DE19525387C2 - Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Werkzeuges an einem Arm einer Baumschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Werkzeugs, z. B. einer Schaufel, an einem Arm einer Baumaschine, wie einem Bagger oder einer Ladeeinrichtung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine kon­ struktive Verbesserung an einer derartigen Vorrichtung, um das Werkzeug schnell an einem Werkzeugverbindungsteil der Baumaschine zu befestigen, und um dadurch ein einfaches Auswechseln der Werkzeuge der Baumaschine zu ermöglichen.

Bei typischen Baumaschinen, wie Baggern, sind die Ausleger, Arme und ähnliches, die durch Stellorgane bzw. Bedienungs­ personal betätigt werden, an der Fahrzeugkarosserie der Baumaschine angebracht. Des weiteren sind unterschiedliche Werkzeuge, wie Schaufeln oder Löffel, wahlweise an einem Ende des Arms befestigt. Diese Werkzeuge werden je nach den Arbeitsbedingungen der Baumaschine wahlweise an dem Arm befestigt.

Es ist eine Vielzahl von Vorrichtungen zum lösbaren Befesti­ gen der Werkzeuge an einer Baumaschine bekannt. Repräsenta­ tive Beispiele für die oben genannten Vorrichtungen sind jeweils in den Fig. 1 und 2 gezeigt.

Bei der typischen, in Fig. 1 gezeigten Werkzeugbefestigungs­ vorrichtung sind die entgegengesetzten Seitenenden eines Werkzeugverbindungsteils 106 jweils durch Stifte 107 in ihren zugehörigen Stiftlöchern 102 und 103 befestigt, die an entgegengesetzten vorderen Enden eines Armes 101 gebildet sind. Das Verbindungsteil 106 ist so an dem Arm 101 ange­ bracht. Die entgegengesetzten Seitenenden des Verbindungs­ teils 106 sind jeweils mit Ansätzen 104 und 105 versehen, wobei jeder Ansatz 104, 105 ein horizontales Rohrstück 111, 111' aufweist. Die horizontalen Rohrstücke 111 und 111' der Ansätze 104 und 105 werden in die zugehörigen Rohrstück­ löcher 110 eines Paares unterer Anschlußstücke 109 gesteckt, die an der Rückwand der Schaufel 108 vorgesehen sind. Die Rückwand der Schaufel 108 weist ebenfalls ein oberes An­ schlußstück 113 mit einer Hakenöffnung 112 auf. Ein Stift 115 ist mit einem Hebel 114 gekoppelt, der an dem Verbin­ dungsteil 106 angebracht ist. Der Stift 115 ist in die Hakenöffnung 112 gesteckt, um so die Schaufel 108 lösbar an dem Verbindungsteil 106 zu befestigen. Bei der oben genann­ ten Vorrichtung kann die Schaufel 108 an dem Verbindungsteil 106 befestigt oder von dem Verbindungsteil 106 gelöst wer­ den, indem der Hebel 114 nach links und rechts bewegt wird.

Die oben genannte Vorrichtung ist jedoch mit dem Problem behaftet, daß ein komplizierter Aufbau, einschließlich der oberen und unteren Anschlußstücke, an der Rückwand des Werkzeugs gebildet werden muß, um das Werkzeug lösbar an dem Verbindungsteil zu befestigen. Des weiteren sind die Ab­ messungen der Löcher, die in den Anschlußstücken des Werk­ zeugs gebildet sind, etwas größer als die Durchmesser der zugehörigen Stifte des Verbindungsteils, damit sich die Stifte frei in den Löchern bewegen können. Die Stifte bewegen sich jedoch, infolge der Größendifferenz zwischen den Stiften und den Löchern notwendigerweise. Wegen des Spiels der Stifte in den Löchern können die Stifte brechen, wenn sie einer plötzlichen stoßartigen Belastung ausgesetzt werden, während die Baumaschine arbeitet. In dieser Hinsicht kann ein ernsthaftes Problem bezüglich der Haltbarkeit der obigen Vorrichtung verursacht werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten typischen Werkzeugbefestigungs­ vorrichtung ist ein Verbindungsteil 118 durch einen Stift 117 mit einem Arm 116 gekoppelt. Die entgegengesetzten Seitenenden des Verbindungsteils 118 sind mit Hebeln 120 ausgestattet. Ein Hebel 119, der sich zusammen mit der Bewegung der Hebel 120 nach oben und unten bewegt, geht durch das Loch 123 der Schaufel 121 hindurch, nachdem er durch das Loch 122 des Verbindungsteils 118 hindurchgegangen ist, um so die Schaufel 121 an dem Verbindungsteil 118 zu befestigen. Die horizontale Bewegung der Schaufel 121 rela­ tiv zu dem Verbindungsteil 118 kann durch ein paar Anschläge 124 eingeschränkt werden, die an den entgegengesetzten Seiten der Rückwand der Schaufel 121 gebildet sind. Das lösbare Befestigen der Schaufel 121 an dem Verbindungsteil 118 wird durch Betätigen der Hebel 120 nach rechts und links erreicht.

