WO2022028974A1 - Schnellwechsler und schnellwechselsystem - Google Patents

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WO2022028974A1
WO2022028974A1 PCT/EP2021/071102 EP2021071102W WO2022028974A1 WO 2022028974 A1 WO2022028974 A1 WO 2022028974A1 EP 2021071102 W EP2021071102 W EP 2021071102W WO 2022028974 A1 WO2022028974 A1 WO 2022028974A1
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coupling
coupling element
block cylinder
quick coupler
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PCT/EP2021/071102
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Salvatore Di Stefano
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Daum, Daniel
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    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2275Hoses and supports therefor and protection therefor

Definitions

  • the present invention relates to a quick coupler and a quick change system.
  • Construction machines can cover a wide range of applications with interchangeable work equipment, e.g. In order to enable maximum flexibility, it is essential that the changeover between work tools can be carried out quickly and safely.
  • quick-change devices for construction machines that include a quick-change device on the vehicle side (i.e. boom side) and an adapter on the tool side, which can be easily coupled to one another without the driver having to leave the vehicle and lend a hand.
  • means for establishing a mechanical connection between the quick coupler and the adapter are generally provided on the quick coupler and on the adapter designed like a frame.
  • these are usually a hook and a pair of movable locking bolts, with the hook and locking bolt being arranged on opposite sides of the quick coupler.
  • a transverse bolt for hooking in the hook of the quick coupler and two parallel locking bores for the pair of locking bolts are provided accordingly.
  • the connection between known quick couplers and adapters takes place in two stages.
  • the quick coupler is usually positioned at an angle to the adapter in such a way that the hook arranged on the quick coupler engages around the transverse bolt arranged on the opposite adapter.
  • the quick coupler then pivots into a locking position in which the frame of the adapter can grip the quick coupler, with the horizontal plane of the quick coupler now being aligned parallel to the horizontal plane of the adapter.
  • the pair of locking bolts on the quick coupler moves longitudinally into the corresponding locking holes on the opposite adapter, creating a secure lock between the quick coupler and the adapter.
  • the movable pair of locking bolts of the quick coupler is usually coupled to a hydraulic drive that is mounted so that it can be displaced along its longitudinal axis, which in turn is fed with pressurized hydraulic fluid from the hydraulic system of the construction machine.
  • known quick couplers usually have one or more hydraulic connections (coupling elements) with corresponding valves on the top of the quick coupler, which extend via corresponding recesses in a housing of the quick coupler to a block cylinder arranged inside the housing.
  • the block cylinder in turn is hydraulically connected to the hydraulic drive of the pair of locking bolts.
  • These coupling elements serve to quickly couple the quick coupler to the hydraulic system of the construction machine by coupling a hydraulic hose of the construction machine to each coupling element of the quick coupler by means of a corresponding counter-coupling element at the end of each hydraulic hose.
  • the hydraulic drive of the quick coupler can be supplied with pressurized hydraulic fluid and controlled accordingly via these coupling elements on the quick coupler. It is conveniently controlled from the driver's cab of the construction machine.
  • DE 10 2017 122 889 A1 has recognized that this arrangement of the hydraulic connection on the top of the quick coupler has the disadvantage that the quick coupler is relatively high, which means that the excavator arm can only engage the housing of the quick coupler at a predetermined distance.
  • DE 10 2017 122 889 A1 proposes removing the corresponding valve of the hydraulic connection from the upper area of the block cylinder and inserting it into a side of the block cylinder that extends transversely to the longitudinal axis, so that the bore in the block cylinder is next to the bores of a pair of locking bolts located. This avoids high-rise construction on the quick coupler.
  • additional coupling elements are provided on the top of the quick coupler, which are coupled to other hoses of the construction machine via counter-coupling elements. These additional coupling elements are in hydraulic connection with other coupling elements on the underside of the quick coupler.
  • the other coupling elements on the underside of the quick coupler can in turn be connected to one or more tool-side counter-coupling elements on the adapter, so that the vehicle-side hydraulic circuit can be coupled to a tool-side hydraulic circuit via the quick coupler, see eg WO 91/01414.
  • the connection between the other coupling elements on the underside of the quick coupler and the counter-coupling elements of the adapter must be released.
  • the other coupling elements on the underside of the quick coupler are then exposed to the weather conditions and the conditions on a construction site, in particular exposure to dust and dirt.
  • the quick coupler comprises a housing with two opposite longitudinal walls, two opposite transverse walls, an upper side and a lower side, a block cylinder inside the housing, a locking device with at least one locking bolt and a drive device, the at least one locking bolt being in a locked position one of the two transverse walls protrudes, at least one coupling element of the first type with a coupling end portion and at least one coupling element of the second type with a coupling end portion, wherein the at least a coupling element of the first type and the at least one coupling element of the second type are hydraulically connected to one another and wherein the at least one coupling element of the second type is arranged on one of the two longitudinal walls of the housing.
  • the invention thus solves a practical problem of the prior art in an elegant manner. Because the coupling elements of the second type must be easily accessible so that counter-coupling elements of hydraulic hoses of the construction machine can be coupled or the coupling elements can be coupled with the counter-coupling elements of an adapter.
  • the options for arranging the coupling elements are limited, which means that they are usually arranged on the top and/or bottom of the quick coupler. There, however, they are particularly exposed to both weather conditions and the dirt of a construction site when uncoupled, which means that they are often damaged; this applies in particular to the coupling elements of the second type, since these are more frequently uncoupled.
  • the second type of coupling element arranged on the longitudinal wall of the housing offers the particular advantage that exposure to weather conditions is significantly reduced here. Because, for example, raindrops simply flow off the side of the quick coupler, so that no water can remain on the coupling elements. The same applies to snow, for example, and dirt can also be more difficult to cling to the sides than, for example, to the top or bottom of the quick coupler.
  • the quick coupler is particularly easy to handle, since the side with the at least one coupling element of the second type is still accessible when the quick coupler is equipped with an adapter is locked.
  • the feature of the hydraulic connection between the coupling element of the first type and the coupling element of the second type is to be interpreted broadly according to the invention. It merely means that fluid flow is possible between the first type of coupling element and the second type of coupling element.
  • the coupling element of the first type and the coupling element of the second type can be provided in the forward or reverse direction, depending on the application. Preferably, several coupling elements of the first type and/or coupling elements of the second type are provided.
  • coupling element is to be interpreted broadly. This preferably means a valve with possibly corresponding devices for conducting pressurized hydraulic fluid in a detachable protective housing, which can be constructed in one or more parts, as is customary in the prior art for coupling counter-coupling elements of a construction machine or an adapter.
  • coupling element is also to be understood as meaning a commonly used valve or a valve with a hydraulic connection and a plug.
  • coupling end section the present invention means that section of the coupling elements that is used for coupling with counter-coupling elements.
  • the at least one coupling element of the first type is arranged on a longitudinal wall of the housing. On the one hand, this protects the coupling element of the first type from environmental influences and, on the other hand, the coupling element is easily accessible even when it is installed and locked.
  • At least the coupling end section of the coupling element of the second type can be adjusted between an operating position and a basic position, the coupling end section of the coupling element of the second type protruding from the longitudinal wall of the housing in the operating position.
  • Corresponding counter-coupling elements of the construction machine or the adapter can then be coupled to these.
  • the basic position of the second type of coupling element is characterized in that the second type of coupling element is arranged on the housing of the quick coupler in such a way that it is largely protected from exposure to dirt and dust, rain, snow, etc., i.e. it is in a protective position.
  • the coupling element of the second type is positioned in such a way that it can be coupled to a counter-coupling element of the hydraulic hose of the construction machine or to a counter-coupling element of the adapter for tools.
  • the present invention pursues an approach in which the coupling elements of the quick coupler can be adjusted, in particular moved, tilted and/or pivoted, between a basic position (protective position) and an operating position (coupling position) and vice versa. So the coupling elements for the counter-coupling elements Arranged in easily accessible places of the quick coupler, but are protected from harmful external influences in the protective position. Depending on the arrangement of the second type of coupling elements inside the housing, they can be displaced, pivoted, tilted or moved in order to move from a basic position to an operating position.
  • the coupling end section of the coupling element of the second type is located inside the housing in the basic position.
  • the end section of the coupling element of the second type that can be coupled and the entire coupling element of the second type are thus protected in the basic position from exposure to dust or dirt and from the effects of the weather.
  • the coupling element of the second type can remain protected in the basic position.
  • the coupling elements of the second type can preferably be inserted into the housing and only extended when they are needed again.
  • the at least one coupling element of the second type is connected to a coupling drive device, so that at least the second coupling end section of the coupling element of the second type can be adjusted between the basic position and the operating position and vice versa.
  • the clutch drive device comprises at least one linear drive mounted in the block cylinder.
  • the linear drive of the clutch drive device serves to linearly move at least the clutch end section of the at least one clutch element of the second type between the basic position and the operating position.
  • the at least one linear drive is preferably a hydraulic drive. So that it can be coupled to the hydraulic system of a construction machine, a preferred embodiment provides that the clutch drive device can be hydraulically connected to at least one third type of clutch element.
  • At least one coupling element of the third type is provided, which is preferably arranged in a longitudinal wall of the housing.
  • the third type of coupling element generally serves to supply hydraulic devices inside the quick coupler with the corresponding fluid. It is therefore arranged in the flow or return of supply lines.
  • the coupling element of the third type can be hydraulically connected, for example, to the clutch drive device or to a hydraulically actuatable locking device.
  • the coupling element of the third type can correspond to the coupling element of the first type in terms of structure, with this coupling element of the third type not being hydraulically connected to a coupling element of the second type, but rather serving to control the hydraulic drives of the quick coupler, in this case the control of the coupling drive device, preferably conveniently from the Driver's cab of the construction machine.
  • the quick coupler is equipped with at least two coupling elements of the second type, wherein at least the coupling end sections of the coupling elements of the second type can be adjusted synchronously between the basic position and the operating position and vice versa.
  • at least two coupling elements of the second type are provided, which are arranged on opposite longitudinal sides of the housing and can be adjusted by means of a common coupling drive device.
  • the clutch drive device has a double-acting hydraulic cylinder, which is preferably aligned parallel to the transverse wall of the housing.
  • any number of adjustable coupling elements of the second type can be provided on both longitudinal sides.
  • the number of adjustable coupling elements of the second type can be identical or different on both longitudinal sides.
  • the arrangement of the coupling elements of the second type on both longitudinal sides can be symmetrical or asymmetrical, preferably it is mirror-symmetrical.
  • the locking device comprises at least two locking bolts which point in opposite directions and can be adjusted between a closed position and an open position and vice versa by means of a common drive device.
  • a common drive device This creates a particularly secure connection between an adapter and a quick coupler, since the adapter and quick coupler are locked on two opposite sides.
  • the locking drive device has a double-acting hydraulic cylinder, which is preferably aligned parallel to the longitudinal wall of the housing.
  • a particularly secure locking device is obtained in that a pair of locking bolts are provided on each transverse side, which are arranged parallel and at a distance from one another, the two pairs of locking bolts being adjustable between a closed position and an open position and vice versa by means of a common drive device. It is preferred that the two locking bolts are configured so that they can be moved separately from one another, but they can also be moved synchronously.
  • These locking bolts can be actuated, for example, by means of a hydraulic cylinder that can be acted upon on both sides, which is part of the drive device and interacts with a locking bridge.
  • the drive device is at least one linear hydraulic drive which is hydraulically connected to at least one coupling element of the third type.
  • An embodiment in which the double-acting hydraulic cylinder of the bolt drive device is arranged parallel to the longitudinal wall of the housing and the double-acting hydraulic cylinder of the coupling drive device is arranged parallel to the transverse wall of the housing has the advantage that these can be arranged in two planes, so that the coupling element and the locking bolt and thus the coupling and the locking function of the quick coupler do not influence each other.
  • the hydraulic connection is preferably made by means of a block cylinder.
  • the coupling element of the first type and the coupling element of the second type can be or can be connected directly to one another via a line that is routed through the block cylinder, for example, but the pressurized hydraulic fluid can also be routed via the first type of coupling element into the block cylinder and, for example, via a Distribution device or other facilities are forwarded to the coupling element of the second type in the block cylinder. It is also possible for several coupling elements of the first type to be hydraulically connectable or connected to one or more coupling elements of the second type and vice versa.
  • the block cylinder has a first block cylinder and a second block cylinder, the second block cylinder being arranged below the first block cylinder, the at least one coupling element of the second type being provided in the first block cylinder and being in the plane of the second block cylinder at least a part of the locking device is arranged.
  • the locking device can thus be actuated independently of the coupling elements and can be supplied with a fluid if required.
  • the second block cylinder is preferably firmly connected to the first block cylinder, e.g. by means of screws, gluing, plugging, or is welded to it or even formed integrally with the first block cylinder.
  • the locking device has at least one drive device with a locking piston, the locking piston serving to drive the at least two locking bolts, it is advantageous for the locking piston to be mounted inside the second block cylinder. A very compact design is thus possible
  • an opening for the coupling element of the second type is advantageous for an opening for the coupling element of the second type to be provided in a longitudinal side of the block cylinder and for the second block cylinder to have an opening on the transverse side of the block cylinder .
