JP2024050486A - クイックカプラ - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械上のアタッチメントを変更するためのクイックカプラ。【解決手段】キャリア１であって、第１の結合要素３を受け入れて保持するためにキャリアの一方の側に配置された第１のレセプタクル２と、第１の結合要素から離間した第２の結合要素５を受け入れるためにキャリアの他方の側に配置された第２のレセプタクル４と、第２の結合要素をロック可能に保持するために第２のレセプタクルに関連付けられ、解放位置とロック位置との間で移動可能な駆動要素１０を有するロック装置９と、を有するキャリアと、作動流体を供給するために接続部１７と移動可能な駆動要素との間に配置された流体接続部と、を備えたクイックカプラ。接続部と駆動要素との間の流体接続は、通路開口１８が設けられた少なくとも１つの摺動要素２０によって形成され、この摺動要素は、接続部および／または駆動要素の供給開口内に変位可能に配置されるとともにシールされる。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のクイックカプラに関する。

そのようなクイックカプラは、建設機械上の異なるアタッチメントを容易かつ便利に変更するために使用される。このようなクイックカプラにより、例えばスイングバケット、グラブ、シアー、コンパクタ、磁石、油圧ハンマー、または他のアタッチメントを、オペレータの運転室から、例えば掘削機のブーム上で、数秒で、かつ高い安全基準で結合または結合解除することができる。

一般的なクイックカプラは、特許文献１から知られている。このクイックカプラは、掘削機のブームに取り付けることができ、一方の側に、解放位置と、アタッチメントに設けられた第１の結合要素を保持するためのロック位置との間で移動可能なロック装置を有する第１のレセプタクルと、他方の側に、第１の結合要素から離間した第２の結合要素を保持するための第２のレセプタクルとを有するキャリアを含んでいる。このタイプのクイックカプラでは、アタッチメントに供給するために必要な作動液または他の対応する作動媒体は、通常、固定分配器から供給ホースを介してそれぞれの消費要素の接続部に輸送される。しかし、油量が増加し、背圧が低下する傾向にあるため、それに応じてより大きな断面が必要とされる。しかし、特により小型のクイックカプラでは、対応する供給ラインに利用可能なスペースは限られており、最小曲げ半径も観察されなければならない。したがって、より小さい公称直径を使用しなければならず、接続ホースもそれに対応して可撓性であるように設計されなければならない。しかし、これはかなりの労力を伴い、輸送量も制限される。

独国特許出願公開第１０ ２０１７ １１０ ５８６号明細書

本発明の目的は、最初に述べたタイプのコンパクトに構成されたクイックカプラを作成することであり、これにより、より小さな寸法のキャリアであっても作動流体の最適な供給が可能になる。

この課題は、請求項１の特徴を有するクイックカプラによって解決される。本発明の実際的な実施形態および有利なさらなる発展形態は、従属請求項に開示されている。

本発明によるクイックカプラにおいて、キャリア上に固定して配置された接続部と、キャリアに対して移動可能な駆動要素との間の流体接続は、通路開口が設けられた少なくとも１つの摺動要素によって形成され、摺動要素は、接続部および／または駆動要素の供給開口内に変位可能かつ半径方向にシールされて配置される。摺動ブッシュのように中空体として形成された剛性の摺動要素により、キャリア上に固定して配置された接続部とキャリアに対して移動可能な駆動要素との間の流体接続を、ホースなしで達成することができる。摺動要素を介して形成された流体接続は、特にメンテナンスが少なく、損傷を受けにくい。流体接続はまた、小さな設置スペースしか必要とせず、したがって特にコンパクトな設計を可能にする。

適切な実施形態では、通路開口が設けられた摺動要素は、その一端が駆動要素の供給開口内に固定され、その他端が接続部の供給開口内で変位可能であるように配置することができる。しかし、摺動要素はまた、接続部上にしっかりと配置されるとともに、変位可能に、かつ駆動要素の供給開口内の前面で半径方向および／または軸方向にシールされ得る。駆動要素内と接続部内との両方での摺動要素の変位可能な配置も可能である。

