NL1017043C1

NL1017043C1 - Connecting auxiliary piece, e.g. scoop, to excavator, using hydraulic couplings created between auxiliary piece and coupling device when pin is fixed in holes in this piece

Info

Publication number: NL1017043C1
Application number: NL1017043A
Authority: NL
Inventors: Gerardus Cornelis Petr Swanink
Original assignee: Swanink Techniek Coevorden B V
Priority date: 2001-01-06
Filing date: 2001-01-06
Publication date: 2002-07-09

Abstract

A number of hydraulic couplings are created between the auxiliary piece and the coupling device on the excavator when a hydraulically operated pin (8) in the coupling device is pulled into two holes in the auxiliary piece in order to fix the latter to the excavator. The coupling device has a first pair of cams (4a, 4b) for engaging with a pair of hooks on the auxiliary piece, and a second pair of cams (6a, 6b) for engaging with a pair of cavities in the auxiliary piece. Independent claims are also included for (a) a combination of the coupling device and auxiliary piece used to carry out this connection method, (b) the coupling device, and (c) the auxiliary piece.

Description

Werkwijze en stelsel voor het aankoppelen van een hulpstukMethod and system for connecting an attachment

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aankoppelen van een hulpstuk aan een graafwerktuig, waarbij 5 door het graafwerktuig een eerste paar nokken van een koppelorgaan van het graafwerktuig in twee haakvormige organen van het hulpstuk worden gebracht, waarna een tweede paar nokken van het koppelorgaan in twee uitsparingen van het hulpstuk worden gebracht, waarna ter vergrendeling een 10 hydraulisch bediende spie van het koppelorgaan in twee spiegaten van het hulpstuk wordt getrokken.The invention relates to a method for coupling an attachment to an excavator, wherein the excavator brings a first pair of cams of a coupling member of the excavator into two hook-shaped members of the attachment, after which a second pair of cams of the coupling member are brought into two recesses of the attachment, after which a hydraulically operated key of the coupling member is pulled into two keyholes of the attachment for locking.

Deze werkwijze is bekend en wordt bij nagenoeg alle graafwerktuigen toegepast als graafwerkzaamheden een ander 15 hulpstuk vereisen. Een belangrijk voordeel is dat het verwisselen van hulpstukken plaatsvindt zonder dat er een mensenhand aan te pas komt, waardoor bedrijfsongevallen bij het hanteren van de doorgaans zeer zware hulpstukken nagenoeg zijn uitgesloten. Bovendien spaart de bekende 20 werkwijze tijd uit omdat de operator het graafwerktuig niet hoeft te verlaten.This method is known and is used with practically all excavators if excavation work requires a different attachment. An important advantage is that the changing of attachments takes place without the need for a human hand, as a result of which industrial accidents when handling the usually very heavy attachments are practically excluded. Moreover, the known method saves time because the operator does not have to leave the excavator.

Voor hulpstukken van dit. type die zijn voorzien van hydraulisch bediende delen schiet de bekende werkwijze 25 tekort, omdat de operator alsnog het graafwerktuig moet verlaten om voor deze delen een aantal hydraulische koppelingen met het graafwerktuig tot stand te brengen, zodanig dat hij deze hydraulisch bediende delen vanuit zijn cabine kan bedienen. De werkwijze volgens de uitvinding 30 komt aan dit bezwaar tegemoet en heeft als kenmerk, dat bij het aantrekken van de spie tevens een aantal hydraulische koppelingen wordt gerealiseerd tussen het koppelorgaan en het hulpstuk.For fittings of this. type provided with hydraulically operated parts falls short of the known method, because the operator must still leave the excavator in order to establish a number of hydraulic couplings for these parts with the excavator, such that he can get these hydraulically operated parts from his cabin operate. The method according to the invention obviates this drawback and has the feature that when the key is tightened a number of hydraulic couplings is also realized between the coupling member and the attachment.

