-
Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Schnellwechselvorrichtung für Baggerschaufeln
bzw. Baggerlöffel.
-
Hydraulisch
betätigte,
mechanische Bagger haben einen Bagger- bzw. Löffelarm, an dessen Ende zwei
Montagepunkte vorgesehen sind, mit welchen eine Baggerschaufel bzw.
ein Löffelbagger schwenkbar
an dem Ende des Arms angelenkt ist und jeweils relativ zu dem Arm
verschwenkbar ist. Bis vor kurzer Zeit mußte, wenn ein Betätiger es
wünschte,
die Baggerschaufel beispielsweise gegen eine größere zu tauschen, dieses händisch gemacht
werden. Dies erforderte vom Betätiger,
daß er
die Kabine des Baggers verläßt, zwei
Schwenkzapfen entfernt, mittels welcher die Schaufel mit dem Baggerarm
gekoppelt ist, zurück
in die Kabine geht, um den Baggerarm, der frei von der Schaufel
ist, anzuheben, den Baggerarm mit der neuen Schaufel auszurichten (und
die Schwenköffnungen
auszurichten), die Kabine neuerlich zu verlassen und die Schwenkzapfen
in den ausgerichteten Öffnungen
anzuordnen und diese an ihrem Platz zu sichern (z. B. mit Klemmen,
Verriegelungszapfen oder -bolzen oder dgl.) und dann neuerlich in
die Kabine zurückzugehen,
um den Bagger zu verwenden. Manchmal würde der Betätiger bemerkenswerte Schwierigkeiten
beim Entfernen oder Wiedereinsetzen der Schwenkzapfen aufgrund einer
geringen Fehlausrichtung der Schwenköffnungen haben und würde einen
schweren Hammer für diesen
Zweck verwenden müssen.
-
Kürzlich wurde
diese zeitaufwendige Übung stark
durch das Einführen
von Schnellkopplungen bzw. -wechselvorrichtungen überflüssig gemacht, welche
zwischen dem Baggerarm und der Schaufel angeordnet sind. Die Kuppler
bzw. Kopplungen bzw. Wechselvorrichtungen können entweder von der hydraulischen
Art oder der mechanischen Art sein und sind effektiv permanent jeweils
an den zwei Schwenköffnungen
des Baggerarms und der Schaufelschwenkverbindung angelenkt. Diese
Wechselvorrichtungen inkorporieren eine allgemein sich horizontal
und nach rückwärts erstreckende
hakenartige Öffnung
oder Klaue, die adaptiert ist, um einen der Schwenkzapfen an der
Baggerschaufel zu ergreifen (welche beide an der Schaufel festgelegt
bleiben), und eine sich allgemein nach unten erstreckende Öffnung oder
Klaue, die adaptiert ist, um über
dem anderen Schwenkzapfen an der Baggerschaufel angeordnet zu werden,
mit welcher nach unten gerichteten Öffnung ein bewegbarer einrastender
bzw. Verriegelungshaken assoziiert ist.
-
In
der händischen
Version der Wechsel- bzw. Kopplungsvorrichtung ist dieser einrastende
Haken durch eine Schraubenfeder in seine einrastende bzw. Verriegelungsposition
vorgespannt und wird von seiner einrastenden Position durch einen
Lösehandgriff oder
eine Hebelstange wegbewegt, welche entfernbar in einer Öffnung in
der Nase des einrastenden Hakens anordenbar ist.
-
In
der hydraulischen Version bewegt eine doppelt wirkende hydraulische
Kolben- und Zylindervorrichtung den einrastenden Haken zwischen
seinen entsprechenden Positionen, und Rückschlagventile sind innerhalb
der Kolben- bzw. Zylindervorrichtung angeordnet, um eine nicht beabsichtigte
Bewegung des Kolbens im Falle eines hydraulischen Versagens zu verhindern.
-
Jedoch
muß sowohl
in der händischen
als auch der hydraulischen Version ein Sicherheitsstift vorgesehen
sein, welcher durch den Baggerbetätiger in speziell vorgesehenen Öffnungen
in der Kopplungsvorrichtung angeordnet werden muß, um den einrastenden bzw.
Verriegelungshaken in seiner einrastenden bzw. Verriegelungsposition
zu verriegeln. Dies bedeutet, daß in diesen beiden Versionen
der Baggerbetätiger
unverändert
seine Kabine zu verlassen hat, um den Sicherheitszapfen in seiner
Position zu sichern; dies ist unangenehm und zeitaufwendig.
-
In
FR 2 760 029 und FR 2 701 047 sind Kopplungen bzw. Wechselvorrichtungen
mit hydraulisch betätigten
einrastenden Haken geoffenbart. Jedoch sind diese Kopplungsvorrichtungen
nicht mit Verriegelungshakenvorrichtungen versehen, welche von der
Kabine des Baggers betätigt
werden können.
-
Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine vollständig automatische Kopplungs-
bzw. Wechselvorrichtung für
eine Baggerschaufel zur Verfügung
zu stellen, welche durch den Baggerbetätiger von seiner Kabine betätigt werden
kann und welche in ihrer entrastenden bzw. Verriegelungsposition
verriegelt werden kann, ohne daß der
Betätiger
die Kabine zu verlassen hat.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Kopplungs- bzw. Wechselvorrichtung zur Verfügung gestellt,
um einem Baggerbetätiger
zu ermöglichen, eine
Baggerschaufel (wie sie hier definiert ist) an einem Bagger- bzw.
