DE1784870B1 - Backhoe Bucket with Digging Teeth and Method of Operating the Backhoe Bucket - Google Patents
Backhoe Bucket with Digging Teeth and Method of Operating the Backhoe BucketInfo
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Description
Diese Antriebsart des Hammers erfordert jedoch eine 15 schlossenen Raum 4, der durch Außenwände 5 der Druckluftquelle in Form eines Kompressors, der ge- Baggerschaufel 1 und eine Innenwand 6 des Schauwöhnlich in Baggern nicht zur Verfügung steht, also felhohlraums 2 begrenzt wird. An einem Teil der speziell für diesen Zweck eingebaut werden muß. Außenwand 5 sind Befestigungsflansche 7 angebracht, Darüber hinaus muß die Druckluftquelle durch ein die zur Befestigung der Baggerschaufell an einem verhältnismäßig aufwendiges Leitungssystem mit 20 Ausleger od. dgl. dienen. An der Innenseite der Ineinem pneumatischen Arbeitszylinder gekoppelt wer- nenwand 6 sind innerhalb des geschlossenen Räuden, in dem der Hammer zur stoßweisen Beaufschlagung eines oder mehrerer Grabzähne gleitend gelagert ist.However, this type of drive of the hammer requires an enclosed space 4, which is surrounded by outer walls 5 of the Compressed air source in the form of a compressor, the excavator shovel 1 and an inner wall 6 of the show is not available in excavators, so felhohlraums 2 is limited. On part of the must be installed specifically for this purpose. Fastening flanges 7 are attached to the outer wall 5, In addition, the compressed air source must be through a to attach the excavator shovel to a Relatively complex line system with 20 booms or the like. Serve. On the inside of the one pneumatic working cylinders are coupled to the inner wall 6 are inside the closed room, in which the hammer is slidably mounted for intermittent loading of one or more grave teeth is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 25 Federstützrahmen 9 trägt zentral angeordnete, sich
einer Baggerschaufel der eingangs genannten Art an in Querrichtung erstreckende Lager 10, 11, die beide
Stelle des pneumatischen Übertragungsmittels ein
mechanisches, konstruktiv einfaches, möglichst wartungsfreies Übertragungsmittel vorzusehen.The invention is based on the object, at 25 spring support frames 9, centrally arranged, an excavator shovel of the type mentioned at the transverse direction extending bearing 10, 11 carries both points of the pneumatic transmission means
Provide mechanical, structurally simple, as maintenance-free transmission means as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Er- 30 ausgebildet, welche zur Lagerung von Armen 14, 15 findung darin, daß das elastische Übertragungsmittel dienen, von denen sich jeder in zwei Schenkel 14', eine Blattfeder ist, die an der Baggerschaufel ange- 14" bzw. 15', 15" verzweigt, deren Enden mit einem schlossen und an einem freien Ende mit dem Harn- Hammer 16 verbunden sind. Der Hammer 16 ist in mer versehen ist. Hierdurch wird erreicht, daß die der Mitte mit einem Schlitz 17 versehen, durch den für Druckluftbetrieb erforderlichen verhältnismäßig 35 ein Ende 18 jeder Blattfeder 8 hindurchgreift. DerThe solution to this problem is formed according to the Er 30, which is used for supporting arms 14, 15 finding that the elastic transmission means are used, each of which is in two legs 14 ', is a leaf spring which is attached to the excavator shovel 14 "or 15 ', 15" branches, the ends of which with a closed and are connected at a free end to the urinary hammer 16. The hammer 16 is in mer is provided. This ensures that the middle is provided with a slot 17 through which For compressed air operation required relatively 35 one end 18 of each leaf spring 8 extends therethrough. Of the
mes 4 zwei Blattfedern 8 gelagert, die beide in ihrer Mitte mit der Innenwand 6 durch einen dazwischenliegenden Federstützrahmen 9 verankert sind. Dermes 4 two leaf springs 8 mounted, both in their Center are anchored to the inner wall 6 by an intermediate spring support frame 9. Of the
aus den Seiten des Federstützrahmens 9 herausragen, und zwar senkrecht zur Längsrichtung der Blattfedern 8. Die Lager 10, 11 sind als Kugellager 12,13protrude from the sides of the spring support frame 9, perpendicular to the longitudinal direction of the leaf springs 8. The bearings 10, 11 are ball bearings 12, 13
aufwendigen und komplizierten pneumatischen Einrichtungen entfallen und die Herstellungs- und Betriebskosten der Baggerschaufel herabgesetzt werden.costly and complicated pneumatic devices are omitted and the manufacturing and Operating costs of the excavator bucket can be reduced.