1017043 21017043 2

Bij een gunstige realisatie van de inventieve werkwijze wordt bij het aantrekken van de spie een aantal vrouwelijke helften van snelkoppelingen in een corresponderend aantal mannelijke helften van snelkoppelingen gedrukt. Bij een 5 verdere gunstige realisatie worden de relatief goedkope en robuuste mannelijke helften vast aangebracht op het hulpstuk, terwijl de duurdere en ook meer kwetsbare vrouwelijke helften zijn aangebracht op het koppelorgaan.With a favorable realization of the inventive method, a number of female halves of quick couplings are pressed into a corresponding number of male halves of quick couplings when the key is tightened. In a further favorable realization, the relatively inexpensive and robust male halves are fixedly mounted on the attachment, while the more expensive and also more vulnerable female halves are arranged on the coupling member.

10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een stelsel, omvattende een koppelorgaan dat in een gebruikstoestand deel uitmaakt van een graafwerktuig en een hulpstuk dat onder toepassing van het koppelorgaan aan het graafwerktuig kan worden gekoppeld, waarbij het hulpstuk is voorzien van 15 haakvormige organen die kunnen samenwerken met een eerste stel nokken aan het koppelorgaan, en van uitsparingen die kunnen samenwerken met een tweede stel nokken, en van spiegaten die kunnen samenwerken met een door een hydraulisch cilinder aantrekbare spie van het koppelorgaan, 20 voor het vergrendelen van het tweede stel nokken in de uitsparingen. Een stelsel van dit type is bekend. Het stelsel wordt in het vakgebied veelvuldig toegepast voor het semi-automatisch koppelen van hulpstukken aan graafmachines. Het bezwaar van het bekende stelsel is dat 25 voor hulpstukken voorzien van hydraulisch bediende delen de hydraulische verbindingen nog steeds met de hand moeten worden gekoppeld. Het inventieve stelsel komt aan dit bezwaar tegemoet en heeft als kenmerk, dat aan het koppelorgaan en het hulpstuk elk tenminste één helft van 30 een hydraulische koppeling is bevestigd en dat de tenminste één aan het koppelorgaan bevestigde helft is gekoppeld met de spie, zodanig dat bij het aantrekken van de spie de tenminste twee helften tenminste één hydraulische koppelingen vormen.The invention also relates to a system comprising a coupling member which, in a position of use, forms part of an excavator and an attachment that can be coupled to the excavator using the coupling member, wherein the attachment is provided with hook-shaped members which can cooperate with a first set of cams on the coupling member, and of recesses which can cooperate with a second set of cams, and of keyholes which can cooperate with a key of the coupling member which can be attracted by a hydraulic cylinder, for locking the second set of cams in the coupling recesses. A system of this type is known. The system is frequently used in the art for semi-automatic coupling of attachments to excavators. The drawback of the known system is that for fittings provided with hydraulically operated parts, the hydraulic connections still have to be coupled by hand. The inventive system obviates this drawback and is characterized in that at least one half of a hydraulic coupling is each attached to the coupling member and the attachment and that the at least one half attached to the coupling member is coupled to the key such that attracting the key, the at least two halves form at least one hydraulic couplings.

35 '1 017 0 4 3 335 '1 017 0 4 3 3

Een belangrijk voordeel van het inventieve stelsel is dat de koppeling tot stand komt zonder dat daarvoor een nieuw bedieningsorgaan hoeft te worden toegevoegd, door gebruik te maken van de beweging van de reeds aanwezige spie.An important advantage of the inventive system is that the coupling is established without the need for adding a new operating element, by making use of the movement of the key already present.

55

Een gunstige en relatief goedkoop te realiseren uitvoeringsvorm van het inventieve stelsel heeft als kenmerk, dat het hulpstuk is voorzien van mannelijke helften van hydraulische koppelingen en het koppelorgaan 10 van vrouwelijke helften. Door van bestaande snelkoppelingen gebruik te maken kunnen de ontwerpkosten laag blijven. Door de relatief goedkope en robuuste mannelijke helften op het veelvoud van hulpstukken te plaatsen wordt dit voordeel verder benut.An advantageous and relatively inexpensive embodiment of the inventive system is characterized in that the attachment is provided with male halves of hydraulic couplings and the coupling member 10 with female halves. By using existing shortcuts, the design costs can remain low. By placing the relatively inexpensive and robust male halves on the plurality of fittings, this advantage is further exploited.