Löffelbaggerarm
eines Baggers ohne Verlassen seiner Kabine zu koppeln, wobei die Kopplungsvorrichtung
zwei voneinander beabstandete Seitenplatten umfaßt, welche jeweils vier festgelegte
Zapfen- bzw. Stiftanordnungspunkte
aufweisen, wobei die Kopplungs vorrichtung bei der Verwendung zwischen
der Schaufel und dem Baggerarm montierbar bzw. anordenbar ist und
eine erste Öffnung
und eine zweite Öffnung
umfaßt,
welche zwei der Punkte definieren und jeweils bei der Verwendung
mit dem Baggerarm des Baggers und einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung
der Schaufel durch geeignete Stifte bzw. Zapfen verbindbar sind,
wobei eine erste, offenendige, hakenartige Öffnung einen dritten der Punkte
definiert und für
einen Eingriff mit einem ersten Schwenkzapfen vorgesehen ist, welcher
an einer Baggerschaufel vorgesehen ist, und ein schwenkender Einrast-
bzw. Verriegelungshaken, welcher mit einer zweiten, offenendigen Öffnung zusammenwirkt, den
vierten Punkt definiert und für
einen Einrast- bzw. Verriegelungseingriff mit einem zweiten Schwenkzapfen
vorgesehen ist, welcher an der Schaufel vorgesehen ist, sobald die
erste, hakenartige Öffnung
in Eingriff mit dem ersten Schwenkzapfen bei der Verwendung gelangt
ist, motorbetriebene Mittel zum Bewegen des einrastenden bzw. Einrasthakens
zwischen einer einrastenden und einer entriegelten Position und
welcher von dem Betätiger
von der Kabine betätigbar
ist, und blockierende Mittel bzw. Einrichtungen, welche einstellbar
an dem Körper
der Kopplungsvorrichtung abgestützt
und von einer und in eine blockierende Position bewegbar sind, und
von innerhalb der Kabine des Baggers, unabhängig von dem Verriegelungshaken,
von einer und in eine blockierende Position bewegbar ist, in welcher
sie verhindern, daß der
einrastende Haken von dem zweiten Schwenkzapfen an der Schaufel
außer
Eingriff gelangt.
-
In
einer bevorzugten Konstruktion sind die blockierenden Mittel unter
ihrem eigenen Gewicht durch die Schwerkraft in ein Einrasten blockierende Position
bewegbar, in welcher sie den einrastenden Haken daran hindern, daß er von
dem zweiten Schwenkzapfen auf der Schaufel außer Eingriff gelangt, und rückstellfähig deformierbare
Mittel sind an den Blockiermitteln vorgesehen, welche in der Verwendung
in einen Anschlag eingreifen werden, wenn die Kopplungsvorrichtung
durch Rotation in einer Richtung umgekehrt wird (mit dem Ergebnis,
daß die Blockierungsmittel
unter ihrem eigenen Gewicht dazu tendieren werden, sich von der
blockierenden Position wegzubewegen), wobei ein derartiger Eingriff
darin resultiert, daß die
rückstellfähig deformierbaren
Mittel die Blockiermittel in ihre ein Einrasten blockierende Position
vorspannen.
-
In
dieser Konstruktion werden sich durch ein Umkehren der Kopplungsvorrichtung
die blockierenden Mittel unter ihrem eigenen Gewicht zu einer vollständig zusammengepreßten bzw.
zusammengedrückten
Position bewegen, in welcher sie den Verriegelungshaken nicht länger blockieren.
-
Alternativ
kann eine Feder vorgesehen sein, um permanent die blockierenden
Mittel in ihre Blockierposition vorzuspannen, und es sind Mittel
vorgesehen, um die blockierenden Mittel gegen die Vorspannung der
Feder so zu bewegen, daß sie
nicht länger
den einrastenden bzw. Verriegelungshaken blockieren. In einer Anordnung
sind diese Mittel durch eine Draht- und Riemenscheibenanordnung vorgesehen,
wobei der Draht derselben sich spannen wird, wenn die Kopplungsvorrichtung
umgekehrt wird, d. h. bei vollständigem
Eindrehen der Baggerschaufel, um die blockierenden Mittel aus ihrer
blockierenden Position zu bewegen.
-
In
einer alternativen Konstruktion könnte ein kleiner Hydraulikzylinder
vorgesehen sein, um die blockierenden Mit tel aus ihrer Blockierposition
gegen die Vorspannung der Feder zu bewegen.
-
Vorzugsweise
wird der einrastende Haken mittels einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Vorrichtung
betätigt,
deren eines Ende schwenkbar um eine erste Schwenkachse mit der Kopplungsvorrichtung
verbunden ist und deren anderes Ende schwenkbar mit dem einrastenden
Haken verbunden ist.
-
In
einer Konstruktion umfassen die blockierenden Mittel eine gegabelte
bzw. gabelförmige,
blockierende Stange, deren zwei Schenkel schwenkbar an der Kopplungsvorrichtung,
vorzugsweise auf der ersten Schwenkachse abgestützt sind und deren entgegengesetztes
Ende sich gegen eine Seite auf der Rückseite des einrastenden Hakens
abstützt.
-
In
einer anderen Konstruktion können
die blockierenden Mittel eine einzige blockierende Stange aufweisen,
die schwenkbar an einem Endbereich der Kopplungsvorrichtung, vorzugsweise
an der ersten Schwenkachse abgestützt ist und adaptiert ist, um
an ihrem gegenüberliegenden
Ende gegen eine Seite auf der Rückseite
des Hakens anzuliegen.
-
Vorzugsweise
ist die Seite so abgestuft, daß die
Kopplungsvorrichtung mit unterschiedlich dimensionierten Baggerschaufel-Schwenkzapfen-Abständen verwendet
werden kann (als Zapfenaufspreizung bekannt).
-
Vorzugsweise
umfassen die rückstellfähig deformierbaren
Mittel einen aufragenden rückstellfähig deformierbaren
Arm auf der Blockierstange, welche gegen einen Anschlag auf dem
Baggerarm aufruhen wird, wenn die Kopplungsvorrichtung umgekehrt
ist, d. h. wenn ein Baggerschaufelbetätigungszylin der zurückgezogen
ist, um die Baggerschaufel zu verschwenken.
