Dispositivo de cambio rápido que incluye un mecanismo de acoplamiento hidráulico para medios montados en equipos de construcción,

que está formado por un dispositivo de cambio rápido montado en el equipo y que puede ser bloqueado con una placa adaptadora (12) suministrada con la herramienta, cuyo dispositivo de cambio rápido (30) incluye un perno de cierre deslizante (36) que puede disponerse para la cavidad correspondiente (21) en la placa adaptadora (12), con un dispositivo de accionamiento (50, 21, 22) que interactúa con el perno de cierre (36) para el cierre/apertura del acoplamiento hidráulico en dirección perpendicular a la dirección del cierre del perno de cierre (36), sobre el dispositivo de cambio rápido (30) y sobre la placa adaptadora (12), respectivamente, se encuentra una válvula de acoplamiento (1, 3), ambas válvulas (1, 3) pueden ser comprimidas la una contra la otra a través de un movimiento de desplazamiento del dispositivo de accionamiento (50, 21, 22) hasta permitir un estado de paso, caracterizada porque el dispositivo de accionamiento se forma a través del diseño especifico de los extremos (50) del perno de cierre (36) y de la apertura correspondiente (21, 22) de la placa adaptadora (12), que respectivamente sobre la extremidad libre giratoria del dispositivo de cambio rápido (30) y sobre la placa adaptadora (12) se encuentra una válvula de acoplamiento (1, 3) de un grupo de válvulas cuya función es obtener el acoplamiento hidráulico, y que el movimiento de desplazamiento mencionado más arriba da lugar a que el estribo (4) que se encuentra en el extremo giratorio del dispositivo de cambio rápido (30) accione un bloque de válvulas móvil flotante (60) situado dentro de la válvula de acople superior (3), el grupo de válvulas está montado (60) sobre la válvula de acople superior (3) bajo precarga de un elemento de presión elastomérico (goma de resorte 23)

Dispositivo de cambio rápido con un acoplamiento hidráulico para medios montados en un equipo de construcción.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un dispositivo de cambio rápido con un acoplamiento hidráulico para medios montados en un aparato de construcción según el concepto genérico expuesto en la reivindicación 1.

Los medios mencionados que deben estar unidos entre si mediante el acoplamiento hidráulico, sirven, por ejemplo, para el accionamiento de herramientas u otros actores accionados de forma hidráulica. No obstante, no deben estar formados necesariamente por aceite hidráulico de alta presión; la invención hace referencia a todos los medios líquidos y gaseosos.

De la GB-PS 1 594 923 se reconoce un dispositivo conforme a su tipología de cambio rápido con un acoplamiento hidráulico para cargadores frontales. El dispositivo de cambio rápido está formado por un cambiador rápido montado en el cargador frontal; por un conducto montado en una herramienta, por ejemplo, un conducto hidráulico con conductos ajustables laterales; y por la placa adaptadora asignada al cambiador rápido. Para el acoplamiento de las tuberías hidráulicas del cargador frontal con las tuberías hidráulicas de la herramienta, el cambiador rápido está provisto de las primeras válvulas de acoplamiento que constituyen el acoplamiento hidráulico para medios que están colocados en la segunda válvula de acoplamiento de la placa adaptadora. El cambiador rápido gira alrededor de un eje pivotante hasta que éste encaja en una cavidad de la placa adaptadora. La placa adaptadora con la herramienta se eleva sobre el cambiador rápido, mediante un brazo orientable del cargador frontal. Con esto, la herramienta con placa adaptadora se orienta al cambiador rápido debido a la fuerza de gravedad. Después, en dirección paralela al eje pivotante, mediante un mecanismo de enclavamiento del dispositivo de cambio rápido, se realiza una conexión fija del cambiador rápido con la placa adaptadora. Para ello, un perno de cierre paralelo al eje pivotante, se desplaza a las aberturas correspondientes de la placa adaptadora.