  • the first block cylinder is T-shaped in cross section with a base and a roof, the at least one coupling element of the first type being at the level of the roof and the at least one coupling element of the second type is arranged at the level of the base. This means that there is also enough space inside the housing for larger and complex coupling elements of the second type.
  • the present invention also includes a quick-change system, comprising a described quick-change device and an adapter that can be connected to a work tool, wherein the quick-change device can be mechanically and hydraulically coupled to the adapter.
  • the adapter comprises two opposite longitudinal sides of the adapter and at least two transverse bolts, wherein the at least two transverse bolts are each connected at their end portions to the longitudinal sides of the adapter in a bearing manner.
  • the changeover time from one adapter to the next can be significantly reduced since, among other things, the complicated gripping of a cross bolt of the adapter with a hook on the quick coupler can be omitted.
  • At least one counter-coupling element of the second type is arranged on at least one adapter longitudinal side of the adapter, which can be connected to the at least one coupling element of the second type.
  • the counter-coupling element of the second type is preferably arranged on the inner sides of the longitudinal sides of the adapter.
  • the counter-coupling element of the second type is designed as a connection block, which is preferably provided on the outside of the adapter.
  • the connection block can redirect outlets in a side panel so that they are more accessible.
  • FIG. 3 is a perspective view of the double block cylinder
  • Fig. 4 is a cross-sectional view of Fig. 3;
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of FIG. 1 after a section according to AA
  • 6 shows an exploded view of the quick coupler without the housing
  • FIG. 7 is a schematic representation of the quick coupler without a housing. figure 6,
  • Fig. 8 is a construction view of Fig. 7;
  • FIG. 13 shows an alternative embodiment of a block cylinder with locking and coupling elements.
  • the quick change system consists of a quick changer 10 and an adapter 70, which can be coupled together.
  • the quick coupler 10 comprises a housing 12 with an upper housing wall 14 on the construction machine side or boom side, a lower housing wall 16 arranged opposite thereto and side walls, namely two longitudinal housing walls 18 arranged opposite one another and two transverse housing walls 20 running transversely to a longitudinal axis of the quick coupler 10, as well as a double-deck block cylinder 26 with a first block cylinder 28 and a second block cylinder 30 inside the housing (see Fig. 3).
  • the 10 are several coupling elements of the first type 32, coupling elements of the second type 36 and third type coupling elements 32' mounted in corresponding openings 22 in the housing 12.
  • the coupling elements of the second type 36 extend perpendicularly to the longitudinal housing wall 18 of the housing 12, while the coupling elements of the first type 32 and third type 32' are angled and point with their free end in the direction of the upper housing wall 14, the coupling elements of the first type 32 and third type 32 ' are essentially identical in construction, but differ in their function, as explained below.
  • a pair of locking bolts 54 can be seen in FIG. 1, which are arranged perpendicularly to each housing transverse wall 20 and which run into the interior of the housing 12 via respective corresponding openings in the housing transverse walls 20 of the housing 12.
  • the two pairs of locking bolts 54 can be moved in mutually opposite directions between a closed position and an open position and vice versa via the aforementioned openings in the housing 12 .
  • a locking device 24 is provided inside the housing 12, which will be discussed in more detail below.
  • the longitudinal axis of the quick coupler 10 is defined by the extension direction of the locking bolts 54 of the locking device 24 and corresponds to the longitudinal axis of conventional quick couplers according to the prior art.
  • the shape of the housing 12 is made up of a main section with a rectangular cross section and two hooks 21 which are each provided on a housing transverse wall 20 (only one hook 21 being visible in FIG. 1).
  • the transition from the main section of the quick coupler 10 to the hook 21 is fluid.
  • the adapter 70 comprises an adapter base 72 and two longitudinal adapter sides 74 extending parallel in the longitudinal direction of the adapter 70.
  • Each adapter longitudinal side 74 of the adapter 70 has two oppositely arranged bores in the upper region, in each of which an end section of a transverse bolt 78 is mounted, so that the two adapter longitudinal sides 74 are connected to one another via two transverse bolts 78 . Furthermore, in the adapter longitudinal sides 74 of the adapter 70 there are two schematically indicated counter-coupling elements of the second type 76.
  • Each counter-coupling element of the second type 76 of the adapter 70 can be connected to a hydraulic hose (not shown) that runs to a working device (not shown) to which the adapter 70 can be connected.
  • the coupling element of the second type 36 is used for coupling with corresponding counter-coupling elements of the second type 76 of the adapter 70 for controlling a hydraulically operated tool.
  • the coupling element of the first type 32 or the coupling element of the third type 32' is used for coupling with counter-coupling elements of the first type (not shown) on hydraulic hoses of a construction machine.
  • each coupling element of the first type 32 is hydraulically connected to at least one coupling element of the second type 36, which allows for the supply and/or return of hydraulic fluid between the Coupling element of the first type 32 and the coupling element of the second type 36 is used.
  • the coupling elements of the third type 32' do not serve to supply or return hydraulic fluid to the coupling elements of the second type 36, but rather to supply hydraulic drives which are arranged inside the housing 12. The coupling element of the third type 32' and the coupling element of the second type 36 are therefore not hydraulically connected to one another.
  • Each coupling element of the first type 32 or coupling element of the third type 32' comprises a coupling section 31 in each case.
  • Each coupling element of the first type 32 or coupling element of the third type 32' extends outwards through a recess in the longitudinal side 18 of the housing 12 perpendicular to the longitudinal side 18 of the housing and goes at an angle into the coupling end section 31 of the coupling element of the first type 32 or of the coupling element of the third type 32' over, so that the coupling end section of each coupling element of the first type 32 or coupling element of the third type 32' points upwards.
  • Each of the coupling elements of the first type 32 or the coupling elements of the third type 32 ′ is screwed to the housing 12 of the quick coupler 10 by means of a swivel screw connection 34 .
  • inside each coupling element of the first type 32 or coupling element of the third type 32′ there can be further devices that are used, for example, to forward and/or return hydraulic fluid in the coupled state and to ensure fluid tightness.
  • the coupling element of the first type 32 or the coupling element of the third type 32' is preferably a quick-release coupling element, which can be designed as a male or female coupling element.
  • the first type 32 and third type 32 ′ coupling elements are firmly connected to the housing 12 .
  • the coupling elements of the second type 36 can be hydraulically moved or displaced linearly perpendicularly to the longitudinal housing walls 18 of the quick coupler 10 between a basic position and a closed position and are shown in the operating position in FIG.
  • the coupling elements of the second type 36 are composed of a coupling plug 40 and a coupling piston 42 (cf. FIG. 6), in this case a valve plug and a valve piston. They can be designed as male or female coupling elements. It is preferably a quick-release coupling element.
  • a valve is provided which is open in the coupled state and closed in the uncoupled state.
  • Each coupling element of the second type 36 i.e. at least the coupling end section 35 of each coupling element of the second type 36, extends outwards through a corresponding opening in the longitudinal side 18 of the quick coupler 10, perpendicular to the longitudinal side 18 of the quick coupler 10 in an operating position.
  • the clutch pistons 42 of the clutch elements of the second type 36 extend into the first block cylinder 28 (cf. FIG. 6).
  • Each clutch piston 42 of the clutch elements of the second type 36 is mounted in a recess 37 in the first block cylinder 28 (see FIG. 3 and FIG. 4).
  • Fig. 2 shows a perspective transparency view of the quick coupler 10.
  • the block cylinder 26, which is arranged completely inside the housing 12, can be seen with a first block cylinder 28 and the second block cylinder 30, with the block cylinder 26 being aligned in the housing in such a way that the longitudinal axis of the housing 12 of the quick coupler 10 is parallel to the longitudinal axis of the block cylinder 28 , 30 and vice versa.
  • the first block cylinder 28 has a T-shaped cross-section, with a first plane 27 and a second plane 29.
  • the second plane 29 of the first block cylinder 28 is opposite the first plane 27 reset.
  • the second block cylinder 30 is located below the first block cylinder 28.
  • the second block cylinder 30 is cuboid with a square cross section and is smaller than the first block cylinder 28.
  • FIG. It extends at a distance from the edge of the first block cylinder 28 in the longitudinal direction of the first block cylinder 28, so that the cross section of the block cylinder 26 tapers in steps from the first plane 27 of the first block cylinder 28 to the second block cylinder 30.
  • the first block cylinder 28 and the second block cylinder 30 can be connected to one another by screwing, gluing, plugging or by other connections.
  • the first block cylinder 28 and the second block cylinder 30 can also be formed integrally as a double block cylinder.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which nine coupling elements of the first type 32 and/or coupling elements of the third type 32' are provided in the upper area of the first block cylinder 28. There are four on one longitudinal side of the first block cylinder 28 and five on the opposite longitudinal side of the first block cylinder 28 .
  • coupling elements of the first type 32 Preferably, five of the coupling elements shown are coupling elements of the first type 32 and four of them are coupling elements of the third type 32'.
  • the recesses 33 in the first block cylinder 28 are aligned with the corresponding openings in the housing 12, so that the coupling elements of the first type 32 and the coupling elements of the third type 32' in the openings of the housing 12 fit into the recesses
  • first block cylinder 28 protrude. Inside the first block cylinder 28 there are hydraulic lines and possibly distribution devices that are hydraulically connected to these nine coupling elements. Five of these lines run within the first block cylinder 28 to the coupling elements of the second type 36 located below the level of the coupling elements of the first type 32, so that the coupling elements of the first type 32 and the coupling elements of the second type 36 are hydraulically connected to one another. It goes without saying that several devices of the first block cylinder 28 can also be interposed within this connection, which will not be discussed in any more detail.
  • the lines of the coupling elements of the second type 36 also run into the first block cylinder 28 and are correspondingly hydraulically connected to the coupling elements of the first type 32 .
  • the number and the distribution of the coupling elements of the first type 32 and/or the coupling elements of the third type 32' can vary (cf. e.g. Fig. 3).
  • a block cylinder 28 shown in Fig. 3 there are preferably six recesses 33 for accommodating the coupling elements of the first type 32 and/or the coupling elements of the third type on a longitudinal side of the first block cylinder 28 in the upper area, i.e. the first plane 27 of the first block cylinder 28 Art 32' provided. These six recesses 33 are arranged in a row.
  • first block cylinder 28 On the opposite longitudinal side of the first block cylinder 28 (not shown), preferably three further recesses 33 for receiving the coupling elements of the first type 32 and/or the coupling elements of the third type 32' are arranged in an analogous manner in the first plane 29 of the first block cylinder 28 . These recesses 33 are also preferably arranged in a row.
  • All recesses 33 are advantageously provided with a thread, into which the coupling elements of the first type 32 and/or the coupling elements of the third type 32' can be screwed via a counter-thread. It goes without saying that the idea of the invention also includes alternative attachment variants or combinations of these.
  • each longitudinal side of the first block cylinder 28 serving to support a coupling bridge piston 48.
  • the recesses 37 in the first block cylinder 28 are aligned with the corresponding openings in the housing 12, so that the coupling elements of the second type 36 in the openings in the housing 12 protrude into the recesses 37 of the first block cylinder 28.
  • the coupling elements of the second type 36 are adjustable in the recesses 37, in particular movably mounted.
  • the coupling elements of the second type 36 can be configured as a whole, i.e. as a complete unit, to be adjustable, in particular to be movable, tiltable and/or pivotable.
  • only parts of a coupling element of the second type 36, such as the coupling end sections of the coupling elements of the second type 36, can be designed to be adjustable, in particular movable, tiltable and/or pivotable, with other parts of the coupling element of the second type 36 being firmly anchored in the recesses 37. eg by a thread.
  • the clutch elements of the second type 36 are connected to a clutch drive device 38, which will be discussed in more detail below with reference to FIGS.
  • FIG. 6 shows a plan view of the quick coupler 10 without the housing 12 in an exploded view.
  • the second block cylinder 30 and the first block cylinder 28 arranged below the second block cylinder 30 can be seen.
  • the coupling elements of the second type 36 each comprise a coupling plug 40 and a coupling piston 42, the coupling pistons 42 being aligned parallel to one another. They are connected to a coupling drive device 38 which the coupling elements second type 36 can move between a basic position (protective position) and an operating position (clutch position).
  • the clutch drive device 38 comprises a partial clutch drive device 38a and 38b on each longitudinal side of the first block cylinder 28 .
  • the partial clutch drive devices 38a and 38b are of mirror-symmetrical design.
  • Each partial clutch drive device 38a, 38b comprises a clutch bridge 46 and a clutch bridge piston 48 which can be acted upon on both sides.
  • the clutch bridge 46 has a rectangular cross section.
  • the clutch bridge piston 48 is firmly connected to the clutch bridge 46, for example via a screw.
  • Each coupling bridge 46 is connected to at least three guide devices 44 on the block cylinder side.
  • the number of guide devices 44 corresponds to the number of second clutches 36 plus the number of clutch bridge pistons 48.
