Быстродействующая сцепка
Данное изобретение относится к быстродействующей сцепке для присоединения инструмента к стреле гидравлического экскаватора. Быстродействующая сцепка для присоединения инструмента к стреле гидравлического экскаватора и подобных машин содержит часть быстродействующей сцепки на стороне стрелы и часть быстродействующей сцепки на стороне инструмента, соединенные друг с другом с фиксацией с помощью пары расположенных на расстоянии друг от друга осей фиксации. После соединения только первой из указанных двух осей фиксации, две части быстродействующей сцепки расположены с возможностью поворота друг к другу вокруг первой оси фиксации и соединения с указанной второй осью фиксации, гидравлическое соединение силовой цепи для автоматического соединения штуцера силовой цепи на стороне инструмента со штуцером силовой цепи на стороне стрелы. Гидравлическое соединение силовой цепи имеет соединительную часть силовой цепи на стороне стрелы и соединительную часть силовой цепи на стороне инструмента, которые расположены на части быстродействующей сцепки на стороне стрелы и на части быстродействующей сцепки на стороне инструмента соответственно с возможностью сведения вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси фиксации посредством вращения указанных двух частей быстродействующей сцепки вокруг указанной первой оси фиксации для автоматического соединения друг с другом указанных двух соединительных частей силовой цепи. По меньшей мере, одна из указанных двух соединительных частей силовой цепи установлена с возможностью вращения вокруг оси, параллельной указанной первой оси фиксации, и перемещения в направлении, перпендикулярном указанной первой оси фиксации. Гидравлическое соединение силовой цепи включает линейную направляющую для компенсации вращательного движения двух соединительных частей силовой цепи при сведении указанных соединительных частей силовой цепи вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси фиксации, установленных с возможностью направления указанных двух соединительных частей силовой цепи линейно относительно друг друга по прямой линии во время соединения. Повышается надежность и срок службы быстродействующей сцепки. 25 з.п. ф-лы, 20 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к быстродействующей сцепке для соединения инструмента со стрелой гидравлического экскаватора или т.п., имеющей часть быстродействующей сцепки на стороне стрелы и часть быстродействующей сцепки на стороне инструмента, которые могут быть соединены друг с другом с фиксацией при помощи пары расположенных на расстоянии друг от друга осей фиксации, и соединение силовой цепи, в частности гидравлическое соединение, для автоматического соединения штуцера силовой цепи на стороне инструмента со штуцером силовой цепи на стороне стрелы, при этом соединение силовой цепи имеет соединительную часть силовой цепи на стороне стрелы и соединительную часть силовой цепи на стороне инструмента, которые расположены на части быстродействующей сцепки на стороне стрелы или на части быстродействующей сцепки на стороне инструмента, таким образом, они автоматически соединяются друг с другом, как только две части быстродействующей сцепки соединяются в положении фиксации при повороте вокруг первой из двух осей фиксации.
Уровень техники
Быстродействующие сцепки поворотного типа широко применяются в гидравлических экскаваторах, поскольку они обеспечивают быструю и простую замену различных инструментов, таких как гидравлические грейферы, ковши для образования канав, захваты и т.п. Первоначально необходимо привести в исходное положение одну из двух осей фиксации и привести в сцепление для соединения. Предпочтительно это может быть поперечный палец, который подвешивается в крюкообразную проушину на противоположной части сцепки. Затем часть сцепки на стороне стрелы можно поворачивать относительно инструмента вокруг оси фиксации, уже приведенной в соединение, для нахождения тем самым положения фиксации, в котором можно фиксировать вторую ось фиксации. Последняя образуется, как правило, с помощью пары фиксаторных пальцев, которые можно перемещать друг от друга и направлять в соответствующие фиксаторные отверстия на противоположной части быстродействующей сцепки.
Такая быстродействующая сцепка поворотного типа известна из WO 91/01414, в которой предусмотрено автоматическое гидравлическое соединение, автоматически соединяющие силовую цепь на стороне стрелы с силовой цепью на стороне инструмента, когда две части быстродействующей сцепки поворотно сближаются. В этом случае предусмотрены две соединительные части силовой цепи, одна из которых закреплена на части быстродействующей сцепки на стороне стрелы, а другая - на части быстродействующей сцепки на стороне инструмента, таким образом, именно так, что две соединительные части силовой цепи перемещаются по направлению друг к другу и вводятся в соединение, когда две части быстродействующей сцепки поворачиваются навстречу друг другу вокруг уже зафиксированной оси фиксации. Одна из двух соединительных частей силовой цепи установлена с возможностью перемещения на соответствующей части быстродействующей сцепки для компенсации перемещения по окружности частей быстродействующей сцепки во время поворотного сближения.
Однако эта быстродействующая сцепка имеет недостатки по многим аспектам. Соединительные части силовой цепи не соединяются плотно при сближении частей быстродействующей сцепки, в результате чего просачивается масло, и тем самым может происходить загрязнение почвы. За счет наклона соединительных частей силовой цепи они подвергаются сильному износу и даже могут повреждаться.
Сущность изобретения
В основу данного изобретения положена задача создания усовершенствованной быстродействующей сцепки указанного выше типа, которая обеспечивает устранение недостатков уровня техники и его дальнейшее развитие. В частности, должно быть обеспечено улучшенное расположение соединения силовой цепи, которое обеспечивает соединение без подтекания и без дефектов силовых цепей на стороне стрелы и на стороне инструмента.
Согласно изобретению эта задача решена с помощью быстродействующей сцепки в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения. Быстродействующая сцепка для присоединения инструмента к стреле гидравлического экскаватора и подобных машин содержит часть быстродействующей сцепки на стороне стрелы и часть быстродействующей сцепки на стороне инструмента, соединенные друг с другом с фиксацией с помощью пары расположенных на расстоянии друг от друга осей фиксации таким образом, что после соединения только первой из указанных двух осей фиксации, две части быстродействующей сцепки расположены с возможностью поворота друг к другу вокруг первой оси фиксации и соединения с указанной второй осью фиксации, гидравлическое соединение силовой цепи для автоматического соединения штуцера силовой цепи на стороне инструмента со штуцером силовой цепи на стороне стрелы, при этом гидравлическое соединение силовой цепи имеет соединительную часть силовой цепи на стороне стрелы и соединительную часть силовой цепи на стороне инструмента, которые расположены на части быстродействующей сцепки на стороне стрелы и на части быстродействующей сцепки на стороне инструмента соответственно с возможностью сведения вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси фиксации посредством вращения указанных двух частей быстродействующей сцепки вокруг указанной первой оси фиксации для автоматического соединения друг с другом указанных двух соединительных частей силовой цепи, при этом, по меньшей мере, одна из указанных двух соединительных частей силовой цепи установлена с возможностью вращения вокруг оси, параллельной указанной первой оси фиксации, и перемещения в направлении, перпендикулярном указанной первой оси фиксации, причем гидравлическое соединение силовой цепи включает линейную направляющую для компенсации вращательного движения двух соединительных частей силовой цепи при сведении указанных соединительных частей силовой цепи вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси фиксации, установленных с возможностью направления указанных двух соединительных частей силовой цепи линейно относительно друг друга по прямой линии во время соединения.
Предпочтительные варианты выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению соединительные части силовой цепи перемещаются по направлению друг к другу строго линейным образом. Предусмотрена линейная направляющая для соединительных частей силовой цепи, которая заставляет перемещаться соединительные части силовой цепи относительно друг друга вдоль прямой линии в противоположность круговому поворотному перемещению. Для обеспечения поворотного перемещения, по меньшей мере, одна из соединительных частей силовой цепи установлена на соответствующей части быстродействующей сцепки с возможностью перемещения относительно нее. Однако в качестве дальнейшего развития уровня техники предусмотрено, что установленная с возможностью перемещения соединительная часть силовой цепи компенсирует поворотное перемещения во время сближения частей быстродействующей сцепки и перемещается таким образом, что происходит строго линейное перемещение между двумя соединительными частями силовой цепи.