1515

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van het inventieve stelsel heeft als kenmerk, dat een frameplaat van het koppelorgaan tenminste één opening omvat, gesitueerd naast de hydraulische cilinder, in welke tenminste één opening 20 tenminste één aansluitblok voorzien van vrouwelijke koppelorganen kan bewegen. Bij voorkeur is dan het tenminste één aansluitblok met behulp van buizen verbonden met een centraal aansluitblok, dat is voorzien van aansluitpunten voor hydraulische slangen. Hierbij vormen 25 dan de buizen bij voorkeur een mechanische verbinding tussen het tenminste één aansluitblok en het centrale aansluitblok en maken de buizen bovendien deel uit van het hydraulische circuit. Een belangrijk voordeel van de uitvoeringsvorm is dat bestaande koppelorganen eenvoudig 30 kunnen worden gemodificeerd door een of meer gaten aan te brengen in de frameplaat voor de een of meer aansluit-blokken en door koppelpennen aan te brengen tussen de aansluitblokken en de spie. Voor de lagering van de een of meer koppelpennen moeten dan gaten worden geboord in een 1017043 4 haaks verlopend deel van de frameplaat waarin ook lagers voor de spiebaan zijn aangebracht.A further favorable embodiment of the inventive system is characterized in that a frame plate of the coupling member comprises at least one opening, situated next to the hydraulic cylinder, in which at least one opening at least one connecting block provided with female coupling members can move. The at least one connecting block is then preferably connected by means of pipes to a central connecting block, which is provided with connecting points for hydraulic hoses. In this case the tubes then preferably form a mechanical connection between the at least one connection block and the central connection block and the tubes moreover form part of the hydraulic circuit. An important advantage of the embodiment is that existing coupling members can be easily modified by providing one or more holes in the frame plate for the one or more terminal blocks and by providing coupling pins between the terminal blocks and the key. For the bearing of the one or more coupling pins holes must then be drilled in a part of the frame plate which extends perpendicularly to which the bearings for the keyway are also arranged.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van het inventieve 5 stelsel heeft als kenmerk, dat in het koppelorgaan aan weerszijden sleuven zijn aangebracht, via welke hydraulische slangen kunnen worden aangesloten op het centraal aansluitblok. Op die wijze wordt voorkomen dat aangesloten slangen afgeklemd worden tijdens het bewegen 10 van het koppelorgaan.A further favorable embodiment of the inventive system is characterized in that slots are arranged on either side in the coupling member, via which hydraulic hoses can be connected to the central connecting block. In this way it is prevented that connected hoses are pinched while the coupling member is moving.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een koppelorgaan of een hulpstuk zoals beschreven als deel van het inventieve stelsel.The invention also relates to a coupling member or an attachment as described as part of the inventive system.

1515

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, waarbij:The invention will now be further elucidated with reference to the following figures, wherein:

Fig. IA schematisch in zijaanzicht een graafwerktuig 20 weergeeft, voorzien van een koppelorgaan en een hulpstuk;FIG. 1A schematically represents an excavator 20 in side view, provided with a coupling member and an attachment;

Fig. 1B schematisch in meer detail het koppelorgaan en het hulpstuk weergeeft;FIG. 1B schematically represents the coupling member and the attachment in more detail;

Fig. 2 schematisch de bovenzijde weergeeft van een 25 koppelorgaan volgens de uitvinding;FIG. 2 schematically represents the top of a coupling member according to the invention;

Fig. 3 schematisch in een eerste langsdoorsnede het inventieve koppelorgaan weergeeft;FIG. 3 schematically represents the inventive coupling member in a first longitudinal section;

Fig. 4 schematisch in een tweede langsdoorsnede het inventieve koppelorgaan weergeeft; 30 Fig. 5A schematisch in bovenaanzicht een universeel hulpstuk volgens de uitvinding weergeeft;FIG. 4 schematically represents the inventive coupling member in a second longitudinal section; FIG. 5A schematically represents a universal accessory according to the invention in top view;

Fig. 5B schematisch in een langsdoorsnede het universele hulpstuk weergeeft.FIG. 5B schematically represents the universal attachment in a longitudinal section.

