DE69514973T2 - Quick coupling for attaching work tools to an excavator boom - Google Patents
Quick coupling for attaching work tools to an excavator boomInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Vorrichtungen zur Befestigung eines Werkzeugs am Ende des Arms einer hydraulischen Schaufel oder eines ähnlichen Geräts.The present invention relates to improvements in devices for attaching a tool to the end of the arm of a hydraulic shovel or similar device.
Zur Zeit erfolgt die Befestigung eines Werkzeugs, wie zum Beispiel einer Baggerschaufel oder eines Preßlufthammers, mittels einer "Schnellbefestigung" genannten Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, das Werkzeug automatisch zu befestigen, ohne daß der Fahrer der Maschine seine Steuerkabine verläßt.Currently, the attachment of a tool, such as an excavator bucket or a jackhammer, is done using a device called a "quick attachment". Such a device allows the tool to be attached automatically without the machine driver leaving his control cabin.
Im allgemeinen besteht eine Schnellbefestigung aus zwei Teilen, einem ersten Teil oder Befestigungsorgan, der am Ende des Arms sitzt, und einem zweiten Teil, der fest mit dem Werkzeug verbunden wird.Generally, a quick fastener consists of two parts, a first part or fastener that sits at the end of the arm and a second part that is firmly connected to the tool.
Der zweite Teil besteht hauptsächlich aus einer Welle, oder aus zwei Drehzapfen, die in Bezug auf das Werkzeug ortsfest ist. Der erste Teil, der an das Ende des Arms angelenkt ist, weist in seiner einfachsten Form einen Haken auf, der eine halbzylindrischen Halterung bildet, die auf die Welle des Werkzeugs aufgeschoben werden kann, wenn dieses letztere auf dem Boden liegt. Durch diese genauen Drehungen sowohl des Arms der Maschine als auch des Befestigungsorgans in Bezug auf den Arm ist es dann möglich, das Werkzeug automatisch in Bezug auf den Arm zu verriegeln. Die Vorgänge, die zur Durchführung der Verriegelung notwendig sind, hängen von den Mitteln ab, die zur Herstellung der Schnellbefestigung verwendet werden.The second part consists mainly of a shaft, or two pivots, fixed in relation to the tool. The first part, which is hinged to the end of the arm, has, in its simplest form, a hook forming a semi-cylindrical support that can be pushed onto the shaft of the tool when the latter is on the ground. Through these precise rotations of both the arm of the machine and the fastening member in relation to the arm, it is then possible to automatically lock the tool in relation to the arm. The operations necessary to carry out the locking depend on the means used to produce the quick fastening.
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß der Kontakt der Welle des Werkzeugs mit dem Befestigungsorgan tatsächlich mittels eines offenen Lagers erfolgt. Diese Anordnung stellt kein Problem dar, wenn die Kräfte, denen das Werkzeug während der Arbeit unterworfen ist, dazu neigen, die Welle gegen das Lager zu pressen.From the above it is clear that the contact between the tool shaft and the fastening element is actually made by means of an open bearing. This arrangement does not present any problem if the forces to which the tool is subjected during subjected to work tend to press the shaft against the bearing.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß bei manchen Werkzeugen, wie zum Beispiel bei Preßlufthämmern, die maximale Kraft eine solche Richtung hat, daß nur ein Teil der Oberfläche der Halterung mit der Welle des Werkzeugs in Kontakt steht. Wenn die Kräfte abwechselnd sind, entsteht ein Verstemmungsphänomen zwischen den miteinander in Kontakt stehenden Flächen, und die daraus entstehenden Spielräume zerstören rasch die Schnellbefestigung.However, experience has shown that with some tools, such as pneumatic hammers, the maximum force is directed in such a way that only part of the surface of the holder is in contact with the tool shaft. If the forces are alternating, a caulking phenomenon occurs between the surfaces in contact and the resulting clearances quickly destroy the quick fastening.
