abiertas para levantar piedras y grava,
etcétera están disponibles.
Para el propósito mismo de permitir la
intercambiabilidad de la herramienta excavadora, el brazo de la
excavadora está equipado con un dispositivo de enganche o
acoplamiento que puede ser operado manualmente en algunos casos e
hidráulicamente en otros y generalmente utiliza un elemento de tipo
cerrojo que tiende a sobresalir, siendo empujado mediante muelles
provistos de modo apropiado, desde la abertura frontal de un cuerpo
con forma de caja formado en el extremo posterior para enganchar
una clavija de la herramienta excavadora antes de completar la
conexión insertando dicho elemento de tipo cerrojo en un asiento
provisto apropiadamente de dicha herramienta.
Cuando el dispositivo para enganchar la
herramienta a la excavadora es del tipo operado manualmente, el
operario actúa directamente sobre dicho dispositivo con el fin de
conseguir, mediante una palanca, el retraimiento temporal del
elemento de tipo cerrojo, que es empujado constantemente en la
dirección opuesta por sus propios muelles. Claramente, tal
intervención es necesaria particularmente para desenganchar la
herramienta del brazo de la excavadora, puesto que el acoplamiento
casi siempre se obtiene mediante acción de cierre. Sin embargo, en
ambos casos la intervención directa del operario es aún necesaria,
puesto que el retén de seguridad para impedir el desenganche
accidental de la herramienta excavadora es del tipo puramente
mecánico y por lo tanto requiere la actuación manual tanto para su
inserción tras cada enganche de la herramienta con el brazo de la
excavadora como para su extracción, que necesariamente debe preceder
al desenganche o desacoplamiento y sustitución de dicha herramienta
de la excavadora.
Aparte del efecto de tales intervenciones
manuales sobre el tiempo requerido para enganchar y desenganchar la
herramienta excavadora también se debe considerar que
desafortunadamente nada impide a la excavadora trabajar incluso si
el retén de seguridad para impedir el desenganche accidental de la
herramienta excavadora no es insertado.
Tal retén de seguridad, es decir, un retén que
de nuevo es del tipo mecánico y es operado manualmente, también
está presente en excavadoras cuyo dispositivo para enganchar y
desenganchar la herramienta excavadora está equipado con un
actuador conectado al sistema hidráulico de la excavadora y
controlado desde el asiento del conductor cuando es necesario
retraer temporalmente el cerrojo, que es empujado constantemente en
la dirección opuesta por sus propios muelles.
Claramente, la ventaja de tal dispositivo es
relativa, puesto que el operario, a pesar de evitarse el tener que
realizar la activación de tipo palanca del cerrojo, aún está
obligado a abandonar el asiento del conductor de la excavadora para
actuar manualmente sobre el dispositivo de seguridad tanto después
del desenganche de la herramienta excavadora como antes de cada
sustitución de dicha herramienta.
De hecho, hay algunas versiones en las que no
sólo el cerrojo sino también el correspondiente retén de seguridad
es activado hidráulicamente, pero el operario no puede controlar la
operación correcta o fallo de dicho retén, y en caso de problemas o
funcionamientos incorrectos que afecten al sistema hidráulico de la
excavadora o sólo de la herramienta excavadora, la imposibilidad de
sustituir mecánicamente dicha herramienta impide su transferencia a
otra excavadora en el primer caso e impide su simple sustitución por
una herramienta similar en el segundo caso.
EP-A2-1033447
muestra un dispositivo para un acoplamiento y liberación rápidos de
la herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1 y que
comprende un par de dientes que son enganchables/desenganchables en
un asiento de herramienta, con la activación de un pistón
hidráulico. Un pivote de bloqueo de seguridad puede insertarse y
extraerse de un asiento en un elemento de acople que soporta los
dientes, para permitir el movimiento de los dientes para el
enganche/desenganche.
