WO2016198638A1 - Schnellwechsler - Google Patents

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WO2016198638A1
WO2016198638A1 PCT/EP2016/063354 EP2016063354W WO2016198638A1 WO 2016198638 A1 WO2016198638 A1 WO 2016198638A1 EP 2016063354 W EP2016063354 W EP 2016063354W WO 2016198638 A1 WO2016198638 A1 WO 2016198638A1
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quick coupler
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locking bolt
locking
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PCT/EP2016/063354
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Peter-Alexander Lehnhoff
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Lehnhoff Hartstahl GmbH and Co KG
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    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
    • F16H21/22—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric
    • F16H21/24—Crank gearings; Eccentric gearings with one connecting-rod and one guided slide to each crank or eccentric without further links or guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/068—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the helical type

Definitions

  • the invention relates to a quick coupler according to the specified in the preamble of claim 1. Art.
  • a quick coupler for construction machines which has locking bolts which are hydraulically driven.
  • the locking bolts are arranged so that they engage for locking a tool in a tool-mounted adapter.
  • the locking bolt for locking an adapter by means of hydraulic cylinders are moved linearly.
  • a generic quick coupler for construction machinery which has a hydraulically driven mechanical dead center with spring-mounted locking bolt.
  • the deadlock is designed as a toggle mechanism and movable in both dead center by means of a hydraulic cylinder.
  • the locking bolts are secured in the locking and unlocking state on the dead center of a toggle joint, serving as an attachment point for the toggle joint, the adapter housing.
  • a quick coupler which is provided with locking bolts comprising centrally arranged threaded holes with left and right-hand threads.
  • a two locking bolts connecting spindle is screwed, which can be driven either by a motor, at least positioned at one end of the spindle polygonal screw head and a crank key, or by a positioned in the central region of the spindle wheel.
  • the locking bolts are moved to lock an adapter by means of a spindle drive, wherein the spindle can be operated either manually or by motor.
  • a quick coupler for construction machinery is known in which the drive of the switching shaft of the locking device can be done either mechanically or hydraulically.
  • the quick coupler comprises at least one locking bolt and a motor drive, which moves the locking bolt in a locking position and an unlocking position along an actuating axis.
  • the drive has a power connection and output means cooperating with the latch bolt, and is preferably designed as a rotary drive comprising a motor and an output shaft.
  • the output shaft is mechanically connected to the locking bolt.
  • Linear movement component can act.
  • the drive has an approach for a shaft-hub connection, to which a tool, such as a hand lever for manual operation, can be attached, wherein the approach is coaxial with the rotary connection, so that a manual operation acts directly on the drive shaft.
  • the drive is manually movable, so that the quick coupler can also be operated when
  • the motor power source of the rotary drive fails.
  • the approach is integrally formed with rotary connection. This ensures a particularly compact design.
  • at least two locking bolts are provided, which are mechanically connected via the output shaft with the rotary drive, that the manual movement is transmitted to the two locking bolts, which offers the advantage of being able to operate the locking bolt synchronously with a tool.
  • the rotary drive can be designed as a fluidic drive, in particular a hydraulic or pneumatic rotary drive. Above all, hydraulic supply energy is provided regularly in construction vehicles. A corresponding fluidic rotary drive has two fluidic operating connections for operation.
  • the rotary drive may comprise a piston whose linear movement over
  • Transmission means in particular an oblique toothing, in a rotational movement of a
  • the two fluidic operating connections of the rotary drive can be connected via a bypass comprising a switching valve for opening and closing the bypass.
  • a switching valve for opening and closing the bypass.
  • the switching valve When the switching valve is closed, the fluidic operation can be made unaffected.
  • the switching valve For manual operation, the switching valve must be opened so that a fluid flow between the two operating ports of the rotary drive is made possible, whereby the output shaft is made free.
  • the rotary drive comprises a cylinder, it can be separated from one another by the piston
  • Chambers be provided with a fluidic operating port.
  • the rotary drive is held fluidically, in particular hydraulically, in the end positions of the drive.
  • pressure-controlled check valves are provided in particular.
  • the pressurization in the final position of the drive in the open position provides additional protection so that an unwanted movement due to vibrations, shocks or other external forces is avoided. This will ensure the safety of
  • the transmission in particular has a rotary connection for initiating a rotational movement in the transmission, which can be connected to the output shaft of the rotary drive.
  • the rotary connection can be designed as a gear shaft or as
  • Recording be designed for a wave.
  • the transmission may be formed by a toggle mechanism.
  • relatively low forces are required for the operation via a toggle mechanism. To the other are
  • Toggle mechanism comparatively insensitive to influences such as pollution and
  • a mechanical stop can be provided, in particular beyond the
  • Dead center which limits the movement of the drive in the direction of the locking position. Thereby, the end position of the drive and thus the maximum extension position can be defined, whereby a safe operation is ensured.
  • the transmission comprising a rotary connection, in the locking position on a mechanical stop, wherein the stop by the
  • Rotary connection is formed by a part of the toggle mechanism, wherein the transmission has a coupling member which is provided with a stop lug which forms the part of the stop of the transmission.
  • the stop may be designed such that the resulting force of the locking bolt acted upon along the actuation axis is introduced radially to the rotary connection of the transmission in the latter. As a result, no torque is exerted on the rotary connection by the resulting force.
