ES2389951T3 - Dispositivo de cambio rápido - Google Patents

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ES2389951T3
ES2389951T3 ES07725329T ES07725329T ES2389951T3 ES 2389951 T3 ES2389951 T3 ES 2389951T3 ES 07725329 T ES07725329 T ES 07725329T ES 07725329 T ES07725329 T ES 07725329T ES 2389951 T3 ES2389951 T3 ES 2389951T3
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hydraulic
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Peter Müller
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Lehnhoff Hartstahl GmbH and Co KG
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Lehnhoff Hartstahl GmbH and Co KG
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    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
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Abstract

Un dispositivo de cambio rapid° (12) quecomprende un cambiador rApido (16) montado en unamdquina de trabajo, un adaptador (18) que puedeser bloqueado con el citado cambiador rapid° (16)y que es-L.6 conectado a una herramienta (14), y unmedio de acoplamiento hidrdulico (20) para laobtencion de una conexion hidrdulica entre elsistema hidrdulico dispuesto en la maquina detrabajo y el sistema hidrdulico de la herramienta(14), constando los citados medios deacoplamiento hidrdulico (20) de un primerelemento de acoplamiento (20a) y un segundoelemento de acoplamiento (20b), manteniendoseambos elementos de acoplamiento (20a, 20b) entresi en una posicion de funcionamiento,interaccionando el citado primer elemento deacoplamiento (20a) y el citado segundo elementode acoplamiento (20b) con, al menos, medios desujecion mecanica (68, 78, 80), que estanformados por separado del dispositivo deenclavamiento del citado dispositivo de cambiorapid() (12), manteniendose firmemente los citadoselementos de acoplamiento (20a, 20b) en suposicion de funcionamiento por friccion con loscitados medios de sujecion mecanica (68, 78, 80),caracterizado por que el citado cambiador rapid°(16) se puede hacer pivotar alrededor de un ejede pivote (34) e incluye al menos un perno depestillo (40), cuya linea recta de movimiento yel citado eje de pivote (34) definen un piano detrabajo entre ellos, y el citado perno depestillo (40) se puede mover perpendicularmenteal citado eje de pivote (34) a lo largo de unaprimera linea recta, teniendo lugar el movimientode acoplamiento del citado acoplamientohidrdulico (20) a lo largo de una segunda linearecta que es mayormente perpendicular a la citadaprimera recta linea.

Description

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
5
La presente invención se refiere a un dispositivo de
cambio rápido según el concepto genérico de la
reivindicación 1 incluida.
Se conocen diversas realizaciones diferentes de este tipo
10
de dispositivo de cambio rápido.
Una primera realización de un dispositivo de cambio
rápido se conoce, por ejemplo, a partir de la patente EP
O 483 232 B1 Y consiste en un cambiador rápido, que
comprende un dispositivo de pivotamiento y enclavamiento,
15
y un adaptador. El cambiador rápido va colocado en el
brazo de la excavadora, y el adaptador opuesto, que se ha
de conectar al cambiador rápido, está montado en una
herramienta intercambiable corno, por ejemplo, una cuchara
ranurada.
2 O
El dispositivo de pivotamiento y enclavamiento descrito
en la publicación citada anteriormente bloquea entre sí
el adaptador y el cambiador rápido, pero además une los
acoplamientos hidráulicos para el fluido hidráulico. Para
unir estos acoplamientos hidráulicos, es necesario
25
pivotarlos sobre una distancia relativamente larga. Corno
resultado de las fuerzas de separación que se producen
durante el funcionamiento, los acoplamientos hidráulicos
pueden presentar fugas y terminar por romperse. Esto
también puede conducir a daños medioambientales
30
considerables.
En el documento WO 2005/093172 Al se da a conocer,
asimismo, un dispositivo de cambio rápido que ejecuta un
movimiento de pivote para conectar el cambiador rápido al
adaptador y también para conectar entre sí los dos
35
bloques de acoplamiento. Los bloques de acoplamiento
están montados en el extremo libre opuesto al ej e de pivote, y uno de los bloques de acoplamiento está apoyado de manera flotante. Para contrarrestar las fuerzas de separación, se dispone un dispositivo que genera presión hidráulica en el acoplamiento hidráulico, de tal manera que el acoplamiento pueda resistir las fuerzas de separación. La fuerza actúa principalmente en dirección perpendicular a las superficies de contacto situadas entre los bloques de acoplamiento. De este modo se evitan
los movimientos relativos debidos a la elasticidad del material seleccionado o debidos al apoyo flotante. Además, se garantiza la existencia de una conexión hidráulica fiable durante el funcionamiento. No obstante, el problema de este diseño radica en que, en ciertos tipos de aplicaciones, las presiones hidráulicas resultan muy elevadas, con lo que generan unas fuerzas de
separación
muy altas. Así pues, se requiere un esfuerzo
considerable
para contrarres tar estas fuerzas de
separación
por medio de una presión generada
hidráulicamente.
