JP2022019541A - 建設機械上のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステム - Google Patents

Abstract

【課題】回転ジョイントの簡単で安定した締結を可能にするクイックチェンジシステムを提供する。【解決手段】本発明は、回転装置の駆動ハウジング内で回転するように取り付けられ、回転駆動部によって駆動ハウジングに対して回転可能なクイックチェンジャと、作動流体をクイックチェンジャに供給するために、固定部と、固定部内で回転可能なロータとを有する駆動ハウジング内に配置された回転ジョイントとを備えた、建設機械のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステムに関する。回転ジョイントの簡単で安定した締結を可能にするために、駆動ハウジングの貫通開口内に配置された回転ジョイントの固定部は、駆動ハウジング内に配置された回転駆動部の駆動輪の上端面の上方および上端面の下方で駆動ハウジングに対して半径方向に支持される。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の建設機械上のアタッチメントを交換するためクイックチェンジシステムに関する。

このタイプのクイックチェンジシステムは、建設機械上の様々なアタッチメントの簡単で便利な交換のための特許文献１から知られている。これは、駆動ハウジング内で回転するように取り付けられ、駆動ハウジングに対して回転駆動部によって回転可能なクイックチェンジャと、作動流体をクイックチェンジャに供給するために、固定部と、固定部内で回転可能なロータとを有する駆動ハウジング内に配置された回転ジョイントとを有する。返しバケット、ダブルスクープバケット、剪断機、コンパクタ、磁石、油圧ハンマーなど、クイックチェンジャに連結されたアタッチメントは、掘削機アームの長手方向軸を横切って配置されたピボット軸の周りだけでなく、前記ピボット軸に直交する回転軸の周りでも回転駆動部によって連結され得る。駆動ハウジングと回転可能なクイックチェンジャとの間の流体接続は、クイックチェンジャに作動流体を供給するために回転ジョイントを介して可能になる。

このようなクイックチェンジシステムにおける回転ジョイントは、通常、固定外側シリンダとして設計された固定部と、固定部内で回転するように取り付けられたロータとを有する。固定部は、一般に、フランジまたは別の適切な取付台およびいくつかのねじを介して駆動ハウジングのカバープレートに締結され、半径方向の支持なしで比較的はるか下方に突出する。振動は、クイックチェンジシステムの使用中の衝撃または衝撃負荷によって発生し、それによって回転ジョイントおよび連結部品を損傷する可能性がある。

独国特許出願第１０２０１３２０６５７４号明細書

本発明の課題は、回転ジョイントの簡単で安定した締結を可能にする上述のタイプのクイックチェンジシステムを考案することである。

この問題は、請求項１の特徴を有するクイックチェンジシステム（交換システム）によって解決される。本発明の好都合な実施形態および有利な改良は、従属請求項に記載されている。

本発明によるクイックチェンジシステムの駆動ハウジングの貫通開口内に配置された回転ジョイントの固定部（固定子）は、駆動ハウジング内に配置された回転駆動部の駆動輪の上端面の上方および上端面の下方で駆動ハウジングに対して半径方向に支持される。このため、固定部は、回転ジョイントの駆動ハウジングに対して半径方向に比較的長い長さで案内され、その結果、傾斜運動または振動から保護された駆動ハウジング内の回転ジョイントの特に安定した配置が可能になる。回転ジョイントの構成および配置により、駆動ハウジング内で利用可能な設計空間を最適に利用することもでき、その結果、より大きな流量を有するより多くの供給チャネルが可能になる。したがって、場合によっては作動液の要求が高くとも、いくつかの負荷の供給を保証することも可能である。これにより、より低い背圧で作動流体のより大きい体積流量もまた、回転ジョイントを介して移動され得る。ハウジング内の回転ジョイントの良好な半径方向支持のために、回転ジョイントの締結も単純化され、組み立てが容易になる。

