装载起重机更换器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部件所述的用于在装载起重机上更换工作器具的装置。

背景技术：

装载起重机等用于向运输车辆或挂车装载货物。它们可以是固定式或移动式装载起重机。装载起重机通常直接与运输车辆或挂车连接。

装载起重机的装载工作例如可以是林业企业中砍伐的原木或树枝废物的装载，用于装载托盘化运输的或袋装存储的运载货物或者用于装载建筑工地行车或物流公司中的条形货物的装载。运载货物的多样性需要适合运载货物的工作器具或装载抓具，例如带有或不带有旋转驱动器(旋转体)的钳子状、爪状或叉状工具，用于使装载抓具相对于要夹持的负载对准。这有时需要频繁更换位于装载起重机上的工作器具或装载抓具。使用各种快速联接器可以更轻松地更换工作器具。

从de3135150c1中已知一种用于将工作器具联接到液压挖掘机的手柄上的通用的快速联接器。已知的快速联接器包括基本上旋转对称的、装载起重机侧的联接部件，该联接部件通过构造为销的引导部件插入到工作器具侧的联接部件的、相应的罐状的接纳部中，并且可以通过可液压操纵的锁止件形状配合地保持。为了锁定或形状配合地保持联接部件，在工作器具的联接部件上可移动地布置的、螺栓状的锁定元件运动到在装载起重机侧的联接部件的销形的引导部件中设计成横向孔的接纳部中。

这种快速联接器确保了工作器具的快速更换，其中在用户方面存在在装载起重机和工作器具之间尽可能直接的力传输和无间隙的连接的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种相应的装置，其中可以改善装载起重机与工作器具之间的力传输和连接。

该任务通过具有权利要求1特征的用于更换装载起重机上的工作器具的装置来实现。在从属权利要求中给出了本发明的合适的设计方案以及有利的改进方案。

根据本发明的用于更换装载起重机上的工作器具的装置包括工作器具侧或装载起重机侧的第一联接部件以及装载起重机侧或工作器具侧的第二联接部件，所述第一联接部件具有接纳开口，所述第二联接部件具有沿着纵轴线延伸的且由于第一联接部件和第二联接部件运动到一起可沿着纵轴线的方向与第一联接部件的接纳开口接合的引导部件。第一联接部件具有用于与第二联接部件轴向贴靠的支撑面，以及第二联接部件具有与支撑面对应的支承面，和至少一个借助于驱动器能横向于第二联接部件的纵轴线在释放位置和保持位置之间移动的锁定元件。锁定元件包括用于与第一联接部件力锁合地贴靠的夹紧面。第一联接部件具有与夹紧面对应的贴靠面，以用于第一联接部件和第二联接部件的无间隙的轴向夹紧。由于夹紧面和贴靠面的共同作用实现了轴向的夹紧和直接的动力传输，使得第二联接部件能够与或由第一联接部件无间隙地联接，并随之一起运动。由此可以执行工作器具的精确运动，并且可以实现工作器具的高定位精度。此外，可以减少在第一和第二联接部件的接触表面上的与振动有关的磨损。此外，通过轴向夹紧还实现了对力矩的明显的负荷吸收，这是因为力矩能够通过支撑面和贴靠面以摩擦传力配合的方式传递，从而尤其是锁定元件不必传递任何力矩。

优选地，第一联接部件布置在工作器具上，第二联接部件布置在装载起重机上。然而，在本发明的意义上，装载起重机侧和工作器具侧应被认为是可互换的。也可以把第一联接部件布置在装载起重机上并且把第二联接部件布置在工作器具上。

在特别优选的实施例中，锁定元件上的夹紧面和第一联接部件上的贴靠面被设计为具有相互对应的斜角的、彼此对应的斜面。由此可以实现用于产生轴向拉入力的、特别好的楔效应。也可以在锁定元件上设置一另外的夹紧面作为备用夹紧面。这可以通过使锁定元件绕其纵轴线相应旋转来使用。

有利地，第一联接部件上的支撑面和在第二联接部件上相关的支承面设计为锥面。由此可以实现在拼合时两个联接部件的精确对准或对中以及最佳的支承面。支撑面和支承面可以例如相对于第一联接部件的中心轴线或第二联接部件的纵轴线以20°至50°，优选30°的角度倾斜。支撑面和支承面也可以设计成平面。

