DE4016759C2 - Hydraulikhammer-Löffel-Kombination - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikhammer-Löffel-Kombination mit einem Trägergestell, das Anschlüsse zur gelenkigen Verbin­ dung mit einer am Arbeitsarm eines Baggers oder einer ähnlichen Arbeitsmaschine angeordneten Schwenkachse sowie einem Schwenk­ antrieb aufweist und an dem der mit einem Meißel versehene Hammer abgestützt und der Löffel um ein Schwenklager zwischen einer angefalteten Ruhestellung und einer aufgeklappten, abge­ stützten Arbeitsstellung einstellbar ist.

Aus der DE-PS 33 35 509 ist bekannt, am freien Ende eines Bag­ gerarbeitsarms anstelle des dort normalerweise angebauten Grab­ werkzeuges einen Hydraulikhammer schwenkbar anzuschließen. Ge­ mäß Fig. 4 und 5 ist an einem Trägergestell des Hammers seit­ lich ein als Schieber oder Schurre ausgebildeter Löffel ange­ bracht, der um eine waagerechte Achse zwischen einer am Träger­ gestell anliegenden Ruhestellung und einer in Richtung des Ham­ mermeißels aufgeklappten Arbeitsstellung von Hand eingestellt werden kann. Diese Werkzeugkombination kommt zur Anwendung, um im Tunnelbau nach einer Sprengung die gelockerten bzw. auf die Tunnelsohle herabgefallenen Felsbrocken mit dem Hydraulikhammer zu zerkleinern. Um den Meißel an das Gestein anzusetzen und ihn darin möglichst geradlinig vorzutreiben, muß das Trägergestell entlang dieser Bewegungsbahn unter ständigem Nachsteuern des Arbeitsarmes und des am Trägergestell angreifenden Schwenkan­ triebs verstellt werden. Der während der Gesteinsbrecharbeiten an das Trägergestell angelegte und mit Steckbolzen verriegelte Löffel wird nach Beendigung des Meißeleinsatzes in seine aufge­ klappte Arbeitsstellung gebracht, um das zerkleinerte Material z. B. dem Förderband eines Tunnelbaggers zuzuschieben.

Im Tunnelbau geht man inzwischen dazu über, den Vortrieb mit wirksameren Schneid- oder Hammergeräten durchzuführen, die in der Lage sind, in hartes Gestein einzudringen und im Weg ste­ hende Felsformationen ohne Sprengung zu beseitigen. Dieser Ab­ räummethode kommt auch insofern Bedeutung zu, als sie oberhalb einer Tunneltrasse stehende Gebäude nicht mehr durch Tunnel­ sprengungen gefährdet. Weil andererseits bei einer Vielzahl von Tunneln oder anderen Baustellen wenig oder überhaupt kein ge­ wachsener Fels, sondern überwiegend grabbares Material ansteht, besteht Bedarf an einem Mehrzweckgerät, von dem auf solchen Tunnelstrecken der Löffel allein für den Vortrieb genutzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikhammer- Löffel-Kombination der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden und zu verbessern, daß je nach Beschaffenheit der zu durchdringenden Strecke wahlweise der Hammer, gegebenen­ falls in Verbindung mit einem durch Hilfskraft einstellbaren Löffel, oder ein solcher Löffel allein für den Vortrieb ein­ setzbar ist und für den Hammervortrieb eine für den Maschinen­ führer vereinfachte Betätigung zur Verfügung steht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Hammer zur Ausführung von in Meißelrichtung überwiegend translatorischen Bewegungen auf dem Trägergestell zwischen einer rückwärtigen Ruhestellung und einer vorderen Endstellung geführt und angetrieben ist und daß der Löffel hydraulisch einstellbar ist und in seiner Ar­ beitsstellung mit seiner Schneidkante die Meißelspitze des in Ruhestellung befindlichen Hammers überragt und bei Schwenkung des Trägergestells frei schneidet.

