Hydraulische Kupplungseinrichtung zum An- und Abkuppeln eines Werkzeuges an einen Bagger od.dgl.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine in der Praxis auch als Schnellwechselvorrichtung bezeichnete hydraulisch betätigbare (Schnell-)Kupplungseinrichtung zum An- bzw. Abkuppeln des freien Endes des Auslegers eines Arbeitsgerätes wie eines Baggers, Laders od.dgl., insbesondere eines Knickarms eines Hydraulik-Baggers, an ein bzw. von einem Werkzeug wie einen Löffel od.dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Neben Erdbaugeräten wie z.B. Hoch- oder Tieflöffelbaggern, die ständig mit ein und demselben Werkzeug betrieben werden (welches demgemäß auch fest - wenngleich austauschbar - am freien Ende des Auslegers angeordnet ist), sind Arbeitsgeräte bekannt, deren Werkzeug im Hinblick auf die jeweils zu verrichtende Arbeitsaufgabe umgerüstet werden kann, um z.B. einen Löffel gegen einen anderen Löffel anderer Arbeitsbreite auszuwechseln, statt eines Hochlöffels einen Tieflöffel anzuordnen oder ein anderes Werkzeug wie z.B. einen Abbruchhammer anzukuppeln.

[0003] Um bei derartigen Arbeitsgeräten einen schon unter Kostengesichtspunkten möglichst schnellen und mühelosen Wechsel des Werkzeuges vornehmen zu können, sind im Verlaufe der Zeit entsprechende Kupplungseinrichtungen verschiedener Ausgestaltung entwickelt worden, wobei ersichtlich eine Anpassung zwischen dem am Ausleger des betreffenden Arbeitsgerätes angeordneten Koppelelement und den an den Werkzeugen vorzusehenden Kupplungselementen erforderlich ist, damit der Führer des betreffenden Arbeitsgerätes den mit dem Koppelelement versehenen Ausleger vom Fahrerstand aus in eine entsprechende Relativstellung zu dem anzukuppelnden Werkzeug bringen kann, in welcher - i.a. nach einem zunächst erfolgten Absetzen und Abkuppeln eines anderen Werkzeuges - ein Ankuppeln des Werkzeuges möglich ist.

[0004] Bei bekannten Kupplungseinrichtungen der hier in Rede stehenden Art sind daher die Werkzeuge mit Kupplungselementen versehen, die mit entsprechenden ausgebildeten Kupplungsteilen des Koppelelementes zusammenwirken. Dieses erfolgt beim Ankuppeln i.a. zunächst mit einem "groben Formschluß" (d.h. mit Spiel), und erst in einem zweiten Schritt so, daß eine spielfreie Verbindung zwischen Werkzeug und Koppelelement (und damit dem Ausleger) bewirkt wird.

[0005] Bei diesem zweiten Schritt wird bei einer Bauart bekannter Kupplungseinrichtungen in der vom Führerstand aus bewirkten Kupplungsstellung ein separates keil- oder kegelförmiges Sicherungselement manuell seitlich eingetrieben, welches das Koppelelement der Kupplungseinrichtung mit (wenigstens) einem Kupplungselement des betreffenden Werkzeuges spielfrei verbindet. Für dieses mit einem Hammer vorzunehmende Eintreiben des Sicherungselementes muß aber der Führer des Arbeitsgerätes den Fahrstand verlassen oder es ist eine zweite Bedienungsperson erforderlich, was schon im Hinblick auf einen erwünschten schnellen Werkzeugwechsel unbefriedigend ist.

[0006] Man ist daher insbesondere bei Hydraulikbaggern auch bereits dazu übergegangen, das keil- oder kegelförmige Sicherungselement mittels einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung zu betätigen, die parallel zur Bewegungsrichtung des Sicherungselementes angeordnet und mit dem Sicherungselement über gelenkig miteinander verbundene Laschen, Hebel od. dgl. verbunden ist, wobei man eine parallele Anordnung der auf das Sicherungselement einwirkenden Kolben-Zylinder-Anordnung zur Bewegungsrichtung des Sicherungselementes schon deshalb für unverzichtbar gehalten hat, weil diese anderenfalls seitlich zu weit über das Koppelelement vorstehen und damit die Erdarbeiten od.dgl. behindern würde sowie der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt wäre. Bei einer solchen hydraulisch betätigbaren Kupplungseinrichtung ist der Zylinder in üblicher Weise fest am Koppelelement angeordnet und die bei entsprechender Druckbeaufschlagung des Kolbens axial bewegliche Kolbenstange an ihrem dem Kolben abgekehrten freien Ende gelenkig mit einem Verbindungselement der auf das Sicherungselement einwirkenden Hebelanordnung od.dgl. verbunden.