WO 98/46835 muestra un dispositivo de unión de
herramienta de excavadora que comprende un mecanismo de pestillo
operado por un primer cilindro hidráulico y un cerrojo de seguridad
para el mecanismo de pestillo operado por un segundo cilindro
hidráulico.
En vista de estas limitaciones e inconvenientes,
el objetivo y los objetos de la presente invención pueden resumirse
como sigue:
- -
- permitir al operario realizar hidráulicamente todas las operaciones para enganchar y desenganchar la herramienta excavadora y, por lo tanto, desde el asiento del conductor de la excavadora;
- -
- compensar la distracción o negligencia del operario mediante un acoplamiento y desacoplamiento automáticos del retén de seguridad utilizable para impedir el desenganche accidental de la herramienta excavadora;
- -
- permitir en condiciones de emergencia, o en caso de problemas o fallos del sistema hidráulico de la excavadora o sólo de la herramienta excavadora, la activación manual del dispositivo de enganche de dicha herramienta y del correspondiente retén de seguridad.
Las soluciones diseñadas para conseguir este
objetivo y estos objetos se describen a continuación con la ayuda
de ocho dibujos que se ofrecen meramente como ejemplo no limitador,
puesto que están limitados a un ejemplo de realización único
preferido de la invención, y en los que:
La Figura 1 es una vista de perspectiva del
dispositivo;
Las Figuras 2 y 3 son, respectivamente, una
vista de perspectiva del cuerpo superior y una vista de perspectiva
del cuerpo inferior del dispositivo antes de su montaje;
Las Figuras 4 y 5 son una vista frontal y una
vista de sección longitudinal respectivamente, la última tomada a
lo largo del plano X-X, del dispositivo entero;
Las Figuras 6 y 7 son vistas superiores del
cuerpo superior y del cuerpo inferior del dispositivo antes de su
montaje;
Las Figuras 8 y 9 son vistas de sección
transversal del dispositivo, tomadas a lo largo del plano
Y-Y suyo y referido a las Figuras 5, 6 y 7, con el
retén de seguridad insertado y, respectivamente, extraído;
Las Figuras 10, 12 y 14 son vistas secuenciales
que ilustran tres pasos del enganche de la pala con un brazo de
excavadora provisto del nuevo dispositivo;
Las Figuras 11, 13 y 15 son vistas de sección
longitudinales detalladas del dispositivo en los pasos
correspondientes mostrados esquemáticamente por las Figuras 10, 12
y 14.
Con referencia a los dibujos que acompañan, el
dispositivo según la invención, generalmente designado por el
número de referencia 100, consiste generalmente en dos cuerpos: un
cuerpo superior 1, en el que la palanca de activación manual 3, el
actuador hidráulico 2 y la clavija 5 del retén de seguridad son
soportados; y un cuerpo inferior 2, en cuyos dos lados las asas
perforadas 2A sobresalen paralelas entre sí para la conexión al
brazo articulado 12 de la excavadora y al actuador de activación de
la pala 13; el cuerpo 2 tiene sustancialmente la forma de una caja
plana, abierta en la parte delantera y de la cual el cerrojo 6 que
es movible deslizantemente allí puede sobresalir, dicho cuerpo
estando provisto en su parte posterior de un hueco 2B mediante el
cual horquilla el retén 13A de la herramienta excavadora 13 para la
rotación manual de los dos elementos (como en las Figuras 7 y 8)
hasta completar el enganche.
Dicho cerrojo 6, siendo empujado por una
pluralidad de muelles helicoidales 7, constantemente tiende a
sobresalir de la parte delantera del cuerpo inferior 2 hasta el
punto permitido por el ala 8 que está fijada en el cerrojo y por la
abertura 2C, que está provista en la parte superior de la caja en la
que se desliza dicho cerrojo, y determina el recorrido de dicho
cerrojo y permite a dicha ala 8 entrar en la cavidad 1A del cuerpo
superior 1 adonde cuando es necesario puede ser empujada por el
actuador hidráulico 4 para retraerse en contraste con los muelles
7.
