Arbeitsarm für Erd- und Grundbaumaschinen

Abstract

 Bei einem Arbeitsarm für Erd- und Grundbaumaschinen ist vorgesehen, Ober- (1) und Unterarm (10) über eine Gleichlaufeinrichtung zu koppeln, um verschiedenartige Werkzeuge auf einem geradlinigen Arbeitsweg von großer Länge zu führen. Die Richtung dieses Zwangsweges ist durch einen kraftschlüssig drehbaren Basishebel (2) veränderbar. Erfolgt dessen Drehung während der Arbeitsbewegung, so ergibt die Überlagerung beider Bewegungen einen gekrümmten Zwangsweg. Bei schnellem Rücklauf kann wahlweise in der einen oder anderen Richtung gegraben bzw. ein Bohr- oder Rammwerkzeug mit größerer kraft gehoben oder gesenkt werden. Für Baggerlöffel ist eine Traglage vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsarm für Erd- und Grundbaumaschinen zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen, bestehend aus einem an der Maschine bzw. über einen Ausleger angelenkten Oberarm mit einem daran angelenkten Unterarm, der das Werkzeug trägt, und mit einem Antrieb den Oberarm und den Unterarm aus einer gestreckten über eine zusammengeklappte Lage, in der beide Arme nebeneinander liegen, in eine gegensinnig gestreckte Lage bewegt.

[0002] Gemäß DE-OS 3 106 268 des Anmelders ist ein Arbeitsarm dieser Art mit einem Baggerlöffel bekannt. Durch ein mehrgliedriges, am Ausleger angelenktes und mit dem Oberarm verbundenes Gestänge führt der Arbeitsarm den Baggerlöffel auf einem gekrümmten Zwangsweg zum Entleerort und auf gleichem Weg zum Grabort zurück. Dabei ist nachteilig, daß die Richtung des Zwangsweges nur durch Aufrichten oder Neigen des Auslegers veränderbar ist und daß die Krümmung des Zwangsweges durch das Gestänge bestimmt und unveränderbar ist. Auch kann mittels des Gestänges kein exakt geradliniger Weg erreicht werden. Diese Nachteile stehen einer allgemeinen Anwendung im Wege.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Arbeitsarm so zu verbessern, daß er neben der Führung eines Baggerlöffels auch für andere Werkzeuge anwendbar ist und einen geradlinigen Zwangsweg in wählbarer Bewegungsrichtung und Länge ermöglicht, der auch auf Teilwegen oder auf ganzer Länge krümmbar ist. Bei schnellem Rücklauf sollen Arbeitshub und Rücklauf austauschbar sein, Das Werkzeug soll in einer zum Zwangsweg gleichbleibenden Lage führbar sein, doch soll für Baggerlöffel auch eine abweichende Traglage ermöglicht werden.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk-Merkmale des Anspruchs 1 als Grundausstattung gelöst und durch Ausbildungen gemäß den Unteransprüchen verbessert. Die Unteransprüche 2 bis 4 kennzeichnen verschiedene Ausführungsformen der Gleichlaufeinrichtung und Anspruch 5 Mittel zur Führung der Werkzeugachse in Richtung des Zwangsweges. Für die Umkehr der Arbeitsrichtung bei schnellem Rücklauf werden Merkmale nach Anspruch 6 und zur Verbesserung der Traglage von Baggerlöffeln Merkmale nach Anspruch 7 und 8 vorgeschlagen. Die Ansprüche 9 und 10 kennzeichnen Mittel zur Geradführung des Werkzeugs bei ungleicher Länge von Ober- und Unterarm.

[0005] Diese Lösung ergibt folgende Vorteile:

Bei gleicher Länge von Ober- und Unterarm - von Gelenk zu Gelenk - werden verschiedenartige Werkzeuge auf einem geradlinigen Zwangsweg geführt, dessen Richtung durch den Basislenker veränderbar ist und der fast doppelt so lang ist wie die Länge von Ober- und Unterarm zusammengenommen. Vortriebkraft und Geschwindigkeit bleiben bei entsprechender Anordnung des Antriebs, der vorwiegend durch einen Hubzylinder erfolgt, auf ganzer Weglänge nahezu unverändert. Der Arbeitshub kann an beiden Wegenden beliebig verkürzt werden.