  • the guide devices 44 are preferably ring-shaped and enclose continuous openings in the clutch bridge 46 on the block cylinder side.
  • the coupling plugs 40 of the coupling elements of the second type 36 are arranged in the area of the openings of the coupling bridge 46 , preferably firmly connected to the coupling bridge 46 .
  • each guide device 44 and the corresponding continuous opening in the clutch bridge piston 48 at least one section of a clutch bridge piston 48 is movably mounted perpendicular to the longitudinal direction of the first block cylinder 28, or alternatively, sections are fixedly connected to the guide device 44 and/or to the edge of the opening in the clutch bridge 46. depending on whether only the coupling plug 40 or the entire coupling element of the second type 36 is designed to be movable.
  • the clutch bridge piston 48 is mounted in a recess 37 in the first block cylinder 28 and is hydraulically connected to at least one third-type clutch element 32'.
  • Each clutch bridge piston 48 can move between at least two positions, a position close to the block cylinder and a position remote from the block cylinder. In the position of the clutch bridge pistons 48 close to the block cylinder, the two clutch bridges 46 of the partial clutch drive devices 38a and 38b are also in a position close to the block cylinder and thus also the clutch end sections, such as the coupling plug 46 of the second type of coupling element 36.
  • the clutch drive device 38 is dimensioned such that in In this position, the coupling plugs 46 are completely inside the housing 12 (not shown) of the quick coupler 10, ie the entire second coupling elements 36 extend inside the housing 12. This position is the basic position (protective position) of the coupling elements of the second type 36.
  • the coupling bridge pistons 48 can be moved into the position away from the block cylinder, with which the coupling plug 46 or the coupling plug 46 with the coupling piston 42 can also be moved into the position away from the block cylinder.
  • the coupling drive device 38 is dimensioned such that at least one coupling end section, preferably the entire coupling plug 46 of each coupling element of the second type 36 is located outside of the housing 12 of the quick coupler 10 in the position away from the block cylinder. This position is the operating position (coupling position) of the coupling elements of the second type 36.
  • the clutch bridge piston 48 is controlled via at least one clutch element of the third type 32', which can be coupled to the hydraulic system of a construction machine.
  • the two partial clutch drive devices 38a, 38b are preferably synchronous, ie can be moved together.
  • the locking device 24 comprises, on each transverse side of the second block cylinder 30, a first partial locking device 24a extending in the longitudinal direction of the second block cylinder 30 and a second partial locking device 24b.
  • the partial locking devices 24a and 24b are constructed with mirror symmetry.
  • Each partial locking device 24a, 24b comprises a bolt bridge 56 and a bolt drive 60 with a bolt bridge piston 58.
  • the locking bridge piston 58 is thus aligned perpendicularly to the clutch piston 42 .
  • the bolt bridge 56 can be divided into a middle section 67 and two oppositely directed side sections 69 which extend to the left and right of the middle section 67 of the bolt bridge 56 .
  • the side sections 69 are in one line and are set back towards the second block cylinder 30 in relation to the middle section 67 of the bolt bridge 56 .
  • the middle section 67 of the bolt bridge 56 is spaced further away from the second block cylinder 30 than the side sections 69 of the bolt bridge 56.
  • the latch bridge piston 58 is a conventional piston having a portion movably mounted within the second block cylinder 30 and defining at least one hydraulic chamber within the second block cylinder 30 .
  • the overall system is referred to as a bolt drive 60, whereby alternative bolt drives 60 can also be implemented according to the invention, e.g. an electric drive.
  • the bolt bridge piston 58 With its end section remote from the block cylinder, the bolt bridge piston 58 is firmly connected, preferably screwed, to the bolt bridge 56 in the region of the middle section 67 of the bolt bridge 56 .
  • a locking bolt 54 is attached, preferably screwed.
  • the locking bolts 54 extend away from the second block cylinder 30 . They preferably extend parallel to one another and form a pair of locking bolts 54.
  • Each locking bolt 54 is provided with a centering section 64 (cf.
  • Each partial locking device 24a and 24b can preferably be actuated individually, so that each bolt bridge piston 58 of each partial locking device 24a and 24b can move separately between at least two positions, a position close to the block cylinder and a position remote from the block cylinder.
  • the corresponding pair of locking bolts 54 with the corresponding locking bridge 56 is also in a position close to the block cylinder. According to the invention, this position of the pair of locking bolts 54 is referred to as the open position.
  • Each locking bridge piston 58 and thus also each pair of locking bolts 54 can be moved from the open position into the position remote from the block cylinder. In this position acts according to the invention it is the closed position. In this position, the locking bolts protrude through openings in the transverse wall of the housing 12.
  • Fig. 5 shows a cross-sectional view of Fig. 1 after a section according to A-A.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of the hydraulic connections between the coupling elements of the first type 32 and the coupling elements of the second type 36, and the coupling elements of the third type 32 'and the clutch bridge piston 48.
  • there are five coupling elements of the first type 32 four coupling elements of the third type 32' and five coupling elements of the second type 36 are shown.
  • Each coupling element of the first type 32 is in each case hydraulically connected to a coupling element of the second type 36 .
  • Two third-type clutch elements 32' are hydraulically connected to the clutch bridge pistons 48.
  • the remaining two coupling elements of the third type 32' in the middle of the first block cylinder 28 are hydraulically connected to the locking bridge pistons 58 of the second block cylinder 30 (not shown).
  • the coupling elements of the first type 32 and the coupling elements of the third type 32' can be coupled directly to the hydraulic system of a construction machine, whereas the coupling elements of the second type 36 can be coupled to the hydraulic system of an adapter 70.
  • the starting point is that the quick coupler 10 is mounted in the usual way on a boom of a construction machine.
  • the hydraulic hoses of the construction machine with their counter-coupling elements of the second type are attached to the coupling elements of the first type 32 and the coupling elements of the third type 32' of the quick coupler 10, so that the hydraulic system of the quick coupler 10 is coupled to the hydraulic system of the construction machine.
  • the hydraulic system of quick coupler 10 is then under constant pressure during the coupling process, in particular the at least one coupling element of the second type 36, the at least one coupling drive device 32 and the at least one locking device 24.
  • the quick coupler 10 is guided over the adapter 70 until it is flush with the adapter stands.
  • the quick coupler 10 can then be lowered until the lower housing wall 16 of the quick coupler 10 rests on the bottom 72 of the adapter 70 and the longitudinal sides 74 of the adapter 70 frame the quick coupler 10 .
  • the locking bolts 58 can extend in the manner described on the opposite sides of the quick coupler 10 into the closed position and reach under the transverse bolts 78 of the adapter 70 .
  • the coupling elements of the second type 36 driven by the coupling drive device 38, can be extended perpendicular to the longitudinal side 18 of the quick coupler 10 until they are hydraulically coupled to the counter-coupling elements of the second type 76 on the adapter 70.
  • the counter-coupling elements of the second type 76 on the adapter are connected to additional hydraulic hoses, so that the implement on the adapter 70 is now coupled to the hydraulic system of the quick coupler 10 and thus also to the hydraulic system of the construction machine. The working tool is immediately ready for use.
  • the quick coupler 10 is positioned at an angle to the adapter 70 and lowered until a first cross bolt 78 of the adapter 70 slides into the space between the nose 21 on the quick coupler 10 and the first pair of locking bolts 54 on the same side.
  • the quick coupler 10 then pivots into a locking position in which the oppositely arranged pair of locking bolts 54 is below the second transverse bolt 78 of the adapter 70 and the adapter longitudinal sides 74 of the adapter 70 encompass the quick coupler 10 .
  • the pairs of locking bolts 54 which are arranged on the quick coupler 10 and are directed in opposite directions to one another, now move into their closed position and thus ensure the secure connection between the quick coupler 10 and the adapter 70.
  • the coupling elements of the second type 36 move out for coupling with the counter-coupling elements of the second type 76 on the adapter 70, as already described above.
  • the decoupling between the adapter 70 and the quick coupler 10 takes place in the reverse order.
  • the number and the distribution of the first type of coupling elements 32, the second type of coupling elements 36 and the third type of coupling elements 32' can vary depending on the requirements.
  • the number of coupling elements is different on both sides of the quick coupler.
  • the number of coupling elements is the same on both sides.
  • the quick-change system 110 has two coupling elements of the second type 136 or two counter-coupling elements of the second type 176 on both longitudinal sides of the quick-change device 112 or the adapter 170 . They are even arranged symmetrically. It goes without saying that the number of coupling elements of the second type or counter-coupling elements of the second type and/or their arrangement can vary depending on the requirements of the quick-change system.
  • the counter-coupling element of the second type 176 on the adapter longitudinal side 174 is designed as a connection block 180, in which the part of the counter-coupling element that protrudes from the adapter 170 is angled so that the output 182 of the counter-coupling element 176 of the second kind points downwards.
  • FIGS. 12 and 13 show an embodiment of a quick coupler 110 in which a twist lock is provided instead of the screw connection.
  • a slot 190 is provided in the bolt bridge 156 and the bolt bolt 154 or the bolt bridge piston has a pin with an elongated head 190 on its end face.
  • the locking bolt 154 or the locking bridge piston is inserted into the elongated hole 192 by means of a pin with an elongated head 192 and rotated for fastening so that the elongated head 192 is aligned perpendicularly to the elongated hole 190 .
  • the coupling elements of the second type 136 are attached to the coupling bridge 146 in an analogous manner.
  • the idea of the invention also includes the fact that the locking device 24 is only equipped with a pair of locking bolts 54 on one side and a hook can be arranged on the housing, for example, on the opposite side, as is known in the prior art. It goes without saying that, within the scope of the invention, individual features that have been presented in connection with an embodiment can be combined with one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsler (10; 110) als Teil eines Schnellwechselsystems für Baumaschinen umfassend - ein Gehäuse (12; 112) mit zwei entgegengesetzt liegenden Längswänden (18), zwei entgegengesetzt liegenden Querwänden (20), einer Oberseite und einer Unterseite, - einen Blockzylinder (28, 30) im Innern des Gehäuses (12; 112), - eine Verriegelungseinrichtung (24) mit wenigstens einem Riegelbolzen (54; • 154) und einer Antriebsvorrichtung, wobei der wenigstens eine Riegelbolzen (54; 154) in einer verriegelten Stellung aus einer der beiden Querwände (20) herausragt, - wenigstens ein Kupplungselement erster Art (32) mit einem Kupplungsendabschnitt (31) und wenigstens ein Kupplungselement zweiter Art (36; 136) mit einem Kupplungsendabschnitt (35), - wobei das wenigstens eine Kupplungselement erster Art (32) und das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) hydraulisch miteinander verbunden sind und - wobei das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) an einer der beiden Längswände (18) des Gehäuses (12; 112) angeordnet ist.

Description

SCHNELLWECHSLER UND SCHNELLWECHSELSYSTEM
Beschreibung:
Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnellwechsler und ein Schnellwechselsystem.
Stand der Technik:
Baumaschinen können mit auswechselbaren Arbeitsgeräten, z.B. Hydraulikgreifern, Grabräumlöffeln, Greifzangen und dergleichen ein breites Einsatzgebiet abdecken. Um maximale Flexibilität zu ermöglichen, ist es wesentlich, dass der Wechsel zwischen den Arbeitsgeräten schnell und sicher erfolgen kann. Hierzu gibt es Schnellwechselvorrichtungen für Baumaschinen, die fahrzeugseitig (also auslegerseitig) einen Schnellwechsler und werkzeugseitig einen Adapter umfassen, die einfach miteinander koppelbar sind, ohne dass der Fahrer das Fahrzeug verlassen und selbst Hand anlegen müsste.
Hierzu sind in der Regel am Schnellwechsler und am rahmenartig ausgebildeten Adapter Mittel zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Schnellwechsler und dem Adapter bereitgestellt. Üblicherweise sind dies beim Schnellwechsler ein Haken und ein Paar verfahrbare Riegelbolzen, wobei Haken und Riegelbolzen an entgegengesetzt liegenden Seiten des Schnellwechslers angeordnet sind. Beim rahmenartigen Adapter sind entsprechend ein Querbolzen zum Einhaken des Hakens des Schnellwechslers und zwei parallele Verriegelungsbohrungen für das Paar Riegelbolzen vorgesehen.
Die Verbindung zwischen bekannten Schnellwechslern und Adaptern erfolgt zweistufig. In der ersten Stufe wird üblicherweise der Schnellwechsler unter einem Winkel zum Adapter so positioniert, dass der am Schnellwechsler angeordnete Haken den am gegenüberliegenden Adapter angeordneten Querbolzen umgreift. Der Schnellwechsler verschwenkt dann in eine Verriegelungsstellung, in der der Rahmen des Adapters den Schnellwechsler umgreifen kann, wobei nun die horizontale Ebene des Schnellwechslers parallel zur horizontalen Ebene des Adapters ausgerichtet ist. In der zweiten Stufe fährt das am Schnellwechsler angeordnete Paar Riegelbolzen in Längsrichtung in die entsprechenden Verriegelungsbohrungen am gegenüberliegenden Adapter ein, wodurch eine sichere Verriegelung zwischen Schnellwechsler und Adapter entsteht. Das verfahrbare Paar Riegelbolzen des Schnellwechslers ist üblicherweise mit einem entlang seiner Längsachse verschiebbar gelagerten Hydraulikantrieb gekoppelt, der wiederum vom Hydrauliksystem der Baumaschine mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit gespeist wird.
