DE69510581T2

DE69510581T2 - Quick change device for earth moving machine and the like

Info

Publication number: DE69510581T2
Application number: DE69510581T
Authority: DE
Inventors: Henri Marchetta; Victor Yeou
Original assignee: GROUPE PEL JOB ANNECY LE VIEUX
Current assignee: Volvo Compact Equipment SAS
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2015-03-14
Also published as: DE69510581D1; FR2717516A1; EP0672796A1; FR2717516B1; EP0672796B1; ATE181978T1

Abstract

The mechanism consists of a tool holder (20) on the end of the machine's manipulator which is connected to the tool (1) by a system of male and female couplings (4,6,14,16) with parallel axes (8,9,18,19), and a lock to hold the tool in its fixed position. The lock is in the form of a rigid plate (28) pivoted to the tool holder about an axis perpendicular to the axes of the couplings and equipped with a torsion spring (24) which tends to hold the plate against the tool so that it engages with a stop (7). The plate is held between side flanges (27), and during its movement its edge describes an arc about its axis and engages by friction with the stop. The lock is released to disengage the tool by means of a lever (35) or a hydraulic cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Fördermaschinen und sonstigen Erdbewegungsmaschinen. Im speziellen bezieht sie sich auf eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die automatische Erfassung des Werkzeugs, das diese Art von Maschine trägt, zu gewährleisten.The invention relates to the technical field of conveyors and other earthmoving machines. In particular, it relates to a device that makes it possible to ensure the automatic detection of the tool that this type of machine carries.

Diese Werkzeuge werden im allgemeinen entweder von einer Baggerschaufel oder einem Baggerlöffel usw. gebildet. Nun stellt sich der Wechsel dieser Arbeitswerkzeuge im allgemeinen als langwieriges und schwieriges Verfahren heraus, einerseits aufgrund der Masse jedes von ihnen und andererseits aufgrund der Bedingungen, unter denen dieser Wechsel stattfindet, im allgemeinen vor Ort, d. h. auf den Baustellen.These tools are generally constituted by either a bucket or a digging scoop, etc. Now, changing these working tools is generally a lengthy and difficult process, on the one hand because of the mass of each of them and, on the other hand, because of the conditions in which this change takes place, generally on site, i.e. on the construction sites.

In dem Dokument FR-A-2 475 160 des Anmelders wird eine Schnellwechselvorrichtung für Förder- und Erdbewegungsmaschinen beschrieben, bestehend aus einem Werkzeughalter, der am Ende der Arbeitsausrüstung angeordnet ist, bei dem die Montage des Werkzeughalters für das Werkzeug mit Hilfe von mehreren Sätzen von Zapfen und entsprechenden Lagerungen erfolgt, welche von dem Werkzeug bzw. dem Werkzeughalter getragen werden, wobei die Achsen der verschiedenen Sätze von Zapfen und der Lagerungen zueinander parallel sind. Die Einheit umfaßt auch ein Verriegelungselement, das von einem auf dem Werkzeughalter montierten Hebel gebildet wird, und das der Wirkung einer Feder ausgesetzt und dazu bestimmt ist, den Hebel gegen den zu diesem Zweck auf dem Werkzeug vorgesehenen Anschlag anzulegen und folglich das Austreten des Werkzeughalters aus dem Werkzeug zu verhindern.The applicant's document FR-A-2 475 160 describes a quick-change device for conveying and earth-moving machines, consisting of a tool holder arranged at the end of the working equipment, in which the tool holder is mounted on the tool by means of several sets of pins and corresponding bearings carried by the tool and the tool holder respectively, the axes of the various sets of pins and bearings being parallel to one another. The assembly also comprises a locking element formed by a lever mounted on the tool holder, subject to the action of a spring and intended to apply the lever against the stop provided for this purpose on the tool and consequently to prevent the tool holder from coming out of the tool.

Wenn die von diesem Dokument vorgeschlagene Lösung auch unbestritten einen erheblichen Fortschritt im Vergleich zu den derzeit bekannten Vorrichtungen für die wieder lösbare Befestigung eines Werkzeugs auf einem Werkzeughalter für Erdbewegungsmaschinen darstellt, weist sie dennoch gewisse Nachteile auf.Although the solution proposed by this document undoubtedly represents a significant advance compared with the currently known devices for the releasable fastening of a tool to a tool holder for earth-moving machines, it nevertheless has certain drawbacks.

Es stellt sich nämlich als schwierig, um nicht zu sagen unmöglich, heraus, einen nahen und engen Kontakt zwischen den vier Zapfen und den entsprechenden Lagerungen zu gewährleisten. Auf diese Weise besteht von vornherein ein gewisses Spiel, das den Verschleiß der Kontaktteile verstärkt, und insbesondere ist ein Längsspiel vorhanden, d. h. in Richtung der Kooperationsachsen der Zapfen und Lagerungen, wobei dieser Verschleiß zu dem Bruch eines der Teile, der die Verbindung gewährleistet, und folglich zum Herunterfallen des Werkzeugs führen kann, wodurch sich schwerwiegende Folgen im Hinblick auf die Sicherheit ergeben können. Gleichzeitig beeinträchtigt dieses Spiel zum Teil die Präzision der Arbeit des Werkzeugs.It is difficult, if not impossible, to ensure close and tight contact between the four pins and the corresponding bearings. In this way, a certain amount of play is present from the outset, which increases the wear of the contact parts, and in particular there is a longitudinal play, that is to say in the direction of the cooperation axes of the pins and bearings, this Wear can cause one of the parts that ensure the connection to break and, consequently, cause the tool to fall, with serious consequences in terms of safety. At the same time, this play partially affects the precision of the tool's operation.