El cerrojo 6 está provisto también de orificios
circulares 6A y 6B para acomodar, respectivamente, la palanca de
activación manual 3 y la clavija 5 del retén de seguridad, ambos
estando soportados en el cuerpo superior 1 del dispositivo de
enganche y alcanzar dichos orificios a través de aberturas 2D y 2E
provistas en la pared superior de la caja en la que se desliza el
cerrojo.
La abertura 2D es alargada en la dirección en la
que se mueve el cerrojo, tal y como se requiere por las variaciones
de la inclinación de la palanca 3, enganchada establemente en el
orificio 6A del cerrojo y pivotada para este objetivo hacia el
cuerpo superior 1 con una especie de rótula.
La abertura 2E en su lugar es circular de forma
para acomodar el casquillo guía 9 de la clavija 5, que a su vez
engancha el orificio 6B del cerrojo cuando dicho orificio es
concéntrico a la abertura 2E (Figura 7), que es sólo cuando el
cerrojo 6 ha completado su recorrido de enganche.
Tal y como se muestra también en las Figuras 6,
8 y 9, la clavija 5, actuando como un retén de seguridad y por lo
tanto impidiendo el desenganche accidental de la pala o de cualquier
otra herramienta aplicada al brazo de la excavadora, es en la
práctica el pistón de una especie de actuador hidráulico de
actuación única y se mantiene extendida, es decir, para actuar como
un retén, por un muelle de retorno cuya fuerza de empuje es
significativamente inferior que la fuerza de los dos o más muelles 7
que tienden a mantener al cerrojo 6 cerrado o en cualquier caso
sobresaliendo del cuerpo de tipo de caja 2.
De modo acorde, puesto que dicho actuador está
conectado al sistema hidráulico de modo que el retraimiento del
pistón o clavija 5 ocurre mediante el mismo aceite que provoca la
extensión del actuador 4 y el retraimiento del cerrojo, el
retraimiento requerido de la clavija 5 antes del retraimiento del
cerrojo 6 estando determinado por la diferente fuerza de empuje de
los muelles que actúan sobre los dos elementos.
Cuando cesa la presión del aceite, dichos
muelles devuelven el cerrojo a la posición de enganche
sobresaliente, y el muelle de retorno empuja a la clavija 5 a la
posición a la que cierra dicho cerrojo entrando en el orificio 6B
que se dispone en la clavija.
Una variación posible para obtener la misma
secuencia automática en el retraimiento de la
clavija-pistón 5 y del cerrojo 6 independientemente
de la fuerza de empuje de los respectivos muelles consiste en hacer
que el aceite del sistema hidráulico fluya al actuador 4 del
cerrojo a través de un pasadizo que está bloqueado por la
clavija-pistón 5 hasta que es retraído completamente
mediante dicho aceite.
Tal y como se muestra, el dispositivo según la
invención ha sido diseñado de modo que pueda ser activado tanto
hidráulica como manualmente. Para la intervención manual, es posible
actuar sobre la palanca 3 con un tubo de extensión, mientras que en
cuanto al retén de seguridad, en la parte superior de la
clavija-pistón 5 está provisto un gancho 5A donde,
cuando es necesario, es posible enganchar una palanca 11 mediante la
cual dicha clavija-pistón puede ser fácilmente
levantada y también bloqueada en la posición retraída durante todo
el tiempo requerido por el operario para retraer manualmente el
cerrojo 6.
En cuanto a la clavija-pistón 5,
debería señalarse que la porción 5B suya que se encuentra
directamente debajo del gancho 5A y que sobresale con dicho gancho
del casquillo 10 cuando la clavija-pistón está en la
posición retraída, es de color rojo, de modo que el operario pueda
detectar cualquier anomalía incluso desde una distancia. En la
práctica, si el collar rojo permanece visible después de que la
herramienta excavadora ha sido desenganchada manual o
hidráulicamente, esto significa que el enganche no se ha realizado
correctamente y/o en cualquier caso el retén de seguridad no ha
sido insertado.