Hierzu sind bei bekannten Schnellwechslern in der Regel ein oder mehrere Hydraulikanschlüsse (Kupplungselemente) mit entsprechenden Ventilen an der Oberseite des Schnellwechslers vorgesehen, die sich über entsprechende Ausnehmungen in einem Gehäuse des Schnellwechslers bis hin in einen im Inneren des Gehäuses angeordneten Blockzylinder erstrecken. Der Blockzylinder wiederum steht mit dem Hydraulikantrieb des Riegelbolzenpaars in hydraulischer Verbindung.
Diese Kupplungselemente dienen der schnellen Kupplung des Schnellwechslers mit dem Hydrauliksystem der Baumaschine, indem auf jedes Kupplungselement des Schnellwechslers ein Hydraulikschlauch der Baumaschine mittels eines entsprechenden Gegenkupplungselementes am Ende jedes Hydraulikschlauchs angekuppelt wird. Über diese Kupplungselemente am Schnellwechsler kann der Hydraulikantrieb des Schnellwechslers mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit versorgt und entsprechend gesteuert werden. Die Steuerung erfolgt bequem von der Fahrerkabine der Baumaschine aus.
Die DE 10 2017 122 889 A1 hat erkannt, dass diese Anordnung des Hydraulikanschlusses auf der Oberseite des Schnellwechslers den Nachteil mit sich bringt, dass der Schnellwechsler relativ hoch baut, wodurch der Baggerarm erst in einem vorbestimmten Abstand an dem Gehäuse des Schnellwechslers angreifen kann. Zur Lösung schlägt die DE 10 2017 122 889 A1 vor, das entsprechende Ventil des Hydraulikanschlusses aus dem oberen Bereich des Blockzylinders zu entfernen und in eine quer zur Längsachse sich erstreckende Seite des Blockzylinders einzubringen, so dass die Bohrung im Blockzylinder sich neben den Bohrungen eines Riegelbolzenpaares befindet. Hierdurch wird der Hochbau auf dem Schnellwechsler vermieden.
In der Regel sind an der Oberseite des Schnellwechslers zusätzliche Kupplungselemente vorgesehen, die mit weiteren Schläuchen der Baumaschine über Gegenkupplungselemente gekoppelt sind. Diese zusätzlichen Kupplungselemente stehen in hydraulischer Verbindung mit weiteren Kupplungselementen an der Unterseite des Schnellwechslers. Die weiteren Kupplungselementen an der Unterseite des Schnellwechslers sind wiederum mit einer oder mehreren werkzeugseitigen Gegenkupplungselementen am Adapter verbindbar, so dass der fahrzeugseitige Hydraulikkreislauf über den Schnellwechsler mit einem werkzeugseitigen Hydraulikkreislauf koppelbar ist, vgl. z.B. WO 91/01414. Zum Wechseln zwischen den Werkzeugen muss allerdings die Verbindung zwischen den weiteren Kupplungselementen an der Unterseite des Schnellwechslers und den Gegenkupplungselementen des Adapters gelöst werden. Die weiteren Kupplungselemente an der Unterseite des Schnellwechslers sind dann den Witterungsbedingungen und den Bedingungen auf einer Baustelle, insbesondere einer Staub- und Schmutzexposition, ausgesetzt.
Setzt sich beispielsweise Schmutz an den weiteren Kupplungselementen der Schnellwechsler ab, so kann dieser beim Verbinden mit den Gegenkupplungselementen eines weiteren Adapters in das Innere des Schnellwechslers gelangen und das Ventil im Inneren der weiteren Kupplungselemente des Schnellwechslers verstopfen. Es ist ein bekanntes Problem bei Schnellwechslern, dass die weiteren Kupplungselemente zum Kuppeln von Adaptern regelmäßig defekt sind und ausgetauscht werden müssen. Diesen Nachteil bekannter Schnellwechselsysteme möchte die vorliegende Erfindung zumindest deutlich reduzieren, vorzugsweise vollständig vermeiden. Außerdem soll zumindest der Verschleiß an den Gegenkupplungselementen am Adapter durch Schmutz- und Staubexposition reduziert werden.
Darstellung der Erfindung:
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schnellwechsler und ein Schnellwechselsystem bereitzustellen, die einfach zu handhaben, kompakt aufgebaut und deren Kupplungselemente besonders vor Verschmutzung und Witterungseinflüssen und folglich vor vorzeitigem Verschleiß schützbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schnellwechsler mit den Merkmalen gemäß dem Hauptanspruch 1 und ein Schnellwechselsystem gemäß Anspruch 16.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen wieder.
Der erfindungsgemäße Schnellwechsler umfasst ein Gehäuse mit zwei entgegengesetzt liegenden Längswänden, zwei entgegengesetzt liegenden Querwänden, einer Oberseite und einer Unterseite, einen Blockzylinder im Innern des Gehäuses, eine Verriegelungseinrichtung mit wenigstens einem Riegelbolzen und einer Antriebsvorrichtung, wobei der wenigstens eine Riegelbolzen in einer verriegelten Stellung aus einer der beiden Querwände herausragt, wenigstens ein Kupplungselement erster Art mit einem Kupplungsendabschnitt und wenigstens ein Kupplungselement zweiter Art mit einem Kupplungsendabschnitt, wobei das wenigstens eine Kupplungselement erster Art und das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art hydraulisch miteinander verbunden sind und wobei das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art an einer der beiden Längswände des Gehäuses angeordnet ist.
Die Erfindung löst somit ein praktisches Problem des Standes der Technik auf elegante Weise. Denn die Kupplungselemente zweiter Art müssen gut zugänglich sein, damit Gegenkupplungselemente von Hydraulikschläuchen der Baumaschine angekuppelt werden können bzw. die Kupplungselemente mit den Gegenkupplungselementen eines Adapters gekuppelt werden können. Jedoch sind aufgrund der geforderten Kompaktheit des Schnellwechslers und der Anordnung des Schnellwechslers zwischen Adapter und Ausleger einer Baumaschine die Möglichkeiten für die Anordnung der Kupplungselemente begrenzt, was eben dazu führt, dass diese üblicherweise an der Oberseite und/oder der Unterseite des Schnellwechslers angeordnet sind. Dort sind sie aber im ungekuppelten Zustand sowohl Witterungsbedingungen als auch dem Schmutz einer Baustelle besonders ausgesetzt, wodurch sie häufig Schaden nehmen, insbesondere gilt dies für die Kupplungselemente zweiter Art, da diese häufiger ungekuppelt sind.
Das an der Längswand des Gehäuses angeordnete Kupplungselement zweiter Art bietet den besonderen Vorteil, dass hier die Exposition durch Witterungsbedingungen deutlich reduziert ist. Denn beispielsweise Regentropfen fließen seitlich des Schnellwechslers einfach ab, so dass an den Kupplungselementen kein Wasser stehen bleiben kann. Ebenso verhält es sich beispielsweise mit Schnee, und auch Schmutz kann sich schwerer an den Seiten halten als beispielsweise an der Oberseite oder Unterseite des Schnellwechslers.
Aufgrund der Tatsache, dass der Riegelbolzen und das Kupplungselement zweiter Art an zwei senkrecht zueinander stehenden Gehäusewänden angeordnet sind, ist der Schnellwechsler besonders einfach handhabbar, da die Seite mit dem wenigstens einen Kupplungselement zweiter Art auch noch dann zugänglich ist, wenn der Schnellwechsler mit einem Adapter verriegelt ist.
Das Merkmal der hydraulischen Verbindung zwischen dem Kupplungselement erster Art und dem Kupplungselement zweiter Art ist erfindungsgemäß breit auszulegen. Es bedeutet lediglich, dass zwischen dem Kupplungselement erster Art und dem Kupplungselement zweiter Art ein Fluidfluss möglich ist. Das Kupplungselement erster Art und das Kupplungselement zweiter Art können je nach Anwendungsfall im Vor- oder Rücklauf vorgesehen sein. Vorzugsweise sind mehrere Kupplungselemente erster Art und/oder Kupplungselemente zweiter Art vorgesehen.
Der Begriff Kupplungselement ist breit auszulegen. Vorzugsweise ist damit ein Ventil mit ggf. entsprechenden Einrichtungen zum Leiten von druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit in einem kuppelbaren Schutzgehäuse gemeint, das einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein kann, wie es im Stand der Technik zum Kuppeln von Gegenkupplungselementen einer Baumaschine bzw. eines Adapters üblich ist. Unter dem Begriff Kupplungselement ist in der vorliegenden Anmeldung aber auch ein allgemein übliches Ventil oder ein Ventil mit einem Hydraulikanschluss und einem Stecker zu verstehen.
Mit dem Begriff Kupplungsendabschnitt meint die vorliegende Erfindung denjenigen Abschnitt der Kupplungselemente, der dem Kuppeln mit Gegenkupplungselementen dient.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das wenigstens eine Kupplungselement erster Art an einer Längswand des Gehäuses angeordnet. Dies schützt zum einen das Kupplungselement erster Art vor Umwelteinflüssen und zum anderen ist das Kupplungselement auch im eingebauten und verriegelten Zustand einfach zugänglich.
Es ist weiter bevorzugt, dass wenigstens der Kupplungsendabschnitt des Kupplungselements zweiter Art zwischen einer Betriebsstellung und einer Grundstellung verstellbar ist, wobei der Kupplungsendabschnitt des Kupplungselements zweiter Art in der Betriebsstellung aus der Längswand des Gehäuses herausragt. An diesen können dann entsprechende Gegenkupplungselemente der Baumaschine bzw. des Adapters ankuppeln.
Die Grundstellung des Kupplungselementes zweiter Art zeichnet sich dadurch aus, dass das Kupplungselement zweiter Art so am Gehäuse des Schnellwechslers angeordnet ist, dass es vor einer Schmutz- und Staubexposition, Regen, Schnee usw. weitestgehend geschützt ist, also sich in einer Schutzstellung befindet. In der Betriebsstellung hingegen ist das Kupplungselement zweiter Art so positioniert, dass es zur Kupplung mit einem Gegenkupplungselement des Hydraulikschlauchs der Baumaschine bzw. mit einem Gegenkupplungselement des Adapters für Werkzeuge kuppelbar ist.
Die vorliegende Erfindung verfolgt einen Ansatz, in dem die Kupplungselemente des Schnellwechslers zwischen einer Grundstellung (Schutzstellung) und einer Betriebsstellung (Kupplungsstellung) und umgekehrt verstellbar, insbesondere verfahrbar, verkippbar und/oder verschwenkbar sind. So können die Kupplungselemente an für die Gegenkupplungselemente gut zugänglichen Stellen des Schnellwechslers angeordnet werden, sind aber in der Schutzstellung geschützt vor schädlichen äußeren Einflüssen. Je nach Anordnung der Kupplungselemente zweiter Art im Innern des Gehäuses können diese verschoben, verschwenkt, verkippt oder verfahren werden, um von einer Grundstellung in eine Betriebsstellung zu gelangen.
Hierbei ist es bevorzugt, dass sich der Kupplungsendabschnitt des Kupplungselementes zweiter Art in der Grundstellung im Innern des Gehäuses befindet. Somit sind der kuppelbare Endabschnitt des Kupplungselements zweiter Art und das gesamte Kupplungselement zweiter Art in der Grundstellung vor einer Staub- bzw. Schmutzexposition und vor Witterungseinflüssen geschützt. Wird beispielweise das Kupplungselement zweiter Art nicht benötigt, da das Arbeitswerkzeug nicht mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden braucht, kann das Kupplungselement zweiter Art geschützt in der Grundstellung verbleiben. Auch beim Wechsel von einem Adapter zum nächsten Adapter können vorzugsweise die Kupplungselemente zweiter Art in das Gehäuse eingefahren und erst, wenn sie wieder benötigt werden, ausgefahren werden.
Insbesondere ist es von Vorteil, dass das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art mit einer Kupplungsantriebseinrichtung verbunden ist, so dass wenigstens der zweite Kupplungsendabschnitt des Kupplungselementes zweiter Art zwischen der Grundstellung und der Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kupplungsantriebseinrichtung wenigstens einen im Blockzylinder gelagerten linearen Antrieb. Der lineare Antrieb der Kupplungsantriebseinrichtung dient dazu, wenigstens den Kupplungsendabschnitt des wenigstens einen Kupplungselementes zweiter Art zwischen der Grundstellung und der Betriebsstellung linear zu verfahren.
