Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zum Ankuppeln eines Arbeitsgerätes für die Boden- und Bautechnik, welches an dem Endarm eines Auslegers einer Baumaschine, insbesondere eines Baggers, befestigt ist.
In der Boden- und Bautechnik sind sehr verschiedene Arbeiten auszuführen, welche ausser der Verarbeitung grosser Materialmengen und der Vorbereitung des Baugrundes zahlreiche weitere Arbeiten umfassen. Eine hierzu in grossem Umfang eingesetzte Arbeitsmaschine stellt der Bagger mit seinen vielen Ausführungsvarianten dar, welcher in seiner modernen Ausführung als Hydraulikbagger besonders leistungsfähig und vielseitig einsetzbar ist. Die unterschiedlichen Ausführungsformen beziehen sich vor allem auf die Grösse und die Abstütz- und Fortbewegungsmittel des Baggers, während für die Handhabung eines Arbeitsgerätes alle Bagger weitgehend mit einem Ausleger ausgerüstet sind, an dessen Ende das Arbeitsgerät mittels eines Endarmes gelagert ist. Der Ausleger ist in Auslegerteile unterteilt, von denen jedes verstellbar ist, beispielsweise durch hydraulische Linearmotoren. Auch der Endarm und das Arbeitsgerät sind verstellbar, beispielsweise ebenfalls durch hydraulische Linearmotoren. Das Arbeitsgerät ist hierbei am Endarm schwenkbar angeordnet und wird durch den Linearmotor in seiner Lage verstellt.
Entsprechend den durch den Bagger auszuführenden unterschiedlichen Arbeiten sind auch jeweils unterschiedliche Arbeitsgeräte zu verwenden. In der einfachsten Ausführungsform des Baggers werden hierzu die Verbindungen des Arbeitsgerätes mit dem Endarm und dem Linearmotor gelöst und an dessen Stelle ein anderes Arbeitsgerät befestigt. Da das Lösen des Arbeitsgerätes und das Einsetzen eines neuen Arbeitsgerätes eine recht aufwendige Arbeit darstellt, hat es nicht an Vorschlägen gefehlt, das Auswechseln eines Arbeitsgerätes einfacher und weniger aufwendig durchzuführen. Hierzu ist es bekannt, den Endarm und den Linearmotor, gegebenenfalls unter Verwendung von Zwischenstücken mit einem Verbindungsteil zu kuppeln und an diesem den einen Teil einer Schnellkupplung zu befestigen, während der andere Teil der Kupplung an dem Arbeitsgerät befestigt ist.
Die US-A-4 295 287 beschreibt eine Kupplungsvorrichtung für einen Bagger zum raschen Kuppeln eines Löffels mit dem Baggerarm und zum Abkuppeln desselben. Dazu dient ein am Baggerarm angelenkter Haltebügel mit Haltemitteln zur Aufnahme von zwei an Stegen des Arbeitsgerätes angeordneten Kupplungsbolzen. Die Haltemittel bestehen aus einem löffelmundseitigen Haken und einer löffelrückenseitigen Schnellkupplung. Letztere umfasst einen im Haltebügel befestigten Lagersupport zur drehbaren Lagerung einer mit einem Hebel versehenen, geschlitzten Kupplungswelle, in deren Schlitz der eine Kupplungsbolzen je nach Schwenklage der Kupplungswelle gefangen ist oder freigelassen wird.