También se da a conocer en la patente DE 101 59 417 Al un dispositivo de cambio rápido del tipo general en cuestión. Aquí, los bloques de acoplamiento del acoplamiento hidráulico se mantienen en su posición por medio de ganchos, que se apoyan sobre uno de los bloques de acoplamiento y que se acoplan con un pasador al bloque de acoplamiento, cuando se encuentran en posición de
funcionamiento. No obstante, se ha observado que, cuando las fuerzas de separación son muy altas, o bien los medios mecánicos se ven sometidos a fatiga y rotura o se produce una deformación del material, lo que provoca que los medios mecánicos se atasquen. Como resultado, el acoplamiento hidráulico ya no puede ser desconectado y, dependiendo de la realización, el cambiador rápido quedará también
bloqueado. La patente de EE.UU. US 6.428.265 Bl describe un dispositivo de cambio rápido con un cambiador rápido y un adaptador. Además, el sistema incluye un embrague hidráulico. El embrague hidráulico consta de un primer elemento de acoplamiento y un segundo elemento de acoplamiento. Los dos elementos de acoplamiento se encuentran en una posición de funcionamiento relativamente uno frente al otro. El primer elemento de acoplamiento y el segundo elemento de acoplamiento actúan con los medios de suj eción mecánica que se encuentran separados del dispositivo de enclavamiento del dispositivo de cambio rápido. Tal como se puede ver en las partes 84 y 86, estos elementos son cuneiformes. Los elementos de acoplamiento van suj etos por fricción en posición de funcionamiento mediante los medios de sujeción mecánicos. En la patente EP 1 580 330 A2 se da a conocer un dispositivo de cambio rápido similar. Por consiguiente, de acuerdo con la invención, el objetivo se basa en la tarea de perfeccionar un dispositivo de cambio rápido según el concepto genérico de la reivindicación 1, de tal manera que, al tiempo que se evitan los inconvenientes citados anteriormente, es posible contrarrestar, con medios sencillos, las fuerzas de separación que se producen durante el proceso de acoplamiento y durante el funcionamiento, de modo que se garantice que el acoplamiento hidráulico se pueda desconectar cuando sea necesario, independientemente de las circunstancias. Este obj etivo se resuelve gracias a las características identificativas de la reivindicación 1 junto con sus características del concepto genérico. Las reivindicaciones secundarias constituyen perfeccionamientos beneficiosos de la invención. La invención se basa en la constatación de que, mediante el uso de medios de sujeclon conectados por fricción, que entran en acción cuando el acoplamiento hidráulico está conectado, es posible absorber la mayoría de las fuerzas de separación, mientras que, al mismo tiempo, también sigue siendo posible desconectar los medios mecánicos mediante la separación de la conexión por fricción, cuando sea necesario. Incluso si el material se deforma por acción de las elevadas fuerzas mecánicas que se producen durante el funcionamiento, todavía será posible desconectar los medios de retención mediante la separación de la conexión por fricción. Lo anterior se puede optimizar aún más en cumplimiento de las reivindicaciones secundarias adoptando ciertas medidas de diseño. Por consiguiente, según la invención, los elementos de acoplamiento hidráulicos, cuando se encuentran en la posición de funcionamiento, se mantienen juntos por fricción mediante los medios de suj eción mecánica. El cambiador rápido puede estar diseñado de modo que pivote alrededor de un eje de pivote y puede presentar al menos un perno de pestillo, cuya línea de movimiento actúa
junto con el eje de pivote para formar un plano de trabaj o. El perno de pestillo es capaz de moverse a lo largo de una primera línea recta en una dirección perpendicular al ej e de pivote. El movimiento de acoplamiento del acoplamiento hidráulico a lo largo de una segunda línea recta es principalmente perpendicular a
la
primera línea recta. Como resultado, se evitan las
desventajas
descritas anteriormente y se obtienen
posibilidades
de diseño adicionales, como se muestra a
continuación.
De acuerdo con una realización de la invención, al menos partes de los citados medios de sujeción mecánica pueden ser desplazadas desde una posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y/o desde la posición de
funcionamiento hasta la posición de cambio por medio de un accionamiento. Esto resulta particularmente ventajoso en términos de facilidad de uso del dispositivo de cambio rápido. El accionamiento para mover los medios mecánicos de sujeción desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y/o desde la posición de funcionamiento hasta la posición de cambio está diseñado como un accionamiento hidráulico, neumático, eléctrico, mecánico y/o magnético. Como resultado, el dispositivo de cambio rápido según la invención abarca un amplio campo de aplicaciones. El primer elemento de acoplamiento puede estar diseñado en forma de un bloque de acoplamiento conectado al cambiador rápido y el segundo elemento de acoplamiento
puede
estar diseñado en forma de un bloque de
acoplamiento
conectado al adaptador, comprendiendo los
bloques
de acoplamiento al menos un elemento de los
elementos
mutuamente asignados de una válvula de
acoplamiento hidráulico. Los bloques de acoplamiento ofrecen la ventaja de que, de esta forma, los medios de sujeción mecánica actúan simplemente sobre los bloques de acoplamiento y/o que estos medios pueden ser integrados en los bloques de acoplamiento. Para que el acoplamiento hidráulico se pueda mantener de forma operativamente fiable, incluso bajo fuerzas de separación muy altas, resulta ventajoso, cuando el acoplamiento hidráulico se encuentra en la posición de funcionamiento, que una unidad mecánica genere una fuerza opuesta que actúe sobre las piezas de acoplamiento (véase la patente WO 2005/093172 Al) con el fin de proporcionar una oposición adicional a las fuerzas de separación y aliviar la carga de los medios de sujeción mecánica. En particular, desde el punto de vista de ahorrar espacio y simplificar el diseño, la unidad mecánica que genera la
fuerza de oposición es la misma que el accionamiento que
mueve los medios de sujeción mecánica entre la posición
de cambio y la posición de funcionamiento.