Con el desplazamiento del perno de cierre se activa un dispositivo de accionamiento. Este dispositivo de accionamiento acopla perpendicularmente las válvulas de embrague con la dirección del desplazamiento del perno de cierre. El dispositivo de accionamiento presenta un elemento de transmisión con un rodillo, el cual se traslada a lo largo de una curva de mando de la palanca de mando almacenada móvil cuando se acciona el perno de cierre. Mediante la circulación del rodillo a lo largo de la curva de mando, la palanca de mando, en contra de la fuerza de un resorte, ejerce presión sobre una válvula de acoplamiento macho del cambiador rápido/cargador frontal en la válvula de acoplamiento agregada en la placa adaptadora/de la herramienta en dirección saliente del perno de cierre. El acoplamiento del cambiador rápido y también de la válvula de acoplamiento se realiza mediante un movimiento lineal.

La elaboración de esta construcción es muy minuciosa, ya que está compuesta por muchas piezas. Este acoplamiento hidráulico está, además, sujeto a averías constantes porque el dispositivo de accionamiento está expuesto a suciedad e inmundicia. Durante el funcionamiento del cargador frontal, la suciedad entra por las piezas del dispositivo de accionamiento, lo que provoca un rápido deterioro del mismo. Por otra parte, el dispositivo de accionamiento podría quedar incluso bloqueado debido a la suciedad. Por ejemplo, si hay partículas de suciedad en la válvula de acoplamiento hembra penetrantes en el orificio de alimentación de la válvula, una vez que se haya realizado el cierre de medios, éstas se introducirán en el circuito de aceite. De este modo, los grupos hidráulicos están sometidos a una carga de suciedad inadmisible. Por otra parte, si se produce un deterioro ya no será posible conseguir un acoplamiento exacto, lo que supondrá una merma del acoplamiento hidráulico.

Se reconoce otro dispositivo de cambio rápido con las características del concepto genérico de la reivindicación 1 de la EP A 0 963 688.

Se tiene constancia de otro dispositivo con acoplamiento hidráulico para medios montados en otro equipo de construcción extraído de EP 0 483 232 B1. Se trata del acoplamiento de un sistema de accionamiento situado en un aparato auxiliar de una máquina excavadora o similar, con una herramienta. El acoplamiento se realiza del mismo modo que un enclavamiento de movimiento. Para ello, el cambiador rápido está provisto en su parte inferior de una primera válvula de acoplamiento hidráulica y está fijado a una máquina excavadora a través de un eje pivotante horizontal de un lado del astil de la excavadora que puede girar. La placa adaptadora situada frente al cambiador rápido, una válvula secundaria hidráulica, está montada en un aparato auxiliar, p. ej. en una pala basculante. El cambiador rápido se encaja en un eje pivotante de la placa adaptadora y pivota sobre la placa adaptadora. En el lado más alejado de la placa adaptadora con respecto a este eje pivotante, actúa un dispositivo de enclavamiento entre el cambiador rápido y la placa adaptadora para mantenerlas unidas fijamente.

El enclavamiento de movimiento mencionado del dispositivo de cambio rápido se representa del siguiente modo: durante el pivoteo del cambiador rápido hacia el lado de la placa adaptadora, primero se establece un acoplamiento hidráulico entre las válvulas de embrague situadas unas frente a otras; y después, tiene lugar el bloqueo del dispositivo de cambio rápido.

Esto significa entonces que: las dos válvulas de embrague del acoplamiento hidráulico se sumen juntas y están conectadas entre si de forma impermeable; y, que el movimiento pivotante continuo que trae consigo el cambiador rápido en el lado del astil de la excavadora con la placa adaptadora del lado del equipo, llega finalmente al dispositivo de enclavamiento en posición contraria. De este modo quedan el cambiador rápido y la placa adaptadora enclavados.