特に好都合な実施形態では、回転ジョイントの固定部は、貫通開口を境界付ける駆動ハウジングの軸受リングによって半径方向に支持される。駆動ハウジングの軸受リングは、駆動輪の回転可能な支持のためだけでなく、回転ジョイントの半径方向支持のためにも機能し、固定部の半径方向支持のための大きな支持面を提供する。クイックチェンジャ（交換装置）を回転させるための駆動輪は、固定部も支持する軸受リングの外側で回転するように便宜上取り付けられる。

回転ジョイントの固定部の特に良好な半径方向支持は、軸受リングの内側の可能な最大表面によって達成され得る。軸受リングの下端部は、駆動輪の下側の領域に便宜上配置され得る。

さらに有利な方法では、回転ジョイントの固定部は、少なくとも１つの封止要素を介して駆動ハウジングの貫通開口内に半径方向に封止されて配置される。これにより、駆動ハウジングと固定部との間に油や汚れが入り込むことを防止できる。したがって、駆動ハウジングの上部から下部への、または下部から上部へのオイルまたは汚れの侵入が回避され得る。これにより、明確な分離により、サービス中のトラブルシューティングも容易にすることができる。駆動ハウジング内の回転ジョイントの減衰誘導および固定も達成可能である。

駆動ハウジングに一体化されたその配置および設計のために、回転ジョイントは、好ましくは、クイックチェンジャに作動流体を供給するための７つを超える供給チャネルを有することができる。したがって、いくつかの連結部を有するアタッチメントも供給され得る。いくつかの供給チャネルを連結または併合することによって、低い背圧でより大きい流量を達成するために、大量の供給ラインさえも生成され得る。

別の有利な実施形態によれば、回転ジョイントの駆動ハウジングは、回転軸に直交するピボット軸を中心に旋回可能であるように連結部上に配置され得る。クイックチェンジャに連結されたアタッチメントは、回転軸を中心に回転させることができるだけでなく、回転軸に直交するピボット軸を中心に連結部に対して傾斜させることもでき、それによって移動能力を拡大し、応用領域を拡大する。しかしながら、駆動ハウジングは、クイックチェンジャが回転軸を中心としてのみ連結部に対して回転可能であるように、追加の旋回能力なしに連結部に固定されて配置されることも可能である。

本発明のさらなる詳細および利点は、図面を参照して好ましい実施形態の例の以下の説明から明らかである。

クイックチェンジャ、連結部、および回転装置を備えたクイックチェンジシステムの斜視図である。 図１のクイックチェンジシステムの部分断面図である。

図１および図２は、アタッチメントの自動連結のためのクイックチェンジャ１と、クイックチェンジャ１を掘削機アームまたは建設機械の別のアタッチメントに取り付けるための連結部２と、クイックチェンジャ１を連結部２に対して回転させるためにクイックチェンジャ１と連結部２との間に配置された回転装置３とを有するクイックチェンジシステムの一実施形態の例を示す。回転装置３は、駆動ハウジング４を含み、クイックチェンジャ１は、図２に示される回転軸５を中心として回転するように取り付けられる（ここでは垂直に位置合わせされる）。駆動ハウジングに対して非回転の、駆動ハウジング４内に配置される固定部７と、クイックチェンジャ１に作動流体を供給するために固定部内で回転可能なロータ８とを含む回転ジョイント６もまた回転装置３の駆動ハウジング４の中に配置される。ここではウォームギアとして設計されている、図１に示されている駆動モータ９および図２に見られる駆動輪１０を有するこのような回転駆動部を通して、クイックチェンジャ２（原文のまま、１）は、駆動ハウジング１（原文のまま、４）に対して、ウォームドライブ（図示せず）を介してモータによって回転軸５を中心に３６０°回転され得る。