[0006] Durch Überlagerung der geradlinigen Bewegungen mit einer gleichzeitigen Drehbewegung des Basislenkers kann der Zwangsweg in ganzer Länge oder auf Teilen seines Weges in einer oder der anderen Richtung gekrümmt werden. Dies ermöglicht Profilarbeiten und weitgehende Anpassung an praktische Aufgaben. In der Grundausstattung eignet sich dieser Arbeitsarm zur Bewegung von Lasthaken, Greifern und dergleichen, die bei gleich langen Armen geradlinig auf- und ab- oder auch horizontal bewegt werden.

[0007] Mit der Werkzeugführung in zur Richtung des Zwangsweges gleichbleibender Lage kommen Werkzeuge hinzu, die nicht nur geradlinig sondern auch mit ihrer Achse in der Bewegungsrichtung geführt werden müssen, wie Bohrer, Ramm- und Ziehwerkzeuge, Vibratoren und dergleichen. Auch bei Baggerlöffeln und Planierschilden bleibt die Lage der Grabschneide zum Erdboden auf dem Grabweg unverändert. Auf dem anschließenden Weg zum Entleerort ist es notwendig, den Löffel durch Mittel nach Anspruch 7 oder 8 in eine Traglage zu drehen, damit das Grabgut nicht herausfällt.

[0008] Durch Ändern der Anlenkung des Hubzylinders ist schneller Rücklauf in der einen oder der anderen Bewegungsrichtung erreichbar. Dadurch können Bohrer, Hämmer oder Ziehwerkzeuge wahlweise mit großer Hub- oder großer Senkkraft eingesetzt werden. Baggerlöffel oder Planierschilde können wahlweise so angebaut sein, daß sie in Richtung zum Trägergerät oder von ihm weg wie Hochlöffel bzw. Ladeschaufeln graben. Böschungen oberhalb und unterhalb des Fahrplanums können in beiden Arbeitsrichtungen abgetragen oder planiert werden.

[0009] Durch den exakt eingehaltenen und wiederholbaren Zwangsweg eignet sich dieser Arbeitsarm hervorragend für Genauigkeitsarbeiten beim Baggern, Planieren und Profilieren, bei Schichtenab- und -auftrag, beim Trimmen und Verdichten von Böschungen, beim Grabenreinigen und ähnlichen Arbeiten.

[0010] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Arbeitsarm in einer Lage bei Hubbeginn mit einem Lasthaken und strichpunktiert mit einem Werkzeuglenker und Bohr- oder Rammwerkzeug sowie einer Gleichlaufeinrichtung als Kegelradwendegetriebe,

Figur 2 eine Seitenansicht gemäß Figur 1 mit Teilschnitt,

Figur 3 eine Draufsicht gemäß Figur 1,

Figur 4 eine Ausführungsform eines Arbeitsarmes bei Verwendung von Stirnradsegmenten für die Gleichlaufeinrichtung,

Figur 5 eine Seitenansicht zu Figur 4,

Figur 6 eine Ausführungsform eines Arbeitsarmes mit einem Unterarmzylinder und einem Mengenteiler als Gleichlaufeinrichtung,

Figur 7 eine Seitenansicht zu Figur 6,

Figur 8 einen Arbeitsarm ähnlich Figur 1, in Hoch-und Tieflage, ausgerüstet mit zusätzlichen Anlenkaugen für den Hubzylinder zum Vertauschen der Arbeitsrichtung und mit einem Erdbohrer in der Stellung für große Eindringkraft,

Figur 9 einen Arbeitsarm gemäß Figur 8, umgerüstet für große Hubkraft,

Figur 10 eine Seitenansicht zu Figur 9,

Figur 11 den Unterarm mit einem Baggerlöffel, der durch eine verkürzbare Verbindungsstange in eine Traglage drehbar ist,

Figur 12 den Unterarm mit Baggerlöffel ähnlich Figur 11 mit einer verstellbar angelenkten Verbindungsstange in drei Positionen.

[0011] An einem Trägerfahrzeug bzw. dessen Ausleger 4 ist ein Oberarm 1 und ein Basislenker 2 auf einer Anlenkachse 3 gelagert und durch einen Richtungszylinder 14 kraftschlüssig drehbar. Am Basislenker 2 sind ein Hubzylinder 5, der den Oberarm 1 antreibt, und eine Verbindungsstange 6 angelenkt. Letztere ist ebenso lang wie der Oberarm 1 und parallel zu ihm angeordnet und führt den Parallellenker 7 parallel zum Basislenker 2. Am Parallellenker 7 sind ein Oberarm 1 und ein Unterarm 10 auf gleicher Achse mit der Gleichlaufeinrichtung gelagert, die den Unterarm 10 antreibt.