Bei dieser Hammer-Löffel-Kombination wird für den Hammereinsatz das Trägergestell am oder mit dem Arbeitsarm in eine beliebige gewünschte Vortriebsrichtung eingestellt und dann der Hammer durch Betätigung seines Antriebes auf dem Trägergestell in Mei­ ßelrichtung nach vorn bewegt, wobei er mindestens bis über die volle Länge seines Meißels in das aufzubrechende Gestein ein­ dringt. Da die Vortriebsbewegung des Hammers etwa parallel zur Längsachse des Meißels erfolgt, bleibt der unter der Wirkung des Hammerantriebs stehende Meißel auch nach Wegbrechen von ge­ löstem Gestein ständig am folgenden Gestein anliegend, so daß die Schlagenergie wirksam in den Fels übertragen werden kann. Diese geführte Hammerbewegung vollzieht sich über die volle Meißellänge ohne nennenswerte Erzeugung schädlicher Querkräfte und dadurch mit hohem Wirkungsgrad. Der Maschinenführer kann sich auf die Beobachtung des selbsttätig ablaufenden Hammervor­ triebs konzentrieren, da die bei diesem Vorgang entbehrlich ge­ wordene Nachsteuerung vom Arbeitsarm und Schwenkantrieb für das Trägergestell nicht mehr seine Aufmerksamkeit erfordert. Wenn nach ein oder mehrmaligem Hammereinsatz eine Felsplatte gelockert ist, wird bei in rückwärtiger Ruhestellung befindlichem Hammer der Löffel hydraulisch in seine Arbeitsstellung gebracht und mit ihm durch Schwenkung des Trägergestells das gelöste Ge­ stein aus der Felsformation herausgerissen. Während solcher Löffelbewegungen schützt seine die Meißelspitze überragende Schneidkante den Meißel vor ungünstigen Eingriffbeziehungen mit dem Gestein. Da mit dem in seine Arbeitsstellung aufgeklappten Löffel mindestens vergleichbare Kräfte wie mit einem normalen Grabwerkzeug ausgeübt werden und das Trägergestell mit dem Löf­ fel vollständig durchgeschwenkt bzw. durchgezogen werden kann, läßt sich das Kombinationswerkzeug in diesem Zustand auch zum alleinigen Vortrieb auf ausschließlich oder überwiegend grabba­ res Material enthaltenden Tunnelstrecken anwenden.

In Ausgestaltung der Hydraulik-Löffel-Kombination nach der Er­ findung kann der Hammer beidseitig mittels unter Längsabständen zueinander angeordneten Lenkerpaaren mit dem Trägergestell ver­ bunden und mittels an den Lenkern angreifender Zylinder zwischen der rückwärtigen Ruhestellung und seiner vorderen End­ stellung bewegbar sein. Diese Lenkerführung gewährleistet bei geeigneter Wahl der Abmessungen und Anordnung der Lenker eine Vortriebsbewegung des Hammers mit einer überwiegend in seiner Hauptrichtung d. h. translatorisch verlaufenden Komponente. Vor­ zugsweise werden die zur Meißelrichtung translatorischen Bewe­ gungen des Hammers mit Hilfe von Lenkerpaaren ungleicher Längen und/oder unterschiedlichen Richtungen angenähert. Aufgrund der ungleichen Lenkerlängen entspricht die Vortriebsbewegung des Hammers nicht mehr einem Kreisbogen, sondern einer wellenli­ nienartigen, annähernd geradlinigen Bewegung. Die Lenkerführung des Hammers hat außerdem den Vorteil niedriger Gestehungskosten sowie einer hohen Standfestigkeit im Hinblick auf die ständigen Schlagbeanspruchungen während des Hammerbetriebes.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kom­ binationswerkzeuges kann der Hammer längs einer auf dem Träger­ gestell angebrachten geradlinigen Führungsbahn zwischen seiner rückwärtigen Ruhestellung und seiner vorderen Endstellung be­ wegbar sein. Aufgrund der in Richtung der Längsachse des Mei­ ßels erfolgenden translatorischen Vorschubbewegung des Hammers bleibt der Meißel weitestgehend von Querkräften frei, die am Meißelschaft als Reibleistung auftreten und den Wirkungsgrad verringern.

Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann der Hammer zwischen zwei vom Trägergestell ausgehenden seitlichen Schilden angeordnet sein, die dem äußeren Schutz des Hammers und seiner Führungen dienen.

Eine weitere Ausgestaltung der Hydraulikhammer-Löffel-Kombina­ tion nach der Erfindung sieht vor, daß das Trägergestell einen Schaft aufweist, dessen eines Ende als Anschluß an die Schwenk­ achse des Arbeitsarmes ausgebildet und an dessen anderem Ende der quer zur Erstreckungsrichtung des Schaftes verlaufende Ham­ mer so angeordnet ist, daß seine Längsachse im allgemeinen tan­ gential zu einem Umkreis um die Schwenkachse verläuft, wobei der Löffel an der Vorderseite des Schaftes gelagert ist. Bei dieser Ausführungsform bildet der Schaft des Trägergestells einen sich zur Schwenkachse am Arbeitsarm radial erstreckenden Dreharm, zu dem der Hammer quer bzw. in einer Tangentenbezie­ hung zu dessen Umkreis verlaufend angeordnet ist.

Wenn bei dieser Ausführungsform gemäß einem weiteren Vorschlag der Löffel am Schaft des Trägergestells in der Nähe des Hammers gelagert ist, bildet die gesamte Vorderseite des Schaftes eine sich bis zur Schwenkachse erstreckende rückwärtige Verlängerung des aufgeklappten Löffels, welche die Reichweite des Löffels vergrößert und auch zur Handhabung von Material mit herangezo­ gen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach der Erfindung sind nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in weitgehend schematischen Seitenansichten,

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Hydraulikhammer-Löffel-Kom­ bination nach der Erfindung mit in Arbeitsstellung aufgeklapptem Löffel,

Fig. 2 das Kombinationswerkzeug nach Fig. 1 mit in Ruhestel­ lung an das Trägergestell angefaltetem Löffel sowie mit einer angedeuteten Längsverstelleinrichtung für den Hammer,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Kombinationswerkzeuges nach der Erfindung mit einer Lenkerführung für die Vortriebsbewegung des in seiner rückwärtigen Ruhestel­ lung eingezeichneten Hammers und

Fig. 4 das Kombinationswerkzeug wie in Fig. 3 mit in vorderer Endstellung stehendem Hammer.

Entsprechend Fig. 1 und 2 ist am vorderen Ende eines Arbeitsar­ mes 22 einer zu einem Baufahrzeug oder Tunnelbagger gehörenden Auslegerbaugruppe auf einer Schwenkachse 26 anstelle eines dort sonst angebrachten Grablöffels ein Trägergestell 24 gelagert. An der Oberseite des Arbeitsarms 22 ist ein Lager 30 für einen Schwenkzylinder 28 vorgesehen, dessen Kolbenstange ein bei 27 an das Trägergestell 24 angeschlossenes erstes Koppelglied 32 sowie ein am Arbeitsarm 22 gelagertes zweites Koppelglied 34 einer Schwenkeinrichtung betätigt, die zur Erzielung einer weiträumigen Schwenkbewegung des Trägergestells 24 dient.

Das Trägergestell 24 besitzt einen sich in Richtung auf sein Anschlußende an der Schwenkachse 26 verjüngenden Schaft 36 und enthält an seinen verbreiterten äußeren Ende Längsführungen 54 für einen Hydraulikhammer 50. Die Anordnung des Hammers 50 am Trägergestell 24 ist so getroffen, daß seine Längsachse quer zur Schaftlänge und somit im allgemeinen tangential an einen gedachten Umkreis um die Schwenkachse 26 verläuft. In der dar­ gestellten Seitenansicht hat das Trägergestell mit der vom Schaft 36 nach hinten verbreiterten Abstützung für den Hammer etwa der Form eines Pistolengriffes.