Hammer 16 wirkt mit einer inneren Endfläche 19 eines Grabzahns 3 zusammen. Jeder Grabzahn 3 ist in Längsrichtung durch eine an einer Stelle 20 gezeigte Stift-Schlitz-Verbindung gesetzten GrenzenHammer 16 cooperates with an inner end surface 19 of a digging tooth 3. Each grave tooth is 3 in the longitudinal direction by a pin-and-slot connection shown at a point 20 limits
Vorteilhafterweise kann der Hammer zwei Arme 4° hin- und herbewegbar gelagert. Der Federstützrahaufweisen, die einerseits mit dem freien Ende der men 9 ist außerdem mit Gelenken 21, 22 für zwei Blattfeder verbunden und andererseits an der An- Hebelarme 23 bzw. 24 versehen, die sich parallel zu schlußstelle der Blattfeder an der Baggerschaufel ge- den Blattfedern 8 erstrecken und die starr mit einem lenkig gelagert sind. Dadurch kann eine gute Schlag- Paßstück 25 am anderen Ende 26 der Blattfedern 8 führung des Hammers erzielt werden. Weitere 45 verbunden sind. Das in Form eines Kragarms ausMerkmale der Erfindung sind Gegenstand der An- gebildete Paßstück 25 weist einen Drehstift 27 auf, sprüche 3 bis 9.Advantageously, the hammer can be mounted so that two arms can be moved 4 ° back and forth. The spring support frame, the one hand with the free end of the men 9 is also with joints 21, 22 for two Connected leaf spring and on the other hand provided at the lever arms 23 and 24, which are parallel to Terminal point of the leaf spring on the excavator shovel ge the leaf springs 8 extend and the rigid with a are articulated. This allows a good impact fitting piece 25 at the other end 26 of the leaf springs 8 leadership of the hammer can be achieved. Another 45 are connected. That in the form of a cantilever arm made of features The subject matter of the invention is the attached adapter 25 has a pivot pin 27, Proverbs 3 to 9.
Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betätigen der
Baggerschaufel nach der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Blattfeder in nahe ihrer 50 lagert ist, die in einem Lagerrahmen 31 drehbar
Eigenfrequenz liegende Schwingungen versetzt wird geführt wird. Die Welle 30 wird durch eine Kette 32
und der Schwingungsausschlag des freien Endes der eines Hydraulikmotors 33 angetrieben. Für jede
Blattfeder so groß ist, daß der Hammer das rück- Blattfeder 8 ist zu beiden Seiten des Lagerrahmens
wärtige Ende des Grabzahns dann beaufschlagt, 31 ein Zapfen 29 und eine Kurbelstange 28 vorgesewenn
sich der Grabzahn der rückwärtigen Endstel- 55 hen. Wenn der Hydraulikmotor 33 zu laufen beginnt,
lung nähert, wohingegen der Hammer den Grabzahn dann erteilen die Kurbelstange 28 und der Zapfen
nicht beaufschlagt, wenn der Grabzahn in die Nähe 29 den Enden 26 der Blattfedern 8 eine Schwingder
vorderen Endstellung gelangt. bewegung, an der auch die Hebelarme 23, 24 teil-A method for actuating the is advantageous
Excavator shovel according to the invention, which is characterized in that the leaf spring is mounted in close proximity to its 50, which is displaced from oscillations that are rotatable natural frequency in a bearing frame 31. The shaft 30 is driven by a chain 32 and the oscillation deflection of the free end of a hydraulic motor 33. For each leaf spring is so large that the hammer acts on the back leaf spring 8 on both sides of the bearing frame at the end of the digging tooth, 31 a pin 29 and a connecting rod 28 provided when the digging tooth of the back end 55 is located. When the hydraulic motor 33 starts to run, lung approaches, whereas the hammer then gives the digging tooth the connecting rod 28 and the pin not acted upon when the digging tooth comes in the vicinity 29 of the ends 26 of the leaf springs 8 a swing of the front end position. movement, in which the lever arms 23, 24 partly
Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren zum Betäti- nehmen. Diese Schwingbewegungen verursachen eine
gen der Baggerscliaufel nach der Erfindung besteht 60 entsprechende Reaktion am anderen Ende 18 der
darin, daß die Blattfeder in nahe ihrer Eigenfrequenz Blattfeder 8, die zur Folge hat, daß diese Enden 18
liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die der Blattfedern 8 ebenfalls schwingen und den Ham-Grabzähne
mit dem Boden im Eingriff stehen, wo- mer 16 sowie die Arme 14, 15 in schwingende Behingegen
die Blattfeder in über ihrer Eigenfrequenz wegung versetzen, wodurch der Hammer 16 auf die
liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die Grab- 65 Endflächen 19 der Grabzähne 3 schlägt,
