Einrichtung zum Verhindern der Kollision einer Laderampe einer Schrämmaschine mit einem Schwenkarm oder Lösewerkzeug derselben

Abstract

 Zum Verhindern einer Kollision der Laderampe (3) einer Schrämmaschine (1) mit dem Schrämarm oder Lösewerkzeug derselben ist eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher der relative Abstand zwischen Laderampenoberseite und Schrämarm bzw. Lösewerkzeug erfaßt und bei Unterschreiten eines Mindestabstandes der Schwenkantrieb für die Laderampe und den Schrämarm in Richtung zueinander blockiert und/oder ein Signal abgegeben wird. Die Einrichtung weist wenigstens einen Sensor zum Ermitteln einer Verwindung oder Querneigung der Laderampe (3) zu der durch die Laufflächen des Fahrwerkes (2) gegebenen Ebene auf, welcher mit einem Auswertegerät in Verbindung steht. Als Sensoren können Inklinometer (14, 16), Dehnungsmeßstreifen, Drehsensoren oder Wegaufnehmer verwendet werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verhindern der Kollision einer Laderampe einer Schrämmaschine mit dem Schwenkarm oder Lösewerkzeug derselben, mit welcher der relative Abstand zwischen Laderampenoberseite und Schräm­arm bzw. Lösewerkzeug erfaßt wird, und bei Unterschreiten eines Mindestabstandes der Schwenkantrieb für die Laderampe und/oder den Schrämarm in Richtung zueinander blockiert und/oder ein Signal abgegeben wird. Einrichtungen der ein­gangs genannten Art sind in verschiedener Ausbildung bereits bekanntgeworden. Im besonderen ist aus der AT-PS 366 773 ein Kollisionsschutz mit hydraulischen Gebern bekanntgeworden, mit welchem die Bewegung von Schrämarm und Laderampe in vertikaler Richtung zueinander erfaßt wurde, und unzulässige Annäherungen der Bauteile vermieden wurden. Ein Kollisions­schutz ist hiebei im besonderen mit Rücksicht auf die auf der Laderampe angeordneten Ladearme erforderlich. Derartige Ladearme, welche beispielsweise als Hummerscherenarme ausge­bildet sein können, weisen einen relativ empfindlichen Antrieb auf, welcher durch Kollision mit dem Schrämarm beschädigt werden könnte.

[0002] Eine weitere Ausbildung eines derartigen Kollisionsschutzes, welcher allerdings nicht berührungsfrei arbeitete, ist aus der AT-PS 342 537 bekanntgeworden. Eine besonders einfachere Ausbildung eines Kollisionsschutzes, wie sie der AT-PS 340 350 und der DE-AS 26 39 582 entnommen werden kann, arbeitet mit Anschlägen, welche vor einer möglichen Beschädi­gung der Ladearme einer Laderampe durch den Schrämarm mit­einander kollidieren und auf diese Weise eine weitere Zuein­anderbewegung von Laderampe und Schrämarm verhindern.

