DE2542161C3 - Hochlöffelbagger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochlöffelbagger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Hochlöffelbagger nach US-PS 36 48 863 besitzt eine Ausgleichs- bzw. Parallelführungseinrichtung, die aus einem, teilweise als Leitfläche für ein Seil ausgestalteten, Führungshebel an der Kopfwelle des Auslegers mit daran befestigtem Verbindungsseil zum hinteren oberen Ende des Löffels, einem weiteren, zu einer am Fußende des Auslegers befestigten Führungsrolle führenden Seil und einem vertikai an dem Traggestell befestigten, durch den Baggerführer betätigbaren Hydraulikzylinder besteht, an dessen Kolbenstange das zweite Seil befestigt ist. Durch Ausfahren bzw. Zurückführen des zweiten Seils kann der Anstellwinkel des Löffels beim Eintauchen in die zu baggernde Materialschicht eingestellt werden. Dieser Anstellwinkel wird dann durch die Parallelführungseinrichtung über einen längeren Schürfweg so beibehalten, daß der Löffel seinen Anstellwinkel um einige Winkelgrade verändert, während er einen horizontalen Weg durchläuft

Mit dieser Einrichtung wird zwar eine gute Parallelführung des Löffels während des Schürfvorgangs erreicht und es ist auch das Abbauen von flachen Schichten, beispielsweise von Kohle im Tagebauverfahren ode;· das Abräumen von über einer Kohleschicht liegendem tauben Gestein gut möglich, jedoch ist diese Parallelführungseinrichtung konstruktiv aufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Hochlöffelbagger so auszubilden, daß auch bei Weglassen der besonderen Parallelführungseinrichtung die Schürfkante des Löffels während des Schürfvorgangs einen günstigen Anstellwinkel über einen bestimmten Schürfweg im wesentlichen beibehält.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Hochlöffelbagger der eingangs genannten Gattung, der nach den kennzeichnenden Merkmalen im Anspruch 1 ausgebildet ist.

Es ist durch diese Ausbildung möglich, die besondere Parallelführungseinrichtung wegzulassen und trotzdem einen nur durch Löffelstiel und Hebestange geführten Schürfweg des Baggers zu erreichen, der für die genannten Abbauarbeiten gut geeignet ist. Damit wird eine weniger aufwendige Bauart von Hochlöffelbaggern ermöglicht, die durch ungeschultes Personal nach kurzer Einarbeitungszeit sicher und zuverlässig bedient werden kann. Die Bedienungsperson braucht nur je einen Hebel für die Schürf- bzw. die Anhebebewegung zu bedienen und muß nicht die genaue Lage der Lcffelunterkante beobachten und steuern, wie es sonst bei Löffelbaggern ohne Parallelführungseinrichtung notwendig ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung nach den kennzeichnenden Merkmalen im Anspruch 2 ermöglicht eine genaue Parallelführung des Löffelbodens bzw. der Schürfkante durch das abzuschürfende Material während des gesamten Schürfweges.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind durch die Ansprüche 3 und 4 gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel eines Hochlöffelbaggers nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Hochlöffelbaggers, dessen Löffel den Schürfvorgang durchlaufen hat,

Fig. 2 den Hochlöffelbagger nach Fig. 1 in drei Stellungen des Löffels während des Schürfvorgangs und

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht des vorderen Aufbaus des Hochlöffelbaggers nach Fig. I und 2 mit .lufeinanderfolgenden Lagen des Schnittpunkts der Mittellinie von Löffelstiel und Hebestange während des Schürfvorgangs.

Der in der Zeichnung dargestellte Hochlöffelbagger

besitzt ein mit Gleisketten versehenes Fahrwerk 10, ein darauf angebrachtes Traggestell 11, einen am vorderen Ende des Fahrgestells befestigten vorderen Aufbau 12, mit einem am Traggestell befestigten Schürfantrieb 13, der ebenso wie ein Hebeantrieb 14 am Traggestell befestigt und wirksam mit dem vorderen Aufbau verbunden ist und ein am Traggestell angebrachtes Steuersystem für den Schürf- und den Hebeantrieb.