Finalmente, debería añadirse que el dispositivo
según la invención, sin alterar las características generales que
han sido ilustradas y descritas, puede ser susceptible de
modificaciones y variaciones que en cualquier caso están dentro del
ámbito de las reivindicaciones anexadas.
Donde los elementos técnicos mencionados en
cualquier reivindicación estén seguidos por signos de referencia,
esos signos de referencia se han incluido con el único objetivo de
aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y de modo
acorde, tales signos de referencia no tienen efecto limitador alguno
sobre el ámbito de cada elemento identificado mediante ejemplo por
tales signos de referencia.
Claims (10)
1. Un dispositivo para el rápido enganche y
desenganche de una herramienta excavadora en excavadoras
hidráulicas, del tipo aplicable al brazo (12) de la excavadora con
el fin de enganchar la herramienta excavadora mediante un elemento
de tipo cerrojo (6) que es empujado por muelles adaptados (7)
acomodados en un mismo cuerpo de tipo caja (2), dicho elemento de
tipo cerrojo (6) siendo cerrable en una condición enganchada por
interferencia con un elemento de cierre (5) que se encuentra
transversal a su dirección de movimiento, dicho elemento de tipo
cerrojo (6), en uso, es empujado constantemente a la condición
enganchada por muelles provistos apropiadamente (7) y el elemento
de tipo cerrojo (6) es movible en la dirección opuesta mediante un
actuador (4) conectable al sistema hidráulico de la excavadora,
caracterizado por el hecho de que el dispositivo está
provisto de dos orificios (6A, 6B) u otros elementos de enganche
para recibir en uno de ellos el extremo de una palanca (3) para el
desenganche manual de emergencia de la herramienta y en el otro el
elemento de cierre (5) que, retenido allí por el empuje de otro
muelle, puede ser retraído tanto hidráulicamente como manualmente,
puesto que también sobresale del dispositivo, de modo que en dichos
casos de emergencia cualquier fallo o anomalía en el sistema
hidráulico de la sola excavadora o en la sola herramienta excavadora
es impedido, y la separación del dispositivo del brazo de la
excavadora es impedido y por lo tanto el uso inmediato de la parte
aún eficiente es mantenida, mientras que durante el uso normal,
dicho elemento de tipo cerrojo (6) y el correspondiente elemento de
tipo cierre (5) son accionables en secuencia hidráulica y/o
mecánicamente desde el asiento del conductor de la excavadora.
2. El dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el elemento de cierre (5)
es el pistón de un actuador hidráulico de acción única sesgado
elásticamente para sobresalir en una condición de seguridad por un
muelle cuya fuerza de empuje es significativamente inferior que la
fuerza de empuje de dichos muelles (7) para empujar dicho elemento
de tipo cerrojo (6), dicho actuador hidráulico estando conectado al
sistema hidráulico de modo que el retraimiento de dicho actuador
hidráulico ocurre debido a la presión hidráulica provocando el
alargamiento del actuador (4) para mover dicho elemento de tipo
cerrojo (6), la diferente fuerza de empuje entre dichos muelles (7)
y el muelle de dicho actuador hidráulico forzando a dicho pistón de
dicho actuador hidráulico a retraerse antes que el elemento de tipo
cerrojo (6).
3. El dispositivo según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende:
- -
- un cuerpo superior (1), en el que la palanca de activación manual (3), el actuador hidráulico (4) y el elemento de cierre (5) del retén de seguridad están soportados;
- -
- un cuerpo inferior (2), en cuyos lados sobresalen asas perforadas (2A) paralelas entre sí para la conexión al brazo articulado (12) de la excavadora y a un actuador que acciona una herramienta excavadora (13), dicho cuerpo inferior (2) consistiendo en una especie de caja plana abierta en la parte delantera y de la que sobresale el elemento de tipo cerrojo (6) que se desliza allí, dicho cuerpo inferior (2) estando provisto, en la parte posterior suya, de un hueco (2B) mediante el cual puede horquillar el retén (13A) de la herramienta excavadora (13) para rotación mutua de los dos elementos hasta que se completa el enganche.