  • the locking of the quick coupler is therefore particularly safe.
  • stop is designed such that the resulting force radially to the rotary connection at an angle of 30 ° to 40 °, preferably 34 °, to the parallels to
  • Actuating axis through the rotary connection axis, is located.
  • Actuating axis of the locking bolt is aligned. This arrangement leaves free space in the central region of the quick coupler, so that it is available for example for hydraulic clutches.
  • at least two locking bolts are provided which are each connected to a transmission which has a rotary connection.
  • the rotary joints can be connected to the output shaft. In this way, two locking bolts can be operated synchronously with a rotary drive.
  • the rotary connections can be connected to one another via the rotary drive, which provides, for example, two connections to an output shaft.
  • the rotary drive for example via a V-belt, also be coupled to a shaft connecting the two rotary connections.
  • the output shaft is detachably connected to the transmission, so that the rotary drive is replaceable. This facilitates maintenance and repair of the rotary drive. By removing the
  • Rotary drive can also be a modular conversion to a purely mechanical embodiment.
  • the two rotary connections can be connected via a shaft / rod, so that in a manual actuation of the transmission, in particular via a molded-on the rotary connection approach, a synchronous movement of the two locking bolts.
  • a spring is interposed between the transmission and the locking bolt, which biases the locking bolt in the direction of the locking position.
  • the possible travel of the locking bolt is increased.
  • a more accurate positioning of the two locking bolts in the axial direction is made possible, which makes the locking safer.
  • the movement of the two synchronously guided locking bolts is decoupled by the springs so far that despite production-related tolerances and wear resulting from the use of both locking bolts a secure contact with the respective locking shaft is guaranteed. This serves at all times to achieve a secure connection.
  • the travel of the locking bolt caused by a restoring force acting on the locking bolt is limited in the unlocking direction by a stop.
  • a defined end position can be defined and limited with appropriate dimensioning of the travel of the springs and thus overuse of the spring can be prevented.
  • an opening of the Quick coupler prevents, since the forces are introduced by the toggle mechanism in the locking direction and also the transmission has a stop acting in the locking direction.
  • the rotary drive is limited in its range of rotation. This allows for the necessary range of rotation, which depends on the geometries of the gearbox and the linear
  • Fig. 1 is a perspective view of a quick coupler according to the invention and an adapter
  • Fig. 2 is a schematic plan view of the drive
  • 3a shows a side view of the retracted drive
  • Fig. 3b is a side view of the extended drive
  • Fig. 4 is a hydraulic circuit with a switching valve.
  • Fig. 1 shows a perspective view of the quick coupler 10 and a quick-change adapter 14.
  • the quick-change adapter 14 comprises two parallel cylindrical cross struts.
  • the quick coupler 10 has at its first end jaws 22 which engage around a first transverse strut of the quick-change adapter 14, and at the end opposite the first end a receiving device 20, which a second transverse strut of the quick-change adapter 14 between fixed to an abutment 24 and two axially movable locking bolt 26, whereby a coupling of the quick-change adapter 14 to the quick coupler 10 takes place.
  • the quick coupler 10 is formed in its longitudinal extent with respect to a central axis M is substantially axially symmetrical.
  • Each locking bolt 26 is connected via a drive explained in the following figures in a
  • Entriegelungsposition retractable and retractable into a locking position.
  • a projection 20 is laterally provided, in which a tool (hand lever) can be brought into engagement to actuate the drive 16 purely mechanically and cause a movement of the locking bolt 26.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the quick coupler 10, wherein the housing of the quick coupler 10 is cut to allow a view of the drive 16. From this view, the claws 22, which are currentlyberic to engage around a first cross member, as well as the fixable for the determination of the second cross member locking bolt 26 out.
  • the locking bolts 26 can be moved along the actuating axis B by the drive 16.
  • the drive 16 comprises a rotary drive 30, which is penetrated by an output shaft 34, and two coupling connections 34a, 34b for coupling the transmission shaft 32 to the output shaft 34 for picking up the rotary movement.
  • the output shaft 34 is indicated by dashed lines in Fig. 2.
  • the transmission shaft 32 is formed in two parts. A first part 32c of the transmission shaft 32 has the connection 34a and another
  • a second part 32d of the transmission shaft 32 has the connection 34b and a further connection 32b, to which reference will also be made below.
  • the drive 16 comprises two toggle mechanisms 36a, 36b, which are each connected to a locking bolt 26 such that a rotational movement of the output shaft 34 via the transmission shaft 32 leads to a linear movement of the respective locking bolt 26.
  • the rotary drive 30 is designed as a hydraulic rotary drive and has two hydraulic operating connections 28a, 28b.
  • Knee lever gear 36a, 36b is connected to the rotary connection 32a, 32b of the transmission shaft 32, via which the rotational movement is introduced into the toggle mechanism 36a, 36b.
  • the parts 32c and 32d of the transmission shaft 32 are releasably coupled, for example via the output terminals 34a, 34b of the output shaft 34 forming connections or each via a flange to the output shaft 34.
  • a part 32c or both parts 32d of the transmission shaft 32 may include a lug 20.
  • the projection 20 is arranged coaxially with the transmission shaft 32.