Согласно дальнейшему развитию изобретения линейная направляющая имеет, по меньшей мере, один направляющий элемент на стороне стрелы и, по меньшей мере, один направляющий элемент на стороне инструмента, которые входят в зацепление друг с другом при закрытии соединения силовой цепи перед тем, как две соединительные части силовой цепи, в частности их соединительные штуцера, входят в зацепление друг с другом. Для этого линейная направляющая входит в зацепление и выходит из него при поворотном перемещении двух частей быстродействующей сцепки вокруг уже зафиксированной первой оси фиксации, таких как соединительные части силовой цепи. Однако зацепление направляющих элементов линейной направляющей происходит перед зацеплением соединительных штуцеров соединительных частей силовой цепи, поэтому что линейное направление соединительных частей силовой цепи обеспечивается с самого начала. При этом не может происходить никакого кантования и обеспечивается точное линейное перемещение по всему пути соединения соединительных частей силовой цепи. Для этого направляющие элементы линейной направляющей выполнены в виде отдельных компонентов, отдельно от самих соединительных элементов силовой цепи, т.е. от штуцерных элементов. Предпочтительно они расположены неподвижно на соединительных частях силовой цепи или могут быть приварены к ним.
В целом, линейную направляющую можно выполнять различным образом. Например, может быть предусмотрен кулачковый участок для установленной с возможностью перемещения соединительной части силовой цепи или для установленных с возможностью перемещения соединительных частей силовой цепи. Может быть также предусмотрено управление перемещением подвижной соединительной части (подвижных соединительных частей) силовой цепи с помощью кулачков. Однако в другой модификации изобретения предпочтительно предусмотрены в качестве направляющих элементов, по меньшей мере, один направляющий палец на одной из соединительных частей силовой цепи и, по меньшей мере, одно направляющее отверстие на другой соединительной части силовой цепи.
Направляющий палец перемещается с точной посадкой в соответствующее направляющее отверстие, когда соединительные части силовой цепи перемещаются навстречу друг другу, за счет чего обеспечивается линейное перемещение. Предпочтительно предусмотрена пара направляющих пальцев, расположенных на расстоянии друг от друга, и соответствующие направляющие отверстия, при этом соединительные штуцера выполнены с возможностью их размещения между направляющими пальцами или направляющими отверстиями, соответственно. Продольные оси направляющих пальцев проходят параллельно направлению, в котором соединительные штуцера могут перемещаться друг к другу. В качестве соединительных штуцеров соединительные части силовой цепи могут иметь ранее известные соединительные элементы в виде гнезда и штыря, которые можно вводить друг в друга.
Направляющий палец (направляющие пальцы) линейной направляющей предпочтительно имеют сферическую форму, которая исключает перекос во время введения в соответствующее направляющее отверстие. В частности, каждый направляющий палец имеет закругленную головку, цилиндрическую направляющую часть и сужение, которое предусмотрено между головкой и цилиндрической направляющей частью.
В зоне сужения направляющий палец имеет диаметр, уменьшенный по сравнению с головкой или с цилиндрической направляющей частью. Закругленную головку можно вводить в направляющее отверстие также с небольшим угловым смещением. Выравнивание или компенсация углового смещения происходит, когда цилиндрическая направляющая поверхность, удаленная в осевом направлении от головки пальца, также входит в зацепление с направляющим отверстием.
По меньшей мере, одна из двух соединительных частей силовой цепи установлена с возможностью перемещения относительно соответствующей части быстродействующей сцепки. Предпочтительно только одна установлена с возможностью перемещения, в то время как другая жестко соединена с другой частью быстродействующей сцепки. Таким образом, обеспечивается простое расположение, которое, тем не менее, обеспечивает необходимую компенсацию поворотного перемещения.
Подвижность установки соответствующей соединительной части силовой цепи предпочтительно обеспечивается по нескольким осям. В частности, установка соединительной части силовой цепи может допускать, по меньшей мере, одно опрокидывающее перемещение вокруг оси, параллельной первой оси фиксации, и перемещение в направлении, перпендикулярном первой оси фиксации. Она также предпочтительно допускает толкательное перемещение параллельно первой оси фиксации и/или опрокидывающее перемещение вокруг оси опрокидывания, перпендикулярной первой оси фиксации. При такой установке с принудительным перемещением может компенсироваться также боковое смещение, возникающее, например, в результате неточности сборки. Дополнительно к этому, упрощается изготовление частей быстродействующей сцепки за счет более грубых допусков.
Согласно другой модификации изобретения, одна из двух соединительных частей силовой цепи установлена на пружинном устройстве, в частности на паре пружин сжатия. Пружины сжатия могут быть неподвижно закреплены на соответствующей части быстродействующей сцепки и совместно нести соответствующую соединительную часть силовой цепи. Компенсация поворотного перемещения относительно соответствующей части быстродействующей сцепки происходит за счет деформации пружинного устройства.
Для обеспечения надежного сближения соединительных частей силовой цепи может быть предусмотрено ограничение пути перемещения пружины в направлении перемещения соединения. Согласно другой модификации изобретения может быть предусмотрен нажимной толкатель, на котором сидит перемещаемая соединительная часть силовой цепи с возможностью наклона и/или перемещения.
Нажимной толкатель предпочтительно имеет закругленную головку, которая может входить приблизительно по центру между пружинными элементами пружинного устройства на соединительной части силовой цепи. Нажимной толкатель надежно и безопасно прижимает соединительные части силовой цепи друг к другу на конечной стадии перемещения соединения. Предпочтительно нажимной толкатель может предпочтительно иметь изменяемую длину. В частности, нажимной толкатель может быть выполнен упругим для предотвращения повреждения и обеспечения компенсации допусков, при этом жесткость пружины нажимного толкателя значительно выше жесткости пружины упругой установки соединительной части силовой цепи.
Согласно другой модификации изобретения нажимной толкатель может быть выполнен в виде гидравлического толкателя, т.е. он может выдвигаться или нагружаться в выдвинутом положении создающей давление средой. Таким образом, к установленной с возможностью перемещения соединительной части силовой цепи может прикладываться большее давление, предпочтительно в конце перемещения соединения или после полного сближения соединительных частей силовой цепи так, чтобы соединительные части силовой цепи могли надежно удерживаться в их сближенном положении.
Предпочтительно гидравлическое давление, которым нажимной толкатель удерживает вместе две соединительные части силовой цепи, согласуется с соответствующими рабочими условиями. Сила, удерживающая вместе соединительные части силовой цепи, выбирается всегда настолько большой, чтобы части полностью удерживались вместе без зазора в любое время. С другой стороны, перемещение не всегда осуществляется с максимальной силой, что достаточно для удерживания частей вместе при всех рабочих условиях. Последнее является недостатком решения с помощью пружины. Если нажимной толкатель должен удерживать части быстродействующей сцепки вместе только с помощью силы пружины, то пружина должна быть очень большой, чтобы удерживать части быстродействующей сцепки вместе при всех условиях, в результате силы должны действовать на широком участке, который является слишком большим. Силу давления предпочтительно регулируют с помощью гидравлического толкателя.
Нажимной толкатель может снабжаться, в частности, рабочей средой из одной из имеющихся цепей рабочей среды, т.е. нажимной толкатель находится под воздействием рабочей жидкости, которая подается в инструмент, подсоединенный с помощью соединения силовой цепи. Таким образом, удерживающая вместе сила также увеличивается в зависимости от соответствующего рабочего давления в инструменте.
Согласно другой предпочтительной модификации изобретения соотношение площадей между эффективной площадью рабочего цилиндра нажимного толкателя, на которую воздействует рабочая жидкость, и эффективной поверхностью штуцера, т.е. эффективная площадь поперечного сечения потока через соединение, на которую действует рабочая жидкость перпендикулярно направлению соединения в зоне штуцеров, выбирается больше 1. В предпочтительном варианте выполнения отношение площадей может достигать приблизительно 5/4. Благодаря этому соотношению площадей удерживающая сила, прикладываемая нажимным толкателем, всегда больше, чем максимальная возникающая сила, которая пытается разжать соединение силовой цепи. Если рабочее давление в магистралях рабочей жидкости, подлежащих соединению, возрастает, то сила, воздействующая на нажимной толкатель и тем самым удерживающая сила, также возрастает. Обычно предусмотрено множество штуцеров рабочей жидкости. Поэтому может быть предусмотрено множество нажимных толкателей. В этом случае соотношение суммы эффективных площадей рабочих цилиндров и суммы площадей штуцеров выбирается указанным выше образом.
