ES2383458T3 - Interfaz de herramientas para excavadora compacta - Google Patents

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ES2383458T3 ES06838565T ES06838565T ES2383458T3 ES 2383458 T3 ES2383458 T3 ES 2383458T3 ES 06838565 T ES06838565 T ES 06838565T ES 06838565 T ES06838565 T ES 06838565T ES 2383458 T3 ES2383458 T3 ES 2383458T3
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Michael D. Wetzel
James M. Breuer
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Abstract

Una excavadora compacta (10) que tiene un chasis de base (12) que incluye un chasis del carro inferior (14) configurado para soportar un par de conjuntos de rodadura (28) y un chasis superior (16), que incluye un chasis (18) de soporte del operador, fijado al chasis de base (12), que comprende: un primer conjunto de herramientas (20) acoplado al chasis superior (16); estando caracterizada la citada excavadora por: un segundo conjunto de herramientas (34) que comprende: un conjunto de brazo elevador (36) que está acoplado pivotantemente al chasis de base (12) en un eje de pivotamiento (40) de brazo elevador por medio de espigas (42); un par de actuadores (44) del conjunto hidráulico del brazo elevador fijados al conjunto (36) de brazo elevador y al chasis de base (12) de la excavadora compacta (10), estando configurados el par actuadores (44) del conjunto hidráulico del brazo elevador para hacer girar el conjunto (36) de brazo elevador en un arco centrado en el eje de pivotamiento (40) del acoplador de herramientas; un acoplador de herramientas (38) acoplado pivotantemente al conjunto (36) de brazo elevador en un eje de pivotamiento (46) del acoplador de herramientas, estando configurado el acoplador de herramientas (38) para enganchar una herramienta al conjunto (36) de brazo elevador, y un actuador hidráulico (50) del acoplador de herramientas (38) fijado al acoplador de herramientas y al conjunto (36) de brazo elevador, estando configurado el actuador (50) del acoplador hidráulico de herramientas para hacer girar el acoplador de herramientas (38) en un arco centrado sobre el árbol de pivotamiento (46) del acoplador de herramientas.

Description

Interfaz de herramientas para excavadora compacta.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a excavadoras compactas o mini excavadoras. Más en particular, la presente invención se refiere a un conjunto de herramientas para una excavadora compacta.
Las excavadoras compactas (también conocidas como mini excavadoras) son ampliamente utilizadas en la actualidad. Una mini excavadora es una excavadora de rodadura que tiene un peso operativo inferior a seis toneladas. Un chasis de base de la excavadora compacta incluye un chasis de carro inferior que está soportado por un par de conjuntos de rodadura. Un chasis superior de la excavadora compacta incluye una porción de soporte del operador que tiene una cabina. El par de conjuntos de rodadura son accionados por motores hidráulicos y están controlados por un operador que se encuentra situado en la cabina.
Las actuales excavadoras compactas están equipadas con una pala de empuje que está fijada al chasis de base de la excavadora compacta. Las actuales excavadoras compactas están equipadas también con un conjunto de herramientas que incluye una pluma y un brazo que están fijados al chasis superior. En general, el conjunto de herramientas incluye un cucharón o rompedor acoplado al brazo, que está configurado para excavar y abrir zanjas. En la operación, la pala de empuje se utiliza para explanar, nivelar, rellenar, excavar zanjas y realizar un trabajo de empuje en general. La pala puede ser utilizada para aumentar la altura de descarga y la profundidad de la excavación en función de su posición en relación con la pluma y el conjunto de herramientas. La pala sirve también como un estabilizador durante las operaciones de excavación.
Las placas de montaje de sujeción para su uso en equipos de construcción compactos (que no sean excavadoras) se están haciendo cada vez más populares para facilitar la sujeción rápida de varios accesorios de herramientas a un brazo cargador. Una placa de montaje de sujeción ejemplar se muestra en la Patente norteamericana número
5.562.397. En general, las placas de montaje de sujeción están configuradas para enganchar con operación manual un accesorio o están configuradas para enganchar con operación por motor un accesorio. Más recientemente, las placas de montaje de sujeción están siendo utilizadas en conjunto con la pluma que está acoplada al chasis superior de la excavadora compacta para que diferentes accesorios se puedan fijar fácilmente, tales como un cucharón y una barrena.
El documento norteamericano 6.266.901 describe una máquina de trabajo con un par de brazos elevadores fijados a soportes, en la que los citados soportes son parte de una unidad oscilante. Esta unidad oscilante es distinta de una base desplazable, en la que la citada base desplazable soporta un par de conjuntos de rodadura
También el documento JP 09 158236 ilustra un acoplador de herramientas con una parte de montaje de accesorios.
