用于更换工程机械上的附加设备的快换系统的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于更换工程机械上的附加设备的快换系统。


背景技术：

2.由de 10 2013 206 574 a1已知了这种用于快速简单地更换工程机械上的各种附加设备的快换系统。该快换系统具有：在驱动器壳体中以能转动的方式支承的且通过转动驱动器相对于驱动器壳体可转动的快速更换器，以及布置在驱动器壳体中的、具有定子和在定子内部可转动的转子的回转接头以用于向快速更换器供给工作流体。通过转动驱动器使与快速更换器耦联的附加设备，例如像铲斗、抓具、剪刀、压实机、磁铁、液压锤等，不仅能够围绕横向于挖掘机臂的纵轴线布置的枢转轴线转动，而且能够围绕与该枢转轴线正交的转动轴线转动。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种开头所述的类型的快换系统，该快换系统使得能够以更高的安全性将附加设备锁定在快速更换器上。
4.该目的通过具有权利要求1所述的特征的快换系统来实现。在从属权利要求中给出了本发明的适当的设计方案和有利的改进方案。
5.根据本发明的、用于更换工程机械上的附加设备的快换系统包括一快速更换器，该快速更换器以借助于液压转动驱动器可围绕转动轴线转动且借助于液压枢转驱动器可围绕与转动轴线正交的枢转轴线转动的方式布置在连接部件上，该快速更换器包括接纳部和至少一个借助于液压驱动器能致动的锁定元件以用于保持耦联在快速更换器上的附加设备。该快换系统还包括一液压控制装置，该液压控制装置包括：用于驱控转动驱动器和枢转驱动器的第一控制回路；用于给耦联在快速更换器上的附加设备供给的至少一个另外的控制回路；以及一梭阀装置，该梭阀装置用于向液压驱动器加载在第一或至少一个另外的控制回路中起作用的较高的压力以致动至少一个锁定元件。在此，用于致动锁定件的液压驱动器由第一和至少一个另外的控制回路供给，其中具有较高压力的控制线路始终具有优先级。由此能够确保，锁定始终以最大可用的压力进行且进而实现了高的安全标准。
6.在有利的实施方案中，梭阀装置具有两个布置在另外的控制回路和液压驱动器之间的梭阀。这两个梭阀优选前后相继地连接，并以如下方式布置：使得设置用于致动锁定件的液压驱动器始终被加载最大可用的压力。
7.梭阀装置优选连接在一控制线路上游/之前，该控制线路用于控制至少一个由液压驱动器致动的锁定元件在锁定位置和释放位置之间运动。控制线路有利地能够包括以整流线路的方式布置的止回阀以及换向阀。通过控制线路能够确保，无论控制回路中的那个控制线路被加载压力，用于致动至少一个锁定元件的液压驱动器都能正常工作。
8.在另一个有利的实施方案中，第一控制回路和至少一个另外的控制回路通过控制
线路和内置在快速更换器中的回转接头与液压驱动器连接。由于其内置在快速更换器中的布置和设计，所以回转接头可以具有多个具有用于向快速更换器供给工作流体的供给通道。由此还能够利用多个接头为附加设备供给。因此，通过互连或合并多个供给通道还能够实现大容量供给管线，以在低背压/滞止压力下达到更高的流量。
9.通过第一控制回路，转动驱动器能够经由第一换向阀驱控以及枢转驱动器能够经由第二换向阀驱控。通过第一控制回路还能够经由相应的换向阀操纵其它另外的负载。
附图说明
10.本发明进一步的特征和优点由下面根据附图对优选实施例的描述得到。附图示出：
11.图1以透视图示出具有快速更换器、连接部件和转动装置的快换系统；
12.图2以部分剖视图示出图1中的快换系统，以及
13.图3示出了用于驱控图1和2中示出的快换系统的液压线路。
具体实施方式
