DE102014019967B3

DE102014019967B3 - Schnellwechselvorrichtung für ein Baugerät mit Ausleger

Info

Publication number: DE102014019967B3
Application number: DE102014019967.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2034-01-29

Abstract

Schnellwechselvorrichtung für ein Baugerät mit Ausleger, insbesondere Bagger, mit deren Hilfe ein Werkzeug lösbar mit dem Ausleger verbunden ist,bestehend aus einem Adapter (1), der am Werkzeug angebracht ist, und einem ersten Schnellwechsler (2a), der am Ausleger befestigt ist, die miteinander mit Hilfe einer Verriegelung lösbar verbunden sind,wobei der Adapter (1) aus einem Gehäuse besteht, das aus zwei beabstandeten und parallel zueinander ausgerichteten Seitenflächen (7), die an einer Stirnseite mit einer Abschlussplatte (9) verbunden sind, gebildet wird und die beabstandeten Seitenflächen (7) mit einem parallel zur Abschlussplatte (9) ausgerichteten Bolzen (8a) in Verbindung stehen undder erste Schnellwechsler (2a) im Wesentlichen in der Form einer Platte (3a) ausgestaltet ist, an deren einen Stirnfläche Klauen (4a) nach außen zuweisend angebracht sind und die an ihrer gegenüberliegenden Seite eine Stirnfläche (5a) aufweist, die so bemessen ist, dass bei einem gabelförmigen Ergreifen des Bolzens (8a) mittels der Klauen (4a) und Verschwenken des Schnellwechslers (2a) die Stirnfläche (5a) an der Abschlussplatte (9) zur Anlage kommt,wobei wenigstens ein weiterer Bolzen (8b) vorhanden ist, der parallel zum ersten Bolzen (8a) verläuft und der so dimensioniert ist, dass ein weiterer Schnellwechsler (2b) mit zum ersten Schnellwechsler (2a) abweichenden Abmessungen nach dem Aufsetzen der Klauen (4b) auf den Bolzen (8b) und Verschwenken ebenfalls an der Abschlussplatte (9) zur Anlage kommt, und wobei die Abschlussplatte (9) für die verschiedenen Bolzen (8a, 8b) identisch ist und Aussparungen mit einem teilweise konkaven Umriss aufweist, wobei der Umriss einer der Aussparungen einen in die Aussparung hineinragenden winkelförmigen Vorsprung aufweist, welcher auf einer von der der Aussparung nächstliegenden Seitenfläche (7) abgewandten Seite der Aussparung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellwechselvorrichtung für ein Baugerät mit Ausleger, insbesondere Bagger, bei dem ein Werkzeug lösbar mit dem Ausleger verbunden ist, das Verbindungsstück aus einem Adapter, der am Werkzeug angebracht ist, und einem Schnellwechsler, der am Ausleger befestigt ist, aufgebaut ist, die miteinander lösbar, jedoch mit Hilfe einer Verriegelung lösbar, wobei der Adapter aus einem Gehäuse besteht, das aus zwei beabstandeten und parallel zueinander ausgerichteten Seitenflächen, die an einer Stirnseite mit einer Abschlussplatte verbunden sind, gebildet wird und die beabstandeten Seitenflächen mit einem parallel zur Abschlussplatte ausgerichteten Bolzen in Verbindung stehen und der Schnellwechsler im Wesentlichen in der Form einer Platte ausgestaltet ist, an deren einen Stirnfläche Klauen nach außen zuweisend angebracht sind und die an ihrer gegenüberliegenden Seite eine Stirnfläche aufweisen, die so bemessen ist, dass bei einem gabelförmigen Ergreifen der Bolzen mittels der Klauen und Verschwenken des Schnellwechslers die Stirnfläche an der Abschlussplatte zur Anlage kommt.