図示の実施形態では、回転装置３の駆動ハウジング４は、回転軸５に直交するピボット軸１１を中心に旋回可能であり、ここでは２つの作動シリンダ１２によって形成されたピボット駆動部を介してピボット軸１１を中心に連結部２に対して旋回可能であるように、連結部２上に配置されている。しかしながら、連結部２に対して駆動ハウジング４を傾斜させるためのピボット駆動部は、旋回モータなどとしても設計され得る。このようなクイックチェンジシステム（傾斜回転子とも呼ばれる）により、クイックチェンジャ１に連結されたアタッチメントは、回転軸５を中心に回転され得るだけでなく、連結部２に対して回転軸５に直交するピボット軸を中心に傾斜されることができ、その結果、移動能力が拡大され、用途が拡張される。しかしながら、駆動ハウジング４は、クイックチェンジャ１が連結部２に対して回転軸５を中心にしてのみ回転可能であるように、追加の旋回能力なしに連結部２上に固定されて配置され得る。

図示の実施形態の例における連結部２は、２つの平行な側壁１３ならびに前側および後側横材１４を有する。駆動ハウジング４は、ピボット軸１１を中心にして前側横材および後側横材１４の対応する軸受孔１６内で図１に見られる軸受ピン１５を介して旋回するように取り付けられている。連結部２は、２つの側壁１３の孔１７を介して、アームに取り付けられ、掘削機を連結することができる。２つの作動シリンダ１２は、連結部２の対応する側壁１３に締結されたシリンダハウジング１８と、シリンダハウジング１８内で油圧で移動可能かつ変位可能に配置されたピストンロッド１９とを含み、ピストンロッドの自由端は、関節ロッド端部２０および対応する取付台２１を介して駆動ハウジング４に連結されている。２つのピストンロッド１９の対応する格納および伸長によって、駆動ハウジング１４（原文のまま、４）は連結部２に対して傾斜され得る。

図２に断面で示すクイックチェンジャ１は、溶接構造または鋳造部品として設計された支持体２２を含み、支持体は、一方の側に第１のピン状結合要素を収容して固定するために一方の側に開いた第１のレセプタクル（収容部）２３と、他方の側に第２のピン状結合要素を収容して固定するために他方の側に下向きに開いた第２のレセプタクル（収容部）２４とを有する。

図示の実施形態の例では、クイックチェンジャ１は、支持体２２の一方の側に互いに離間された、前方結合要素用の２つのレセプタクル２３と、他方の側に、後方結合要素用の２つのレセプタクル２４とを有する。一方の側に開口する第１のレセプタクル２３は、爪状又はフォーク状である。他方の側に下方に開口する第２のレセプタクル２４は、ピン状結合要素を支持するために湾曲した下側支持面２５を有する。伸長ロック位置と格納ロック解除位置との間で移動可能な２つのピン状ロック要素２６を有するロック装置が、第２のレセプタクル２４に設けられている。２つのピン状ロック要素２６は、支持体２２内で移動可能であり、図２に見られるシリンダ２７によって、アダプタまたはアタッチメントを解放または連結するための格納ロック解除位置と、図１に示す伸長ロック位置との間で移動することができる。伸長ロック位置では、下方に開いた第２のレセプタクル２４は、底部の支持体２２のガイド孔内に移動可能に配置されたロック要素２６によって閉じられ、その結果、結合要素はピン状ロック要素２６によって下から係合される。

クイックチェンジャ１によってアタッチメントを連結するために、連結部２を介して一般に掘削機アームおよび掘削機の連結器に配置されたクイックチェンジャ１は、アダプタ上に、またはアタッチメントに直接配置された前部ピン状結合要素がクイックチェンジャ１の片側の爪状またはフォーク状レセプタクル２３内に格納されるように最初に移動される。次いで、アダプタまたはアタッチメント上の後方結合要素がクイックチェンジャ１の他方の側の下向きに開いたレセプタクル２４の支持面２５と接触するように、ロック要素２６が依然として引っ込められているクイックチェンジャ１は、前方ピン状結合要素を中心に旋回される。その後、後部ピン状結合要素がクイックチェンジャ１の２つのロック要素２６によって係合され、したがってアタッチメントがクイックチェンジャ１に保持されるように、クイックチェンジャ１の支持体２２のガイド孔内で移動可能に配置されたロック要素２６は、油圧式に伸長されることができる。