[0007] Diese gattungsgemäße Kupplungseinrichtung weist zwar gegenüber der zuvor beschriebenen Kupplungseinrichtung den Vorteil auf, daß auch das Sicherungselement vom Fahrerstand des betreffenden Arbeitsgerätes aus betätigt werden kann, doch kommt es wegen der Parallelität zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung einerseits und Sicherungselement andererseits und der damit einhergehenden Kraftumlenkung in den Verbindungselementen (Laschen, Hebel, Gelenke) aufgrund der auftretenden Momente zu erheblichen Beanspruchungen und entsprechendem Verschleiß, zumal dieser Bereich bei Erdbaumaschinen im Schmutzbereich liegt. Außerdem kann es bei einem ungewollten hydraulischen Druckabfall zu Schwierigkeiten kommen.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kupplungseinrichtung unter gleichzeitiger Vereinfachung insbesondere dahingehend zu verbessern, daß die von der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung erzeugte Betätigungskraft für das Sicherungselement unter Vermeidung der beim einschlägigen Stand der Technik zwangsläufig auftretenden erheblichen Momente zentrisch angreifen kann, ohne daß es zu den oben beschriebenen Nachteilen kommt, wobei darüber hinaus eine kompakte und gegen äußere Einflüsse besser geschützte Ausbildung angestrebt wird.

[0009] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß nicht mehr wie bisher ein gesondertes Sicherungselement vorgesehen wird, sondern daß das Sicherungselement ein Zylinder mit keil- bzw. kegelförmig ausgebildetem Außenmantel ist, der das das Kupplungselement betätigende Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung darstellt, wobei - völlig anders als bei einer lediglich als Betätigungseinrichtung wirksamen Kolben-Zylinder-Anordnung - deren das Sicherungselement bildende und demgemäß entsprechend ausgebildeter Zylinder axial verschieblich ist, während ihre Kolbenstange axial unverschiebbar am Koppelelement gelagert ist.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Federanordnung vorgesehen, durch welche der das Sicherungselement bildende, axial bewegliche Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung in Kupplungsstellung gedrückt wird. Eine solche Ausbildung ist aus Sicherheitsgründen höchst vorteilhaft, um sicherzustellen, daß es auch bei einem evtl. hyraulischen) Druckabfall bei einer spielfreien Verbindung verbleibt.

[0011] Um das Sicherungselement aus seiner Kupplungsstellung in eine zurückgezogene Ruhestellung bewegen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, daß sich durch die Kolbenstange der das Sicherungselement enthaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung eine erste axiale Durchgangsöffnung erstreckt, welche die Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung wahlweise mit dem zwischen der der Kolbenstange zugekehrten ringförmigen Kolbenfläche und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand liegenden (ersten) Zylinderraum verbindet, wobei dieses Zurückziehen des Sicherungselementes aus der Kupplungsstellung bei Vorhandensein der zuvor beschriebenen Federanordnung mithin gegen die Kraft der Federanordnung erfolgt.

[0012] Obwohl es theoretisch denkbar ist, das Einschieben des Sicherungselementes in die Kupplungsstellung lediglich mit einer wie zuvor beschriebenen Federanordnung zu bewirken, ist dieses schon aufgrund der bei einer solchen Ausbildung erforderlichen Dimensionierung der Federanordnung sowie auch im Hinblick auf die aufzubringenden Verriegelungskräfte beim Einkuppeln des keil- oder kegelförmigen Sicherungselementes weniger zweckmäßig, so daß weiterhin bevorzugt vorgesehen ist, daß sich durch die Kolbenstange und den Kolben dieser Kolben-Zylinder-Anordnung eine zweite axiale Durchgangsbohrung erstreckt, welche die Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung wahlweise mit dem zwischen der freien Kolben-Stirnfläche und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand liegenden (zweiten) Zylinderraum verbindet, so daß bei einer solchen Ausgestaltung mithin auch der zum spielfreien Ankoppeln führende Kupplungsvorgang (ggf. unter Unterstützung der Federanordnung) hydraulisch erfolgen kann.