Gegenstand der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteils. Sie schlägt eine Schnellwechselvorrichtung für Erdbewegungsmaschinen vor, die dieses Spiel nicht aufweist, das auf lange Sicht für diese Anwendung ein Hindernis darstellt, indem auf strukturelle Weise ein Teilspiel geschaffen wird, wenn sich der Werkzeughalter auf dem Werkzeug befindet, was die Verbindung des Werkzeugs mit dem Werkzeughalter nicht beeinträchtigt.The object of the invention is to avoid this disadvantage. It proposes a quick-change device for earth-moving machines which does not have this play, which in the long term represents an obstacle to this application, by structurally creating a partial play when the tool holder is on the tool, which does not affect the connection of the tool to the tool holder.

Diese Schnellwechselvorrichtung für Erdbewegungsmaschinen oder dergleichen umfaßt einen Werkzeughalter, der am Ende der Arbeitsausrüstung der Maschine angeordnet ist, und bei der der Zusammenbau des Werkzeugs und des Werkzeughalters mit Hilfe von zwei Sätzen von männlichen und weiblichen Verbindungselementen durchgeführt wird, die eine Rotationssymmetrie aufweisen und deren jeweilige Achsen für das Zusammenspiel miteinander von Satz zu Satz parallel sind, wobei der Werkzeughalter auch ein Verriegelungselement umfaßt, das dazu bestimmt ist, mit dem Werkzeug zusammenzuwirken, um die Verbindung des Werkzeugs mit dem Werkzeughalter auf wieder lösbare Weise zu verriegeln.This quick-change device for earth-moving machines or the like comprises a tool holder arranged at the end of the working equipment of the machine, and in which the assembly of the tool and the tool holder is carried out by means of two sets of male and female connecting elements, which have a rotational symmetry and whose respective axes for interaction with each other are parallel from set to set, the tool holder also comprising a locking element intended to cooperate with the tool in order to lock the connection of the tool to the tool holder in a releasable manner.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement von einer festen Platte gebildet wird, die auf dem Werkzeughalter entlang einer auf die Rotationsachse der Verbindungselemente senkrechten Gelenkachse gelenkig montiert ist, wobei diese Achse eine Torsionsfeder aufnimmt, die eine Absenkung der Platte gegen das Werkzeug und deren Zusammenwirken mit einem Verriegelungsanschlag, der mit dem Werkzeug verbunden ist, bewirkt.It is characterized in that the locking element is formed by a fixed plate which is articulated on the tool holder along an axis of articulation perpendicular to the axis of rotation of the connecting elements, this axis receiving a torsion spring which causes the plate to be lowered against the tool and to cooperate with a locking stop connected to the tool.

Nach einem Merkmal der Erfindung wird die das Verriegelungselement bildende Platte von Seitenflanschen gehalten, die auf der Gelenkachse gelenkig montiert sind, wobei das Ende der Platte einen auf der Gelenkachse des Verriegelungselements zentrierten Kreisbogen beschreibt und über Reibung an dem Verriegelungsanschlag im Bereich einer zylindrischen Fläche zusammenwirkt, deren Rotationsachse zu der Gelenkachse des Verriegelungselements parallel, jedoch in bezug zu dieser dezentriert ist, wobei der Krümmungsradius der zylindrischen Wandung kürzer als der Krümmungsradius des von dem Ende der Platte beschriebenen Kreisbogens ist.According to a feature of the invention, the plate forming the locking element is held by side flanges which are articulated on the articulation axis, the end of the plate describing a circular arc centered on the articulation axis of the locking element and interacting by friction with the locking stop in the region of a cylindrical surface whose axis of rotation is parallel to the articulation axis of the locking element but decentered with respect to it, the radius of curvature of the cylindrical wall being shorter than the radius of curvature of the circular arc described by the end of the plate.

Vorzugsweise erstreckt sich die Platte parallel zu einer der Radialrichtungen, die aus der Gelenkachse des Verriegelungselements austreten, und endet mit einer zylindrischen Kontaktfläche, deren Rotationsachse mit der Rotationsachse der zylindrischen Fläche des Verriegelungsanschlags zusammenfällt.Preferably, the plate extends parallel to one of the radial directions emerging from the articulation axis of the locking element and ends with a cylindrical contact surface whose axis of rotation coincides with the axis of rotation of the cylindrical surface of the locking stop.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Ende der Platte nämlich von zwei geneigten, zusammenlaufenden Ebenen gebildet, die zu einer Mittellinie im Bereich dieses Endes symmetrisch sind, wobei die Schnittlinie der beiden Ebenen leicht abgerundet ist.According to a further embodiment of the invention, the end of the plate is formed by two inclined, converging planes which are symmetrical about a center line in the region of this end, the intersection line of the two planes being slightly rounded.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung verlängert sich die zylindrische Fläche des Verriegelungsanschlags im oberen Bereich durch einen Absatz, der mit dem Ende der Platte, insbesondere bei einer nicht perfekten Anbringung des Werkzeugs auf dem Werkzeughalter, zusammenwirken kann.According to a further advantageous feature of the invention, the cylindrical surface of the locking stop is extended in the upper part by a shoulder which can interact with the end of the plate, in particular in the event of an imperfect attachment of the tool to the tool holder.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die männlichen Elemente, die die Verbindungselemente bilden, geringere Abmessungen als die weiblichen Elemente auf, mit denen sie im Bereich ihrer Kooperationszone mit letztgenannten zusammenwirken, und sind, wenn das Werkzeug mit dem Werkzeughalter verbunden ist, die Rotationsachsen der männlichen Elemente eines selben Satzes parallel, jedoch in bezug zu den Rotationsachsen der weiblichen Elemente des entsprechenden Satzes, mit dem sie zusammenwirken, versetzt, wobei der Abstand zwischen jeder der Ebenen, die die Rotationsachsen enthalten, und einem selben Satz von männlichen Elementen größer ist als der Abstand zwischen jeder der Ebenen, die die Rotationsachsen enthalten, und einem selben Satz von weiblichen Elementen.According to another characteristic of the invention, the male elements forming the connecting elements have smaller dimensions than the female elements with which they cooperate in the region of their cooperation zone with the latter, and, when the tool is connected to the tool holder, the rotation axes of the male elements of a same set are parallel but offset with respect to the rotation axes of the female elements of the corresponding set with which they cooperate, the distance between each of the planes containing the rotation axes and a same set of male elements being greater than the distance between each of the planes containing the rotation axes and a same set of female elements.