Согласно другой модификации изобретения цилиндр нажимного толкателя или цилиндры нажимных толкателей могут быть соединены по потоку с множеством, в частности со всеми магистралями рабочей жидкости цепи рабочей жидкости, подлежащей соединению. Между магистралями рабочей жидкости и цилиндром (цилиндрами) предпочтительно расположена система вентилей, которые всегда обеспечивают соединение с нажимным толкателем одной из магистралей рабочей жидкости, имеющей наибольшее давление. Таким образом, всегда обеспечивается воздействие нажимного толкателя с достаточно большим давлением. В качестве системы вентилей магистрали рабочей жидкости могут быть соединены попарно с помощью маятниковых клапанов, что всегда обеспечивает более высокое давление.
Нажимной толкатель может снабжаться из различных частей цепи рабочей жидкости. Можно соединять цепь рабочей жидкости на стороне стрелы с нажимным толкателем. Обычно штуцеры для жидкости снабжены средством предотвращения утечки, благодаря чему нажимной толкатель можно уже задействовать, когда штуцеры еще не соединены, поэтому штуцеры соединяются за счет выдвижения нажимного толкателя. Однако согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения цилиндр (цилиндры) питают из цепи рабочей жидкости на стороне инструмента, т.е. на них воздействует давление только тогда, когда соединение силовой цепи и, в частности, его штуцеры для жидкости сближены и штуцеры соединены.
Цилиндр может быть соединен с независимой гидравлической магистралью.
Согласно другой модификации изобретения может быть также предусмотрено сближение соединительных частей силовой цепи с задержкой во времени относительно поворотного перемещения быстродействующей сцепки. Это просто обеспечивается тем, что гидравлическое воздействие на нажимной толкатель выполняется с задержкой во времени.
Может быть предусмотрена отдельная гидравлическая цепь для приведения в действие нажимного толкателя.
Установленная с возможностью перемещения соединительная часть силовой цепи и тем самым нажимной толкатель могут быть расположены в целом на стороне стрелы. Однако согласно другой модификации изобретения они предусмотрены на стороне инструмента.
Должна быть обеспечена возможность относительного перемещения между нажимным толкателем и соединительной частью силовой цепи, на которую он воздействует, а именно как перемещения наклона, так и перемещения перпендикулярно продольной оси нажимного толкателя. С одной стороны, установленная с возможностью перемещения соединительная часть силовой цепи компенсирует поворотное перемещение половин быстродействующей сцепки, в результате из кругового перемещения образуется линейное перемещение. Кроме того, относительные перемещения возникают благодаря люфту и т.п. Для допуска такого смещения нажимной толкатель и соединительная часть силовой цепи, на которую они воздействуют, должны иметь возможность перемещения относительно друг друга. Для обеспечения, несмотря на это, передачи больших усилий может быть предусмотрено, что нажимной толкатель снабжен на торцевой поверхности прижимным колпачком, который имеет плоскую торцевую поверхность, так что он может прилегать плотно и по большой поверхности к, по существу, плоской соединительной части силовой цепи. Для обеспечения перемещений наклона предпочтительно предусмотрено, что прижимной колпачок и нажимной толкатель имеют поверхности, изогнутые взаимно дополняющим образом по отношению друг к другу, которыми они установлены друг на друга, так что колпачок может наклоняться на самом толкателе, и, несмотря на это обеспечивается поверхностное соединение.
Для надежного удерживания вместе двух соединительных частей силовой цепи даже в трудных рабочих условиях может быть предусмотрено геометрическое замыкание двух соединительных частей силовой цепи в качестве альтернативы или дополнительно к гидравлическому нажимному толкателю. Согласно другой модификации изобретения может быть предусмотрено, что направляющий палец линейной направляющей блокируется при перемещении его в соответствующее направляющее отверстие. В частности, может быть предусмотрен выполненный с возможностью перемещения поперечный палец, который устанавливается в соединительной части силовой цепи, имеющей указанное направляющее отверстие. Фиксирующий поперечный палец приводится в действие предпочтительно гидравлически, т.е. когда направляющий палец полностью вдвинут в направляющее отверстие, фиксирующий поперечный палец перемещается по касательной к направляющему отверстию, так что он входит в направляющее отверстие, а именно в зоне, в которой расположено сужение направляющего пальца.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения может быть предусмотрен отдельный стержень для геометрического замыкания двух соединительных частей силовой цепи в их соединенном положении. Предпочтительно предусмотрена задвижка в виде стержня. Для приведения в действие стержня предусмотрен установочный цилиндр, предпочтительно гидравлический. На стержень может воздействовать пружина, так что он нагружен в положении фиксации. Таким образом, приводное средство необходимо задействовать только для разблокировки.
Согласно другой модификации изобретения, предусмотрено средство предварительной центровки дополнительно к линейной направляющей для двух соединительных частей силовой цепи на поворачивающихся друг к другу частях быстродействующей сцепки. Средство предварительной центровки выравнивает две соединительные части силовой цепи относительно друг друга перед зацеплением линейной направляющей настолько, что соответствующие направляющие элементы линейной направляющей могут входить друг в друга в соответствии с их назначением. Это приносит, в частности, преимущества, если при работе без контроля со стороны оператора первая ось фиксации не точно установлена или полностью вдвинута при повороте для соединения двух частей быстродействующей сцепки. В этом случае могут возникать ошибки выравнивания соединительных частей силовой цепи, которые могут приводить к повреждению соединения силовой цепи при их сближении. Предварительная центровка также корректирует слишком большие ошибки выравнивания соединительных частей силовой цепи относительно соответствующей части быстродействующей сцепки, которые могут возникать, например, из-за установки с возможностью перемещения, по меньшей мере, одной из соединительных частей силовой цепи.
Средство предварительной центровки может быть выполнено различным образом. Оно предпочтительно имеет пару центрирующих поверхностей, которые скользят друг по другу при поворотном сближении частей быстродействующей сцепки и одна из которых предусмотрена на установленной с возможностью перемещения соединительной части силовой цепи. Другая взаимодействующая центрирующая поверхность может быть предусмотрена на другой соединительной части силовой цепи. Согласно другой модификации изобретения она может быть расположена на противоположной части быстродействующей сцепки. Они, в частности, располагаются так, чтобы они входили в зацепление перед линейной направляющей.
Согласно другой модификации изобретения дополнительно к средству предварительной центровки может быть предусмотрена поворотная направляющая, которая обеспечивает возможность поворотного сближения двух частей быстродействующей сцепки только с желаемым выравниванием относительно друг друга, т.е. когда правильно выравнена первая ось фиксации. Поворотная направляющая предотвращает повреждение гидравлического соединения при сближении частей быстродействующей сцепки со смещением. В последнем случае соединительные элементы или направляющие пальцы соединительных частей силовой цепи также перемещаются друг к другу со смещением и приводят к повреждению. Поворотная направляющая имеет направляющие поверхности, предусмотренные предпочтительно на самих прочных поворотных соединительных частях силовой цепи, при этом направляющие поверхности скользят, заходя друг за друга, или же скользят друг по другу для правильного выравнивания частей быстродействующей сцепки при поворотном сближении вокруг первой оси фиксации. Они могут быть выполнены центрирующим образом так, что при поворотном сближении две части быстродействующей сцепки принудительно выравниваются относительно друг друга, и правильно выравнивается первая ось фиксации.