Das Fahrwerk 10 ist mit herkömmlichen Gleisketten versehen; an ihm ist ein Rollenkranz 15 angebracht. Das Traggestell 11 besteht aus einem Grundrahmen 16, der auf dem Rollenkranz 13 aufliegt und einem Gehäuse C das an dem Grundrrhmen 16 befestigt ist und in dem der zum Heben, Schürfen und Schwenken sowie zum Bewegungsantrieb nötige Motor mit Hilfsaggregaten sowie Bestandteile des Hebe- und des Schürfantriebs enthalten sind.

Der vordere Aufbau 12 besteht in übliche. Weise aus einem starren Ausleger 17, einem Löffelstiel 18, einem Löffel 19, einem Heberahmen 20 und einer Hebestange 21. Nach Fig. 1 ist das untere Ende des starren Auslegers gabelförmig ausgebildet und schwenkbar mit dem vorderen Ende des Grundrahmens 16 über zwei untere Schwenkbolzen 22 verbunden. Der Löffelstiel 18 ist am anderen Ende des starren Auslegers 17 über eine Hauptwelle 23 schwenkbar befestigt. Der Löffel 19 besteht (Fig.3) aus zwei Seitenwänden 24, einem Löffelboden 25 mit einer vorderen Schürfkante 26, die mit Zähnen versehen ist und mit einem hinteren Absatz 27 und aus einer Klapptüre 28, die am oberen Ende schwenkbar bei 29 an die Löffelseitenwände angelenkt ist und am anderen Ende lösbar mit dem Löffelboden 25 bzw. dem Absatz 27 verriegelt ist.

Der Heberahmen 20 ist im wesentlichen als Dreieck ausgebildet und umfaßt eine Grundstrebe oder hintere Strebe 31, eine Spannstrebc 32, die etwa senkrecht zur hinteren Strebe 31 angeordnet ist sowie eine als Hebestütze wirkende Zugstrebe 33, die die oberen Enden der hinteren Strebe 31 und der Zugsirebe 32 miteinander verbindet. Der Heberahmen 20 ist an der durch die hintere Strebe 31 und die Zugstrebe 32 gebildeten Ecke schwenkbar mit der Hauptwelle 23 verbunden. Eine Hebestange 21 ist zwischen dem Heberahmen 20 und dem Löffel 19 so angeordnet, daß sie an einem Ende über ein Schwenklager 34 mit dem durch die Spannstrebe 32 und die Zugstrebe 33 gebildeten Eck des Heberahmens 20 schwenkbar verbunden ist, während das andere Ende über ein Schwenklager 35 mit abstehenden Teilen der Löffelseitenwände verbunden ist. Damit bilden Löffelstiel 18, Löffel 19, Hebestange 21 und Spannstrebe 32 ein Gelenkviereck, das schwenkbar an der am äußeren Ende des starren Auslegers 17 angebrachten Hauptwelle 23 befestigt ist.

Dieses Gelenkviereck ist geometrisch so ausgelegt, daß der Löffel 19 bestrebt ist, mit seinem vorderen Ende in Bezug auf den Löffelstiel 18 nach oben zu kippen. Diese Kippbewegung des Löffels 19 nach oben wird durch einen Kippanschlag .16 begrenzt, der beim Aufwärtskippen des Löffels um zwei Anschlägen 37 am unteren Ende der Hebestange 21 in Eingriff tritt. Diese Anschläge 37 können auch an den Löffelseitenwänden 24 befestigt sein. Statt dessen können auch andere Kippanschläge die Kippbewegung des Löffels 19 nach oben in Bezug auf den Löffelstiel 18 begrenzen.