  • the over the Approach 20 introduced driving force directly to the one part 32c or 32d of the transmission shaft 32, transmitted via the output shaft 34 and the rotary drive 30 to the other part 32d and 32c of the transmission shaft 32.
  • the transmission shaft 32 and the output shaft 34 are arranged coaxially with each other.
  • the rotary actuator 30 must allow idling.
  • the rotary drive 30 can be exchanged in the event of a defect or it can be done by a rotationally fixed connection of the transmission shafts 32a, 32b a conversion of the quick coupler 10 in a purely mechanical design, which is actuated exclusively by the approach 20.
  • the locking bolts 26 are movably guided relative to the associated toggle mechanism 36a, 36b, wherein the linear movement of each locking bolt 26 is limited by an associated stopper pin 38a and 38b in the direction of actuation B on both sides.
  • FIGS. 3a and 3b show a side sectional view of the drive 16, wherein the visible latch bolt 26 is shown in Fig. 3a in the retracted state and in Fig. 3b in the extended state.
  • the toggle mechanism 36b has a lever 42 rotatably connected to the transmission shaft 32b.
  • the lever 42 is connected via a rotatably mounted on the lever 42 coupling member 40 with the respective
  • Lock bolt 26 connected.
  • a locking bolt bearing 44 is rotatably mounted on the coupling member 40.
  • the locking bolt 26 is guided in each case along the actuating axis B in a sliding bush 46.
  • the locking bolt 26 is in each case connected to the locking bolt bearing via a spring 50, which biases the locking bolt 26 in the locking direction relative to the locking bolt bearing 44.
  • a rotation of the rotary drive 30 in an angle range of 0 ° in the initial position to about 120 ° leads to a complete extension of the locking bolt 26th
  • Fig. 3b shows the drive 16 in an extended state.
  • the coupling member 40 is provided with a stop lug 48 which rests in the extended state on the transmission shaft 32b.
  • the Stop lug 48 is designed such that it upon introduction of a restoring force on the associated locking bolt 26 along the actuating axis B due to the deflection at the bearing point between lever 42 and coupling member 40, a force in the transmission shaft 32b in the radial direction has the result, so that no resettable Torque acts on the transmission shaft 32b. This secures the drive 16 against unwanted opening.
  • Each locking bolt 26 is limited both in the extension direction and in the retraction via a respective stop in its movement relative to the locking bolt bearing 44.
  • Fig. 4 shows a rotary drive 30 upstream hydraulic circuit 51, wherein in addition to a load-holding circuit 54 and an overpressure circuit 52 via a switching valve 56 releasable
  • Bypass 58 is provided. By opening the bypass 58, the manual operation of the drive 16 is made possible. In this way can be switched from a hydraulic operation to a manual operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsler (10) mit zumindest einem Riegelbolzen (26) und einem motorischen Antrieb, der den Riegelbolzen (26) in eine Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition verfährt, wobei der Antrieb (16) einen Energieanschluss (28a,28b) und mit dem Riegelbolzen (26) zusammenwirkende Abtriebsmittel (34) aufweist, wobei der Antrieb (16) einen Drehantrieb (30) aufweisend einen Motor und eine Abtriebswelle (34) umfasst, wobei die Abtriebswelle (34) mechanisch mit dem Riegelbolzen (26) verbunden ist, so dass der Riegelbolzen (26) entlang einer Betätigungsachse verfahrbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Antrieb (16) einen Ansatz (20) für eine Welle-Nabe-Verbindung aufweist, an dem ein Werkzeug zur manuellen Betätigung anbringbar ist, so dass eine manuelle Betätigung direkt auf die Antriebswelle (34) wirkt und dabei der Ansatz (20) koaxial zu einem Drehanschluss (32a, 32b) einer Getriebewelle (32c,32d) angeordnet ist.

Description

Schnellwechsler
Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsler gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Aus der WO 2011/019312 A1 ist ein Schnellwechsler für Baumaschinen bekannt, der Riegelbolzen aufweist, die hydraulisch angetrieben werden. Die Riegelbolzen sind dabei so angeordnet, dass sie zur Verriegelung eines Werkzeugs in einen am Werkzeug angebrachten Adapter eingreifen. Gemäß dieser Lehre werden die Riegelbolzen zur Verriegelung eines Adapters mit Hilfe von Hydraulikzylindern linear verfahren.
Aus der DE 93 14409.1 U1 ist ein gattungsgemäßer Schnellwechsler für Baumaschinen bekannt, der über eine hydraulisch angetriebene mechanische Totpunktverriegelung mit federnd gelagerten Verriegelungsbolzen verfügt. Die Totpunktverriegelung ist als Kniehebelgetriebe ausgebildet und in beide Totpunktlagen mittels eines Hydraulikzylinders bewegbar. Gemäß dieser Lehre werden die Riegelbolzen im Riegel- und Entriegelungszustand über die Totpunktlagen eines Kniehebelgelenks gesichert, wobei als Anschlagpunkt für das Kniehebelgelenk das Adaptergehäuse dient.
