AT507598B1 - Vorrichtung zum auswechselbaren aufnehmen von werkzeugen - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT507 598B1 2012-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum auswechselbaren Aufnehmen von Werkzeugen an einem Werkzeugmanipulator, insbesondere einem Baggerausleger, oder an einem Fahrzeug, mit einem manipulatorseitigen Schnellwechsler zum Greifen wenigstens eines werkzeugseitigen Halters, insbesondere wenigstens zweier dem Werkzeug zugeordneter und mit Abstand zueinander angeordneter Halter, wobei der Schnellwechsler Aufnahmen für die Halter und einen mit einem, einen Zylinder und einen Kolben umfassenden, Stelltrieb in einer dem Schnellwechslerrahmen zugehörigen Führung zwischen einer Freigabe- und einer Verriegelungslage verlagerbaren Riegel umfasst, der in seiner Verriegelungslage mit einem vorzugsweise federbelasteten Sicherungselement sicherbar ist und wenigstens einen Halter hintergreift und das jeweilige Werkzeug in den Aufnahmen sichert.

[0002] Der Hauptzweck derartiger und beispielsweise aus der WO 1998/046835 A1 bekannter und üblicherweise im Bauwesen eingesetzter Vorrichtungen liegt darin, ein als Werkzeug dienendes Arbeitsgerät gegebenenfalls ohne großen Zeitaufwand wechseln zu können. Ein Austausch dieser Werkzeuge, wie diverse Löffel, Bohrer, Kippschaufeln, Stemmmeißel, Fräser od. dgl. mehr, ist oft sogar mehrmals täglich erforderlich. Derartige Vorrichtungen zur auswechselbaren Aufnahme von Werkzeugen müssen zudem äußerst robust ausgebildet sein, da die gesamten Bearbeitungskräfte über den Schnellwechsler abzutragen sind (KR 2003-0030432 A, EP 1 138 833 A1, WO 2007/068043 A1, US 2002/0071754 A1). Zur Sicherung des Riegels ist es bekannt, im Schnellwechslerrahmen ein federbelastetes Sicherungselement vorzusehen, das den Riegel in der Verriegelungslage hintergreift oder verrastet.

[0003] Aus der AT 410 333 B ist ein alternativer Schnellwechsler bekannt, mit dem an einer Baggerschaufel mit Abstand parallel zueinander ausgerichtete Haltebolzen gegriffen werden können. Diese Haltebolzen sind von am Schnellwechsler vorgesehenen Aufnahmen erfassbar, in welche die Haltebolzen ersetzbar sind. Einer der beiden in die Aufnahme eingesetzten Haltebolzen ist dann mit einem Riegel derart umgreifbar, dass das Werkzeug in der Verriegelungslage des Riegels unverlierbar in den Aufnahmen gehalten wird. Ein Verlagern des Riegels aus seiner Freigabe in seine Klemmstellung erfolgt dabei mittels einer Zylinderkolbeneinrichtung. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion insbesondere, dass es aufgrund der Riegel - Stelltriebanordnung im Betrieb des Schnellwechslers durch Verschmutzungen in der Führung od. dgl. zu einem Verkanten des Riegels in der Führung kommen kann, was einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtung behindert. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der DE 10 2006 049 059 A1 bekannt, bei der der Riegel in seiner Verriegelungslage in eine am Werkzeug vorgesehene Verriegelungslasche eingreift. Dieser Vorrichtung ist allerdings insbesondere der Nachteil zueigen, dass mit ihr keine Standardwerkzeuge gegriffen werden können, die lediglich zwei mit Abstand zueinander angeordnete Haltebolzen umfassen, womit auf teure Spezialwerkzeuge zurückgegriffen werden muss.