Mit anderen Worten wird durch die Auswahl der Abmessungen der männlichen und weiblichen Elemente, die die wieder lösbare Verbindung des Werkzeugs mit dem Werkzeughalter gewährleisten, und insbesondere der Abmessungen der Kooperationszonen dieser männlichen und weiblichen Elemente ein Versatz der Kooperationsachsen dieser männlichen und weiblichen Elemente und insbesondere ein Versatz in entgegengesetzte Richtungen erzielt, so daß ein naher und enger Kontakt auf einem Teil der Kooperationszonen der entsprechenden männlichen und weiblichen Elemente gewährleistet wird, und gleichzeitig auf dem anderen Teil ein Vakuum, d. h. ein Spiel, erzeugt wird. Mit anderen Worten wird die Gegensatzwirkung zwischen den Kontaktbereichen der männlichen und weiblichen Elemente erhöht, um das Auftreten eines Spiels, insbe sondere eines Längsspiels, zu beseitigen, welches in den herkömmlichen Schnellwechselvorrichtungen vorhanden ist.In other words, by selecting the dimensions of the male and female elements which ensure the releasable connection of the tool to the tool holder, and in particular the dimensions of the cooperation zones of these male and female elements, an offset of the cooperation axes of these male and female elements is achieved, and in particular an offset in opposite directions, so that a close and tight contact is ensured on one part of the cooperation zones of the corresponding male and female elements, and at the same time a vacuum, i.e. a clearance, is created on the other part. In other words, the opposition between the contact areas of the male and female elements is increased in order to prevent the occurrence of a clearance, in particular in particular to eliminate longitudinal play, which is present in conventional quick-change devices.

Vorzugsweise und zum Zwecke der Erhöhung dieses Gegensatzes, umfaßt der Werkzeughalter Abstützungsbereiche auf dem Werkzeug, die die Beibehaltung des teilweisen Spiels der Elemente zur lösbaren Verbindung begünstigen.Preferably, and in order to increase this contrast, the tool holder comprises support areas on the tool which promote the maintenance of the partial play of the elements for the detachable connection.

Die männlichen Elemente werden von Zapfen kegelstumpfartiger Form, die mit dem vorlaufseitigen Teil des Werkzeughalters verbunden sind, gebildet, einem Satz von zwei Zapfen mit einer Rotationsachse, die zu der Rotationsachse der beiden ersten Zapfen parallel ist, die mit dem hinteren Bereich des Werkzeugs verbunden und in die andere Richtung ausgerichtet sind, wobei die weiblichen Elemente von Lagerungen mit einer Form gebildet werden, die an die Form der Zapfen angepaßt ist, bzw. auf dem vorderen Bereich des Werkzeugs und dem hinteren Bereich des Werkzeughalters getragen werden.The male elements are formed by pins of frustoconical shape connected to the leading part of the tool holder, a set of two pins with a rotation axis parallel to the rotation axis of the two first pins connected to the rear part of the tool and oriented in the other direction, the female elements being formed by bearings with a shape adapted to the shape of the pins, carried respectively on the front part of the tool and the rear part of the tool holder.

Erfindungsgemäß ist der Durchmesser der Zapfen im Bereich ihrer Kooperationszone mit den entsprechenden Lagerungen kleiner als der Durchmesser der Lagerungen im Bereich dieser Zone.According to the invention, the diameter of the pins in the area of their cooperation zone with the corresponding bearings is smaller than the diameter of the bearings in the area of this zone.

Die Art des Einsatzes der Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile gehen besser aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel hervor, das nur hinweisenden und nicht einschränkenden Charakter besitzt und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht.The manner of using the invention and the advantages resulting therefrom will be better understood from the following embodiment, which is given only as an indicative and non-limiting example and refers to the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung im Längsschnitt von einer Baggerschaufel, die ein Arbeitswerkzeug bildet, das auf einer Erdbewegungsmaschine befestigt werden kann.Fig. 1 is a schematic representation in longitudinal section of an excavator bucket, which forms a working tool that can be attached to an earth-moving machine.

Fig. 2 ist eine Draufsicht der Verbindungsfläche der Baggerschaufel mit dem Werkzeughalter, der die Arbeitsausrüstung der Maschine verlängert.Fig. 2 is a plan view of the connecting surface of the excavator bucket with the tool holder, which extends the working equipment of the machine.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung im Längsschnitt von dem Werkzeughalter der Maschine, von dem Fig. 4 eine Querschnittansicht darstellt.Fig. 3 is a schematic representation in longitudinal section of the tool holder of the machine, of which Fig. 4 shows a cross-sectional view.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung im Längsschnitt, die die Verbindung des Werkzeughalters mit der Baggerschaufel darstellt.Fig. 5 is a schematic longitudinal section showing the connection of the tool holder to the excavator bucket.

Fig. 6 ist eine schematische Detailansicht des mit dem Werkzeughalter verbundenen Verriegelungselements.Fig. 6 is a schematic detailed view of the locking element connected to the tool holder.

