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(11) | EP 0 130 236 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Einrichtung für Hydraulikbagger und -Krane |
| (57) Kreuzgelenkausleger für Hydraulikbagger oder -krane, dessen Auslegerkopf (4) aus
der Bewegungsebene des Grundauslegers (1) durch einen Richtungszylinder (5) herausschwenkbar
ist, wobei der Auslegerkopf (4) einen kraftschlüssig drehbaren Richtungslenker (8)
trägt, an welchem ein Oberarm (10) und eine zum Oberarm parallele und gleichlange
Oberarmstange (17) angelenkt sind, die gemeinsam einen Parallellenker (14) führen,
an dem ein Unterarm (11), der das Werkzeug (16) trägt, auf gleicher Achse mit dem
Oberarm und in einer eigenen Ebene gelagert ist, wobei eine Antriebs- und Gleichlaufeinrichtung
gleich große, aber gegenläufige Winkelausschläge von Ober- und Unterarm, die etwa
gleiche Länge haben, erzwingt. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für hydraulische Raupen- und Mobilbagger oder ähnliche Trägerfahrzeuge.
[0002] Sie weist einen am Ausleger angelenkten und kraftschlüssig drehbaren Richtungslenker auf, an dem ein Oberarm und eine zum Oberarm parallele und gleichlange Oberarmstange angelenkt ist, die gemeinsam einen Parallellenker führen, an dem ein Unterarm, der das Werkzeug trägt, auf gleicher Achse mit dem Oberarm und in einer eigenen Ebene gelagert ist, wobei eine Antriebs- und Gleichlaufeinrichtung gleich große, aber gegenläufige Winkelausschläge von Ober- und Unterarm, die etwa gleiche Länge haben, erzwingt.
[0003] Eine solche Einrichtung ist durch die europäische Patentanmeldung 83101851.0 des Anmelders bekannt.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, diesen bekannten Arbeitsarm mit einem ebenfalls bekannten Kreuzgelenkausleger, dessen Auslegerkopf aus der Bewegungsebene des Grundauslegers herausschwenkbar ist, zu kombinieren und beide Teile aufeinander abzustimmen, um eine breite Anwendung zu ermöglichen. Verschiedenartige Werkzeuge sollen auf dem bekannten geraden, sich selbsttätig wiederholenden und krümmbaren Zwangweg mit veränderbarer Ausladung und Höhenlage in radialer bis zu tangentialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Bagger-Oberwagens, geführt werden können. Dabei auftretende erhöhte Beanspruchung des Drehwerks und etwaiges Rutschen des Hydraulikbaggers sollen durch geeignete Mittel gemindert werden. Der bekannte Austausch von Arbeitshub und schnellem Rücklauf soll vereinfacht werden.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs als Grundausstattung gelöst. Anspruch 2 kennzeichnet einen auf einfache Weise umdrehbaren Löffel. Nach Anspruch 3 ist der Einsatz von breiten Planier- und Grabenlöffeln möglich. Nach Anspruch 4 kann bei ruckartigem Entleeren des Baggerlöffels eine am Auslegerkopf beweglich gelagerte Gegenmasse aus der Ruhelage beschleunigt werden. Die Ansprüche 5 und 6 kennzeichnen Zusatzteile für vergrößerte Ausladung und Höhenlage. Für tangentiale Grabarbeiten kann nach Anspruch 7 ein Einstichmesser am Grundausleger angebracht werden.
[0006] Diese Lösung ergibt folgende Vorteile:
Der bekannte Zwangweg, dessen Länge die Länge der dabei bewegten Arme weit übertrifft, wird nicht nur in einer Ebene, sondern auch räumlich nutzbar. Der Zwangweg kann nicht nur in der Bewegungsebene der Arme gekrümmt werden, sondern durch Überlagerung mit einer Schwenkbewegung des Auslegerkopfes auch in dazu senkrechter Ebene.
[0007] Zum Austausch von Arbeitshub und schnellem Rücklauf sind nur die Kolbenstangen von Ober- und Unterarmzylinder zu lösen und umzustecken. Der Löffel ist umdrehbar. So können z.B. fallende und steigende Böschungen in beiden Arbeitsrichtungen mit voller Reißkraft bearbeitet werden. Eine über die Schnittlage hinausgehende Traglage wird durch den Löffelzylinder unmittelbar oder über einen Zwischenhebel mit Lenker ermöglicht.