[0003] Bei Schrämmaschinen ist es nun bekannt zur Verbesserung der Abstützung der Schneidkräfte die Laderampe in einer Weise abzusenken, daß das Vorderende des Raupenfahrwerkes angehoben wird. Auf diese Weise ergibt sich eine größere Abstützlänge der Maschine und es können die Schräm- bzw. Schneidkräfte besser aufgenommen werden, ohne daß die Maschine unzulässigen Vibrationen bzw. Erschütterungen ausgesetzt wird. Auch bei derartigen Ausbildungen ist es aber nun wünschenswert mit dem Schrämkopf einer derartigen Maschine Sohlenschnitte bzw. Unterschnitte zu setzen und es soll somit der allseits schwenkbare Schrämarm, welcher die Schrämköpfe trägt, mög­lichst nahe an die Oberfläche der Laderampe heranbewegt werden können, ohne daß dies zu einer unzulässigen Berührung der Ladearme oder Laderampe mit dem Schrämarm führt. Bei derartigen Abstützungen der Schrämmaschine durch eine unter die Laufflächenebene des Raupenfahrwerkes abgesenkte Lade­rampe muß nun die Laderampe einen großen Teil des Maschinen­gewichtes aufnehmen und bei unebener Sohle kann dies zu Verwindungen bzw. Querstellungen der Laderampe zur Lauf­flächenebene des Raupenfahrwerkes führen. Wenn nun lediglich Winkelmessungen in vertikaler Richtung zur Ermittlung des relativen Abstandes zwischen Laderampe und Schrämarm in der Einrichtung zur Verhinderung der Kollision berücksichtigt werden, kann dies bei entsprechender Schrägstellung der Laderampe immer noch zu einer gefährlichen Kollision führen. Andererseits würde eine generelle Berücksichtigung eines maximal auftretenden Schrägstellungswinkels der Laderampe durch Verwindung derselben das Ausmaß des Unterschnittes bzw. eines Sohlenschnittes wesentlich verkleinern und den Einsatz­bereich der Maschine schmälern.

[0004] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher, insbesondere bei Maschinen, welche durch Anheben ihres Maschinen­vorderendes durch Absenken der Laderampe an ihrer Laderampe abgestützt sind, ein hohes Maß an Sicherheit gegen Kollision gewährleistet ist und dennoch der Arbeitsbereich der Maschine nicht beschränkt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß an der Laderampe wenig­stens ein Sensor für die Verwindung der Laderampe bzw. die Querneigung der Laderampe zu der durch die Laufflächen des Fahrwerkes gegebene Ebene angeordnet ist. Dadurch, daß die Querneigung der Laderampe bzw. die Verwindung der Laderampe mitberücksichtigt wird, wird ermöglicht, an derjenigen Stelle, an welcher die Laderampe relativ zur durch die Lauf­fläche der Raupen gebildete Ebene tiefer liegt, auch tiefer in die Sohle zu schneiden, wohingegen die Begrenzung der Ver­schwenkung des Schrämarmes nach unten an derjenigen Stelle, an welcher die Laderampe relativ zur Laufflächenebene des Raupenfahrwerkes höher liegt, zu einem früheren Zeitpunkt bzw. bei geringeren Schwenkwinkeln bereits einsetzt.

[0005] In besonders einfacher Weise kann der Sensor hiebei als Inklinometer ausgebildet sein, wobei vorzugsweise wenigstens ein Inklinometer an der Laderampe und ein weiteres Inklino­meter am Rahmen der Maschine festgelegt ist.

[0006] Alternativ können in einfacher Weise als Sensor Dehnungs­meßstreifen, insbesondere in Brückenschaltung, verwendet werden, wobei in besonders vorteilhafter Weise eine Dehnungs­meßstreifenbrücke am relativ zur Maschine geführten Trog des mit der Laderampe verbundenen Abfördermittels, insbesondere des mit der Laderampe verbundenen Kastens des Ketten­förderers, angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung ist immer dann von besonderem Vorteil, wenn die Laderampe starr mit dem Kasten des Kettenförderers verbunden ist, und der Kasten des Kettenförderers die im wesentlichen parallel zur Sohlenebene bzw. der Lauffläche des Raupenfahrwerkes ver­laufende Schwenkachse für die Absenkung bzw. Anhebung der Laderampe trägt. Der Kasten des Kettenförderers ist in der Regel derjenige Bauteil, welcher am leichtesten verwunden werden kann, und es läßt sich daher am Kasten des Ketten­ förderers in besonders einfacher Weise das Ausmaß der Ver­windung durch eine Dehnungsmeßstreifenbrücke messen.

[0007] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß zwischen Laderampe und Rahmen eine kardanische und längenveränderliche oder biegsame Welle angeordnet ist, wobei ein Ende der Welle drehfest festgelegt und das andere Ende der Welle mit einem Drehsensor gekuppelt ist.