So wird in der Druckschrift DE-U-92 04 711 eine Befestigungsvorrichtung beschrieben, die ein Befestigungsorgan aufweist, das an das Ende des Arms angelenkt ist und eine Halterung aufweist, die eine Welle aufnehmen kann, die fest mit dem Werkzeug verbunden wurde, wobei die Drehung des Befestigungsorgans von zwei Anschlägen begrenzt wird, von denen einer sich am Ende einer Verlängerung des Befestigungsorgans befindet, während der andere auf dem Werkzeug sitzt. Die Verriegelung des Werkzeugs auf dem Befestigungsorgan wird hergestellt, indem die beiden Anschläge mit Hilfe einer Schraube zusammengesetzt werden. Auf dieser Weise verhindert man, daß die Welle des Werkzeugs aus ihrer Halterung austritt. Es ist aber nichts vorgesehen, um das Verstemmungsphänomen zu verhindern, das zwischen Welle und Halterung entsteht.Thus, the document DE-U-92 04 711 describes a fastening device comprising a fastening member articulated to the end of the arm and a support capable of receiving a shaft rigidly connected to the tool, the rotation of the fastening member being limited by two stops, one of which is located at the end of an extension of the fastening member, the other being seated on the tool. The tool is locked onto the fastening member by assembling the two stops using a screw. This prevents the tool shaft from coming out of its support. However, nothing is provided to prevent the caulking phenomenon that occurs between the shaft and the support.
Die vorliegende Erfindung, die diesen Nachteil beseitigt, bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines Werkzeugs am Ende des Arms einer hydraulischen Schaufel oder eines ähnlichen Geräts mittels einer Schnellbefestigung, die von einem Befestigungsorgan gebildet wird, das an das Ende des Arms angelenkt ist und eine Halterung aufweist, die eine Welle oder Drehzapfen aufnehmen kann, die fest mit dem Werkzeug verbunden sind, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsorgan einen Anschlag aufweist, der mit einem Anschlag zusammenwirken kann, der am Umfang der Welle oder der Drehzapfen des Werkzeugs angeordnet ist, wenn das Befestigungsorgan auf dem Werkzeug verriegelt wird.The present invention, which overcomes this drawback, relates to a device for fixing a tool to the end of the arm of a hydraulic shovel or similar device by means of a quick-fixing device formed by a fixing member articulated to the end of the arm and comprising a support capable of receiving a shaft or pivots integral with the tool, and is characterized in that the fixing member comprises a stop capable of cooperating with a stop formed on the periphery of the shaft or the pivot pin of the tool is positioned when the fastening element is locked onto the tool.
Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden, nur als darstellendes Beispiel dienenden Zeichnungen, in denen:The present invention will be better understood from the following description with reference to the accompanying drawings, given by way of illustration only, in which:
- Fig. 1 eine Teilansicht im Aufriß darstellt, die die Befestigung eines Werkzeugs am Ende des Arms eines Laders mit Hilfe einer Schnellbefestigung zeigt, die die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist;- Fig. 1 is a partial elevational view showing the fixing of a tool to the end of the arm of a loader by means of a quick-release fastener comprising the device according to the invention;
- Fig. 2 eine Ansicht gleich Fig. I darstellt, die das verriegelte Werkzeug zeigt;- Fig. 2 is a view similar to Fig. I showing the locked tool;
- Fig. 3 eine Ansicht gleich Fig. 1 darstellt, die eine Ausführungsvariante zeigt;- Fig. 3 is a view similar to Fig. 1 showing a variant embodiment;
- Fig. 4 eine Ansicht gleich Fig. 3 darstellt, die das Werkzeug in der verriegelten Stellung zeigt;- Fig. 4 is a view similar to Fig. 3 showing the tool in the locked position;
- Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V in Fig. 4 darstellt, die eine Ausführungsvariante zeigt; diese Ansicht ist eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab.- Fig. 5 is a sectional view along the line V-V in Fig. 4 showing a variant embodiment; this view is a partial view on an enlarged scale.