Направляющие поверхности предпочтительно предотвращают смещение двух половин быстродействующей сцепки относительно друг друга перед фиксированием второй оси фиксации, в частности, когда соединительные части силовой цепи уже вошли в зацепление друг с другом. Такое смещение приводило бы обязательно к повреждению соединения силовой цепи. Направляющие поверхности могут быть, в частности, выполнены так, что они взаимодействуют с первой осью фиксации, выполненной крюкообразной, как только они сталкиваются друг с другом, в результате чего предотвращается смещение или проскальзывание половин быстродействующей сцепки относительно друг друга.
Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения изобретения соединение силовой цепи является монтажным узлом, который можно последовательно устанавливать на две части быстродействующей сцепки. Он не является интегральной частью быстродействующего устройства смены. Соединение силовой цепи предпочтительно выполнено так, чтобы можно было заменять уже существующие быстродействующие устройства смены.
Для обеспечения хорошего доступа к соединению силовой цепи согласно другой модификации изобретения соединение силовой цепи может быть расположено снаружи осей фиксации двух частей быстродействующей сцепки. В этом случае соединение силовой цепи не находится в труднодоступном месте между двумя осями фиксации, что обеспечивает простой доступ, например для чистки. Дополнительно к этому в этом случае оно не расположено непосредственно в пространстве между двумя осями фиксации, что приводило бы к накоплению загрязнений.
Согласно другой модификации изобретения соединение силовой цепи расположено внутри смежных зон части быстродействующей сцепки на стороне инструмента и/или части быстродействующей сцепки на стороне стрелы, в частности так, что, в состоянии разъединения двух частей быстродействующей сцепки друг от друга, соединительные части не касаются земли, когда соответствующую часть быстродействующей сцепки помещают на землю. Две части быстродействующей сцепки могут предпочтительно иметь каждая два находящихся на расстоянии друг от друга несущих элемента, по существу, перпендикулярных осям фиксации, и соединительные части силовой цепи могут быть расположены каждая поперек их между двумя соответствующими несущими элементами. Они расположены в защищенной зоне между перпендикулярными несущими элементами частей быстродействующей сцепки. Несущие элементы частей быстродействующей сцепки толкают друг друга или заходят одна за другую в зоне осей фиксации. В зависимости от уровня техники часть быстродействующей сцепки на стороне стрелы может не иметь опорной плиты, которая проходит параллельно осям фиксации и на которой может быть расположена соединительная часть силовой цепи. За счет этого предотвращается вдавливание в землю соединительной части силовой цепи, расположенной на части быстродействующей сцепки, когда ее кладут на землю.
Согласно другой модификации изобретения две соединительные части силовой цепи выполнены каждая в, по существу, плитообразном виде. Уже упомянутые соединительные элементы в виде гнезда или штыря, которые образуют штуцеры силовой цепи, расположены на плитообразном носителе соединительных частей силовой цепи. Направляющие пальцы или направляющие отверстия могут быть жестко закреплены или выполнены в пространстве между ними.
Перечень чертежей
Ниже приводится описание изобретения на примере предпочтительных вариантов выполнения и со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах изображено:
фиг.1 - быстродействующая сцепка согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, которая имеет пару механических частей быстродействующей сцепки и гидравлическое соединение, при этом механические части быстродействующей сцепки находятся в зацеплении только с одной из двух осей фиксации, а гидравлическое соединение еще не соединено, в изометрической проекции;
фиг.2 - быстродействующая сцепка согласно фиг.1, при этом части быстродействующей сцепки показаны в положении поворотного сближения, и гидравлическое соединение соединено, в изометрической проекции;
фиг.3 - быстродействующая сцепка согласно фиг.1, при этом части быстродействующей сцепки находятся в зацеплении только с одной из осей фиксации, на виде сбоку;
фиг.4 - частичный разрез быстродействующей сцепки, при этом гидравлическое соединение находится в положении перед входом в зацепление соединительных частей силовой цепи, в увеличенном масштабе;
фиг.5 - частичный разрез быстродействующей сцепки, аналогичный фиг.3, но в другой плоскости разреза, на котором показаны выполненные в виде гнезда и штыря штуцерные элементы соединения;
фиг.6 - частичный разрез гидравлического соединения, на котором показано зацепление линейной направляющей гидравлического соединения незадолго до полного соединения гидравлического соединения, в увеличенном масштабе;
фиг.7 - частичный разрез гидравлического соединения, на котором показано гидравлическое соединение в состоянии полной фиксации, на виде спереди;
фиг.8 - быстродействующая сцепка согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, в котором обе соединительные части силовой цепи гидравлического соединения установлены с возможностью перемещения;
фиг.9 - соединительная часть силовой цепи, установленная с возможностью поворота на поворотном щитке, согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения;
фиг.10 - быстродействующая сцепка согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, в котором предусмотрено средство предварительной центровки установленной с возможностью перемещения соединительной части силовой цепи за счет поверхности предварительной центровки на поворотно-сближающихся частях быстродействующей сцепки, вид сбоку;
фиг.11 - частичный разрез быстродействующей сцепки, аналогичный фиг.4, на котором показано гидравлическое соединение незадолго до вхождение в зацепление друг с другом двух соединительных частей силовой цепи, в увеличенном масштабе;
фиг.12 - частичный разрез быстродействующей сцепки, аналогичный фиг.7, на котором показано гидравлическое соединение в состоянии полной фиксации, при этом направляющий палец одной соединительной части силовой цепи закреплен поперечным пальцем в другой соединительной части силовой цепи, вид спереди;
фиг.13 - разрез по линии А-А на фиг.12;
фиг.14 - гидравлическое соединение в состоянии полной фиксации, при этом две соединительные части силовой цепи зафиксированы с геометрическим замыканием с помощью установленного с возможностью поворота стержня;
фиг.15 - частичный разрез быстродействующей сцепки, аналогичный фиг.4, согласно другому варианту выполнения изобретения, на котором показано гидравлическое соединение с гидравлически приводимым в действие нажимным толкателем незадолго до создания соединения;
фиг.16 - частичный разрез, аналогичный фиг.4, на котором показано гидравлическое соединение в состоянии полного сближения;
фиг.17 - частичный разрез гидравлического нажимного толкателя согласно фиг.15 и 16, в увеличенном масштабе;
фиг.18 - схема цепи для приведение в действие двух гидравлических нажимных толкателей, согласно варианту выполнения, показанному на фиг.15-17;
фиг.19 - нижняя, установленная с возможностью перемещения часть гидравлического соединения согласно фиг.1-18, в изометрической проекции;
фиг.20 - частичный разрез направляющего пальца соединения силовой цепи, который обуславливает линейное сближение двух соединительных частей силовой цепи.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Показанная на фигурах быстродействующая сцепка 1 имеет часть 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы, которая закреплена с возможностью поворота на валу стрелы 3 гидравлического экскаватора и которую можно поворачивать с помощью поворотного щитка (не изображен) само по себе известным образом вокруг оси 4 поворота перпендикулярно продольной оси вала стрелы 3. Кроме того, быстродействующая сцепка 1 имеет часть 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента, которая соединена с гидравлическим инструментом экскаватора. Это может быть, например, захватный инструмент с вращательным механизмом 6, приводимым в действие гидравлически.
Две части 2 и 5 быстродействующей сцепки 1 могут быть зафиксированы друг с другом с помощью двух параллельных осей 7 и 8 фиксации, которые находятся на расстоянии друг от друга и которые можно фиксировать. Как показано на фиг.1, оси 7 и 8 фиксации проходят параллельно оси 4 поворота, вокруг которой быстродействующую сцепку 1 можно поворачивать относительно вала стрелы 3.
Первая ось 7 из двух осей фиксации образована, с одной стороны, поперечным пальцем 9, предусмотренным на части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента, и парой фиксаторных крюков 10, предусмотренных на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы. Фиксаторные крюки 10 можно зацеплять за поперечный палец 9, так что он зацепляется фиксаторными крюками 10, и можно поднимать часть 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента. Как показано на фиг.2 и 3, фиксаторные крюки 10 являются крюкообразными углублениями, открытыми с одной стороны, которые окружают поперечный палец 9 в виде полуоболочки. В этом соединении углубления крюков открыты в сторону части 2 быстродействующей сцепки, которая удалена от второй оси 8 фиксации.