[0008] Laderampen werden in der Regel von zwei außermittig ange­ordneten Schwenkzylindern relativ zum Maschinenrahmen ange­hoben bzw. abgesenkt. Die Erfassung der Verwindung der Laderampe bzw. der Querneigung der Laderampe zu der durch die Laufflächen des Fahrwerkes gegebenen Ebene läßt sich bei derartigen Ausbildungen in besonders einfacher Weise dadurch erzielen, daß außerhalb der Längsmitte der Maschine zwei Winkelmeßvorrichtungen, insbesondere Winkelkodierer, mit den Rahmen mit der Laderampe gelenkig verbindenden Streben, insbesondere den Schwenkzylindern, verbunden sind. Anstelle einer Winkelmessung kann in diesen Fällen die Elongation, insbesondere unter Verwendung von Wegaufnehmern für die Kolbenwege, gemessen werden.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­läutert. In dieser zeigen: Fig.1 und Fig.2 schematische Seitenansichten einer Maschine mit unterschiedlicher Schräm­armstellung; Fig.3 eine schematische Vorderansicht einer Schrämmaschine mit übertrieben dargestellter Schrägstellung der Laderampe; Fig.4 den sich bei einer Schrägstellung nach Fig.3 ergebenden zulässigen Weg des Schrämarmes; Fig.5 eine erste Ausbildung der Anordnung von als Inklinometer ausge­bildeten Sensoren; Fig.6 eine abgewandelte Ausbildung mit einer Mehrzahl von Inklinometern; Fig.7 eine Ausbildung mit einer Dehnmeßstreifenbrücke am Kasten eines Kettenförderers; Fig.8 eine Ausbildung der Meßvorrichtung mit einem Drehsensor und einer Welle, wobei die Art der Festlegung vergrößert in Fig.9 dargestellt ist, und Fig.10 eine abgewandelte Ausbil­dung mit Winkelmeßeinrichtungen an den Pflugzylindern.

[0010] In Fig.1 ist eine Teilschnittschrämmaschine l dargestellt, deren Raupenfahrwerk 2 durch eine Laderampe 3 im Bereich seines vorderen Endes von der Sohlenebene 4 abgehoben ist. Die Verstellzylinder für die Absenkung der Laderampe 3 sind hiebei der Einfachheit halber zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. An einem Turm 5 ist ein Schrämarm 6 um eine im wesentlichen parallel zur Laufwerksfläche verlaufende Achse 7 schwenkbar angeordnet. Der Turm 5 selbst ist wiederum um eine im wesentlichen lotrechte Achse schwenkbar, so daß der Schrämarm 6 allseitig schwenkbar ist. Am vorderen Ende des Schrämarmes 6 sind Schrämköpfe 8 rotierbar gelagert.

[0011] Je nach Stellung der Laderampe 3 ergibt sich ein mehr oder minder großer Bereich a für den möglichen Unterschnitt bzw. Sohlenschnitt, wobei die zulässigen Schwenkwinkel von Schräm­arm und Laderampe in Fig.2 erläutert werden.

[0012] In Fig.2 entsprechen die Bezugszeichen der Darstellung in Fig.1, wobei nunmehr der Schrämarm 6 in Richtung nach auf­wärts verschwenkt ist. Die maximale Absenklage des Pfluges bzw. der Laderampe 3 ist durch die Gerade 9 und die maximale Schwenklage in Richtung nach unten des Schrämarmes 6 durch die Gerade 10 angedeutet. Zwischen Laderampe 3 und Schrämarm 6 verbleibt ein zulässiger Schwenkwinkel , in welchem der Unterschnitt möglich ist. Der anschließende Schwenkwinkel­bereich kann bereits zu Kollisionen führen, wobei eine derartige Kollision in Abhängigkeit von der Schwenkstellung β des Schrämarmes bzw. der Schwenkstellung des Pfluges bzw. der Laderampe 3 aus der Nullage heraus möglich ist. Bei der Seitenansicht wird naturgemäß nur die vertikale Verschwenkung von Pflug- bzw. Schrämarm berücksichtigt.