zähne mit dem Boden außer Eingriff stehen. Durch In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform einerAnother advantageous method of actuation. These oscillating movements cause a corresponding reaction at the other end 18 of the invention also vibrate and the hammer digging teeth are in engagement with the ground, where 16 and arms 14, 15 in vibrating behavior move the leaf spring above its natural frequency, causing hammer 16 to vibrate horizontally when the grave - 65 end faces 19 of the grave teeth 3 beats,
teeth are out of engagement with the ground. In Fig. 3, another embodiment is one
dieses Verfahren wird erreicht, daß die größte Schlag- Baggerschaufel dargestellt, bei der den Grabzähnen wirkung des Hammers auf die Grabzähne dann eine Greif- oder Hackbewegung erteilt wird, wäh-This method is achieved that the largest impact excavator shovel is represented by the digging teeth effect of the hammer on the digging teeth is then given a gripping or chopping movement, while
durch den es mit einer Kurbelstange 28 gelenkig verbunden ist, deren anderes Ende mit einem Zapfen 29 in Verbindung steht, der auf einer Welle 30 ge-by which it is articulated to a connecting rod 28, the other end of which is connected to a pin 29 is in connection, which is on a shaft 30
rend sich die Baggerschaufel in den Erdboden eingräbt. Diese Ausführungsform weist eine Baggerschaufel 32' auf, die auf einem Ausleger 33' schwenkbar gelagert ist. Die Grabbewegungen der Baggerschaufel 32' erfolgen mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 34, der zwischen dem Ausleger 33' und dem vorderen Teil der Baggerschaufel 32' angeordnet ist. Die Baggerschaufel 32' ist mit Grabzähnen 35 versehen, die an dem Ende einer Kolbenstange 36 angeordnet sind, welche an ihrem oberen Ende einen Kolben 37 trägt und zwischen zwei Wandabschnitten, einem inneren Abschnitt 38 und einem äußeren Abschnitt 39 verschoben werden kann. Der äußere Wandabschnitt 39 bildet die vordere, äußere Begrenzungswandung der Baggerschaufel 32' und mündet in einen oberen Abschnitt 40, der die obere äußere Wandung der Baggerschaufel 32' darstellt. Der innere Wandabschnitt 38 mündet in einem Wandabschnitt 41, der sich parallel zu dem oberen Abschnitt 40 erstreckt. Der obere Abschnitt 40 und der Wandabschnitt 41 sind an ihren äußeren Enden durch eine kurze Wand 42 verbunden. Die unteren Enden der Wandabschnitte 38 und 39 sind mit Führungen 43 bzw. 44 für die inneren Teile der Grabzähne 35 versehen. Auf der Kolbenstange 36 ist zwischen dem Kolben 37 und den Führungen 43, 44 eine Schraubenfeder 45 angeordnet. In demselben Gleitweg wie der Kolben 37 befindet sich ein Hammer 46, der die Oberseite des Kolbens 37 beaufschlagt, um auf diese Weise die Grabzähne 35 stoßartig anzutreiben. Der Hammer 46 ist über ein Gestängeglied 47 mit einer Blattfeder 48 verbunden, die im praktischen Anwendungsfall aus einem Blattfedersatz besteht.rend the excavator shovel digs into the ground. This embodiment has an excavator bucket 32 ', which is pivotably mounted on a boom 33'. The digging movements of the Excavator shovel 32 'are carried out with the aid of a hydraulic cylinder 34, which is between the boom 33' and the front part of the excavator bucket 32 'is arranged. The backhoe bucket 32 'has digging teeth 35 provided, which are arranged at the end of a piston rod 36 which at its upper end a Piston 37 carries and between two wall sections, an inner section 38 and an outer section 39 can be moved. The outer wall section 39 forms the front, outer boundary wall the excavator shovel 32 'and opens into an upper section 40, which is the upper outer Wall of the excavator shovel 32 'represents. The inner wall section 38 opens into a wall section 41, which extends parallel to the upper section 40. The top section 40 and the wall section 41 are connected at their outer ends by a short wall 42. The lower ends of the Wall sections 38 and 39 are provided with guides 43 and 44, respectively, for the inner parts of the digging teeth 35. A helical spring is located on the piston rod 36 between the piston 37 and the guides 43, 44 45 arranged. In the same glide path as the piston 37 is a hammer 46 that the The top of the piston 37 is acted upon in order to drive the digging teeth 35 abruptly in this way. Of the Hammer 46 is connected via a rod link 47 to a leaf spring 48, which in practical applications consists of a leaf spring set.