Nahe der Vorderkante des Trägergestells 24 ist auf einer Schwenkachse 42 ein Löffel 40 gelagert, der beim Ausführungs­ beispiel verhältnismäßig flache Seitenwände und eine durch aus­ geprägte Reißzähne 44 gebildete Vorderkante aufweist, die beim Schwenken des Trägergestells 24 einen in Fig. 1 teilweise ein­ gezeichneten Arbeitskreis 45 beschreibt. Der Löffel 40 trägt eine mittige oder zwei seitliche Anschlußlaschen, an deren Auge 46 ein Stellzylinder 48 angreift, um den Löffel zwischen der Arbeitsstellung in Fig. 1 und der an den Schaft 36 des Träger­ gestells angefalteten Ruhestellung in Fig. 2 einzustellen. Der Stellzylinder 48 ist auf einer Schwenkachse 55 am Trägergestell 24 gelagert. Die Größe des Löffels 40 in Richtung des Abstandes seiner Vorderkante von der Schwenkachse 42 am Trägergestell ist so bemessen, daß der Arbeitskreis 45 der Reißzähne 44 radial außerhalb des gemäß Fig. 1 in seiner rückwärtigen Ruhestellung festgehaltenen Hydraulikhammers 50 bzw. dessen Meißels 52 ver­ läuft. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Einsatz des aufge­ klappten Löffels 40 der Hydraulikhammer 50 weder behindernd wirkt noch der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt ist.

In Fig. 2 ist für das gleiche Kombinationswerkzeug wie in Fig. 1 der Löffel 40 durch Betätigung des Stellzylinders 48 in seine am Schaft 36 des Trägergestells anliegende Ruhestellung ver­ schwenkt. In diesem Zustand des Kombinationsgerätes wird der Hydraulikhammer 50 als Vortriebsgerät eingesetzt, wobei er sich durch Verschwenken des Trägergestells 24 in eine gewünschte Vortriebsrichtung einstellen läßt, in welcher der Meißel 52 über seine gesamte Länge in das Gestein eindringen kann. Dazu wird der Hammer 50 entlang im Trägergestell 24 angeordneter Längsführungen 54 aus der zurückgezogenen Ruhestellung bis in eine mit unterbrochenen Linien gezeigte Endstellung vorgescho­ ben. Als Beispiel für eine Verstell- oder Vorschubeinrichtung des Hammers ist in Fig. 2 ein bei 55 abgestützter Antriebszy­ linder 56 angedeutet, dessen Kolbenstange an einer sich durch die untere Längsführung 54 erstreckenden Anschlußlasche 58 des Hammers 50 angreift.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 haben die dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Kombinationswerkzeug entsprechenden Bau­ teile die gleichen Bezugszeichen. Nahe der Vorderseite des in seinen Umrissen etwas abgeänderten Trägergestells 24 ist ein Löffel 40 auf einer Schwenkachse 42 gelagert und mit Hilfe des am Trägergestell 24 abgestützten Stellzylinders 28 zwischen der in Fig. 3 gezeigten aufgeklappten Arbeitsstellung und der in Fig. 4 gezeigten Ruhestellung einstellbar. Der im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 kürzere Löffel 40 besitzt eine mit Reißzähnen 44 besetzte Vorderkante und beschreibt bei Ver­ schwenkung des Trägergestells 24 einen in Fig. 3 gezeigten Ar­ beitskreis 45, der den in seiner rückwärtigen Ruhestellung be­ findlichen Hydraulikhammer 50 einschließlich des Meißels 52 überragt.

Um den Hydraulikhammer 50 bezüglich des Trägergestells 24 zwi­ schen seiner Ruhestellung (Fig. 3) und einer vorderen Endstel­ lung (Fig. 4) zu bewegen, ist er mit dem Trägergestell 24 durch ein an dessen Oberseite angreifendes rückwärtiges Lenkerpaar 66 sowie durch ein vorderes Lenkerpaar 68 verbunden. Die Lenker­ paare sind beidseitig am Hammer 50 angelenkt. Betätigungszylin­ der 70 greifen an den vorderen Lenkern 68 an, um diese und da­ mit den Hammer 50 bis in die in Fig. 4 gezeigte vordere End­ stellung zu bewegen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Lenkerpaare 66, 68 ungleiche Längen und Richtungen, so daß die Verstellbewegung des Hydraulikhammers nicht einer Bogenbahn wie im Fall von Parallelogrammlenkern, sondern einer sich in Vorschubrichtung erstreckenden Wellenlinie folgt. Auf seinem Weg zwischen der rückwärtigen Ruhestellung und der vorderen Endstellung gemäß Fig. 4 besitzt der über das Trägergestell 24 schwenkbare Hydraulikhammer 50 und sein Meißel 52 einen vom an­ gefalteten Löffel 40 ungestörten Arbeitsbereich.