[0013] Wie sich aus Fig.3 ergibt, kann bei einer Anhebung des Raupenfahrwerkes 2 der Schrämmaschine 1 bei unebener Sohle eine Verschwenkung der Laderampe relativ zur Laufwerksebene 11 der Raupen erfolgen, wobei die Verschwenkung durch die Gerade 12 schematisch angedeutet ist. Der Schrämarm 6 trägt wiederum an seinem freien Ende die rotierbar gelagerten Schrämköpfe 8 und in der Projektion nach Fig.4 ist ersicht­lich, daß bei einer Schrägstellung der Laderampe 3 in Übereinstimmung mit Fig.3 bei einem Verschwenken des Schräm­armes 6 bzw. der Köpfe 8 nach links die Begrenzung der Verschwenkung früher erfolgen muß, als bei einer Verschwen­kung nach rechts, um eine Kollision mit der Laderampe zu vermeiden. Die beim Schrämen üblicherweise vorgenommene Kopfbewegung wird hiebei durch die Linie 13 schematisch angedeutet. Die Kopfbewegung muß in einer Weise erfolgen, daß die Kollision mit der nunmehr schräggestellten Laderampe 3, schematisch angedeutet durch die Schrägstellung der Geraden 12, mit Sicherheit vermieden wird.

[0014] Bei der Ausbildung nach Fig.5 weist die Laderampe 3 ein Inklinometer 14 auf. Am starren Maschinenrahmen 15 ist ein weiteres Inklinometer 16 vorgesehen. Die Verwindung, wie sie bei einer Abstützung der Maschine auch durch die Laderampe 3 auftreten kann, ergibt sich hier als Differenz der Meßwerte der beiden Inklinometer 16 und 14.

[0015] Bei der Ausbildung nach Fig.6 sind zur Verbesserung der Meßgenauigkeit an der Laderampe 3 zwei Inklinometer 14 vorge­sehen. Mit der Laderampe 3 ist ein Kasten 17 verbunden, in welchem der Kettenförderer geführt ist. Die Differenz der Signale des Inklinometers 16 und des Mittelwertes der beiden Inklinometer 14 ergibt hiebei einen Meßwert für die Torsion des Kastens. Die Verbiegung des Ladetisches entspricht hiebei der Differenz der Meßwerte der beiden auf dem Ladetisch bzw. der Laderampe 3 angeordneten Inklinometer und ergibt eine zusätzliche Möglichkeit der Berücksichtigung unzulässiger Schwenkstellungen des Schrämarmes.

[0016] Bei der Ausbildung nach Fig.7 wird unmittelbar die Torsion des bereits in Fig.6 beschriebenen Kastens 17 für den Ketten­förderer gemessen. Der Kasten 17 ist um eine Anlenkachse 18 schwenkbar am Maschinenrahmen festgelegt, so daß bei einer Verwindung bzw. Verschwenkung der Laderampe 3 die gesamte Deformation am schwächsten Teil und damit als Torsion des Kastens des Kettenförderers auftritt. Die Torsionsspannungen werden mit einer Dehnmeßstreifenbrücke 19 gemessen, wobei die Meßwerte der Brückenschaltung einem schematisch dargestellten Auswertegerät 20 zugeführt werden. Das Auswertegerät 20 ist mit der Steuerung des Antriebes für die Laderampe bzw. den Schrämarm verbunden. Bei dieser Ausbildung wird von der Annahme ausgegangen, daß der Ladetisch bzw. die Laderampe selbst starr bleibt und nicht in sich einer Verwindung bzw. Verbiegung unterworfen ist.

[0017] Bei der Ausbildung nach Fig.8 und 9 ist zwischen Laderampe 3 und Maschinenrahmen 15 eine kardanische und teleskopische Welle angeordnet. Diese Welle kann auch als biegsame Welle ausgebildet sein. Die Festlegung dieser Welle erfolgt, wie in Fig.9 deutlich dargestellt ist, am Ladetisch 3 drehfest unter Verwendung eines kardanischen Gelenkes 21. Die Welle 22 selbst ist längenveränderlich und über ein weiteres kardani­sches Gelenk 23 mit einem Drehsensor 24 verbunden. Die Meßwerte des Drehsensors 24 können wiederum einer in Fig.7 dargestellten Auswerteschaltung 20 zugeführt werden.