Es handelt sich bei dem wenigstens einen linearen Antrieb vorzugsweise um einen Hydraulikantrieb. Damit dieser mit dem Hydrauliksystem einer Baumaschine koppelbar ist, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Kupplungsantriebseinrichtung mit wenigstens einem Kupplungselement dritter Art hydraulisch verbindbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Kupplungselement dritter Art vorgesehen ist, das vorzugsweise in einer Längswand des Gehäuses angeordnet ist. Das Kupplungselement dritter Art dient allgemein dazu, hydraulische Vorrichtungen im Innern des Schnellwechslers mit dem entsprechenden Fluid zu versorgen. Es ist somit im Vor- oder Rücklauf von Versorgungsleitungen angeordnet. Das Kupplungselement dritter Art kann beispielsweise mit der Kupplungsantriebseinrichtung oder mit einer hydraulisch betätigbaren Verriegelungseinrichtung hydraulisch verbunden sein.
Das Kupplungselement dritter Art kann vom Aufbau her dem Kupplungselement erster Art entsprechen, wobei dieses Kupplungselement dritter Art nicht mit einem Kupplungselement zweiter Art hydraulisch verbunden ist, sondern eben zur Steuerung der hydraulischen Antriebe des Schnellwechslers dient, vorliegend der Steuerung der Kupplungsantriebseinrichtung, vorzugsweise bequem aus der Fahrerkabine der Baumaschine heraus.
Es ist weiter bevorzugt, dass der Schnellwechsler mit wenigstens zwei Kupplungselementen zweiter Art ausgestattet ist, wobei wenigstens die Kupplungsendabschnitte der Kupplungselemente zweiter Art synchron zwischen der Grundstellung und der Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar sind. Beispielsweise sind wenigstens zwei Kupplungselemente zweiter Art vorgesehen, die an entgegengesetzt liegenden Längsseiten des Gehäuses angeordnet sind und mittels einer gemeinsamen Kupplungsantriebseinrichtung verstellbar sind. Insbesondere bei dieser Ausführungsform ist es von Vorteil, dass die Kupplungsantriebseinrichtung einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder aufweist, der vorzugsweise parallel zur Querwand des Gehäuses ausgerichtet ist. Somit können gleichzeitig zwei Kupplungselemente zweiter Art an zwei verschiedenen Längsseiten betätigt werden.
Es versteht sich, dass an beiden Längsseiten eine beliebige Anzahl von verstellbaren Kupplungselementen zweiter Art vorgesehen sein kann. Die Anzahl von verstellbaren Kupplungselementen zweiter Art kann auf beiden Längsseiten identisch oder unterschiedlich sein. Die Anordnung der Kupplungselemente zweiter Art an beiden Längsseiten kann symmetrisch oder unsymmetrisch sein, vorzugsweise ist sie spiegelsymmetrisch.
Auch bei einer Vielzahl von verstellbaren Kupplungselementen zweiter Art auf einer Längsseite können diese mittels eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders betätigt werden, wenn beispielsweise der Hydraulikzylinder mit einer Kupplungsbrücke wechselwirkt, an der die Kupplungselemente zweiter Art anliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verriegelungseinrichtung wenigstens zwei Riegelbolzen, die in entgegengesetzte Richtung weisen und mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung und umgekehrt verstellbar sind. Hiermit wird eine besonders sichere Verbindung zwischen einem Adapter und einem Schnellwechsler hergestellt, da eine Verriegelung zwischen Adapter und Schnellwechsler an zwei entgegengesetzt liegenden Seiten erfolgt. Um die beiden entgegengesetzt liegenden Riegelbolzen zu betätigen, ist es von Vorteil, dass die Riegelantriebsvorrichtung einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder aufweist, der vorzugsweise parallel zur Längswand des Gehäuses ausgerichtet ist.
Eine besonders sichere Verriegelungsvorrichtung wird dadurch erhalten, dass an jeder Querseite ein Paar Riegelbolzen vorgesehen sind, die parallel und im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die beiden Paare von Riegelbolzen mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung und umgekehrt verstellbar sind. Bevorzugt ist, dass die beiden Riegelbolzen voneinander separat verfahrbar ausgestaltet sind, sie können aber auch synchron verfahrbar sein.
Die Betätigung dieser Riegelbolzen kann beispielsweise mittels eines zweiseitig beaufschlagbaren Hydraulikzylinders erfolgen, der Teil der Antriebsvorrichtung ist und mit einer Riegelbrücke wechselwirkt.
Bei einer bevorzugten weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei der Antriebsvorrichtung um wenigstens einen linearen Hydraulikantrieb handelt, der mit wenigstens einem Kupplungselement dritter Art hydraulisch verbunden ist.
Eine Ausführungsform, bei der der doppeltwirkende Hydraulikzylinder der Riegelantriebsvorrichtung parallel zur Längswand des Gehäuses und der doppeltwirkende Hydraulikzylinder der Kupplungsantriebseinrichtung parallel zur Querwand des Gehäuses angeordnet sind, hat den Vorteil, dass diese in zwei Ebenen angeordnet werden können, so dass sich das Kupplungselement und die Riegelbolzen und somit die Kupplungs- und die Verriegelungsfunktion des Schnellwechslers nicht gegenseitig beeinflussen.
Vorzugsweise erfolgt die hydraulische Verbindung mittels eines Blockzylinders. Dabei können das Kupplungselement erster Art und das Kupplungselement zweiter Art unmittelbar miteinander über eine Leitung verbunden bzw. verbindbar sein, die z.B. durch den Blockzylinder geführt wird, es kann aber auch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit über das Kupplungselement erster Art in den Blockzylinder geleitet und beispielsweise über eine Verteileinrichtung oder weitere Einrichtungen im Blockzylinder an das Kupplungselement zweiter Art weitergeleitet werden. Es können auch mehrere Kupplungselemente erster Art mit einem oder mehreren Kupplungselementen zweiter Art und umgekehrt hydraulisch verbindbar bzw. verbunden sein. Es ist von Vorteil, dass der Blockzylinder einen ersten Blockzylinder und einen zweiten Blockzylinder aufweist, wobei der zweite Blockzylinder unterhalb des ersten Blockzylinders angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art in dem ersten Blockzylinder vorgesehen ist und wobei in der Ebene des zweiten Blockzylinders zumindest ein Teil der Verriegelungseinrichtung angeordnet ist. Somit kann die Verriegelungseinrichtung unabhängig von den Kupplungselementen betätigt und bei Bedarf mit einem Fluid versorgt werden.
Der zweite Blockzylinder ist vorzugsweise mit dem ersten Blockzylinder fest verbunden, z.B. über Schrauben, Kleben, Stecken, oder ist mit ihm verschweißt oder sogar integral mit dem ersten Blockzylinder ausgebildet.
Ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Verriegelungseinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung mit einem Verriegelungskolben aufweist, wobei der Verriegelungskolben dem Antrieb der wenigstens zwei Riegelbolzen dient, so ist es von Vorteil, dass der Verriegelungskolben im Innern des zweiten Blockzylinder gelagert ist. Somit ist eine sehr kompakte Bauweise möglich
Bei einer Ausführungsform, bei der wenigstens der Kupplungsendabschnitt des Kupplungselements zweiter Art zwischen einer Betriebsstellung und einer Grundstellung verstellbar ist und eine Kupplungsantriebseinrichtung vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, dass die Kupplungsantriebseinrichtung im ersten Blockzylinder angeordnet ist
Um einen hydraulischen Antrieb für eine Verriegelungsvorrichtung und eine Vielzahl von Kupplungselementen besonders kompakt anzuordnen ist, es von Vorteil, dass eine Öffnung für das Kupplungselement zweiter Art in einer Längsseite des Blockzylinders vorgesehen ist und in dem zweiten Blockzylinder eine Öffnung an der Querseite des Blockzylinders vorgesehen ist.
Um auf einfache Weise verstellbare Kupplungselements zweiter Art in den Schnellwechsler einbauen zu können, ist es bevorzugt, dass der erste Blockzylinder im Querschnitt T-förmig mit einer Basis und einem Dach ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Kupplungselement erster Art auf der Ebene des Dachs und das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art auf der Ebene der Basis angeordnet ist. Somit steht auch größeren und aufwändig gestalteten Kupplungselementen zweiter Art genügend Raum im Innern des Gehäuses zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Schnellwechselsystem, umfassend einen beschriebenen Schnellwechsler und einen Adapter, der mit einem Arbeitswerkzeug verbindbar ist, wobei der Schnellwechsler mit dem Adapter mechanisch und hydraulisch koppelbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Adapter zwei einander gegenüberliegende Adapterlängsseiten und wenigstens zwei Querbolzen, wobei die wenigstens zwei Querbolzen jeweils an ihren Endabschnitten mit den Adapterlängsseiten des Adapters in einer lagernden Weise verbunden sind.
Bei dieser Ausführungsform kann die Wechselzeit von einem Adapter zum nächsten deutlich reduziert werden, da unter anderem das komplizierte Umgreifen eines Querbolzens des Adapters mit einem Haken am Schnellwechsler entfallen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Adapterlängsseite des Adapters wenigstens ein Gegenkupplungselement zweiter Art angeordnet ist, welches mit dem wenigstens einen Kupplungselement zweiter Art verbindbar ist. Das Gegenkupplungselement zweiter Art ist vorzugsweise an den Innenseiten der Adapterlängsseiten des Adapters angeordnet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Gegenkupplungselement zweiter Art als Anschlussblock ausgebildet ist, welches vorzugsweise an der Außenseite des Adapters vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Anschlussblock Ausgänge in einer Seitenwand umlenken, so dass diese besser zugänglich sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Keinesfalls ist die Erfindung jedoch auf diese konkreten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf das Schnellwechselsystem,
Fig. 2 eine perspektivische Transparenzansicht auf den Schnellwechsler,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf den Doppelblockzylinder,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Fig. 3,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Fig. 1 nach einem Schnitt gemäß A-A, Fig. 6 eine Explosionszeichnung des Schnellwechslers ohne Gehäuse,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Schnellwechslers ohne Gehäuse gern. Fig. 6,
Fig. 8 eine Konstruktionsdarstellung der Fig. 7,
Fig. 9 eine schematische Darstellung der hydraulischen Verbindungen zwischen den Kupplungselementen erster Art bzw. den Kupplungselementen dritter Art und den Kupplungselementen zweiter Art,
Fig. 10 eine Draufsicht auf das Schnellwechselsystem im gekoppelten Zustand,
Fig. 11 eine perspektivische Teilquerschnittsansicht auf das Schnellwechselsystem im gekoppelten Zustand,
Fig. 12 eine alternative Ausführungsform eines Schnellwechslers in perspektivischer Ansicht und
Fig. 13 eine alternative Ausführungsform eines Blockzylinders mit Verriegelung und Kupplungselementen.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Anwendbarkeit:
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Schnellwechselsystems. Das Schnellwechselsystem besteht aus einem Schnellwechsler 10 und einem Adapter 70, die miteinander koppelbar sind.
Der Schnellwechsler 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einer oberen baumaschinenseitigen bzw. auslegerseitigen Gehäusewand 14, einer dazu entgegengesetzt angeordneten unteren Gehäusewand 16 und Seitenwänden, nämlich zwei zueinander entgegengesetzt angeordneten Gehäuselängswänden 18 und zwei quer zu einer Längsachse des Schnellwechslers 10 verlaufenden Gehäusequerwänden 20 sowie einen doppelstöckigen Blockzylinder 26 mit einem ersten Blockzylinder 28 und einem zweiten Blockzylinder 30 im Inneren des Gehäuses (siehe Fig. 3).
An den zueinander entgegengesetzt liegenden Gehäuselängswänden 18 des Schnellwechslers
10 sind jeweils mehrere Kupplungselemente erster Art 32, Kupplungselemente zweiter Art 36 und Kupplungselemente dritter Art 32' in entsprechenden Öffnungen 22 im Gehäuse 12 gelagert. Die Kupplungselemente zweiter Art 36 erstrecken sich senkrecht zur Gehäuselängswand 18 des Gehäuses 12, während die Kupplungselemente erster Art 32 und dritter Art 32' gewinkelt sind und mit ihrem freien Ende in Richtung der oberen Gehäusewand 14 weisen, die Kupplungselemente erster Art 32 und dritter Art 32 ' sind im Wesentlichen baugleich, unterscheiden sich jedoch wie weiter unten erklärt wird in ihrer Funktion.
Es sind keine Kupplungselemente erster Art 32, Kupplungselemente dritter Art 32‘ und besonders keine Kupplungselemente zweiter Art 36 an der oberen baumaschinenseitigen bzw. auslegerseitigen Gehäusewand 14, der dazu entgegengesetzt angeordneten unteren Gehäusewand 16 oder an den Gehäusequerwänden 20 des Gehäuses 12 angeordnet.
Außerdem ist in Fig. 1 jeweils ein Paar Riegelbolzen 54 zu erkennen, die senkrecht zu jeder Gehäusequerwand 20 angeordnet sind und die über jeweils entsprechende Öffnungen in den Gehäusequerwänden 20 des Gehäuses 12 in das Innere des Gehäuses 12 verlaufen. Die beiden Paare an Riegelbolzen 54 sind über die genannten Öffnungen des Gehäuses 12 in zueinander entgegengesetzte Richtungen zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung und umgekehrt verfahrbar. Hierzu ist im Inneren des Gehäuses 12 eine Verriegelungseinrichtung 24 vorgesehen, auf die weiter unten näher eingegangen wird.