-
Vorzugsweise
ist eine Schutzplatte über
den einrastenden Haken und die blockierenden Mittel eingepaßt, durch
welche Platte der rückstellfähig deformierbare
Arm vorragt, wobei die Platte vorgesehen ist, um sicherzustellen,
daß abgetragenes
Material nicht mit der Betätigung
der blockierenden Mittel zusammentrifft bzw. diese beeinflußt. Die
Platte kann ihrer Position verschweißt oder verbolzt sein. Hydraulikleitungen
für die
doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Vorrichtung zum Betätigen des
einrastenden Hakens gehen vorzugsweise durch eine oder mehrere Öffnung(en)
in der Platte hindurch, jedoch kann alternativ die Platte zwei hydraulische
Schlauchkopplungen tragen und auf der Innenseite der Platte sind die
Kopplungen permanent mit geeigneten Leitungen bzw. Schläuchen zu
der Kolben-Zylinder-Vorrichtung verbunden. Dies ermöglicht,
daß weitere
Leitungen, die sich von dem Hauptdrucksystem des Baggers erstrecken,
leicht mit der Kopplungsvorrichtung verbunden und von dieser gelöst werden
können.
-
Die
Feder zum Vorspannen der blockierenden Mittel in ihre blockierende
Position kann (sofern vorgesehen) zwischen der Schutzplatte und
den blockierenden Mitteln angeordnet sein.
-
Obwohl
die Kolben-Zylinder-Vorrichtung für den einrastenden Haken mit
einem Rückschlagventil versehen
ist und die blockierenden Mitteln vorgesehen sind, ist es wichtig,
daß eine
maximale Vorkehrung dafür
getroffen wird, um sicherzustellen, daß eine Baggerschaufel nicht
zufällig
von der Kopplungsvorrichtung gelöst
wird, und vorzugsweise deshalb ist der einrastende Haken so ausgebildet,
daß er sich
nicht zu einer Freigabe- bzw. Löseposition
verschwenken wird, wenn er unter Last steht, oder wenn ein hydraulisches
Versagen in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln
des Hakens vorliegt, und wenn die blockierenden Mitteln versagt
haben.
-
In
der bekannten Kopplungsvorrichtung hat der Haken ein Profil, welches
derart ist, daß unter den
obigen Bedingungen und wenn der Haken das Gewicht der Baggerschaufel
trägt,
die Kräfte,
welche auf den Zapfen wirken, so sind, daß es ein Moment um den Zapfen
gibt, welcher den Haken abstützt
bzw. trägt,
welches den Haken veranlassen wird, in seine entriegelte Position
zu verschwenken bzw. zu drehen, wodurch die Baggerschaufel gelöst bzw.
freigeben wird.
-
In
der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Haken vorgesehen,
welcher ein derartiges Profil hat, daß er unter den obigen Bedingungen
und wenn der Haken das Gewicht der Schaufel trägt und ansonsten eine Tendenz
bestehen würde,
daß sich der
Haken in eine Löseposition
verschwenkt bzw. dreht, sich der Zapfen entlang der inneren konkaven Oberfläche des
Hakens von einer ersten Position, die dazu tendiert, den Haken zu
entriegeln, zu einer, die keine Entriegelungskraft auf den Haken
aufbringt, und nachher zu einer zu bewegen, die dazu tendiert, den
Haken zu einer einrastenden bzw. Verriegelungsposition zu bewegen.
-
Für diesen
Zweck weist das freie Ende des Hakens vorzugsweise eine nach oben
gedrehte, erstreckte Nase auf, deren Innenseite bzw. -fläche konkav
ist und welche vorzugsweise mit der normalerweise bzw. normalen
konkaven Innenoberfläche
des Hakens durch einen inneren ebenen bzw. planaren Abschnitt verbunden
ist.
-
Mehrere
bevorzugte Ausbildungen der Kopplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
-
1 bis 3 schematische Seitenaufrißansichten
sind, die zeigen, wie eine Wechsel- bzw. Kopplungsvorrichtung verwendet
wird, um eine Baggerschaufel mit einem Baggerarm eines Baggers zu verbinden,
-
4 eine teilweise schematische
Seitenaufrißansicht
mit weggebrochenen Teilen ist, die Details einer händischen
Kopplungsvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik zeigt,
-
5 eine Ansicht ähnlich zu 4 einer hydraulisch betätigten Kopplungsvorrichtung
gemäß dem Stand
der Technik ist,
-
6 eine perspektivische Ansicht
mit Teilen ist, die weggebrochen sind, die eine erste Ausbildung
einer Kopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt,
-
7 eine Ansicht ähnlich zu 6 ist, die eine zweite Ausbildung
der Kopplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt,
-
8 eine weitere perspektivische
Ansicht mit weggebrochenen Teilen ist, die zwei weitere bevorzugte
Merkmale der Erfindung zeigt,
-
9 eine abgehobene Ansicht
ist, die einen Kopplungsverriegelungshaken gemäß einem bevorzugten Merkmal
der Erfindung zeigt,
-
10 eine Ansicht analog zu 9 ist, die jedoch den Haken
mit dem Schaufelzapfen in einer geringfügig unterschiedlichen Position
zeigt,
-
11 eine vergrößerte Ansicht
ist, die den Haken und den Zapfen in ihrer Position von 10 zeigt,
-
12 schematisch sechs unterschiedliche Relativausrichtungen
eines Baggerschaufelarms, einer Kopplungsvorrichtung und einer Baggerschaufel zeigt,
und
-
13 eine Ansicht analog zu 6–8 ist, welche
jedoch die Kopplungsvorrichtung in einer unterschiedlichen Position
zeigt und zwei mögliche
alternative Konstruktionen zeigt.
