Baggerlöffel
Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft allgemein einen Baggerlöffel
(Baggerschaufel) und insbesondere einen solchen
Baggerlöffel, der dazu vorgesehen ist, fest, jedoch lösbar
mit einem Baggerarm eines Baggers zusammenzuwirken.
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Der Löffel kann vorteilhafterweise an dem Arm mittels
bekannter Schnellverschlußeinrichtungen gesichert sein,
wobei eine Bewegung des Arms und eine Bewegung des
Löffels über eine Schwenkbefestigung des Löffels an dem
Arm in bekannter Weise mit Hilfe einer hydraulisch
betätigbaren Kolben-Zylinderanordnung (im folgenden
vereinfacht Hydraulikkolben genannt) gesteuert wird.
Stand der Technik
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Im Hinblick auf die mit der Erfindung anwendbaren
konstruktiven Einzelheiten des Baggerlöffels soll
erwähnt werden, daß es bereits bekannt ist, an einem Arm
eines Baggers ein besonders ausgebildetes Hilfswerkzeug
in Form eines Haltearms zu montieren, der schwenkbar
mit einem schwenkbaren Baggerarm oder einem Stab
verbundenen ist, wobei der Haltearm an einem äußeren Teil
eine im wesentlichen kreisförmige Bürste trägt, die um
eine Rotationsachse drehbar ist, die sich im
wesentlichen parallel zu der Schwenkachse des Löffels
erstreckt.
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Der Haltearm kann um einen Winkel von 120º zwischen
einer nach unten geschwungenen Position, in der die
Bürste gedreht wird, um eine dünne Schicht aus
Füllmaterial (Sand, Erdreich usw.) wegzufegen, die nach dem
Wegschaufeln des Füllmaterials von einer im Erdreich
verlegten Leitung o.ä. übrig bleibt und die dadurch
freigelegt wird, sowie einer nach oben gehobenen
Position, in der der Haltearm an dem Stab anliegt,
geschwenkt werden, so daß der Bagger zu
Ausbaggerungszwecken verwendet werden kann, wenn sich die Bürste in
der angehobenen Position befindet.
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Eine solche Konstruktion wird im Detail in dem
schwedischen Patent Nr. 454 899 beschrieben und
gezeigt.
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Als einschlägiger Stand der Technik ist auch die
Anordnung anzusehen, die in der US-A-4,100,688 beschrieben
und gezeigt ist und die ein Bodenbearbeitungswerkzeug
offenbart, das drehbar mit dem rückseitig und
benachbart zu dem Löffel vorgesehenen Stab verbunden ist.
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Im Hinblick auf die wesentlichen Merkmale der Erfindung
soll erwähnt werden, daß verschiedene Arten von für
unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge vorgesehene
Baggerlöffelkonstruktionen bekannt sind.
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Es ist z.B. bekannt, einen zum Zusammenwirken mit einem
Baggerarm eines Baggers vorgesehenen Baggerlöffel mit
anderen Einrichtungen zu ergänzen, die einen integralen
Bestandteil des Löffels im allgemeinen bilden. Ein
Beispiel ist in dieser Hinsicht die Möglichkeit, an einem
hinteren Teil des Löffels eine oder mehrere Greifklauen
zum Greifen von Pfählen o.ä. zu montieren.
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Es ist schließlich auch bekannt, einen Baggerlöffel mit
Zusatzeinrichtungen wie z.B. Haltern zur Bewegung von
Rohren o.ä. zu versehen.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Technische Probleme
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Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Standes
der Technik besteht ein besonderes technisches Problem
darin, einen in besonderer Weise konstruierten
Baggerlöffel zu schaffen, der eine drehbare
Bürsteneinrichtung aufweist, die zur Entfernung von dünnen
Materialschichten vorgesehen ist, die nach einem
Wegschaufeln von Füllmaterial über einer eingegrabenen
Rohrleitung liegen bleiben, um die unmittelbar unter
der Materialschicht liegende Rohrleitung freizulegen,
wobei das Risiko, daß die Bürsteneinrichtung, wenn sie
in der in der SE-B-454 899 beschriebenen Weise
befestigt ist, herunterfällt und Arbeiter in der Nähe der
Bürsteneinrichtung verletzt und den Baggerlöffel der
Maschine beschädigt, vermieden wird.