Fig. 1 stellt eine Baggerschaufel (1) dar, die dazu bestimmt ist, an das Ende der Arbeitsausrüstung einer Erdbewegungsmaschine angepaßt zu werden, insbesondere einen sogenannten Löffelbagger. Diese Baggerschaufel von an sich bekannter Form umfaßt vorzugsweise im Bereich ihrer vorderen Arbeitsfläche Zähne (2), die durch jegliches Mittel aufgesetzt sind. Die Baggerschaufel (1) wird auf wieder lösbare Weise an der Arbeitsausrüstung des Löffelbaggers im Bereich seiner der vorderen Arbeitsfläche im wesentlichen gegenüberliegenden Fläche befestigt, wobei diese Fläche in der nachfolgenden Beschreibung Verbindungsfläche (3) genannt wird.Fig. 1 shows an excavator bucket (1) intended to be fitted to the end of the working equipment of an earth-moving machine, in particular a so-called backhoe. This excavator bucket, of a shape known per se, preferably comprises teeth (2) in the region of its front working surface, which are fitted by any means. The excavator bucket (1) is fixed in a releasable manner to the working equipment of the backhoe in the region of its surface substantially opposite the front working surface, this surface being referred to in the following description as the connection surface (3).

Diese Fläche nimmt einerseits zwei Lagerungen (6) auf, die symmetrisch zu einer Symmetrieebene P der Baggerschaufel (1) verteilt und im wesentlichen senkrecht zum Boden der Baggerschaufel angeordnet sind. Diese Lagerungen (6) weisen eine bikonische Form auf, nämlich einen ersten Kegelstumpf (6a), der relativ stark konisch erweitert, jedoch von geringer Höhe ist, der sich durch einen zweiten Kegelstumpf (6b) verlängert, der enger ist, jedoch dieselbe Rotationsachse aufweist, wobei diese beiden Kegelstumpfe im Bereich einer Verbindungszone (11) aneinander anschließen. Typischerweise beträgt der Durchmesser der Verbindungszone (11) der beiden Kegelstumpfe 37 mm.This surface accommodates, on the one hand, two bearings (6) which are distributed symmetrically to a plane of symmetry P of the excavator bucket (1) and arranged essentially perpendicular to the bottom of the excavator bucket. These bearings (6) have a biconic shape, namely a first truncated cone (6a) which is relatively strongly conically widened but of low height, which is extended by a second truncated cone (6b) which is narrower but has the same axis of rotation, these two truncated cones adjoining one another in the region of a connecting zone (11). The diameter of the connecting zone (11) of the two truncated cones is typically 37 mm.

Die Verbindungsfläche (3) umfaßt im Bereich ihres anderen Endes zwei männliche Elemente, die von Zapfen (4) gebildet werden, die ebenfalls symmetrisch zu der Symmetrieebene P der Baggerschaufel verteilt sind. Diese Zapfen (4) weisen ebenfalls konische Form auf und werden durch eine Basis (5) verlängert, wobei die Kegel (4) und die Basis (5) dieselbe Rotationsachse (8) aufweisen.The connecting surface (3) comprises, at its other end, two male elements formed by pins (4) which are also distributed symmetrically with respect to the plane of symmetry P of the bucket. These pins (4) are also conical in shape and are extended by a base (5), the cones (4) and the base (5) having the same axis of rotation (8).

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, sind die Rotationsachsen (8) der Zapfen (4) einerseits und (9) der Lagerungen (6) andererseits im wesentlichen zueinander parallel.As can be seen in Fig. 1 and 2, the rotation axes (8) of the pins (4) on the one hand and (9) of the bearings (6) on the other hand are essentially parallel to each other.

Ferner sind die Zapfen (4) in einer parallelen, jedoch zu der die Lagerungen (6) enthaltenden Ebene versetzten Ebene angeordnet.Furthermore, the pins (4) are arranged in a plane parallel to, but offset from, the plane containing the bearings (6).

Die obere Verbindungsfläche (3) der Baggerschaufel umfaßt auch einen Verriegelungsanschlag (7), der später im Zusammenhang mit Fig. 6 detaillierter beschrieben wird.The upper connecting surface (3) of the excavator bucket also comprises a locking stop (7), which will be described in more detail later in connection with Fig. 6.

Schließlich wird die tatsächliche Verbindungszone der Baggerschaufel auf dem Werkzeughalter ferner von zwei Seitenflanschen (10) begrenzt, die insbesondere durch Schweißen auf die obere Fläche (3) der Baggerschaufel aufgebracht sind und, wie später beschrieben wird, es ermöglichen, die automatische Erfassung des Werkzeugs durch den Werkzeughalter zu erleichtern.Finally, the actual connection zone of the bucket on the tool holder is further delimited by two side flanges (10) which are applied in particular by welding to the upper surface (3) of the bucket and which, as will be described later, make it possible to facilitate the automatic gripping of the tool by the tool holder.

Im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 wird nun detaillierter der Werkzeughalter (20) beschrieben, der auf bekannte Weise mit Hilfe von Gelenkachsen, die durch durchgehende Öffnungen (12) und (13) hindurchgehen, die zu diesem Zweck im Bereich der Seitenflansche (25) vorgesehen sind, die den eigentlichen Werkzeughalter darstellen, auf der Arbeitsausrüstung des Löffelbaggers befestigt ist.In connection with Figs. 3 and 4, the tool holder (20) is now described in more detail, which is fastened to the working equipment of the backhoe in a known manner by means of articulated axes passing through through openings (12) and (13) provided for this purpose in the region of the side flanges (25) which constitute the actual tool holder.

Dieser Werkzeughalter (20) umfaßt zuerst im Bereich eines seiner Enden männliche Elemente, die von Zapfen (14) allgemeiner konischer Form gebildet werden, die eine Basis (15) verlängern, wobei die Zapfen (14) und die Basis (15) eine Rotationssymmetrie entlang einer selben Rotationsachse (18) aufweisen.This tool holder (20) comprises, firstly, at one of its ends, male elements formed by pins (14) of generally conical shape extending a base (15), the pins (14) and the base (15) having a rotational symmetry along a same axis of rotation (18).