Das Trägergestell 24 gemäß Fig. 3, 4 ist an seiner Oberseite u. a. durch einen Mindestabstand der Anlenkpunkte für die beiden Lenkerpaare 66, 68 bestimmt, so daß die gezeigte, einem auf seiner Spitze stehenden Dreieck angenäherte Umrißform entsteht, wobei das Trägergestell mit der unteren Dreieckspitze auf der Schwenkachse 26 des Arbeitsarms 22 gelagert ist. Mit Hilfe des wie ein Grablöffel verschwenkbaren Trägergestells 24 läßt sich der Hydraulikhammer 50 oder der Löffel 40 in unterschiedliche Eingriffsbeziehungen zu der zu durchdringenden Formation ein­ stellen.

Claims (7)

1. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination mit einem Trägergestell (24), das Anschlüsse zur gelenkigen Verbindung mit einer am Ar­ beitsarm (22) eines Baggers oder einer ähnlichen Arbeitsmaschi­ ne angeordneten Schwenkachse (26) sowie einem Schwenkantrieb aufweist und an dem der mit einem Meißel (52) versehene Hammer abgestützt und der Löffel (40) um ein Schwenklager (42) zwi­ schen einer angefalteten Ruhestellung und einer aufgeklappten, abgestützten Arbeitsstellung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hammer (50) zur Ausführung von in Meißelrichtung über­ wiegend translatorischen Bewegungen auf dem Trägergestell (24) zwischen einer rückwärtigen Ruhestellung und einer vorderen Endstellung geführt und angetrieben ist
und daß der Löffel (40) hydraulisch einstellbar ist und in seiner Arbeitsstellung mit seiner Schneidkante (44) die Meißelspitze des in Ruhestellung befindlichen Hammers (50) überragt und bei Schwenkung des Trägergestells (24) freischneidet.

2. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (50) beidseitig mittels unter Längsabständen zueinander angeordneten Lenkerpaaren (66, 68) mit dem Trägergestell (24) verbunden und mittels an den Lenkern angreifender Zylinder (70) zwischen der rückwärtigen Ruhestellung und einer vorderen Endstellung bewegbar ist.

3. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Meißelrichtung translatorischen Be­ wegungen des Hammers (50) mit Hilfe von Lenkerpaaren (66, 68) ungleicher Längen und/oder unterschiedlicher Richtungen angenä­ hert sind.

4. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (50) längs einer auf dem Träger­ gestell (24) angebrachten geradlinigen Führungsbahn zwischen seiner rückwärtigen Ruhestellung und einer vorderen Endstellung bewegbar ist.

5. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (50) zwischen zwei vom Trägergestell (24) ausgehenden seitlichen Schilden angeordnet ist.

6. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergestell (24) einen Schaft (36) aufweist, dessen eines Ende als Anschluß an die Schwenkachse (26) des Arbeitsarmes (22) ausgebildet und an dessen anderem Ende der quer zur Erstreckungsrichtung des Schaftes verlaufende Hammer (50) so angeordnet ist, daß seine Längsachse im allgemeinen tangential zu einem Umkreis um die Schwenkachse (26) verläuft, wobei der Löffel (40) an der Vor­ derseite des Schaftes (26) gelagert ist.

7. Hydraulikhammer-Löffel-Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Löffel (40) am Schaft (36) des Träger­ gestells (24) in der Nähe des Hammers (50) gelagert ist.