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Es zeigt sich weiterhin, daß ein technisches Problem
darin besteht, Bedingungen zu schaffen, die eine Lösung
der oben beschriebenen Probleme ermöglichen, ohne daß
dazu ein Hilfswerkzeug an dem Baggerarm befestigt
werden muß, und zwar durch Ausstattung des Löffels mit
einer drehbaren Bürste in der Weise, daß eine integrale
Einheit gebildet wird, die an dem Baggerarm in an sich
bekannter Weise befestigt werden kann, und dadurch
nicht mehr das Erfordernis besteht, zum Zwecke der
Befestigung des Hilfswerkzeuges Bohrungen oder
Schweißungen an dem Arm vorzunehmen.
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Es zeigt sich auch, daß ein besonderes technisches
Problem darin besteht, eine einfache Lösung der oben
genannten Probleme aufzufinden, die nur sehr geringe
und normalerweise vernachlässigbare Kosten für den
Zusammenbau oder die Befestigung verursacht.
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Ein besonderes technisches Problem besteht auch darin,
eine Lösung aufzufinden, mit der der oben genannte
Zweck der Entfernung einer Restschicht aus Füllmaterial
erreicht wird, welches eine Leitung nach Wegschaufeln
des Füllmaterials noch bedeckt, um die Leitung(en) mit
Hilfe eines als komplette Einheit hergestellten
Baggerlöffels freizulegen, wobei mit dieser Lösung in
einfacher Weise zwischen verschiedenen Zugmaschinen mit
Hilfe einer Schnellkuppeleinrichtung gewechselt und
gleichzeitig ein Löffel für Spezialzwecke durch einen
herkömmlichen Löffel ersetzt werden kann, sofern dies
erforderlich ist.
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Es zeigt sich, daß ein technisches Problem auch darin
besteht, eine drehbare Bürste vorzusehen, die den oben
genannten Zweck erfüllen kann und die in einer
inaktivierten Position vollständig aus dem Bewegungsweg
des Löffels beim Graben und Bewegen von grobem Material
weggeschwenkt bzw. -gefaltet ist.
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Ein weiteres technisches Problem besteht auch darin,
die Vorteile zu realisieren, die ein Baggerlöffel mit
einer drehbaren Bürste haben kann, wenn der Löffel mit
einer sogenannten Rotorkippung (rotor tilt)
zusammenwirkt.
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Es zeigt sich weiterhin, daß ein technisches Problem
darin besteht, eine Löffelkonstruktion zu schaffen, bei
der eine drehbare Bürste eine erste Position, in der
die Bürste innerhalb des Löffels liegt, und eine zweite
Position, in der sich die Bürste von dem Löffel
wegerstreckt, einnehmen kann, wobei die Bürste in der
ersten, inaktiven Position in einem nach hinten offenen
Raum liegt, der in dem hinteren (rückseitigen) Teil des
Löffels ausgebildet ist.
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Es zeigt sich auch, daß ein technisches Problem darin
besteht, die Vorteile zu realisieren, die dadurch
erreicht werden, daß die drehbare Bürste durch einen
Arm, vorzugsweise durch zwei Arme getragen wird,
der/die schwenkbar an der Löffelwand an ihrem oberen,
hinteren (rückseitigen) Teil befestigt ist/sind.
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Ein technisches Problem besteht auch in der
Realisierung der Vorteile, die erreicht werden, wenn ein
Hydraulikkolben innerhalb des oberen Teiles der
Schaufel montiert wird und mit dem/den Arm(en)
zusammenwirkt.
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Ein anderes technisches Problem besteht in der
Realisierung der technischen Vorteile, die erreicht
werden, wenn der Hydraulikkolben mit dem Arm über einen
Schlitz zusammenwirkt, der eine freie Bewegung der
drehbaren Bürste innerhalb schmaler Grenzen ermöglicht,
wodurch das Wegschaufeln von leichtem Füllmaterial und
somit das Freilegen der Leitung verbessert wird.
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Ein weiteres technisches Problem besteht in der
Schaffung eines Löffels, der so konstruiert ist, daß er die
oben genannten Zwecke erfüllt und das wesentliche
Kennzeichen aufweist, daß die Bürste von der ersten zu der
zweiten Position in einer um 90º pendelnden Bewegung
drehen kann, deren Richtung mit einer Linie
übereinstimmt, die eine rückwärtige Verlängerung des am
weitesten unten liegenden ebenen (planaren) Abschnitts
des Löffels bildet.