С другой стороны, вторая ось 8 фиксации образована парой фиксаторных пальцев 11, которые можно перемещать друг от друга, и соответствующей парой фиксаторных отверстий 12. Как показано на фиг.3, пара фиксаторных пальцев 11 расположена на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы и может вдвигаться и выдвигаться, предпочтительно гидравлически, с помощью ранее известного приводного механизма. Фиксаторные отверстия 12 образованы в части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента. Как показано на фиг.1, как часть 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы, так и часть 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента имеют, по существу, вертикальные несущие элементы, которые расположены на расстоянии друг от друга, а именно находятся на разном расстоянии друг от друга, при этом несущие плиты части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы могут входить между несущими плитами части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента.
Для соединения двух частей 2 и 5 быстродействующей сцепки сначала часть 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы перемещается в часть 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента и поперечный палец противоположной части быстродействующей сцепки зацепляется крюкообразным фиксаторным углублением 10 (фиг.3). За счет небольшого приподнятия части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы можно обеспечить надежное западание части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента в крюкообразное фиксаторное углубление 10.
Для фиксирования второй оси 8 фиксации часть 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы затем поворачивают вокруг оси 4 поворота, так что в результате две части 2 и 5 быстродействующей сцепки поворотно сближаются вокруг первой оси 7 фиксации настолько, что пара фиксаторных пальцев 11 и соответствующие фиксаторные отверстия 12 совпадают друг с другом. Затем фиксаторные пальцы 11 предпочтительно гидравлически раздвигаются, так что они входят в фиксаторные отверстия 12. Две части 2 и 5 быстродействующей сцепки неподвижно соединяются друг с другом с помощью двух осей 7 и 8 фиксации.
Для предотвращения смещения двух половин быстродействующей сцепки и в результате повреждения чувствительного гидравлического соединения, описание которого будет приведено ниже, во время поворота двух частей 2 и 5 быстродействующей сцепки вокруг первой оси 7 фиксации, две части 2 и 5 быстродействующей сцепки могут быть снабжены поворотной направляющей 44 (фиг.11). Две прочные части 2 и 5 быстродействующей сцепки имеют каждая направляющую поверхность 46 и 47 (фиг.11), которые можно перемещать только друг по другу или одна за другую, когда первая ось 7 фиксации точно совпадает. Если, например, водитель экскаватора неточно введет фиксаторные крюки 10, то поворотная направляющая предотвратит поворотное сближение со смещением. Направляющие поверхности 46 и 47 могут быть выполнены так, чтобы они имели центрирующее действие, т.е. перемещали части 2 и 5 быстродействующей сцепки в положение правильного выравнивания при их поворотном сближении.
Для снабжения приводных элементов на стороне инструмента энергией быстродействующая сцепка 1 снабжена гидравлическим соединением 13, которое соединяет гидравлическую цепь на стороне стрелы с гидравлической цепью на стороне инструмента. Например, механизм вращения, показанный на фиг.1, может приводиться в действие гидравлически. Могут быть предусмотрены другие приводные элементы и в соответствии с этим могут быть предусмотрены и соединяться множество гидравлических цепей.
Гидравлическое соединение 13 содержит две соединительные части 14 и 15 силовой цепи, которые установлены, с одной стороны, на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы и, с другой стороны, - на части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента. Они расположены на сторонах частей 2 и 5 быстродействующей сцепки, противоположных первой и второй осям 7 и 8 фиксации, а именно на одинаковом расстоянии от первой оси 7 фиксации, так что они перемещаются навстречу друг другу при поворотном сближении двух частей 2 и 5 быстродействующей сцепки. В принципе они могут быть расположены между двумя осями 7 и 8 фиксации. Однако они предпочтительно находятся снаружи зоны, ограниченной двумя осями 7 и 8 фиксации, поскольку практика показала, что последнее связано с загрязнением и затруднением доступа. За счет расположения соединительных частей 14 и 15 силовой цепи снаружи от осей 7 и 8 фиксации меньше вероятность их поломки и проще обслуживание. Как показано на фиг.1 и 7, соединительные части 14 и 15 силовой цепи расположены каждая между перпендикулярными несущими элементами 16 части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы или между перпендикулярными несущими элементами 17 части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента. Таким образом, они расположены защищенным образом. Они, в частности, не выступают за части 2 и 5 быстродействующей сцепки, поэтому соединительные части 14 и 15 силовой цепи не вдавливаются в землю, когда соответствующие части 2 и 5 быстродействующей сцепки размещаются на земле.
Обе соединительные части 14 и 15 силовой цепи охватывают множество соединений силовых магистралей. Каждая из них выполнена в виде блока штуцеров, в котором объединено множество соединительных элементов 18. Каждая из двух соединительных частей 14 и 15 силовой цепи имеет плитообразный несущий элемент 19 или 20, которые соответственно проходят поперечно к соответствующей части 2 или 5 быстродействующей сцепки. Соединительные элементы 18, которые могут быть сдвинуты вместе и которые образуют соединение для гидравлической жидкости, посажены перпендикулярно плитообразным несущим элементам 19 и 20. Соединительные элементы 18 могут быть соединительными элементами в виде гнезда или штыря, известных ранее.
Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.1-7, соединительная часть 14 силовой цепи, расположенная на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы, установлена неподвижно, т.е. жестко относительно части 2 быстродействующей сцепки. Соединительная часть 15 силовой цепи, расположенная на части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента, установлена с возможностью перемещения относительно нее.
Как показано на фиг.4 и 7, вся соединительная часть 15 силовой цепи посажена на пружинную систему 21, которая в показанном варианте выполнения состоит из четырех пружин сжатия, расположенных по периметру прямоугольника. Пружины 22 сжатия закреплены на одном конце на консольных плитах, которые расположены на перпендикулярных несущих элементах 17 части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента (фиг.7). На другом конце цилиндрические пружины 22 соединены, предпочтительно привинчены к плитообразному несущему элементу 19 соединительной части 15 силовой цепи. Пружины 22 имеют достаточную высоту и упругость, так что соединительную часть 15 силовой цепи можно смещать или наклонять по многим осям. Пружинная система 21 образует выполненную с возможностью перемещения по многим осям опору для соединительной части 15 силовой цепи, что может компенсировать смещение относительно противоположной соединительной части 14 силовой цепи, в частности, обусловленное поворотным перемещением частей 2 и 5 быстродействующей сцепки.
Как показано на фиг.3 и 6, две соединительные части 14 и 15 силовой цепи автоматически перемещаются за счет поворотного перемещения сближения частей 2 и 5 быстродействующей сцепки и синхронно с ними. В этой связи соединительные части 14 и 15 силовой цепи должны совершать перемещение по окружности вокруг первой оси 7 фиксации. Однако, поскольку соединительные элементы 18 необходимо сближать линейным образом на двух соединительных частях 14 и 15 силовой цепи, то поворотное перемещение соединительных частей 14 и 15 силовой цепи компенсируется с помощью пружинной системы 21. Для обеспечения точного линейного перемещения гидравлическое соединение 13 соединено с линейной направляющей 23, которая обеспечивает перемещение соединительных частей 14 и 15 силовой цепи по направлению друг к другу точно вдоль прямой линии, несмотря на поворотное перемещение частей 2 и 5 быстродействующей сцепки. Линейная направляющая 23 состоит, в показанном варианте выполнения, из пары направляющих пальцев 24 и соответствующих направляющих отверстий 25, в которые перемещаются указанные направляющие пальцы 24 во время сближения двух соединительных частей 14 и 15 силовой цепи. В этой связи они заставляют пружины 22 отклоняться для компенсации поворотного перемещения компонентов. Кроме того, компенсируются смещения, обусловленные допусками сборки.