Aparte de la rapidez para unir el cucharón y otros accesorios de movimiento de tierras al conjunto de herramientas, otros tipos de accesorios no han sido utilizados típicamente en las excavadoras compactas. En un aspecto, las excavadoras compactas fueron diseñadas con el único propósito de excavar tierra. En otro aspecto, el sistema de accionamiento en las excavadoras compactas históricamente ha carecido de la potencia requerida para utilizar diferentes tipos de accesorios para realizar distintos tipos de actividades. Con el desarrollo de sistemas de accionamiento independiente en excavadoras compactas, la facilidad de uso multi - función de una excavadora compacta también está siendo altamente deseable.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a una excavadora compacta, o mini excavadora. Tal como se define en la reivindicación 1, en particular, la excavadora compacta incluye un chasis de base, que incluye un chasis de carro inferior, un chasis superior y conjuntos de rodadura primero y segundo que soportan el chasis de base. La excavadora compacta también incluye un primer conjunto de herramientas acoplado al chasis superior y un segundo conjunto de herramientas. El segundo conjunto de herramientas incluye un conjunto de brazo elevador acoplado pivotantemente al chasis de base y un acoplador de herramientas acoplado pivotantemente al conjunto de brazo elevador. El acoplador de herramientas está configurado para enganchar una herramienta al conjunto de brazo elevador.
El segundo conjunto de herramientas incluye un conjunto de brazo elevador acoplado pivotantemente a un chasis de base de una excavadora compacta y un acoplador de herramientas acoplado pivotantemente al conjunto de brazo elevador. El acoplador de herramientas está configurado para enganchar una herramienta al conjunto de brazo elevador. El segundo conjunto de herramientas también incluye un actuador hidráulico de herramientas configurado para mover el acoplador de herramientas alrededor del eje de pivotamiento del acoplador de herramientas situado en el conjunto de brazo elevador.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una excavadora compacta de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 2 ilustra una vista en perspectiva en escala ampliada de un conjunto de herramientas de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 3 ilustra una vista en perspectiva de un conjunto de brazo elevador de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 4 ilustra una vista en perspectiva de un conjunto de brazo elevador de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 5 ilustra una vista en perspectiva de una excavadora compacta que incluye una herramienta sujeta a un acoplador de herramientas de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 6 ilustra una vista en perspectiva de una excavadora compacta que incluye una herramienta sujeta a un acoplador de herramientas de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una excavadora compacta 10 (también conocida como una mini excavadora) de acuerdo con la presente invención. La excavadora compacta 10 incluye un chasis de base 12 que incluye un chasis de carro inferior 14, un chasis superior 16 que incluye una estructura 18 de soporte del operador y un primer conjunto de herramientas 20 fijado al chasis superior 16. El primer conjunto de herramientas 20 incluye una pluma 22, un brazo 24 y un accesorio 26 montado en el brazo. Como se ilustra en la figura 1, el accesorio 26 montado en el brazo es un cucharón. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden utilizar otros tipos de accesorios, tales como una barrena.
El chasis de carro inferior 14 está configurado para soportar un par de conjuntos 28 de rodadura situados en los lados izquierdo y derecho de la excavadora compacta 10. Cada conjunto 28 de rodadura incluye una rodadura 30 que es giratoria alrededor de una rueda dentada 32 (sólo se muestra una rueda dentada en la figura 1). Cada rueda dentada 32 está accionada por un sistema de accionamiento controlado por medio de la manipulación de los controles adecuados en la estructura 18 de soporte del operador.
La excavadora compacta 10 incluye también un conjunto de herramientas secundario 34. La figura 2 ilustra una vista en perspectiva en escala ampliada del conjunto de herramientas secundario 34 unido al chasis de base 12 de la excavadora compacta 10, de acuerdo con una realización de la presente invención. El conjunto de herramientas secundario 34 incluye un conjunto 36 de brazo elevador y un acoplador de herramientas 38.
El conjunto 36 de brazo elevador está acoplado pivotantemente al chasis de base 12 en un eje de pivotamiento 40 de brazo elevador por medio de espigas 42. El conjunto 36 de brazo elevador está configurado para girar en un arco centrado en el eje de pivotamiento 40 de brazo elevador por la actuación de un par de actuadores hidráulicos 44. Los extremos de base 45 de los actuadores hidráulicos 44 están fijados al chasis de base 12. La cabeza de biela 47 (sólo se muestra una segunda cabeza de biela en la figura 2) de los actuadores hidráulicos 44 están fijados al conjunto 36 de brazo elevador. En una realización, los actuadores hidráulicos 44 son cilindros hidráulicos que tienen árboles extensibles y retráctiles 37.