[0013] Um dabei ein festes Verkeilen zwischen dem Sicherungselement des Koppelelementes der Kupplungseinrichtung einerseits und dem mit diesem zusammenwirkenden Kupplungselement des Werkzeuges andererseits bewirken zu können, ist bevorzugt eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der zweite Zylinderraum mit Druck zu beaufschlagen ist, um das Sicherungselement in seine Verriegelungsstellung zu bringen ist.

[0014] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Unteransprüchen beschrieben.

[0015] Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung in Richtung des Pfeiles I in Fig. 2 gesehen;

Fig. 2

eine Draufsicht auf die Kupplungseinrichtung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen;

Fig. 3

einen Schnitt durch die Kupplungseinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 in Richtung der Schnittlinie III-III in Fig. 2 gesehen;

Fig. 4

eine schematische Seitenansicht einer an einem Baggerausleger und einem Löffel angeordneten Kupplungseinrichtung vor dem/beim Ankuppeln; und

Fig. 5

eine Fig. 4 entsprechende Darstellung im angekuppelten Zustand.

[0016] Die Zeichnung zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Kupplungseinrichtung (s. Fig. 5) zum An- und Abkuppeln des freien Endes des Auslegers 2 eines Löffelbaggers an verschiedene Werkzeuge wie z.B. einen Löffel 3, wobei der Ausleger 2 in Fig. 1 der besseren Übersicht halber ganz fortgelassen und in Fig. 2 lediglich schematisch mit strichpunktierten Linien angedeutet worden ist.

[0017] An der dem Ausleger 2 zugekehrten Außenseite des Löffels 3 sind - ebenso wie bei anderen Werkzeugen, die wahlweise angekuppelt werden sollen - zwei hakenförmige erste Kupplungselemente 4 ausgebildet. Außerdem ist der Löffel 3 mit einem zweiten hakenförmigen Kupplungselement 5 versehen, welches mittig zum Löffel 3 und damit zwischen den beiden ersten Kupplungselementen 4, 4 im Abstand a zu diesen sitzt.

[0018] Der am Ausleger 2 angeordnete Teil der Kupplungseinrichtung 1 weist ein rahmenförmiges Koppelelement 6 auf, welches mit einem sich quer zum Ausleger 2 erstreckenden Schwenkbolzen 7 schwenkbar am freien Endabschnitt des Auslegers 2 gelagert ist. Außerdem weist das Koppelelement 6 einen parallel zum ersten Bolzen 7 angeordneten zweiten Bolzen 8 auf, an dem eine Kolben-Zylinder-Anordnung 9 als Betätigungseinrichtung zum Einschwenken in die Kupplungselemente 4, 5 des Löffels 3 mittelbar über ein Umlenkgestänge 10 angreift (was ggf. auch unmittelbar erfolgen könnte), wobei das Koppelelement 6 mittels dieser Kolben-Zylinder-Anordnung 9 um den ersten Bolzen 7 zu schwenken ist.

[0019] Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, fährt der Baggerführer den Ausleger 2 so über den Löffel 3, daß zunächst der Schwenkbolzen 7 in die ersten Kupplungselemente 4 des Löffels 3 eingehakt werden kann, und schwenkt das Koppelelement 6 sodann mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung 9 nach unten in die Stellung gemäß Fig. 5, wobei sich der Löffel 3 etwas anhebt.

[0020] In diesem (vorläufig) angekuppelten Zustand wirken mithin die ersten Kupplungselemente 4 mit dem Schwenkbolzen 7 (falls gewünscht mit einer parallel zu diesem verlaufenden Achse) formschlüssig zusammen, und das zweite Kupplungselement 5 faßt in den vorderen Endabschnitt des Koppelelementes 6 teilweise formschlüssig, ohne daß indes bisher eine spielfreie Verbindung zwischen dem Löffel 3 und Koppelelement 6 erreicht ist. Dieses erfolgt erst durch ein keilförmiges Sicherungselement 12, welches in eine in den Fig. 4, 5 schematisch dargestellte Aufnahme 11 des Koppelelementes 6 seitlich eingetrieben wird.