锁定元件上的夹紧面和第一联接部件上的贴靠面的配对可以有利地设计用于将锁定元件自动锁定地固定在保持位置中。由此可以防止锁定元件在两个联接部件的联接位置和锁定位置中自动松脱。自锁可以通过合适地选择夹紧面和贴靠面的斜度来实现。在一种可能的实施方式中，夹紧面可以相对于锁定元件的纵轴线以大约30°的角度β倾斜。第一联接部件上的对应于夹紧面的贴靠面也可以相对于与第一联接部件的中心轴线成直角的轴线倾斜30°。

在一有利的实施方式中，第一联接部件具有罐状的基体，该基体具有中心轴线和与该中心轴线同心的圆形的接纳开口。第二联接部件可以包括盘状的上部件和沿着纵轴线延伸的、用于接合在第一联接部件的接纳开口中的柱形引导件。

优选在第二联接部件的引导部件上和在第一联接部件的接纳开口上布置了至少一个定位-和对准元件/定位定向元件以用于两个联接部件的角度定位。由此预先给定了用于引导部件在第一联接部件的接纳开口中的接合的限定的角度位置。从而可以确保，布置在第一联接部件上的插塞连接件与第二联接部件上的相应的配对连接件正确地联接。另外，由此可以实现防止第一和第二联接部件的不期望的旋转的扭转止动。

相宜地，在第二联接部件上布置有两个径向相对置的锁定元件。由此实现了中心夹紧和均匀的力分布。但是，也可以仅设置一个或两个以上的锁定元件。与仅具有一个锁定元件的实施方式相比，通过使用多个锁定元件可以减小锁定元件的相对载荷。由此也使得力分配更均匀。

能够以另一有利的方式在第一或第二联接部件上布置用于在两个联接部件一起运动时对冲击进行缓冲的合适的减震元件。通过减震元件可以避免因冲击造成的损坏。合适地布置在第一和第二联接部件之间的减震元件例如可以设计为可弹性变形的弹性体块。弹簧或构造不同的减震元件也是可能的。

用于移动至少一个锁定元件的驱动器优选可以设计为具有活塞的液压驱动器，该活塞可以在活塞腔内移动。然而也可以使用气动、电动或其他驱动器。优选可在两侧被加载的活塞和在用于轴向引导活塞的引导部件内部的贯通孔可以有利地具有非圆形的横截面。由于该非圆形的横截面可以明确地确定锁定元件在引导部中的角位置并且确保防止旋转。由此能够简单地确保，锁定元件上的夹紧面始终处于正确的位置。横截面例如可以构造为略椭圆形或多边形，例如以六角形或八面体的形式设计。其他扭转止动也是可能的。

以特别有利的方式，锁定元件可以与活塞一体地制成。这样可以简化驱动器。

在另一有利的实施方式中，在第一联接部件或第二联接部件上可以布置用于监视是否正确锁定的视觉指示器/可视指示器。

彼此适配的供应联接器，特别是以能量供应联接器或液压快速联接器的形式，可以布置在第一联接部件和第二联接部件上。从而尤其能够为工作器具供给液压流体和/或电力。替代地或附加地，还可以将液压致动器或能量消耗器连接在第二联接部件中或第二联接部件上，例如以安置在第二联接部件上或集成在第二联接部件中的旋转驱动器(旋转体)的形式，借助于该旋转驱动器可以使工作器具相对于联接轴线旋转。然而，液压致动器或能量消耗器也可以是例如额外地集成在第二联接部件中的锁定元件，以用于第一联接部件和第二联接部件的形状配合或摩擦传力配合的连接。

附图说明

本发明的其他特征和优点从下面参照附图对优选实施例的描述中得出。附图示出：

图1示出了用于在仍未联接状态下更换工作器具的装置的两个联接部件的透视图；

图2示出了处于仍未联接状态的两个联接部件的剖视图；

图3示出了处于联接状态的两个联接部件的剖视图；

图4以透视图示出了具有集成的锁定元件的活塞；

图5以侧视图示出了图4中的活塞，以及

图6以正视图示出了图4的活塞。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的用于更换装载起重机上的工作器具的装置的透视图和剖视图，此时在工作器具侧的第一联接部件1和在装载起重机侧的第二联接部件2处于仍未联接状态。