14.在图1和图2中示出了快换系统的一个实施例，该快换系统具有：用于自动联接附加设备的快速更换器1；用于把快速更换器1安装到挖掘机臂或工程机械的其它附加元件上的连接部件2；以及布置在快速更换器1和连接部件2之间、用于使快速更换器1相对于连接部件2转动的转动装置3。转动装置3包括驱动器壳体4，快速更换器1以围绕—图2中示出的、此处竖直定向的—转动轴线5可转动的方式支承在驱动器壳体中。在转动装置3的驱动器壳体4中还布置有回转接头6，该回转接头具有在驱动器壳体4中相对于其不以能转动的方式布置的定子7以及在以能转动的方式支承在定子7中的转子8以用于把工作流体输送至快速更换器1。快速更换器1可以通过(在图1中示出的、设计为液压马达的)转动驱动器9以及具有(在此设计为涡轮的在图2中可识别的)驱动轮10的传动装置经由此处未示出的驱动蜗杆相对于驱动器壳体1能围绕转动轴线5电动地转动360
°
。
15.在所示的实施方案中，转动装置3的驱动器壳体4以围绕与转动轴线5正交的枢转轴线11可枢转的方式以及以可以通过此处由两个伺服缸形成的枢转驱动器12相对于连接部件2围绕枢转轴线11枢转的方式布置在连接部件2处。然而用于使驱动器壳体4相对于连接部件2倾斜的枢转驱动器12也可以构造为回转电机等。联接到快速更换器1上的附加设备通过这种也称为倾转器的快换系统不仅能围绕转动轴线5转动，而且还能相对于连接部件2围绕与转动轴线5正交的枢转轴线倾斜，由此扩展了运动可能性且进而扩大了应用范围。然而，驱动器壳体4也可以在没有额外的枢转可能性的情况下固定地布置在连接部件2上，从而快速更换器1相对于连接部件2仅能围绕转动轴线5转动。
16.在所示的实施例中，连接部件2具有两个彼此平行的侧颊板13以及前横梁和后横梁14。驱动器壳体4通过在图1中可看出的轴承轴颈15在前横梁和后横梁14的相应的轴承孔16中围绕枢转轴线11可枢转地支承。连接部件2通过两个侧颊板13中的孔17能够安装到挖掘机的臂和连杆上。在示出的实施方案中，枢转驱动器12通过两个伺服缸连同固定在连接部件2上的相应的侧颊板13以及可移动地布置在缸壳体18中且可液压移动的活塞杆19形成，活塞杆的自由端部通过铰链眼20和相应的支架21与驱动器壳体4连接。因此，驱动器壳
体14可以通过相应地移入和移出两个活塞杆19而相对于连接部件2倾斜。
17.在图2中以剖视图示出的快速更换器1包括构造为焊接结构或者构造为铸件的支承件22，该支承件具有朝着一个侧面敞开的第一接纳部23以接纳和保持在所述一个侧面上的第一螺栓形耦联元件以及朝着另一个侧面以及朝着底面敞开的第二接纳部24以接纳和保持在所述另一个侧面上的第二螺栓形耦联元件。
18.在所示的实施例中，快速更换器1在支承件22的所述一个侧面上具有两个彼此间隔开的接纳部23用于前耦联元件以及在所述另一个侧面上具有两个接纳部24用于后耦联元件。朝着所述一个侧面敞开的第一接纳部23构造为抓形或叉形。朝着另一个侧面以及朝着底面敞开的第二接纳部24具有弯曲的下贴靠面25以用于贴靠螺栓形耦联元件上。在第二接纳部24上设置了锁定设备，该锁定设备具有两个可在移出锁定位置和移入解锁位置之间运动的螺栓形锁定元件26。两个螺栓形锁定元件26在支承件22内部可移动地被引导且通过图2中可识别的、此处设计为液压缸的液压驱动器27能在移入解锁位置(以用于适配器或附加设备的释放或耦联)和图1中示出的移出锁定位置之间运动。在移出锁定位置中，朝着底面敞开的第二接纳部24被可移动地布置在支承件22的导向孔中的锁定元件26在底面处封闭，从而耦联元件被螺栓形锁定元件26从下方接合。