製造技術に関して構造的に単純で有利な設計では、摺動要素は接続管として、供給開口は接続管の外径に適合した内径を有するボアとして設計することができる。しかし、摺動要素および関連する搬送開口は、異なる構造設計を有することもできる。摺動要素は、例えば、伸縮ロッドとして、または異なる設計の摺動部として設計することもできる。

摺動要素は、半径方向シールによって駆動要素および／または接続部の供給開口から便宜的に密封することができる。

接続部は、回転駆動装置の回転ユニオンに接続するための圧力流体分配器として設計することができる。しかし、特にクイックカプラの回転不可能な配置の場合、接続部は異なる設計を有することもできる。

特に実用的な実施形態では、流体供給部は、解放位置とロック位置との間の変位のために駆動要素に供給するための２つの摺動要素を備える。これにより、ホース接続なしでロックデバイスの駆動部に供給することができる。クイックカプラは、駆動要素上に配置されたクイックカップリングを供給するための摺動要素をさらに備えてもよい。これにより、ホース接続がなくても、作動流体をクイックカプラに供給して、ロック機構を作動させるだけでなく、作業アタッチメントを供給または作動させることができる。したがって、キャリアに固定された部品とキャリアに対して移動可能な部品との間の流体接続を、完全にホースなしで行うことができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、図面に基づく実施形態の好ましい例の以下の説明から明らかになるであろう。

ロック解除位置で異なるアタッチメントに変更するためのクイックカプラの上面図を示す。 図１の線Ａ－Ａに沿ったクイックカプラの断面図を示す。 ロック位置で異なるアタッチメントに変更するためのクイックカプラの上面図を示す。 図３の線Ｂ－Ｂに沿ったクイックカプラの断面図を示す。 ロック解除位置で異なるアタッチメントに変更するためのクイックカプラの上面図を示す。 図５の線Ｃ－Ｃに沿ったクイックカプラの断面図を示す。 ロック位置で異なるアタッチメントに変更するためのクイックカプラの上面図を示す。 図７の線Ｄ－Ｄに沿ったクイックカプラの断面図を示す。

図１から図８は、例えば様々な位置および図における異なるアタッチメントの容易かつ便利な変更のために、掘削機に取り付けることができるクイックカプラを示している。このようなクイックカプラ、例えばスイングバケット、グラブ、シアー、磁石、コンパクタ、油圧ハンマーまたは他の機械式もしくは油圧式アタッチメントは、オペレータの運転室から、掘削機または他の建設車両のブームもしくは他のアタッチメントに、またはブームもしくは他のアタッチメントから容易かつ便利に結合または結合解除することができる。

図２の断面図から分かるように、クイックカプラは、溶接構造または鋳造部品として作られた枠状キャリア１を含み、この枠状キャリア１は、一方の側に、破線でのみ示されている第１のボルト状結合要素３を受け入れて保持するための第１のレセプタクル２を有し、他方の側に、第１のボルト状結合要素３から離間している第２のボルト状結合要素５を受け入れて保持するための第２のレセプタクル４を有する。２つの互いに平行なボルト状結合要素３および５は、アタッチメント上に直接配置することができるか、またはアタッチメントに取り付けることができるアダプタ上に配置することができる。

図示の実施形態では、キャリア１の一方の側に配置された第１のレセプタクル２は、前方に向かって開口する２つの離間した爪状の第１の受入れ領域６を備え、一方、キャリア１の他方の側に配置された第２のレセプタクル４は、上方接触面８を有する２つの離間した下方に開口する第２の受入れ領域７を備える。