In der nachfolgenden Beschreibung ist anzumerken, daß die Erfindung auf eine Schnellbefestigung der Art angewendet wird, die im europäischen Patent Nº 438 931 beschrieben ist und es dem Fahrer der Maschine ermöglicht, das Werkzeug zu befestigen, ohne das Fahrzeug zu verlassen. Daher wurden die Merkmale, die nicht zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sind, weder beschrieben noch dargestellt.In the following description, it should be noted that the invention is applied to a quick attachment of the type described in European Patent No. 438 931, which allows the driver of the machine to attach the tool without leaving the vehicle. Therefore, the features that are not necessary for understanding the present invention have not been described or illustrated.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und gemäß einer Ausführungsform sieht man, daß 1 das Ende des üblichen Arms eines Laders ist, an dem ein Werkzeug 2 befestigt werden soll. Im dargestellten Beispiel ist das Werkzeug 2 ein Preßlufthammer, d. h. ein Werkzeug, das Wechselkräften unterworfen wird.Referring to the drawings and according to an embodiment, it can be seen that 1 is the end of the usual arm of a loader to which a tool 2 is to be attached. In In the example shown, tool 2 is a jackhammer, ie a tool that is subjected to alternating forces.
In bekannter Weise ist das Befestigungsorgan 3 aus zwei gleichen Haken hergestellt, die Halterungen bilden und durch mindestens einen Querbalken 5 verbunden sind. Jeder Haken befindet sich auf dem kleinen Schenkel eines L-förmigen Bauteils 6.In a known manner, the fastening element 3 is made of two identical hooks which form supports and are connected by at least one crossbar 5. Each hook is located on the small leg of an L-shaped component 6.
Das Befestigungsorgan 3 ist an das Ende des Arms 1 mittels einer Welle 7 angelenkt und kann um die Achse dieser Welle mittels Kurbelstangen 8 und 9 schwenken, die der Wirkung eines Hubzylinders unterworfen sind, dessen Kolbenstange in den Zeichnungen mit 10 bezeichnet ist.The fastening member 3 is articulated to the end of the arm 1 by means of a shaft 7 and can pivot about the axis of this shaft by means of connecting rods 8 and 9 which are subject to the action of a lifting cylinder, the piston rod of which is indicated in the drawings by 10.
In bekannter Weise besitzt das Werkzeug 2 eine Welle, die von der von den Haken 4 gebildeten Halterung aufgenommen werden kann. Die erwähnte Welle kann auf zwei seitliche Drehzapfen 11 beschränkt sein.In a known manner, the tool 2 has a shaft that can be received by the support formed by the hooks 4. The said shaft can be limited to two lateral pivots 11.
Fig. 1 zeigt das unter dem Arm 1 befestigte Werkzeug. Durch Bewegung der Stange 10 gemäß dem Pfeil F&sub1; läßt man das Befestigungsorgan 3 in gleicher Richtung schwenken, bis es sich automatisch am oberen Teil des Werkzeugs verriegelt (in Fig. 2 gezeigte Stellung). Die Mittel, die diese Verriegelung ermöglichen, wurden nicht dargestellt, sind aber im oben erwähnten europäischen Patent Nr. 438 931 beschrieben.Fig. 1 shows the tool secured under the arm 1. By moving the rod 10 according to the arrow F1, the fastening member 3 is caused to pivot in the same direction until it automatically locks onto the upper part of the tool (position shown in Fig. 2). The means enabling this locking have not been shown but are described in the above-mentioned European patent No. 438 931.