[0004] Eine weitere Möglichkeit Standardwerkzeuge mit einem Schnellwechsler verwenden zu können besteht darin (DE 41 02 370 A1), den Schnellwechsler mit vier in Form von Kolben ausgebildeten Haltebolzen auszustatten, die mittels eines pneumatischen Antriebes in die entsprechenden Aufnahmeöffnungen des Werkzeuges einschiebbar sind, wobei die vier in die vier Aufnahmeöffnungen eingesetzten Kolben in diesem Fall die beiden Haltebolzen ersetzen. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung insbesondere, dass ein rasches Wechseln oft nur schwer möglich ist, da das Einfädeln der Haltebolzen in die Aufnahmelaschen erhebliches Geschick erfordert. Weiters sind Schnellwechseleinrichtungen bekannt, die zugleich einen Schnellverschluss für Hydraulikleitungen umfassen (DE 10 2005 027 807 A1). Damit kann neben einem Greifen des Werkzeuges zugleich eine Versorgung des Werkzeuges mit Hydraulikenergie durch Ankuppeln eines Bündels von Hydraulikleitungen sichergestellt werden. Üblicherweise wird der Riegel hydraulisch oder pneumatisch in seiner Verriegelungslage gehalten. Den Vorrichtungen der vier letztgenannten Druckschriften ist der Nachteil zueigen, dass bei einem Ausfall des Stelltriebes, beispielsweise der Hydraulik keine ausreichende Sicherung des Werkzeuges in den Aufnahmen gewährleistet ist. 1 /8 österreichisches Patentamt AT507 598 B1 2012-03-15 [0005] Ausgehend von Vorrichtungen der vorgeschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schnellverschluss zum auswechselbaren Aufnehmen von Werkzeugen anzugeben, der möglichst einfach und robust aufgebaut ist, ein automatisiertes Greifen von Werkzeugen mit einer, beispielsweise zwei mit Abstand zueinander angeordneten Haltebolzen umfassenden, Kupplung ermöglicht, und der für den Fall eines Ausfalls des Stelltriebes, beispielsweise der Hydraulik, eine ausreichende Sicherung des Werkzeuges in den Aufnahmen der Kupplung gewährleistet.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das Sicherungselement im Riegel angeordnet ist, wobei das Sicherungselement den Riegel in seiner Verriegelungslage mit dem Schnellwechslerrahmen verrastet und wobei der Riegel alle zur Ansteuerung des Stelltriebs erforderlichen Leitungen und wenigstens ein Ventil aufnimmt.

[0007] Um bei einem Hydraulikausfall ein Lösen des Riegels zu vermeiden, ist üblicherweise in der Rückleitung ein Ventil angeordnet, welches einen Druckverlust und somit ein ungewolltes Lösen des Riegels vermeiden soll. Um für den Fall, dass dieses Ventil nicht die erforderliche Dichtheit aufweist dennoch ein ungewolltes Lösen des Riegels sicher vermeiden zu können, ist im Riegel ein vorzugsweise federbelastetes Sicherungselement angeordnet, das den Riegel in seiner Verriegelungslage mit dem Schnellwechslerrahmen verrastet, bzw. das den Riegel und den Schnellwechselrahmen in Verriegelungslage des Riegels schubfest miteinander verbindet. Rastet das Sicherungselement in der Verriegelungslage des Riegels in eine entsprechende Ausnehmung am Schnellwechselrahmen ein, ist neben der hydraulischen Sicherung zudem eine mechanische Sicherung gegeben, die bei einem Hydraulikausfall auch stets ein sicheres Verbleiben des Werkzeuges in den Aufnahmen des Schnellwechslers sicherstellt. Damit wird der Riegel in einfacher Weise in einer Verschiebe- oder Drehführung gegenüber dem Schnellwechslerrahmen verrastet.

[0008] Besonders robuste Konstruktionsverhältnisse ergeben sich dadurch, dass im Riegel alle zur Ansteuerung des Stelltriebs erforderlichen Leitungen und wenigstens ein Ventil, insbesondere ein entsperrbares Rückschlagventil, ein Lasthalteventil oder ein Sperrventil, vorgesehen sind.