-
Bezugnehmend
auf 1 bis 5 der Zeichnungen ist eine
Baggerschaufel, bei 1 gezeigt und das distale Ende eines
Baggerschaufelarms ist bei 3 gezeigt. In Übereinstimmung
mit einer Standardpraxis trägt
der Baggerschaufelarm 3 eine Schaufel-Kolben-und-Zylinder-Vorrichtung 4,
um die Schaufel 1 über
zwei Schwenkverbindungen 6' zu
steuern bzw. zu regeln, wobei die Schaufel 1 normalerweise
direkt mit dem Baggerschaufelarm 3 mit einem ersten Schwenkzapfen 7,
der durch die Schaufel getragen ist und direkt innerhalb eines Montagepunktes
oder einer Schwenköffnung
in einem Endbereich des Baggerschaufelarms 3 eingreift,
und einem zweiten Schwenkzapfen 9 verbunden ist, der direkt
in einem Montagepunkt oder einer Schwenköffnung 5' in einem Endbereich
von einer der Verbindungen 6' eingreift
(diese Anordnung ist nicht gezeigt).
-
Kürzlich wurde
jedoch eine Wechsel- bzw. Kopplungsvorrichtung 11 verwendet,
um die halbautomatische Verbindung der Baggerschaufel 1 mit dem
Baggerarm 3 zu ermöglichen,
und, wie dies illustriert ist, weist die Kopplungsvorrichtung zwei
Montagepunkte daran auf, mittels welchen sie mit den Montagepunkten 5 und 5' an dem Baggerarm 3 bzw.
an der Verbindung 6' durch
geeignete Verbindungszapfen bzw. -stifte 12 verbunden ist.
Die Kopplungsvorrichtung 11 ist in einem unteren Bereich
derselben mit einer ersten, sich allgemein horizontal und nach rückwärts erstreckenden Öffnung oder
Backe bzw. Klaue 13 und einer zweiten, sich allgemein nach
unten erstreckenden Öffnung
oder Backe 15 versehen. Mit einem Erstrecken nach rückwärts wird
das Öffnen nach
außen
in der Verwendung von der Kopplungsvorrichtung zu dem Betätiger eines
Baggers gemeint, an welchem der Baggerarm 3 und die Kopplungsvorrichtung 11 angelenkt
sind, und durch ein Erstrecken nach unten wird in der Verwendung
ein Erstrecken oder Öffnen
nach außen
allgemein nach unten zu dem Boden gemeint. Um die Baggerschaufel 1 mit dem
Baggerarm zu verbinden, betätigt
der Baggerbetätiger
den Baggerarm zu der Position, die in 1 gezeigt
ist, und bewegt dann den Baggerarm nach unten und nach rückwärts, um
die erste Öffnung
oder Backe 13 mit dem ersten Schwenkzapfen 7 in
Eingriff zu bringen, welcher nahezu permanent an der Baggerschaufel 1 eingepaßt ist;
er betätigt
dann die Schaufel-Steuer-
bzw. -Regel-Kolben-und-Zylinder-Vorrichtung 4, um die Schwenkverbindungen 6' nach unten
zu verschwenken, wie dies durch den Pfeil A in 2 dargestellt ist, um die zweite Öffnung oder
Backe 15 in Eingriff mit dem zweiten Schwenkzapfen 9 zu
bewegen, welcher auch nahezu permanent an der Schaufel 1 gesichert
ist. Die Kopplungsvorrichtung wird dann so in ihrer Position verriegelt bzw.
eingerastet, daß die
Backe 15 um den Zapfen 9 geklemmt ist und die
Baggerschaufel für
ein Baggern, wie dies in 3 gezeigt
ist, verwendet werden kann.
-
In 4 ist eine händische
Kopplungsvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik geoffenbart, welche mit einem einrastende bzw. Verriegelungshaken 17 versehen
ist, der schwenkbar an dem Körper der
Kopplungsvorrichtung um einen Schwenkzapfen 18 abgestützt bzw.
getragen ist und zu einer einrastenden bzw. Verriegelungsposition
(in welcher er den Schwenkzapfen 9 in der Öffnung 15 hält) mittels
einer Schraubenfeder 16 beaufschlagt bzw. vorgespannt ist.
Um den Haken 17 gegen die Vorspannung der Feder 16 zu
bewegen, z. B. um den Schwenkzapfen 9 aus der Öffnung 15 zu
lösen und
somit eine Baggerschaufel 1 abzusenken bzw. lösen, muß eine Stange
oder ein Lösehandgriff 14 in
eine Öffnung 10 in
einem Nasenabschnitt des Hakens 17 so eingebracht werden,
daß, wenn
ein nach unten gerichteter Druck auf das Ende der Stange aufgebracht
wird, sich der Haken 17 um sein Schwenklager 18 entsprechend
verschwenken wird.
-
In
der hydraulischen Art der Kopplungsvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik, welche in 5 dargestellt
ist, wird der einrastende Haken 17 zwischen seiner dargestellten
Verriegelungsposition und einer Freigabe- bzw. Löseposition mittels einer doppelt
wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 bewegt,
deren Kolben schwenkbar mit dem Haken 20 verbunden ist
und deren Zylinder schwenkbar mit dem Körper der Kopplungsvorrichtung
bei 22 verbunden ist. Ein entsprechendes Rückschlagventil
(nicht gezeigt) ist innerhalb der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 vorgesehen,
falls ein Versagen in der hydraulischen Zufuhr zu der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 vorliegen
sollte. Jedoch, ist in dem Fall, daß dieses Rückschlagventil versagen sollte,
oder in dem Fall der händischen
Kopplungsvorrichtung, die in 4 gezeigt
ist, in dem Fall, daß die
Feder 16 versagen sollte, immer ein Sicherheitszapfen 23 vorgesehen.