[0008] Trotz außermittiger Lage kann der Löffel bei etwas geschwenktem Auslegerkopf in Richtung auf den Drehzapfen des Baggers graben, so daß das Drehwerk nicht beansprucht wird, (Fig 3).
[0009] Während der Bewegung des Löffels zum Entleerort wird der Auslegerkopf geschwenkt, wodurch der Löffel auf gekrümmtem Zwangweg zur Seite des Baggers oder an dessen Oberwagen vorbei nach hinten geführt wird.
[0010] Hin- und Herdrehen des Oberwagens bei jedem Spiel wird weitgehend überflüssig, was den Spielablauf beschleunigt. Da der Löffel dann in Förderrichtung entleert wird, ist schnelle und wirksame Entleerung durch kräftige Verzögerung seiner Bewegung möglich. Dabei kann die Rückwirkung der Massenkräfte auf den Bagger durch Beschleunigung einer beweglichen Gegenmasse gemildert werden (Fig 4).
[0011] Bei geschwenktem Auslegerkopf kann der Löffel bzw. ein Planierschild oder Reißzahn auch außerhalb der Fahrspur und auch quer vor dem Bagger, also tangential, baggern, planieren, profilieren oder aufreißen. (Fig 4). Schmale Gräben, insbesondere solche mit Verbau sind quer vor dem Oberwagen aushebbar, wobei der Bagger parallel zum Graben fährt.
[0012] Um beim Querbaggern Wegdrehen des ganzen Baggers und hohe Beanspruchung des Oberwagendrehwerks zu unterbinden, kann der Ausleger mit einem Einstichmesser ausgerüstet sein. Das Einstichmesser kann auch als Abstützplatte dienen, um die Standsicherheit, insbesondere bei verlängertem Richtungslenker zu erhöhen.
[0013] Arbeiten mit Bohr-, Ramm- und Ziehgerät oder Stielgreifer erfordern nur wenige einfach zu montierende Zusatzteile, die die Nutzhöhe bzw. Reichweite vergrößern. Der Zwangweg ist allseitig neigbar, so daß auf Horizontieren des Baggers verzichtet werden kann.
[0015] Es zeigen:
Fig 1 die Einrichtung mit einem als Ladeschaufel grabenden Tieflöffel in Seitenansicht
Fig 2 die gleiche Einrichtung nach Umrüstung für Tieflöffelarbeiten
Fig 3 eine Draufsicht zu Fig 2
Fig 4 eine andere Ausführungsform der Einrichtung mit breitem Planierlöffel bei in Querlage geschwenktem Arbeitsarm. Der Ausleger ist mit einer beweglichen Gegenmasse und einem Einstichmesser ausgerüstet.
Fig 5 eine Draufsicht zu Fig 4
Fig 6 die Einrichtung nach Fig 4 mit in Längslage liegendem Arbeitsarm und vergrößerter Reichweite durch eine Verlängerung zum Richtungslenker.
Fig 7 die Einrichtung nach Fig 4 an einem Mobilbagger mit einem Bohrgerät, für verschiedene Hubbereiche in drei Stellungen in Seitenansicht gezeichnet. In Hochlage ermöglicht ein Hilfshebel zum Richtungslenker, daß die beiden Arme nach vorn ausschlagen.
Fig 8 die Einrichtung nach Fig 7 in Hochlage und bei Seitenneigung in Rückansicht,
Fig 9 den Kreuzgelenkausleger mit Einstichmesser nach Fig 4 in vergrößertem Maßstab.
Fig 10 eine Vorderansicht zu Fig 9
Fig 11 eine Draufsicht zu Fig 9
[0016] Der Grundausleger 1 ist am Oberwagen 2 eines Hydraulikbaggers angelenkt und kann durch am Bagger angelenkte Auslegerzylinder 3 und 3' um eine waagerechte Achse gedreht werden.
[0017] Der Auslegerkopf 4 ist um eine in der Bewegungsebene des Grundauslegers 1 liegende Schwenkachse 6 durch den am Grundausleger 1 angelenkten Schwenkzylinder 5 schwenkbar, dessen Kolbenstange am Auslegerkopf 4 mittels Absteckbolzen 31 oder 32 abgesteckt wird. Am Auslegerkopf 4 ist rechtwinklig zur Schwenkachse 6 ein Richtungsgelenk 7 angeordnet, an dem der Richtungslenker 8 angelenkt wird, der durch den ebenfalls am Auslegerkopf 4 angelenkten Richtungszylinder 9 kraftschlüssig gedreht werden kann. Mit dem Richtungslenker 8 dreht sich die Bewegungsrichtung eines vom Arbeitsarm geführten Werkzeuges um das Richtungsgelenk 7.