Bei Baugeräten wie insbesondere Bagger werden am Ausleger Bauwerkzeuge befestigt, die mit Hilfe einer in der Regel hydraulisch geführten Bewegung in unterschiedlicher räumlicher Positionen bringbar sind und zu Durchführungen der entsprechenden Arbeiten genutzt werden. Als Werkzeuge kommen Schaufel, Hammer etc. in Betracht. Um ein rasches Wechseln der Werkzeuge zu gestatten, erfolgt die Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem Ausleger mit Hilfe von Schnellkupplungsvorrichtungen, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau zum einen aus einem am Ausleger angebrachten Schnellwechsler und einem am Werkzeug befestigten Adapter bestehen.
Dabei sind Adapter und Schnellwechsler so aufeinander abgestimmt, dass sie vorübergehend in Eingriff gebracht und in diesem Zustand zur Durchführung der Arbeiten verriegelbar sind. Das Lösen der Verriegelung erlaubt das Werkzeug vom eigentlichen Baugerät bzw. dessen Ausleger zu trennen, wobei die Verriegelung selbst mechanisch betätigt werden kann, beispielsweise dadurch, dass ein Bolzen entgegen der Rückstellkraft einer Feder in einer korrespondierenden Öffnung einrastet und zum Öffnen wieder in die Ausgangsposition verfahren wird. In jüngerer Zeit haben hydraulische Betätigungen des Bolzens weite Verbreitung gefunden. Die Herstellung der Verbindung erfolgt mit Hilfe einer Schwenkverriegelung, wozu sich im Adapter eine horizontale Schwenkachse befindet und dem gegenüber eine Abschlussplatte, wobei die Schwenkachse vom den am Schnellwechsler angebrachten Klauen gabelartig umgriffen wird, zum Festlegen eine Schwenkbewegung um diese Achse ausführt, bis es passgenau mit dem gegenüberliegenden Ende der Abschlussplatte zur Anlage zu kommen. Das Verspannen wird dadurch erleichtert, dass die Abschlussplatte angeschrägt ist, in dem Sinne, dass erst dann, wenn die relative Schwenkbewegung Adapter-Schnellwechsler beendet ist, die vollflächige Anlage zustande kommt.
Aus Gründen der Stabilität unter Berücksichtigung des rauen Einsatzes der entsprechenden Werkzeuge beschreiben die Schwenkachse, die Abschlussplatte des Adapters sowie zwei einander gegenüberliegende, der Aufnahme der Bolzen dienende Seitenflächen ein im wesentlichen nach oben zu rechteckförmiges Gehäuse, dessen untere Stirnfläche die Verbindung zum Werkzeug herstellt. Die Aufgabe der Abschlussplatte besteht auch darin, dass mit Herstellung der Verbindung eine mechanische und/oder hydraulische Kopplung erfolgt. Derartige Schnellkupplungsvorrichtungen sind allgemein geläufig, wozu beispielhaft auf die DE 4214569 C1 verwiesen wird.
In der Praxis besteht das Problem, dass zum einen Schnellwechsler und Adapter passgenau aneinander angebracht sein müssen, und dass sich Probleme dadurch ergeben, dass in Abhängigkeit von der Baugröße bzw. der Baggerklasse bereits aus mechanischen Gründen unterschiedliche Dimensionierungen im Bolzendurchmesser, der Bolzenlänge, der Riegelplatte sowie der Breite des Adapters sowie des Abstandes des Bolzens zur Abschlussplatte gegeben sind. Hieraus ergibt sich das Erfordernis, dass Adapter und Schnellwechsler nur für eine einzige Baggerklasse nutzbar sind oder andernfalls langwierige Umbauarbeiten vorzunehmen wären.