4. El dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el elemento de tipo cerrojo
(6), empujado por dichos muelles (7), tiende constantemente a
sobresalir de la parte delantera del cuerpo inferior (2) hasta el
punto permitido por un ala (8) fijada en el elemento de tipo cerrojo
y por una abertura (2C) provista en una pared superior de la caja
en la que se desliza el cerrojo y determina el recorrido de dicho
cerrojo y permite a dicha ala (8) entrar en una cavidad (1A) del
cuerpo superior (1), donde, cuando es necesario, puede ser empujado
para retraer el actuador (4) en contraste con los muelles (7).
5. El dispositivo según las reivindicaciones
anteriores 3-4, caracterizado por el hecho de
que el elemento de tipo cerrojo (6) está provisto también de
orificios circulares (6A, 6B) para respectivamente acomodar la
palanca de activación manual (3) y el elemento de cierre (5), tanto
la palanca (3) y el elemento de cierre (5) estando soportados en el
cuerpo superior (1) del dispositivo de enganche y extendiéndose a
través de dichos orificios circulares (6A, 6B) y a través de
respectivas aberturas (2D, 2E) provistas en una pared superior de
la caja en la que el elemento de tipo cerrojo (6) se desliza.
6. El dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho que la abertura (2D) para dicha
palanca (3) es alargada en la dirección en la que el elemento de
tipo cerrojo (6) se mueve tal y como se requiere por las
variaciones de la inclinación de la palanca (3) enganchada
establemente en el respectivo orificio (6A) del cerrojo y pivotado
para este objetivo al cuerpo superior (1), con una rótula.
7. El dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la abertura (2E) para dicho
elemento de cierre (5) es en su lugar circular de forma para
acomodar un casquillo guía (9) del elemento de cierre (5), que a su
vez engancha el orificio respectivo (6B) del elemento del tipo de
cierre (6) cuando dicho orificio respectivo (6B) es concéntrico con
la abertura (2E) para dicho elemento de cierre (5) sólo cuando el
elemento de tipo de cerrojo (6) ha completado su recorrido de
enganche.
8. El dispositivo según las reivindicaciones
anteriores, comprendiendo además un gancho (5A) provisto en la
parte superior del elemento de cierre (5), que puede enganchar,
cuando es necesario, una palanca (11) mediante la cual dicho
elemento de cierre (5) puede ser fácilmente levantado y también
bloqueado en la posición retraída durante el tiempo que se requiera
por el operario para retraer el elemento de tipo cerrojo (6)
manualmente.
9. El dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que una porción superior (5B)
de dicho elemento de cierre (5) que se encuentra directamente bajo
el gancho (5A) y sobresale con él de un casquillo (10) cuando dicho
elemento de cierre (5) está en la posición retraída es de color
rojo, para permitir al operario detectar visualmente cualquier
anomalía incluso desde una distancia por lo que un collar rojo
visible después del enganche hidráulico o manual de la herramienta
excavadora indica que el enganche no se ha realizado correctamente
y/o en cualquier caso el retén de seguridad no ha sido
insertado.
10. El dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que para conseguir el
retraimiento automático de forma hidráulica del elemento de cierre
(5) antes del retraimiento del elemento de tipo cerrojo (6), un
flujo de aceite al actuador (4) actuando sobre dicho elemento del
tipo cerrojo (6) es controlado por el flujo a través de un pasadizo
que está bloqueado por el elemento de cierre (5) hasta que es
retraído completamente por dicho flujo de aceite.
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| ITFO00A0006 | 2000-03-27 | ||
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