可以固定在工作器具上的第一联接部件1具有罐状的基体，该基体具有中心轴线3和与中心轴线3同心的圆形的接纳开口4。在所示的实施方式中，罐状基体由设有凸缘状的连接部件5的板状下部件6和界定了圆形的接纳开口3的环形上部件7组成。环形上部件7通过螺钉8固定在板状下部件6上。板状下部件5可以通过连接部件5中的钻孔9安装在挖斗、叉具或其他工作器具上。环形上部件具有环形的上端面10，并且在接纳开口3的上部区域中具有此处设计为圆锥形的支撑面11以用于支承第二联接部件2。

尤其从图2中可以看出，在环形上部件7的内侧布置有两个径向相对的凹部12，该凹部具有向下指向的、倾斜的贴靠面13。在两个在凹部12的区域中拧入横向孔14的导向套筒15内，还以径向可移动的方式引导操作螺栓16，该操作螺栓由弹簧向内预紧并且向内突出。在操作螺栓16的相对于上部件7向外突出的端部上固定有可在导向套筒15内移动的观察螺栓17。通过两个带有观察螺栓17的可径向移动的操作螺栓16形成了一用于监控是否正确的锁定的视觉指示器。在环形上部件7的内侧还布置了形式为具有矩形横截面的纵向槽的、在图1中可识别的定位元件18。构造为纵向槽的定位元件18布置为在上部件的圆周方向上相对于凹部12错开90°，并且用作用于正确引入第二联接部件2的定位辅助件。在第一联接部件1的板状下部件6上布置了突出到接纳开口3中的插接连接件19，以用于与第二联接部件2上的对应的配对连接件连接。由此能够例如为这些工作器具例如供给液压流体或其他载能体。耦合连接件19也可以设计用于传输电能或电信号以进行监控或控制。

能与第一联接部件1联接的第二联接部件2包括具有纵轴线20的阶梯形的柱形基体。在所示的实施方式中，第二联接部件2的基体具有盘状的上部件21和沿着纵轴线20延伸的、带有两个相对的盖件23的柱形引导部件22，以用于接合在第一联接部件1的接纳开口3中。盘状的上部件21和柱形的引导部件22可以一体地构成为关联构件。然而它们也可以设计为单独的且例如经由螺钉可彼此固定连接的部件。

第二联接部件2的在这里设计为圆盘的上部件21中布置有用于固定至装载起重机或旋转驱动器上的钻孔24。另外，在上部件21中设置有多个用于供应液压流体等的连接件25和26。在上部件21中还可以布置用于电源或用于转发控制信号的其他连接件。

在此设计为圆柱体的引导部件22的形状和尺寸都与第一联接部件1的接纳开口3匹配。在引导部件22和盖件23上设置有在图2中可识别的圆锥形支承面27，用于贴靠在第一联接部件1的圆锥形支撑面11上。第二联接部件2上的圆锥形支承面27和第一联接部件1上的相关支撑面11具有相同的斜度，并且在所示的实施方式中分别相对于纵轴线3或20以30°的角度α倾斜。由此一方面实现了在组装过程中的对中，且另一方面实现了第一和第二联接部件1和2的对中的且精确定位的连接。在引导部件22的外侧上还存在附图中未示出的用于与第一联接部件1的此处设计为纵向槽的定位元件18接合的对准元件/定向定位元件，该对准元件设计为突缘。通过引导部件22上的突缘和所属的纵向槽预先给定了用于引导部件22接合到第一联接部件1的接纳开口4中的、定义的插入位置。由此可以确保布置在第一联接部件1上的插接连接件19与第二联接部件2上的相应的配对连接件的正确联接。用于图3所示的多个减震元件29的附加的接纳部28位于引导部件22的底侧上。

在引导部件22中与纵轴线20成直角延伸的贯通孔30中，在图4至图6中分别示出的两个活塞31横向于纵轴线20可移动地被引导。在活塞31的彼此背离的两侧上分别形成有用于接合在第一联接元件1的凹部12中的螺栓状的锁定元件32。从图4中可以看出，活塞31和螺栓状的锁定元件32具有共同的纵轴线33。贯通孔30和两个侧向的盖件23界定了一活塞腔，在该活塞腔中，两个活塞31可以在图2所示的汇合位置和图3所示的分离位置之间液压移动。通过由贯通孔30和两个盖件23界定的活塞腔以及具有相应的流体供给的两个活塞31实现了此处构造为液压活塞驱动器的驱动器，通过该驱动器可使两个锁定元件32在图2中所示的移入的释放位置和在图3中所示的移出的保持位置之间运动。然而为了移动锁定元件32，也可以使用机电的、气动的或其他驱动器。