Alternativamente, el accionamiento que mueve los medios
5
de sujeción mecánica desde la posición de cambio hasta la
posición de funcionamiento puede ser el mismo, mientras
que el accionamiento que mueve los medios mecánicos desde
la posición de funcionamiento hasta la posición de cambio
está constituido por otro tipo de accionamiento, en
10
particular un elemento de almacenamiento de energía, tal
como un resorte.
De acuerdo con una realización de la invención, el
accionamiento que mueve los medios de sujeción mecánica
desde la posición de cambio hasta la posición de
15
funcionamiento está concebido como un fluido,
especialmente un accionamiento hidráulico, con un pistón
de acción simple. Alternativamente, el accionamiento que
mueve los medios de sujeción mecánica desde la posición
de cambio hasta la posición de funcionamiento y desde la
2 O
pos ición de funcionamiento hasta la posición de cambio
está concebido como un fluido, especialmente un
accionamiento hidráulico, con un pistón de acción doble.
En este caso, los medios de sujeción mecánica pueden ser
fácilmente movidos por el sistema hidráulico ya presente
25
en la máquina. Esto significa que las líneas se pueden
conectar fácilmente, y también hace que sea posible, con
poco esfuerzo, adaptar las actuales máquinas de trabajo
con un dispositivo de cambio rápido según la invención.
Los medios de sujeción mecánica comprenden, en
30
particular, una primera pieza, que está conectada al
cambiador rápido, y una segunda pieza, que está conectada
al adaptador. La primera pieza está diseñada como una
barra de pestillo, mientras que la segunda pieza está
diseñada como un soporte para la barra de pestillo. La
35
conexión por fricción se consigue principalmente por el
hecho de que el extremo delantero de la barra de pestillo se estrecha en forma de cuña, y que el soporte está conformado correspondientemente. Además, una fuerza que actúa en dirección a la posición de funcionamiento también actúa sobre la barra de pestillo. Esta fuerza puede ser producida por el accionamiento que mueve los medios de sujeción mecánica desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y/o viceversa. Alternativamente, o adicionalmente, esta fuerza también puede ser producida por un elemento de almacenamiento de energía, que también puede activarse en ciertas condiciones.
Para simplificar la fabricación de las barras de pestillo, estas están diseñadas a modo de un perno
cilíndrico con una forma cónica en su parte delantera. El atascamiento incluso a presiones elevadas puede evitarse de una manera sencilla, incluyendo una holgura de soporte S en la posición de funcionamiento por debajo de las barras de pestillo y que se extiende hasta la superficie interior del soporte. La holgura de soporte S garantiza que las barras de pestillo siempre presenten cierto grado de libertad de movimiento en dirección descendente y, por lo tanto, que también se puedan desconectar incluso en condiciones difíciles. De acuerdo con una realización de la invención, se compensan las tolerancias de fabricación y el desgaste de la siguiente forma: la parte frontal del perno de pestillo y las superficies asociadas del soporte muestran superficies en forma de envoltura de un cono que se corresponden entre sí por medio de un ángulo periférico de hasta 180 o, y las superficies parciales periféricas del soporte que completan el ángulo periférico hasta 360 0 encierran la holgura de soporte S predeterminada con las áreas superficiales periféricas asociadas de la parte frontal del citado perno de pestillo. Tras la aparición del desgaste, la barra de pestillo accionada por presión siempre será capaz de moverse más hacia delante, lo que seguirá garantizando una retención fiable y un contacto entre las superficies. Alternativamente, una parte de los medios mecánicos de sujeción puede estar diseñada en forma de un balancín con una garra de enclavamiento, y la otra parte de los medios mecánicos puede estar diseñada en forma de contraapoyo, teniendo tanto la garra como el contraapoyo forma de cuña. En particular, el movimiento de los medios de suj eción mecánica desde la posición de cambio hasta la posición de
pivotamiento
y viceversa es lineal. Esto hace posible
lograr
un diseño simple.
Con
el fin de obtener un diseño compacto, la segunda
línea puede
ser perpendicular al eje de pivote.