In der DE 93 15868.8 U1 wird ein Schnellwechsler offenbart, der mit Verriegelungsbolzen umfassend zentrisch angeordnete Gewindebohrungen mit Links- und Rechtsgewinden versehen ist. In die Gewindebohrungen ist eine beide Verriegelungsbolzen verbindende Spindel eingeschraubt, welche entweder manuell durch einen, mindestens an einem Ende der Spindel positionierten mehreckigen Schraubenkopf und einem Kurbelschlüssel, oder durch ein, im mittleren Bereich der Spindel positioniertes Rad motorisch angetrieben werden kann. Gemäß dieser Lehre werden die Riegelbolzen zur Verriegelung eines Adapters mit Hilfe eines Spindeltriebs verfahren, wobei die Spindel entweder manuell oder motorisch betrieben werden kann. Aus DE 42 14 569 C1 ist ein Schnellwechsler für Baumaschinen bekannt, bei dem der Antrieb der Schaltwelle der Verriegelungsvorrichtung entweder mechanisch oder hydraulisch erfolgen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Flexibilität bei der Einstellung der Verriegelungseigenschaften zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
In bekannter Weise umfasst der Schnellwechsler zumindest einen Riegelbolzen und einen motorischen Antrieb, der den Riegelbolzen in eine Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition entlang einer Betätigungsachse verfährt. Der Antrieb weist einen Energieanschluss und mit dem Riegelbolzen zusammenwirkende Abtriebsmittel auf, und ist vorzugsweise als Drehantrieb gestaltet, der einen Motor und eine Abtriebswelle umfasst. Die Abtriebswelle ist mechanisch mit dem Riegelbolzen verbunden.
Indem eine Wandlung der Versorgungsenergie in eine Drehbewegung erfolgt, bevor diese wieder in eine lineare Bewegung des Riegelbolzens gewandelt wird, werden verbesserte Einflussmöglichkeiten geschaffen, die sowohl auf die Drehbewegungskomponente als auch auf die
Linearbewegungskomponente wirken können.
Erfindungsgemäß weist der Antrieb einen Ansatz für eine Wellen-Nabe-Verbindung auf, an dem ein Werkzeug, wie ein Handhebel zur manuellen Betätigung, anbringbar ist, wobei der Ansatz koaxial zum Drehanschluss liegt, sodass eine manuelle Betätigung direkt auf die Antriebswelle wirkt. Dadurch ist der Antrieb manuell bewegbar, so dass der Schnellwechsler auch betätigt werden kann, wenn
beispielsweise die motorische Energiequelle des Drehantriebs ausfällt. Insbesondere ist der Ansatz einstückig mit Drehanschluss ausgebildet. Dies sorgt für eine besonders kompakte Bauform. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest zwei Riegelbolzen vorgesehen, die mechanisch über die Abtriebswelle so mit dem Drehantrieb verbunden sind, dass die manuelle Bewegung auf die beiden Riegelbolzen übertragen wird, was den Vorteil bietet, die Riegelbolzen synchron mit einem Werkzeug bedienen zu können. Insbesondere kann der Drehantrieb als fluidischer Antrieb, insbesondere hydraulischer oder pneumatischer Drehantrieb, ausgebildet sein. Vor allem hydraulische Versorgungsenergie wird bei Baufahrzeugen regelmäßig zur Verfügung gestellt. Ein entsprechender fluidischer Drehantrieb weist zum Betrieb zwei fluidische Betriebsanschlüsse auf.
Vorzugsweise kann der Drehantrieb einen Kolben umfassen, dessen Linearbewegung über
Übertragungsmittel, insbesondere einer schrägen Verzahnung, in eine Drehbewegung einer
Abtriebswelle umgewandelt wird. Derartige Drehantriebe haben den Vorteil, dass sie bei geringer Drehzahl arbeiten und eine genaue Einstellung in einem geringen Drehwinkelbereich ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die zwei fluidischen Betriebsanschlüsse des Drehantriebs über einen Bypass umfassend einem Schaltventil zum Öffnen und Schließen des Bypasses verbunden sein. Bei geschlossenem Schaltventil kann der fluidische Betrieb unbeeinflusst vorgenommen werden. Für den manuellen Betrieb muss das Schaltventil geöffnet werden, so dass ein Fluidstrom zwischen den beiden Betriebsanschlüssen des Drehantriebs ermöglicht wird, wodurch die Abtriebswelle freigängig gemacht wird. So kann ein sicherer fluidischer Betrieb gewährleistet werden und dennoch eine manuelle Öffnung im Notfall erreicht werden.
Umfasst der Drehantrieb einen Zylinder können die durch den Kolben voneinander getrennten
Kammern mit einem fluidischen Betriebsanschluss versehen sein. Durch die zuvor beschriebene Verbindung der Betriebsanschlüsse wird gewährleistet, dass der Riegel bolzen auch manuell bewegt werden kann, wenn die Energieversorgung des Drehantriebs gestört ist, da Fluid von einer Kammer zur anderen Kammer strömen kann.