[0021] Bei diesem Sicherungselement 12 handelt es sich um den keilförmig ausgebildeten Zylinder einer im ganzen mit 13 bezeichneten Kolben-Zylinder-Anordnung (s. insbesondere Fig. 3), wobei der das Sicherungselement 12 bildende Zylinder der Anordnung 13 in Richtung ihrer Kolbenstange 14 axial verschieblich ist, während die Kolbenstange 14 axial unverschiebbar am Koppelelement 6 gelagert ist.

[0022] Es ist erkennbar, daß die das Sicherungselement 12 enthaltende Kolben-Zylinder-Anordnung 13 im wesentlichen abgekapselt in den Kopfabschnitt des Koppelelementes 6 völlig integriert, also entsprechend geschützt ist und seitlich über dieses praktisch nicht übersteht.

[0023] Die Kolbenstange 14 ist konzentrisch von einer Druckfeder 15 umgeben, die an ihrem einen Ende an der der Kolbenstange 14 zugekehrten Stirnseite des das Sicherungselement 12 bildenden Zylinder und mit ihrem anderen Ende am Rahmen 6' des Koppelelementes 6 abgestützt ist.

[0024] Durch die Kolbenstange 14 erstreckt sich eine erste axiale Durchgangsöffnung 16, welche die in der Zeichnung nicht dargestellte Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung 13 wahlweise mit dem zwischen der der Kolbenstange 14 zugekehrten ringförmigen Kolbenfläche 17 und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand 18 liegenden ersten Zylinderraum verbindet, der in Fig. 3 aufgrund des dort dargestellten Kupplungszustandes auf Null zusammengeschrumpft ist, da die ringförmige Kolbenfläche 17 an der Zylinderwand 18 anliegt.

[0025] Eine zweite axiale Durchgangsbohrung 20 erstreckt sich sowohl durch die Kolbenstange 14 als auch den Kolben 21 und verbindet die Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung 13 wahlweise mit dem zwischen der freien Kolben-Stirnfläche 22 und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand 23 liegenden zweiten Zylinderraum 24.

[0026] Wie aus den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist die Kolben-Zylinder-Anordnung 13 im wesentlichen vollständig in den Kopfabschnitt des Koppelelementes 6 integriert und von einem rohrförmigen Gehäuse 25 umgeben, dessen dem zweiten Kupplungselement 5 des anzukoppelnden Werkzeuges 3 zugeordneter mittlerer Abschnitt ausgenommen ist.

[0027] Die Wirkungs- bzw. Arbeitsweise der Kupplungseinrichtung 1 ist wie folgt:

[0028] Beim Absenken des Auslegers 2 aus der in Fig. 4 dargestellten Annäherungsstellung an das Werkzeug 3 beaufschlagt der Baggerführer vor dem Erreichen der Kupplungsstellung gemäß Fig. 5 die erste axiale Durchgangsöffnung 16 mit Drucköl, welches dabei zwischen die ringförmige Kolbenfläche 17 und die Zylinderwand 18 gelangt, während zugleich die zweite axiale Durchgangsbohrung 20 zum Abfließen von Hydrauliköl geöffnet wird. Das dabei in den ersten Zylinderraum gelangende Drucköl wirkt auf die Zylinderwand 18 ein und drückt das durch den Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung 13 gebildete, keilförmige Sicherungselement 12 entgegen der Kraft der Druckfeder 15, welche die Kolbenstange 14 konzentrisch umgibt und sich einerseits am Sicherungselement und andererseits am Rahmen des Koppelelementes 6 abstützt, in seine in Fig. 3 mit 12' bezeichnete und mit gestrichelten Linien dargestellte Entkupplungsstellung.

[0029] In diesem Zustand schwenkt der Baggerführer das Koppelelement 6 in die in Fig. 5 dargestellte Kupplungsstellung, wobei zunächst Abschnitte des Schwenkbolzens 7 mit den hakenförmigen ersten Kupplungselementen 4 des Löffels 3 in formschlüssigen Eingriff kommen und sodann das Koppelelement 6 mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung 9 vollständig in die Kupplungsstellung gemäß Fig. 5 abgesenkt wird. In dieser Stellung greift das zweite hakenförmige Kupplungselement 5 des Löffels 3 - ohne daß es zunächst zu einer formschlüssigen Verbindung kommt - in den vorderen Abschnitt des Koppelelementes 6 ein (s. Fig. 1, 2, 5).