Sin embargo, el enclavamiento de movimiento mencionado tiene una desventaja. Debido a que todavía falta un enclavamiento del cambiador rápido durante el sumergido de las dos válvulas de embrague asignadas, siempre existe una holgura radial que desplaza las dos válvulas de embrague del acoplamiento rápido por separado cuando se sumergen y que puede dañar su asiento estanco. En el folleto se requieren complejas curvas de dirección y guías no mostradas para evitar un deterioro de este tipo de las juntas relacionadas y, sobre todo, para poder garantizar el funcionamiento del acoplamiento hidráulico. Otra desventaja del mencionado enclavamiento de movimiento es que las dos válvulas de embrague se encuentran una frente a la otra desprotegidas. Y, el movimiento de sumergido de las dos válvulas también tiene lugar de forma desprotegida en el exterior, con lo que, las dos válvulas quedan expuestas a un alto riesgo de deterioro provocado por la suciedad y el agua.

Ya que las dos válvulas de embrague en forma de arco giran hacia adentro, alrededor del eje pivotante montado más apartado entre la placa adaptadora y el cambiador rápido, las guías y superficies de captura largas, provistas para esto en la dirección de entrada, están expuestas a un alto riesgo de deterioro.

En EP 0 602 165 B1 se menciona otro dispositivo de cambio rápido con un acoplamiento hidráulico para tuberías hidráulicas, en las que el acoplamiento de las válvulas de embrague coordinadas no actúan en términos de movimientos giratorios, sino en términos de movimientos lineales. Sin embargo, con este acoplamiento hidráulico mencionado se realiza la conexión entre la placa adaptadora y el cambiador rápido mediante un movimiento giratorio. Pero, una vez que el cambiador rápido y la placa adaptadora están unidos entre si, entonces se realiza la conexión lineal de las válvulas de embrague situadas una frente a la otra, mediante otro elemento de enclavamiento.

Un inconveniente de este tipo de dispositivos de cambio rápido con un dispositivo de acoplamiento hidráulico es que se requiere otro elemento de desplazamiento lineal adicional para conseguir el bloqueo necesario y, la conexión de ambas válvulas de embrague. Otro inconveniente es que el dispositivo de enclavamiento del sistema de cambio rápido, que está colocado en un diámetro relativamente grande con el perno de captura, demuestra constantemente una holgura considerable, incluso durante el enclavamiento. Esta holgura provoca que las válvulas...

1. Dispositivo de cambio rápido que incluye un mecanismo de acoplamiento hidráulico para medios montados en equipos de construcción, que está formado por un dispositivo de cambio rápido montado en el equipo y que puede ser bloqueado con una placa adaptadora (12) suministrada con la herramienta, cuyo dispositivo de cambio rápido (30) incluye un perno de cierre deslizante (36) que puede disponerse para la cavidad correspondiente (21) en la placa adaptadora (12), con un dispositivo de accionamiento (50, 21, 22) que interactúa con el perno de cierre (36) para el cierre/apertura del acoplamiento hidráulico en dirección perpendicular a la dirección del cierre del perno de cierre (36), sobre el dispositivo de cambio rápido (30) y sobre la placa adaptadora (12), respectivamente, se encuentra una válvula de acoplamiento (1, 3), ambas válvulas (1, 3) pueden ser comprimidas la una contra la otra a través de un movimiento de desplazamiento del dispositivo de accionamiento (50, 21, 22) hasta permitir un estado de paso, caracterizada porque el dispositivo de accionamiento se forma a través del diseño especifico de los extremos (50) del perno de cierre (36) y de la apertura correspondiente (21, 22) de la placa adaptadora (12), que respectivamente sobre la extremidad libre giratoria del dispositivo de cambio rápido (30) y sobre la placa adaptadora (12) se encuentra una válvula de acoplamiento (1, 3) de un grupo de válvulas cuya función es obtener el acoplamiento hidráulico, y que el movimiento de desplazamiento mencionado más arriba da lugar a que el estribo (4) que se encuentra en el extremo giratorio del dispositivo de cambio rápido (30) accione un bloque de válvulas móvil flotante (60) situado dentro de la válvula de acople superior (3), el grupo de válvulas está montado (60) sobre la válvula de acople superior (3) bajo precarga de un elemento de presión elastomérico (goma de resorte 23).