Bei der obigen Werkzeugbefestigungsvorrichtung tritt jedoch das Problem auf, daß es schwierig ist, die Hebel, die an entgegengesetzten Seiten des Verbindungsteils vorgesehen sind, separat zu handhaben, wenn die Schaufel von dem Ver­ bindungsteil gelöst wird. Zusätzlich steht der oben genannte Schlüssel aus der Schaufel hervor, so daß der Schlüssel infolge von äußerer Einwirkung darauf leicht brechen kann. Wenn der Schlüssel beim Betrieb der Baumaschine plötzlich abbricht, wird die Schaufel von dem Arm getrennt und stellt ein Sicherheitsrisiko dar.

Das US-Patent Nr. 3,272,264 und die japanische Offenlegungs­ schrift Nr. Sho. 58-98532 offenbaren typische Werkzeugbefe­ stigungsvorrichtungen. Die obigen Werkzeugbefestigungsvor­ richtungen haben jedoch das Problem, daß jede von ihnen ein kompliziertes Gestänge und einen separaten Hydraulikzylinder als Energiequelle aufweisen. Sowohl das komplizierte Gestän­ ge als auch der Hydraulikzylinder erhöhen die Kosten der Vorrichtungen.

Die koreanische Patentanmeldung Nr. 12146, die im Juni 1993 von der Anmelderin eingereicht worden ist, offenbart eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung.

Bei der oben genannten koreanischen Vorrichtung ist ein Verbindungsteil an einen Arm angelenkt, wobei die Rückwand des Werkzeugs mit oberern und unteren Führungen ausgestattet ist, welche jeweils den oberen und den unteren Teil der Verbindungsstange tragen. Zwischen der oberen Führung und dem oberen Teil des Verbindungsteils ist ein vorbestimmter Spalt definiert. Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls eine Werkzeugbefestigungseinrichtung des Typs Pantograph, die in den Spalt aufgenommen ist und verwendet wird, um das Werk­ zeug lösbar an dem Verbindungsteil zu befestigen.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 25 59 293 A1 offenbart eine Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Werkzeugs, an einem Arm einer Baumaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die in der deutschen Offenlegungsschrift DE 25 59 293 A1 offenbarte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Betätigung des Bewegungshebels zur Befestigung des Werkzeugs an dem Werkzeugverbindungsteil zusätzlich eine Sperre erforderlich ist, um zu verhindern, daß sich die Schaufel ungewollt löst. Daher ist die dort gezeigte Konstuktion aufwendig. Weiterhin besteht die Gefahr, daß das Werkzeug eventuell ungewollt von dem Werkzeugverbindungsteil gelöst wird, wenn nach der Betätigung des Bewegungshebels von dem Bediener vergessen wird, die Sperre zu betätigen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart weiterzubilden, daß sie eine einfache Konstruktion aufweist sowie eine einfache und zuverlässige Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeugverbindungsteil ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 2 angegeben.

Die Aufgaben, Merkmale und weiteren Vorteile der vorliegen­ den Erfindung gehen deutlicher aus der folgenden ausführ­ lichen Beschreibung hervor, die in Verbindung mit den bei­ liegenden Zeichnungen zu lesen ist, wobei:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Aus­ führungsform einer typischen Werkzeugbefestigungs­ vorrichtung für eine Baumschine zeigt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer anderen Aus­ führungsform der typischen Werkzeugbefestigungs­ vorrichtung zeigt,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Werk­ zeugkupplungsvorrichtung für eine Baumaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung zeigt,

Fig. 4 eine Seitenansciht der Werkzeugkupplungs- bzw. Werkzeugbefestigungsvorrichtung aus Fig. 3 zeigt, und

die Fig. 5A und 5B Ansichten zeigen, welche den Betrieb der Werkzeugbefestigungsvorrichtung aus den Fig. 3 und 4 zeigt.

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 3 und 4, in denen eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung für eine Baumaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, ist ein Verbindungsteil 2 durch Stifte 3 drehbar an einem Arm 1 angebracht. Die entgegengesetzten Seitenbereiche der Rück­ wand einer Schaufel 6 sind mit ersten Anschlußteilen 7 und 8 ausgestattet, während die entgegengesetzten Enden des Ver­ bindungsteils 2 mit zweiten Anschlußteilen 9, 9' ausgestat­ tet sind. Die Schaufel 6 wird lösbar an dem Verbindungsteil 2 befestigt, indem jedes Anschlußteil 9, 9' and dem zugehö­ rigen Anschlußteil 7, 8 der Schaufel 6 so angebracht wird, daß die Ober- und Unterseiten von jedem Anschlußstück 9, 9' im Kontakt mit dem zugehörigen Anschlußstück 7, 8 kommen.