図２から分かるように、１つの部分からなる駆動ハウジング４は、上部環状カバー面２８と、駆動ハウジング４の内側軸受リング２９によって境界付けられた中央貫通開口３０と、駆動輪１０を収容するために軸受リング２９の周りに配置された下方開放環状空間３１とを有する。環状空間３１は、内側軸受リング２９の外側と駆動ハウジング４の外周壁３２の内側との間に境界付けられている駆動輪１０は、駆動輪１０のほぼ全高にわたって延在する駆動ハウジング４の内側軸受リング２９の外側に固定されて軸方向に回転するように取り付けられ、駆動のためだけでなく、駆動ハウジング４内でクイックチェンジャ１を回転可能に支持するためにも役立つ。この目的のために、クイックチェンジャ１の支持体２２は、中間リング３３を介して、駆動ハウジング４の軸受リング２９上で回転するように取り付けられた軸方向に固定された駆動輪１０にしっかりと結合される。中間リング３３は、支持体２２に溶接で固定され、ねじを介して駆動輪１０にしっかりと接合され得る。

固定部７は、中空円筒状のベース要素３４と、駆動ハウジング４の上部カバー面２８の対応する凹部３７に確実にロック係合するために図１に示す外側肩部３６を有する環状の上部取り付けフランジ３５とを有する。固定部７は、取り付けフランジ３５上の肩部３６および駆動ハウジング４の上部カバー面２８上の対応する凹部３７を介して回転に対して抑制された駆動ハウジング４内に保持される。中空円筒状ベース要素３４の外径は、固定部７が駆動ハウジング４に対して半径方向に支持されるように、駆動ハウジング４の貫通開口２８の内径に適合される。駆動ハウジング４に対する固定部７の半径方向の支持は、ベース要素３４の上部領域だけでなく、駆動輪の上端面３８の下でも発生し、その結果、固定部７は、その長さの大部分にわたって駆動ハウジング４に対して半径方向に支持される。

図２から明らかなように、軸受リング２９は、駆動ハウジング４内で相対的に下方へ延在する。図示の実施形態では、軸受リング２９の下端部３９は、駆動輪１０の下面側４０の領域に配置される。回転ジョイント６の固定部７は、軸受リング２９の貫通開口３０を完全に充填し、閉じた設計が得られる。ここではＯ字形または矩形断面を有する環状シールとして設計された封止要素４１が、固定部７の中空円筒状ベース要素３４と駆動ハウジング４との間に配置される。図示の実施形態では、回転ジョイント６の固定部７は、互いに軸方向に離間した３つの封止要素４１を介して駆動ハウジング４の貫通開口部３０内に半径方向に封止されて配置される。回転ジョイント６は、既知の方法でいくつかの供給チャネル（供給管）を有し、第１のチャネルセクション（管部）４２は固定部７内に配置され、第２のチャネルセクション（管部）４３はロータ８に結合されている。

１ クイックチェンジャ
２ 連結部
３ 回転装置
４ 駆動ハウジング
５ 回転軸
６ 回転ジョイント
７ 固定部
８ ロータ
９ 駆動モータ
１０ 駆動輪
１１ ピボット軸
１２ 作動シリンダ
１３ 側壁
１４ 横材
１５ 軸受ピン
１６ 軸受孔
１７ 孔
１８ シリンダハウジング
１９ ピストンロッド
２０ 関節ロッド端部
２１ 取付台
２２ 支持体
２３ 第１のレセプタクル
２４ 第２のレセプタクル
２５ 支持面
２６ ロック要素
２７ シリンダ
２８ カバー面
２９ 軸受リング
３０ 貫通開口
３１ 環状空間
３２ 周壁
３３ 中間リング
３４ ベース要素
３５ 取付けフランジ
３６ 肩部
３７ 凹部
３８ 上端面
３９ 軸受リングの下端部
４０ 下面側
４１ 封止要素
４２ 第１のチャネルセクション
４３ 第２のチャネルセクション