El acoplador de herramientas 38 está acoplado pivotantemente al conjunto 36 de brazo elevador en un eje de pivotamiento 46 del acoplador de herramientas por medio de espigas 48 (sólo se muestra una espiga en la figura 2). El acoplador de herramientas 38 está configurado para girar o inclinarse en un arco centrado en el eje de pivotamiento 46 del acoplador de herramientas con la actuación de un actuador hidráulico 50. Un extremo de base 52 del actuador hidráulico 50 está fijado al conjunto 36 de brazo elevador. Una cabeza de biela. 54 del actuador hidráulico 50 está fijado al acoplador de herramientas 38. En una realización, el actuador hidráulico 50 es un cilindro hidráulico que tiene un árbol extensible y retráctil 55.
Las figuras 3 y 4 ilustran vistas en perspectiva frontal y trasera del segundo conjunto de herramientas 34 de acuerdo con realizaciones de la presente invención. El acoplador de herramientas 38 permite la conexión rápida de las herramientas o accesorios al conjunto 34 de brazo elevador. El acoplador de herramientas 38 incluye un reborde 56 que está configurado para encajarse con una brida de una herramienta. El acoplador de herramientas 38 incluye un par de palancas 74 y 75 y alojamientos de cuñas 58. Cada palanca 74 y 75 y alojamiento de cuñas 58 incluye una placa de guía 60 en la que se monta una cuña deslizante 62. Cada cuña 62 está configurada para moverse arriba y abajo en una dirección vertical y tiene un borde estrechado progresivamente para ayudar a empujar la cuña dentro de una abertura deseada (no ilustrada en particular) en la herramienta o accesorio, tal como en un accesorio de cepillo en ángulo, como se ilustra en la figura 5 o en un accesorio de cucharón combinado como se ilustra en la figura 6. La cuña 62 incluye una porción del árbol que está oculto a la vista por la placa de guía 60.
El extremo superior de la porción de árbol de la cuña 62 está montado de forma pivotante en un conjunto 64 de árbol actuador de cuña. El conjunto 64 de árbol actuador de cuña incluye un árbol 65 (sólo se muestra un árbol en la figura 4) en el extremo inferior. El árbol 65 tiene un extremo bifurcado que recibe una espiga de pivotamiento 66 (sólo se muestra un espiga de pivotamiento en la figura 4) utilizada para acoplar el árbol 65 al extremo de la porción de árbol de la cuña 62. Un extremo de acoplamiento 68 está conectado a un miembro de árbol 70 que está acoplado deslizablemente al árbol 65. Un resorte 72 actúa entre el árbol 65 y el extremo de acoplamiento 68. Una disposición de resorte 72 de este tipo cargará la cuña 62 hacia abajo a una posición de bloqueo, así como hacia arriba a una posición de desbloqueo. Los extremos superiores de cada conjunto 64 de árbol actuador de cuña están conectados a una palanca correspondiente 74 o 75. Las palancas 74 y 75 están montadas pivotantemente para disponer el acoplador 38 sobre los soportes de pivotamiento. Los conjuntos 64 de árbol actuador de cuña y las cuñas 62 son idénticos en los lados opuestos del acoplador de herramientas 38, excepto porque una palanca está en el lado derecho y la otra palanca está en el lado izquierdo. En una posición aplicada como se ilustra en las figuras. 3 y 4, las palancas 74 y 75 actúan sobre las cuñas 62 en una dirección hacia abajo a través de aberturas correspondientes en una herramienta para sujetar la herramientas al acoplador de herramientas 38. En una posición desaplicada (no ilustrada), las palancas 74 y 75 actúan sobre las cuñas 62 en una dirección hacia arriba de manera que las cuñas se retiran de las aberturas en una herramienta.
Cada palanca 74 y 75 incluye un mango 77 y 79 para la operación manual de las cuñas 62. Sin embargo, como se ilustra en la figura 4, los conjuntos 64 de árbol actuador de cuña y las cuñas 62 pueden ser accionados por un operador en una estructura de soporte del operador 18 (figura 1) del chasis superior 16 (figura 1) en lugar de ser accionados manualmente. El accionamiento por motor se puede lograr con el uso de un actuador hidráulico 80. Sin embargo, se pueden utilizar otros tipos de accionamiento por motor, además de un actuador hidráulico.
Las figuras 5 y 6 ilustran vistas en perspectiva de una excavadora compacta 10, incluyendo una herramienta sujeta al acoplador de herramientas 38 de acuerdo con realizaciones de la presente invención. La figura 5 ilustra un accesorio de cepillo en ángulo 76. El accesorio de cepillo en ángulo 76 incluye un cepillo giratorio 78, una placa principal 81, una brida superior 82 y una brida inferior 84. Las bridas 82 y 84 están configuradas para encajarse con el acoplador de herramientas 38. Además, la brida inferior 84 incluye un par de aberturas configuradas para recibir el par de cuñas del acoplador de herramientas 38. La figura 6 ilustra un accesorio 86 de cucharón. El accesorio 86 de cucharón incluye un cucharón 88, una placa principal 90, una brida superior 92 y una brida inferior (no mostrada en la figura 6). Las bridas están configuradas para encajarse con el acoplador de herramientas 38. Además, la brida inferior incluye un par de aberturas configuradas para recibir el par de cuñas del acoplador de herramientas 38. Ejemplos de otros tipos de herramientas o dispositivos incluyen una pala de seis vías, una zanjadora, una horquilla de paletas y una pala de empuje estándar. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que esto no es una lista exhaustiva de herramientas. Se pueden utilizar otras herramientas.