Die ersten Anschlußstücke 7 und 8 der Schaufel 6 sind mit Schlüssellöchern 11 und 11' ausgestattet. Die Schlüssel­ löcher 11 und 11' nehmen jeweils Schlüssel 10 und 10' des Verbindungsteils 2 auf, wodurch die Schaufel 6 lösbar an dem Verbindungsteil 2 befestigt wird.

Die Schlüssel 10 und 10' werden wie folgt in ihre zugehöri­ gen Schlüssellöcher 11 und 11' gesteckt.

Das Einrücken der Schlüssel 10 und 10' in die Schlüssel­ löcher 11 und 11' zum Befestigen der Schaufel 6 an dem Verbindungsteil 2 wird im wesentlichen durch eine pantogra­ phische Bewegung einer Schlüsselbewegungseinrichtung er­ reicht. Die Schlüsselbewegungseinrichtung weist einen panto­ graphischen Bewegungshebel und ein Gestänge auf. Die panto­ graphische Bewegung des Gestänges wird bewirkt, indem der Hebel gedreht wird und der Spalt zwischen den beiden Schlüs­ seln 10 und 10' des Verbindungsteils 2 eingestellt wird, wodurch die Schaufel 6 lösbar an dem Verbindungsteil 2 befe­ stigt wird.

Bei der Schlüsselbewegungseinrichtung ist eine Hebellagerung 12 in der Mitte auf der Oberseite des Verbindungsteils 2 befestigt, was am besten in den Figure 5A und 5B zu sehen ist. Der pantographische Bewegungshebel 13 is mittels eines Stifts drehbar so an der Hebellagerung 12 angebracht, daß der Hebel 13 um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden kann.

Das Gestänge der Schlüsselbewegungseinrichtung umfaßt ein erstes Verbindungsglied 14. Das erste Verbindungsglied 14, dessen Zentrum in eine U-Form gebogen ist, ist an seinem oberen Ende an dem unteren Teil des Hebels 13 drehbar ange­ bracht. Das untere Ende des ersten Verbindungsglieds 14 ist mit einem Führungsrad ausgestattet. Das Führungsrad ist beweglich in einen vertikalen Führungsschlitz 22 aufgenom­ men, der so in der Mitte des Verbindungsteils 2 gebildet ist, daß der Stift 23 vertikal in dem Führungsschlitz 22 bewegt werden kann. Das Gestänge weist ebenfalls ein Paar zweite Verbindungsglieder 16 und 16' auf. Die oberen Enden der zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' sind gewöhnlich drehbar so an dem unteren Ende des ersten Verbindungsgliedes 14 angebracht, daß die zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' um das untere Ende des Verbindungsgliedes 14 gedreht werden können, um die pantographische Bewegung zu erreichen. Die unteren Enden der zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' sind jeweils an linke und rechte Verbinder 21 und 21' angelenkt. Die linken und rechten Verbinder 21 und 21' sind ihrerseits jeweils mit den Schlüsseln 10 und 10' verbunden, so daß die zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' mit den Schlüsseln 10 und 10' zusammenwirken. Zwischen jedem Verbinder 21, 21' und dem zugehörigen Schlüssel 10, 10' ist eine Schraubenfeder 19, 19' vorgesehen.

In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 20 einen Anschlag für das zugehörige Anschlußteil 9 des Verbindungsteils 2, der an jedem Anschlußteil 7, 8 der Schaufel 6 angebracht ist, um eine horizontale Verschiebung des Verbindungsteils 2 relativ zu der Schaufel 6 zu verhindern.

Im folgenden wird die Funktionsweise der obigen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B beschrieben.

In dem in Fig. 5A gezeigten Zustand sind sowohl der Hebel 13 als auch das erste Verbindungsglied 14 in ihren ganz oberen Stellungen gezeigt, so daß die zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' vollständig geschlossen sind. Die Schlüssel 10 und 10' sind in diesem Fall in ihren innersten Stellungen pla­ ziert, so daß die Schlüssel 10 und 10' aus ihren zugehörigen Schlüssellöchern 11 und 11' ausrücken. In diesem Zustand kann die Schaufel 6 folglich von dem Verbindungsteil 2 gelöst bzw. abgenommen werden.