[0012] Gemäß Figur 1 bis 3 ist die Gleichlaufeinrichtung als Wendegetriebe ausgebildet, dessen Gehäuse 33 mit Kegelritzeln8 mit dem Parallellenker 7 fest verbunden ist. Die Kegelritzel 8 sind im Eingriff mit einem Antriebsrad 11, das mit dem Oberarm 1, und mit einem Antriebsrad 12, das mit dem Unterarm 10 fest verbunden ist. Die Antriebs- und Abtriebsräder 11,12 bewirken, daß bei Drehung des Oberarmes 1 gegen das Wendegetriebegehäuse 33 der Unterarm 10 die gleiche, aber gegensinnige Winkelbewegung gegenüber dem Wendegetriebegehäuse 33 ausführt. Sind Oberarm 1 und Unterarm 10 von gleicher Länge, so führt das freie Ende des Unterarmes 10 eine geradlinige Bewegung aus. Da Oberarm 1 und Unterarm 10 in verschiedenen Ebenen liegen, können sie aus einer gestreckten Lage über eine Mittellage, in der sie nebeneinander liegen, in eine entgegengesetzte gestreckte Lage bewegt werden, wodurch das freie Ende des Unterarmes 10 einen im Verhältnis zu den Armlängen langen und exakt geradlinigen Arbeitshub ausführt.

[0013] Der Hubzylinder 5 ist am Basislenker 2 und Oberarm 1 so angelenkt, daß er bei Hubbeginn und Hubende mit gleichem, aber kleinem und in der Mittellage mit größerem Hebelarm auf den Oberarm 1 wirkt. Daraus resuliert für den Lasthaken 13 bzw. das Werkzeug 16 eine annähernd gleichbleibende Vorschubkraft und -geschwindigkeit über den ganzen Zwangsweg.

[0014] Wird am freien Ende des Unterarmes 10, wie strichpunktiert gezeichnet, ein Werkzeuglenker 15 angelenkt und durch eine parallel zum Unterarm 10 und am Parallellenker 7 angelenkte Stange 18 gleicher Länge parallel geführt, so kann ein mit dem Werkzeuglenker 15 verbundenes Werkzeug 16 kraftschlüssig und mit seiner Längsachse in der Bewegungsrichtung über einen langen Weg bewegt werden. Dies macht den Arbeitsarm hervorragend geeignet zum Führen von Planier-, Bohr-, Ramm- und Ziehgeräten und zur Einhaltung der Schnittlage von Grabwerkzeugen. Der Werkzeuglenker 15 kann bei allen Gleichlaufeinrichtungen angebaut werden.

[0015] Gemäß Figur 4 und 5 wird die Gleichlaufeinrichtung durch ein an der als Biegeträger ausgebildeten Verbindungsstange 6 angebrachtes Stirnradsegment 24 und ein am Unteram 10 fest angebrachtes, gleich großes Stirnradsegment 25 gebildet, die miteinander im Eingriff sind. Sind die Verbindungsstange 6 und der Parallellenker 7 auf der anderen Seite des Oberarmes 1 angeordnet, so werden die Stirnradsegmente 24, 25 entsprechend verdreht ausgebildet.

[0016] Gemäß Figur 6 und 7 ist eire hydraulische Gleichlaufeinrichtung dargestellt. Der Unterarm 10 wird durch einen Unterarmzylinder 37 angetrieben, der am Parallellenker 7 gelagert und dessen Kolbenstange am Unterarm 10 angelenkt ist. Der Hubzylinder 5 und der Unterarmzylinder 37 können von je einer Hydraulikpumpe im Gleichlauf beaufschlagt oder von einer gemeinsamen Pumpe 39 über einen Mengenteiler 38 versorgt werden. Der gezeichnete Mengenteiler besteht aus zwei Hydromotoren 40,41, deren Wellen miteinander verbunden sind, wodurch unterschiedliche Zylinderdrücke ausgeglichen werden. In Zu- und Ablauf sind Wegeventile 42,43 eingebaut.