Das andere Ende der Blattfeder 48 oder des Blattfedersatzes ist an einem festliegenden Kragarm 49 befestigt, der an der kurzen Wand 42 angebracht ist. Die Blattfeder 48 wird durch einen stationären Anschlagkörper 50 gegen die Oberfläche einer rotierenden Exzenterwelle 51 gedrückt, die auf einer Antriebswelle 52 sitzt, welche ihrerseits mit einem Antrieb in Verbindung steht.The other end of the leaf spring 48 or the leaf spring set is on a fixed cantilever arm 49 attached, which is attached to the short wall 42. The leaf spring 48 is supported by a stationary stop body 50 pressed against the surface of a rotating eccentric shaft 51 on a drive shaft 52 sits, which in turn is connected to a drive.
Der Hammer 16, 46 ist an der im wesentlichen linearen Blattfeder 8 bzw. 48 aufgehängt, die eine bestimmte Resonanzfrequenz aufweist. Falls die Blattfeder 8 bzw. 48 ungestört mit ihrer Resonanzfrequenz angetrieben wird, dann würde die Amplitude des Hammers 16, 46 immer größer werden, und die Blattfeder 8 bzw. 48 könnte brechen. Wenn die Blattfeder 8 bzw. 48 beispielsweise mit einer Drehzahl von 500 Upm angetrieben wird, treten die größten Stoßkräfte dann auf, wenn diese Drehzahl unmittelbar über der Resonanzfrequenz der Blattfeder 8 bzw. 48 liegt. Falls die Drehzahl über diese Resonanzfrequenz ansteigt, verkleinert sich die Amplitude, und bei einer Drehzahl von beispielsweise 1000 Upm bleibt der Hammer 16 bzw. 46 praktisch stationär. Mittels hydraulischer oder pneumatischer Anschlagvorrichtungen werden die Bewegung des Hammers 16 bzw. 46 gebremst, wenn die Grabzähne 3, 35 der Baggerschaufel 1, 32' nicht länger mit dem Erdboden in Berührung stehen, d. h., wenn die Baggerschaufel 1, 32' angehoben wird. Eine andere Einrichtung, die Drehzahl des Antriebs wesentlich über der Resonanzfrequenz zu halten, besteht darin, automatische Drehzahlregler anzuordnen.The hammer 16, 46 is suspended from the substantially linear leaf spring 8 and 48, which is a has a certain resonance frequency. If the leaf spring 8 or 48 is undisturbed with its resonance frequency is driven, then the amplitude of the hammer 16, 46 would always increase, and the leaf spring 8 or 48 could break. If the leaf spring 8 or 48, for example, at a speed is driven by 500 rpm, the greatest impact forces occur when this speed is directly above the resonance frequency of the leaf spring 8 or 48. If the speed is above this Resonance frequency increases, the amplitude decreases, and at a speed of for example 1000 rpm, the hammer 16 or 46 remains practically stationary. By means of hydraulic or pneumatic Stop devices are the movement of the hammer 16 or 46 braked when the digging teeth 3, 35 of the excavator bucket 1, 32 'are no longer in contact with the ground, d. i.e. if the excavator bucket 1, 32 'is raised. Another facility, the speed of the drive is essential Keeping above the resonance frequency is to put automatic speed controllers in place.
Die Blattfeder 8 oder 48 ist so ausgebildet, daß sie sich beim Beschleunigen des Hammers 16, 46 möglichst starr, während des Stoßhubs verhältnismäßig elastisch und nach Vollendung des Stoßhubs möglichst steif verhält.The leaf spring 8 or 48 is designed so that it moves when the hammer 16, 46 is accelerated as rigid as possible, relatively elastic during the thrust stroke and after completion of the thrust stroke behaves as stiffly as possible.