Bei Betrachtung der Fig. 2 sieht man, daß der Kontakt zwischen den Drehzapfen 11 und den von den Haken 4 gebildeten Halb-Lagern sehr begrenzt ist und daß eine Kraft, die wiederholt gemäß dem Pfeil F&sub2; parallel zur Achse XX&sub1; der Spitze P des Werkzeugs ausgeübt wird, die Wirkung hat, die miteinander in Kontakt stehenden Flächen zu verstemmen und die Schnellbefestigung zu zerstören.Looking at Fig. 2, it can be seen that the contact between the pivots 11 and the half-bearings formed by the hooks 4 is very limited and that a force repeatedly applied according to the arrow F2 parallel to the axis XX1 of the tip P of the tool has the effect of caulking the surfaces in contact and destroying the quick fastening.
Erfindungsgemäß besitzt das Befestigungsorgan einen Anschlag 12, der bei verriegeltem Werkzeug mit einem auf dem Werkzeug vorgesehenen Anschlag 13 zusammenwirken kann.According to the invention, the fastening element has a stop 12 which, when the tool is locked, can interact with a stop 13 provided on the tool.
Der Anschlag 12 hat eine konkave Kontaktfläche 14 und der Anschlag 13 hat eine konvexe Kontaktfläche 15, wobei der Anschlag 12 in Bezug auf das Organ 3 ortsfest und der Anschlag 13 in Bezug auf das Werkzeug 2 ortsfest ist.The stop 12 has a concave contact surface 14 and the stop 13 has a convex contact surface 15, whereby the stop 12 is stationary with respect to the organ 3 and the stop 13 is stationary with respect to the tool 2.
Die beiden Flächen 14 und 15 verschieben sich auf einem fiktiven Zylinder, dessen Achse mit der der Drehzapfen 11 zusammenfällt. Obligatorisch und aus mechanischen Gründen bewegen sich die Flächen 14 und 15 auf zwei unterschiedlichen fiktiven Zylindern, wobei der Unterschied der Radien der beiden Zylinder aus dem mechanischen Spiel entsteht, das zwischen den beiden Flächen notwendig ist. Es ist wünschenswert, daß dieses Spiel so gering wie möglich ist.The two surfaces 14 and 15 move on a fictitious cylinder whose axis coincides with that of the pivots 11. Obligatory and for mechanical reasons, the surfaces 14 and 15 move on two different fictitious cylinders, the difference in the radii of the two cylinders arising from the mechanical play necessary between the two surfaces. It is desirable that this play be as small as possible.
Beim Ergreifen des Werkzeugs nehmen die beiden Anschläge die in Fig. 1 gezeigten Stellungen ein: Es ist anzumerken, daß in dieser Stellung der Anschlag 12 in Bezug auf die von den Haken 4 gebildete halbzylindrische Halterung "ausgefahren" ist und daß er sich dem Eindringen der Drehzapfen in die Halterung nicht widersetzen kann.When the tool is gripped, the two stops assume the positions shown in Fig. 1: it should be noted that in this position the stop 12 is "extended" with respect to the semi-cylindrical support formed by the hooks 4 and that it cannot oppose the penetration of the pivots into the support.
Beim Schwenken des Befestigungsorgans 3 schwenkt der Anschlag 12 in gleicher Richtung und positioniert sich am Ende der Verriegelung oberhalb des Anschlags 13. In dieser letzteren Stellung werden die auf das Werkzeug ausgeübten Kräfte (die gemäß dem Pfeil F&sub2; wirken) über den mit dem Anschlag 12 zusammenwirkenden Anschlag 13 und nicht über die Drehzapfen 11 auf das Befestigungsorgan übertragen. Die in Gegenrichtung wirkenden Kräfte werden von der halbzylindrischen Halterung aufgefangen, die von den Haken 4 gebildet wird.When the fastening member 3 pivots, the stop 12 pivots in the same direction and, at the end of the locking, is positioned above the stop 13. In this latter position, the forces exerted on the tool (acting according to the arrow F2) are transmitted to the fastening member via the stop 13 interacting with the stop 12 and not via the pivots 11. The forces acting in the opposite direction are absorbed by the semi-cylindrical support formed by the hooks 4.