[0018] Am Richtungslenker 8 kann der Oberarm 10 an einem besonderen Oberarmgelenk 28 oder in bekannter Weise zusammen mit dem Auslegerkopf 4 am Richtungsgelenk 7 angelenkt werden. Oberarm 10 und Unterarm 11 werden durch je einen Ober- 12 und Unterarmzylinder 13 angetrieben, wobei die Zylinder an den Armen 10 und 11 und die Kolbenstangen an dem zweiarmigen Parallellenker 14 angelenkt sind, der durch die Oberarmstange 17 parallel zum Richtungslenker 8 geführt wird. Zur Umkehrung von Krafthub und Rücklauf werden die beiden Kolbenstangen am entgegengesetzten Arm des Parallellenkers 14 angelenkt, wobei die Zylinder 12 und 13 in ihrer Ebene bleiben.
[0019] In Fig 1 erfolgt der Krafthub vom Hydraulikbagger weg, in Fig 2 und 3 auf den Hydraulikbagger zu. Der Gleichlauf der beiden Zylinder 12 und 13 wird über die zu- bzw. abgeführten Ölmengen geregelt.
[0020] Am Unterarmgelenk 19 kann ein Löffellenker 29 angelenkt sein, der durch die Unterarmstange 18 parallel zum Parallellenker 14 geführt wird. Der Löffel 16 wird am Löffelgelenk 34 des Löffellenkers 29 angelenkt. Zur Bewegungsumkehr wird der Löffel 16 abgebaut, umgedreht und wieder an den Löffellenker 29 und die Kolbenstange des durch die Mittellage geschwenkten Löffelzylinders 30 angelenkt.
[0021] Da der Löffellenker 29 durch die Unterarmstange 18 immer parallel zur Bewegungsbahn geführt wird, ist der erforderliche Löffeldrehwinkel kleiner als bei Baggern üblich und kann auch ohne die bekannte Übersetzungshebelei mit direkter Anlenkung der Kolbenstange des Löffel Zylinders 30 an den Löffel 16 erreicht werden.
[0022] In Fig 2 und 3 ist der Auslegerkopf 4 so viel nach rechts geschwenkt, daß der Löffel 16 trotz unsymmetrischer Anordnung in Richtung auf den Oberwagendrehzapfen 15 gräbt. Wie in Fig 3 strichpunktiert gezeichnet, kann der Löffel auch tangential zum Bagger neben der Fahrspur graben.
[0023] Durch Schwenken des Auslegerkopfs 4 nach links während der Hubbewegung wird der Löffel 16 in die strichpunktiert angedeutete Entleerposition geführt. Diese Schwenkung beginnt, bevor der Löffel 16 die Mitte des Zwangweges erreicht hat. Die Entleerweite kann durch Schwenken des Oberwagens 2 nach rechts vergrößert werden.
[0024] Falls der Löffel 16 in dieser Weise oder wie beim Querbaggern nach Fig 4 zur Entleerposition geführt wird, also ohne oder mit wenig Oberwagendrehung, wird er in Förderrichtung entleert. Das erlaubt schnelle Bewegungsumkehr durch kräftige Verzögerung, die gemäß Fig 4 durch Beaufschlagung der Ringräume 20, 20' von Ober- 12 und Unterarmzylinder 13 bewirkt wird.
[0025] Zur Minderung der ruckartigen Beanspruchung durch die dynamischen Massenkräfte kann am Auslegerkopf 4' eine Führung 21 für eine Gegenmasse 22 und je ein Stoßzylinder 23, 23' angeordnet werden, die durch die Leitungen 24 und 25 mit den Ringräumen 20, 20' verbunden sind. Beim Umsteuern auf Entleeren wird den Stoßzylindern 23, 23' Drucköl zugeführt, wodurch deren Kolbenstangen die Gegenmasse 22 kräftig anheben. Beim weiteren Spielablauf wird die Gegenmasse 22 nach Entlastung der Ringräume 20, 20' z.B. durch Eigengewicht in die Ausgangslage zurückgeführt und treibt das Öl aus. Die getrennten Verbindungsleitungen 24 und 25 sichern während der Bewegungsumkehr den Gleichlauf der Arme bei unterschiedlicher Belastung der Zylinder 12 und 13. Bei Umkehr der Arbeitsrichtung wird die Führung 21 auf die Gegenseite geschwenkt, wie strichpunktiert angedeutet..