2. Dispositivo de cambio rápido según la reclamación 1 o 2, caracterizado porque el perno de cierre (36) posee una extremidad cónica (50) la cual cuando se conecta con la cavidad correspondiente (21, 22) de la placa adaptadora (12) provocará que las válvulas de acoplamiento (1, 3) se desplacen la una hacia la otra.

3. Dispositivo de cambio rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque la conexión entre el dispositivo de cambio rápido (30) y la placa adaptadora (12) consiste en un cojinete giratorio unilateral (19, 30, 31), en el extremo distal del cual, el perno de cierre (36) se encaja con la cavidad (21, 22) de la placa adaptadora (12), en dirección perpendicular al eje giratorio de este cojinete giratorio (19, 30, 31).

4. Dispositivo de acoplamiento rápido según una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque las citadas válvulas de acoplamiento (1, 3) se encuentran en la forma válvulas de corta carrera, con una relación de apertura/cierre de entre 1 mm y 8 mm.

5. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque la válvula de acoplamiento inferior (1) está montada sobre la parte posterior de la placa de cierre (16) mediante chapas de ajuste (57).

6. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque la válvula de acople superior (3) está dispuesta en el sentido de cierre según la flecha (11), está rematado por un tornillo de guía para cada válvula de acoplamiento (3) y que se sitúa en una cavidad en el estribo (4), con el extremo tornillo que da al lado del perno conectándose a una pieza giratoria (24) que se apoya en la cavidad, el extremo del tornillo guía (25) orientado hacia el perno está atornillado en una perforación de rosca en el bloque de válvulas (60) de la aludida válvula superior de acoplamiento (3) con juego axial y una distancia lateral (28).

7. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque existe una carcasa para atornillar (54) firmemente atornillada al bloque de válvulas (60) de la válvula de acoplamiento superior (3) y que dentro de la carcasa para atornillar se encuentra proporcionada un disco de válvula (29) y sometida a presión elástico-mecánica, con la superficie cónica del disco de válvula (29) presionando para su sellado estanco una superficie estanca (33) dentro de la carcasa para atornillar, abocando esta carcasa para atornillar (54) en un empalme de aceite superior (56).

8. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque en la parte inferior de la caja para atornillar (54) existe un saliente (18) que sobresale en la dirección axial del movimiento y saliente en corte transversal, con una junta de brida (13) dispuesta en el área, dicho saliente (18) forma el accionador para la válvula de acoplamiento inferior (1).

9. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque sobre la válvula de acoplamiento inferior (1) se encuentra disco de válvula rígida (40) cuya superficie cónica estanca ejerce una presión de sellado estanco sobre una superficie de sellado asignada (48) en la caja de la válvula, montada de forma deslizante (47), la caja está sometida a presión elástico-mecánica y montada de forma deslizante en una carcasa para atornillar (53) de la válvula de acoplamiento inferior (1).

10. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque el paso de medios está abierto cuando la extremidad cónica (50) del perno de cierre (36) está totalmente introducido en la cavidad -una abertura cónica (21)- de la placa adaptadora (12), atrae de esta manera el dispositivo de cambio rápido (30) contra la placa adaptadora (12) con este movimiento de desplazamiento.

11. Dispositivo de acoplamiento rápido de una de las reclamaciones precedentes, caracterizado porque, para obtener un paso de medios, el movimiento de desplazamiento eliminará el alojamiento flotante del bloque de válvulas (60) sobre la válvula superior de acoplamiento (3) en el estribo (4), y el bloque de válvulas (60) hará frente a la presión del caucho elástico y será presionada hacia abajo contra la válvula de acoplamiento inferior (1), con el saliente de la carcasa atornillada (54) colindando con la carcasa deslizante de la válvula (47) en la válvula de acoplamiento inferior (1) y cancelando la acción de cerramiento estanco en la superficie estanca (48) del disco de válvula (40), permitiendo así el paso de aceite a través de la válvula de acoplamiento inferior (1) y, al mismo tiempo causando que la válvula de disco (29) despegue su superficie cónica estanca, permitiendo así también el flujo de aceite hacia la válvula de acoplamiento superior (3).