, r, i '> λ -I A, r, i '> λ -I A

5 ! j5! j

Fig. IA geeft schematisch in zijaanzicht een graafwerktuig 1 weer, voorzien van een bekend koppelorgaan 2 en een bekend hulpstuk 3.FIG. 1A schematically shows an excavator 1 in side view, provided with a known coupling member 2 and a known accessory 3.

Fig. 1B geeft schematisch in meer detail koppelorgaan 2 en 5 het hulpstuk 3 weer. Om hulpstuk 3 te koppelen worden twee nokken 4a, 4b in twee haakvormige organen 5a,5b gebracht, waarna koppelorgaan 2 wordt gekanteld tot twee nokken 6a,6b in twee uitsparingen 7a,7b vallen, waarna met behulp van een hier niet zichtbare hydraulische cilinder een spie 8 in 10 twee spiegaten 9a,9b wordt getrokken.FIG. 1B schematically shows the attachment 3 in more detail. To couple accessory 3, two cams 4a, 4b are inserted into two hook-shaped members 5a, 5b, after which coupling member 2 is tilted until two cams 6a, 6b fall into two recesses 7a, 7b, after which a hydraulic cylinder which is not visible here key 8 is pulled in two two key holes 9a, 9b.

Fig. 2 geeft schematisch de bovenzijde weer van een koppelorgaan volgens de uitvinding, met nokken 4a,4b,6a,6b en spie 8. Spie 8 is op een op zich bekende wijze verbonden 15 met een hydraulische cilinder 10 en is gelagerd in twee lagerbussen 11a,11b. Volgens de uitvinding zijn twee koppelpennen 12a,12b toegevoegd, waaraan twee aansluit-blokken 13a,13b zijn bevestigd. Aan elk aansluitblok zijn twee in deze figuur niet zichtbare helften van hydraulische 20 snelkoppelingen bevestigd, een grote en een kleine. De hydraulische snelkoppelingen zijn via aansluitblokken 13a,13b en via vier buizen 14a,14b,14c,14d star verbonden met een centraal aansluitblok 15, dat is voorzien van vier slangaansluitingen 16a,16b,16c,16d. Bij het aantrekken van 25 spie 8 bewegen de vier vrouwelijke helften samen met de aansluitblokken naar vier mannelijke helften die vast op een onder het koppelorgaan gesitueerd hulpstuk zijn gemonteerd en realiseren zo vier hydraulische verbindingen.FIG. 2 schematically shows the top side of a coupling element according to the invention, with cams 4a, 4b, 6a, 6b and key 8. Key 8 is connected in a manner known per se to a hydraulic cylinder 10 and is mounted in two bearing bushes 11a, 11b. According to the invention, two coupling pins 12a, 12b are added, to which two connection blocks 13a, 13b are attached. To each terminal block are two halves of hydraulic quick couplings not visible in this figure, one large and one small. The hydraulic quick couplings are rigidly connected via connection blocks 13a, 13b and via four tubes 14a, 14b, 14c, 14d to a central connection block 15, which is provided with four hose connections 16a, 16b, 16c, 16d. When putting on key 8, the four female halves move together with the connecting blocks to four male halves which are fixedly mounted on an attachment located under the coupling member and thus realize four hydraulic connections.

Het spreekt voor zich dat op geheel analoge wijze ook een 30 ander aantal hydraulische verbindingen kan worden gerealiseerd, afhankelijk van de toepassing.It goes without saying that a different number of hydraulic connections can also be realized in a completely analogous manner, depending on the application.

Omdat de hydraulische snelkoppelingen onder een frameplaat 17 van het koppelorgaan liggen en centraal aansluitblok 15 35 boven frameplaat 17 ligt, zijn er twee gaten 18a,18b in 1 017043 6 frameplaat 17 gemaakt waar de buizen 14a,14b,14c,14d doorheen lopen en waar ook de aansluitblokken 13a,13b gedeeltelijk binnen vallen.Because the hydraulic quick couplings lie under a frame plate 17 of the coupling member and central connection block 15 is above frame plate 17, two holes 18a, 18b in frame plate 17 have been made through which the tubes 14a, 14b, 14c, 14d run and through which the terminal blocks 13a, 13b also partially fall in.