Die Längsachse des Schnellwechslers 10 wird durch die Erstreckungsrichtung der Riegelbolzen 54 der Verriegelungseinrichtung 24 definiert und entspricht der Längsachse herkömmlicher Schnellwechsler gemäß dem Stand der Technik.
Die Form des Gehäuses 12 setzt sich zusammen aus einem im Querschnitt rechteckigen Hauptabschnitt und zwei Haken 21 , die jeweils an einer Gehäusequerwand 20 vorgesehen sind (wobei in Fig. 1 nur ein Haken 21 zu erkennen ist). Der Übergang vom Hauptabschnitt des Schnellwechslers 10 zu den Haken 21 ist fließend.
Der Adapter 70 umfasst einen Adapterboden 72 und zwei sich parallel in Längsrichtung des Adapters 70 erstreckenden Adapterlängsseiten 74.
Jede Adapterlängsseite 74 des Adapters 70 weist jeweils im oberen Bereich zwei zueinander entgegengesetzt angeordnete Bohrungen auf, in denen jeweils ein Endabschnitt eines Querbolzen 78 gelagert ist, so dass die beiden Adapterlängsseiten 74 über zwei Querbolzen 78 miteinander verbunden sind. Weiterhin befinden sich in den Adapterlängsseiten 74 des Adapters 70 zwei schematisch angedeutete Gegenkupplungselemente zweiter Art 76.
Jedes Gegenkupplungselement zweiter Art 76 des Adapters 70 ist mit einem nicht gezeigten Hydraulikschlauch verbindbar, der zu einem nicht gezeigten Arbeitsgerät hinläuft, mit welchem der Adapter 70 verbindbar ist. Das Kupplungselement zweiter Art 36 dient der Kupplung mit entsprechenden Gegenkupplungselementen zweiter Art 76 des Adapters 70 zur Steuerung eines hydraulisch betriebenen Werkzeuges.
Das Kupplungselement erster Art 32 bzw. das Kupplungselement dritter Art 32‘ dient der Kupplung mit nicht gezeigten Gegenkupplungselementen erster Art an Hydraulikschläuchen einer Baumaschine.
Der wesentliche funktionelle Unterschied zwischen einem Kupplungselement erster Art 32 und einem Kupplungselement dritter Art 32‘ besteht darin, dass jedes Kupplungselement erster Art 32 mit wenigstens einem Kupplungselement zweiter Art 36 hydraulisch verbunden ist, was der Versorgung und/oder dem Rückfluss von hydraulischer Flüssigkeit zwischen dem Kupplungselement erster Art 32 und dem Kupplungselement zweiter Art 36 dient. Im Gegensatz hierzu dienen die Kupplungselemente dritter Art 32‘ nicht der Versorgung bzw. dem Rückfluss von hydraulischer Flüssigkeit der Kupplungselemente zweiter Art 36, sondern der Versorgung von Hydraulikantrieben, die im Inneren des Gehäuses 12 angeordnet sind. Das Kupplungselement dritter Art 32‘ und das Kupplungselement zweiter Art 36 sind also nicht hydraulisch miteinander verbunden.
Jedes Kupplungselement erster Art 32 bzw. Kupplungselement dritter Art 32‘ umfasst jeweils einen Kupplungsabschnitt 31 . Jedes Kupplungselement erster Art 32 bzw. Kupplungselement dritter Art 32‘ erstreckt sich durch eine Aussparung in der Gehäuselängsseite 18 des Gehäuses 12 senkrecht zur Gehäuselängsseite 18 nach außen und geht gewinkelt in den Kupplungsendabschnitt 31 des Kupplungselementes erster Art 32 bzw. des Kupplungselementes dritter Art 32‘ über, so dass der Kupplungsendabschnitt jedes Kupplungselements erster Art 32 bzw. Kupplungselementes dritter Art 32‘ nach oben weist.
Jedes der Kupplungselemente erster Art 32 bzw. der Kupplungselemente dritter Art 32‘ ist mittels einer Schwenkverschraubung 34 mit dem Gehäuse 12 des Schnellwechslers 10 verschraubt. Im Inneren jedes Kupplungselementes erster Art 32 bzw. Kupplungselementes dritter Art 32‘ befindet sich vorzugsweise ein Ventil, das im gekuppelten Zustand geöffnet und im ungekuppelten Zustand geschlossen ist. Außerdem können sich im Inneren jedes Kupplungselementes erster Art 32 bzw. Kupplungselementes dritter Art 32‘ weitere Einrichtungen befinden, die beispielsweise der Weiterleitung und/oder dem Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit im gekuppelten Zustand und der Fluiddichtigkeit dienen.
Bei dem Kupplungselement erster Art 32 bzw. dem Kupplungselement dritter Art 32‘ handelt es sich vorzugsweise um ein Schnellverschluss-Kupplungselement, das als Male- oder Female- Kupplungselement ausgebildet sein kann. Die Kupplungselemente erster Art 32 und dritter Art 32' sind fest mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Die Kupplungselemente zweiter Art 36 hingegen sind linear senkrecht zu den Gehäuselängswänden 18 des Schnellwechslers 10 zwischen einer Grundstellung und einer Schließstellung hydraulisch verfahrbar bzw. verschiebbar und sind in Fig. 1 in Betriebsstellung gezeigt.
Die Kupplungselemente zweiter Art 36 sind aus einem Kupplungsstecker 40 und einem Kupplungskolben 42 (vgl. Fig. 6), vorliegend aus einem Ventilstecker und einem Ventilkolben, zusammengesetzt. Sie können als Male- oder Female-Kupplungselemente ausgebildet sein. Es handelt sich vorzugsweise um ein Schnellverschluss-Kupplungselement.
Im Inneren jedes Kupplungselementes zweiter Art 36, vorzugsweise im Kupplungsstecker 40 oder als Teil des Kupplungselementes zweiter Art 36 ist ein Ventil vorgesehen, das im gekuppelten Zustand geöffnet und im nicht gekuppelten Zustand geschlossen ist.
Jedes Kupplungselement zweiter Art 36, also zumindest der Kupplungsendabschnitt 35 jedes Kupplungselementes zweiter Art 36, erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung in der Gehäuselängsseite 18 des Schnellwechslers 10 senkrecht zur Gehäuselängsseite 18 des Schnellwechslers 10 in einer Betriebsstellung nach außen.
Im Inneren des Gehäuses 12 des Schnellwechslers 10 erstrecken sich die Kupplungskolben 42 der Kupplungselemente zweiter Art 36 in den ersten Blockzylinder 28 hinein (vgl. Fig. 6). Jeder Kupplungskolben 42 der Kupplungselemente zweiter Art 36 wird in einer Ausnehmung 37 im ersten Blockzylinder 28 gelagert (vgl. Fig. 3 und Fig. 4).
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Transparenzansicht auf den Schnellwechsler 10. Zu erkennen ist der vollständig im Inneren des Gehäuses 12 angeordnete Blockzylinder 26 mit einem ersten Blockzylinder 28 und dem zweiten Blockzylinder 30, wobei der Blockzylinder 26 in dem Gehäuse so ausgerichtet ist, dass die Längsachse des Gehäuses 12 des Schnellwechslers 10 parallel zur Längsachse der Blockzylinder 28, 30 ist und umgekehrt.
Wie insbesondere den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, weist der erste Blockzylinder 28 eine im Querschnitt T-förmige Gestalt auf, mit einer ersten Ebene 27 und einer zweiten Ebene 29. Die zweite Ebene 29 des ersten Blockzylinders 28 ist gegenüber der ersten Ebene 27 zurückversetzt.
Unterhalb des ersten Blockzylinders 28 befindet sich der zweite Blockzylinder 30. Der zweite Blockzylinder 30 ist quaderförmig mit einem quadratischen Querschnitt und kleiner als der erste Blockzylinder 28 ausgebildet. Er erstreckt sich mit Abstand vom Rand des ersten Blockzylinders 28 in Längsrichtung des ersten Blockzylinders 28, so dass der Blockzylinder 26 im Querschnitt sich von der ersten Ebene 27 des ersten Blockzylinders 28 zum zweiten Blockzylinder 30 stufenartig verjüngt.
Der erste Blockzylinder 28 und der zweite Blockzylinder 30 können durch Schrauben, Verkleben, Stecken oder durch sonstige Verbindungen miteinander verbunden sein. Der erste Blockzylinder 28 und der zweite Blockzylinder 30 können auch integral als Doppelblockzylinder ausgebildet sein.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der im oberen Bereich des ersten Blockzylinders 28 neun Kupplungselemente erster Art 32 und/oder Kupplungselemente dritter Art 32‘ vorgesehen sind. Auf der einen Längsseite des ersten Blockzylinders 28 sind es vier, und auf der entgegengesetzt liegenden Längsseite des ersten Blockzylinders 28 sind es fünf.
Vorzugsweise sind fünf der gezeigten Kupplungselemente Kupplungselemente erster Art 32 und vier davon Kupplungselemente dritter Art 32‘. Die Anzahl der Kupplungselemente erster Art
32 ist vorzugsweise gleich der Anzahl der Kupplungselemente 36 zweiter Art, da jeweils ein Kupplungselement erster Art 32 mit jeweils einem Kupplungselement zweiter Art 36 hydraulisch koppelbar ist. Die Ausnehmungen 33 in dem ersten Blockzylinder 28 fluchten mit den entsprechenden Öffnungen im Gehäuse 12, so dass die Kupplungselemente erster Art 32 und die Kupplungselemente dritter Art 32' in den Öffnungen des Gehäuses 12 in die Ausnehmungen
33 des ersten Blockzylinders 28 ragen. Im Inneren des ersten Blockzylinders 28 befinden sich Hydraulikleitungen und ggf. Verteileinrichtungen, die mit diesen neun Kupplungselementen hydraulisch verbunden sind. Fünf dieser Leitungen verlaufen innerhalb des ersten Blockzylinders 28 zu den unterhalb der Ebene der Kupplungselemente erster Art 32 sich befindlichen Kupplungselementen zweiter Art 36, so dass die Kupplungselemente erster Art 32 und die Kupplungselemente zweiter Art 36 hydraulisch miteinander verbunden sind. Es versteht sich, dass innerhalb dieser Verbindung auch mehrere Einrichtungen des ersten Blockzylinders 28 zwischengeschaltet sein können, auf die nicht näher eingegangen wird.
Die Leitungen der Kupplungselemente zweiter Art 36 verlaufen ebenfalls in den ersten Blockzylinder 28 hinein und sind entsprechend hydraulisch mit den Kupplungselementen erster Art 32 verbunden.
Die Anzahl und die Verteilung der Kupplungselemente erster Art 32 und/oder der Kupplungselemente dritter Art 32‘ kann variieren (vgl. z.B. Fig. 3).
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Blockzylinders 28 sind auf einer Längsseite des ersten Blockzylinders 28 im oberen Bereich, also der ersten Ebene 27 des ersten Blockzylinders 28, vorzugsweise sechs Ausnehmungen 33 zur Aufnahme der Kupplungselemente erster Art 32 und/oder der Kupplungselemente dritter Art 32‘ vorgesehen. Diese sechs Ausnehmungen 33 sind in Reihe angeordnet.
Auf der entgegengesetzt liegend angeordneten Längsseite des ersten Blockzylinders 28 (nicht gezeigt) sind in analoger Weise in der ersten Ebene 29 des ersten Blockzylinders 28 vorzugsweise weitere drei Ausnehmungen 33 zur Aufnahme der Kupplungselemente erster Art 32 und/oder der Kupplungselemente dritter Art 32‘, angeordnet. Diese Ausnehmungen 33 sind ebenfalls vorzugsweise in Reihe angeordnet.
Vorteilhafterweise sind alle Ausnehmungen 33 mit einem Gewinde versehen, in die die Kupplungselemente erster Art 32 und/oder die Kupplungselemente dritter Art 32‘ über ein Gegengewinde einschraubbar sind. Es versteht sich, dass vom Erfindungsgedanken auch alternative Befestigungsvarianten oder Kombinationen dieser mitumfasst sind.
In der zweiten Ebene 29 des ersten Blockzylinders 28 sind weitere vier Ausnehmungen 37 an der gezeigten Längsseite des ersten Blockzylinders 28 vorgesehen. Auf der nicht gezeigten, entgegengesetzt liegenden Längsseite des ersten Blockzylinders 28 sind wenigstens drei weitere Ausnehmungen 37 in den ersten Blockzylinder 28 eingelassen. Die Ausnehmungen 37 dienen der Lagerung der Kupplungselemente zweiter Art 36, wobei auf jeder Längsseite des ersten Blockzylinders 28 jeweils eine der Ausnehmungen der Lagerung eines Kupplungsbrückenkolbens 48 dient.