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2010 017 179 A1 offenbart ein Kupplungsteil, mithin einen Adapter, für die Montage an einem Anbaugerät mit Ausleger, welches mit einem zweiten Kupplungsteil, mithin Schnellwechsler, am Ausleger des Anbaugeräts zusammenwirken kann und welches zwei Paare vom miteinander fluchtenden Durchgangsöffnungen in zwei beabstandeten Lagerplatten aufweist. Die Durchgangsöffnungen dienen der Aufnahme von lösbaren Kopplungselementen in Form von Bolzen. Durch das Vorsehen von mehreren Paaren von Durchgangsöffnungen kann der Adapter an Schnellwechsler verschiedener Abmessungen angepasst werden. In manchen Ausführungen liegt der Schnellwechsler mit einer Stirnseite an einer Riegelplatte an, welche konvex geformte Aussparungen zu Aufnahme von Riegelbolzen des Schnellwechslers aufweist.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Schnellwechselvorrichtung zu schaffen, die eine Verwendung für unterschiedliche Werkzeuggrößen (Baggerklassen) erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besteht darin, einen Adapter zu schaffen, der Schnellwechsler unterschiedlicher Abmessungen und damit Baggerklassen aufzunehmen gestattet. Zu diesem Zweck wird bei den aus dem Stand der Technik bereits bekannten Adaptern, die einen als Schwenkachse dienenden Bolzen aufweisen, wenigstens ein weiterer Bolzen vorgeschlagen, die parallel zueinander angeordnet sind, so dass im Ergebnis alle Bolzen in der gleichen Richtung verlaufen. Die räumliche Anordnung des bzw. der Bolzen hat so zu erfolgen, dass sie an die räumliche Dimensionierung von wenigstens zwei Schnellwechslern anzupassen sind, d. h. der Mittelpunkt der den Bolzen umgreifenden Klaue hat einen solchen Abstand von der Abschlussplatte, dass der Schnellwechsler passgenau einsetzbar ist. Bei gabelförmigen Umgreifen des Bolzens und Vornahme einer Schwenkbewegung um die hierdurch definierte Schwenkachse kommt der Schnellwechsler flächig am Adapter bzw. deren Abschlussplatte zur Anlage.
Jeder Bolzen dient der Aufnahme eines von den Abmessungen her passenden Schnellwechslers.
Erfindungsgemäß wird bei allen Schnellwechslern unterschiedlicher Dimensionierungen stets sichergestellt, dass sie an ein und derselben Abschlussplatte zur Anlage kommen können. Hierzu weist die Abschlussplatte Aussparungen mit einem teilweise konkaven Umriss auf. Eine Verbindung zwischen Schnellwechsler und Adapter erfolgt durch Ausrichtung und mechanische Verknüpfung und/oder Herstellung einer hydraulischen Verbindung, die dazu genutzt werden, um das Einrasten und auch wieder Lösen der Verbindung zwischen Schnellwechsler und Adapter anzusteuern und zu bewerkstelligen. Trotz des Einsatzes an Schnellwechslern unterschiedlicher Abmessungen bleibt die Verbindung zwischen Schnellwechsler und Abschlussplatte durch die flächige Anlage stets erhalten.
Im Rahmen der Erfindung steht es grundsätzlich frei, auf welcher Art und Weise (z. B. mechanisch, hydraulisch) die Ansteuerung und Betätigung der Verriegelung erfolgt, mit deren Hilfe die Verbindung zwischen Schnellwechsler und Adapter vorgenommen wird.
Im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig ist, wie viel Bolzen zusätzlich im Adapter untergebracht werden. Die Anzahl der Bolzen, die in individuell unterschiedlichen räumlichen Positionen relativ zueinander angeordnet sind, bestimmt diejenige Zahl an Schnellwechslern, die von dem Adapter aufgenommen werden können. Bereits in einfachen Fällen reicht aus, einen zusätzlichen zu dem bereits vorhandenen Bolzen vorzusehen und anzubringen.