Mit einer solchen, verhältnismässig aufwendigen Kupplungsvorrichtung kann zwar das Auswechseln eines Arbeitsgerätes schnell und mit geringem Aufwand ausgeführt werden, doch besteht der Nachteil darin, dass durch den Einbau der Haltemittel und der beiden Kupplungsbolzen zusätzliche Bauhöhe zwischen dem Baggerarm und dem Arbeitsgerät benötigt wird, was sich besonders bei kleineren Baggertypen in einer Verringerung des Manövrierraumes auswirkt.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiter auszugestalten, dass keine zusätzliche Höhe für die Unterbringung der Schnellkupplung benötigt wird, aber trotzdem das einfache und schnelle Wechseln eines Arbeitsgerätes gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Der in Figur 1 dargestellte Bagger weist ein Raupenfahrwerk 1 auf, auf welchem ein Oberteil 2 drehbar gelagert ist. Auf dem Oberteil 2 ist eine Fahrerkabine 3 und daneben ein Ausleger 4 gelagert. Der Ausleger 4, welcher gewöhnlich aus mehreren Auslegerteilen, z.B. zwei Auslegerteilen 5, 6 zusammengesetzt ist, kann durch hydraulische Linearmotoren (nicht dargestellt) in seiner Lage verstellt werden. Am Ende des Auslegerteiles 6 ist ein Endarm 7 schwenkbar angelenkt, an dem ein Baggerlöffel 8 gelenkig angeordnet ist. Der Endarm 7 wird durch einen hydraulischen Linearmotor 9 gegenüber dem Auslegerteil 6 verschwenkt, welcher seinerseits am Auslegerteil 6 abgestützt ist. Am Arm 7 ist ein weiterer hydraulischer Linearmotor 10 gelagert, dessen Kolbenstange 11 an einem Schwenkhebel 12 angreift, welcher am Endarm 7 schwenkbar gelagert ist und die Hubbewegung des Linearmotors 10 auf den Baggerlöffel 8 überträgt. Der Baggerlöffel 8 ist mit zwei Gelenken versehen. Mit dem einen Gelenk 14 ist der Baggerlöffel 8 mit dem Endarm 7 gelenkig verbunden, während er mit dem Gelenk 15 über den Lenker 13 und dem Schwenkhebel 12 mit dem hydraulischen Linearmotor 10 verbunden ist. Der Linearmotor 10 schwenkt somit den Baggerlöffel 8 um das Gelenk 14. Dies ist die normale Verbindung zwischen dem Baggerlöffel 8 und dem Endarm 7, wenn der Bagger praktisch ausschliesslich mit dem Baggerlöffel 8 eingesetzt wird.
In vielen Fällen wird jedoch der Bagger auch für weitere Arbeiten eingesetzt, beispielsweise mit einem Meissel, einem Hydraulikhammer und dergleichen. Wenn die Möglichkeit besteht, den Baggerlöffel rasch gegen ein anderes Arbeitsgerät auszuwechseln, wird die Einsatzmöglichkeit des Baggers wesentlich vergrössert.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Lösung einer Kupplungsvorrichtung 18 zum schnellen Wechseln von Arbeitsgeräten am Ausleger eines Baggers dargestellt. Aus Figur 1 ist erkennbar, dass der Baggerlöffel 8 mittels eines Verbindungsteiles 16, in dem auch die Gelenke 14, 15 angeordnet sind, mit dem Endarm 7 und dem Linearmotor 10 verbunden ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird zur Bildung der Schnellkupplung der Verbindungsteil 16 mit den Gelenken 14, 15 zu einem Haltebügel 19 erweitert. Der Haltebügel 19 ist im wesentlichen als Winkelhebel mit zwei Haltearmen 20, 21 ausgebildet. Die beiden Haltearme 20, 21 weisen an ihren Enden, wie noch im einzelnen erläutert wird, Greifmittel auf, welche mit am Arbeitsgerät, d.h. am Baggerlöffel 8 angeordneten Haltemitteln zu einer festen Verbindung kuppelbar sind.
Der Baggerlöffel 8 weist als Abschluss gegen den Endarm eine Endfläche 23 auf, auf welcher eine Stützfläche 24 befestigt ist. Die Stützfläche 24 weist endarmseitig eine Wölbung 25 auf, auf welcher eine Stützplatte 26 befestigt ist. Die Stützfläche 24 erstreckt sich über die ganze Breite des Baggerlöffels 8 und liegt zwischen den Seitenwänden 30 desselben. Auf der Unterseite der Endfläche 23 des Baggers 8 ist eine Haltewelle 27 mittels Stegen 28 befestigt. Auf der Oberseite der Endfläche 23 ist mit Abstand zur Haltewelle 27 ein Lagersupport 31 befestigt, welcher eine zu den Gelenken 14, 15 parallele Bohrung 32 aufweist, die in einen nach oben sich erweiternden Schlitz 33 ausläuft. Die Haltewelle 27 und der Lagersupport 31 bilden die Haltemittel des Arbeitsgerätes.
Die Greifmittel des Haltebügels 19 setzen sich aus einer Lagerhalbschale 35, die am einwärts gewölbten Ende des endarmseitigen Haltearmes 20 angeformt ist, und aus einer Kupplungswelle 37 zusammen. Die Kupplungswelle 37 ist im linearmotorseitigen Haltearm drehbar gelagert und ist mit einem Griffbügel 38 versehen, mittels welchem die Kupplungswelle 37 geschwenkt werden kann. Im Bereich des Lagersupportes 31 weist die Kupplungswelle 37 einen um einen Kreisabschnitt 39 verringerten Querschnitt auf. In der in Figur 2 dargestellten Lage des Kreisabschnittes 39 kann die Kupplungswelle 37 nicht aus dem Schlitz 33 entfernt werden. Der Kreisausschnitt 39 ist so angeordnet, dass in einer bestimmten Stellung des Griffbügels 38, z.B. in der gestrichelt dargestellten Lage, die Kupplungswelle 37 aus dem Schlitz 33 entfernt werden kann, nicht aber in einer andern z.B. in der ausgezogenen Stellung des Griffbügels 38.