De acuerdo con una realización de la invención, el perno se mueve desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento a lo largo de una tercera línea recta. La tercera línea recta puede discurrir en el plano de trabajo y, en particular, puede ser perpendicular a las primera y segunda líneas rectas y también puede ser paralela al eje de pivote. Otras ventajas, características y opciones de aplicación del presente invento se desprenden de la siguiente descripción en combinación con los ejemplos de realización representados en las figuras. En la descripción, en las reivindicaciones y en las figuras se emplean los conceptos empleados y las referencias asignadas en la lista de referencias presentada más adelante. La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de cambio rápido con un cambiador rápido y un adaptador, en la que el cambiador rápido está conectado a un brazo de la excavadora y el adaptador a una cuchara
ranurada; La figura 2 muestra una vista en perspectiva del dispositiva de cambio rápido de una primera realización de la invención en el estado de acoplamiento; La figura 3 muestra una vista ampliada en sección transversal, parcial y en perspectiva de la realización
de
la figura 2;
La
figura 4 muestra una vista en perspectiva de otra
realización de
la invención;
La
figura 5 muestra una vista ampliada en sección
transversal, parcial y en perspectiva de la pieza de la figura 4; La figura 6 muestra un diagrama en perspectiva de otra realización de la invención; La figura 7 muestra una vista ampliada en sección transversal longitudinal y parcial de la figura 6; La figura 8 muestra un diagrama en perspectiva de otra realización de la invención; La figura 9 muestra una vista ampliada y en perspectiva de la figura 8; En la figura 1 se representa en perspectiva un pescante 10 de una máquina de trabajo, esto es, una máquina de movimiento de tierras como, por ejemplo, una excavadora. En el extremo del pescante 10 hay dispuesto un dispositivo de cambio rápido 12, el cual, a su vez, actúa sobre una cuchara ranurada convencional 14. El dispositivo de cambio rápido 12 está compuesto por un cambiador rápido 16 unido al pescante 10 y por un adaptador 18. El adaptador 18 está montado fijo en la cuchara ranurada 14. Mediante el dispositiva de cambio rápido 12 se puede unir el pescante 10 a distintas herramientas, por ejemplo, la cuchara ranurada 14 representada, mediante el adaptador 18. En lugar de la citada cuchara ranurada 14, también es posible utilizar otras herramientas, especialmente aquellas que están
accionadas hidráulicamente, tales como martillos hidráulicos, cizallas hidráulicas y similares. Estas herramientas son accionadas por un accionamiento hidráulico, que recibe alimentación desde la máquina de trabajo. Para este propósito, el dispositivo de cambio rápido 12 presenta un acoplamiento hidráulico 20. La herramienta, en este caso la cuchara ranurada 14, está
conectada al sistema hidráulico de la máquina de movimiento de tierras por medio del acoplamiento
hidráulico 20. Para determinadas aplicaciones, la cuchara ranurada 14 está provista de una pared posterior 22, que puede abrirse hidráulicamente. La pared posterior 22 se abre y cierra por medio de un accionamiento hidráulico (no mostrado), integrado en la cuchara ranurada 14. El
accionamiento
hidráulico está conectado al sistema
hidráulico
de la máquina de movimiento de tierras por
medio
del acoplamiento hidráulico 20.
El acoplamiento hidráulico 20 incluye un bloque de acoplamiento superior 20a y un bloque de acoplamiento inferior 20b. Las superficies de contacto contrapuestas de los dos bloques de acoplamiento 20 a y 20b son planas. En estas superficies de contacto están introducidas las válvulas hidráulicas, los pasadores de centrado 24
(véanse las figuras 3 y 4) , y las boquillas de limpieza 26, que están integradas en los pasadores de centrado para limpiar el acoplamiento hidráulico. El adaptador 18 del dispositivo de cambio rápido 12 comprende una placa base 28 sobre la cual, en uno de sus extremos, está dispuesto un bloque de pestillo 30, y en el extremo de la placa opuesta del bloque de pestillo 30, se encuentra un eje de pivote 34, que se encuentra fijado en su lugar por medio de bridas de fijación 32. El bloque de pestillo 30 presenta una superficie de sujeción 36 en el lado orientado hacia el eje de pivote 34. Esta superficie está inclinada formando un ángulo de 3° a 35°,
preferentemente
de 5° a 15°, con respecto a una
superficie
perpendicular a la superficie de base del
adaptador
18.
El
bloque de pestillo 30 está provisto además de dos
aberturas cónicas paralelas 38, dispuestas entre sí a cierta distancia y con una forma cónica en su sección transversal. A cada abertura cónica 38 se le asigna un perno de pestillo 40 del cambiador rápido 16, que puede ser empujado hacia el interior de la abertura cónica. El extremo delantero del perno de pestillo 40 está diseñado en forma de una punta cónica 40a. El ángulo de cono de las aberturas cónicas 38 delimitadas por superficies laterales del cono está dimensionado convenientemente y, en el ejemplo de realización representado, oscila entre 5° y 15°. El cambiador rápido 16 presenta garras (no mostradas) en el lado asignado al ej e de pivote 34 del adaptador 18. Estas garras agarran el eje de pivote 34. La superficie del extremo del cambiador rápido 16 asignado a la superficie de sujeción 36 del adaptador presenta una superficie de contraapoyo 42, que se encuentra inclinada en un ángulo de preferentemente 5° a 15° con respecto a la perpendicular (que corresponde al ángulo de la superficie de sujeción 36), y también presenta dos aberturas, a través de cada una de las cuales puede pasar uno de los pernos de pestillo 40, que pueden ser accionados longitudinalmente a través del cambiador rápido 16. A fin de conseguir el centrado lateral -primer sentido primario -al bajar el cambiador rápido 16 al adaptador 18, van montados unos dispositivos de centrado, de los cuales los dispositivos de centrado asignados al cambiador rápido 16 están conformados a modo de pasadores de centrado 44, que van montados lateralmente al lado de la superficie de contraapoyo 42 del cambiador rápido 16.
Los pasadores de centrado 44 actúan conjuntamente con las
superficies laterales del bloque de pestillo 30 del
adaptador 18.
Además, el adaptador 18 presenta unos dispositivos de
5
centrado para centrar el cambiador rápido 16 y el
adaptador 18 entre sí en sentido longitudinal a la
superficie de sujeción 36 en acción combinada con el eje
de pivote 34 segundo sentido primario. Al baj ar el
cambiador rápido 16 al adaptador 18 se orientan y, con
10
ello, se centran consecutivamente la superficie de
sujeción 36 y la superficie de contraapoyo 42, el
cambiador rápido 16 y, con ello, los pernos de pestillo
4 O desplazables del cambiador rápido 16 con relación a
las aberturas cónicas 38 en acción conj unta con el ej e
15
del pivote 34. Con ello puede efectuarse sin ningún
problema el proceso de acoplamiento entre el perno de
pestillo 40, el cambiador rápido 16 y las aberturas
cónicas 38 del adaptador.
