EP0448788A1 - Schnellwechselvorrichtung für einen Bagger - Google Patents

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EP0448788A1
EP0448788A1 EP90122462A EP90122462A EP0448788A1 EP 0448788 A1 EP0448788 A1 EP 0448788A1 EP 90122462 A EP90122462 A EP 90122462A EP 90122462 A EP90122462 A EP 90122462A EP 0448788 A1 EP0448788 A1 EP 0448788A1
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EP
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pistons
adapter
pressure
locking
housing
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EP90122462A
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Reinhard Stenger
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3627—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with a hook and a longitudinal locking element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
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    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3663—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat hydraulically-operated

Definitions

  • the invention relates to a quick-change device according to the preamble of claim 1.
  • a quick coupling for connecting an implement to a shovel loader which comprises a pair of bolts which can be brought into or out of engagement with holes in the implement.
  • the bolts are actuated via linkage and bellcrank, which are connected to a compressed air cylinder.
  • Such an arrangement requires a relatively large amount of space and the forces to be used to adjust the bolts are relatively high.
  • the object of the invention is to provide a quick-change device which can be accommodated as a structural unit to save space on the articulated arm, has a stable structure and ensures a reliable connection between the implement and the articulated arm.
  • the main advantages achieved with the invention are that the locking bolts are in an interlocking position by an interposed single compression spring and the locking bolts or the pistons of the locking bolts are pressurized accordingly only for adjustment to a rest position (unlocking position). This ensures that the system is solely under the tension of the compression spring in the locking position and thus this position is not endangered if the pressure circuit fails.
  • the locking elements consisting of coaxially arranged pistons with locking bolts in a cylindrical housing, can be accommodated in a space-saving manner in an adapter and can be dimensioned according to the requirements with regard to the absorption of forces and moments.
  • the hydraulic control circuit is designed so that the pistons move back against the tension of the compression spring can take place.
  • the pistons could also be pressurized in the effective direction of the compression spring.
  • a unit consisting of a pair of pistons with two locking pins or two pairs of pistons with four locking pins can be used.
  • the pistons are adjusted via an actuatable multi-way valve of the control unit, which can be adjusted manually or electrically using a switch.
  • the implement to be connected to the articulated arm is hung on the adapter, for which purpose this comprises a hook which positively engages around a cam of the implement.
  • a quick-change device 1 for an implement, such as for a backhoe 2 is accommodated in an adapter 3, which is connected to a coupling rod 4 and an articulated arm 5.
  • the locking elements 6 are fastened in the adapter 3, these being arranged between the legs 7 and 8 of the bucket 2 for holding.
  • the locking element 6 comprises in a cylindrical housing 9 coaxially arranged pistons 10 and 11 with locking bolts 12 and 13 formed at the ends. Between the two pistons 10 and 11 a compression spring 14 is arranged which seeks to move the pistons apart in the arrow directions 16.
  • Such a locking element 6 is shown in more detail in FIG. 4, with the locking bolt 12 in a retracted rest position R and the further locking bolt 13 in an extended working position A for the sake of simplicity in a drawing.
  • the locking bolts 12 and 13 together always have the same position A or R.
  • the pistons 10 and 11 are connected to a hydraulic pressure circuit of a control unit 15 in such a way that the pistons can be displaced from the working position A into the rest position R against the direction of the arrow 16.
  • the pistons 10 and 11 have a pressure chamber 17 between the locking bolts 12 and 13 and the housing 9, into each of which a pressure line 18, 18a opens.
  • This pressure chamber 17 is delimited on the one hand by a guide sleeve 19 and on the other hand by a pressure flange 20 of the respective piston.
  • the compression spring 14 is supported at the end in blind bores 21 and 22 of the pistons 10 and 11. It penetrates a central transverse wall 23 on which the pressure flanges 20, 20a of the pistons 10 and 11 are supported in the rest position R.
  • FIG. 8 a first possible hydraulic circuit diagram for the control of the pistons 10 and 11 in the rest position R is shown schematically.
  • This control unit 15 essentially comprises a line 30 guided by a pump 28 via a multi-way valve 29, from which lines 18 and 18a branch to the pressure chambers 17 of the pistons 10 and 11.
  • FIG. 15a A second possible hydraulic circuit diagram for the control of the pistons 10 and 11 in the rest position R and for support in the working position A is shown schematically in FIG.
  • the control unit 15a comprises two outgoing pressure lines 30 and 30a from the multi-way valve 29a.
  • the first line 30 has lines 18 and 18a branching off to the pressure spaces 17.
  • the second line 30a has a branching line 31 which leads into a space 33 between the pistons 10 and 11 and supports a movement of the pistons into a working position A, i.e. the pistons are moved in the effective direction of the spring 14.
  • the recess in the connecting rib in the adapter 3 (Fig. 3) between the two bores 25 is designed so that it enables a pre-fixing during the "coupling process" as a counterpart to the stiffening profile on the bucket 2.