Направляющие пальцы 24 жестко соединены с плитообразным несущим элементом 19 соединительной части 15 силовой цепи и выступают перпендикулярно ему в направлении противоположной соединительной части 14 силовой цепи. Каждый направляющий палец 24 выполнен, по существу, цилиндрическим. Однако каждый направляющий палец 24 имеет закругленную головку 26, цилиндрическую направляющую часть 27 и сужение 28, расположенное между ними, которое отделяет закругленную головку 26 от цилиндрической направляющей части 27. Благодаря особой конструкции направляющих пальцев 24 предотвращается перекос во время ввода в направляющие отверстия 25. Как показано на фиг.20, огибающая поверхность направляющего пальца 24 может быть сферически закруглена в зоне головки 26. Сферическое закругление переходит в сужение 28. Дополнительно к этому может быть предусмотрен конический наклон цилиндрической части или направляющей части 27, который может составлять от 5 до 15
, предпочтительно приблизительно 10. Сферическая форма направляющего пальца, в частности сферическая форма головки, обеспечивает вставление направляющих пальцев в противоположные направляющие отверстия без перекосов. В зоне входного поперечного сечения направляющие отверстия могут иметь расширение поперечного сечения в виде камеры, закругления или т.п. для облегчения ввода (фиг.4). Направляющие отверстия 25, или выполненные в виде гнезд направляющие предпочтительно выполнены из подходящего материала и вставлены в соединительную часть 14 силовой цепи на стороне стрелы,
Для предотвращения невхождения направляющих пальцев 24 в направляющие отверстия 25 вследствие сильного смещения, когда части 2 и 5 быстродействующей сцепки сближаются, может быть предусмотрено средство 29 предварительной центровки для предварительного центрирования двух соединительных частей 14 и 15 силовой цепи относительно друг друга. На фиг.10 показан пример такого средства 29 предварительной центровки. На одном конце установленная с возможностью перемещения соединительная часть 15 силовой цепи может иметь центрирующую поверхность 30. На другом конце противоположной части быстродействующей сцепки может быть предусмотрена кулачковая центрирующая поверхность 31, по которой скользит центрирующая поверхность 30, когда сближаются две части 2 и 5 быстродействующей сцепки. Средство предварительной центровки обеспечивает, по меньшей мере, приблизительно выравненное положение относительно друг друга двух соединительных частей 14 и 15 силовой цепи, когда они раздвигаются.
Для обеспечения надежного и полного сближения соединительных элементов 18 предпочтительно предусмотрен исполнительный механизм, который становится активным на последнем отрезке пути поворотного сближения частей 2 и 5 быстродействующей сцепки и полностью прижимает соединительные части 14 и 15 силовой цепи друг к другу. В частности, может быть предусмотрен нажимной толкатель 32, на котором посажена установленная на пружинах соединительная часть 15 силовой цепи (фиг.6). Поскольку пружины должны быть достаточно упругими для компенсации поворотного перемещения или смещения, то они могут пружинить и сжиматься, благодаря чему не происходит полного соединения гидравлического соединения. Нажимной толкатель 32 служит в качестве хода ограничителя хода пружинной опоры.
Как показано на фиг.6, головка нажимного толкателя 32 предпочтительно слегка закруглена, так что, даже при слегка наклоненном положении установленной с возможностью перемещения соединительной части 15 силовой цепи нажимной толкатель 32 находится по возможности в центре. Нажимной толкатель 32 может быть также выполнен упругим. Как показано на фиг.6, нажимной толкатель 32 может быть пальцем, установленным с возможностью перемещения в продольном направлении, который нагружен с помощью пружины 43 сжатия, которая может быть выполнена в виде набора пружинных шайб. Жесткость пружины нажимного толкателя 32 должна быть значительно выше, чем жесткость пружинной системы 21 для установки с возможностью перемещения соединительной части 15 силовой цепи. Как показано на фиг.6, соединительная часть 15 силовой цепи сидит на нажимном толкателе 32 в конце перемещения сближения. Тогда указанный нажимной толкатель полностью прижимает установленную с возможностью перемещения соединительную часть 15 силовой цепи к противоположной соединительной части 14 силовой цепи во время остающегося поворотного сближения частей 2 и 5 быстродействующей сцепки. Это обеспечивает полное замыкание гидравлического соединения.
Согласно альтернативному варианту выполнения изобретения нажимной толкатель 32 может быть приводимым в действие гидравлически нажимным толкателем. Для этой цели система должна быть перевернута, т.е. установленная с возможностью перемещения соединительная часть силовой цепи предпочтительно расположена на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы, так что нажимной толкатель может снабжаться из гидравлической системы на стороне стрелы. С помощью нажимного толкателя, который может выдвигаться гидравлически, можно прикладывать увеличенное усилие, в частности, в конце перемещения соединения.
На фиг.15-18 показан предпочтительный вариант выполнения гидравлического соединения с приводимым в действие гидравлически нажимным толкателем. Соединительные части силовой цепи обычно установлены с возможностью перемещения или упруго описанным выше образом, так что можно опираться на предшествующее описание. Как показано на фиг.15, нажимной толкатель перемещается в свое исходное положение настолько, что имеется воздушный зазор между плитообразным несущим элементом 19 и торцевой поверхностью нажимного толкателя 32. Таким образом, соединение силовой цепи начинается с помощью пружин 22 или прилагаемого ими усилия, при этом линейная направляющая обеспечивает перемещение двух соединительных частей силовой цепи перпендикулярно друг другу. В этой связи, как показано на фиг.16, вызывается упругая деформация установочных пружин.
Для надежного удержания вместе двух соединительных частей силовой цепи при работе, даже с большими усилиями предусмотрен гидравлический нажимной толкатель 32, который нажимает по центру несущего элемента 19, так что он плотно прижимается к несущему элементу 20 на стороне стрелы. Могут быть предусмотрены два или более гидравлических прижимных элементов 32. Как показано на фиг.17, нажимной толкатель 32 содержит цилиндропоршневой блок, который состоит из плунжерного поршня 60 и цилиндрического вкладыша 61, направляющего перемещение плунжерного поршня 60. Цилиндрический вкладыш 61 ввинчен в несущий элемент 62 соединения силовой цепи, прикрепленного к инструменту без возможности выхода жидкости.
Как показано на фиг.17, плунжерный поршень 60 нагружен пружинным модулем 63, а именно в своем выдвинутом положении, в котором он перемещен в направлении уступа на стороне цилиндрической гильзы с помощью уступа 64. В качестве пружинного модуля 63 могут быть предусмотрены дисковые пружины подходящей толщины. Дисковые пружины имеют такие размеры, что они пружинят, когда соединительные части силовой цепи сдвигаются вместе. Фиксированное удержание вместе без люфта при всех рабочих условиях обеспечивается гидравлическим действием плунжерного поршня 60. Для этой цели плунжерный поршень 60 или камера 66 давления соединена с гидравлическими магистралями инструмента через отверстие 65 для рабочей жидкости.
На фиг.18, в показанном варианте выполнения, четыре магистрали 67, 68, 69, 70 для рабочей среды направляются с помощью штуцеров 71 соединения силовой цепи со стороны стрелы на сторону инструмента быстродействующей сцепки. Магистрали 67-70 для рабочей среды на стороне инструмента все соединены с камерой 66 давления нажимного толкателя 32. В этой связи магистрали 67-70 также собраны в пары с помощью системы маятниковых вентилей 72, 73 и 74. Маятниковые вентили в виде сдвоенных запорных клапанов обеспечивают питание магистрали для рабочей среды от магистралей 67-70 для рабочей среды с наибольшим давлением. Поэтому к камере 66 давления нажимного толкателя 32 всегда прикладывается наибольшее из давлений, имеющихся в магистралях 67-70.
Эффективная площадь плунжерного поршня, который создает регулирующее усилие, в этой связи больше, чем сумма площадей поперечного сечения штуцеров 71. Таким образом, за счет того, что в цепи плунжерного поршня всегда имеется самое высокое давление, обеспечивается, что удерживающее вместе усилие всегда больше сил, вызываемых давлениями в штуцерах, которые стремятся разжать соединение силовой цепи.