[0026] Wird der Löffel 16, überwiegend durch Oberwagendrehung und/oder Schwenken des Auslegerkopfes 4 in die Entleerposition geführt, so wird wirksames Entleeren nicht durch die Bewegungsumkehr unterstützt, was die Spielzeit verlängert.
[0027] Die Fig 4 bis 11 zeigen den Grundausleger 1' und das Kopfteil 4' mit hochgelegter Schwenkachse 6. Dies und ein tief liegend angeordnetes Löffelgelenk 34 am Löffellenker 29 ermöglichen, daß breite Graben- oder Planierlöffel 35 auch in Entleerlage unbehindert bewegt werden können.
[0028] Der Richtungslenker 8' kann aus zwei Teilen bestehen und ermöglicht durch das absteckbare Anlenkteil 27, an das der Richtungszylinder 9 angelenkt ist, einen großen Verstellwinkel von senkrecht nach unten bis senkrecht nach oben, um Löffel, Greifer, Lasthaken, Ramm- und Ziehwerkzeuge und dgl. in geeignete Richtungen bewegen zu können.
[0029] In Fig 6 ist zur Vergrößerung der Reichweite eine Verlängerung 26 am Richtungslenker 8' angebracht. Der Arbeitsarm führt einen breiten Planier- oder Grabenlöffel 35 am steigenden Hang aufwärts schiebend und in der Horizontalen sowie am fallenden Hang ziehend. Die Neigung der erzeugten Fläche und deren Abstand vom Bagger und können durch Zusammenwirken von Richtungszylinder 9 und Auslegerzylinder 3, 3' verändert werden. Auch gegensinniges Schwenken des Auslegerkopfs 4' und Drehen des Oberwagens 2 bewirkt Ausladungsveränderung.
[0030] Einseitiges Einschneiden der Löffelschneide kann beseitigt oder erzielt werden, entweder durch Drehen des Oberwagens 2, wenn die Abtragsfläche nicht senkrecht zum Oberwagendrehzapfen 15 liegt, oder durch Schwenken des Auslegerkopfes 4', wenn die Abtragsfläche nicht senkrecht zur Schwenkachse 6 liegt.
[0031] Die Löffelschneide kann durch Schwenken des Auslegerkopfs 4' kräftig verkantet werden, wenn die Bewegungsbahn des Löffels 35 etwa parallel zur Schwenkachse 6 verläuft, wodurch manchmal ein Schwenklöffel gespart werden kann.
[0032] Nach Fig 7 und 8 führt die Einrichtung ein Werkzeug verschiedener Art beispielsweise ein Bohrgerät 33. In der strichpunktiert gezeichneten Tieflage wird das Bohrgerät 33 senkrecht bis weit unter das Fahrplanum geführt. Durch Heben des Auslegers 1' und Verstellung des Richtungslenkers 8' durch den Richtungszylinder 9 kann die Bewegungsbahn des Bohrgeräts 33 in jede Richtung von Neigung nach vorn bis zu kräftiger Neigung nach hinten gebracht und die Ausladung verändert werden.
[0033] Um den vollen Hub oberhalb des Fahrplanums zu nutzen, wird die Oberarmstange 17 vom Richtungslenker 8' gelöst und der Hilfshebel 38 an letzteren fest angebaut. Der Richtungslenker 8' wird nach oben gedreht, ohne den Oberarm 10 mitzudrehen. Die Oberarmstange 17 wird am Anlenkauge 39 des Hilfshebels 38 angelenkt. Die Arme 10, 12 schlagen nun nach vorn aus und werden bei der in Fig 7 gezeichneten Seitenneigung nicht vom Ausleger behindert. Das Bohrgerät 33 ist in einem großen Bereich allseitig neigbar.