Por lo demás, con relación al funcionamiento del
2 O
dispositivo de cambio rápido se remite a la misma EP O
569 026 Al relativa al mismo solicitante, cuya
publicación debe ser cubierta plenamente con el contenido
de la publicación de la presente invención.
En el extremo libre del adaptador 18 está fijado el
25
bloque inferior de acoplamiento 20b con el bloque de
pestillo 30 por medio de un soporte. Por debajo del
extremo libre del bloque de acoplamiento inferior 20b van
colocados orificios de descarga hidráulicos 46. El bloque
de pestillo 30 está colocado hacia dentro frente al
30
bloque de acoplamiento inferior 20b y los orificios de
descarga hidráulicos 46, de tal forma que los orificios
de descarga hidráulicos 46 se pueden conectar fácilmente
a manguitos o tubos hidráulicos 82.
El bloque de acoplamiento superior 20a está unido al
35
cambiador rápido 16 por medio de un yugo con dos brazos
48. Entre el bloque de acoplamiento superior 20a y los brazos 48 van insertados elementos de amortiguación 50, de tal forma que el bloque de acoplamiento superior 20a va apoyado de manera flotante. De forma alternativa, se puede montar también el bloque de acoplamiento inferior 20b directamente en el yugo o los brazos 48 por medio de elementos de amortiguación 50 de forma flotante y el bloque de acoplamiento superior 20a. Sin embargo, en las realizaciones representadas en las figuras aparece limitado a la representación del apoyo flotante del
bloque
de acoplamiento superior 20a, debido a que la
realización
alternativa es comprensible por el experto
sin ninguna
dificultad.
Gracias al apoyo flotante se pueden compensar fácilmente las tolerancias. Además, con ello se puede centrar y dirigir de forma sencilla el bloque de acoplamiento 20a al bloque de acoplamiento 20b. Para ello se utiliza el pasador de centrado 24 con boquilla de limpieza 26. En las figuras 2 a 5 se representa una realización del invento. En el bloque superior de acoplamiento 20a está colocado un perno de accionamiento 68 en un manguito 70. El perno de accionamiento 68 se acciona hidráulicamente, tiene forma cilíndrica y de cuña en su extremo delantero
72.
El bloque de acoplamiento inferior 20b está atornillado lateralmente al soporte 78 unido firmemente al adaptador
18. El soporte 78 presente un orificio 80 para la cuña 72 del perno de accionamiento 68. En el lado orientado hacia la cuña 72 el orificio 80 del soporte 78 está adaptado a la cuña 72, también tiene forma de cuña en dirección del bloque de acoplamiento 20a que se abre. En cada lado del bloque de acoplamiento 20b va montado el brazo portante 78 y en el bloque de acoplamiento 20a va un perno de accionamiento 68. En la sección lateral se pueden ver los pasadores de centrado 24 con las boquillas de limpieza
26. Además, en las figuras 2 a 5 van conectadas las conexiones hidráulicas 46 a los tubos hidráulicos 82, que a su vez van dirigidas por medio del adaptador 18 a la herramienta no representada aquí, por ejemplo, la cuchara ranurada. El orificio en forma de cuña 80 del soporte 78 está conformado como orificio de paso del perno de accionamiento 68. Con el perno de accionamiento 68 introducido en el orificio en forma de cuña 80, dicho perno 68 presenta hacia abajo una holgura S, que impide que se atasque el perno 68 en el orificio cuneiforme, particularmente cuando hay desgaste. En las figuras 2 a 5 se representa la realización con un perno de accionamiento 68 de doble efecto, es decir, un perno de accionamiento 68 que hidráulicamente pasa a la posición de funcionamiento en la que el cambiador rápido 16 está unido firmemente con un adaptador 18 y acoplado el embrague hidráulico 20, desde la posición de cambio en la que se produce el cambio de herramienta con el dispositivo de cambio rápido 12 con el cambiador rápido 16 colocado en el pescante 10 y con el adaptador 18 unido a una herramienta 14. El movimiento en sentido contrario se efectúa también por hidráulicos, con la correspondiente aplicación a presión del perno del otro lado. Alternativamente puede ir montado un perno hidráulico de efecto simple, no representado aquí, con el que el movimiento del perno de accionamiento 68 se realiza por medio de la correspondiente aplicación hidráulica a presión sobre un lado del perno de accionamiento 68. Para el movimiento en sentido contrario va colocado un resorte pretensado en la posición de funcionamiento, que al liberar la fuerza hidráulica que actúa sobre el perno de accionamiento 68 lleva a este a la posición de cambio.