Das Zusammenfügen von Schnellwechsler mit Adapter setzt bis zum Erreichen der definierten Endlage eine Schwenkbewegung voraus. Hierbei kann es vorkommen, dass der zweite (und/oder die weiteren) im Augenblick nicht benutzten Bolzen im Schwenkweg des Schnellwechslers positioniert sind, also die Bewegung behindern würden. In solchen Fällen ist zwingend erforderlich, dass dieser (und ggf. weitere) Bolzen lösbar befestigt sind. Sie können dann bei Bedarf entfernt werden und somit nicht mehr bewegungshindernd einwirken. Zu diesem Zweck empfiehlt sich die Befestigung der Bolzen dadurch vorzunehmen, dass sie in den beiden Seitenwänden des Adapters in Öffnungen geeigneten Durchmessers eingesteckt und dort arretiert werden. Durch axiales Verschieben des Bolzens mit ggf. anschließendem Arretieren ist das Festlegen bzw. die Herausnahme bei Vornahme der vorgeschriebenen Handlungsabfolge in umgekehrter Reihenfolge möglich.
Die Arretierung kann im Rahmen der Erfindung auf beliebiger Art und Weise realisiert sein, so zum Beispiel durch Herstellen eines Formschlusses mit dem Adapter und/oder durch einen mit Hilfe von Klemmverbindungen hergestellten Reibungsschlusses.
Die Abschlussplatte wird stets so ausgerichtet sein, dass sie zur Tangentialfläche an den Kreis um die Schwenkachse einen spitzen Winkel aufweist in dem Sinne, dass sich die Platte der Abschlussfläche in Richtung auf den Schnellwechsler zu öffnet. Das vorteilhafte Ergebnis ist, dass sich der Schnellwechsler bei seinem Bewegen um die Schwenkachse nach Art eines Keils gegen die Fläche der Abschlussplatte bewegt und an dieser zur Anlage kommt. Die Abschlussplatte dient somit als schräge Spannfläche, auf welche der Schnellwechsler mit seiner korrespondierenden Fläche aufgleitet, indem der Schnellwechsler auf den Adapter zu im Wege einer Schwenkbewegung um den Bolzen aufgedrückt wird und zwar so weit, bis es zum vollflächigen Anschlag kommt. Dadurch wird eine mechanische oder hydraulische Verbindung hergestellt, durch welche die Verriegelung vorgenommen wird.
Bei den mechanischen Ausführungen handelt es sich beispielsweise um einen Knickhebelmechanismus mit einer Verriegelung über einen Totpunkt und bei der hydraulischen Ausführung um die Anlenkung der Verriegelungsvorrichtung an einen Hydraulikzylinder.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich demnach folgenden Beschreibungsteilen entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Es zeigt:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Schnellwechslern unterschiedlicher Größe, die einem Adapter zugeordnet sind.

1 zeigt in Seitenansicht eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Schnellwechselvorrichtung, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Adapter 1 und dem Schnellwechsler 2b besteht. Zur besseren Verdeutlichung sind zwei Schnellwechsler 2a, 2b übereinander angeordnet, die im Wesentlichen baugleich sind, sich im Wesentlichen aus einer in der Horizontalen sich erstreckenden Platte 3a, 3b, bestehen, die in der gezeigten Anordnung parallel zueinander und auch zum Adapter 1, jedoch im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Schnellwechsler 2a, 2b sind in ihrem Aufbau zueinander sehr ähnlich, da sie an ihrem rechten Ende jeweils in einem Paar von Klauen 4a, 4b enden. Die dem Klauen 4 gegenüberliegende Stirnfläche 5 ist gegenüber der durch die Platte 3 beschriebenen Ebene nach oben zu sich erweiternd angeschrägt.
Darunter befindet sich der Adapter 1, der einen nach oben offenes Gehäuse beschreibt, welches zwei parallel, jedoch im Abstand zueinander ausgerichtete Seitenflächen 7a, 7b aufweist, in die jeweils Öffnungen eingebracht sind, die der Aufnahme von Bolzen 8 dienen, die parallel zueinander ausgerichtet sind und jeweils mit ihren Enden in die Seitenflächen 7 eingreifen. Die Seitenflächen 7 sind an ihrem hinteren Ende ihrerseits über eine Abschlussplatte 9 verschlossen, die eine Schräge aufweist, die parallel zu derjenigen der Stirnfläche 5 ausgerichtet ist.