Der Schürfantrieb 13 umfaot einen schwenkbar mit seinem unteren Ende am Grundrahmen 16 befestigten Pfosten oder eine Stütze 38, einen starr über weitere Stützen am Grundrahmen 16 befestigten Rollenbcck 39, zwei Verbindungsstreben 40 und ein Schürfseil 41. Nach Fi g. 1 und 2 ist ein Ende des Schürfseils 41 in der Nähe des oberen Endes der Stütze 38 fer.t abgespannt und das Schürfseil 41 erstreckt sich von dort nach hinten um eine am oberen Ende des Rollenbocks 39 befestigte Umlenkrolle 43, läuft von dort wieder n^ch vorne, um eine am oberen Ende der Stütze 38 befestigte Umlenkrolle 44, umläuft noch einmal beide Umlenkrollen 43 und 44 und geht von der vorderen Umlenkrolle 44 schließlich nach hinten, wo es auf eine an dem Rollenbock 39 befestigte Wickelrolle 45 aufgewickelt wird. Die Verbindungsstreben 40 sind mit ihrem jeweiligen hinteren Ende schwenkbar am oberen Ende der Stütze 38 schwenkbar befestigt und mit dem jeweiligen vorderen Ende am Heberahmen 20 des vorderen Aufbaus 12. Auf diese Weise wird bei Abwickeln des Schürfseils 41 durch das Gewicht des vorderen Aufbaus der Löffel nach vorne gedrängt oder geschoben und bei Aufwickeln des Schürfseils zurückgezogen.

Der Hebeantrieb 14 enthält ein Hebeseil 46, das bei 47 an einem Ende des Heberahmens 20 fest abgespannt ist und sich von dort um eine am unteren Ende des Auslegers 17 befestigte Umlenkrolle 48 herum erstreckt, dann aufwärts um eine am Heberahmen 20 befestigte Umlenkrolle 49, von dort geht das Hebeseil 46 wieder nach unten, um die Umlenkrolle 48 und gelangt so nach hinten zu einer am Grundrahmen 16 befestigten Wickelrolle 50 für das Hebeseil. Beim Aufwickeln des Hebeseils wird der Heberahmen um die Hauptwelle 23 nach oben geschwenkt und hebt den Löffel 19 an, während beim Abspulen des Hebeseils sich der Heberahmen um die Hauptwelle senkt und den Löffel absenkt.

So kann durch Einziehen des Schürfseils 41 und Abspulen des Hebeseils 46 der Löffel in die in Fig. 2 ausgezogen dargestellte Lage gebracht werden. Aus dieser Lage kann dann ein Schürfzyklus dadurch durchfahren werden, daß anfangs nur das Schürfseil abgespult und das Hebeseil eingeholt wird, und damit bewegt sich der Löffel im wesentlichen horizontal zu der in F i g. 1 dargestellten Lage. Dabei schiebt sich der Löffel in das zu ladende Material hinein. Daraufhin wird das Hebeseil weiter eingeholt und ebenfalls das Schürfseil nun eingeholt, so daß der Löffel in seine Entleerungsstellung kommt. Daraufhin wird das Schürfseil weiter eingeholt und das Hebeseil abgespult, so daß der Löffel wieder die Ausgangslage zurückkommt, die in F i g. 2 ausgezogen dargestellt ist.

Nach Fig. 3 ist das Gelenkviereck, das aus dem Löffelstiel 18, dem zwischen den Verbindungsstellen mit Löffelstiel 18 und Hebestange 21 gelegenen Teil des Löffels 19, der Hebestange 21 und der Spannstrebe 32 des Heberahmens 20 gebildete Gelenkviereck in seiner Geometrie so ausgelegt, daß der Schnittpunkt der Längsachsen von Hebestangen und Löffelstiel in dem III. Quadranten eines Koordinatensystems liegt und dort verbleibt, das auf folgende Weise gebildet ist: Der Schwerpunkt CG. des Löffels 19 bildet den Ursprung des Koordinatensystems und die x-Achse liegt parallel und Hie y-Achse senkrecht zur Längsachse des Löffels 19. Die Schürfkante 26 des Löffels 19 liegt ebenfalls in diesem III. Quadranten. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, liegt der Schnittpunkt bei im Ausgangspunkt eines Schürfzyklus befindlichen Löffels, wenn dieser die größte Neigung gegenüber dem Löffelstiel 18 besitzt und die Begrenzungen und Anschläge 36 bzw. 37 miteinander in