Dieser Sicherheitszapfen 23 überbrückt zwischen dem Körper oder
den zwei Seitenplatten der Kopplungsvorrichtung 1 und einer
Rückseite
des einrastenden Hakens 17, um den einrastenden Haken 17 in
einer einrastenden bzw. Verriegelungsposition zu halten und den
Schaufelzapfen 9 daran zu hindern, daß er aus der Öffnung 15 gelöst wird.
Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß jedes Mal, wenn der Sicherheitszapfen 23 eingesetzt
oder entfernt werden muß,
der Betätiger
des Baggers aus der Kabine des Baggers aussteigen muß. Dies
ist zeitaufwendig und unbequem für
den Baggerbetätiger
und als ein Ergebnis wird der Betätiger oft niemals den Sicherheitszapfen 23 einpassen.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung sind automatisch arbeitende blockierende bzw.
Blockiermittel vorgesehen, um dieses Problem zu lösen. In
der ersten Ausbildung der Kopplungsvorrichtung, wie sie in 6 gezeigt ist, worin Teile
der Kopplungsvorrichtung aus Klarheitsgründen weggebrochen wurden, ist
der Sicherheitszapfen der Konstruktion gemäß dem Stand der Technik, die
in 5 gezeigt ist, weggelassen
und durch Blockiermittel ersetzt, die allgemein bei 25 gezeigt
sind. Die blockierenden Mittel sind in der Form einer gabelförmigen Blockierstange
mit zwei sich nach rückwärts erstreckenden
Schenkeln 26, welche schwenkbar auf dem Zapfen 22 getragen
sind, durch welche die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 mit
der Kopplungsvorrichtung 11 verbunden ist, und ein vorderes
Ende 24 davon greift in eine Ausnehmung bzw. Vertiefung
auf einer rückwärtigen Seite
des einrastenden bzw. Verriegelungshakens 17 ein. Die blockierenden
Mittel 25 bewegen sich in blockierenden Eingriff mit der
rückwärtigen Seite
des einrastenden Hakens 17 unter ihrem eigenen Gewicht
aufgrund der Schwerkraft, was sie veranlaßt, im Gegenuhrzeigersinn um
die Schwenkverbindung 22 unter normalen Arbeitsbedingungen
der Kopplungsvorrichtung und der Baggerschaufel zu schwenken. Jedoch
wird es in dem Fall, daß die
die Baggerschaufel betätigende
Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 zurückgezogen ist, um die Baggerschaufel
anzuheben, um sie im Uhrzeigersinn um den Montagepunkt 5 auf
dem Baggerarm 3 zu verschwenken, eine Tendenz für die blockierenden
Mittel 25 geben, daß sie
aufgrund ihres eigenen Gewichts untätig werden, und dementsprechend werden
die blockierenden Mittel 25 an ihrem rückwärtigsten Ende mit rückstellfähig verformbaren
bzw. deformierbaren Mitteln 27 versehen, welche dann betätigt werden,
um das vordere Ende 24 der blockierenden Mittel in Eingriff
mit der rückwärtigen Seite
des einrastenden Hakens 17 vorzuspannen. Dies wird den
Haken in seiner Verriegelungsposition halten, um eine zufällige Verlagerung
des zweiten Schaufelschwenkzapfens 9 von der Öffnung 15 zu
verhindern. In der bevorzugten Anordnung liegen die rückstellfähig deformierbaren
Mittel 27 in der Form einer aufragenden Blattfeder 28 vor,
von welcher ein freier Endbereich sich gegen einen Anschlag auf
dem Baggerarm 3 abstützen
wird, wodurch eine entsprechende Reaktionskraft ausgebildet wird,
um die blockierenden Mittel 25 in Eingriff mit der Rückseite
des Hakens 17 zu halten.
-
In
der alternativen bevorzugten Ausbildung, die in 7 gezeigt ist, wird die gabelförmige blockierende
bzw. Blockierstange mit ihren zwei Schenkeln 26 durch eine
einzige Blockierstange 37 ersetzt, welche schwenkbar mit
der Schwenkverbindung 22 wie in der vorhergehenden Ausbildung
verbunden ist. Ebenfalls weist, wie in der vorhergehenden Ausbildung,
diese einzige Blockierstange 37 eine aufstehende Blattfeder 28 auf,
die damit verbunden ist, welche, wie zuvor beschrieben, arbeitet.
In der Ausbildung von 7 greift
ein vorderer Endabschnitt 35 der Blockierstange in eine
Ausnehmung bzw. Aussparung 33 in einer Rückseite
des einrastenden Hakens 17 ein, um den Verriegelungshaken 17 in
seiner Verriegelungsposition zu halten, jedoch in anderen Hinblicken
arbeitet die einzige bzw. einzelne Blockierstan ge 37 auf
dieselbe Weise unter ihrem eigenen Gewicht wie in der vorhergehenden
Ausbildung.
-
In
einer bevorzugten Anordnung der in 6 gezeigten
Ausbildung ist eine Serie von Stufen oder Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 41 an
einer Rückseite
des einrastenden Hakens 17 vorgesehen, mit welchem ein
modifizierter vorderer Endabschnitt 31 der blockierenden
Mittel 25 in Eingriff gelangt. Wie dies aus 8 ersichtlich sein wird,
ist der Baggerschaufelschwenkzapfen 9, der darin gezeigt
ist, von normaler Größe, wobei
jedoch, indem die Serie von Stufen auf der Rückseite des einrastenden Hakens 17 vorgesehen
ist, größere Größen von
Schaufelzapfen 9 oder unterschiedlich dimensionierte Schaufelschwenkzapfenzentren
(die als Zapfenverteilung bekannt sind) aufgenommen werden können.
-
Aus
dem Vorhergehenden wird offensichtlich sein bzw. geschätzt werden,
daß die
durch Schwerkraft betätigten
blockierenden Mittel 25, egal ob sie in der in 6 gezeigten Ausbildung oder
in der Ausbildung, die in 7 gezeigt
ist, oder in jener von 8 vorliegen,
es einem Baggerbetätiger
ermöglichen bzw.
erlauben, Baggerschaufeln ohne Verlassen seiner Kabine zu tauschen.
Dies deshalb, da der einrastende Haken 17 hydraulisch mittels
einer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 betätigt ist,
welche selbst mit Rückschlagventilen
versehen ist, um eine Bewegung des Kolbens darin in dem Fall eines
hydraulischen Versagens zu verhindern. Jedoch werden, wenn es ein
hydraulisches Versagen gibt und die Rückschlagventile ebenfalls versagen,
dann die blockierenden Mittel 25 immer noch den einrastenden
Haken 17 daran hindern, sich in seine entriegelte Position
zu bewegen.
-
Wenn
der Baggerbetätiger
eine Schaufel zu tauschen wünscht,
ist es notwendig für
den Betätiger, die
Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 vollständig auszufahren,
damit die Schaufel die Kopplungsvorrichtung im Gegenuhrzeigersinn
(wie dies in den Zeichnungen ersichtlich ist) dreht, um die Schaufel
in eine vollständig
umgekehrte Position zu bewegen, worin sie benachbart dem Baggerarm 3 verstaut
ist (manchmal als die zusammengedrängte Position bekannt), in welcher
Position die Kopplungsvorrichtung 11 umgekehrt wird und
die blockierenden Mittel 25 dann unter ihrem eigenen Gewicht
aufgrund der Schwerkräfte
in eine nicht blockierende Position schwingen werden. Dies wird
es dann dem Betätiger
ermöglichen,
den Kolben der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 vollständig zurückzuziehen,
wodurch der einrastende Haken 17 in eine entriegelte Position
bewegt wird. Wenn sich die Schaufel in dieser Position befindet,
wird ihr Gewicht nahezu vollständig
auf der Führungskante (oder
den Zähnen,
falls sie eingesetzt sind), abgestützt und der Betätiger kann
dann durch ein Zurückziehen
der die Hauptschaufel betätigenden
Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 die Kopplungsvorrichtung 11 zu
einer allgemein vertikalen Position rollen, wodurch erlaubt wird,
daß der
zweite Schaufelzapfen 9 aus der zweiten Öffnung oder
der Backe 15 herausschwingt (welche sich nun allgemein
nach rückwärts erstreckt),
worauf bei weiterem Zurückziehen
der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 die Kopplungsvorrichtung 11 zurück in ihre
normale Position bewegt wird, wodurch es dem ersten Schwenkzapfen 7 ermöglicht wird,
aus der nach rückwärts schauenden,
ersten Öffnung 13 zu
gleiten. Dies löst
effizient die Schaufel von der Kopplungsvorrichtung und erlaubt
es dem Betätiger,
dann eine unterschiedliche Schaufel an dem Baggerschaufelarm anzulenken.
Diese mehreren unterschiedlichen Relativpositionen des Baggerarms
der Kopplungsvorrichtung und der Baggerschaufel sind in den sechs
unterschiedlichen Ansichten, die 12 der
Zeichnungen umfaßt,
dargestellt bzw. illustriert.
-
Aufgrund
des Vorsehens der durch Schwerkraft betätigten blockierenden Mittel 25 ist
es wichtig sicherzustellen, daß abgebautes
bzw. ausgebaggertes Material nicht ihre zufriedenstellende Betätigung stört bzw.
diese beeinflußt.
Dementsprechend ist es bevorzugt, eine Schutzplatte 47 zwischen
den zwei Seitenplatten der Kopplungsvorrichtung 11 einzupassen,
welche vollständig über den
blockierenden Mitteln 25 und der doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 liegt,
wie dies in 8 gezeigt
ist. Diese Platte 47 ist vorzugsweise in der Position verschweißt und hat
dementsprechend darin eine Öffnung,
durch welche die rückstellfähig deformierbare bzw.
verformbare Blattfeder 28 vorragt. Weiters sind zwei hydraulische
Schlauchverbinder an die Platte angelenkt, wie dies bei 55 gezeigt
ist, an welcher hydraulische Schläuche 49 geführt und
die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 angeschlossen
sind. An der oberen freiliegenden Seite der Platte 49 sind
die Verbinder 55 mit Anschlüssen bzw. Paßstücken versehen,
um Verbinder von weiteren hydraulischen Schläuchen (nicht gezeigt) aufzunehmen,
welche dann an dem Baggerarm 3 gesichert sind bzw. werden
und zu dem Hauptdrucksystem auf dem Bagger führen. Obwohl die Anwesenheit
der Schutzplatte 47 den Eintritt von abgetragenem Material
in das Innere der Kopplungsvorrichtung verhindert, erlaubt es das Vorsehen
von hydraulischen Verbindern 55 immer noch der Kopplung 11,
daß sie
von dem Baggerarm gelöst
wird, falls dies erforderlich ist, und wenn verschiedene Teile der
Kopplungsvorrichtung verschlissen sind, können diese alle einfach durch
Hinuntersenken von der Kopplungsvorrichtung, wie dies in 8 gezeigt ist, entfernt
werden, da alle der verschiedenen Schwenkverbindungen leicht von
der Kopplungsvorrichtung entfernbar sind.
-
Trotz
der verschiedenen, oben beschriebenen Sicherheitsmerkmale, die alle
es ermöglichen, daß ein Schaufeltausch
von der Kabine des Baggers durchgeführt wird, gibt es immer noch
ein geringes Risiko, daß der
einrastende bzw. Verriegelungshaken 17 zu seiner entriegelten
Position schwingen kann, war es ermöglicht, daß die Schaufel von dem Schaufelarm
hinunterfällt
bzw. abgeworfen wird, wenn ein hydraulisches Versagen vorliegt und
das Rückschlagventil
in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 versagt und die durch
Schwerkraft betätigten
blockierenden Mittel 25 aus irgendeinem beliebigen Grund
versagen. Dementsprechend ist es bevorzugt, einen modifizierten
einrastenden Haken vorzusehen, welcher unter normalen Bedingungen
nicht in eine entriegelte Position aufgrund des Gewichts der Schaufelverschwenkung 9 daran
schwingen kann. Dieser modifizierte Verriegelungshaken ist in 9, 10 und 11 gezeigt.
-
Normalerweise
wird bei einem Verriegelungshaken, wie er in 7 oder in 4 und 5 gezeigt ist, das Gewicht
der Baggerschaufel auf dem Haken, welches auf den Haken durch den
Schaufelzapfen 9 transferiert bzw. übertragen wird, den Haken veranlassen,
im Gegenuhrzeigersinn aufgrund der Reaktionskraft R1 zu schwingen,
die auf die innere konkave Seite bzw. Fläche des Hakens wirkt, was eine
Bewegung gegen den Uhrzeigersinn bewirkt, die durch den Pfeil M
dargestellt ist, der in 9 gezeigt
ist. Jedoch ist, wie dies in 9 gezeigt
ist, der bevorzugte Haken der Erfindung anstelle, daß er einfach
ein Innenprofil aufweist, wie dies schematisch in 4 und 5 gezeigt
ist, nicht nur mit einen ersten, konkaven Abschnitt 56 und
einem ebenen Ab schnitt 57, welche beide von einer allgemein
bekannten Konstruktion sind, sondern auch mit einem zweiten, konkaven
Abschnitt 61 durch die Anwesenheit eines Nasenabschnitts 63 an
dem freien Endabschnitt des Hakens 17 versehen. Wie dies
aus 9 gesehen werden
kann, werden, wenn der Schaufelzapfen 9 sich nach unten
auf den ersten, konkaven Abschnitt 56 des Hakens auflegt,
Reaktionskräfte
erzeugt bzw. generiert, so daß das
Moment, das auf den Haken 17 um seinen Supportschwenkpunkt 18 wirkt,
im Gegenuhrzeigersinn ist. Jedoch werden, wenn die Kopplungsvorrichtung
während
einer Betätigung
gekippt wird, so daß eine
Tendenz für
die Baggerschaufel 9 besteht, sich weg von der ersten,
konkaven Oberfläche 56 und
auf die planare Oberfläche 57 zu bewegen,
Reaktionskräfte
R1 und R2 generiert, deren zwei Komponenten, wenn sie kombiniert
werden, schließlich
eine zusammengesetzte Kraftkomponente erzeugen werden, welche sich
von der Position 62 mit gepunkteter Linie, die in 9 gezeigt ist, in der Richtung
des Pfeils B bewegt. Schließlich
wird, wenn bzw. da der Zapfen 9 nach unten über die
Oberfläche 57 gleitet,
die gepunktete Linie 62 durch die Mittellinie des Schwenkpunktes 18 schwingen,
worauf es keine Bewegung gibt, die auf den Haken 17 um
den Schwenkpunkt 18 wirkt. Nachfolgend wird das gesamte
Gewicht des Schaufelzapfens 9 auf der zweiten, konkaven
Oberfläche 61 auf
dem Inneren des Nasenabschnitts 63 des Zapfens abgestützt bzw.
getragen, worauf die Reaktionskraft R2 verschwindet und das gesamte
Gewicht der Baggerschaufel auf den Schaufelzapfen 92 transferiert
wird, um eine Reaktionskraft R3 zu erzeugen, wie dies in 10 gezeigt ist, welche in
einem Moment im Uhrzeigersinn resultieren wird, welches auf den
Verriegelungshaken 17 um seinen Supportzapfen 18 wirkt,
wie dies durch den Pfeil N dargestellt ist. Wenn dies auftritt, was
zum Zeitpunkt ist, wenn der Zapfen 19 an einer Position zu
sein scheint, von welcher gedacht wurde, daß sich der einrastende Haken 17 zu
seiner entriegelten Position bewegt, bewirkt das Gewicht der Baggerschaufel
auf den einrastenden Haken 17 tatsächlich, daß sich der einrastende Haken
nicht zu seiner entriegelten Position bewegt, sondern dazu tendiert, sich
im Uhrzeigersinn um den Supportschwenkpunkt 18 zu seiner
einrastenden bzw. Verriegelungsposition zu bewegen. Dies bedeutet
effektiv, daß,
wenn keines der Sicherheitssysteme, die vorher beschrieben wurden,
korrekt arbeitet, es unmöglich
wird für das
Gewicht der Baggerschaufel, den einrastenden Haken dazu zu veranlassen,
daß er
sich in eine entriegelte Position bewegt, da die Form der Innenoberfläche des
neu zur Verfügung
gestellten Spitzenabschnitts 63 des Hakens in dem Moment
N resultiert, welches auf den einrastenden Haken 17 so
wirkt, um immer den einrastenden Haken 17 zu einer einrastenden
Position zu bewegen.