Günstig ist es, wenn der Drehantrieb in den Endpositionen des Antriebs fluidisch, insbesondere hydraulisch, gehalten ist. Zur Lasthaltung sind insbesondere druckgesteuerte Rückschlagventile vorgesehen. Die Druckbeaufschlagung in der Endposition des Antriebs in Offenstellung bietet eine zusätzliche Absicherung so, dass eine ungewollte Bewegung aufgrund von Vibrationen, Stößen oder anderen von außen einwirkenden Kräften vermieden wird. Damit wird die Sicherheit des
Schnellwechslers insgesamt erhöht. Es ist zweckmäßig, dass die Abtriebswelle mit dem Riegelbolzen über ein Getriebe zusammenwirkt, das beim Verriegeln und Entriegeln jeweils über einen Totpunkt fährt. Dadurch wird die Sicherheit erhöht, die Verriegelungsposition zu halten. Das Getriebe weist insbesondere einen Drehanschluss zur Einleitung einer Drehbewegung in das Getriebe auf, der mit der Abtriebswelle des Drehantriebs verbunden werden kann. Der Drehanschluss kann als Getriebewelle ausgebildet sein oder als
Aufnahme für eine Welle ausgestaltet sein.
Vorzugsweise kann das Getriebe durch ein Kniehebelgetriebe ausgebildet sein. Zum einen sind für die Betätigung über ein Kniehebelgetriebe relativ geringe Kräfte erforderlich. Zum anderen sind
Kniehebelgetriebe vergleichsweise unempfindlich gegen Einflüsse wie Verschmutzung und
unzureichende Schmierung und stellen geringe Anforderungen an die Maßgenauigkeit.
Des Weiteren kann ein mechanischer Anschlag vorgesehen sein, insbesondere jenseits des
Totpunktes, der die Bewegung des Antriebs in Richtung Verriegelungsposition begrenzt. Dadurch kann die Endlage des Antriebs und damit die maximale Ausfahrposition definiert werden, wodurch ein sicherer Betrieb gewährleistet wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Getriebe, umfassend einen Drehanschluss, in der Verriegelungsposition einen mechanischen Anschlag auf, wobei der Anschlag durch den
Drehanschluss und durch einen Teil des Kniehebelgetriebes gebildet wird, wobei das Getriebe ein Koppelglied aufweist, welches mit einer Anschlagnase versehen ist, die den Teil des Anschlags des Getriebes bildet. Der Anschlag kann derart gestaltet sein, dass die resultierende Kraft des entlang der Betätigungsachse beaufschlagten Riegelbolzens radial zum Drehanschluss des Getriebes in diesen eingeleitet wird. Dadurch wird durch die resultierende Kraft kein Drehmoment auf den Drehanschluss ausgeübt. Die Verriegelung des Schnellwechslers ist daher besonders sicher.
Günstig ist es weiterhin, wenn der Anschlag derart ausgebildet ist, dass die resultierende Kraft radial zum Drehanschluss in einem Winkel von 30°bis 40°, vorzugsweise 34°, zur Parallelen zur
Betätigungsachse durch die Drehanschlussachse, liegt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abtriebswelle des Antriebs orthogonal zur
Betätigungsachse des Riegelbolzens ausgerichtet ist. Diese Anordnung lässt Freiraum im zentralen Bereich des Schnellwechslers, so dass dieser beispielsweise für Hydraulikkupplungen zur Verfügung steht. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind zumindest zwei Riegelbolzen vorgesehen, die jeweils mit einem Getriebe verbunden sind, das einen Drehanschluss aufweist. Die Drehanschlüsse können mit der Abtriebswelle verbunden werden. Auf diese Weise können zwei Riegelbolzen mit einem Drehantrieb synchron bedient werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können die Drehanschlüsse über den Drehantrieb miteinander verbunden sein, der beispielsweise zwei Anschlüsse an eine Abtriebswelle bereitstellt. Dies hat den Vorteil einer besonders kompakten Bauform. Alternativ kann der Drehantrieb, beispielsweise über einen Keilriemen, auch an eine die beiden Drehanschlüsse verbindende Welle gekoppelt sein.
Vorzugsweise ist die Abtriebswelle lösbar mit dem Getriebe verbunden, so dass der Drehantrieb ersetzbar ist. Dies erleichtert Wartung und Reparatur des Drehantriebs. Durch Entnahme des
Drehantriebs kann auch eine modulare Umrüstung auf eine rein mechanische Ausführungsform erfolgen. Dazu können die beiden Drehanschlüsse über eine Welle/Stange verbunden werden, so dass bei einer manuellen Betätigung des Getriebes, insbesondere über einen am Drehanschluss angeformten Ansatz, eine synchrone Bewegung beider Riegelbolzen erfolgt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen Getriebe und dem Riegelbolzen jeweils eine Feder zwischengeschaltet, die die Riegelbolzen in Richtung Verriegelungsposition vorspannt.
Dadurch wird einerseits der mögliche Verfahrweg des Riegelbolzens vergrößert. Andererseits wird eine genauere Positionierung der beiden Riegelbolzen in axialer Richtung ermöglicht, was die Verriegelung sicherer macht. Des Weiteren wird die Bewegung der beiden synchron geführten Riegelbolzen durch die Federn soweit entkoppelt, dass trotz fertigungsbedingten Toleranzen und über den Gebrauch entstehender Verschleiß für beide Riegelbolzen eine sichere Anlage an der jeweiligen Riegelwelle gewährleistet wird. Dies dient jederzeit zur Erreichung einer sicheren Verbindung.