5 Fig. 3 geeft schematisch in een eerste langsdoorsnede het inventieve koppelorgaan weer. De langsdoorsnede loopt door buis 14a en toont koppelpen 12a, aansluitblok 13a en centraal aansluitblok 15, ter verduidelijking weergegeven met twee slangaansluitingen 16a,16b. Om het aansluiten van 10 slangen mogelijk te maken zijn twee langwerpige gaten 19a,19b in de zijwanden van het koppelstuk gemaakt, zodanig dat de slangen in elke stand van centraal aansluitblok 15 ongehinderd kunnen passeren. In de figuur is ook een aansluitblok 20 aangegeven, voorzien van mannelijke helften 15 van hydraulische snelkoppelingen, welk aansluitblok 20 vast gemonteerd is op een verder niet getoond hulpstuk dat mechanisch is gekoppeld met het koppelorgaan. Omdat de koppeling een feit is en spie 8 dus ingetrokken is, zijn ook de snelkoppelingen gekoppeld en is er een directe 20 verbinding tussen de slangaansluitingen op aansluitblok 15 en aansluitblok 20. Als spie 8 naar buiten beweegt moeten, om een ontkoppeling van de snelkoppelingen te realiseren, de aansluitblokken 13a,13b tegen de veerdruk in van twee veren 21a,21b naar buiten worden getrokken. Daartoe zijn 25 koppelpennen 12a,12b op een verder voor de hand liggende wijze met behulp van ogen 22a,22b bevestigd aan spie 8.FIG. 3 schematically shows the inventive coupling member in a first longitudinal section. The longitudinal section runs through tube 14a and shows coupling pin 12a, terminal block 13a and central terminal block 15, shown for clarification with two hose connections 16a, 16b. To enable the connection of hoses, two elongated holes 19a, 19b are made in the side walls of the coupling piece, such that the hoses can pass unimpeded in any position of central terminal block 15. The figure also shows a connection block 20 provided with male halves 15 of hydraulic quick couplings, which connection block 20 is fixedly mounted on an attachment (not further shown) which is mechanically coupled to the coupling member. Because the coupling is a fact and key 8 is therefore retracted, the quick couplings are also coupled and there is a direct connection between the hose connections on terminal block 15 and terminal block 20. If key 8 has to move outward in order to disengage the quick couplings realize, the terminal blocks 13a, 13b are pulled out of two springs 21a, 21b against the spring pressure. To this end, coupling pins 12a, 12b are attached to key 8 in a further obvious manner with the aid of eyes 22a, 22b.

Fig. 4 geeft schematisch in een tweede langsdoorsnede het inventieve koppelorgaan weer. De langsdoorsnede loopt door 30 de vier hydraulische koppelingen 23a,23b,23c,23d en door hydraulische cilinder 24. Aansluitblokken 13a,13b zijn met spie 8 verbonden via koppelpennen 12a,12b, via op zich bekende telescoopconstructies en veren 21a,21b, zodanig dat de slag van spie 8 groter kan zijn dan de maximale beweging 7 van de vier hydraulische koppelingen, terwijl de bevestiging via ogen 22a,22b de ontkoppeling verzorgt.FIG. 4 schematically shows the inventive coupling member in a second longitudinal section. The longitudinal section runs through the four hydraulic couplings 23a, 23b, 23c, 23d and through hydraulic cylinder 24. Connection blocks 13a, 13b are connected to key 8 via coupling pins 12a, 12b, via per se known telescope constructions and springs 21a, 21b, such that the stroke of key 8 can be greater than the maximum movement 7 of the four hydraulic couplings, while the attachment via eyes 22a, 22b takes care of the disconnection.