Die Ausnehmungen 37 in dem ersten Blockzylinder 28 fluchten mit den entsprechenden Öffnungen im Gehäuse 12, so dass die Kupplungselemente zweiter Art 36 in den Öffnungen des Gehäuses 12 in die Ausnehmungen 37 des ersten Blockzylinders 28 ragen.
Die Kupplungselemente zweiter Art 36 sind in den Ausnehmungen 37 verstellbar, insbesondere verfahrbar gelagert. Hierbei können die Kupplungselemente zweiter Art 36 im Gesamten, d.h. als vollständige Einheit, verstellbar, insbesondere verfahrbar, verkippbar und/oder verschwenkbar ausgestaltet sind. Alternativ können aber auch nur Teile eines Kupplungselements zweiter Art 36, wie etwa die Kupplungsendabschnitte der Kupplungselemente zweiter Art 36 verstellbar, insbesondere verfahrbar, verkippbar und/oder verschwenkbar ausgestaltet sein, wobei andere Teile des Kupplungselements zweiter Art 36 fest in den Ausnehmungen 37 verankert sind, z.B. durch ein Gewinde.
In den zueinander entgegengesetzt liegenden Stirnflächen des zweiten Blockzylinders 30 befinden sich Ausnehmungen 68, die über einen Kanal miteinander verbunden sind. In diesem Kanal wird ein doppelseitig beaufschlagbarer Riegelbrückenkolben 58 einer Verriegelungseinrichtung 24 verfahrbar gelagert, der in Längsrichtung des zweiten Blockzylinders 30 verfahren kann. Auf die Verriegelungseinrichtung 24 wird weiter unten näher eingegangen.
Die Kupplungselemente zweiter Art 36 sind mit einer Kupplungsantriebseinrichtung 38 verbunden, auf die im Folgenden anhand der Fig. 6 und 7 näher eingegangen wird.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Schnellwechsler 10 ohne Gehäuse 12 in einer Explosionsdarstellung. Zu erkennen ist der zweite Blockzylinder 30 und der unterhalb des zweiten Blockzylinders 30 angeordnete erste Blockzylinder 28. An den Längsseiten des ersten Blockzylinders 28 sind jeweils zwei bzw. drei Kupplungselemente zweiter Art 36 in nicht gezeigten Ausnehmungen 37 gelagert.
Die Kupplungselemente zweiter Art 36 umfassen jeweils einen Kupplungsstecker 40 und einen Kupplungskolben 42, wobei die Kupplungskolben 42 parallel zueinander ausgerichtet sind, Sie sind mit einer Kupplungsantriebseinrichtung 38 verbunden, welche die Kupplungselemente zweiter Art 36 zwischen einer Grundstellung (Schutzstellung) und einer Betriebsstellung (Kupplungsstellung) verfahren kann.
Hierzu umfasst die Kupplungsantriebseinrichtung 38 auf jeder Längsseite des ersten Blockzylinders 28 jeweils eine Teilkupplungsantriebseinrichtung 38a und 38b. Die Teilkupplungsantriebseinrichtungen 38a und 38b sind spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Jede Teilkupplungsantriebseinrichtung 38a, 38b umfasst jeweils eine Kupplungsbrücke 46 und einen doppelseitig beaufschlagbaren Kupplungsbrückenkolben 48. Die Kupplungsbrücke 46 ist im Querschnitt rechteckig ausgebildet.
Der Kupplungsbrückenkolben 48 ist fest mit der Kupplungsbrücke 46 verbunden, beispielsweise über eine Schraube.
Jede Kupplungsbrücke 46 ist blockzylinderseitig mit wenigstens drei Führungseinrichtungen 44 verbunden. Die Anzahl an Führungseinrichtungen 44 entspricht der Anzahl an zweiten Kupplungen 36 zzgl. der Anzahl an Kupplungsbrückenkolben 48. Die Führungseinrichtungen 44 sind vorzugsweise ringartig ausgebildet und umschließen blockzylinderseitig durchgehende Öffnungen der Kupplungsbrücke 46.
Auf der blockzylinderabgewandten Seite der Kupplungsbrücke 46 sind im Bereich der Öffnungen der Kupplungsbrücke 46 die Kupplungsstecker 40 der Kupplungselemente zweiter Art 36 angeordnet, vorzugsweise fest mit der Kupplungsbrücke 46 verbunden.
In jeder Führungseinrichtung 44 und der entsprechenden durchgehenden Öffnung im Kupplungsbrückenkolben 48 ist jeweils wenigstens ein Abschnitt eines Kupplungsbrückenkolbens 48 senkrecht zur Längsrichtung des ersten Blockzylinders 28 beweglich gelagert oder alternativ abschnittsweise fest mit der Führungseinrichtung 44 und/oder mit dem Rand der Öffnung der Kupplungsbrücke 46 verbunden, je nachdem, ob nur die Kupplungsstecker 40 oder das gesamte Kupplungselement zweiter Art 36 verfahrbar ausgestaltet ist.
Der Kupplungsbrückenkolben 48 ist in einer Aussparung 37 im ersten Blockzylinder 28 gelagert und steht in hydraulischer Verbindung mit wenigstens einem Kupplungselement dritter Art 32‘.
Jeder Kupplungsbrückenkolben 48 kann zwischen wenigstens zwei Positionen, einer blockzylindernahen und einer blockzylinderfernen Position, verfahren. In der blockzylindernahen Stellung der Kupplungsbrückenkolben 48 befinden sich entsprechend die beiden Kupplungsbrücken 46 der Teilkupplungsantriebseinrichtungen 38a und 38b ebenfalls in einer blockzylindernahen Stellung und somit auch die Kupplungsendabschnitte wie z.B. die Kupplungsstecker 46 der Kupplungselemente zweiter Art 36. Vorzugsweise ist die Kupplungsantriebseinrichtung 38 so bemaßt, dass in dieser Stellung die Kupplungsstecker 46 vollständig sich im Inneren des nicht gezeigten Gehäuses 12 des Schnellwechslers 10 aufhalten, also sich die gesamten zweiten Kupplungselemente 36 innerhalb des Gehäuses 12 erstrecken. Es handelt sich bei dieser Stellung um die Grundstellung (Schutzstellung) der Kupplungselemente zweiter Art 36.
Die Kupplungsbrückenkolben 48 sind ausgehend von der Grundstellung in die blockzylinderferne Stellung verfahrbar, womit auch die Kupplungsstecker 46 bzw. die Kupplungsstecker 46 mit Kupplungskolben 42 in die blockzylinderferne Stellung verfahrbar sind.
Dabei ist die Kupplungsantriebseinrichtung 38 so bemaßt, dass sich zumindest ein Kupplungsendabschnitt, vorzugsweise der gesamte Kupplungsstecker 46 jedes Kupplungselementes zweiter Art 36 in der blockzylinderfernen Stellung außerhalb des Gehäuses 12 des Schnellwechslers 10 befindet. Es handelt sich bei dieser Stellung um die Betriebsstellung (Kupplungsstellung) der Kupplungselemente zweiter Art 36.
Die Steuerung der Kupplungsbrückenkolben 48 erfolgt über wenigstens ein Kupplungselement dritter Art 32‘, das mit dem Hydrauliksystem einer Baumaschine kuppelbar ist. Die beiden Teilkupplungsantriebseinrichtungen 38a, 38b sind dabei vorzugsweise synchron, also gemeinsam verfahrbar.
Ferner ist in den Fig. 6 bis 8 die Verriegelungseinrichtung 24 gut zu erkennen.
Die Verriegelungseinrichtung 24 umfasst auf jeder Querseite des zweiten Blockzylinders 30, jeweils eine in Längsrichtung des zweiten Blockzylinders 30 sich erstreckende erste Teilverriegelungseinrichtung 24a und eine zweite Teilverriegelungseinrichtung 24b. Die Teilverriegelungseinrichtungen 24a und 24b sind spiegelsymmetrisch aufgebaut.
Jede Teilverriegelungseinrichtung 24a, 24b umfasst jeweils eine Riegelbrücke 56 und einen Bolzenantrieb 60 mit einem Riegelbrückenkolben 58.
Der Riegelbrückenkolben 58 ist somit senkrecht zu den Kupplungskolben 42 ausgerichtet. Die Riegelbrücke 56 kann in einen mittleren Abschnitt 67 und zwei zueinander entgegengesetzt gerichtete Seitenabschnitte 69 unterteilt werden, die sich links und rechts des Mittelabschnitts 67 der Riegelbrücke 56 erstrecken. Die Seitenabschnitte 69 befinden sich in einer Linie und sind gegenüber des Mittelabschnitts 67 der Riegelbrücke 56 zum zweiten Blockzylinder 30 hin zurückversetzt. Anders formuliert, der Mittelabschnitt 67 der Riegelbrücke 56 ist vom zweiten Blockzylinder 30 weiter distanziert als die Seitenabschnitte 69 der Riegelbrücke 56.
Bei dem Riegelbrückenkolben 58 handelt es sich um einen üblichen Kolben, bei dem ein Abschnitt beweglich im Inneren des zweiten Blockzylinders 30 gelagert ist und wenigstens eine Hydraulikkammer im Inneren des zweiten Blockzylinders 30 begrenzt. Das Gesamtsystem wird erfindungsgemäß als Bolzenantrieb 60 bezeichnet, wobei erfindungsgemäß auch alternative Bolzenantriebe 60 verwirklicht sein können, z.B. ein Elektroantrieb.
Mit seinem blockzylinderfernen Endabschnitt ist der Riegelbrückenkolben 58 im Bereich des Mittelabschnitts 67 der Riegelbrücke 56 mit der Riegelbrücke 56 fest verbunden, vorzugsweise verschraubt.
Im Bereich der Seitenabschnitte 69 der Riegelbrücke 56 ist jeweils ein Riegelbolzen 54 angebracht, vorzugsweise angeschraubt. Die Riegelbolzen 54 erstrecken sich vom zweiten Blockzylinder 30 weg. Sie erstrecken sich vorzugsweise parallel zueinander und bilden ein Paar an Riegelbolzen 54. Jeder Riegelbolzen 54 ist mit einem Zentrierabschnitt 64 versehen (vgl.
Fig. 8).
Jede Teilverriegelungseinrichtung 24a und 24b ist vorzugsweise einzeln ansteuerbar, so dass jeder Riegelbrückenkolben 58 jeder Teilverriegelungseinrichtung 24a und 24b separat zwischen wenigstens zwei Positionen, einer blockzylindernahen und einer blockzylinderfernen Position verfahren kann.
In der blockzylindernahen Stellung des Riegelbrückenkolbens 58 einer Teilverriegelungseinrichtung 24a und 24b befindet sich das entsprechende Paar an Riegelbolzen 54 mit der entsprechenden Riegelbrücke 56 ebenfalls in einer blockzylindernahen Stellung. Diese Stellung des Paars Riegelbolzen 54 wird erfindungsgemäß als Öffnungsstellung bezeichnet.
Jeder Riegelbrückenkolben 58 und somit auch jedes Paar Riegelbolzen 54 ist ausgehend von der Öffnungsstellung in die blockzylinderferne Stellung verfahrbar. Bei dieser Stellung handelt es sich erfindungsgemäß um die Schließstellung. In dieser Stellung ragen die Riegelbolzen durch Öffnungen in der Querwand des Gehäuses 12.
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht der Fig. 1 nach einem Schnitt gemäß A-A. Bezüglich der Einzelheiten sei auf die Ausführungen in Bezug auf die Fig. 6 bis 8 verwiesen.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung der hydraulischen Verbindungen zwischen den Kupplungselementen erster Art 32 und den Kupplungselementen zweiter Art 36, sowie den Kupplungselementen dritter Art 32‘ und den Kupplungsbrückenkolben 48. Es sind vorliegend fünf Kupplungselemente erster Art 32, vier Kupplungselemente dritter Art 32‘ und fünf Kupplungselemente zweiter Art 36 gezeigt. Jedes Kupplungselement erster Art 32 ist jeweils mit einem Kupplungselement zweiter Art 36 hydraulisch verbunden. Zwei Kupplungselemente dritter Art 32‘ stehen mit den Kupplungsbrückenkolben 48 in hydraulischer Verbindung. Die verbleibenden beiden Kupplungselemente dritter Art 32‘ in der Mitte des ersten Blockzylinders 28 stehen mit den Riegelbrückenkolben 58 des zweiten Blockzylinders 30 in hydraulischer Verbindung (nicht eingezeichnet).
Die Kupplungselemente erster Art 32 und die Kupplungselemente dritter Art 32‘ sind unmittelbar mit dem Hydrauliksystem einer Baumaschine kuppelbar, wohingegen die Kupplungselemente zweiter Art 36 mit dem Hydrauliksystem eines Adapters 70 kuppelbar sind.
Die Fig. 10 und 11 zeigen das Schnellwechselsystem im gekoppelten Zustand. Zusammen mit Fig. 1 wird nun das Koppeln zwischen dem Schnellwechsler 10 und dem Adapter 70 näher beschrieben.