Este tipo de construcciones son de sobra conocidas, por lo que no es necesario hacer una representación detallada. El perno de accionamiento 68, en acción conjunta con el orificio 80 del soporte 78, suj eta firmemente entre sí los bloques de accionamiento 20a y 20b durante el funcionamiento. Con ello se efectúa el acoplamiento, pero también el desacoplamiento del embrague hidráulico 20 y del cambiador rápido 16 con el adaptador 18 prácticamente al mismo tiempo. Al enganchar el intercambiador rápido 16 al adaptador, se llevan al mismo tiempo los pernos de accionamiento 68 al orificio 80. De forma análoga se realiza el desenganche. Para el procedimiento casi simultáneo los pernos de pestillo 40 y los pernos de accionamiento 68 llevan a cabo un accionamiento conjunto. Además, los movimientos de los pernos de pestillo 40 y de los pernos de accionamiento 68 se realizan en el mismo plano, que incluye el eje de pivote 34. Con ello se obtiene una estructura compacta del dispositivo de cambio rápido muy ventajosa para el funcionamiento. Conforme a esta realización, el cambiador rápido 16 pivota alrededor del eje pivotante 34. El perno de pestillo 40 del cambiador rápido se mueve para enganchar el dispositivo de cambio rápido 12 en sentido perpendicular al eje del pivote 34 en un primer sentido. El movimiento de acoplamiento segundo sentido del embrague hidráulico 20 se efectúa principalmente en sentido perpendicular al primer sentido y en este caso también de forma perpendicular al eje del pivote 34. El movimiento del perno 60 desde la posición de cambio a la posición de funcionamiento se realiza de forma lineal en un tercer sentido, el cual está dirigido de forma perpendicular al primer y segundo sentido. El tercer sentido transcurre paralelo al eje del pivote. En las figuras 6 y 7 se representa otra realización
distinta. En esta realización los pasadores de centrado 24 presentan un soporte cónico 52 orientado hacia el cambiador rápido 16, correspondiente a una parte anterior cónica de un perno de sujeción 54 colocado de forma desplazable en el bloque de acoplamiento 20 inferior. El perno de sujeción 54 está dotado de un perno de tope posterior 54a, asignado a un émbolo 56 por dentro del perno de pestillo 40 del cambiador rápido 16. El émbolo 56 actúa conj untamente con un resorte 58, de tal forma que al presionar el émbolo se tensa el resorte 58. Si el cambiador rápido 16 se coloca en el adaptador 18 con sus garras y se mueve alrededor del ej e del pivote 34, este se centra tal como se describió anteriormente, de tal forma que los pernos de pestillo 40 están orientados a las aberturas cónicas 38. En esta posición el bloque de acoplamiento superior 20a se apoya sobre el bloque de acoplamiento inferior 20b. Los pernos de pestillo 40 entran ahora en las aberturas cónicas 38 y
tensan
el cambiador rápido 16 con el adaptador 18 y los
bloques
de acoplamiento 20a y 20b entre sí. Con la
tensión
se produce el acoplamiento de los bloques de
acoplamiento
20a y 20b.
Al entrar el perno de pestillo 40, el émbolo 56 del perno de pestillo 40 golpea el perno de tope 54a del perno de sujeción 54 y mueve este hacia el perno de pestillo 40 contra la fuerza del muelle 58 en sentido del soporte cónico 52 del pasador de centrado 24. De forma análoga a la sujeción del cambiador rápido 16 con el adaptador 18 a través de los extremos cónicos 40a del perno de pestillo 4 O en acción conj unta con los orificios cónicos 38 del adaptador 18, se tensa también el bloque superior de acoplamiento 20a con el bloque inferior de acoplamiento 20b, al entrar el perno de sujeción 54 con su extremo
cónico 54b en la toma cónica 52. El muelle 58 sirve para compensar la carrera excesiva del
perno de pestillo 4 O con respecto al perno de suj eción
54. El muelle 58 se contrae cuando el perno de sujeción 54 entra en contacto completamente con su extremo cónico 54b en el soporte cónico 52 y sostiene los dos bloques de acoplamiento 20a y 20b. Con ello se aseguran los bloques de acoplamiento 20a y 20 b muy rápido contra las fuerzas de separación. El perno de pestillo no está en contacto todavía con las aberturas cónicas 38, sigue saliendo hasta que entra en contacto. Con ello se crea la carrera excesiva citada y se tensa el muelle 58. De esta forma se asegura que los bloques de acoplamiento 20a y 20b siempre están sujetos de forma fiable, antes de que los pernos de pestillo 40 se sigan asentando en las aberturas cónicas 38 en caso de desgaste del cambiador rápido 16 y, con ello, que sigan girando alrededor del eje de pivote 34. Los pernos de sujeción no afectan a los pernos de pestillo 4O, que ya están insertos en el soporte cónico
52. Después de que el extremo cónico 54b del perno de sujeción 54 entra en el soporte cónico 52, el extremo cónico 54b del perno de pestillo superficie con superficie con el soporte cónico 52 con un ángulo periférico de 180 0 como máximo. Las superficies parciales que completan el ángulo periférico en 360 0 del perno de sujeción 54 crean una holgura interna S que evita que se atasque el perno de tensión 54 con el soporte cónico 52, particularmente cuando se produce desgaste.