Der vordere von der Abschlussplatte 9 weit entfernt befindliche Bolzen 8b, ist dazu bestimmt, mit dem Schnellwechsler 2b zusammenzuarbeiten. Zu diesem Zweck wird der Schnellwechsler 2b gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Ausrichtung nach oben zu verschwenkt und die Platte in eine schräge Ausrichtung gebracht, mit seinen Klauen 4b auf den Bolzen 8b in einer im Wesentlichen in Richtung der Mittelebene der Platten 3 verlaufenden Bewegung aufgeschoben und zum Erreichen der Endposition mit seinen den Klauen 4b gegenüberliegenden Ende soweit nach unten zu verschwenkt, bis die Stirnfläche 5b an der Abschlussplatte 9 zur Anlage kommt. In der Endposition ist der Schnellwechsler 2b von allen Seiten her umlaufend im Adapter 1 fixiert. Mit der Anlage der Stirnfläche 5b an der Abschlussplatte 9 wird eine mechanische und/oder hydraulische Verbindung hergestellt, die es erlaubt einen in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Verriegelungsmechanismus anzusteuern und zu betätigen, durch den der Schnellwechsler 2b innerhalb des Adapters vorübergehend festgelegt wird.
Klar zu stellen ist, dass der weitere Bolzen 8a während des soeben beschriebenen Vorgangs entfernt ist um die Eingriffsbewegung und das Schwenken der Platte 3 bis in die Anschlagsposition nicht zu behindern. Während dieser Arbeitsphase kann der Bolzen 8a an den Befestigungsringen 11 unverlierbar aufbewahrt werden.
Die Art und Weise der Anpassung von unterschiedlicher Größen des Schnellwechslers an den Adapter wird augenfällig, wenn die Befestigung des oberen Schnellwechslers 2a zum Vorbeschriebenen (Schnellwechsler 2b) in Bezug gesetzt wird.
Der Schnellwechsler 2a wird ebenfalls mit seinen Klauen 4a nunmehr auf den Bolzen 8a aufgesetzt, in der oben zum Schnellwechsler 2b beschriebenen Weise soweit verschwenkt, bis er ebenfalls mit seiner Stirnfläche 5b an der Abschlussplatte 9 zur Anlage kommt. Den unterschiedlichen Abmessungen der beiden Schnellwechsler 2a, 2b in der durch die Platte 3 beschriebenen Ebene, d. h. in ihrem Abstand zwischen der Stirnfläche 5b und den Klauen 4 bzw. deren Mittelachse wird dadurch Rechnung betragen, dass zwei unterschiedliche Bolzen 8a und 8b im Adapter 1 untergebracht sind, wobei die Position der Bolzen 8 so gewählt wird, dass die Stirnflächen 5 von beiden Schnellwechslern stets an derselben Abschlussplatte 9 des Adapters 1 vollflächig zur Anlage kommt. Die Anpassung an die wechselnden Abmessungen der Schnellwechsler folgt einzig durch unterschiedliche und jeweils zu den Klauen 4 korrespondierende Anbringung der Bolzen 8.
Die Fixierung der Bolzen und hier insbesondere des auswechselbaren Bolzens 8a erfolgt über Klemmringe 10. Zwei weitere Befestigungsringe 11 sind zu sehen, die eine gemeinsame Achse definieren, die im Wesentlichen parallel zur Seitenflächen 7 des Adapters 1 verlaufen und die dazu genutzt werden können, den herausgezogenen Bolzen 8 zur Aufbewahrung vorübergehend aufzunehmen und festzuhalten.
Anhand des soeben geschilderten Prinzips der Aufnahme von Schnellwechslern zweier unterschiedlicher Abmessung in ein und demselben Adapter 1 wird nunmehr ohne weiteres nachvollziehbar, dass hinausgehend über die beiden vorgeschilderten Schnellwechsler 2 auch weitere hiervon abweichende Schnellwechsler im selben Adapter aufgenommen werden können, sofern dementsprechend zugeordnete Bolzen 8 im Adapter untergebracht werden. In aller Regel und zur Vermeidung von Behinderungen bei der Herstellung der Verbindung zwischen Schnellwechsler 2 und Adapter 1 müssen die Bolzen 8 herausnehmbar, d.h. vorübergehend entfernbar sein.