Typischerweise beträgt, wie auch in dem beschriebenen Beispiel, der Durchmesser der zylindrischen Basis (15) ungefähr 35 Millimeter. Die Basis selbst ist auf einer Stütze (26) befestigt, deren Funktion später klarer ersichtlich wird.Typically, as in the example described, the diameter of the cylindrical base (15) is approximately 35 millimeters. The base itself is attached to a support (26), the function of which will become clearer later.

Gleichzeitig weist der Werkzeughalter (20) einen Absatz in der Nähe seines anderen Endes auf, in dessen Bereich Lagerungen (16) ausgespart sind, die wie die Lagerungen (6) der Baggerschaufel (1) von zwei Kegelstümpfen mit derselben Rotationsachse (19) gebildet werden, einem ersten Kegelstumpf (16a) geringer Höhe, jedoch stärker konisch erweitert, der bei (17) an einen zweiten Kegelstumpf (16b) anschließt, wobei die Lagerungen (16) und die Zapfen (14) symmetrisch zu der Symmetrieebene P' des Werkzeughalters (20) verteilt sind.At the same time, the tool holder (20) has a shoulder near its other end, in the area of which bearings (16) are recessed, which, like the bearings (6) of the excavator bucket (1), are formed by two truncated cones with the same axis of rotation (19), a first truncated cone (16a) of low height but more conically expanded, which adjoins a second truncated cone (16b) at (17), the bearings (16) and the pins (14) being distributed symmetrically to the plane of symmetry P' of the tool holder (20).

Typischerweise beträgt, wie in dem Beispiel beschrieben, der Durchmesser der Verbindungszone (17) der beiden Kegelstümpfe, die jede der Lagerungen bilden, ungefähr 37 Millimeter. Ferner sind die Lagerungen (16) und die Zapfen (14) in zwei parallelen, jedoch unterschiedlichen Ebenen angeordnet.Typically, as described in the example, the diameter of the connection zone (17) of the two truncated cones forming each of the bearings is approximately 37 millimeters. Furthermore, the bearings (16) and the pins (14) are arranged in two parallel, but different planes.

Der Werkzeughalter (20) umfaßt ferner ein Verriegelungselement (21), das zwischen den Flächen (25) des Werkzeughalters gelenkig montiert ist, wobei die Gelenkachse (37) senkrecht auf die Symmetrieebene P' des Werkzeughalters steht und in der Nähe der Zapfen (14) angeordnet ist.The tool holder (20) further comprises a locking element (21) which is hingedly mounted between the surfaces (25) of the tool holder, wherein the hinge axis (37) is perpendicular to the plane of symmetry P' of the tool holder and is arranged near the pins (14).

Dieses Verriegelungselement (21) umfaßt nämlich zuerst einen Gelenkkern (32), der in durchgehenden Lagerungen (31), die zu diesem Zweck in den Flanschen (25) des Werkzeughalters vorgesehen sind, aufgenommen wird.This locking element (21) comprises first of all a joint core (32) which is received in continuous bearings (31) which are provided for this purpose in the flanges (25) of the tool holder.

Dieser Kern (32) nimmt zwei parallele Flansche (27), die zwischen den Flanschen (25) und an diese angrenzend vorgesehen sind, auf, wobei diese Flansche (27) im wesentlichen zu dem anderen Ende des Werkzeughalters ausgerichtet sind. Zwischen diesen Flanschen (27) ist eine metallische Platte (28) montiert, die in Zusammenhang mit Fig. 6 detaillierter beschrieben wird. Diese Platte (28) ist dazu bestimmt, mit dem Verriegelungsanschlag (7) zusammenzuwirken, der auf der oberen Verbindungsfläche (3) der Baggerschaufel (1) angeordnet ist.This core (32) accommodates two parallel flanges (27) provided between and adjacent to the flanges (25), these flanges (27) being substantially aligned with the other end of the tool holder. Between these flanges (27) is mounted a metal plate (28) which will be described in more detail in connection with Fig. 6. This plate (28) is intended to cooperate with the locking stop (7) arranged on the upper connection surface (3) of the excavator bucket (1).

Der Kern (32) nimmt auch eine Torsionsfeder (24) auf, deren beiden freien Enden (30) auf der Oberseite der Flansche (27) zum Aufliegen kommen und deren Mittelbereich um einen Drehpunkt (22) mit Hilfe eines Winkelhakens (23), der mit der Stütze (26) für eine Schraube (29) verbunden ist, befestigt ist.The core (32) also houses a torsion spring (24) whose two free ends (30) rest on the upper side of the flanges (27) and whose central part is fixed around a pivot point (22) by means of an angle hook (23) connected to the support (26) for a screw (29).

Beiderseits dieses Drehpunktes umgibt die Feder (24) den Kern (32) und übt über die Enden (30) ein Torsionsmoment aus, das zur Drehung der Flansche (27) und folglich der Platte (28) im Uhrzeigersinn in Fig. 3 führt.On either side of this pivot point, the spring (24) surrounds the core (32) and exerts a torsional moment via the ends (30) which leads to the rotation of the flanges (27) and consequently of the plate (28) in a clockwise direction in Fig. 3.

In Fig. 5 ist der Werkzeughalter auf der Baggerschaufel angeordnet und mit dieser auf wieder lösbare Art und Weise verbunden dargestellt. Es ist nämlich zu beobachten, daß die Zapfen (14) des Werkzeughalters mit den Lagerungen (6) der oberen Verbindungsfläche (3) der Baggerschaufel zusammenwirken, und daß gleichzeitig die Zapfen (4) dieser oberen Fläche der Baggerschaufel mit den Lagerungen (16) des Werkzeughalters (20) zusammenwirken.In Fig. 5, the tool holder is arranged on the excavator bucket and is shown connected to it in a detachable manner. It can be observed that the pins (14) of the tool holder interact with the bearings (6) of the upper connecting surface (3) of the excavator bucket, and that at the same time the pins (4) of this upper surface of the excavator bucket interact with the bearings (16) of the tool holder (20).