[0009] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist der Zylinder des Stelltriebes zumindest größtenteils im Riegel angeordnet und greift der einerends in den Zylinder eingesetzte Kolben andernends am Schnellwechslerrahmen an. Dadurch, dass der Zylinder des Stelltriebes zumindest größtenteils im Riegel angeordnet ist, erhöht sich die Riegelhöhe bzw. ist der Zylinder bestmöglich gegenüber Außeneinwirkungen geschützt. Da der in den Zylinder eingesetzte Kolben zudem andernends am Schnellwechslerrahmen angreift, kann die für das Verlagern des Riegels aus der Verriegelungslage in seine Freigabelage erforderliche Hubhöhe bei besonders geringer Baugröße realisiert werden. Durch die kurze freie Kolben-bzw. Kolbenstangenlänge wird die Kipp- und somit Klemmneigung des Riegels in der Führung noch weiter verringert.

[0010] Grundsätzlich ist es für den Fall, dass der Stelltrieb eine gegen Federkraft verlagerbare Kolben- Zylinderanordnung umfasst, ausreichend, am Riegel lediglich einen Anschluss für eine über den Werkzeugmanipulator führende Steuerleitung vorzusehen. Soll der Riegel allerdings aktiv, also beispielsweise mittels Hydraulik zwischen Freigabe- und Verriegelungslage verlagerbar sein, sind am Riegel wenigstens zwei Anschlüsse für über den Werkzeugmanipulator führende Steuerleitungen vorzusehen. Bei entsprechender Energiebeaufschlagung eines dieser beiden Anschlüsse kann der Kolben wechselweise in seine Verriegelungslage bzw. Freigabelage verschoben werden. Die Anbindung erfolgt dabei in üblicher Weise über an die Hydraulikanlage des Fahrzeuges angeschlossene Hydraulikleitungen.

[0011] Dazu ist im Riegel vorzugsweise eine einen Anschluss mit dem Zylinder verbindende Leitung zum Verlagern des Riegels in seine Verriegelungslage vorgesehen, wobei in der Leitung ein Ventil, insbesondere ein entsperrbares Rückschlagventil, ein Lasthalteventil oder ein Sperrventil, angeordnet ist. Besagte Leitungen sind insbesondere im Riegel vorgesehene Bohrungen, die gegebenenfalls das Ventil in einer Ausnehmung auswechselbar und leicht wartbar 2/8 österreichisches Patentamt AT507 598 B1 2012-03-15 aufnehmen. Eine weitere Leitung im Riegel verbindet den anderen Anschluss mit dem Zylinder zum Verlagern des Riegels in seine Freigabestellung, wobei an diese Leitung wenigstens eine Steuerleitung zum Lösen des Sicherungselements und zum Lösen des entsperrbaren Rückschlagventils anschließt. Wird die entsprechende Hydraulikleitung von einem Bediener der Vorrichtung derart betätigt, dass der Riegel aus seiner Verriegelungslage in seine Freigabelage verlagert wird, wird vom aufgeprägten Steuerdruck zunächst das Sicherungselement entriegelt, also die schubfeste bzw. drehfeste Verbindung zwischen Riegel und Schnellwechselrahmen gelöst und das entsperrbare Rückschlagventil umgangen oder ebenfalls gelöst, wonach der Riegel mit dem Stelltrieb aus seiner Verriegelungslage in seine Freigabelage verlagert wird und die Aufnahmen bzw. das Werkzeug freigibt.

[0012] In einer alternativen Ausgestaltungsvariante könnte der Riegel mittels Federkraft in seine Verriegelungslage verlagert werden, wobei ein Lösen des Riegels über eine einen Anschluss mit dem Zylinder verbindende Leitung zum Verlagern des Riegels in seine Freigabestellung erfolgt, an welche Leitung wenigstens eine Steuerleitung zum Lösen des federbelasteten Sicherungselementes angeschlossen ist. Wird die entsprechende Hydraulikleitung von einem Bediener der Vorrichtung derart betätigt, dass der Riegel aus seiner Verriegelungslage in seine Freigabelage verlagert wird, wird vom aufgeprägten Steuerdruck zunächst das Sicherungselement entriegelt, wonach der Riegel mit dem Stelltrieb aus seiner Verriegelungslage in seine Freigabelage verlagert wird und die Aufnahmen bzw. das Werkzeug freigibt.