Eingriff sind, innerhalb des Gebietes des III. Quadranten, der durch die Fläche des Löffelbodens 25 begrenzt ist. Bei dem Ablauf der Schürfbewegung, die in F i g. 2 in drei Stellung^ dargestellt ist, bleibt der Schnittpunkt auf einen Bereich beschränkt, der sich in der Nähe der > vorderen Schürfkanle 26 des Löffels 19 befindet, und zwar innerhalb des durch den Löffelboden begrenzten Bereichs des III. Quadranten.

Nach F i g. 3 ergibt sich so eine Lage A des Schnittpunkts, wenn der Löffel in Anfangsstellung ist; κι der Schnittpunkt kommt in die Lage B, wenn der Löffel sich etwa in der Mitte seines Schürfweges befindet und die Lage C erreicht der Schnittpunkt dann, wenn der Löffel 19 seinen Schürfweg voll durchfahren hat. Auf diese Weise durchläuft der Schnittpunkt einen Weg T, \^r> der auf einen Bereich in der Nähe der Schürfkante 26 des Löffels 19 begrenzt ist, und zwar in dem genannten, durch den Löffelboden 25 begrenzten Bereich des 111. Quadranten.

Wenn der Schnittpunkt der Längsachsen der jn Hebestange 21 und des Löffelstiels 18 diesen Weg T durchläuft, behält der Löffel eine im wesentlichen horizontale Lage während des Schürfweges, wobei der Absatz 27 des Löffels 19 nur eine geringe Hemmung erfährt. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale :>"> Betriebsbedingung für den Hochlöffelbagger.

Die Auslegung des Gelenkvierecks könnte zwar auch so getroffen werden, daß der Schnittpunkt der Längsachsen von Hebestange und Löffelstiel einen Bereich durchwandert, der etwas weiter von der vorderen Schürfkante 26 des Löffels entfernt ist und es könnte der Weg auch über den Löffelboden 25 hinausführen. Dadurch würde jedoch eine größere Instabilität des Löffels während des Schürfvorgangs herbeigeführt und damit würde der Absatz 27 durch das s^r> Material in größerem Maße gehemmt. Dieser Zustand soll jedoch nach Möglichkeit vermieden werden. Wird hingegen c'as Gestänge so ausgelegt, daß der Weg Tdes genannten Schnittpunkts zu weit nach innen in Bezug auf den Löffelboden 25 verlegt wird, dann bewirkt die auf den Absatz 27 des Löffels 19 ausgeübte Hemmkraft, daß der Löffel nach vorne unten kippt und die hintere Kante des Löffels zu weit nach oben gelangt. Wird der Weg T zu weit nach außen vor den Löffelboden ausgelegt, dann kann die Schürfkante des Löffels aus dem Material »aussteigen«, wenn die Zähne an der Schürfkante nicht sehr verlängert und mit einem großen Anstellwinkel unter den Löffelboden nach unten herausgeführt werden.

Bei einem bestimmt ausgelegten Gelenkviereck bleibt die Gesamtkippung, d. h. der Winkel der Löffelachse, bezogen auf das Traggestell, während eines im wesentlichen horizontalen Schürfvorgangs von der mit B bezeichneten Lage des Schnittpunkts ab konstant, da der Absatz 27 des Löffels 19 dann auf der durch das Schürfen entstandenen geraden Ebene aufliegt. Auf diese Weise ist für die Bedienungsperson eine indirekte Kontrolle der Absolutkippung möglich. Nachdem der Absatz auf der entstandenen Materialfläche aufzuliegen beginnt, kann über den Schürfantrieb die vertikale Kraftkomponente gesteuert werden, die vom Bagger am Schnittpunkt auf den Löffel ausgeübt wird, da dieser Schnittpunkt sich verhältnismäßig nahe an der Schürfkante des Löffels befindet. Diese trifft besonders für das Ende des Schürfweges zu. wenn der Schnittpunkt in der Nähe der Lage C ist. Durch schnelleres Abwickeln des Schürfseils kann ein »schärferes Beißen« des Löffels bewirkt werden, bzw. kann durch langsameres Abspulen des Schürfseils der Löffel zu einer Kippbewegung nach oben veranlaßt werden.