図２に見ることができるロック装置９が、第１の結合要素５をキャリア１上にロック可能に保持するために第２のレセプタクル４の２つの受け部７上に設けられる。ロック装置９は、解放位置とロック位置との間で、キャリア１の長手軸の方向に、またはキャリア１の長手軸に平行に変位可能な駆動要素１０を含み、その上に、ロックボルトとして設計され、キャリア１内で変位可能に案内される２つのロック要素１１が、図２に示す後退した解除または変更位置と、キャリア１上に第１の結合要素５を保持するための図４に示す延長されたロック位置との間に配置される。図４に示す延長ロック位置では、第２のレセプタクル４の下向きに開いた受入れ領域７は、キャリア７のガイドボア内に変位可能に配置されたロック要素１１によって下側で閉じられ、その結果、第２のボルト状結合要素５は、ボルト状ロック要素１１によって下側に係合される。

図示の実施形態では、駆動要素１０は、油圧で変位可能なＨ字形シリンダとして設計され、その２つの平行な外側部分１２の各々にボルト状ロック要素１１が、第２の結合要素５を第２の受入れ領域７にロック保持するために配置される。図２および図４から分かるように、Ｈシリンダの形態である駆動要素１０は、図１に示す解放または変更位置と図４に示すロック位置との間で適切な圧力を加えることによって、２つのボルト状ロック要素１１と共に、円筒状駆動要素１０の２つの外側部分１２の内側の円筒状圧力チャンバ１３内に配置されたそれぞれのピストン１４によって変位可能である。図２の解放または変更位置では、ボルト状ロック要素１１が引き込まれ、器具を結合解除または結合することができる。図４に示すロック位置では、ボルト状ロック要素１１が延長され、アタッチメントのロック保持のために第２のボルト状結合要素５の下に係合する。

図２および図４はまた、駆動要素１０を変位させるために加圧流体を供給するための供給チャネル１５および１６が、複数の供給ボアにより、Ｈシリンダの形態である駆動要素１０に形成され、圧力室１３に通じていることを示している。図２に示す第１の供給チャネル１５を加圧することによって、ボルト状ロック要素１１を延ばすことができる一方で、図４に示す第２の供給チャネル１６を加圧することによって、ボルト状ロック要素１１を後退させることができる。

キャリア１上に配置され、圧力流体分配器として設計された固定接続部１７と、変位可能な駆動要素１０との間の流体接続のために、２つの剛性の第１の摺動要素２０および第２の摺動要素２１が駆動要素の変位のために設けられ、各摺動要素２０および２１は、通路開口１８または１９を備え、ここでは接続管として設計され、図示の実施形態例では、一端が、Ｈシリンダとして設計された変位可能な駆動要素１０の第１の供給開口２２および第２の供給開口２３内にそれぞれ配置され、第１の供給開口および第２の供給開口は、変位可能な駆動要素１０の供給チャネル１５または１６に接続され、他端が、変位可能に配置されるとともに、接続部１７の第３の供給開口２４および第４の供給開口２５内で半径方向にシールされる。このために、Ｈシリンダとして設計された駆動要素１０は、管状摺動要素２０および２１を受け入れるための止まり穴として設計された供給開口２２および２３のための上方に突出する突起２６を有する。接続部１７の供給開口２４および２５も、管状摺動要素２０および２１を受け入れるための止まり穴として設計されている。管状摺動要素２０および２１は、ガスケット２７によって固定接続部１７からシールされている。

図２に示すボア２４が作動流体で加圧される場合、作動流体は、第１の管状摺動要素２０の通路開口１８、供給開口２２、および供給チャネル１５を介して圧力室１３の一方の側に到達することができ、その結果、ボルト状ロック要素１１を含む駆動要素１０を後退したロック解除および変更位置に移動させることができる。一方、図４に示す供給開口２５が作動流体で加圧される場合、作動流体は、第２の管状摺動要素２１の通路開口１９、供給開口２３、および供給チャネル１６を介して圧力室１３の他方の側に到達することができ、その結果、駆動要素１０をボルト状ロック要素１１と共に延長したロック位置に移動させることができる。