[0013] Soll ein Werkzeug bei sich in seiner Verriegelungslage befindlichem Riegel und bei einem Hydraulikausfall dennoch in möglichst einfacher und unkomplizierter Weise vom Schnellwechsler abgenommen werden können, empfiehlt es sich, wenn das im Riegel angeordnete federbelastete Sicherungselement in Verriegelungslage des Riegels in eine im Schnellwechslerrahmen, vorzugsweise im Bereich der Führung vorgesehene, Durchbrechung vorragt, die an der anderen Seite vorzugsweise mit einem lösbaren Verschluss ausgestattet ist. Wird der lösbare Verschluss abgenommen, kann das Sicherungselement gegen die Kraft der Feder aus seiner Sicherungsstellung in seine Freigabestellung verschoben werden, wonach der Riegel gegebenenfalls nach einem ebenfalls manuellen Freigeben des Rückschlagventils, in seine Freigabestellung geschoben werden kann und ein angekuppeltes Werkzeug somit freigegeben ist.

[0014] In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigen [0015] Fig. 1 ein Schaltschema für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, [0016] Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in teilgeschnittenem Querschnitt mit dem

Riegel in Klemmstellung, [0017] Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 2 im Schnitt nach der Linie lll-lll, [0018] Fig. 4 die Vorrichtung aus Fig. 2 mit dem Riegel in Freigabestellung und [0019] Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 4 im Schnitt nach der Linie V-V.

[0020] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum auswechselbaren Aufnehmen von Werkzeugen mit einem nicht näher dargestellten Werkzeugmanipulator, insbesondere einem Baggerausleger, oder mit einem Fahrzeug umfasst einen manipulatorseitigen Schnellwechsler 1 zum Greifen zweier dem Werkzeug zugeordneter und mit Abstand zueinander angeordneter Haltebolzen 2, wobei der Schnellwechsler Aufnahmen 3 für die Haltebolzen 2 und einen Stelltrieb 4 umfasst, mit dem ein in einer dem Schnellwechselrahmen 5 zugehörigen Führung 6 linear verschiebbar geführter Riegel 7 zwischen einer Freigabe und einer Verriegelungslage verlagerbar ist. Dem Stelltrieb 4 gehört im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zylinder 8 und ein Kolben 9 zu. Der Riegel 7 hintergreift in seiner Verriegelungslage (Fig. 2 u. 3) einen Haltebolzen 2 und sichert somit das jeweilige Werkzeug in den Aufnahmen 3.

[0021] Der Zylinder 8 des Stelltriebes 4 ist zumindest größtenteils im Riegel 7 angeordnet, wobei der in den Zylinder 8 eingesetzte Kolben 9 über eine Kolbenstange 10 andernends am 3/8