[0030] Nachdem diese Stellung erreicht ist, schaltet der Baggerführer die Druckbeaufschlagung von der ersten Durchgangsbohrung 16 auf die zweite Durchgangsbohrung 20 um, so daß Drucköl in den zweiten Zylinderraum 24 gelangt, während das im ersten Zylinderraum befindliche Drucköl abfließt. Dabei wird der das Sicherungselement 12 bildende Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung aus seiner zurückgezogenen Entkupplungsstellung 12' in die in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellte Kupplungsstellung verschoben, wobei die Beaufschlagung mit Drucköl mittels einer entsprechenden Steuerungseinrichtung erfolgt, so daß das Sicherungselement 12 dabei gleichsam hämmernd in seine Kupplungsstellung verbracht wird und nunmehr für eine feste, spielfreie Verbindung zwischen Werkzeug 3 und Koppelelement 6 bzw. Ausleger 2 sorgt.

[0031] Sollte es während des Betriebes zu einem Druckabfall oder - ausfall kommen, so ist aufgrund der Druckfeder 15 dennoch dafür gesorgt, daß es bei einer sicheren, spielfreien Verbindung verbleibt.

Ansprüche

1. Hydraulisch betätigbare Kupplungseinrichtung (1) zum An- bzw. Abkuppeln des Auslegers (2) eines Arbeitsgerätes wie eines Baggers, Laders od.dgl., insbesondere eines Knickarms eines Hydraulik-Baggers, an ein bzw. von einem Werkzeug (3) wie einem Löffel od.dgl., mit einem am freien Endabschnitt des Auslegers (2) an einem Schwenkbolzen (7) angelenkten, mittels einer Betätigungseinrichtung relativ zum Ausleger (2) schwenkbaren Koppelelement (6), welches an seinem einen Ende mit an der Außenseite des Werkzeuges (3) angeordneten ersten Kupplungselementen (4) in formschlüssigen Eingriff zu bringen ist, und mit einem am anderen Ende des Koppelelementes (6) angeordneten, parallel zum Schwenkbolzen (7) geführten und durch eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung (13) betätigbaren keil- oder kegelförmig ausgebildeten Sicherungselement (12), mittels dessen das Koppelelement (6) über ein in Kupplungsstellung in den Bewegungspfad des Sicherungselementes (12) greifendes zweites Kupplungselement (5) des Werkzeuges (3) unter Formschluß spielfrei mit dem Werkzeug (3) zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (12) ein Zylinder mit keil- bzw. kegelförmig ausgebildetem Außenmantel ist, der das das Kupplungselement (5) betätigende Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) darstellt, wobei deren Zylinder (12) axial verschieblich ist, während ihre Kolbenstange (14) axial unverschiebbar am Koppelelement (6) gelagert ist.

2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Kolbenstange (14) der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) eine erste axiale Durchgangsöffnung (16) erstreckt, welche die Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) wahlweise mit dem zwischen der der Kolbenstange (14) zugekehrten ringförmigen Kolbenfläche (17) und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand (18) liegenden (ersten) Zylinderraum verbindet.

3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Kolbenstange (14) und den Kolben (21) der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) eine zweite axiale Durchgangsöffnung (20) erstreckt, welche die Druckölquelle der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) wahlweise mit dem zwischen der freien Kolben-Stirnfläche (22) und der dieser gegenüberliegenden Zylinderwand (23) liegenden zweiten Zylinderraum (24) verbindet.

4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der zweite Zylinderraum (24) mit Druck zu beaufschlagen ist.

5. Kupplungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federanordnung (15) vorgesehen ist, durch welche der das Sicherungselement (12) bildende Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung (13) in Kupplungsstellung gedrückt wird.

6. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung als Druckfeder (15) ausgebildet ist, welche die Kolbenstange (14) konzentrisch umgibt, und die an ihrem einen Ende an der der Kolbenstange (14) zugekehrten Stirnseite des Zylinders (12) sowie mit ihrem anderen Ende am Rahmen des Koppelelementes (6) abgestützt ist.

7. Kupplungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Sicherungselement (12) enthaltende Kolben-Zylinder-Anordnung (13) im wesentlichen vollständig in den Kopfabschnitt des Koppelelementes (6) integriert ist.

8. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung (13) von einem rohrförmigen Gehäuse (25) umgeben ist, dessen dem zweiten Kupplungselement (5) des Werkzeuges (3) zugekehrter mittlerer Abschnitt ausgenommen ist.

9. Kupplungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) ein Paar haken- bzw. schalenförmig ausgebildeter, paralleler erster Kupplungselemente (4) aufweist, die im angekuppelten
Zustand mit Abschnitten des Schwenkbolzens (7) oder einer parallel zu diesem verlaufenden Achse formschlüssig zusammenwirken, und daß das mit dem Sicherungselement (12) zusammenwirkende, im wesentlichen mittig am Werkzeug (3) angeordnete zweite Kupplungselement (5) des Werkzeuges (3) ebenfalls haken- bzw. schalenförmig ausgebildet ist.

Claims

1. A hydraulically actuatable coupling device (1) for coupling or uncoupling the extension arm (2) of a machine such as an excavator, loader or the like, particularly an articulated arm of a hydraulic excavator, to or from a tool (3) such as a shovel, comprising a coupling element (6) articulated to the free end portion of the extension arm (2) on a pivot pin (7) and pivotable by an actuating device relatively to the extension arm (2), one end of the coupling element being adapted to bring into positive engagement with first coupling elements (4) disposed on the outside of the tool (3), the device also comprising a wedge-shaped or conical securing element (12) disposed at the other end of the coupling element (6) and guided parallel to the pivot pin (7) and actuated by a hydraulic piston and cylinder arrangement (13), the securing element being adapted to connect the coupling element (6) positively and without clearance to the tool (3), via a second coupling element (5) on the tool (3) which in the coupled position engages in the path of motion of the securing element (12), characterised in that the securing element (12) is a cylinder with a wedge-shaped or conical outer jacket and constituting that part of the piston-cylinder arrangement (13) which actuates the coupling element (5), the cylinder (12) thereof being axially movable whereas its piston-rod (14) is axially immovably mounted on the coupling element (6).

2. A coupling device according to claim 1, characterised in that a first axial passage (16) extends through the piston-rod (14) of the piston-cylinder arrangement (13) and optionally connects the pressure-oil source of the piston-cylinder arrangement (13) to the (first) cylinder chamber disposed between the annular piston surface (17) facing the piston-rod (14) and the facing cylinder wall (18).

3. A coupling device according to claim 2, characterised in that a second axial passage (20) extends through the piston-rod (14) and the piston (21) of the piston-cylinder arrangement (13) and optionally connects the pressure-oil source of the piston-cylinder arrangement (13) to the second cylinder chamber (24) disposed between the free piston end face (22) and the facing cylinder wall (23).

4. A coupling device according to claim 3, characterised in that a control device is provided for pressurising the second cylinder chamber (24).

5. A coupling device according to one or more of the preceding claims, characterised in that a spring arrangement (15) is provided for pressing the cylinder of the piston-cylinder arrangement (13), which constitutes the securing element (12), into the coupling position.

6. A coupling device according to claim 5, characterised in that the spring arrangement is a pressure spring (15) which concentrically surrounds the piston-rod (14) and one end of which is braced against the end face of the cylinder (12) facing the piston-rod (14) while its other end is braced against the frame of the coupling element (6).

7. A coupling device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the piston-cylinder arrangement (13) containing the securing element (12) is substantially completely incorporated in the head portion of the coupling element (6).

8. A coupling device according to claim 7, characterised in that the piston-cylinder arrangement (13) is surrounded by a tubular casing (25) whose central portion facing the second coupling element (5) of the tool (3) is recessed.

9. A coupling device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the tool (3) has a pair of hooked or dish-shaped parallel first coupling elements (4) which, when coupled, positively co-operate with portions of the pivot pin (7) or of a shaft extending parallel thereto, and in that the second coupling element (5) of the tool (3), which co-operates with the securing element (12) and is disposed substantially centrally on the tool (3), is likewise hooked or dish-shaped.