Für die so ausgebildete Blattfeder 8 bzw. 48 ist zur Erzielung einer gewünschten Resonanzschwingung nur ein verhältnismäßig enger Drehzahlbereich des Antriebs erforderlich. Praktische Versuche mit der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Baggerschaufel haben ergeben, daß mit der Blattfeder 8 von einer Gesamtlänge von 385 mm und einer Länge zwischen den Berührungspunkten des Hammers 6 und der Mitte der Blattfeder 8 von 412,5 mm und einer größten Dicke der Blattfeder 8 von 112 mm eine Drehzahl von 700 Upm als ideale Drehzahl erreichen wird, wobei der Kurbelradius des Kurbelzapfens 29 eine Länge von 35 mm aufwies, eine Länge von 155 mm auf der Kurbelstange 28 gemessen wurde, ein Hammergewicht von 12,6 kg und ein Grabzähnegewicht von 86 kg vorhanden waren. Auf diese Weise ließen sich bei der genannten Drehzahl Betriebsverhältnisse schaffen, unter denen eine große Stoßkraft an den Grabzahn 3 abgegeben wird und bei denen der Hammer 6 nicht eine begrenzte Amplitude überschreitet, sobald die Baggerschaufel 1 angehoben wird, d. h. sobald die Grabzähne 3 nicht mehr mit dem Erdboden im Eingriff stehen, und der Hammer 6 sich in seiner am weitesten außerhalb liegenden Stellung befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es günstig, die Drehzahl bei 700 Upm oder etwas darüber zu halten. Dadurch wird der Einsatz von zusätzlichen Einrichtungen zur Begrenzung der Amplitude vermieden. Diese Einrichtungen sind teuer, da sie in der Lage sein müssen, die Energie der großen auftretenden Stoßkräfte aufzunehmen.For the leaf spring 8 or 48 designed in this way, it is necessary to achieve a desired resonance oscillation only a relatively narrow speed range of the drive is required. Practical experiments with the in the F i g. 1 and 2 shown embodiment of the excavator bucket have shown that with the leaf spring 8 with a total length of 385 mm and a length between the contact points of the Hammer 6 and the center of the leaf spring 8 of 412.5 mm and a maximum thickness of the leaf spring 8 of 112 mm will achieve a speed of 700 rpm as the ideal speed, the crank radius of the Crank pin 29 had a length of 35 mm, a length of 155 mm on the connecting rod 28 was measured, a hammer weight of 12.6 kg and a digging teeth weight of 86 kg was. In this way, operating conditions could be created at the specified speed, under where a large impact force is given to the digging tooth 3 and where the hammer 6 is not exceeds a limited amplitude as soon as the excavator bucket 1 is raised, d. H. as soon as the Digging teeth 3 are no longer in engagement with the ground, and the hammer 6 is in its on furthest outward position. In this embodiment, it is beneficial to increase the speed hold at 700 rpm or a little above. This makes the use of additional facilities to limit the amplitude avoided. These facilities are expensive because of their ability must be to absorb the energy of the large impact forces that occur.
Eine Abänderung der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Baggerschaufel ist insofern möglich, als das eine Ende der Blattfeder 8 bzw. der Blattfedereinheit anstatt durch die dargestellte Exzenterwelle 51 und Kurbelstange 28 durch einen hin- und herbeweglichen Kolben-Zylinder-Antrieb angetrieben werden kann. Des weiteren können bei der Ausführungsform von F i g. 1 die Arme 14, 15 und Hebelarme 23, 24 weggelassen werden. Der Kurbelmechanismus läßt sich so abändern, daß er das Ende 26 der Blattfeder 8 über ein geeignetes Paßstück betätigt, während der Hammer 16 unmittelbar mit dem Ende 18 der Blattfeder 8 verbunden werden kann. Auch läßt sich die Blattfeder 8 in dem Federstützrahmen 9 so führen, daß ein doppelarmiger Hebel entsteht.A modification of the excavator shovel shown in Figs. 1 to 3 is possible as that one end of the leaf spring 8 or the leaf spring unit instead of the eccentric shaft 51 and shown Connecting rod 28 are driven by a reciprocating piston-cylinder drive can. Furthermore, in the embodiment of FIG. 1 the arms 14, 15 and lever arms 23, 24 can be omitted. The crank mechanism can be modified so that it has the end 26 of the leaf spring 8 actuated via a suitable adapter, while the hammer 16 is directly connected to the end 18 the leaf spring 8 can be connected. The leaf spring 8 can also be so in the spring support frame 9 lead that a double-armed lever is created.
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