En las figuras 8 y 9 se representa otra realización del invento. El bloque de acoplamiento 20a lleva un perno de accionamiento 60 desplazable hacia fuera en el lateral, que se acciona hidráulicamente y que va hacia fuera contra un muelle (no mostrado). Al perno de accionamiento
60 se le ha asignado un balancín 62, colocado en el centro de forma abatible en el bloque de acoplamiento
20a. En un lado el balancín 62 presenta una proyección
62a para el perno de accionamiento 60 y del otro lado una garra 62b que envuelve el bloque de acoplamiento 20b. La garra 62b está biselada, en consonancia con la superficie del contraapoyo inferior del bloque de acoplamiento inferior 2 Ob. Gracias a las superficies dispuestas en posición oblicua entre sí se evita el atascamiento y por medio de la presión practicada sobre el balancín 62 mediante el perno de accionamiento 60 se aseguran firmemente los bloques de acoplamiento 20a y 2 Ob. El balancín 62 está colocado sobre un pivote giratorio 64 y está pretensado con un muelle de torsión no visible aquí, de tal forma que al entrar el perno de accionamiento 60 el balancín 62 libera el bloque de acoplamiento 20b. El pivote giratorio 64 está unido por medio de un brazo de retención 66 con el bloque de acoplamiento 20a y, con ello, con el cambiador rápido 16. De una forma sencilla se ponen en funcionamiento así los bloques de accionamiento 20 a y 20b, es decir, se sujetan en estado de acoplamiento por medio del balancín 62, el pivote giratorio 64, el brazo de retención 66, la garra 62b en acción conjunta con la superficie de contraapoyo biselada del bloque de acoplamiento inferior 20b y de la fuerza hidrostática acoplada al perno de accionamiento 60. En ambos lados de los bloques de acoplamiento 20a y 20b se conforma la construcción descrita. Con ello, las fuerzas de separación que se producen
pueden
transmitirse a cualquier lado por medio del
balancín
62 situado entre el bloque de acoplamiento
superior
e inferior 20a y 20b. La fuerza hidrostática
acoplada
detiene el correspondiente perno de
accionamiento 60 en la posición de parada. Si se acciona la fuerza hidrostática, el muelle del perno de accionamiento 60 del bloque de acoplamiento superior 20a mueve este hacia dentro, de tal forma que el correspondiente balancín 62 es desviado por medio del
resorte de torsión no visible aquí, que va unido al pivote giratorio 64, Y se libera el bloque de acoplamiento inferior 20b para abrir el dispositivo de cambio rápido 12. Todas las realizaciones anteriormente descritas del invento son simétricas al ej e central longitudinal del cambiador rápido 16, de tal forma que, por ejemplo, van colocados los medios de suj eción mecánicos a cada lado para sujetar los bloques de acoplamiento 20a y 20b. Alternativamente los medios de sujeción mecánicos pueden ir colocados también en un lugar diferente o todos en la parte delantera del dispositivo de cambio rápido. Las realizaciones representadas en las figuras incluyen un sistema de cambio rápido conforme al dispositivo de cambio rápido publicado en WO 2005/093172 Al.
El invento se caracteriza por su sencilla capacidad para contrarrestar las fuerzas de separación por medios mecánicos. Sin embargo, también son necesarios fuerzas y presiones adicionales para accionar y sujetar los medios mecánicos como, por ejemplo, los pernos. Al accionar la presión hidráulica se libera el bloque de acoplamiento 20a y 20b Y se puede abrir el cambiador rápido 12. Además, tiene un diseño compacto en el que los pernos se pueden accionar en sentido lineal y, con ello, van colocados en un plano que incluye el eje de pivote. 10 Pescante 12 Dispositivo de cambio rápido 14 Cuchara ranurada 16 Cambiador rápido 18 Adaptador 20 Acoplamiento hidráulico 20a : Bloque de acoplamiento superior 20b: Bloque de acoplamiento inferior 22 Pared posterior 24 Pasadores de centrado
f f •
26 Boquilla de limpieza
28 Placa base del adaptador 30 Bloque de pestillo 32 Bridas de fijación 34 Eje de pivote 36 Superficie de sujeción 38 Abertura cónica 40 Perno de pestillo 40a : Extremo cónico 42 Superficie de contraapoyo 44 Pasadores 46 Conexiones hidráulicas
48 Brazo/yugo
50 Elemento de amortiguación
52 Soporte cónico
54 Perno de sujeción
54a : Perno de tope
54b: Extremo cónico
56 Émbolo
58 Muelle
60 Perno de accionamiento
62 Balancín
62a Proyección
62b Garra
64 Pivote
66 Brazo de retención
68 Perno de accionamiento
70 Manguito
72 Extremo frontal del perno de accionamiento/cuña
74 Vástago del émbolo
76 Pistones hidráulicos
78 Soporte
80 Abertura
82 Línea hidráulica.
,1 I
1.

Claims (18)

  1. Reivindicaciones
    Un dispositivo de cambio rápido (12) que comprende un cambiador rápido (16) montado en una máquina de trabajo, un adaptador (18) que puede ser bloqueado con el citado cambiador rápido (16) y que está conectado a una herramienta (14), y un medio de acoplamiento hidráulico (20) para la obtención de una conexión hidráulica entre el sistema hidráulico dispuesto en la máquina de trabajo y el sistema hidráulico de la herramienta
    (14) ,
    constando los citados medios de
    acoplamiento
    hidráulico (20) de un primer
    elemento
    de acoplamiento (20a) y un segundo
    elemento
    de acoplamiento (20b) , manteniéndose
    ambos elementos de acoplamiento (20a, 20b) entre sí en una posición de funcionamiento, interaccionando el citado primer elemento de acoplamiento (2 Oa) y el citado segundo elemento de acoplamiento (20b) con, al menos, medios de
    sujeción mecánica (68, 78, 8 O) , que están formados por separado del dispositivo de
    enclavamiento del citado dispositivo de cambio rápido (12), manteniéndose firmemente los citados elementos de acoplamiento (2 Oa, 2Ob) en su posición de funcionamiento por fricción con los citados medios de suj eción mecánica (68, 78, 8O) , caracterizado por que el citado cambiador rápido
    (16) se puede hacer pivotar alrededor de un ej e de pivote (34) e incluye al menos un perno de pestillo (40), cuya línea recta de movimiento y el citado eje de pivote (34) definen un plano de trabaj o entre ellos, y el citado perno de pestillo (4 O) se puede mover perpendicularmente
    ,¡ I
    al citado ej e de pivote (34) a lo largo de una primera línea recta, teniendo lugar el movimiento de acoplamiento del citado acoplamiento hidráulico (20) a lo largo de una segunda línea recta que es mayormente perpendicular a la citada primera recta línea.