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT507 598 B1 2012-03-15 Schnellwechslerrahmen 5 angreift. Dem Riegel 7 gehört dabei ein federbelastetes Sicherungselement 11 zu, das den Riegel 7 und den Schnellwechselrahmen 5 in Verriegelungslage des Riegels 7 schubfest miteinander verbindet (Fig. 2). [0022] Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Verlagern des Zylinders zwischen Freigabe und Verriegelungslage hydraulisch, wozu entsprechende Leitungen vorzusehen sind. Im Riegel 7 sind alle zur Ansteuerung des Stelltriebes 4 erforderlichen Leitungen 12, 13 und wenigstens ein entsperrbares Rückschlagventil 14 vorgesehen. Des Weiteren gehören dem Riegel 7 wenigstens zwei Anschlüsse 15, 16 für über den Werkzeugmanipulator zu einer Hydraulikanlage führende Steuerleitungen zu. [0023] Dabei ist im Riegel 7 eine den Anschluss 16 mit dem Zylinder 8 verbindende Leitung 12 zum Verlagern des Riegels 7 in seine Verriegelungslage vorgesehen, wobei in der Leitung 12 ein entsperrbares Rückschlagventil 14 angeordnet ist. Des Weiteren ist im Riegel 7 eine den Anschluss 15 mit dem Zylinderraum auf der gegenüberliegenden Kolbenseite verbindende Leitung 13 zum Verlagern des Riegels 7 in seine Freigabestellung vorgesehen, wobei an diese Leitung 13 eine Steuerleitung 17 zum Lösen des Sicherungselements 11 und zum Lösen des entsperrbaren Rückschlagventils 14 anschließt. Zu diesem Zweck umfasst das Sicherungselement 11 eine federbelastete Kolbenzylinderanordnung, wobei das Sicherungselement 11 mit dem auf die Leitung 15 und somit auf die Steuerleitung 17 einwirkenden Steuer- bzw. Hydraulikdruck aus seiner Verriegelungsstellung in seine Freigabestellung verlagerbar ist. [0024] Des Weiteren ragt das im Riegel 7 angeordnete, federbelastete Sicherungselement 11 in Verriegelungslage des Riegels 7 in eine im Schnellwechslerrahmen 5 vorgesehene, den Schnellwechslerrahmen 5 im Bereich der Führung 6 durchbrechende Bohrung 18 vor, die an der anderen Seite mit einem lösbaren Verschluss 19 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Schraubverschluss ausgestattet ist. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum auswechselbaren Aufnehmen von Werkzeugen an einem Werkzeugmanipulator, insbesondere einem Baggerausleger, oder an einem Fahrzeug, mit einem manipulatorseitigen Schnellwechsler (1) zum Greifen wenigstens eines werkzeugseitigen Halters (2), insbesondere wenigstens zweier dem Werkzeug zugeordneter und mit Abstand zueinander angeordneter Halter (2), wobei der Schnellwechsler Aufnahmen (3) für die Halter (2) und einen mit einem, einen Zylinder (8) und einen Kolben (9) umfassenden, Stelltrieb (4) in einer dem Schnellwechslerrahmen (5) zugehörigen Führung (6) zwischen einer Freigabe-und einer Verriegelungslage verlagerbaren Riegel (7) umfasst, der in seiner Verriegelungslage mit einem vorzugsweise federbelasteten Sicherungselement (11) sicherbar ist und wenigstens einen Halter (2) hintergreift und das jeweilige Werkzeug in den Aufnahmen (3) sichert, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (11) im Riegel (7) angeordnet ist, wobei das Sicherungselement (11) den Riegel (7) in seiner Verriegelungslage mit dem Schnellwechslerrahmen (5) verrastet und wobei der Riegel (7) alle zur Ansteuerung des Stelltriebs (4) erforderlichen Leitungen (12, 13) und wenigstens ein Ventil (14) aufnimmt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (8) des Stelltriebes (4) zumindest größtenteils im Riegel (7) angeordnet oder vom Riegel (7) ausgebildet ist und dass der einerends in den Zylinder (8) eingesetzte Kolben (9) über eine Kolbenstange (10) andernends am Schnellwechslerrahmen (5) angreift.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein entsperrbares Rückschlagventil, ein Lasthalteventil oder ein Sperrventil ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Riegel (7) wenigstens zwei Anschlüsse (15, 16) für über den Werkzeugmanipulator führende Steuerleitungen vorgesehen sind. 4/8 österreichisches Patentamt AT507 598B1 2012-03-15
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Riegel (7) eine einen Anschluss (16) mit dem Zylinder (8) verbindende Leitung (12) zum Verlagern des Riegels (7) in seine Verriegelungslage vorgesehen ist, wobei in der Leitung (12) ein Ventil (14), insbesondere ein entsperrbares Rückschlagventil, ein Lasthalteventil oder ein Sperrventil, angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Riegel (7) eine einen Anschluss (15) mit dem Zylinder (8) verbindende Leitung (13) zum Verlagern des Riegels (7) in seine Freigabestellung vorgesehen ist, wobei an die Leitung (13) wenigstens eine Steuerleitung (17) zum Lösen des Sicherungselements (11) und zum Lösen des Ventils (14) angeschlossen ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das im Riegel (7) angeordnete federbelastete Sicherungselement (11) in Verriegelungslage des Riegels (7) in eine im Schnellwechslerrahmen (5), vorzugsweise im Bereich der Führung (6), vorgesehene Durchbrechung (18) vorragt, die an der anderen Seite vorzugsweise mit einem lösbaren Verschluss (19) ausgestattet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8