Damit läßt sich durch die Auslegung der Geometrie des Gelenkvierecks, das durch Löffelstiel 18, Löffel 19, Hebestange 21 und Spannstrebe 32 des Heberahmens 20 gebildet ist, eine Steuerung der horizontalen Lage des Löffels während des Schürfvorgangs auch ohne eine Parallelführungseinrichtung erreichen, ohne die Bedienungsperson bei der Steuerung zu überfordern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hochlöffelbagger mit einem Fahrwerk, einem darauf drehbar montierten Traggestell, einem vorderen Aufbau mit einem am unteren Ende schwenkbar mit dem Traggestell verbundenen starren Ausleger, mit einem schwenkbar mit dem starren Ausleger verbundenen Löffelstiel, mit einem Löffel mit einer vorderen Schürfkante, der schwenkbar mit dem Löffelstiel verbunden ist, mit einer Begrenzungseinrichtung, die den Anstellwinkel des Löffels bezüglich des Löffelstiels nach vorn oben mittels eines Anschlags begrenzt, mil einem schwenkbar mit dem starren Ausleger verbundenen Heberahmen und mit einer Hebestange, die an ihren is Enden jeweils mit dem Heberahn.en und dem Löffel schwenkbar verbunden ist, wobei Löffelstiel, Löffel, Hebestange und Heberahmen ein Gelenkviereck bilden, mit einem Schürfantrieb, der die Neigung des vorderen Aufbaus gegenüber dem Traggestell beeinflußt und mit einem Hebeantrieb, der die Neigung des Heberahmens gegenüber dem vorderen Aufbau beeinflußt, wobei der Schürf- und der Hebeantrieb durch auf dem Traggestell montierte Steuereinrichtungen betätigbar sind, dadurch ->■> gekennzeichnet, daß das Gelenkviereck geometrisch so gestaltet ist, daß der jeweilige Schnittpunkt (A, B, C) der Längsachsen der Hebestange (21) und des Löffelstiels (18) sich im III. Quadranten eines rechtwinkligen Koordinatensy- j<> stems befindet, dessen Ursprung der Schwerpunkt (CG.) des Löffels (19) ist und dessen Koordinatenachsen parallel (x) und senkrecht (y)zur Längsachse des Löffels (19) stehen, und daß die vorn gelegene Schürfkante (26) des Löffels (19) im III. Quadranten η gelegen ist und der Schnittpunkt (A) sich bei zurückgeschwenktem Löffelstiel (18) und bis zum Anschlag an die Begrenzungseinrichtung gegen den Löffelstiel (18) hin gekipptem Löffel (19) zwischen der Fläche des Löffelbodens (25) und der parallel zur w Längsachse des Löffels verlaufenden Koordinatenachse (x) befindet.

2. Hochlöffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (B)der beiden Längsachsen während des Schürfens zwischen der längslaufenden Koordinatenachse (tyund der Fläche des Löffelbodens (25) gelegen ist.

3. Hochlöffelbagger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schnittpunkt (C) bei angehobenem Löffelstiel (18) und bis zum w Anschlag an die Begrenzungseinrichtung gegen den Löffelstiel (18) gekipptem Löffel (19) zwischen der Fläche des Löffelbodens (25) und der längslaufenden Koordinatenachse ^befindet.

4. Hochlöffelbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (A, B, C) während des gesamten Arbeitsablaufs des Schürfens infolge der geometrischen Gestaltung des Gelenkvierecks einen Weg (T) durchläuft, der auf einen Bereich in der Nähe der vorderen Schürfkante ho (26) des Löffels (19) begrenzt ist.