管状摺動要素２０および２１は、必ずしも駆動要素１０に固定される必要はなく、対応する方法で接続部１７に固定され、軸方向に変位可能に配置され、駆動要素１０の搬送開口またはボア内に半径方向にシールされてもよい。駆動要素１０内と接続部１７内との両方での管状摺動要素２０および２１の変位可能な配置も可能である。圧力流体分配器として設計された接続部１７は、別個の構成要素として設計し、例えば、ねじによってキャリア１上に固定して配置することができる。しかし、接続部１７は、キャリア１の一体部分として設計することもできる。接続部１７を介して、クイックカプラは、例えば、回転駆動装置の回転ユニオンまたは別の取り付け部に取り付けることができる。

図５および図６から分かるように、いくつかの油圧クイックカップリング２９が、駆動要素１０の中間部分２８上の２つのロック要素１１の間に互いに隣接して配置され、これはＨシリンダとして設計され、キャリア１の長手方向に移動することができる。油圧クイックカップリング２９は、駆動要素１０がロック位置に移動されると、アタッチメントに作動媒体を供給するために、アダプタまたはアタッチメント上の対応する相手側のカップリングに油圧クイックカップリング２９が結合されるように配置および設計される。クイックカップリング２９にはエンドキャップ３０があり、クイックカップリング２９が相手側のカップリングと結合すると自動的に開く。クイックカップリング２９に作動媒体を供給することができるように、駆動要素１０の上側突出部２６の供給開口３１からクイックカップリング２９に通じる供給チャネル３２が、Ｈシリンダとして設計された駆動要素１０内に配置されている。

キャリア１上に配置された接続部１７とクイックカップリング２９との間の流体接続を確立するために、ここでは、通路開口３３が設けられた管状スライド要素３４も設けられており、図示の実施形態例では、管状スライド要素３４の一端が駆動要素１０の上側突起２６の供給開口３１内に固定され、管状スライド要素３４の他端がガスケット３５を介して接続部１７の供給開口３６内に変位可能かつ半径方向および／または軸方向にシールされて配置されている。対応する方法で、管状摺動要素３４はまた、接続部１７に固定して取り付けることができ、駆動要素１０のボア３１内に軸方向に変位可能かつ半径方向および／または軸方向にシールされた方法で配置することができる。ここでも、駆動要素１０内および接続部１７内の摺動要素３４の変位可能な配置が可能である。

上述のクイックカプラを用いてアタッチメントを結合するために、通常は掘削機ブームおよびカプラに取り付けられるクイックカプラは、アダプタ上に配置されるか、またはアタッチメント上に直接配置された第１のボルト形状結合要素３が第１のレセプタクル２の爪またはフォーク形状の第１の受入れ領域６に挿入されるように、最初に移動される。次いで、ロック要素１１が依然として引き込まれた状態で、クイックカプラ１は、アダプタまたはアタッチメント上の第２の結合要素５が第２のレセプタクル４の下方に開いた第２の受入れ領域７の接触面８と接触するように、第１のボルト状結合要素３の周りに旋回される。その後、クイックカプラのキャリア１内のガイドボア内に変位可能に配置されたロック要素１１は、Ｈシリンダとして設計され、クイックカプラの長手方向に延びる駆動要素１０を介して液圧で延ばすことができ、その結果、第２のボルト状結合要素５は、クイックカプラ１上の２つのボルト状ロック要素１１によって下に係合され、したがってアタッチメントがクイックカプラ上に保持される。

駆動要素１０がロック位置に移動されると、２つのロック要素１１の間の駆動要素１０の中間部分２８に配置されたクイックカップリング２９も移動され、アダプタまたはアタッチメント上の対応する対応する相手側のカップリングと結合することができ、その結果、クイックカップリングを介してアタッチメントに作動流体を供給することができる。

キャリアに固定された部品とキャリアに対して移動可能な部品との間の流体接続は、完全にホースなしで行うことができることが分かる。これにより、ホース接続がなくても、作動流体をクイックカプラに供給して、ロック機構を動作させるだけでなく、アタッチメントに供給またはアタッチメントを動作させることができる。