19.为了借助于快速更换器1联接附加设备，通常经由连接部件2布置在挖掘机臂和挖掘机连杆上的快速更换器1首先如此运动，使得布置在适配器上或者直接布置在附加设备上的前部螺栓形耦联元件移入到快速更换器1的所述一个侧面上的抓形或叉形接纳部23中。随后，快速更换器1利用仍回缩的锁定元件26围绕前部螺栓形耦联元件如此枢转，使得后部耦联元件到达适配器或附加设备处以贴靠到快速更换器1的所述另一个侧面上的朝着底面敞开的接纳部24的贴靠面25上。接着，可移动地布置在支承件22的导向孔中的锁定元件26能够通过液压驱动器27移出，从而后部螺栓形耦联元件被两个锁定元件26在快速更换器1上从下方接合，且进而附加设备保持在快速更换器1上。
20.如图2所示，由单部件组成的驱动器壳体4具有：上部环形覆盖面28，由驱动器壳体4的内部轴承环29界定的中心通孔30，以及围绕轴承环29布置、向下敞开的、用于接纳驱动轮10的环形空间31。环形空间31被限定在驱动器壳体4的内部轴承环29的外侧面和外周壁32的内侧面之间。驱动轮10以轴向固定的方式能转动地承在驱动器壳体4的内部轴承环29的外侧面上，该内部轴承环几乎在驱动轮10的整个高度上轴向延伸；驱动轮10不仅用于驱动，且用于把快速更换器1以能转动的方式支承在驱动器壳体4中。为此，快速更换器1的支承件22通过中间环33与以能转动的方式支承在且轴向固定在驱动器壳体4的轴承环29上的驱动轮10固定连接。中间环33可以与支承件22牢固地焊接且通过螺栓与驱动轮10牢固地连接。
21.定子7具有中空圆柱形基体34和环形的上部保持法兰35，该环形上部保持法兰具有如图1所示的外凸耳36以用于形状锁合地接合在驱动器壳体4的上部覆盖面28处相应的凹部37中。通过保持法兰35上的凸耳36以及驱动器壳体4的上部覆盖面28处相应的凹部37使得定子7抗扭转地固定地保持在驱动器壳体4中。中空圆柱形基体34的外直径与驱动器壳体4中通孔28的内直径匹配，使得定子7径向地相对于驱动器壳体4被支承。定子7相对于驱动器壳体4被径向地支承不仅在基体34的上部区域中进行，而且也在驱动轮的上端面38下方进行，从而定子7在其大部分长度上都相对于驱动器壳体4被径向地支承。
22.像从图2可以看出的，轴承环29在驱动器壳体4内相对较大程度地向下延伸。在示出的实施方案中，轴承环29的下端部39布置在驱动轮10的下端面40的区域中。回转接头6的定子完全填满了轴承环29中的通孔30，从而得到封闭的结构。在定子7的中空圆柱形基体34和驱动器壳体4之间布置了此处设计为带有o形或矩形横截面的、环形密封件的密封元件41。在示出的实施方案中，回转接头6的定子7通过三个轴向彼此间隔开的密封元件41径向密封地布置在驱动器壳体4的通孔30中。回转接头6以本身已知的方式具有多个供给通道，该供给通道具有布置在定子7中的第一通道部段42以及具有与这些第一通道部段连接的、转子8的第二通道部段43。
23.在图3中示出了用于控制前述快换系统的液压控制装置44的接线图。液压控制装置44设计：用于驱控转动驱动器9以控制快速更换器1围绕转动轴线5转动运动；用于驱控枢转驱动器12以控制快速更换器1围绕枢转轴线11枢转-或倾斜运动；用于控制设计为液压缸的液压驱动器27以用于锁定设备；用于控制附加负载45；以及用于供给和驱控耦联到快速更换器1上的且液压运行的附加设备46。附加设备46例如可以是所谓的连续运转件，也就是说连续工作的锤子、振动器等。这种附加设备通常以更高的体积流量运行。