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Abstract

Die Schnellwechselvorrichtung für einen Bagger zum Auswechseln von Arbeitsgeräten ist an einem Adapter (3) eines Knickarmes über Verriegelungselemente (6) lösbar befestigt und schwenkbar um eine horizontale Achse am Knickarm gehalten. Die Verriegelungselemente bestehen aus in einem Gehäuse (9) koaxial angeordneten Kolben mit endseitigen Sperrbolzen, (12,13) die über eine zwischengeschaltete Druckfeder (14) in eine ausgefahrene Arbeitsposition und über eine von einer Steuereinheit geregelte Druckbeaufschlagung in eine eingefahrene Ruheposition innerhalb des Adapters verstellbar sind. Durch diese Ausbildung der Einrichtung wird erreicht, daß die Sperrbolzen in der Arbeitsposition unter der Spannung der Druckfeder stehen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellwechselvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Aus der DE-A 17 84 323 ist eine Schnellkupplung zum Verbinden eines Arbeitsgerätes mit einem Schaufellader bekannt, die ein Bolzenpaar umfaßt, das in bzw. außer Eingriff mit Bohrungen des Arbeitsgerätes gebracht werden kann. Die Bolzen werden über Gestänge und Umlenkhebel betätigt, welche mit einem Druckluft-Zylinder verbunden sind. Eine solche Anordnung benötigt relativ viel Raum und die aufzubringenden Kräfte zum Verstellen der Bolzen sind verhältnismäßig hoch.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnellwechselvorrichtung zu schaffen, die als eine Baueinheit platzsparend am Knickarm unterzubringen ist, einen stabilen Aufbau aufweist und eine zuverlässige Verbindung zwischen Arbeitsgerät und Knickarm gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Sperrbolzen durch eine zwischengeschaltete einzige Druckfeder in einer Verriegelungsposition stehen und nur zur Verstellung in eine Ruhepositon (Entriegelungsposition) die Sperrbolzen bzw. die Kolben der Sperrbolzen entsprechend mit Druck beaufschlagt werden. Hierdurch wird gewährleistet, daß das System in der Verriegelungsposition alleinig unter der Spannung der Druckfeder steht und somit bei Ausfall des Druckkreislaufes trotzdem diese Position nicht gefährdet ist.
  • Die Verriegelungselemente, bestehend aus koaxial angeordneten Kolben mit Sperrbolzen in einem zylindrischen Gehäuse, sind platzsparend in einem Adapter unterzubringen und entsprechend den Anforderungen hinsichtlich der Aufnahme von Kräften und Momenten dimensionierbar. Insbesondere wird der hydraulische Steuerkreis so ausgelegt, daß ein Zurückfahren der Kolben gegen die Spannung der Druckfeder erfolgen kann. Zur Unterstützung der Federspannung könnte nach einer weiteren Ausführung eine Druckbeaufschlagung der Kolben auch in Wirkrichtung der Druckfeder erfolgen.
  • Je nach den Erfordernissen kann eine Baueinheit bestehend aus einem Kolbenpaar mit zwei Sperrbolzen oder zwei Kolbenpaare mit vier Sperrbolzen verwendet werden.
  • Die koaxiale Anordnung der beiden Kolben mit axialer Lage der Druckfeder zwischen den Kolben ergibt eine kleinbauende kompakte Baueinheit, die in einfacher Weise im Adapter unterzubringen und montagefreundlich ein- und auszubauen ist.
  • Die Verstellung der Kolben erfolgt über ein betätigbares Mehr-Wegeventil der Steuereinheit, das manuell oder elektrisch über einen Schalter zu verstellen ist.
  • Bei einer Ausführung der Schnellwechselvorrichtung mit nur einem Verriegelungselement, wird das mit dem Knickarm zu verbindende Arbeitsgerät am Adapter eingehängt, wozu dieser einen Haken umfaßt, der einen Nocken des Arbeitsgerätes formschlüssig umgreift.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig.1
    eine Seitenansicht eines an einem Knickarm und einer Koppelstange über Verriegelungselemente gehaltenen Tieflöffels,
    Fig.2
    eine Ansicht in Pfeilrichtung X der Fig. 1 gesehen,
    Fig.3
    ein Adapter in einer Seitenansicht,
    Fig.4
    einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.1 durch ein Verriegelungselement,
    Fig.5