Fig. 5A geeft schematisch in bovenaanzicht een universeel 5 hulpstuk volgens de uitvinding weer, waarbij een koppelstuk 25 op een frame 26 van het hulpstuk is geschroefd. Op koppelstuk 25 zijn twee aansluitblokken 20a,20b geschroefd, waarop vier mannelijke helften 27a,27b,27c,27d van hydraulische snelkoppelingen geschroefd. Het is de 10 bedoeling om dit universele hulpstuk op een feitelijk hulpstuk te schroeven waarvoor extra hydraulische funkties nodig zijn, zoals bijvoorbeeld een sorteergrijper of een breekhamer. Tijdens het koppelen van het hulpstuk aan het graafwerktuig komen de hydraulische verbindingen dan 15 automatisch tot stand. De van het feitelijke hulpstuk afkomstige slangen worden daarbij op een verder voor de hand liggende wijze op aansluitblokken 20a,20b afgewerkt.FIG. 5A schematically shows a universal tool according to the invention in top view, wherein a coupling piece 25 is screwed onto a frame 26 of the tool. Two connecting blocks 20a, 20b are screwed onto coupling piece 25, onto which four male halves 27a, 27b, 27c, 27d of hydraulic quick couplings are screwed. The intention is to screw this universal attachment onto an actual attachment for which additional hydraulic functions are required, such as for example a sorting grab or a demolition hammer. During the coupling of the attachment to the excavator, the hydraulic connections are then established automatically. The hoses coming from the actual attachment are then finished on connection blocks 20a, 20b in a further obvious manner.

Fig. 5B geeft schematisch een langsdoorsnede door het 20 universele hulpstuk weer, door koppelstuk 25, aansluitblok 20a en hydraulische koppeling 27a. Tevens is de positie van nokken 4a,6a weergegeven als het universele hulpstuk is gekoppeld aan een koppelstuk 2. Opgemerkt wordt nog dat haak 28a anders verloopt dan haak 5a in Fig. 1. De 25 koppeling als zodanig verloopt vrijwel identiek, maar de hier weergegeven vorm kan voor bepaalde hulpstukken van voordeel zijn.FIG. 5B schematically represents a longitudinal section through the universal attachment, through coupling piece 25, connecting block 20a and hydraulic coupling 27a. The position of cams 4a, 6a is also shown when the universal attachment is coupled to a coupling piece 2. It is also noted that hook 28a runs differently from hook 5a in FIG. 1. The coupling as such is practically identical, but the shape shown here can be advantageous for certain accessories.

10Π04310,043

Claims

1. Method for coupling an attachment to an excavator, wherein the excavator brings a first pair of cams of a coupling member of the excavator into two hook-shaped members of the attachment, after which a second pair of cams of the coupling member into two recesses of the attachment is brought, whereafter a hydraulically operated key of the coupling member is pulled into two keyholes of the attachment for locking, characterized in that when the key is tightened a number of hydraulic couplings is also realized between the coupling member and the attachment. 15

Method according to claim 1, characterized in that, when the key is tightened, a number of female halves of quick couplings are pressed into a corresponding number of male halves of quick couplings. 20

Method according to claim 2, characterized in that the male halves are fixedly mounted on the attachment and the female halves are slidable on the coupling member.

4. System comprising a coupling member which, in a position of use, forms part of an excavator and an attachment that can be coupled to the excavator using the coupling member, wherein the attachment is provided with hook-shaped members which can cooperate with a first set of cams on the coupling member, and of recesses which can cooperate with a second set of cams, and of keyholes which can cooperate with a key of the coupling member that can be attracted by a hydraulic cylinder, for locking the second set of cams in the recesses, characterized in, that at least one half of a hydraulic coupling is each attached to the coupling member and the attachment and that the at least one half attached to the coupling member is coupled to the key, such that when the key is tightened the at least two halves have at least one hydraulic coupling to shape.

5. System as claimed in claim 4, characterized in that the attachment is provided with male halves of hydraulic couplings and the coupling member of female halves.

6. System as claimed in claim 5, characterized in that a frame plate of the coupling member comprises at least one opening 15, situated next to the hydraulic cylinder, in which at least one opening at least one connecting block provided with female coupling members can move.

7. System as claimed in claim 6, characterized in that the at least one connection block is connected by means of pipes to a central connection block provided with connection points for hydraulic hoses.

8. System as claimed in claim 7, characterized in that slots are arranged on either side in the coupling member, via which hydraulic hoses can be connected to the central connection block. S. Coupler which can be used in a system 30 according to one of claims 4 to 8.

10. Attachment that can be used in a system according to one of claims 4 to 8. 1017043