24.液压控制装置44包括第一控制回路47，通过该第一控制回路能够经由设计为4/3换向阀的第一换向阀48驱控用于控制快速更换器1围绕枢转轴线11枢转-或倾斜运动的枢转驱动器12以及能够经由同样设计为4/3换向阀的第二换向阀49驱控用于使快速更换器1围绕转动轴线5转动的转动驱动器9。通过该第一控制回路47还能够经由设计为4/3换向阀的第三换向阀50驱控附加的负载45。通过该第一控制回路47还能够通过控制线路51控制用于锁定设备的、设计为液压缸的液压驱动器27，该控制线路具有四个以整流线路的方式布置的止回阀52至55、另外的止回阀56以及弹性加载的、电致动的4/2换向阀57。第一控制回路47具有第一控制线路58和第二控制线路59且通过控制线路51和回转接头6与液压驱动器27连接，以使在图2中示出的螺栓形锁定元件26在移出锁定位置和移入释放位置之间运动。在4/2换向阀57的图3中示出的位置中，在图2中示出的锁定元件26被液压驱动器27压入移出锁定位置中。相反，通过致动4/2换向阀57能够使锁定元件26运动至缩回的释放位置中。通过布置在第一控制回路47中的限压阀60能够把第一控制回路47中的压力限制到预定的最大值。例如，通过限压阀60能够把第一控制回路47中的压力限制到最大压力225bar。
25.为了控制和为了供给耦联到快速更换器1上的附加设备46，液压控制装置44还包括另外的控制回路61。配设有第三控制线路62和第四控制线路64的另外的控制回路61通过回转接头6与附加设备46连接且以相对于第一控制回路47更高的压力(例如最大350bar)运行，以便保证也以高的体积流量供给附加设备46。
26.液压控制装置44还具有梭阀装置64，该梭阀装置连接在控制线路51上游/之前且具有两个前后相继地连接的梭阀65和66。通过梭阀装置64保证了，向液压驱动器27加载在第一或第二控制回路中起作用的较高的压力以致动锁定元件26。用于致动锁定件的液压驱动器27在此由两个控制回路47和61供给，其中具有较高压力的控制回路始终具有优先级。由此能够确保，锁定始终以最大可用的压力进行且进而实现了高的安全标准。
27.本发明不限于上述实施例。所以除了此处现有的两个控制回路外，还可以存在多个另外的控制回路。
28.附图标记列表：
29.1 快速更换器
30.2 连接部件
31.3 转动装置
32.4 驱动器壳体
33.5 转动轴线
34.6 回转接头
35.7 定子
36.8 转子
37.9 转动驱动器
38.10 驱动轮
39.11 枢转轴线
40.12 枢转驱动器
41.13 侧颊板13
42.14 横梁
43.15 轴承轴颈
44.16 轴承孔
45.17 孔
46.18 缸壳体
47.19 活塞杆
48.20 铰链眼
49.21 支架
50.22 支承件
51.23 第一接纳部
52.24 第二接纳部
53.25 贴靠面
54.26 锁定元件
55.27 液压驱动器
56.28 覆盖面
57.29 轴承环
58.30 通孔
59.31 环形空间
60.32 周壁
61.33 中间环
62.34 基体
63.35 保持法兰
64.36 凸耳
65.37 凹部
66.38 上端面
67.39 轴承环的下端部
68.40 下端面
69.41 密封元件
70.42 第一通道部段
71.43 第二通道部段
72.44 液压控制装置
73.45 附加负载
74.46 附加设备
75.47 第一控制回路
76.48 第一换向阀
77.49 第二换向阀
78.50 第三换向阀
79.51 线路
80.52 第一止回阀
81.53 第二止回阀
82.54 第三止回阀
83.55 第四止回阀
84.56 第五止回阀
85.57 4/2换向阀
86.58 第一控制线路
87.59 第二控制线路
88.60 限压阀
89.61 另外的控制回路
90.62 第三控制线路
91.63 第四控制线路
92.64 梭阀装置
93.65 第一梭阀
94.66 第二梭阀