    eine weitere Ausführung einer Schnellwechseleinrichtung mit einem Verriegelungselement,
    Fig.6
    eine Seitenansicht eines Adapters bei einer Einrichtung gemäß Fig.5,
    Fig.7
    einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig.5 durch den Adapter mit Verriegelungselement,
    Fig.8
    einen hydraulischen Wirkschaltplan für zwei Verriegelungseinheiten und
    Fig.9
    einen weiteren hydraulischen Wirkschaltplan mit hydraulischer Druckunterstützung der Druckfeder.
  • Eine Schnellwechseleinrichtung 1 für ein Arbeitsgerät, wie z.B. für einen Tieflöffel 2 ist in einem Adapter 3 untergebracht, der mit einer Koppelstange 4 und einem Knickarm 5 verbunden ist. Im Adapter 3 sind die Verriegelungselemente 6 befestigt, wobei diese zwischen Schenkeln 7 und 8 des Tieflöffels 2 zum Halten angeordnet sind.
  • Das Verriegelungselement 6 umfaßt in einem zylindrischen Gehäuse 9 koaxial angeordnete Kolben 10 und 11 mit endseitig ausgebildeten Sperrbolzen 12 und 13. Zwischen den beiden Kolben 10 und 11 ist eine Druckfeder 14 angeordnet, die die Kolben in die Pfeilrichtungen 16 auseinander zu verschieben sucht.
  • In Fig.4 ist ein solches Verriegelungselement 6 näher dargestellt, wobei der Sperrbolzen 12 in einer eingefahrenen Ruheposition R und der weitere Sperrbolzen 13 in einer ausgefahrenen Arbeitsposition A der Einfachheit halber in einer Zeichnung dargestellt ist. Die Sperrbolzen 12 und 13 weisen zusammen immer eine gleiche Position A oder R auf.
  • Die Kolben 10 und 11 sind mit einem hydraulischen Druckkreis einer Steuereinheit 15 derart verbunden, daß die Kolben von der Arbeitsposition A in die Ruheposition R entgegen der Pfeilrichtung 16 verschiebbar sind. Hierzu weisen die Kolben 10 und 11 zwischen den Sperrbolzen 12 und 13 und dem Gehäuse 9 einen Druckraum 17 auf, in den jeweils eine Druckleitung 18, 18a einmündet. Dieser Druckraum 17 ist einerseits durch eine Führungshülse 19 und andererseits durch einen Druckflansch 20 des jeweiligen Kolbens begrenzt.
  • Die Druckfeder 14 stützt sich endseitig in Sackbohrungen 21 und 22 der Kolben 10 und 11 ab. Sie durchdringt eine mittige Querwand 23, an welche sich die Druckflansche 20, 20a der Kolben 10 und 11 in der Ruheposition R abstützen.
  • Wie in der Ausführung gemäß Fig. 1 näher dargestellt ist, sind im Adapter 3 zwei Gehäuse 9 mit Verriegelungselementen 6 angeordnet. Die Sperrbolzen 12, 13 sind in der Hülse 19 geführt und durchdringen in der Arbeitsposition A die Bohrungen 24 und 25 in den Schenkeln 7 und 8 des Tieflöffels 2.
  • Nach einer weiteren Ausführung gemäß der Figuren 5 bis 7 ist im Adapter 3 nur ein Verriegelungselement 6 gehalten und der Adapter 3 weist einen Haken 26 auf, der einen Nocken 27 des Tieflöffels 2 untergreift.
  • In Fig. 8 ist ein erster möglicher hydraulischer Wirkschaltplan für die Steuerung der Kolben 10 und 11 in die Ruheposition R schematisch dargestellt. Diese Steuereinheit 15 umfaßt im wesentlichen ein von einer Pumpe 28 über ein Mehr-Wegeventil 29 geführte Leitung 30, von der Leitungen 18 und 18a zu den Druckräumen 17 der Kolben 10 und 11 abzweigen.
  • In Fig.9 ist ein zweiter möglicher hydraulischer Wirkschaltplan für die Steuerung der Kolben 10 und 11 in die Ruheposition R und zur Unterstützung in der Arbeitsposition A schematisch dargestellt. Die Steuereinheit 15a umfaßt vom Mehr-Wegeventil 29 a zwei abgehende Druckleitungen 30 und 30a. Die erste Leitung 30 weist zu den Druckräumen 17 abzweigende Leitungen 18 und 18a auf. Die zweite Leitung 30a weist eine abzweigende Leitung 31 auf, die in einen Raum 33 zwischen den Kolben 10 und 11 führt und eine Bewegung der Kolben in eine Arbeitsposition A unterstützt, d.h. die Kolben werden in Wirkrichtung der Feder 14 verschoben.
  • Die Aussparung in der Verbindungsrippe im Adapter 3 (Fig .3) zwischen den beiden Bohrungen 25 ist so ausgebildet, daß sie als Gegenstück zum Versteifungsprofil am Tieflöffel 2, eine Vorfixierung beim "Kupplungsvorgang" ermöglicht.