[0017] In Figur 8 bis 10 ist dargestellt, wie beim Heben und Senken eines Bohrers 30,31,32 eine größere Hub- oder eine größere Senkkraft erreicht werden kann. Als Beispiel ist eine Gleichlaufeinrichtung mit Wendegetriebegehäuse 33 nach Figur 1 und 2 gezeichnet. In Figur 9 und 10 ist der Hubzylinder 5 wie in Figur 1 und 2 am Anlenkauge 27 des Basislenkers 2 und seine Kolbenstange am Anlenkauge 29 des Oberarmes 1 angelenkt, was große Hubkraft ergibt. In Figur 8 ist der Hubzylinder 5 jedoch für große Senkkraft an einem zusätzlichen Anlenkauge 26 des Oberarmes 1 und seine Kolbenstange an einem zusätzlichen Anlenkauge 28 des Parallellenkers 7 abgesteckt.-Die Umsteckung ist einfach durchzuführen, weil die Anlenkaugen 26 und 27 für den Hubzylinder 5 in der unteren Endlage in Deckung liegen, so daß der Absteckbolzen hinüber geschoben werden kann. Die Kolbenstange muß dann ein- oder ausgefahren werden; ihre Anlenkaugen 28,29 liegen in der oberen Endlage in Deckung. Wird anstelle eines Bohrers 30 ein Baggerlöffel 17 mit Verbindungsstange 18 (nach Figur 11 oder 12) oder ein Planierschild angebaut, so muß beim Austausch der Richtung des Arbeitshubes und des Rücklaufs auch der Baggerlöffel 17 bzw. das Planierschild in umgekehrter Richtung angebaut werden. Dazu wird die Stange 18 (Figur 1) bzw. der Hydraulikzylinder 20 mit Kolbenstange 21 (Figur 11) am Anlenkauge 44, also am anderen Ende der Parallelbasis 7, angelenkt und der Löffellenker 19 mit dem Löffel 17 und dessen Antrieb (34,35,36) um 180° gedreht montiert.

[0018] In Figur 11 und 12 ist nur der Unterarm 10 und die Parallelbasis 7 mit dem Wendegetriebegehäuse 33 gemäß Figur 1 in mittiger Hublage gezeichnet. Dazu ist anstelle des Werkzeuglenkers 15 ein Löffellenker 19 mit einem Baggerlöffel 17 dargestellt, der durch einen Löffelzylinder 34 über den Hebel 35 und die Stange 36 aus einer Grablage in eine Entleerlage drehbar ist.

[0019] Damit der Baggerlöffel 17 bei waagerecht verlaufendem Zwangsweg zum Entleerort kein Grabgut verliert, ist in Figur 11 die Stange 18 (aus Figur 1) durch einen Hydraulikzylinder 20 mit ausgezogener und verlängerter Kolbenstange 21 ersetzt. Wird letztere eingezogen, so wird der Baggerlöffel 17 in eine Traglage verdreht.

[0020] Figur 12 zeigt eine andere Lösung in drei Phasen. Die Stange 18 ist an einem Verstellhebel 22 angelenkt, der am Parallellenker 7 gelagert ist und durch einen Verstellzylinder 23 verstellt wird. Wird seine Kolbenstange in der Hubanfangslage eingezogen, ändert sich die Lage des Löffels 17 zunächst nicht. Während des Hubes dreht sich der Löffellenker 19 zunehmend in eine Traglage. Beide Traglagenverstellungen können zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Umsteuern des Hydraulikzylinders 20 bzw. des Verstellzylinders 23 eingeleitet oder aufgehoben werden.

[0021] Der am Trägerfahrzeuge bzw. dessen Ausleger 4 angelenkte Richtungszylinder 14 bestimmt die Richtung des Zwangsweges durch Verdrehen des Basislenkers 2. Dabei kann der Basislenker 2 in Richtung auf das Trägerfahrzeug, wie in Figur 3 strichpunktiert gezeichnet, oder in Gegenrichtung angebaut sein. Wird die Kolbenstange des Richtungszylinders 14 (Figur 1, 4, 6 und 9) während der Hubbewegung ein- oder ausgefahren, so überlagert sich die geradlinige Werkzeug- und die Drehbewegung des Basislenkers 2 um die Anlenkachse 3 und beide Bewegungen ergeben einen gekrümmten Zwangsweg aller Werkzeuge 13,16,17 oder 30.