Bezugszeichenliste

1: Adapter
2: Schnellwechsler
3a, 3b,: Platten
4a, 4b,: Klauen
5a, 5b,: Stirnfläche
6: Gehäuse
7a, 7b,: Seitenflächen
8a, 8b,: Bolzen
10: Klemmring
11: Befestigungsring
12: U-Blech
13: Stützkeil

Claims

Schnellwechselvorrichtung für ein Baugerät mit Ausleger, insbesondere Bagger, mit deren Hilfe ein Werkzeug lösbar mit dem Ausleger verbunden ist, bestehend aus einem Adapter (1), der am Werkzeug angebracht ist, und einem ersten Schnellwechsler (2a), der am Ausleger befestigt ist, die miteinander mit Hilfe einer Verriegelung lösbar verbunden sind, wobei der Adapter (1) aus einem Gehäuse besteht, das aus zwei beabstandeten und parallel zueinander ausgerichteten Seitenflächen (7), die an einer Stirnseite mit einer Abschlussplatte (9) verbunden sind, gebildet wird und die beabstandeten Seitenflächen (7) mit einem parallel zur Abschlussplatte (9) ausgerichteten Bolzen (8a) in Verbindung stehen und der erste Schnellwechsler (2a) im Wesentlichen in der Form einer Platte (3a) ausgestaltet ist, an deren einen Stirnfläche Klauen (4a) nach außen zuweisend angebracht sind und die an ihrer gegenüberliegenden Seite eine Stirnfläche (5a) aufweist, die so bemessen ist, dass bei einem gabelförmigen Ergreifen des Bolzens (8a) mittels der Klauen (4a) und Verschwenken des Schnellwechslers (2a) die Stirnfläche (5a) an der Abschlussplatte (9) zur Anlage kommt, wobei wenigstens ein weiterer Bolzen (8b) vorhanden ist, der parallel zum ersten Bolzen (8a) verläuft und der so dimensioniert ist, dass ein weiterer Schnellwechsler (2b) mit zum ersten Schnellwechsler (2a) abweichenden Abmessungen nach dem Aufsetzen der Klauen (4b) auf den Bolzen (8b) und Verschwenken ebenfalls an der Abschlussplatte (9) zur Anlage kommt, und wobei die Abschlussplatte (9) für die verschiedenen Bolzen (8a, 8b) identisch ist und Aussparungen mit einem teilweise konkaven Umriss aufweist, wobei der Umriss einer der Aussparungen einen in die Aussparung hineinragenden winkelförmigen Vorsprung aufweist, welcher auf einer von der der Aussparung nächstliegenden Seitenfläche (7) abgewandten Seite der Aussparung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Verriegelung mechanisch und/oder hydraulisch von der Abschlussplatte (9) auf die Stirnfläche (5a, 5b) übertragen wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Bolzen (8a, 8b) lösbar befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (8a, 8b) in die Seitenflächen (7) eingesteckt und mit Hilfe einer Arretiervorrichtung festgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung ein Klemmring (10) ist.
Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Befestigungsringe (11) an der Außenseite einer der Seitenflächen (7) in koaxialer Ausrichtung befestigt sind und einen solchen Durchmesser und Abstand voneinander aufweisen, dass sie zur Aufnahme von einem der Bolzen (8a, 8b) geeignet sind.
Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussplatte (9) eine Fläche beschreibt, die gegenüber der von einem Kreis um den Mittelpunkt eines der Bolzen (8a, 8b) definierten Tangentialebene einen spitzen Winkel einschließt, in dem Sinne, dass bei Einsetzen des Schnellwechslers (2a, 2b) dessen Stirnfläche (5a, 5b) keilförmig zur Anlage kommt.