１ キャリア
２ 第１のレセプタクル
３ 第１の結合要素
４ 第２のレセプタクル
５ 第２の結合要素
６ 第１の受入れ要素
７ 第２の受入れ要素
８ 上方接触面
９ ロック装置
１０ 駆動要素
１１ ロック要素
１２ 外側部分
１３ 圧力室
１４ ピストン
１５ 第１の供給チャネル
１６ 第２の供給チャネル
１７ 接続部
１８ 第１の通路開口
１９ 第２の通路開口
２０ 第１の摺動要素
２１ 第２の摺動要素
２２ 第１の供給開口
２３ 第２の供給開口
２４ 第３の供給開口
２５ 第４の供給開口
２６ 突出部
２７ ガスケット
２８ 中間部分
２９ クイックカップリング
３０ エンドキャップ
３１ 供給開口
３２ 供給チャネル
３３ 通路開口
３４ さらなる管状接続ピース
３５ ガスケット
３６ コンベヤ開口

Claims (10)

1. 建設機械上のアタッチメントを変更するためのクイックカプラであって、
   キャリア（１）であって、第１の結合要素（３）を受け入れて保持するために前記キャリア（１）の一方の側に配置された第１のレセプタクル（２）と、前記第１の結合要素（３）から離間した第２の結合要素（５）を受け入れるために前記キャリア（１）の他方の側に配置された第２のレセプタクル（４）と、前記第２の結合要素（５）をロック可能に保持するために前記第２のレセプタクル（４）に関連付けられ、解放位置とロック位置との間で移動可能な駆動要素（１０）を有するロック装置（９）と、を有するキャリア（１）と、
   作動流体を供給するために接続部（１７）と移動可能な前記駆動要素（１０）との間に配置された流体接続と、を備え、
   前記接続部（１７）と前記駆動要素（１０）との間の前記流体接続が、通路開口（１８，１９，３３）が設けられた少なくとも１つの摺動要素（２０，２１，３４）によって形成され、それによって前記摺動要素（２０，２１，３４）が、前記接続部（１７）および／または前記駆動要素（１０）の供給開口（２４，２５，３６）内に変位可能に配置されるとともにシールされることを特徴とする、クイックカプラ。
2. 通路開口（１８，１９，３３）が設けられた前記摺動要素（２０，２１，３４）が、その一端が前記駆動要素（１０）の供給開口（２２，２３，３１）内に固定され、その他端が前記接続部（１７）の供給開口（２４，２５，３６）内で変位可能であるとともに半径方向にシールされて配置されることを特徴とする、請求項１に記載のクイックカプラ。
3. 前記摺動要素（２０，２１，３４）が接続管として形成され、前記供給開口（２４，２５，３６）が、前記接続管の外径に適合した内径を有するボアとして形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のクイックカプラ。
4. 前記摺動要素（２０，２１，３４）が、前記駆動要素（１０）および／または前記接続部（１７）の前記供給開口（２２，２３，３１）に対してガスケット（２７，３５）を介してシールされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のクイックカプラ。
5. 前記接続部（１７）が、回転駆動部の回転ユニオンに接続するための圧力流体分配器として設計されてい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カプラ。
6. 前記流体接続が、解放位置とロック位置との間の変位のために前記駆動要素（１０）に供給するための２つの摺動要素（２０，２１）を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のクイックカプラ。
7. 前記流体接続が、前記駆動要素（１０）上に配置されたクイックカップリング（２９）に供給するための摺動要素（３４）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のクイックカプラ。
8. 前記駆動要素（１０）が、前記キャリア（１）の長手軸の方向に、またはそれに対して平行な方向に、油圧で変位可能なＨ字形シリンダとして設計されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のクイックカプラ。
9. 前記ロック装置（９）が、前記駆動要素（１０）上に配置されたボルト状ロック要素（１１）を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のクイックカプラ。
10. 前記キャリア（１）の一方の側に配置された前記第１のレセプタクル（２）が、前方に向かって開口する２つの離間した爪形状の第１の受入れ領域（６）を備えることと、
    前記キャリア（１）の他方の側に配置された前記第２のレセプタクル（４）が、底部に向かって開口し、上部接触面（８）を有する２つの離間した第２の受入れ領域（７）を備えることと、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カプラ。

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