Как показано на фиг.17, на торцевой конец плунжерного поршня насажен прижимной колпачок 75, который имеет по существу плоскую торцевую поверхность. Это обеспечивает всегда поверхностный контакт с плитой несущего элемента 19 и предотвращает слишком высокие давления, которые бы возникали при точечном контакте. Для того чтобы, несмотря на это, обеспечить изменение наклона, соединительные поверхности 76, по которым соприкасаются друг с другом торцевая поверхность плунжерного поршня 60 и прижимной колпачок 75, имеют симметрично закругленные поверхности вращения, что дает возможность изменять наклон между прижимным колпачком и плунжерным поршнем 60. Несмотря на это, соприкосновение между плунжерным поршнем 60 и прижимным колпачком 75 осуществляется также по поверхности.
Как указывалось выше, при работе могут возникать большие усилия, которые могут разжимать соединительные части силовой цепи. Для предотвращения этого может быть, не обязательно, также предусмотрена фиксация с геометрическим замыканием соединительных частей 14 и 15 силовой цепи.
Как показано на фиг.12 и 13, в соединительной части 14 силовой цепи может быть предусмотрен установленный с возможностью перемещения поперечный палец 48. Поперечный палец 48 расположен так, что он может перемещаться по касательной в направляющее отверстие 25, а именно в зону, в которой прекращается сужение 28 направляющего пальца 24, когда направляющий палец полностью вдвинут. Как показано на фиг.13, поперечный палец 48 может иметь части с различным диаметром. Если палец вводится в направляющее отверстие 25 частью с большим диаметром, то направляющий палец 24 фиксируется. Если поперечный палец 48 вдвигается в направляющее отверстие 25 частью с меньшим диаметром, то направляющий палец 24 можно толкать внутрь и наружу. Поперечный палец 48 предпочтительно приводится в действие гидравлически. В положении фиксации он может быть, необязательно, нагружен с помощью пружины, так что гидравлический привод используется только для вывода из фиксации.
Кроме того, может быть предусмотрен стержень 49, который фиксирует вместе соединительные части 14 и 15 силовой цепи с помощью геометрического замыкания (фиг.14). Согласно другой модификации изобретения, стержень 49 может быть выполнен в виде коромысла, которое установлено с возможностью поворота вокруг оси 51 поворота на соединительной части 14 силовой цепи. Оно имеет на одном конце изогнутый крюк, которым он может зацепляться за фиксаторный выступ 52 на противоположной соединительной части 15 силовой цепи. Стержень 49 предпочтительно нагружен в своем положении фиксации с помощью пружины 50. Дополнительно к этому со стержнем 49 шарнирно соединен гидравлический цилиндр 53 для его поворота в положение без фиксации (фиг.14). Гидравлический цилиндр предпочтительно расположен на стороне стрелы для предварительного соединения с гидравлической системой.
На фиг.8 показан альтернативный вариант установки соединительных частей 14 и 15 силовой цепи. В этом случае обе соединительные части силовой цепи установлены с возможностью перемещения. Соединительная часть 14 силовой цепи, закрепленная на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы, установлена с возможностью поворота вокруг поперечной оси 33 на поворотном щитке 34. Поворотный щиток, в свою очередь, установлен на части быстродействующей сцепки с возможностью поворота вокруг оси 35 поворота, параллельной и расположенной на расстоянии от поперечной оси 33. Нейтральное положение соединительной части 14 силовой цепи может, необязательно, обеспечиваться с помощью пружинного устройства.
Вторая соединительная часть 15 силовой цепи, которая закреплена на части 5 быстродействующей сцепки на стороне инструмента, также установлена с возможностью перемещения. В показанном варианте выполнения, она установлена с возможностью перемещения в продольном направлении, а именно в плоскости, которая параллельна первой оси 7 фиксации быстродействующей сцепки 1. Как показано на фиг.8, вторую соединительную часть 15 силовой цепи можно перемещать слева направо. Она удерживается в своем нейтральном положении пружинами.
На фиг.9 показана альтернативная установка с возможностью перемещения соединительной части 15 силовой цепи, предусмотренной на стороне инструмента. Она установлена на поворотном щитке 36, который может поворачиваться вокруг поперечной оси 37 в направлении первой оси 7 фиксации и от нее. Соединительная часть 15 силовой цепи, установленная на поворотном щитке 36, может также поворачиваться вокруг оси 38 наклона. Как показано на фиг.9, ось 38 наклона проходит параллельно оси 37. Соединительная часть 15 силовой цепи удерживается в своем нейтральном положении на поворотном щитке 36 с помощью пружин 39.
На фиг.10 показано другое альтернативное соединение соединительной части 14 силовой цепи, которая закреплена на части 2 быстродействующей сцепки на стороне стрелы. Она установлена с возможностью наклона на поперечном пальце 40, который проходит параллельно первой оси 7 фиксации. Дополнительно к этому, соединительная часть 14 силовой цепи установлена на пальце 40 с возможностью смещения. Она имеет удлиненное отверстие 41, так что имеется возможность ее смещения поперек пальца 40. Соединительная часть 14 силовой цепи удерживается в своем нейтральном положении с помощью пружины 42. Дополнительно к этому, предусмотрено уже упомянутое выше средство 29 предварительной центровки, которое выполняет предварительную центровку соединительной части 14 силовой цепи, когда она перемещается к противоположной соединительной части 15 силовой цепи при поворотном сближении частей 2 и 5 быстродействующей сцепки.
Выступающий вверх зубец на нижней соединительной части силовой цепи, на которой предусмотрена кулачковая поверхность 31, имеет двойную функцию. А именно, он одновременно образует поворотную направляющую 44, которая заставляет две части быстродействующей сцепки принимать правильно выравненное положение при перемещении друг к другу. Позициями 46 и 47 в данном случае также обозначены соответствующие направляющие поверхности.
Возможны также другие типы установки подвижной соединительной части (подвижных соединительных частей) силовой цепи, которые здесь отдельно не представлены. Например, упругая установка может быть обеспечена посредством замены пружин пружинной системы 21, показанной на фиг.1-7, эластичными элементами, например резиновыми. Кроме того, вместо саморегулирующейся установки может быть предусмотрена принудительная установка для, по меньшей мере, одной из соединительных частей силовой цепи, так что это компенсирует поворотное перемещение частей 2 и 5 быстродействующей сцепки и обеспечивает строго линейное перемещение двух соединительных частей силовой цепи.
С помощью показанной быстродействующей сцепки могут быть обеспечены значительные преимущества. В частности, при фиксации быстродействующей сцепки одновременно обеспечивается фиксация гидравлического соединения. Дополнительно к этому, гидравлическое соединение 13 можно устанавливать в существующие быстродействующие сцепки, в частности, благодаря их показанному устройству и расположению, т.е. не интегрированному, а приспособленному. Расположение гидравлического соединения 13 обеспечивает хорошую доступность для обслуживания и ремонта. Дополнительно к этому, благодаря адаптации соединений к быстродействующей сцепке, можно изменять их размеры и приспосабливать к имеющимся условиям. В частности, можно объединять множество гидравлических магистралей в один соединительный узел.
Для предотвращения слишком большого растягивания упругой установки соединительной части силовой цепи при рассоединении быстродействующей сцепки может быть предусмотрен упор 80. Как показано на фиг.19, упор 80 может быть образован двумя выступами, в направлении которых перемещается при рассоединении упруго установленная плита 19 несущего элемента. Упоры 80 предпочтительно расположены по центру, т.е. образованная ими линия проходит по центру через направляющие пальцы 24 соединения силовой цепи.