Ausgangspunkt ist, dass der Schnellwechsler 10 in üblicher Art und Weise an einem Ausleger einer Baumaschine montiert ist. Die Hydraulikschläuche der Baumaschine mit ihren Gegenkupplungselementen zweiter Art sind an den Kupplungselementen erster Art 32 und den Kupplungselementen dritter Art 32' des Schnellwechslers 10 angebracht, so dass das Hydrauliksystem des Schnellwechslers 10 mit dem Hydrauliksystem der Baumaschine gekoppelt ist. Das Hydrauliksystem des Schnellwechslers 10 steht dann beim Kopplungsprozess unter Dauerdruck, insbesondere das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art 36, die wenigstens eine Kupplungsantriebseinrichtung 32 und die wenigstens eine Verriegelungseinrichtung 24.
Um den Schnellwechsler 10 mit dem Adapter zu verbinden, sind je nachdem, wie weit die Riegelbolzen 54 der Verriegelungseinrichtung 24 in der Öffnungsstellung der Verriegelungseinrichtung 24 aus dem Gehäuse 12 des Schnellwechslers 10 herausragen und wie weit die entsprechenden Querbolzen 78 des Adapters 70 voneinander beabstandet sind, zwei unterschiedliche Kopplungsszenarien denkbar, die beide vom Erfindungsgedanken mitumfasst sind und im Folgenden beschrieben werden.
Im ersten Szenario, bei der die Riegelbolzen 54 der Verriegelungseinrichtung 24 in der Öffnungsstellung eng am Gehäuse 12 anliegen und/oder der Abstand der Querbolzen 78 des Adapters 70 groß ist, wird der Schnellwechsler 10 über den Adapter 70 geführt, bis er in Flucht mit dem Adapter steht. Der Schnellwechsler 10 kann dann soweit herabgelassen werden, bis die untere Gehäusewand 16 des Schnellwechslers 10 auf dem Boden 72 des Adapters 70 aufliegt und die Adapterlängsseiten 74 des Adapters 70 den Schnellwechsler 10 umrahmen. In dieser Stellung können die Riegelbolzen 58 in beschriebener Weise an den entgegengesetzt liegenden Seiten des Schnellwechslers 10 in die Schließstellung ausfahren und die Querbolzen 78 des Adapters 70 untergreifen.
In einem weiteren Schritt können die Kupplungselemente zweiter Art 36, angetrieben durch die Kupplungsantriebseinrichtung 38, soweit senkrecht zur Gehäuselängsseite 18 des Schnellwechslers 10 ausfahren, bis sie hydraulisch mit den Gegenkupplungselementen zweiter Art 76 am Adapter 70 gekuppelt sind. Die Gegenkupplungselemente zweiter Art 76 am Adapter sind mit weiteren Hydraulikschläuchen verbunden, so dass das Arbeitsgerät am Adapter 70 nun mit dem Hydrauliksystem des Schnellwechslers 10 und somit auch mit dem Hydrauliksystem der Baumaschine gekoppelt ist. Das Arbeitswerkzeug ist sofort einsatzbereit.
Im zweiten Szenario wird der Schnellwechsler 10 unter einem Winkel zum Adapter 70 so positioniert und herabgelassen, bis ein erster Querbolzen 78 des Adapters 70 im Zwischenraum zwischen der Nase 21 am Schnellwechsler 10 und dem seitengleichen ersten Paar Riegelbolzen 54 hineingleitet. Der Schnellwechsler 10 verschwenkt dann in eine Verriegelungsstellung, in der sich das entgegengesetzt angeordnete Paar Riegelbolzen 54 unterhalb des zweiten Querbolzen 78 des Adapters 70 befindet und die Adapterlängsseiten 74 des Adapters 70 den Schnellwechsler 10 umgreifen. Nun verfahren die am Schnellwechsler 10 angeordneten und zueinander entgegengesetzt gerichteten Paare Riegelbolzen 54 in ihre Schließstellung und sorgen so für die sichere Verbindung zwischen dem Schnellwechsler 10 und dem Adapter 70.
In einem weiteren Schritt fahren nun die Kupplungselemente zweiter Art 36 zum Kuppeln mit den Gegenkupplungselementen zweiter Art 76 am Adapter 70 aus, wie bereits oben beschrieben. Das Entkoppeln zwischen Adapter 70 und Schnellwechsler 10 erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.
Die Anzahl und die Verteilung der Kupplungselemente erster Art 32, der Kupplungselemente zweiter Art 36 und der Kupplungselemente dritter Art 32‘ kann je nach Anforderung variieren.
Bei den bisher dargestellten Ausführungsformen ist die Anzahl der Kupplungselemente auf beiden Seiten des Schnellwechslers unterschiedlich. Bei einer in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl der Kupplungselemente auf beiden Seiten gleich. So weist bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform das Schnellwechselsystem 110 auf beiden Längsseiten des Schnellwechslers 112 bzw. des Adapters 170 jeweils zwei Kupplungselemente zweiter 136 Art bzw. zwei Gegenkupplungselemente zweiter Art 176 auf. Sie sind sogar symmetrisch angeordnet. Es versteht sich, dass die Anzahl der Kupplungselemente zweiter Art bzw. Gegenkupplungselemente zweiter Art und/oder deren Anordnung je nach Anforderung an das Schnellwechselsystem variieren kann.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Adapter 170 ist das Gegenkupplungselement zweiter Art 176 an der Adapterlängsseite 174 als Anschlussblock 180 ausgebildet, bei welchem der Teil des das Gegenkopplungselements, der aus dem Adapter 170 ragt, gewinkelt ausgebildet ist, so dass der Ausgang 182 des Gegenkopplungselements 176 zweiter Art nach unten weist.
Während bei der in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsformen der Riegelbolzen 154 bzw. Riegelbrückenkolben 158 mit der Riegelbrücke 156 verschraubt ist, zeigen Fig. 12 und 13 eine Ausführungsform eines Schnellwechslers 110, bei der anstelle der Verschraubung eine Drehverrieglung vorgesehen ist. Hierfür ist in der Riegelbrücke 156 ein Langloch 190 vorgesehen und der Riegelbolzen 154 bzw. der Riegelbrückenkolben weisen an ihrer Stirnseite einen Stift mit länglichem Kopf 190 auf. Der Riegelbolzen 154 bzw. der Riegelbrückenkolben werden mittels eines Stifts mit länglichem Kopf 192 in das Langloch 192 eingeführt und zum Befestigen gedreht, so dass der längliche Kopf 192 senkrecht zum Langloch 190 ausgerichtet ist. In analoger Weise werden die Kopplungselemente zweiter Art 136 an der Kopplungsbrücke 146 befestigt.
Vom Erfindungsgedanken mitumfasst ist auch, dass die Verriegelungseinrichtung 24 nur einseitig mit einem Paar Riegelbolzen 54 ausgerüstet ist und auf der entgegengesetzten Seite, wie im Stand der Technik bekannt, beispielsweise am Gehäuse ein Haken angeordnet sein kann. Es versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform dargestellt wurden, untereinander kombiniert werden können.

Claims

25 Patentansprüche:
1 . Schnellwechsler als Teil eines Schnellwechselsystems für Baumaschinen, umfassend
- ein Gehäuse (12; 112) mit zwei entgegengesetzt liegenden Längswänden (18), zwei entgegengesetzt liegenden Querwänden (20), einer Oberseite und einer Unterseite, einen Blockzylinder (28, 30) im Innern des Gehäuses (12; 112), eine Verriegelungseinrichtung (24) mit wenigstens einem Riegelbolzen (54; 154) und einer Antriebsvorrichtung, wobei der wenigstens eine Riegelbolzen (54; 154) in einer verriegelten Stellung aus einer der beiden Querwände (20) herausragt,
- wenigstens ein Kupplungselement erster Art (32) mit einem Kupplungsendabschnitt (31 ) und wenigstens ein Kupplungselement zweiter Art (36; 136) mit einem Kupplungsendabschnitt (35),
- wobei das wenigstens eine Kupplungselement erster Art (32) und das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) hydraulisch miteinander verbunden sind und
- wobei das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) an einer der beiden Längswände (18) des Gehäuses (12; 112) angeordnet ist.
2. Schnellwechsler (10; 110) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kupplungselement erster Art (32) an einer Längswand des Gehäuses (12; 112) angeordnet ist.
3. Schnellwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Kupplungsendabschnitt (35) des Kupplungselements zweiter Art (36; 136) zwischen einer Betriebsstellung und einer Grundstellung verstellbar ist, wobei der Kupplungsendabschnitt (35) des Kupplungselements zweiter Art (36; 136) in der Betriebsstellung aus der Längswand (20) des Gehäuses (12; 112) herausragt.
4. Schnellwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) mit einer Kupplungsantriebseinrichtung (38) verbunden ist, so dass wenigstens der zweite Kupplungsendabschnitt (35) des Kupplungselementes zweiter Art (36; 136) zwischen der Grundstellung und der Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar ist.
5. Schnellwechsler (10; 110) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kupplungselement dritter Art (32‘) vorgesehen ist, das vorzugsweise in einer Längswand
(18) des Gehäuses (12; 112) angeordnet ist.
6. Schnellwechsler (10; 110) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellwechsler (10; 110) mit wenigstens zwei Kupplungselementen zweiter Art (36; 136) ausgestattet ist, wobei wenigstens die Kupplungsendabschnitte (35) der Kupplungselemente zweiter Art (36; 136) synchron zwischen der Grundstellung und der Betriebsstellung und umgekehrt verstellbar sind.
7. Schnellwechsler (10; 110) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kupplungselemente zweiter Art (36; 136) vorgesehen sind, die an entgegengesetzten Längsseiten (18) des Gehäuses (12; 112) angeordnet sind und mittels einer gemeinsamen Kupplungsantriebseinrichtung (38) verstellbar sind, wobei die Kupplungsantriebseinrichtung (38) einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder aufweist, der vorzugsweise parallel zur Querwand (20) des Gehäuses (12; 112) ausgerichtet ist.
8. Schnellwechsler (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (24) wenigstens zwei Riegelbolzen (54; 154) umfasst, die in entgegengesetzte Richtungen weisen und mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung und umgekehrt verstellbar sind.
9. Schnellwechsler (10; 110) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder aufweist, der vorzugsweise parallel zur Längswand (20) des Gehäuses (12; 112) ausgerichtet ist.
10. Schnellwechsler (10; 110) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eine Riegelbrücke (56; 156) aufweist.
11 . Schnellwechsler (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockzylinder (26) einen ersten Blockzylinder (28) und einen zweiten Blockzylinder (30) aufweist, wobei der zweite Blockzylinder (30) unterhalb des ersten Blockzylinders (28) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) in dem ersten Blockzylinder (28) vorgesehen ist und wobei in der Ebene des zweiten Blockzylinders (30) zumindest ein Teil der Verriegelungseinrichtung (24) angeordnet ist
12. Schnellwechsler (10; 110) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (24) wenigstens eine Antriebsvorrichtung mit einem Verriegelungskolben umfasst, wobei der Verriegelungskolben im Innern des zweiten Blockzylinders (30) gelagert ist
13. Schnellwechsler (10; 1 10) nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Kupplungsendabschnitt (35) des Kupplungselements zweiter Art (36; 136) zwischen einer Betriebsstellung und einer Grundstellung verstellbar ist und dass eine Kupplungsantriebseinrichtung (38) vorgesehen ist, wobei die Kupplungsantriebseinrichtung (38) im ersten Blockzylinder (28) angeordnet ist.
14. Schnellwechsler (10; 1 10) nach einem der Ansprüche Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (37) für das Kupplungselement zweiter Art (36; 136) in einer Längsseite des ersten Blockzylinders (28) vorgesehen ist und dass in dem zweiten Blockzylinder (30) eine Öffnung (68) an der Querseite des Blockzylinders (26) vorgesehen ist.
15. Schnellwechsler (10; 1 10) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, der erste Blockzylinder (28) im Querschnitt T-förmig mit einer Basis und einem Dach ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Kupplungselement erster Art (32) auf der Ebene des Dachs und das wenigstens eine Kupplungselement zweiter Art (36; 136) auf der Ebene der Basis angeordnet ist.
16. Schnellwechselsystem umfassend einen Schnellwechsler (10; 1 10) mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und einem Adapter (70; 170), der mit einem Arbeitswerkzeug verbindbar ist, wobei der Schnellwechsler (10; 1 10) mit dem Adapter (70; 170) mechanisch und hydraulisch koppelbar ist.
17. Schnellwechselsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (70; 170) zwei einander gegenüberliegende Adapterlängsseiten (74; 174) und zwei Querbolzen (78) umfasst, wobei die zwei Querbolzen (78) jeweils an ihren Endabschnitten mit den Adapterlängsseiten (74; 174) des Adapters (70; 170) verbunden sind.
18. Schnellwechselsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Adapterlängsseite (74; 174) des Adapters (70; 170) wenigstens ein Gegenkupplungselement zweiter Art (76; 176) angeordnet ist, welches mit dem wenigstens einen Kupplungselement zweiter Art (36; 136) hydraulisch verbindbar ist.
19. Schnellwechselsystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenkupplungselement zweiter Art (76; 176) als Anschlussblock (180) ausgebildet ist.
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