Claims (9)

  1. Schnellwechselvorrichtung für einen Bagger zum Auswechseln von Arbeitsgeräten, die an einem Adapter eines Knickarmes über Verriegelungselemente lösbar befestigt und schwenkbar um eine horzizontale Achse am Knickarm gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente (6) aus in einem Gehäuse (9) koaxial angeordneten Kolben (10, 11) mit endseitigen Sperrbolzen (12, 13) bestehen, die über eine zwischengeschaltete Druckfeder (14) in eine ausgefahrene Arbeitsposition (A) und über eine von einer Steuereinheit (15; 15a) geregelte Druckbeaufschlagung in eine eingefahrene Ruheposition (R) innerhalb des Adapters (3) verstellbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nebeneinander angeordnete Kolbenpaare, bestehen aus den Kolben (10 und 11), in Gehäusen (9) im Adapter (3) angeordnet und in diesem über Schrauben befestigt sind, wobei der Adapter (3) von Schenkeln (7, 8) eines Arbeitsgerätes (2) umgriffen ist, in denen korrespondierend zu den Sperrbolzen (12 und 13) Bohrungen (24 und 25) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit Nocken (27) des Arbeitsgerätes (2) in Eingriff stehende Haken (26) sowie ein Verriegelungselement (6) umfaßt, das benachbart eines Lagerorts einer Koppelstange (4) angeordnet ist und zwei koaxial in einem Gehäuse (9) angeordnete Kolben (10, 11) mit Sperrbolzen (12, 13) aufweist, die in Bohrungen (24, 25) der Schenkel (7, 8) des Arbeitsgerätes (2) eingreifen.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Kolben (10 und 11) eine einzige axial wirkende Druckfeder (14) angeordnet ist, die sich in gegenüberliegenden Sackbohrungen (21, 22) der Kolben (10, 11) abstützt.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (10, 11) in der Ruheposition (R) an einer mittigen Querwand (23) des Gehäuses (9) abgestützt sind, die von der einzigen Druckfeder (14) durchdrungen ist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrbolzen (12, 13) der Kolben (10, 11) einen im Durchmesser größeren anschließenden Druckflansch (20, 20a) aufweisen und zwischen diesem und einer das Gehäuse (9) abschließenden Führungshülse (19) jeweils ein kreisringförmiger Druckraum (17) gebildet wird, in den eine Druckleitung (18, 18a) der Steuereinheit (15; 15a) einmündet.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (15) ein betätigbares Wegeventil (29) in einer Druckleitung (30) umfaßt, welche jeweils abzweigende Leitungen (18, 18a) zu den einzelnen Druckräumen (17) der koaxial angeordneten Kolben (10, 11) in jedem Gehäuse (9) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (15a) von einem betätigbaren Wegeventil (29a) abgehende erste und zweite Druckleitungen (30, 30a) aufweist, wobei die erste Druckleitung (30) abzweigende Leitungen (18 und 18a) zu den Druckräumen (17) der koaxial angeordneten Kolben (10 und 11) umfaßt und die zweite Druckleitung (30a) eine in einen zwischen den beiden Kolben (10 und 11) vorgesehenen Zwischenraum (33) einmündende Leitung (31) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den beiden Kolben 10 und 11 als Druckraum (33) derart ausgeführt ist, daß die Verschiebung der Kolben (10, 11) in eine Arbeitsposition A unterstützbar ist.
EP90122462A 1990-03-30 1990-11-26 Schnellwechselvorrichtung für einen Bagger Expired - Lifetime EP0448788B1 (de)

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EP0448788A1 true EP0448788A1 (de) 1991-10-02
EP0448788B1 EP0448788B1 (de) 1994-11-09

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US (1) US5125788A (de)
EP (1) EP0448788B1 (de)
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