Формула изобретения
1. Быстродействующая сцепка для присоединения инструмента к стреле (3) гидравлического экскаватора и подобных машин, содержащая часть (2) быстродействующей сцепки на стороне стрелы и часть (5) быстродействующей сцепки на стороне инструмента, соединенные друг с другом с фиксацией с помощью пары расположенных на расстоянии друг от друга осей фиксации таким образом, что после соединения только первой из указанных двух осей фиксации, две части (2,5) быстродействующей сцепки расположены с возможностью поворота друг к другу вокруг первой оси (7) фиксации и соединения с указанной второй осью (8) фиксации, гидравлическое соединение (13) силовой цепи для автоматического соединения штуцера силовой цепи на стороне инструмента со штуцером силовой цепи на стороне стрелы, при этом гидравлическое соединение силовой цепи имеет соединительную часть (14) силовой цепи на стороне стрелы и соединительную часть (15) силовой цепи на стороне инструмента, которые расположены на части (2) быстродействующей сцепки на стороне стрелы и на части (5) быстродействующей сцепки на стороне инструмента соответственно с возможностью сведения вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси фиксации посредством вращения указанных двух частей (2,5) быстродействующей сцепки вокруг указанной первой оси (7) фиксации для автоматического соединения друг с другом указанных двух соединительных частей силовой цепи, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из указанных двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи установлена с возможностью вращения вокруг оси, параллельной указанной первой оси (7) фиксации, и перемещения в направлении, перпендикулярном указанной первой оси (7) фиксации, при этом гидравлическое соединение (13) силовой цепи включает линейную направляющую (23) для компенсации вращательного движения двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи, при сведении указанных соединительных частей (14, 15) силовой цепи вместе по круговой траектории вокруг указанной первой оси (7) фиксации, установленные с возможностью направления указанных двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи линейно относительно друг друга по прямой линии во время соединения.
2. Быстродействующая сцепка по п.1, отличающаяся тем, что линейная направляющая (23) имеет, по меньшей мере, один направляющий элемент (25) на стороне стрелы и, по меньшей мере, один направляющий элемент (24) на стороне инструмента, расположенные с возможностью зацепления друг с другом при закрывании гидравлического соединения (13) силовой цепи, в частности, перед входом в зацепление друг с другом двух соединительных частей (14,15) силовой цепи.
3. Быстродействующая сцепка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве направляющих элементов предусмотрены, по меньшей мере, один направляющий палец (24) на одной соединительной части (15) силовой цепи и, по меньшей мере, одно направляющее отверстие (25) на другой соединительной части (14) силовой цепи для приема, по меньшей мере, одного направляющего пальца, при этом направляющий палец (24) имеет предпочтительно закругленную головку, цилиндрическую направляющую часть (27) и сужение (28) между головкой и направляющей частью.
4. Быстродействующая сцепка по п.3, отличающаяся тем, что направляющий палец (24) закреплен в своем вставленном в направляющее отверстие (25) положении с помощью подвижного, в частности, установленного с возможностью приведения в действие гидравлически поперечного пальца (48), который установлен в соединительной части (14) силовой цепи, имеющей направляющее отверстие (25).
5. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что только одна из двух соединительных частей силовой цепи установлена с возможностью перемещения относительно соответствующей части быстродействующей сцепки.
6. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что обе соединительные части силовой цепи установлены с возможностью перемещения относительно частей (2, 5) быстродействующей сцепки.
7. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что одна из двух соединительных частей (15) установлена с возможностью перемещения предпочтительно на пружинной системе (21) из пружин (22) сжатия.
8. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что в ней предусмотрен нажимной толкатель (32), на который посажена одна из двух соединительных частей (15) силовой цепи с возможностью наклона или смещения.
9. Быстродействующая сцепка по п.8, отличающаяся тем, что нажимной толкатель (32) имеет палец, установленный с возможностью продольного перемещения, который нагружен с помощью пружины (43).
10. Быстродействующая сцепка по п.7, отличающаяся тем, что нажимной толкатель (32) имеет установленный с возможностью смещения цилиндр, сообщенный с рабочей средой.
11. Быстродействующая сцепка по пп.7, 10, отличающаяся тем, что цилиндр сообщен с рабочей средой при сведении соединительных частей силовой цепи, причем отношение площадей эффективной поверхности цилиндра, при воздействии на нее рабочей среды, к эффективной поверхности штуцеров (71), при воздействии на нее рабочей среды в зоне штуцеров перпендикулярно направлению соединения, больше 1.
12. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что цилиндр соединен по потоку со всеми магистралями (67, 68, 69, 70) цепи рабочей среды при соединении соединительных частей силовой цепи, при этом предусмотрена система маятниковых вентилей (72, 73, 74), расположенная между магистралями рабочей среды и цилиндром, соединяющая цилиндр с магистралью рабочей среды, находящейся под наибольшим давлением.
13. Быстродействующая сцепка по любому из п.11 или 12, отличающаяся тем, что цилиндр соединен с гидравлической магистралью инструмента.
14. Быстродействующая сцепка по п.10, отличающаяся тем, что цилиндр соединен с независимой гидравлической магистралью.
15. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-14, отличающаяся тем, что она имеет нажимной толкатель (32), установленный с возможностью сведения соединительных частей силовой цепи с задержкой во времени относительно поворотного сближения быстродействующей сцепки.
16. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-15, отличающаяся тем, что нажимной толкатель (32) снабжен на торцевой поверхности прижимным колпачком (75), установленным с возможностью наклона, при этом между нажимным толкателем и прижимным колпачком предусмотрены, в частности, закругленные относительно друг друга взаимно дополняющим образом поверхности.
17. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-16, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из соединительных частей (15) силовой цепи установлена с возможностью перемещения вокруг оси, параллельной первой оси (7) фиксации и/или установлена с возможностью перемещения в направлении, по существу, перпендикулярном первой оси (7) фиксации.
18. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-17, отличающаяся тем, что она имеет средство (29) предварительной центровки для предварительной центровки двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи при поворотном сближении частей (2, 5) быстродействующей сцепки, которое предпочтительно имеет пару центрующих поверхностей (30, 31) для скольжения друг по другу при поворотном сближении и одна из которых расположена на установленной с возможностью перемещения соединительной части (15) силовой цепи, а другая - на другой соединительной части (14) силовой цепи или на соответствующей части (2) быстродействующей сцепки.
19. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-18, отличающаяся тем, что она имеет поворотную направляющую для двух частей (2, 5) быстродействующей сцепки, для обеспечения их выравнивания относительно друг друга при поворотном сближении или предотвращения поворотного сближения с неправильным их выравниванием.
20. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-19, отличающаяся тем, что поворотная направляющая (44) имеет направляющие поверхности (46, 47), находящиеся на расстоянии от первой оси (7) фиксации, которые расположены на части (2) быстродействующей сцепки на стороне стрелы и на части (5) быстродействующей сцепки на стороне инструмента, установленные с возможностью скольжения друг по другу или друг за другом при поворотном сближении двух частей (2, 5) быстродействующей сцепки вокруг первой оси (7) фиксации.
21. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-20, отличающаяся тем, что гидравлическое соединение (13) силовой цепи выполнено в виде монтажного узла, для последовательной установки на двух частях (2, 5) быстродействующей сцепки.
22. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что гидравлическое соединение (13) силовой цепи расположено снаружи двух осей (7, 8) фиксации.
23. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-22, отличающаяся тем, что каждая из двух частей (2, 5) быстродействующей сцепки имеет два расположенных на расстоянии друг от друга несущих элемента (16, 17) перпендикулярных осям (7, 8) фиксации, и каждая из двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи расположена между двумя соответствующими несущими элементами поперек них.
24. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-23, отличающаяся тем, что каждая из двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи имеет два плитообразных несущих элемента (19, 20) и выполненные в виде штыря или гнезда соединительные элементы (18), расположенные перпендикулярно плитообразным несущим элементам, при этом направляющие пальцы (24) и направляющие отверстия (25) предпочтительно жестко соединены с несущими элементами (19, 20) или образованы в них для линейного направления двух соединительных частей силовой цепи.
25. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-24, отличающаяся тем, что каждая из двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи выполнена в виде соединительного узла, который имеет соединительные элементы (18) для магистралей силовой цепи.
26. Быстродействующая сцепка по любому из пп.1-25, отличающаяся тем, что она имеет стержень (49) для фиксации с геометрическим замыканием двух соединительных частей (14, 15) силовой цепи при их соединении, при этом стержень (49) предпочтительно нагружен в своем положении фиксации с помощью пружины и/или гидравлически.
Приоритет по пунктам:
09.03.2001 пп.1-10, 17-26;
04.12.2001 пп.11-16.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20