Revendications

1. Dispositif d'accouplement (1) à actionnement hydraulique, destiné à coupler ou à découpler le bras (2) d'un engin de travail tel qu'une pelle mécanique, une chargeuse mécanique ou analogue, notamment le bas articulé d'une pelle mécanique hydraulique, à un outil ou d'un outil (3) tel qu'un godet ou analogue, le dispositif comportant un élément de couplage (6), qui est articulé, au niveau du tronçon d'extrémité libre du bras (2), à une broche de pivotement (7), qui est susceptible de pivoter par rapport au bras (2) au moyen d'un dispositif d'actionnement, et qui, à une de ses extrémités, doit être amenée en prise par complémentarité de forme avec des premiers éléments d'accouplement (4) disposés sur le côté extérieur de l'outil (3), l'ensemble comportant également, disposé à l'autre extrémité de l'élément de couplage (6), un élément d'arrêt (12) de configuration en forme de coin ou de forme conique, qui est guidé parallèlement à la broche de pivotement (7), peut être actionné par un ensemble piston-cylindre hydraulique (13), et au moyen duquel l'élément de couplage (6) est à relier sans jeu à l'outil (3), par complémentarité de forme, par l'intermédiaire d'un second élément d'accouplement (5) de l'outil (3), s'engageant, en position d'accouplement, dans le parcours de déplacement de l'élément d'arrêt (12), caractérisé en ce que l'élément d'arrêt (12) est un cylindre présentant une enveloppe extérieure en forme de coin ou de forme conique, qui représente la partie de l'ensemble piston-cylindre (13) actionnant l'élément d'accouplement (5), le cylindre (12) de cet ensemble étant axialement coulissant, tandis que son piston (14) est monté de manière axialement non coulissante sur l'élément de couplage (6).

2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au travers de la tige de piston (14) de l'ensemble piston-cylindre (13) s'étend une première ouverture de passage axiale (16), qui relie la source d'huile sous pression de l'ensemble piston-cylindre (13), au choix, à la (première) chambre de cylindre se trouvant entre la surface de piston (17) de forme annulaire dirigée vers la tige de piston et la paroi de cylindre (18) située en regard de cette surface de piston.

3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au travers de la tige de piston (14) et le piston (21) de l'ensemble piston-cylindre (13), s'étend une seconde ouverture de passage axiale (20), qui relie la source d'huile sous pression de l'ensemble piston-cylindre (13), au choix, à la seconde chambre de cylindre (24) se trouvant entre la surface frontale libre de piston (22) et la paroi de cylindre (23) située en regard de cette surface de piston.

4. Dispositif d'accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'est prévu un dispositif de commande, à l'aide duquel la seconde chambre de cylindre (24) est à alimenter en pression.

5. Dispositif d'accouplement selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'est prévu un agencement de ressort (15) par lequel le cylindre de l'ensemble piston-cylindre (13), formant l'élément d'arrêt (12), est repoussé en position d'acccouplement.

6. Dispositif d'accouplement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'agencement de ressort se présente sous la forme d'un ressort de compression (15), qui entoure la tige de piston (14) de manière concentrique, et qui s'appuie, à l'une de ses extrémités, sur le côté frontal du cylindre (12) dirigé vers la tige de piston (14), ainsi qu'avec son autre extrémité, sur le cadre de l'élément de couplage (6).

7. Dispositif d'accouplement selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble piston-cylindre (13) englobant l'élément d'arrêt (12) est intégré, sensiblement en totalité, dans le tronçon de tête de l'élément de couplage (6).

8. Dispositif d'accouplement selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble piston-cylindre (13) est entouré d'un carter (25) de forme tubulaire, dont le tronçon central dirigé vers le second élément d'accouplement (5) de l'outil (3), est évidé.

9. Dispositif d'accouplement selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil (3) présente une paire de premiers éléments d'accouplement (4) parallèles, de configuration en forme de crochet ou de coque, qui dans l'état accouplé, coopèrent par complémentarité de forme avec des tronçons de la broche de pivotement (7) ou un axe s'étendant parallèlement à celle-ci, et en ce que le second élément d'accouplement (5) de l'outil (3), qui coopère avec l'élément d'arrêt (12), et qui est disposé de manière sensiblement centrale sur l'outil (3), présente également une configuration en forme de crochet ou de coque.

Zeichnung