Der Haltebügel 19 ist zweckmässig aus zwei parallelen Stegen gebildet, die durch Querstege 34 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Haltebügelstegen liegt dann der Lagersupport 31.
In Figur 3 ist das Ankuppeln eines Arbeitsgerätes in Form des Baggerlöffels 8 dargestellt. Der Haltearm 20 des Haltebügels 19 umgreift mit der an seinem Ende 36 angeordneten Lagerhalbschale 35 die Haltewelle 27, während der andere linearmotorseitige Haltearm 21 sich in Pfeilrichtung gegen den Lagersupport 31 bewegt. Der Griffbügel 38 befindet sich in einer solchen Lage, dass die Kupplungswelle 37 mit dem Kreisausschnitt 39 durch den Schlitz 33 in die Bohrung 32 eingeführt werden kann. Nach dem Einführen in die Bohrung 32 wird der Griffbügel 38 in die in Fig. 2 dargestellte ausgezogene Stellung gebracht, wodurch er zwischen den Stegen des Haltebügels 19 liegt und geschützt ist. Die Kupplungswelle nimmt hierbei eine Lage ein, in welcher sie nicht aus der Bohrung 32 entfernt werden kann.
Während der Kupplungsbewegung des Haltebügels 19 bewegt sich ein auf der Innenseite des Haltebügels 19 angeordnetes elastisches Druckelement 40 gegen die auf der Wölbung 25 der Stützfläche 24 befestigte Stützplatte 26. Das elastische Druckelement 40 ist an einem zwischen den Stegen des Haltebügels 21 befestigten Tragprofil 41 abgestützt. Das Druckelement 40 kann ein Gummi- oder Stahlfederelement sein, das durch seine Druckwirkung auf die Stützplatte 26 ein etwaiges Spiel zwischen dem Haltebügel 19 und dem Arbeitsgerät 8 aufhebt.
In Figur 4-7 ist eine Variante der Kupplungsvorrichtung dargestellt, bei welcher die Lagerung des Haltearmes 20 in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Figur 2 und 3 über Lagerhalbschale 35 mit der Haltwelle 27 erfolgt, während in dem linearmotorseitigen Haltearm 21 eine volle Kupplungswelle 37′ gelagert ist. Im Lagersupport 31 des Baggerlöffels 8 ist eine Lagerhalbschale 42 befestigt, welche in der Kupplungsstellung an der Kupplungswelle 37′ anliegt, siehe Figur 5. Der Griffbügel 38 steht mit einer Kupplungsschale 43 in Verbindung, welche mittels eines Stiftes 44, z.B. eines Querspannstiftes, mit der Kupplungswelle 37′ verbunden ist. Durch Schwenken des Griffbügels 38 wird die Kupplungsschale 43 in die in Figur 6 gezeigte Entkupplungsstellung geschwenkt, so dass hierbei die Lagerhalbschale 42 des Lagersupportes 1 freigegeben wird, siehe Figur 7. Zum Kuppeln der Kupplungswelle 37′ der Lagerhalbschale 42 wird der Griffbügel 38 in der in Figur 4 angegebenen Teilrichtung geschwenkt. Aus Figur 5 ist ersichtlich, dass dann die Lagerhalbschale 42 durch die Kupplungsschale 43 an der Kupplungswelle 37′ festgehalten ist.
Zweckmässig werden zwei Kupplungsschalen 43 vorgesehen, wie dies in Figur 5 und 7 gezeigt ist. Auf der Welle 37′ sind neben der Kupplungsschale 43 Befestigungsmittel 45, z.B. Halteringe, mit denen die Welle 37′ in den zwei Stegen des Haltebügels 19 geführt ist, vorgesehen.
Die beschriebene Kupplungsvorrichtung 18 ermöglicht es, die Bauhöhe zwischen dem Endarm 7 und dem Arbeitsgerät 8 etwa gleich gross zu halten wie bei einem Arbeitsgerät, das mit seinen auf der Endfläche 23 angeordneten Befestigungsmitteln direkt an den Gelenken 14 des Endarmes bzw. des Lenkers 13 angekuppelt ist. Jedoch lassen sich mit der beschriebenen Kupplungsvorrichtung verschiedene andere Arbeitsgeräte schnell und problemlos auswechseln. Der aus zwei Stegen mit Querstäben 34 bestehende Haltebügel 19 lässt sich als Schweisskonstruktion aus Stahlblech herstellen, deren Dicke entsprechend den auftretenden Beanspruchungen ausreichend stark (15-20 mm) gewählt werden kann.