Las realizaciones de la presente invención permiten que muchos tipos de herramientas se puedan sujetar a un conjunto de herramientas acoplado a un chasis de base de una excavadora compacta. Esta versatilidad no limita a un operador a la tarea convencional de excavación de una excavadora compacta. La excavadora compacta de la presente invención se puede utilizar en una variedad de tareas y proyectos.
Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a realizaciones preferidas, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden hacer cambios en forma y detalle sin separarse de la invención.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una excavadora compacta (10) que tiene un chasis de base (12) que incluye un chasis del carro inferior (14) configurado para soportar un par de conjuntos de rodadura (28) y un chasis superior (16), que incluye un chasis (18) de soporte del operador, fijado al chasis de base (12), que comprende:
    un primer conjunto de herramientas (20) acoplado al chasis superior (16); estando caracterizada la citada excavadora por:
    un segundo conjunto de herramientas (34) que comprende:
    un conjunto de brazo elevador (36) que está acoplado pivotantemente al chasis de base (12) en un eje de pivotamiento (40) de brazo elevador por medio de espigas (42);
    un par de actuadores (44) del conjunto hidráulico del brazo elevador fijados al conjunto (36) de brazo elevador y al chasis de base (12) de la excavadora compacta (10), estando configurados el par actuadores (44) del conjunto hidráulico del brazo elevador para hacer girar el conjunto (36) de brazo elevador en un arco centrado en el eje de pivotamiento (40) del acoplador de herramientas;
    un acoplador de herramientas (38) acoplado pivotantemente al conjunto (36) de brazo elevador en un eje de pivotamiento (46) del acoplador de herramientas, estando configurado el acoplador de herramientas (38) para enganchar una herramienta al conjunto (36) de brazo elevador, y
    un actuador hidráulico (50) del acoplador de herramientas (38) fijado al acoplador de herramientas y al conjunto (36) de brazo elevador, estando configurado el actuador (50) del acoplador hidráulico de herramientas para hacer girar el acoplador de herramientas (38) en un arco centrado sobre el árbol de pivotamiento (46) del acoplador de herramientas.
  2. 2.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 1, en la que cada uno de los actuadores (44) del conjunto hidráulico de brazo elevador tiene un extremo de base (45) fijado al chasis de base (12) y un extremo de barra (47) fijado al conjunto (36) de brazo elevador.
  3. 3.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 1, en la que el actuador (50) del acoplador hidráulico de herramientas tiene un extremo de base (52) fijado al conjunto (36) de brazo elevador y un extremo de barra (54) fijado al acoplador de herramientas (38)
  4. 4.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 1, en la que el acoplador de herramientas (38) comprende un par de conjuntos (64) de árbol actuador de cuñas acoplados a un par de cuñas (62), en la que cada conjunto (64) de árbol de actuador de cuñas incluye un resorte (72) configurado para cargar cada cuña (62) en una posición de bloqueo y en una posición de desbloqueo.
  5. 5.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 4, en el que cada conjunto (64) de árbol de actuador de cuña está acoplado pivotantemente a una palanca (74, 75), estando configurada cada palanca (74, 75) para accionar cada cuña (62) en una dirección hacia abajo para enganchar una herramienta y accionar cada cuña (62) en una dirección hacia arriba para desenganchar la herramienta.
  6. 6.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 5, en la que cada palanca (74, 75) está acoplada a un mango (77, 79), estando configurado cada mango (77, 79) para accionar manualmente cada palanca (74, 75) y por lo tanto cada cuña (62).
  7. 7.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 5, en la que la herramientas comprende una brida superior
    (82) y una brida inferior (84) conectada a una placa principal (81), estando configurada la brida superior (82) para encajarse con un reborde (56) del acoplador de herramientas (38).
  8. 8.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 1, en la que el par de actuadores (44) del conjunto hidráulico de brazo elevador están controlados por un operador situado dentro del chasis del soporte de operador (18) de la excavadora compacta (10).
  9. 9.
    La excavadora compacta (10) de la reivindicación 1, en la que el actuador hidráulico del acoplador de herramientas está controlado por un operador situado dentro del chasis del soporte del operador (18) de la excavadora compacta (10).
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