[0018] Bei der Ausbildung nach Fig.10 sind Drehsensoren 25 mit den Lagern der Pflugzylinder verbunden. Die Pflugzylinder 26 dienen der Absenkung bzw. Anhebung der Laderampe und je nach Verschwenkung der Laderampe 3 ergibt sich ein verschiedener Meßwert für den Winkel zu beiden Seiten der Maschine. Der Winkel wird als Winkel 1 bzw. 2 gemessen werden, wenn die Laderampe zum Maschinenrahmen 15 schräg steht, wobei dies durch die Ungleichheit der beiden zu beiden Seiten gemessenen Winkel zum Ausdruck gebracht wird. Die Meßwerte werden wiederum einer Auswerteschaltung 20 zugeführt. Alternativ kann anstelle eines Drehwinkelsensors für die Messung des Winkels d je ein Wegaufnehmer mit einem Kolben des Pflug­zylinders 26 verbunden sein. Eine unterschiedliche Ausfahr­länge der beiden Pflugzylinder 26 ergibt ebenso ein Maß für die Verwindung der Laderampe 3 und dieses Maß kann unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Auswerteschaltung 20 für Steuerbefehle bzw. Kontrolleinrichtungen für den Schwenk­antrieb von Laderampe bzw. Schrämarm herangezogen werden.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Verhindern der Kollision einer Laderampe (3) einer Schrämmaschine (1) mit dem Schwenkarm oder Löse­werkzeug (6) derselben, mit welcher der relative Abstand zwischen Laderampenoberseite und Schrämarm bzw. Lösewerkzeug (6) erfaßt wird, und bei Unterschreiten eines Mindest­abstandes der Schwenkantrieb für die Laderampe (3) und den Schrämarm (6) in Richtung zueinander blockiert und/oder ein Signal abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Laderampe (3) wenigstens einn Sensor (14, 19, 24, 25) für die Verwindung der Laderampe bzw. die Querneigung der Laderampe zu der durch die Laufflächen des Fahrwerkes (2) gegebene Ebene (11) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Inklinomete (14) ausgebildet ist. (Fig. 5)

3. Einrichtung nach Anspruch 2, daß wenigstens ein Inklino­meter (14) an der Laderame (3) und ein weiteres Inklinometter (16) am Rahmen (15) der Maschine (1) festgelegt ist. (Fig. 6)

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Dehnungsmeßstreifen (19), insbesondere in Brückenschaltung, ausgebildet ist. (Fig. 7)

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dehnungsmeßstreifenbrücke (19) am relativ zur Maschine (1) geführten Trog des mit der Laderame (3) verbundenen Abfördermiittels, insbesondere des mit der Laderampe (3) verbundenen Kastens (17) des Kettenförderers, angeordnet ist. (Fig. 7)

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Laderampe (3) und Rahmen (15) eine kardanische und längenveränderliche oder biegsame Welle (22) angeordnet ist, wobei ein Ende der Welle drehfest festgelegt und das andere Ende der Welle mit einem Drehsensor (24) gekuppelt ist. (Fig. 8, 9)

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Längsmitte der Maschine (1) zwei Winkelmeß­vorrichtungen (25), insbesondere Winkelkodierer, mit den Rahmen (15) mit der Laderampe (3) gelenkig verbindenden Streben, insbesondere den Schwenkzylindern (22), verbunden sind. (Fig. 10)

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit außermittigen teleskopischen Streben, insbesondere den außermittigen Stellzylindern (26) für die Verschwenkung der Laderampe (3), Wegaufnehmer für die Elongation bzw. die Kolbenwege verbunden sind.

Zeichnung