Die Anschläge 12 und 13 befinden sich in anderen Ebenen als die Haken. Vorzugsweise ist der Anschlag 13 zwischen den Drehzapfen 11 angeordnet und der Anschlag 12 ist fest mit dem Querbalken 5 verbunden.The stops 12 and 13 are located in different planes than the hooks. Preferably, the stop 13 is between the Pivot pin 11 is arranged and the stop 12 is firmly connected to the crossbeam 5.
Obwohl in der in Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform der Kontakt zwischen den beiden Anschlägen sich über eine Bogenlänge von weniger als 180º erstreckt, spricht nichts dagegen, daß dieser Kontakt sich durch eine genaue Dimensionierung der Schnellbefestigung über eine Bogenlänge nahe 180º erstreckt, Dimensionierung, die dem Fachmann geläufig ist.Although in the embodiment described with reference to Figures 1 and 2 the contact between the two stops extends over an arc length of less than 180º, there is nothing to prevent this contact from extending over an arc length close to 180º by means of a precise dimensioning of the quick-release fastener, a dimensioning which is familiar to the person skilled in the art.
Während im Fall des Werkzeugs der Fig. 1 und 2 der Kontakt zwischen den Haken und den Drehzapfen 11 gemäß einer ausreichend großen Fläche erfolgt, hat die Erfahrung gezeigt, daß dies bei anderen Werkzeugen nicht der Fall ist.While in the case of the tool of Fig. 1 and 2 the contact between the hooks and the pivot pins 11 occurs over a sufficiently large area, experience has shown that this is not the case with other tools.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, diesen Nachteil zu beheben, wie dies aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Fig. 3 und 4 hervorgeht.The present invention makes it possible to eliminate this disadvantage, as will become apparent from the following description with reference to Figs. 3 and 4.
Die den fünf Figuren gemeinsamen Organe tragen die gleichen Bezugszeichen.The organs common to the five figures bear the same reference symbols.
Fig. 3 zeigt die Befestigung einer Baggerschaufel 16 mit Hilfe eines Befestigungsorgans 3. Zu diesem Zweck besitzt die Baggerschaufel 16 eine Welle 17, die in Bezug auf die Baggerschaufel ortsfest ist.Fig. 3 shows the fastening of an excavator bucket 16 with the help of a fastening element 3. For this purpose, the excavator bucket 16 has a shaft 17 which is stationary with respect to the excavator bucket.
Erfindungsgemäß besitzt die Welle 17 zwei diametral entgegengesetzte Anschläge 18 und 19, die, wenn die Baggerschaufel verriegelt ist, mit zwei Anschlägen 20 und 21 zusammenwirken, die sich auf dem Befestigungsorgan 3 befinden.According to the invention, the shaft 17 has two diametrically opposed stops 18 and 19 which, when the excavator bucket is locked, interact with two stops 20 and 21 located on the fastening member 3.
Die Anschläge haben Kontaktflächen 22 und 23 gleich den Kontaktflächen 14 und 15.The stops have contact surfaces 22 and 23 equal to the contact surfaces 14 and 15.
Im Beispiel der Fig. 3 und 4 sind die Anschläge 20 und 21 in Bezug auf die Achse der Welle 17 nach außen angeordnet, aber diese Anordnung kann umgekehrt werden, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht.In the example of Figs. 3 and 4, the stops 20 and 21 are arranged outwards with respect to the axis of the shaft 17, but this arrangement can be reversed, as can be seen from Fig. 5.
In Fig. 5 sieht man, daß die Welle 17 zwei Anschläge 24 und 25 aufweist, die, wenn das Werkzeug verriegelt ist, mit zwei Anschlägen 26 und 27 zusammenwirken können, die auf dem Organ 3 sitzen.In Fig. 5 it can be seen that the shaft 17 has two stops 24 and 25 which, when the tool is locked, can cooperate with two stops 26 and 27 located on the member 3.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |