SK289098B6 - Clamping mechanism for tools of soil-shifting machines - Google Patents

Abstract

The clamping mechanism for working tools of the soil-shifting machine consists of a body (1), between the side walls of which the control mean (8) and spring mechanisms (9) are placed, which are by the first pin (57) of the control mean (8) connected to the hinge (5) and they are connected to the holder (6) by the second pin (65) of the control mean (8). The clamping mechanism is formed also by a latch (7) with a pin (71) of the latch (7) so that the latch (7) leans on the hinge (5), whereby it is connected by a connecting pin (73) to the rod (72) of the latch (7) , which is connected to the pin (65) of the control mean (8) stored in the retainer (6).

Description

Vynález sa týka konštrukcie upínacieho mechanizmu nástrojov zemného stroja, najmä lopatového rýpadla alebo podobného pracovného stroja, ktorý je ovládaný bez potreby obsluhy vystúpiť z kabíny. Vynález spadá do oblasti strojárstva a stavebnej techniky.The invention relates to the construction of the clamping mechanism of tools of an earthmoving machine, in particular a shovel excavator or a similar working machine, which is controlled without the need for the operator to get out of the cabin. The invention falls into the field of mechanical engineering and construction technology.

Doterajší stav technikyCurrent state of the art

V súčasnom stave z oblasti stavebnej techniky a mechanizmov sú známe lopatové rýpadlá alebo podobné stavebné a cestné stroje vybavené upínacími mechanizmami, ktoré sú ovládané z kabíny obsluhy, ale nie je možné ich použiť na už vyrobené a odberateľmi používané pracovné nástroje. Okrem toho sú tieto mechanizmy pomerne zložité a konštruované len na daný typ stroja a nie sú prispôsobené pre hydraulické rýpadlá s teleskopickým výložníkom. V stave techniky je známy upínací mechanizmus pracovných nástrojov zemného stroja, opísaný v dokumente GB2474905 A, s ľavým otvoreným závesom a s pravým uzatváracím závesom, ktorý pozostáva z telesa upínacieho mechanizmu, v ktorom sú v bočných stenách vytvorené ťažné háky a prítlačné háky a medzi bočnými stenami sú otočne uložené závesné prvky, prítlačné prvky a poistné západky, pričom medzi bočnými stenami telesa je uložený ovládací prostriedok a pružinové mechanizmy, a ďalej obsahuje druhý čap ovládacieho prostriedku spojený s pridržiavačom, pričom je ešte tvorený západkou s čapom západky tak, že západka sa opiera o záves, pričom je spojená spojovacím čapom s ťahadlom západky, ktoré je spojené s čapom ovládacieho prostriedku uloženom v pridržiavači. Nevýhodou tejto konštrukcie je, že ľavý záves je otvorený bez západky, čo nie je bezpečné.In the current state in the field of construction technology and mechanisms, shovel excavators or similar construction and road machines are equipped with clamping mechanisms that are controlled from the operator's cabin, but it is not possible to use them on work tools already manufactured and used by customers. In addition, these mechanisms are quite complex and designed only for a given type of machine and are not adapted for hydraulic excavators with a telescopic boom. In the state of the art, a clamping mechanism for working tools of an earthmoving machine is known, described in the document GB2474905 A, with a left open hinge and a right closing hinge, which consists of a clamping mechanism body in which pulling hooks and pressure hooks are formed in the side walls and between the side walls suspension elements, pressure elements and locking latches are rotatably mounted, while between the side walls of the body there is a control means and spring mechanisms, and it further includes a second control means pin connected to the retainer, while it is also formed by a latch with a latch pin so that the latch rests o the hinge, while it is connected by a connecting pin to the latch puller, which is connected to the pin of the control device stored in the retainer. The disadvantage of this design is that the left hinge is open without a latch, which is not safe.

Je známy aj upínací mechanizmus pracovných nástrojov zemného stroja opísaný v dokumente WO2014072709 A1, kde už aj ľavý záves je uzatvárací, ale zložitej konštrukcie. Nevýhodou tejto konštrukcie je, že ľavý aj pravý záves sú zabezpečené každý samostatným pružinovým mechanizmom, čo vyúsťuje do zložitej konštrukcie.The clamping mechanism of the working tools of the earthmoving machine is also known, described in the document WO2014072709 A1, where the left hinge is already closed, but of a complex construction. The disadvantage of this design is that both the left and right hinges are secured by a separate spring mechanism, which results in a complex design.

Uvedené nedostatky v čiastočnej alebo úplnej miere poskytli možnosť riešiť tento problém vhodnými technickými prostriedkami v rámci výskumu platformy modulov vybranej skupiny mobilných pracovných strojov, ich optimalizáciu metódami generatívneho konštruovania.The mentioned shortcomings partially or fully provided an opportunity to solve this problem by appropriate technical means within the research of the module platform of the selected group of mobile working machines, their optimization by generative construction methods.

Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaná konštrukcia upínacieho mechanizmu pracovných nástrojov zemného stroja, najmä lopatového rýpadla alebo podobného stavebného a cestného stroja, k ramenu ovládania tohto nástroja. Konštrukcia vytvára kinematický mechanizmus, ktorého pohyb je ovládaný priamo z kabíny obsluhy podľa predkladaného vynálezu.The result of this effort is the below-described construction of the clamping mechanism of the working tools of an earthmoving machine, especially a shovel excavator or similar construction and road machine, to the control arm of this tool. The construction creates a kinematic mechanism, the movement of which is controlled directly from the operator's cabin according to the present invention.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou upínacieho mechanizmu nástrojov zemného stroja, najmä lopatového rýpadla alebo podobného pracovného stroja. Na nosnom telese upínacieho zariadenia sú vytvorené jednak otvory na trvalé čapové spojenie samotného upínacieho mechanizmu s koncom ramena na ovládania nástroja aj s časťou kinematického mechanizmu na preklápanie pracovného nástroja a zároveň sú na tomto upínacom mechanizme vytvorené záchytné uloženia vhodného tvaru so závesnými a záchytnými prvkami na nehybné, pevné a bezpečné spojenie pracovného nástroja s upínacím mechanizmom. Pohyb týchto závesných a záchytných prvkov je ovládaný hydraulickým valcom a paralelnými mechanickými pružinami. Podstata vynálezu spočíva v tom, že upínací mechanizmus nástrojov pracovných stojov je tvorený telesom, medzi ktorého bočnými stenami je uložený ovládací prostriedok a pružinové mechanizmy, ktoré sú prvým čapom ovládacieho prostriedku spojené so závesom a druhým čapom ovládacieho prostriedku sú spojené s pridržiavačom, pričom je ešte tvorený západkou s čapom západky tak, že západka sa opiera o záves. Pritom je spojená spojovacím čapom s ťahadlom západky, ktoré je spojené s čapom ovládacieho prostriedku uloženom v pridržiavači. Záves je nerozoberateľný a má otvor na čap závesu, pričom pozostáva z telesa závesu, z dvoch hákov závesu s vnútornými profilmi háka závesu s dorazmi západky a z ovládacích ramien závesu s otvormi na čap ovládacích prostriedkov. Pridržiavač je taktiež nerozoberateľný a má otvor na čap pridržiavača, pričom pozostáva z telesa pridržiavača, z dvoch hákov pridržiavača s vytvorenými lôžkami na ťahadlo západky a z ovládacích ramien pridržiavača s otvormi na čap pridržiavača. V telese sú aretačné otvory s aretačným čapom západky.The mentioned shortcomings are largely eliminated by the design of the clamping mechanism of the tools of the earthmoving machine, especially the shovel excavator or similar working machine. On the supporting body of the clamping device, holes are created for a permanent pivot connection of the clamping mechanism itself with the end of the arm for controlling the tool and with part of the kinematic mechanism for tipping the working tool, and at the same time, on this clamping mechanism, catch bearings of a suitable shape with hanging and catching elements for stationary , firm and safe connection of the working tool with the clamping mechanism. The movement of these hanging and catching elements is controlled by a hydraulic cylinder and parallel mechanical springs. The essence of the invention consists in the fact that the clamping mechanism of the tools of work stands is formed by a body, between the side walls of which the control means is placed and the spring mechanisms, which are the first pin of the control means connected to the hinge and the second pin of the control means are connected to the retainer, while it is still formed by a latch with a latch pin so that the latch rests against the hinge. At the same time, it is connected by a connecting pin with the latch puller, which is connected to the pin of the control device stored in the retainer. The hinge is non-detachable and has a hole for the hinge pin, while it consists of a hinge body, two hinge hooks with internal hinge hook profiles with latch stops, and hinge control arms with holes for the control means pin. The retainer is also non-detachable and has a retainer pin hole, consisting of a retainer body, two retainer hooks with latch puller beds formed, and retainer control arms with retainer pin holes. There are locking holes in the body with a latch locking pin.

Výhody mechanizmu upínacieho mechanizmu nástrojov zemného stroja, najmä lopatového rýpadla alebo podobného pracovného stroja, podľa vynálezu sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že originalita predloženého riešenia spočíva v tom, že vytvorený kinematický mechanizmus je ovládaný priamo z kabíny obsluhy stroja napríklad hydraulickým valcom v paralelnom zapojení s mechanickými pružinami. Okrem toho upínací mechanizmus obsahuje aretačné zariadenie, ktoré zabraňuje nevhodný zásah do vládania upínacieho mechanizmu v prípade zabezpečenia zvýšenej bezpečnosti v špeciálnych činnostiach s pracovnými nástrojmi alebo prídavnými zariadeniami, ako sú napríklad montážne plošiny, na ktorých sú umiestnené obslužné osoby. Podstatnou výhodou tohto vynálezu je jednoduchšia konštrukcia v porovnaní s inými upínacími mechanizmami ovládanými z kabíny obsluhy, ale najmä v tom, že umožňuje upínať aj doteraz vyrobené a používané prídavné pracovné nástroje a prídavné zariadenia u odberateľov.The advantages of the mechanism of the clamping mechanism of the tools of an earthmoving machine, especially a shovel excavator or a similar working machine, according to the invention are apparent from the effects they manifest externally. In general, it can be stated that the originality of the presented solution lies in the fact that the created kinematic mechanism is controlled directly from the machine operator's cabin, for example, by a hydraulic cylinder in parallel connection with mechanical springs. In addition, the clamping mechanism includes a locking device that prevents inappropriate intervention in the control of the clamping mechanism in case of ensuring increased safety in special activities with work tools or additional equipment, such as assembly platforms on which operators are located. A significant advantage of this invention is a simpler design compared to other clamping mechanisms controlled from the operator's cabin, but especially in that it allows clamping of additional working tools and additional equipment at customers' sites that have been produced and used so far.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings

Upínací mechanizmus pracovných nástrojov zemného stroja, najmä lopatového rýpadla alebo podobného stavebného a cestného stroja, podľa vynálezu bude bližšie zobrazený na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornený spôsob uchopovania pracovného nástroja na upínací mechanizmus. Na obr. 2 je znázornený bočný pohľad vo vyznačenom smere P na upínací mechanizmus. Na obr. 3 je znázornený pozdĺžny prierez zablokovaným upínacím mechanizmom, ktorý zaisťuje bezpečné pripojenie pracovného nástroja v ktorejkoľvek polohe aj pri pôsobení vonkajších síl. Na obr. 4 je znázornený pozdĺžny prierez uvoľneným upínacím mechanizmom, ktorý umožňuje jednoduché odpojenie pracovného nástroja vo vhodnej polohe. Na obr. 5 je znázornené usporiadanie závesného prostriedku. Na obr. 6 je znázornené usporiadanie pridržiavacieho prostriedku. Na obr. 7 je znázornený pohľad zdola na ovládací valec a prítlačné pružiny upínacieho mechanizmu.The clamping mechanism of the working tools of an earthmoving machine, especially a shovel excavator or a similar construction and road machine, according to the invention will be shown in more detail in the drawings, where in fig. 1 shows the method of gripping the working tool on the clamping mechanism. In fig. 2 shows a side view in the indicated direction P of the clamping mechanism. In fig. 3 shows a longitudinal cross-section of the locked clamping mechanism, which ensures a safe connection of the working tool in any position even under the influence of external forces. In fig. 4 shows a longitudinal cross-section of the loosened clamping mechanism, which enables easy disconnection of the working tool in a suitable position. In fig. 5 shows the arrangement of the suspension means. In fig. 6 shows the arrangement of the holding means. In fig. 7 shows a bottom view of the control cylinder and pressure springs of the clamping mechanism.

Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of implementation of the invention

Jednotlivé uskutočnenia podľa vynálezu sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavu techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov. Odborníkom znalým stavu techniky nemôže robiť problém optimálne navrhnutie konštrukcie a výber jeho prvkov, preto tieto znaky neboli detailne riešené.Individual embodiments according to the invention are presented for illustration and not as limitations of technical solutions. Those skilled in the art will find or be able to discover, using no more than routine experimentation, many equivalents to specific embodiments of the invention. Such equivalents will also fall within the scope of the following patent claims. The optimal design of the structure and the selection of its elements cannot be a problem for an expert familiar with the state of the art, therefore these features have not been dealt with in detail.

PríkladExample

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná prvá konštrukcia upínacieho mechanizmu pracovných nástrojov, ktorá je znázornená na obr. 1, 2, 3, 4 a 7. Konštrukcia je riešená tak, že k prednej časti ramena 2 pracovného nástroja 4 je na spojovacom čape 21 ramena 2 otočne uložené teleso 1 upínacieho mechanizmu, naklápané cez spojovací čap 31 ťahadlom 3 mechanizmu naklápania pracovného nástroja 4, na ktorom je vytvorený predný upínací prostriedok 41 a zadný upínací prostriedok 42. Pri polohe pracovného nástroja 4 v stabilizovanej polohe sa vhodným pohybom mechanizmu naklápania pracovného nástroja 4 predný upínací prostriedok 41 zasunie do lôžka ťažného háka 11 a následným vhodným pohybom mechanizmu naklápania pracovného nástroja 4 sa zadný upínací prostriedok 42 zasunie do lôžka prítlačného háka 12. V tejto polohe telesa 1 upínacieho mechanizmu sa vysunie ovládací prostriedok 8 spolu s paralelne uloženými pružinovými mechanizmami 9 do polohy, pri ktorej sa cez čap 57 ovládacieho prostriedku pritlačia záves 5, otočne uložený na čape 56 závesu 5 na zadný upínací prostriedok 42 a súčasne cez čap 65 ovládacieho prostriedku 8 pritlačia pridržiavač 6 otočne uložený na čape 64 pridržiavača na predný upínací prostriedok 41, čím je pracovný nástroj 4 nehybne, pevne a bezpečne zachytený v upínacom mechanizme. V prípade straty prítlaku ovládacieho prostriedku 8 a pružinových mechanizmov 9 je pôvodná poloha závesu 5 zabezpečená západkou 7 otočne uloženou okolo čapu 71 západky 7, ktorá je cez spojovací čap 73 ovládaná ťahadlom 72, spojeným cez spojovací čap 64 pridržiavača 6 s pridržiavačom 6. Pridržiavač 6 znázornený na obr. 6 je nerozoberateľný a má otvor na čap 64 pridržiavača 6, pričom pozostáva z telesa 62 pridržiavača 6, z dvoch hákov 61 pridržiavača 6 s vytvorenými lôžkami 66 na ťahadlo 72 západky 7 a z ovládacích ramien 63 pridržiavača 6 s otvormi na čap 64 pridržiavača 6. Úplným zasunutím ovládacieho prostriedku 8, a tým aj úplným stlačením pružinových mechanizmov 9 sa odklopí pridržiavač 6 až po doraz 13 a cez ťahadlo 72 sa odklopí aj západka 7 do polohy, ktorá umožní odklopiť aj záves 5 až po doraz 13, čím sa uvoľní pracovný nástroj 4 z upínacieho mechanizmu. Záves 5 znázornený na obr. 5 je nerozoberateľný a má otvor na čap 56 závesu 5, pričom pozostáva z telesa 54 závesu 5, z dvoch hákov 51 závesu 5 s vnútornými profilmi háka 53 závesu 5 s dorazmi 52 západky 7 a z ovládacích ramien 55 závesu 5 s otvormi na čap 57 ovládacích prostriedkov 8. Záves 5 má vnútorný priestor 53 vytvorený tak, že zaťaženie od zadného upínacieho prostriedku 42 bude mať tendenciu pritáčať záves 5 do zaisťovanej polohy, nie do uvoľňovacej polohy. Západku 7 je možné mechanicky znehybniť k telesu upínacieho mechanizmu 1 tak, že zabraňuje nevhodný 5 zásah do vládania upínacieho mechanizmu v prípade zabezpečenia zvýšenej ochrany v špeciálnych činnostiach s pracovnými nástrojmi alebo prídavnými zariadeniami, ako sú napríklad montážne plošiny, na ktorých sú umiestnené obslužné osoby a pod.In this example of a specific embodiment of the subject of the invention, the first construction of the clamping mechanism of work tools is described, which is shown in fig. 1, 2, 3, 4 and 7. The structure is designed in such a way that the body 1 of the clamping mechanism is rotatably mounted on the connecting pin 21 of the arm 2 to the front part of the arm 2 of the working tool 4, tilted via the connecting pin 31 by the pull rod 3 of the tilting mechanism of the working tool 4 , on which the front clamping means 41 and the rear clamping means 42 are formed. When the position of the working tool 4 is in a stabilized position, the front clamping means 41 is inserted into the bed of the tow hook 11 by a suitable movement of the tilting mechanism of the working tool 4 and by a subsequent suitable movement of the tilting mechanism of the working tool 4 the rear clamping means 42 is inserted into the bed of the pressure hook 12. In this position of the body 1 of the clamping mechanism, the control means 8 is extended together with the spring mechanisms 9 arranged in parallel to the position in which the hinge 5, rotatably mounted on the pin, is pressed through the pin 57 of the control means 56 of the hinge 5 to the rear clamping means 42 and at the same time, through the pin 65 of the control means 8, they press the holder 6 rotatably mounted on the pin 64 of the holder to the front clamping means 41, so that the work tool 4 is immovably, firmly and securely captured in the clamping mechanism. In case of loss of pressure of the control means 8 and the spring mechanisms 9, the original position of the hinge 5 is ensured by the latch 7 rotatably mounted around the pin 71 of the latch 7, which is controlled via the connecting pin 73 by the puller 72, connected via the connecting pin 64 of the retainer 6 to the retainer 6. Retainer 6 shown in fig. 6 is non-detachable and has a hole for a pin 64 of the holder 6, while it consists of a body 62 of the holder 6, two hooks 61 of the holder 6 with formed beds 66 for the pull rod 72 of the latch 7 and control arms 63 of the holder 6 with holes for a pin 64 of the holder 6. by inserting the control means 8, and thereby fully compressing the spring mechanisms 9, the retainer 6 is folded up to the stop 13, and through the puller 72, the catch 7 is also folded back into a position that allows the hinge 5 to be folded up to the stop 13, which releases the working tool 4 from the clamping mechanism. The hinge 5 shown in fig. 5 is non-detachable and has an opening for a pin 56 of a hinge 5, while it consists of a body 54 of a hinge 5, of two hooks 51 of a hinge 5 with internal profiles of a hook 53 of a hinge 5 with stops 52 latches 7 and control arms 55 of a hinge 5 with holes for a pin 57 of control means 8. The hinge 5 has an internal space 53 created in such a way that the load from the rear clamping means 42 will tend to rotate the hinge 5 to the locked position, not to the release position. The latch 7 can be mechanically immobilized to the body of the clamping mechanism 1 in such a way that it prevents inappropriate 5 intervention in the control of the clamping mechanism in the case of ensuring increased protection in special activities with work tools or additional equipment, such as assembly platforms on which operating personnel are located and Come.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Priemyselná využiteľnosť upínacieho mechanizmu nástrojov zemných strojov podľa vynálezu sa nachádza u výrobcov rýpadiel a podobných zemných strojov, ktoré používajú viacero vymeniteľných pracovných nástrojov a prídavných zariadení. Upínací mechanizmus je možné využiť pri modernizácii súčasných typov 15 rýpadiel a najmä pri navrhovaní takýchto strojov novej generácie. Finančná náročnosť výrobnej realizácie riešenia nepredstavuje ani 65 % finančnej náročnosti v súčasnosti vyrábaných upínacích mechanizmov ovládaných priamo z kabíny obsluhy na konkurenčných výrobkoch. Medzi potenciálnych odberateľov patria výrobcovia rýpadiel, najmä s teleskopickým výložníkom.Industrial applicability of the earthmoving tool clamping mechanism according to the invention is found in manufacturers of excavators and similar earthmoving machines that use multiple interchangeable working tools and attachments. The clamping mechanism can be used in the modernization of current types of 15 excavators and especially in the design of such machines of the new generation. The financial complexity of the production implementation of the solution does not even represent 65% of the financial complexity of currently produced clamping mechanisms controlled directly from the operator's cabin on competitive products. Potential customers include manufacturers of excavators, especially those with a telescopic boom.

Claims (2)

1. Upínací mechanizmus pracovných nástrojov zemného stroja, pozostávajúci z telesa upínacieho mechanizmu, v ktorom sú v bočných stenách vytvorené ťažné háky a prítlačné háky a medzi bočnými stenami 5 sú otočne uložené závesné prvky, prítlačné prvky a poistné západky, pričom medzi bočnými stenami telesa je uložený ovládací prostriedok a pružinové mechanizmy, a ďalej obsahuje druhý čap ovládacieho prostriedku spojený s pridržiavačom, pričom je ešte tvorený západkou s čapom západky tak, že západka sa opiera o záves, pričom je spojená spojovacím čapom s ťahadlom západky, ktoré je spojené s čapom ovládacieho prostriedku uloženom v pridržiavači, vyznačujúci sa tým, že pružinové mechanizmy (9) sú prvým čapom 10 (57) ovládacieho prostriedku (8) spojené so závesom (5), pričom záves (5) je nerozoberateľný a má otvor na čap (56) závesu (5), pričom pozostáva z telesa (54) závesu (5), z dvoch hákov (51) závesu (5) s vnútornými profilmi háka (53) závesu (5) s dorazmi (52) západky (7) a z ovládacích ramien (55) závesu (5) s otvormi na čap (57) ovládacích prostriedkov (8).1. The clamping mechanism of the working tools of the earthmoving machine, consisting of the body of the clamping mechanism, in which towing hooks and pressure hooks are formed in the side walls, and between the side walls 5 are rotatably mounted hanging elements, pressure elements and safety latches, while between the side walls of the body is stored control means and spring mechanisms, and further includes a second control means pin connected to the retainer, being further formed by a latch with the latch pin so that the latch rests against the hinge, being connected by a connecting pin to the latch puller, which is connected to the control pin means stored in a retainer, characterized in that the spring mechanisms (9) are the first pin 10 (57) of the control means (8) connected to the hinge (5), while the hinge (5) is non-detachable and has an opening for the hinge pin (56) (5), which consists of the body (54) of the hinge (5), two hooks (51) of the hinge (5) with internal profiles of the hook (53) of the hinge (5) with stops (52) latch (7) and control arms ( 55) of the hinge (5) with holes for the pin (57) of the control means (8). 2. Upínací mechanizmus pracovných nástrojov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v 15 telese (1) sú aretačné otvory s aretačným čapom (14) západky (7).2. Clamping mechanism of work tools according to claim 1, characterized in that there are locking holes with a locking pin (14) of a latch (7) in the body (1).