Das Prinzip dieser lösbaren Verbindung ist in dem Dokument FR-A-2 475 160 des Anmelders in seinen Grundlagen beschrieben, so daß es hier nicht erforderlich ist, es detaillierter zu erwähnen. Es muß allerdings präzisiert werden, daß die beiden Flansche (25), die den Werkzeughalter bilden, zwischen die Flansche (10), die die Verbindungszone auf der oberen Fläche (3) der Baggerschaufel (1) bilden, eingesetzt werden.The principle of this detachable connection is described in its basic form in the applicant's document FR-A-2 475 160, so it is not necessary to mention it in more detail here. It should, however, be specified that the two flanges (25) forming the tool holder are inserted between the flanges (10) forming the connection zone on the upper surface (3) of the bucket (1).

Dadurch fallen die beiden Symmetrieebenen P der Baggerschaufel bzw. P' des Werkzeughalters zusammen.As a result, the two planes of symmetry P of the excavator bucket and P' of the tool holder coincide.

Nach einem grundlegenden Merkmal der Erfindung und aufgrund der strukturellen Ausführung der Elemente, die den Werkzeughalter (20) einerseits und die Baggerschaufel (1) andererseits bilden, fallen die Rotationsachsen (8, 9, 18, 19) der Zapfen (4) und (14) einerseits bzw. der Lagerungen (6), (16) andererseits nicht zusammen, sondern bleiben parallel und sind um einen Abstand von ungefähr 1 Millimeter versetzt, wobei die Achsen (8) bzw. (18) der Zapfen von den Achsen (9) und (19) der Lagerunden in bezug zu einer parallelen Mittelebene, die zwischen diesen Achsen angeordnet ist, dezentriert sind.According to a fundamental characteristic of the invention and due to the structural design of the elements forming the tool holder (20) on the one hand and the excavator bucket (1) on the other hand, the axes of rotation (8, 9, 18, 19) of the pins (4) and (14) on the one hand and of the bearings (6), (16) on the other hand do not coincide but remain parallel and are offset by a distance of approximately 1 millimeter, the axes (8) and (18) of the pins being decentered from the axes (9) and (19) of the bearings with respect to a parallel median plane arranged between these axes.

So kann beobachtet werden, daß die Kontaktzone der Zapfen (4) und (14) mit den Lagerungen (6, 16) zueinander im Gegensatz stehen, und daß sich strukturell ein definiertes Spiel (33) bzw. (34) in der unteren Kooperationszone der Paare Zapfen (14) - Lagerungen (6) bzw. der oberen Kooperationszone der Paare Zapfen (4) und Lagerungen (16) bildet.It can be observed that the contact zone of the pins (4) and (14) with the bearings (6, 16) are in opposition to each other, and that structurally a defined play (33) or (34) is formed in the lower cooperation zone of the pairs of pins (14) - bearings (6) or the upper cooperation zone of the pairs of pins (4) and bearings (16).

Dieser Gegensatz wird ferner einerseits verstärkt durch die Stütze (26) der Zapfen (14), die mit ihrer Seitenfläche (26a) auf der oberen Verbindungsfläche (3) der Baggerschaufel in der Nähe eines der Enden des Werkzeughalters (20) aufliegt, und andererseits durch ein im wesentlichen kegelstumpfartiges Profil (36), das aus den Flanschen (25), dargestellt in Fig. 3, austritt und auch auf der Verbindungsfläche (3) der Baggerschaufel (1) in der Nähe der Senkrechten einer der Gelenkachsen (13) des Werkzeughalters (20) am Ende der Arbeitsausrüstung der Maschine aufliegt.This contrast is further reinforced on the one hand by the support (26) of the pins (14), which rests with its lateral surface (26a) on the upper connecting surface (3) of the bucket near one of the ends of the tool holder (20), and on the other hand by a substantially frustoconical profile (36) which emerges from the flanges (25) shown in Fig. 3 and also rests on the connecting surface (3) of the bucket (1) near the perpendicular of one of the articulation axes (13) of the tool holder (20) at the end of the working equipment of the machine.

Auf diese Weise wird nun das Spiel, das der Koppelung von Zapfen und Lagerungen eigen ist, dadurch stark verringert, um nicht zu sagen beseitigt.In this way, the play inherent in the coupling of pins and bearings is greatly reduced, if not eliminated.

Parallel dazu ermöglicht es das Verriegelungselement (21), dessen Betrieb nachstehend beschrieben wird, eine automatische Spielnachstellung, insbesondere des Spiels in Längsrichtung, zu erzielen.In parallel, the locking element (21), the operation of which is described below, enables automatic adjustment of the play, in particular the play in the longitudinal direction.

Es ist nämlich in Fig. 6 zuerst zu beobachten, daß das Ende (45) der Platte (28), das dazu bestimmt ist, mit dem Verriegelungsanschlag (7) zusammenzuwirken, aufgrund der Struktur des Verriegelungselements einen Kreisbogenabschnitt (44) beschreibt, der auf der Gelenkachse (37) des Verriegelungselements (21) zentriert ist.In fact, it is first observed in Fig. 6 that the end (45) of the plate (28) intended to cooperate with the locking stop (7) describes, due to the structure of the locking element, a circular arc section (44) centered on the articulation axis (37) of the locking element (21).