在所示的实施例中，两个对角线相对的锁定元件32设置在引导部件22上。这样可以实现均匀和定心的张力。然而，也可以仅使用一个锁定元件或两个以上的锁定元件。在该实施例中，具有集成的锁定元件32的活塞31的纵轴线32布置为与第二联接部件2的纵轴线20成直角并且彼此同轴。然而，在替代实施例中，活塞31或锁定元件32也可以相对于第二联接部件2的纵轴线20以不等于90°的角度移动。因此，锁定元件32横向于第二联接部件2的纵轴线20的运动不仅应理解为相对于纵轴线成直角的运动。除了径向运动分量之外，锁定元件32还可以具有轴向运动分量。

在所示的实施例中，具有彼此同轴的纵轴线33的活塞31布置在引导部件22中。然而，也可以设想且做到，以不同方式布置一个或多个锁定元件32，例如不是成对地对角线布置，而是相对于纵轴线20横向偏移和/或相对于纵轴线20具有相同或相反的斜角。

在图4至图6中，以不同的视图示出了具有集成的螺栓形锁定元件32的活塞31。在螺栓形的锁定元件32的自由端处布置有此处设计为斜面的夹紧面34，用于贴靠在第一联接部件1的贴靠面13上。从图2可以看出，夹紧面相对于纵轴线33倾斜30°的角度β。对应于夹紧面34的贴靠面13也具有角度β的斜度。活塞31和所属的贯通孔30具有略微非圆形的横截面，由此可以防止活塞31的扭转。由此可以确保，夹紧面34始终处于正确的位置。在所示的实施方式中，活塞31和相关的贯通孔30具有略微椭圆形的横截面。在与夹紧面34对角线相对的一侧上，可以在螺栓形锁紧元件32的自由前端处存在一另外的夹紧面35。该另外的夹紧面35用作备用夹紧面，并且在由于将活塞31旋转180°可能造成磨损的情况下使用。

下面描述上述装置的工作原理：

为了联接，首先将两个联接部件1和2对准，使得第二联接部件2的纵轴线20和第一联接部件1的中心轴线3彼此同轴对准。例如布置在起重机吊臂或旋转驱动器上的第二联接部件2也绕其纵轴线20旋转，使得布置在第二联接部件上的对准元件与此处设计为纵向槽的定位元件18对准。然后，第二联接部件2可以沿纵轴线20在柱形引导部件22接合到接纳开口4中的情况下朝着第一引导部件1移动，直至第二联接部件2以其下部支承面27抵靠在第一联接部件1的支撑面11上。由于支撑面11和支承面27的锥形构造，实现了利用限定的联接位置的精确的径向和轴向的对准。通过布置在第二联接部件2的下侧上的减震元件29能够对在两个联接部件1和2联接时可能出现的冲击进行衰减或缓冲。

当第二联接部件2以其下部支承面27搁置在第一引导部件1的支撑面11上时，两个活塞31可以通过适当的施加压力而从图2所示的位置彼此运动离开，使得两个锁定元件32从图2所示的缩进的释放位置离开径向向外移动到图3所示的移出的保持位置中。布置在第二联接部件2中的锁定元件32的上部夹紧面34贴靠在第一联接部件1的下部贴靠面13上。通过将夹紧面34和贴靠面13设计为斜面，使得当锁定元件32移出时产生轴向力，利用该轴向力把第一联接部件1拉向第二联接部件2。

当锁定元件32移出到保持位置中时，如图3所示，布置在第一联接部件1中的操作螺栓16被径向向外挤压，由此也把观察螺栓17相对于引导套筒15径向向外挤压。从而向操作者发出信号，锁定元件32已经正确地移出并且已经成功地进行联接过程。

为了释放锁定，通过适当的施加压力使两个活塞31再次汇合。由此锁定元件32也从第一联接部件1的凹部12脱离并且移动到柱形引导部件22中。从而可以解除第一联接部件1和第二联接部件2之间的连接。

附图标记列表：

1第一联接部件

2第二联接部件

3中心轴线

4接纳开口

5连接部件

6下部件

7上部件

8螺钉

9钻孔

10端面

11支撑面

12凹部

13贴靠面

14横向孔

15导向套筒

16操作螺栓

17观察螺栓

18定位元件

19耦合连接件

20纵轴线

21上部件

22引导部件

23盖件

24钻孔

25连接件

26连接件

27支承面

28接纳部

29减震元件

30贯通孔

31活塞

32锁定元件

33活塞纵轴线

34夹紧面

35另外的夹紧面