Es ist zweckmäßig, dass der durch eine auf den Riegelbolzen wirkende Rückstellkraft hervorgerufene Verfahrweg des Riegelbolzens in Entriegelungsrichtung durch einen Anschlag begrenzt ist. So kann eine definierte Endposition festgelegt werden und bei entsprechender Dimensionierung der Verfahrweg der Federn begrenzt und so eine Überbeanspruchung der Feder verhindert werden. Im Unterschied zu einem bekannten Zylinderantrieb wird daher nicht mehr die volle Haltekraft des Motors benötigt. Es erfolgt eine Abkopplung des Antriebs von den auf den Riegelbolzen wirkenden Betriebskräfte durch Zwischenschaltung der Feder. Bei Erreichen der Federwegbegrenzung wird ein Öffnen des Schnellwechslers verhindert, da durch das Kniehebelgetriebe in Verriegelungsrichtung die Kräfte eingeleitet werden und zudem auch das Getriebe einen in Verriegelungsrichtung wirkenden Anschlag aufweist. Günstig ist es, wenn der Drehantrieb in seinem Drehbereich begrenzt ist. Dies erlaubt für den notwendigen Drehbereich, der abhängig von den Geometrien des Getriebes und des linearen
Verfahrwegs des oder der Riegelbolzen ist, eine möglichst kompakte Bauform zu wählen. Besonders vorteilhaft hat sich eine Begrenzung auf einen Bereich zwischen 0° bis 110° und 0° bis 130° erwiesen. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schnellwechslers und einen Adapter; Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Antrieb; Fig. 3a eine Seitenansicht auf den eingefahrenen Antrieb; Fig. 3b eine Seitenansicht auf den ausgefahrenen Antrieb, und
Fig. 4 eine Hydraulikschaltung mit einem Schaltventil.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schnellwechslers 10 und einen Schnellwechseladapter 14. Der Schnellwechseladapter 14 umfasst zwei parallele zylindrische Querstreben.
Der Schnellwechsler 10 weist an seinem ersten Ende Klauen 22 auf, die eine erste Querstrebe des Schnellwechseladapters 14 umgreifen, und an der dem ersten Ende gegenüberliegendem Ende eine Aufnahmevorrichtung 20, welche eine zweite Querstrebe des Schnellwechseladapters 14 zwischen einem Widerlager 24 und zwei axial verfahrbaren Riegelbolzen 26 fixiert, wodurch eine Kopplung des Schnellwechseladapters 14 an den Schnellwechsler 10 erfolgt.
Der Schnellwechsler 10 ist in seiner Längserstreckung bezüglich einer Mittelachse M im Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildet.
Jeder Riegelbolzen 26 ist über einen in den nachfolgenden Figuren erläuterten Antrieb in eine
Entriegelungsposition einfahrbar und in eine Verriegelungsposition ausfahrbar. Ferner ist seitlich ein Ansatz 20 vorgesehen, in welchen ein Werkzeug (Handhebel) in Eingriff gebracht werden kann, um den Antrieb 16 rein mechanisch zu betätigen und eine Bewegung der Riegelbolzen 26 hervorzurufen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Schnellwechsler 10, wobei das Gehäuse des Schnellwechslers 10 geschnitten ist, um eine Sicht auf den Antrieb 16 zu gewähren. Aus dieser Ansicht gehen auch die Klauen 22, welche ausgebebildet sind, um eine erste Querstrebe zu umgreifen, sowie die für die Festlegung der zweiten Querstrebe festlegbaren Riegelbolzen 26 hervor. Die Riegelbolzen 26 sind entlang der Betätigungsachse B durch den Antrieb 16 verfahrbar. Der Antrieb 16 umfasst einen Drehantrieb 30, der von einer Abtriebswelle 34 durchgriffen wird, und zwei Kupplungsanschlüsse 34a, 34b zum Ankuppeln der Getriebewelle 32 an der Abtriebswelle 34 zum Abgriff der Drehbewegung aufweist. Die Abtriebswelle 34 ist strichliniert in Fig. 2 angedeutet. Die Getriebewelle 32 ist zweigeteilt ausgebildet. Ein erster Teil 32c der Getriebewelle 32 weist den Anschluss 34a und einen weiteren
Anschluss 32a auf, auf den weiter unten noch eingegangen wird. Ein zweiter Teil 32d der Getriebewelle 32 weist den Anschluss 34b und einen weiteren Anschluss 32b auf, auf den ebenfalls weiter unten noch eingegangen wird. Ferner umfasst der Antrieb 16 zwei Kniehebelgetriebe 36a, 36b, die je mit einem Riegelbolzen 26 derart verbunden sind, so dass eine Drehbewegung der Abtriebswelle 34 über die Getriebewelle 32 zu einer Linearbewegung des jeweiligen Riegelbolzens 26 führt. Der Drehantrieb 30 ist als hydraulischer Drehantrieb ausgebildet und weist zwei hydraulische Betriebsanschlüsse 28a, 28b auf. Das
Kniehebelgetriebe 36a, 36b ist mit dem Drehanschluss 32a, 32b der Getriebewelle 32 verbunden, über welche die Drehbewegung in das Kniehebelgetriebe 36a, 36b eingeleitet wird. Die Teile 32c und 32d der Getriebewelle 32 sind beispielsweise über die Abtriebsanschlüsse 34a, 34b der Abtriebswelle 34 bildende Steckverbindungen oder jeweils über einen Flansch an die Abtriebswelle 34 lösbar gekoppelt.. Ein Teil 32c oder beide Teile 32d der Getriebewelle 32 können einen Ansatz 20 umfassen. Der Ansatz 20 ist koaxial zur Getriebewelle 32 angeordnet. Bei einer manuellen Betätigung wird die über den Ansatz 20 eingeleitete Antriebskraft direkt auf das eine Teil 32c oder 32d der Getriebewelle 32, über die Abtriebswelle 34 und auf den Drehantrieb 30 auf das weitere Teil 32d bzw. 32c der Getriebewelle 32 übertragen. Die Getriebewelle 32 und die Abtriebswelle 34 sind koaxial zueinander angeordnet. Dazu muss der Drehantrieb 30 einen Leerlauf ermöglichen. Mögliche Umsetzungen für ein
entsprechendes Verhalten sind in der nachfolgenden Fig.4 beschrieben.