Ansprüche

1. Arbeitsarm für Erd- und Grundbaumaschinen zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen, bestehend aus einem an der Maschine bzw. über einen Ausleger angelenkten Oberarm mit einem daran angelenkten Unterarm, der das Werkzeug trägt, und mit einem Antrieb den Oberarm und den Unterarm aus einer gestreckten über eine zusammengeklappte Lage, in der beide Arme nebeneinander liegen, in eine gegensinnig gestreckte Lage bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Anlenkachse (3) des Oberarmes (1) ein Basislenker (2) gelagert und durch einen am Ausleger (4) gelagerten Richtungszylinder (14) um die Anlenkachse (3) drehbar ist und am Basislenker (2) ein den Oberarm (1) antreibender Hubzylinder (5) sowie eine mit dem Oberarm (1) parallele Verbindungsstange (6) gleicher Länge angelenkt sind und daß ein Parallellenker (7) auf der Achse (9) zwischen dem Ober- und Unterarm (1,10) drehbar gelagert ist und durch die Verbindungsstange (6) parallel zum Basislenker (2) geführt wird und daß mit dem Parallellenker (7) eine Gleichlaufeinrichtung verbunden ist, durch die der Unterarm (10) und der Oberarm (1) gegenüber dem Parallellenker (7) gleich große aber gegenläufige Winkelausschläge ausführen.

2. Arbeitsarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichlaufeinrichtung als Wendegetriebe, insbesondere als Kegelradwendegetriebe, ausgebildet ist, dessen Gehäuse (33) zentrisch zur Anlenkung des Unterarms (10) an dem Oberarm (1) angeordnet und mit dem Parallellenker (7) starr verbunden ist sowie Kegelritzel (8) trägt, die mit einem Antriebskegel (11), das mit dem Oberarm (1) und mit einem Antriebskegelrad (12), das mit dem Unterarm (10) fest verbunden ist, im Eingriff sind.

3. Arbeitsarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichlaufeinrichtung durch am Parallellenker (7) gelagerte und miteinander kämmende gleiche Stirnradsegmente (24,25) gebildet ist und daß das Stirnradsegment (24) mit der als Biegeträger ausgebildeten Verbindungsstange (6) und das andere Stirnradsegment (25) mit dem Unterarm (10) fest verbunden ist.

4. Arbeitsarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichlaufeinrichtung aus einem an dem Parallellenker (7) angelenkten Unterarmzylinder (37) mit einer am Unterarm (10) angelenkten Kolbenstange und einem Mengenteiler (38) besteht, der das Drucköl einer Hydraulikpumpe (39) auf den Hubzylinder (5) und den Unterarmzylinder (37) aufteilt.

5. Arbeitsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Parallellenker (7) eine Stange (18) parallel zum Unterarm (10) mit gleicher Länge angeordnet ist und einen Werkzeuglenker (15) als Aufnahme für Werkzeuge (16) parallel zum Parallellenker führt.

6. Arbeitsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberarm (1) ein zusätzliches Anlenkauge (26) angeordnet ist, das in der einen Hubendlage mit dem Anlenkauge (27) am Basislenker (2) in Deckung liegt und daß am Parallellenker (7) ein zusätzliches Anlenkauge (28) vorgesehen ist, das in der anderen Hubendlage mit dem Anlenkauge (29) für die Kolbenstange des Hubzylinders (5) in Deckung liegt und daß der Hubzylinder (5) für große Hubkraft am Basislenker (2) und seine Kolbenstange am Anlenkauge (29) des Oberarmes (1) und daß für große Senkkraft der Hubzylinder (5) am Anlenkauge (26) des Oberarmes (1) und seine Kolbenstange am Anlenkauge (28) des Parallellenkers (7) abgesteckt sind.

7. Arbeitsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (18) verkürzbar ist, indem sie als Hydraulikzylinder (20) mit ausgezogener Kolbenstange (21) ausgebildet ist und durch Einziehen der Kolbenstange verkürzt wird und dabei den Löffellenker (19) dreht.

8. Arbeitsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (18) an einem mit dem Parallellenker (7) gelenkig verbundenen Verstellhebel (22) angelenkt ist, der durch einen Verstellzylinder (23) verstellbar ist.

9. Arbeitsarm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungleichen Längen von Ober- und Unterarm (1,10) der Mengenteiler (38) der Gleichlaufeinrichtung aus einem Konstantmotor (40) und einem Regelmotor (41) besteht, und dem Unterarmzylinder (37) und dem Hubzylinder (5) unterschiedliche und auf dem Zwangsweg veränderbare Ölströme zuteilt.

10. Arbeitsarm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichlaufeinrichtung bei etwas ungleichen Längen von Ober- und Unterarm (1,10) mit ungleichen Winkelausschlägen der Arme (1,10) gegenüber dem Parallellenker (7) für einen annähernd geradlinigen Zwangsweg ausgebildet ist.

Zeichnung