  2. 2 . El dispositivo de cambio rápido de la reivindicación 1, caracterizado por que al menos partes de los citados medios de sujeción mecánica
    (68, 78, 80) pueden ser desplazadas desde una posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y/o desde la posición de funcionamiento hasta la posición de cambio por medio de un accionamiento.
  3. 3. El dispositivo de cambio rápido de la reivindicación 2, caracterizado por que el
    accionamiento para mover los medios de suj eción
    mecánica (68, 78, 80) desde la posición de cambio
    hasta la posición de funcionamiento y/o desde la
    posición de funcionamiento hasta la posición de
    cambio es de tipo hidráulico, neumático,
    eléctrico, mecánico y/o magnético.
  4. 4.
    El dispositivo de cambio rápido según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el citado primer elemento de acoplamiento se presenta en forma de un bloque de acoplamiento (20a) conectado al citado cambiador rápido (16) Y el citado segundo elemento de acoplamiento se presenta en forma de un bloque de acoplamiento (20b) conectado al citado adaptador (18), comprendiendo cada uno de los citados bloques de acoplamiento (20a, 20b) al menos un elemento de los elementos mutuamente asignados de una válvula de acoplamiento hidráulico.
  5. 5.
  6. 6.
  7. 7.
  8. 8.
    " .
    El dispositivo de cambio rápido según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que el accionamiento para mover los medios de suj eción mecánica (68, 78, 80) desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y el accionamiento para mover los medios de suj eción mecánica (68, 78, 80) desde la posición de funcionamiento hasta la posición de cambio están constituidos cada uno de ellos por un accionamiento diferente, en particular un elemento de almacenamiento de energía, tal como un resorte (70). El dispositivo de cambio rápido según la reivindicación 5, caracterizado por que el accionamiento para mover los medios de sujeción mecánica (68, 78, 80) desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento se presentan en forma de un fluido, en particular de un accionamiento hidráulico con un pistón de acción simple. El dispositivo de cambio rápido según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el accionamiento para mover los medios de suj eción mecánica (68, 78, 80) desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y desde la posición de funcionamiento hasta la posición de
    cambio, es idéntico y está configurado particularmente como accionamiento fluido y preferentemente como accionamiento hidráulico,
    con un pistón de acción doble. El dispositivo de cambio rápido según una
    cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los medios de sujeción mecánica (68, 78, 80) comprenden un primer elemento que está conectado al cambiador rápido
    I I ,
  9. 9.
  10. 10.
  11. 11.
  12. 12.
  13. 13.
  14. 14.
    (16) Y un segundo elemento que está conectado al citado adaptador (18). El dispositivo de cambio rápido según la reivindicación 8, caracterizado por que el primer elemento se presenta en forma de una barra de pestillo (68) Y el segundo elemento se presenta en forma de un soporte (80) para la citada barra de pestillo (68), estando la barra de pestillo
    (68), en su posición de funcionamiento, suj etada
    por
    una fuerza que actúa en la dirección de la
    posición de
    funciona miento.
    El
    dispositivo de cambio rápido según la
    reivindicación 9, caracterizado por que la citada fuerza es generada por el accionamiento para mover los medios de suj eción mecánica (68, 78, 80) desde la posición de cambio hasta la posición de funcionamiento y/o viceversa. El dispositivo de cambio rápido según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que la parte frontal de la citada barra de pestillo (68) es cuneiforme y está biselada, y el soporte (80) presenta una forma correspondiente. El dispositivo de cambio rápido según la reivindicación 11, caracterizado por que la citada barra de pestillo (68) se presenta en
    forma de un perno cilíndrico y su parte frontal
    es de forma cónica. El dispositivo de cambio rápido según la
    reivindicación 12, caracterizado por que cuando
    la citada barra de pestillo (68) se encuentra en
    su posición de funcionamiento, presenta cierta
    holgura de soporte (S) hacia la parte inferior' dentro del citado soporte (80). El dispositivo de cambio rápido según la
    reivindicación 13, caracterizado por que la parte
    ., ,
  15. 15.
  16. 16.
  17. 17.
  18. 18.
    frontal del citado perno de pestillo (80) y las superficies asociadas del soporte muestran superficies en forma de envoltura de un cono correspondientes entre sí por medio de un ángulo periférico de hasta 180 o , y las superficies parciales periféricas del soporte que completan el ángulo periférico hasta 360 0 encierran con las áreas superficiales periféricas asociadas de la parte frontal del citado perno de pestillo la holgura de soporte (8) predeterminada. El dispositivo de cambio rápido según la reivindicación 14, caracterizado por que la citada segunda línea recta se extiende perpendicularmente al citado eje de pivote (34). El dispositivo de cambio rápido según las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado por que el movimiento de los medios mecánicos (68,78,80) desde la posición de cambio hasta la posición de
    funcionamiento
    se produce a lo largo de una
    tercera
    línea recta.
    El
    dispositivo de cambio rápido según la
    reivindicación
    16, caracterizado por que la
    citada
    tercera línea recta se extiende dentro del
    citado
    plano de trabajo y, en particular, se
    encuentra
    alineada en perpendicular con la
    citadas primera
    y segunda líneas rectas.
    El
    dispositivo de cambio rápido según la
    reivindicación
    17, caracterizado por que la
    citada tercera línea recta se extiende paralelamente al citado eje de pivote (34).
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