Parallel dazu und vorzugsweise erstreckt sich die Platte (28) parallel zu einer der Radialrichtungen, die aus der Gelenkachse (37) austreten. Mit anderen Worten schließt die Mittelebene der Platte (28) nicht an diese Achse (37) an.In parallel and preferably, the plate (28) extends parallel to one of the radial directions emerging from the articulation axis (37). In other words, the central plane of the plate (28) does not adjoin this axis (37).

Ferner weist der Verriegelungsanschlag (7) eine Kooperationsfläche (40) mit zylindrischem Profil auf, deren Rotationsachse (43) in bezug zu der Rotationsachse (37) exzentrisch und insbesondere in einer höheren Ebene angeordnet ist.Furthermore, the locking stop (7) has a cooperation surface (40) with a cylindrical profile, the rotation axis (43) of which is arranged eccentrically with respect to the rotation axis (37) and in particular in a higher plane.

Ferner ist der Krümmungsradius R2 dieser zylindrischen Fläche (40) kürzer als der Krümmungsradius R1 des kreisförmigen Abschnittes des Ausschlags des Endes (45) der Platte (28). Auf diese Weise wird bei Vorhandensein eines Längsspiels und aufgrund des durch die Torsionsfeder (24) ausgeübten Moments die Platte (28) ganz natürlich dazu geneigt sein, sich im Uhrzeigersinn in Fig. 6 zu bewegen, und aufgrund des Nichtzusammenfallens der Ausschlagwege des Endes (45) der Platte (28) mit der zylindrischen Kooperationsfläche (40) des Anschlags (7) eine Befestigung der Baggerschaufel auf dem Werkzeughalter ohne jegliches Spiel erzielen, bis eventuell ein neues Spiel auftritt, das sich entweder durch eine starke Erschütterung ergibt, die ein etwas tieferes Einsetzen der Zapfen in die entsprechenden Lagerungen bewirkt, oder durch die Tatsache, daß das Werkzeug und insbesondere die Lagerungen (6) teilweise von Schlamm, Erde usw. bedeckt waren, so daß die Einführung der Zapfen (14) in sie immer erst nach einer Erschütterung, die zur Beseitigung der Erde oder des Schlammes führt, perfekt erfolgen kann, was dieselben Folgen nach sich zieht.Furthermore, the radius of curvature R2 of this cylindrical surface (40) is shorter than the radius of curvature R1 of the circular portion of the deflection of the end (45) of the plate (28). In this way, in the presence of longitudinal play and due to the torque exerted by the torsion spring (24), the plate (28) will naturally tend to move clockwise in Fig. 6 and, due to the non-coincidence of the travel paths of the end (45) of the plate (28) with the cylindrical cooperation surface (40) of the stop (7), will achieve a fastening of the bucket on the tool holder without any play, until a new play possibly occurs, resulting either from a strong shock causing a slightly deeper insertion of the pins in the corresponding bearings, or from the fact that the tool and in particular the bearings (6) were partially covered by mud, earth, etc., so that the insertion of the pins (14) into them can only take place perfectly after a shock causing the earth or mud to be removed, which has the same consequences.

Nach einem vorteilhaften Merkmal weist das Ende (45) der Platte (28) auch ein zylindrisches Profil mit derselben Charakteristik wie die zylindrische Kooperationsfläche (40) des Anschlags (7) auf, mit anderen Worten auf der Gelenkachse (43) zentriert.According to an advantageous feature, the end (45) of the plate (28) also has a cylindrical profile with the same characteristics as the cylindrical cooperation surface (40) of the stop (7), in other words centered on the articulation axis (43).

Bei einer weiteren Ausführungsform und zur Vereinfachung der Herstellung dieser Platte wird das Ende (45) einfach von einer von einem von zwei Flächen begrenzten Teil gebildet, der im Bereich der Verbindungsebene der beiden Ebenen, die diesen zweiflächigen Teil bilden, abgerundet ist.In another embodiment, and to simplify the manufacture of this plate, the end (45) is simply formed by a part delimited by one of two surfaces, which is rounded in the region of the connecting plane of the two planes forming this dihedral part.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die obere Zone der Verbindungsfläche (40) des Anschlags (7) einen Absatz (41) auf, der einen Anschlag (42) definiert. Dieser Anschlag (42) ist dazu bestimmt, mit dem Ende (45) der Platte (28) zusammenzuwirken, wenn der Werkzeughalter schlecht mit der Baggerschaufel oder dem Werkzeug allgemein verbunden wurde.According to an advantageous characteristic of the invention, the upper zone of the connection surface (40) of the stop (7) has a shoulder (41) defining a stop (42). This stop (42) is intended to be in contact with the end (45) of the plate (28) to interact if the tool holder is poorly connected to the excavator bucket or the tool in general.

Durch die Wirkung des durch die Torsionsfeder (24) ausgeübten Moments und aufgrund der geometrischen und dimensionellen Merkmale der Platte (28) verhindert dieses Zusammenwirken Anschlag (42) - Ende (45) der Platte (28) jede Gefahr des Aushakens des Werkzeugs aus dem Werkzeughalter, auch wenn die Funktion des Werkzeugs nun nicht zufriedenstellend ist. Jedoch in diesem Fall erregt der durch das Spiel erzeugte Lärm, der in diesem Fall unvermeidlich ist, rasch die Aufmerksamkeit des Maschinenführers, der nun eine neue korrekte Verbindung des Werkzeugs mit dem Werkzeughalter vornehmen kann.Thanks to the action of the moment exerted by the torsion spring (24) and due to the geometric and dimensional characteristics of the plate (28), this interaction between the stop (42) and the end (45) of the plate (28) prevents any risk of the tool becoming unhooked from the tool holder, even if the tool's operation is now unsatisfactory. However, in this case, the noise generated by the play, which is unavoidable in this case, quickly attracts the attention of the operator, who can then correctly reconnect the tool to the tool holder.