Claims (10)

1. 回転装置（３）の駆動ハウジング（４）内で回転するように取り付けられ、回転駆動部（９，１０）によって駆動ハウジング（４）に対して回転可能なクイックチェンジャ（１）と、作動流体を該クイックチェンジャ（１）に供給するために、固定部（７）と、固定部（７）内で回転可能なロータ（８）とを有する前記駆動ハウジング（４）内に配置された回転ジョイント（６）とを備える、建設機械上のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステムであって、前記クイックチェンジャ（１）が、第１の結合要素を収容するための第１のレセプタクル（２３）と、第２の結合要素を収容するための第２のレセプタクル（２４）と、ロック解除位置とロック位置との間で移動可能な少なくとも１つのロック要素（２６）を含む、前記第２のレセプタクル（２４）に割り当てられたロック装置とを有する支持体（２２）含む、クイックチェンジシステムであって、該駆動ハウジング（４）の貫通開口（３０）内に配置された該回転ジョイント（６）の該固定部（７）が、駆動ハウジング（４）内に配置された前記回転駆動部（９，１０）の駆動輪（１０）の上端面（３８）よりも上側で、かつ該上端面（３８）よりも下側で該駆動ハウジング（４）に対して半径方向に支持されることを特徴とする、クイックチェンジシステム。
2. 前記回転ジョイント（６）の前記固定部（７）が、前記貫通開口（３０）を境界付ける前記駆動ハウジング（４）の内側軸受リング（２９）によって半径方向に支持されることを特徴とする、請求項１に記載のクイックチェンジシステム。
3. 前記駆動輪（１０）が、前記駆動ハウジング（４）の前記軸受リング（２９）の外側で回転するように取り付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のクイックチェンジシステム。
4. 前記軸受リング（２９）の下端部（３９）が、前記駆動輪（１０）の下面側（４０）の領域に配置されていることを特徴とする、請求項２または３に記載のクイックチェンジシステム。
5. 前記回転ジョイント（６）の前記固定部（７）が、少なくとも１つの封止要素（４１）を介して前記駆動ハウジング（４）の前記貫通開口（３０）内に半径方向に封止されて配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のクイックチェンジシステム。
6. 前記回転ジョイント（６）が、固定部（７）に配置された第１のチャネルセクション（４２）と、それらに連結されたロータ（８）の第２のチャネルセクション（４３）とを有する少なくとも７つの供給チャネルを含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のクイックチェンジシステム。
7. 前記回転ジョイント（６）の前記固定部（７）が、中空円筒状ベース要素（３４）と、駆動ハウジング（４）の上部カバー面（２８）の対応する凹部（３７）に確実にロック係合するための外側肩部（３６）を有する環状上部取付けフランジ（３５）とを含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のクイックチェンジシステム。
8. 前記駆動ハウジング（４）が、前記駆動輪（１０）を収容するために前記内側軸受リング（２９）の周りに配置された、下向きに開いた環状空間（３１）を含むことを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載のクイックチェンジシステム。
9. 前記環状空間（３１）は、前記軸受リング（２９）の外側と駆動ハウジング（１０）の外側周壁（３２）の内側との間で境界付けられていることを特徴とする、請求項８に記載のクイックチェンジシステム。
10. 前記回転装置（３）の前記駆動ハウジング（４）が、前記回転軸（５）に直交するピボット軸（１１）を中心として前記連結部（２）上で旋回可能に配置されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のクイックチェンジシステム。

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