[0034] In Fig 9 bis 11 ist der Ausleger mit in Querlage geschwenktem Auslegerkopf 4' dargestellt. Am Grundausleger 1' ist ein in Einstichlage fixiertes Einstichmesser 37 mit Stiel 36 angeordnet. Das Einstichmesser 37 wird beim Absenken des Grundauslegers 1' in den Boden gedrückt (siehe Fig 4) und nimmt weitgehend die Grabkräfte des vor dem Oberwagen 2 und quer zum Ausleger 1' grabenden Löffels 16 auf.
a) der Richtungslenker (8) an einem Kreuzgelenkausleger angelenkt, dessen Auslegerkopf (4) aus der Bewegungsebene des Grundauslegers (1) kraftschlüssig herausschwenkbar ist,
b) und durch einen am Auslegerkopf gelagerten Richtungszylinder (9) drehbar ist
c) und Ober- (10) und Unterarm (11) je einen Hydraulikzylinder (12, 13) tragen, deren Kolbenstangen wahlweise am einen oder dem anderen Arm des zweiarmigen Parallellenkers (14) anlenkbar sind, jedoch nicht am gleichen Arm angelenkt werden.
d) und eine bekannte Vorrichtung den Zu- und Abfluß zu den beiden Zylindern (12, 13) so regelt, daß Ober-(10) und Unterarm (11) gleich große aber gegensinnige Winkelbewegungen ausführen.
a) der Löffel (16 bzw. 35) in beiden Arbeitsrichtungen an einen durch eine Unterarmstange (18) parallel geführten Löffellenker (29) anbaubar ist
b) am Löffel lenker (29) ein Löffelzylinder (30) gelagert ist, der am Löffelgelenk (34) vorbei durchschwingen und in jeder Arbeitsrichtung mit dem Löffel verbunden werden kann.
c) der Löffelzylinder (30) den Löffel über die Schnittlage hinaus in eine Traglage drehen kann.
a) eine bewegliche Gegenmasse (22) am Auslegerkopf (4) in solcher Richtung geführt wird, daß deren Beschleunigung aus der Ruhelage dem Kippmoment entgegenwirkt, daß während der Bewegungsumkehr von Löffel (16) und Arbeitsarm auftritt.
b) zwei Stoßzylinder (23, 23') an der Führung (21) der Gegenmasse (22) so gelagert sind, daß ihre Kolbenstangen auf die Gegenmasse wirken.
c) eine Hydraulikleitung (24) den Stoßzylinder (23) mit dem Ringraum (20) des Oberarmzylinders (12) und eine zweite Hydraulikleitung (25) den Stoßzylinder (23') mit dem Ringraum (20') des Unterarmzylinders (13) während der Entleerverzögerung des Löffels (16 bzw. 35) verbindet.
a) der Richtungslenker (8) an einem Kreuzgelenkausleger angelenkt, dessen Auslegerkopf (4) aus der Bewegungsebene des Grundauslegers (1) kraftschlüssig herausschwenkbar ist,
b) und durch einen am Auslegerkopf gelagerten Richtungszylinder (9) drehbar ist
a) Ober- (10) und Unterarm (11) je einen Hydraulikzylinder (12, 13) tragen, deren Kolbenstangen wahlweise am einen oder dem anderen Arm des zweiarmigen Parallellenkers (14) anlenkbar sind, jedoch nicht am gleichen Arm angelenkt werden.
b) und eine bekannte Vorrichtung den Zu- und Abfluß zu den beiden Zylindern (12, 13) so regelt, daß Ober-(10) und Unterarm (11) gleich große aber gegensinnige Winkelbewegungen ausführen.
a) der Löffel (16 bzw. 35) in beiden Arbeitsrichtungen an einen durch eine Unterarmstange (18) parallel geführten Löffellenker (29) anbaubar ist
b) am Löffellenker (29) ein Löffelzylinder (30) gelagert ist, der am Löffelgelenk (34) vorbei durchschwingen und in jeder Arbeitsrichtung mit dem Löffel verbunden werden kann.
c) der Löffelzylinder (30) den Löffel über die Schnittlage hinaus in eine Tragläge drehen kann.
a) eine bewegliche Gegenmasse (22) am Auslegerkopf (4) in solcher Richtung geführt wird, daß deren Beschleunigung aus der Ruhelage dem Kippmoment entgegenwirkt, daß während der Bewegungsumkehr von Löffel (16) und Arbeitsarm auftritt.
b) zwei Stoßzylinder (23, 23') an der Führung (21) der Gegenmasse (22) so gelagert sind, daß ihre Kolbenstangen auf die Gegenmasse wirken.
c) eine Hydraulikleitung (24) den Stoßzylinder (23) mit dem Ringraum (20) des Oberarmzylinders (12) und eine zweite Hydraulikleitung (25) den Stoßzylinder (23') mit dem Ringraum (20') des Unterarmzylinders (13) während der Entleerverzögerung des Löffels (16 bzw. 35) verbindet.