Aufgrund der lösbaren Anordnung des Drehantriebs 30 kann der Drehantrieb 30 im Falle eines Defekts getauscht werden oder es kann durch eine drehfeste Verbindung der Getriebewellen 32a, 32b eine Umrüstung des Schnellwechslers 10 in eine rein mechanische Ausführung erfolgen, die ausschließlich durch den Ansatz 20 betätigbar ist.
Die Riegelbolzen 26 sind beweglich gegenüber dem zugeordneten Kniehebelgetriebe 36a, 36b geführt, wobei die Linearbewegung jedes Riegelbolzens 26 durch einen zugeordneten Anschlagstift 38a bzw. 38b in Betätigungsrichtung B beidseitig begrenzt ist.
Durch die Kombination der Kniehebelgetriebe 36a, 36b mit einem hydraulischen Drehantrieb 30 ist ein hydromechanischer Schnellwechsler geschaffen. Die Figuren 3a und 3b zeigen eine seitliche Schnittansicht des Antriebs 16, wobei der sichtbare Riegelbolzen 26 in Fig. 3a im eingefahrenen Zustand und in Fig. 3b im ausgefahrenen Zustand dargestellt ist.
Das Kniehebelgetriebe 36b weist einen drehfest mit der Getriebewelle 32b verbundenen Hebel 42 auf. Der Hebel 42 ist über ein drehbar am Hebel 42 gelagertes Koppelglied 40 mit dem jeweiligen
Riegelbolzen 26 verbunden. Eine Riegelbolzenlagerung 44 ist drehbar am Koppelglied 40 gelagert. Der Riegelbolzen 26 ist jeweils entlang der Betätigungsachse B in einer Gleitbuchse 46 geführt. Der Riegelbolzen 26 ist jeweils mit der Riegelbolzenlagerung über eine Feder 50 verbunden, die den Riegelbolzen 26 in Verriegelungsrichtung gegenüber der Riegelbolzenlagerung 44 vorspannt. Eine Drehung des Drehantriebs 30 in einem Winkelbereich von 0° in der Ausgangslage bis etwa 120° führt zu einem vollständigen Ausfahren des Riegelbolzens 26.
Fig. 3b zeigt den Antrieb 16 in einem ausgefahrenen Zustand. Das Koppelglied 40 ist mit einer Anschlagsnase 48 versehen, die im ausgefahrenen Zustand an der Getriebewelle 32b anliegt. Die Anschlagsnase 48 ist derart gestaltet, dass sie bei Einleitung einer Rückstell kraft auf den zugeordneten Riegelbolzen 26 entlang der Betätigungsachse B aufgrund der Umlenkung am Lagerpunkt zwischen Hebel 42 und Koppelglied 40 eine Krafteinleitung in die Getriebewelle 32b in radialer Richtung zur Folge hat, so dass kein rückstellendes Drehmoment auf die Getriebewelle 32b wirkt. Dies sichert den Antrieb 16 gegenüber einem ungewollten Öffnen. Jeder Riegelbolzen 26 ist sowohl in Ausfahrrichtung als auch in Einfahrrichtung über je einen Anschlag in seiner Bewegung gegenüber der Riegelbolzenlagerung 44 begrenzt.
Fig. 4 zeigt eine dem Drehantrieb 30 vorgeschaltete Hydraulikschaltung 51 , wobei neben einer Lasthalteschaltung 54 und einer Überdruckschaltung 52 ein über ein Schaltventil 56 freigebbarer
Bypass 58 vorgesehen ist. Durch Öffnung des Bypasses 58 wird die manuelle Betätigung des Antriebs 16 ermöglicht. Auf diese Weise kann von einem Hydraulikbetrieb auf einen manuellen Betrieb umgeschaltet werden.