Die Lösung des Werkzeugs aus dem Werkzeughalter erfolgt entweder manuell mit Hilfe eines Hebels (35) oder hydraulisch mit Hilfe von Elementen (nicht dargestellt), die typischerweise von einem Paar Kolben - Zylinder gebildet werden.The tool is released from the tool holder either manually using a lever (35) or hydraulically using elements (not shown) that are typically formed by a pair of pistons and cylinders.

Es ist somit festzustellen, daß die beschriebene Schnellwechselvorrichtung eine starke Spielverringerung, insbesondere des Längsspiels, durch Vergrößerung der Kontaktflächen ermöglicht, wobei diese Spielverringerung zu einer Verringerung des Verschleißes der Teile führt, was ferner eine größere Sicherheit bei der Betätigung dieser Maschinen bedeutet.It can therefore be seen that the quick-change device described enables a significant reduction in play, in particular in longitudinal play, by increasing the contact surfaces, this reduction in play leading to a reduction in wear of the parts, which also means greater safety in the operation of these machines.

Ferner wird durch die interferierenden Bahnen zwischen dem absteigenden Weg des Endes (45) der Platte (28) und der zylindrischen Wandung (40) des Verriegelungsanschlags (7) eine automatische Spielnachstellung und folglich eine aktive Rolle des Verriegelungselements (21) erzielt, was die derzeit bekannten Vorrichtungen nicht ermöglichten.Furthermore, the interfering paths between the descending path of the end (45) of the plate (28) and the cylindrical wall (40) of the locking stop (7) allow an automatic adjustment of the play and consequently an active role of the locking element (21), which was not possible with the devices known at present.

Claims

1. Quick-change device for earth-moving machines and the like, consisting of a tool-holder (20) arranged at the end of the working equipment of the machine, and in which the assembly of the tool (1) and the tool-holder (20) is carried out by means of two sets of male and female connecting elements (4, 6, 14, 16) which have a rotational symmetry and whose respective axes (8, 9, 18, 19) are parallel for interaction with each other from set to set, the tool-holder (20) also comprising a locking element (21) intended to cooperate with the tool in order to lock the connection of the tool to the tool-holder in a releasable manner, characterized in that the locking element (21) is formed by a fixed plate (28) mounted on the tool-holder (20) along a axis directed to the axis of rotation (8, 9, 18, 19) of the connecting elements (4, 6, 14, 16) is mounted in an articulated manner on a vertical hinge axis (37), said axis (37) receiving a torsion spring (24) which causes the plate (28) to be lowered against the tool (1) and its interaction with a locking stop (7) which is connected to the tool.

2. Quick-change device according to claim 1, characterized in that the plate (28) forming the locking element (21) is held by side flanges (27) which are articulated on the articulation axis (37), the end (45) of the plate describing a circular arc centered on the articulation axis (37) of the locking element and interacting via friction on the locking stop (7) in the region of a cylindrical wall (40), the axis of rotation (43) of which is parallel to the articulation axis (37) of the locking element, but decentered in relation to it, the radius of curvature R2 of the cylindrical wall (40) being shorter than the radius of curvature R1 of the circular arc described by the end (45) of the plate (28).

3. Quick-change device according to claim 2, characterized in that the plate (28) extends parallel to one of the radial directions emerging from the articulation axis (37) of the locking element (21) and ends with a cylindrical contact surface (45) whose axis of rotation (43) is aligned with the Rotation axis of the cylindrical wall (40) of the locking stop (7).

4. Quick-change device according to claim 2, characterized in that the end (45) of the plate (28) is formed by a part delimited by two surfaces, the two inclined, converging planes of which, which are symmetrical to a centre line in the region of this end, intersect according to a rounded profile.

5. Quick-change device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cylindrical wall (40) of the locking stop (7) is extended in the upper region by a shoulder (41, 42) which can interact with the end (45) of the plate (28), in particular if the tool is not perfectly mounted on the tool holder.

6. Quick-change device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the male elements (4, 14) forming the connecting elements have smaller dimensions than the female elements (6, 16) with which they cooperate in the region of their cooperation zone with the latter, and in that, when the tool (1) is connected to the tool holder (20), the axes of rotation (8, 18) of the male elements (4, 14) of a same set are parallel but offset with respect to the axes of rotation (9, 19) of the female elements (6, 16) of the corresponding set with which they cooperate, the distance between each of the planes containing the axes of rotation and a same set of male elements being greater than the distance between each of the planes containing the axes of rotation and a same set of female elements.

7. Quick-change device according to claim 6, characterized in that the tool holder (20) comprises support areas (26, 36) which interact with the connecting surface (3) of the tool (1).

8. Quick-change device according to claim 7, characterized in that the support areas (26) extend the male elements (14) of the tool holder (20) and cooperate via their side surface (26a) with the connection surface (3) of the tool near one of the ends of the tool holder (20), and that the support areas (36) are of substantially conical truncated shape interacting with the connecting surface (3) of the tool (1) close to the perpendicular of one of the articulation axes (13) of the tool holder (20) at the end of the working equipment of the machine.

9. Quick-change device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the male elements are formed by pins (4, 14) of truncated cone shape, a set of two pins (14) connected to the leading part of the tool holder (20) or a set of two pins (4) with a rotation axis (8) parallel to the rotation axis of the two first pins (14) connected to the rear area of the tool (1) and oriented in the other direction, the female elements being formed by bearings (6, 16) with a shape adapted to the shape of the pins (4, 14) or carried on the front area of the tool and the rear area of the tool holder.

10. Quick-change device according to claim 9, characterized in that the diameter of the pins (4, 14) in the region of their cooperation zone with the corresponding bearings (6, 16) is smaller than the diameter of the bearings in the region of this zone.