-
Mit
der in 9, 10 und 11 gezeigten Konstruktion ist es nur
möglich,
eine Baggerschaufel von der Kopplungsvorrichtung in der Weise zu
lösen,
die zuvor beschrieben und in den verschiedenen Ansichten von 12 gezeigt ist. In 12(1) ist die Schaufel-Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 (in
dieser Ansicht nicht gezeigt) vollständig zurückgezogen und die rückstellfähig deformierbare
Blattfeder 28 liegt auf einem Anschlag auf dem Baggerarm 3 auf
und stellt so sicher, daß die
Blockierstange in Position gegen den Haken 17 gehalten
ist. In 12(2) wurde die
Schaufel-Kolben-Zylinder-Vorrichtung 4 teilweise ausgefahren
und die blockierende Stange 25 ist in der korrekten Position
durch Schwerkraft gehalten. 12(3) zeigt
die Position, daß die
Kopplungsvorrichtung 11 aufnimmt, nachdem die Schaufel-Kolben-Zylinder-Vorrichtung
weiter ausgefahren wurde und, wenn in dieser Position, die blockierende
Stange 25 in ihrer blockierenden Position aufgrund von Schwerkraft
verbleibt. 12(4) zeigt
die Position, die durch die Kopplungsvorrichtung 11 eingenommen
wird, wenn sich die Schaufel (nicht gezeigt) in ihrer vollständig eingefalteten
Position befindet, d. h. die Kopplungsvorrichtung umgekehrt ist.
In dieser Position wird die Blockierstange 25 unter Schwerkraft zu
einer offenen Position schwingen, um es dem Haken 17 zu
ermöglichen,
durch eine Betätigung
der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 zurückgezogen
zu werden. 12(5) zeigt
die Kopplungsvorrichtung 11, nachdem sie zu einer Position
gerollt wurde, um es dem Schaufelzapfen 9 zu ermöglichen,
frei von der Kopplungsvorrichtung zu schwingen, während 12(6) zeigt, wie die Schaufel
dann durch Rollen der Kopplungsvorrichtung 11 im Uhrzeigersinn
relativ zu ihrer Position von 12(5) zurückgezogen
werden kann.
-
Mit
anderen Worten ist es notwendig, zuerst vollständig die Kopplungsvorrichtung 11 im
Gegenuhrzeigersinn um ihren Montagepunkt 5 am Ende des
Baggerarms 5 durch die Position, die in 12(3) gezeigt ist, zu der vollständig eingefalteten bzw.
verstauten Position zu drehen, die in 12(4) gezeigt
ist, wenn das Gewicht der Baggerschaufel vollständig auf dem Boden aufliegt
bzw. abgestützt ist.
Es ist dann möglich,
da nicht länger
irgendein Gewicht auf die Baggerschaufel wirkt, die durch den einrastenden
bzw. Verriegelungshaken 17 getragen ist, die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 zu
aktivieren, um den Verriegelungshaken 17 in eine vollständig entriegelte
Position zu verschwenken, wie dies in der Position von 12(4) gezeigt ist. Die Baggerschaufel kann
dann entriegelt werden, wie dies zuvor beschrieben und durch die
Positionen illustriert ist, die in 12(5) und 12(6) gezeigt sind.
-
Es
wird selbstverständlich
verstanden werden, daß die
vorliegende Erfindung oben lediglich in beispielhafter Weise beschrieben
wurde und daß Modifikationen
von Details innerhalb des Rahmens der Erfindung durchgeführt werden
können.
Beispielsweise können,
obwohl die Kopplungsvorrichtung prinzipiell zum Koppeln von Baggerschaufeln
mit dem Baggerarm gedacht sind, andere Festlegungen wie Betonaufbrecheinrichtungen,
Trennvorrichtungen und Zweischalengreifer an dem Baggerarm unter
Verwendung der Kopplungsvorrichtungen gekoppelt werden und der Begriff "Schaufel" und "Schaufeln" sollte entsprechend
interpretiert werden. Weiters erlaubt die Kopplungsvorrichtung,
daß Festlegungen
von verschiedenen unterschiedlichen Herstellern in dem Baggerbereich
derselben Größe auf einem
speziellen Bagger angelenkt bzw. verwendet werden.
-
Statt
der blockierenden Mittel 25, d. h. der blockierenden Stange
mit zwei Schenkeln 26 oder der Stange 37, die
unter ihrem eigenen Gewicht durch Schwerkraft in ihre blockierende
Position bewegbar sind, und den rückstellfähig deformierbaren bzw. verformbaren
Mitteln 27, die vorgesehen sind, um die blockierenden Mittel
daran zu hindern, daß sie sich
aus ihrer blockierenden Position, wenn die Kopplungsvorrichtung
umgekehrt wird, durch Rotation in einer Richtung um ihren Montagepunkt 5 bewegen,
kann eine Feder 71 permanent vorgesehen sein, um die blockierenden
Mittel 25 in ihre blockierende Position (siehe 13) vorzuspannen. Diese Feder 71 ist
eine Schraubenfeder, die sich zwischen der Schutzplatte 47 und
den blockierenden Mitteln 25 erstreckt. In einer Anordnung
ist eine Draht- und Riemenscheibenanordnung 73 vorgesehen,
deren Draht sich anziehen bzw. spannen wird, wenn die Kopplungsvorrichtung
umgekehrt wird, d. h. beim vollen Einschlag bzw. Einfalten der Baggerschaufel,
um die blockierenden Mittel 25 aus ihrer blockierenden
Position gegen die Vorspannung der Feder 71 zu bewegen.
-
In
einer alternativen Konstruktion könnte ein kleiner Hydraulikzylinder 75 vorgesehen
sein, um die blockierenden Mittel 25 aus ihrer blockierenden
Position und gegen die Vorspannung der Feder 71 zu bewegen.
Nur dann könnte
die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 19 betätigt werden, um den einrastenden
bzw. Verriegelungshaken 17 in seine Schaufellöse- bzw. -freigabeposition
zu bewegen, wie dies in 13 gezeigt
ist.