Bezugszeichenliste
Schnellwechsler
Schnellwechseladapter
Antrieb
Aufnahmevorrichtung
Klauen
Widerlager
Riegel bolzen
a, 28b hydraulische Betriebsanschlüsse
Drehantrieb
Getriebewelle
a, 32b Drehanschlüsse
c erster Teil der Getriebewelle 32d zweiter Teil der Getriebewelle 32
Abtriebswelle
a, 34b Anschlüsse
a, 36b Kniehebelgetriebe
a, 38b Anschlagstift
Koppelglied
Hebel
Riegelbolzenlagerung
Gleitbuchse
Anschlagsnase
Feder
Hydraulikschaltung
Überdruckschaltung Lasthalteschaltung Schaltventil Bypass
Mittelachse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schnellwechsler (10) mit zumindest einem Riegelbolzen (26) und einem motorischen Antrieb, der den Riegelbolzen (26) in eine Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition verfährt, wobei der Antrieb (16) einen Energieanschluss und mit dem Riegelbolzen (26) zusammenwirkende Abtriebsmittel (34) aufweist, wobei der Antrieb (16) einen Drehantrieb (30) aufweisend einen Motor und eine Abtriebswelle (34) umfasst, wobei die Abtriebswelle (34) mechanisch mit dem Riegelbolzen (26) verbunden ist, so dass der Riegelbolzen (26) entlang einer Betätigungsachse (B) verfahrbar ist. dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (16) einen Ansatz (20) für eine Wellen-Nabe-Verbindung aufweist, an dem ein Werkzeug, wie ein Handhebel (42) zur manuellen Betätigung, anbringbar ist, so dass eine manuelle Betätigung direkt auf die Antriebswelle (34) wirkt und dabei der Ansatz (20) koaxial zum Drehanschluss (32a, 32b) angeordnet ist.
2. Schnellwechsler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Riegelbolzen (26) vorgesehen sind, der Drehantrieb (30) über die Abtriebswelle mechanisch mit beiden Riegelbolzen (26) so verbunden ist, dass die manuelle Bewegung auf die beiden Riegelbolzen (26) übertragen wird.
3. Schnellwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (30) als fluidischer Drehantrieb, insbesondere hydraulischer oder pneumatischer, Drehantrieb ausgebildet ist.
4. Schnellwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (30) einen Kolben umfasst, dessen Linearbewegung über Übertragungsmittel, insbesondere einer Verzahnung, in eine Drehbewegung einer Abtriebswelle (34) umgewandelt wird.
5. Schnellwechsler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (30) zwei fluidische Anschlüsse (28a/28b) aufweist, die über eine Drossel verbunden sind.
6. Schnellwechsler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Drehantrieb (30) zwei fluidische Anschlüsse (28a/28b) aufweist, die über einen Bypass (58) umfassend ein Schaltventil (56) zum Öffnen und Schließen des Bypasses (58) verbunden sind, wobei das Schaltventil (56) im Fluidbetrieb geschlossen ist und das Schaltventil (56) bei manuellem Betrieb geöffnet ist, so dass im laufenden Maschinenbetrieb zwischen fremdkraftbetrieb und manuellem Betrieb des Drehmotors (30) gewechselt werden kann.
7. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (30) in den Endlagen des Antriebs (16) fluidbeaufschlagt, insbesondere hydraulisch gehalten ist, wobei zur Lasthaltung druckgesteuerte Rückschlagventile vorgesehen sind
8. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (34) mit dem Riegelbolzen (26) über ein Getriebe (36a, 36b)
zusammenwirkt, das beim Verriegeln und Entriegeln jeweils über einen Totpunkt fährt.
9. Schnellwechsler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (36a, 36b) zur Einleitung der Drehbewegung einen Drehanschluss (32a, 32b), insbesondere eine Getriebewelle, aufweist.
10. Schnellwechsler nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Kniehebelgetriebe (36a, 36b) umfasst.
11. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Anschlag vorgesehen ist, der die Bewegung des Antriebs (16) in Richtung Verriegelungsposition begrenzt.
12. Schnellwechsler nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag als
mechanischer Anschlag ausgebildet ist, wobei der Anschlag durch die Antriebswelle (32) und durch einen Teil des Getriebes (36b) gebildet wird, wobei das Getriebe ein Koppelglied (40) aufweist, welches mit einer Anschlagnase (48) versehen ist, die den Teil des Anschlags des Getriebes (36b) bildet, so dass in der Verriegelungsposition bei einer auf den Riegelbolzen (26) wirkenden Rückstell kraft in Entriegelungsrichtung eine Krafteinleitung in die Antriebswelle (32) in radialer Richtung über die Anschlagsnase erfolgt, so dass kein rückstellendes Drehmoment auf die Getriebewelle (32) wirkt.
13. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (34) des Antriebs (16) orthogonal zur Betätigungsachse des Riegelbolzens (26) ausgerichtet ist.
14. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Riegelbolzen (26) vorgesehen sind, die über jeweils ein Getriebe (36a, 36b) mit der Abtriebswelle (34) verbunden sind.
15. Schnellwechsler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Getriebe (36a, 36b) über den Drehantrieb (30) miteinander verbunden sind.
16. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (34) lösbar mit dem Getriebe (36a, 36b) verbunden ist, so dass der Drehantrieb (30) ersetzbar ist.
17. Schnellwechsler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkelbereich des Drehantriebs (30) auf einen notwendigen Drehwinkel begrenzt ist, insbesondere der Drehwinkelbereich auf zwischen 0° bis 110° und 0° bis 130° begrenzt ist, wobei sich der notwendige Drehwinkelbereich abhängig von den Geometrien des Getriebes (36a, 36b) und des linearen Verfahrwegs des oder der Riegelbolzen (26) ergibt.
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