Wenn der Hebel 13 im Uhrzeigersinn, wie in Fig. 5B gezeigt ist, um die Lagerung 12 gedreht wird, wird das erste Ver­ bindungsglied 14 unter der Führung des Führungsschlitzes 22 des Verbindungsteils 2 nach unten bewegt. In diesem Fall gleitet das Führungsrad des Verbindungsgliedes 14 geradlinig in den Führungsschlitz 22 nach unten. Die zweiten Verbin­ dungsglieder 16 und 16' werden folglich nach und nach geöff­ net. Die zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' erreichen in ihrer pantographischen Bewegung vorübergehend eine horizon­ tale Lage, um die Schlüssel 10 und 10' ganz auszufahren. Die Verbindungsglieder 16 und 16' werden anschließend, wie in Fig. 5B gezeigt ist, leicht nach unten geschwenkt. In diesem Zustand sind die Schlüssel 10 und 10' stabil in ihre zu­ gehörigen Schlüssellöcher 11 und 11' gesteckt, um die Schau­ fel 6 lösbar an dem Verbindungsteil 2 zu befestigen. In diesem Zustand kann die Werkzeugbefestigungsvorrichtung unbeabsichtigt mit einer plötzlichen äußeren Kraft beauf­ schlagt werden, die bewirken könnte, daß die Schlüssel 10 und 10' ihre zugehörigen Schlüssellöcher 11 und 11' ver­ lassen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung drückt die äußere Kraft jedoch lediglich die oberen Enden der zweiten Verbindungsglieder 16 und 16' weiter nach unten, so daß kein Schlüssel plötzlich das Schlüsselloch in dem Verbindungsteil 2 verläßt. Demgemäß kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine stabile Befestigung der Schaufel 6 an dem Verbindungs­ teil 2 erreichen, sogar obwohl die Vorrichtung keine Ein­ richtung zum zusätzlichen Fixieren des Hebels 13 in dem in Fig. 5B gezeigten Zustand aufweist.

Wie vorab beschrieben ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Werkzeugbefestigungsvorrichtung für Baumaschinen, ein Werk­ zeug, z. B. eine Schaufel, in einfacher Weise lösbar an einem Werkzeugverbindungsteil zu befestigen, und zwar durch ein­ faches Betätigen eines pantographischen Bewegungshebels. Ebenso schafft die Vorrichtung eine steife und stabile Befestigung des Werkzeugs an dem Werkzeugverbindungsteil.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu illustrativen Zwecken offenbart worden sind, werden Fachleute bestätigen, daß zahlreiche Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist, zu verlassen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Werkzeuges an einem Arm einer Baumaschine, mit:
einem Werkzeugverbindungsteil (2), das an den Arm (1) angelenkt ist,
einem ersten Anschlußteil (7, 8), das an der Rückwand des Werkzeuges (6) vorgesehen ist und dazu dient, das Verbin­ dungsteil (2) vertikal und horizontal zu halten,
einem Paar Schlüssellöcher (11, 11'), die an entgegen­ gesetzten Seiten des ersten Anschlußteils (7, 8) vor­ gesehen sind,
einem Paar Schlüssel (10, 10'), die so an dem Verbin­ dungsteil (2) vorgesehen sind, daß die Schlüssel (10, 10') horizontal, relativ zu dem Verbindungsteil (2) beweglich sind, um in die Schlüssellöcher (11, 11') gesteckt zu werden oder aus den Schlüssellöchern (11, 11') herausgezo­ gen zu werden, und dadurch das Werkzeug (6) lösbar an dem Werkzeugverbindungsteil (2) zu befestigen, und
einer Schlüsselbewegungseinrichtung, um die Schlüssel (10, 10') geradlinig, horizontal zu bewegen, mit
einer Hebellagerung (12), die fest oben in der Mitte des Werkzeugverbindungsteils (2) angebracht ist,
einem Hebel (13), der an seinem unteren Ende drehbar an der Hebellagerung (12) angebracht ist,
einem ersten Verbindungsglied (14), das an dem Hebel (13) angebracht ist, und
zweiten Verbindungsgliedern (16, 16'), die an dem ersten Verbindungsglied (14) angebracht sind, wobei die unteren Enden der zweiten Verbindungsglieder (16, 16') jeweils drehbar an den inneren Enden der Schlüssel (10, 10') angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbindungsglied (14) an seinem oberen Ende drehbar an dem Hebel (13) ange­ bracht ist, und
die Schlüsselbewegungseinrichtung ein Führungsrad auf­ weist, das drehbar an dem unteren Ende des ersten Ver­ bindungsglieds (14) angebracht und beweglich in einen Führungsschlitz (22) des Werkzeugverbindungsteils (2) derart aufgenommen ist, daß das Führungsrad bei einer Schwenkbewegung des ersten Verbindungsglieds und/oder der zweiten Verbindungsglieder (16, 16') unter der Führung des Führungsschlitzes (22) vertikal bewegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Verbindungsglieder (16, 16') an dem unteren Ende des ersten Verbindungsglieds (14) angebracht sind.