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Ein weiteres technisches Problem besteht darin, zu
erkennen, welche Winkelwerte für die erste und zweite
Position im Verhältnis zu einer Linie gewählt werden
sollen, die sich senkrecht zu dem untersten ebenen
Abschnitt des Löffels erstreckt.
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Es zeigt sich auch, daß ein technisches Problem darin
besteht, den Einfluß zu erkennen, der durch die Auswahl
des Abstandes zwischen der Schwenkachse des Arms und
der Rotationsachse der Bürste auf die Fähigkeit, die
oben genannten Zwecke zu erfüllen, ausgeübt wird.
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Schließlich zeigt sich, daß ein weiteres technisches
Problem in der geeigneten Ausrichtung und
Positionierung der Hydraulikkolbeneinrichtung und der
Erkennenung der Bedeutung eines Zusammenwirkens des
Hydraulikkolbens mit dem Arm an einem Punkt, der über der
Schwenkachse des Armes liegt, besteht.
Lösung
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Mit der Erfindung wird ein Baggerlöffel mit einer
besonderen Konfiguration geschaffen, die nicht nur
besonders gut zum Zusammenwirken mit einem einen Teil des
Baggers bildenden Baggerarm über bekannte
Verbindungseinrichtungen geeignet ist, sondern auch einen Löffel
schafft, dessen Zweck darin besteht, dünne Schichten
von Material, welches nach dem Wegschaufeln von
Füllmaterial von einer Leitung auf dieser liegen bleibt, zu
entfernen, so daß die eine oder mehreren Leitung(en)
freigelegt werden.
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Zu diesem Zweck wird bei der erfindungsgemäßen
Konstruktion eine bekannte drehbare Bürste verwendet,
die erfindungsgemäß so angeordnet ist, daß sie sich
zwischen einer ersten Position, in der die Bürste
innerhalb des Löffels liegt und einer zweiten Position,
in der sich die Bürste von dem Löffel wegerstreckt,
bewegen kann, wobei die Bürste bei Einnahme der ersten
Position innerhalb eines rückwärtig offenen Raumes
positioniert ist, der in dem hinteren Teil des Löffels
liegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird vorgeschlagen, daß die drehbare Bürste durch einen
oder zwei Arme getragen wird, die schwenkbar mit dem
oberen, rückwärtigen Wandabschnitt des Löffels
verbunden sind, und daß ein Antriebsmotor mit dem Arm in
der Weise verbunden ist, daß die Bürste durch die
Einschaltung von Übertragungseinrichtungen in einer von
zwei Richtungen schwenken (pendeln) kann.
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Es wird ferner vorgeschlagen, daß innerhalb des oberen
Teiles des Löffels eine hydraulische Kolbenanordnung
montiert ist, die mit dem/den Arm(en) über einen dazu
vorgesehenen Schlitz zusammenwirkt.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß die Schwenkbewegung der
Bürste von der ersten in die zweite Position eine
pendelnde Bewegung mit einer Bewegungsrichtung ist, die
mit einer Linie übereinstimmt, die eine Verlängerung
des untersten ebenen Abschnittes des Löffels bildet,
und daß der Winkels zwischen der ersten und der zweiten
Position kleiner als 110º und größer als 60º ist und
vorzugsweise in dem Bereich zwischen 100º und 80º
liegt.
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Die Winkelwerte sollen so unterteilt sein, daß sie auf
jeder entsprechenden Seite einer Linie, die sich
senkrecht zu dem untersten ebenen Abschnitt des Löffels
erstreckt, halbiert werden.
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Es wird auch vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen
der Schwenkachse des Arms und der Rotationsachse der
Bürste zwischen 1,5 und 0,7, vorzugsweise zwischen 1,0
und 0,8 mal dem Durchmesser der Bürste ist.
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Schließlich wird auch vorgeschlagen, daß die
hydraulische Kolbenanordnung so angeordnet wird, daß sie
mit dem Arm an einem Punkt zusammenwirkt, der über der
Schwenkachse des Arms und mit einem kleinen Abstand
zwischen dem Punkt und der Schwenkachse liegt, so daß
mit einer kleinen Kolbenbewegung eine große
Pendelbewegung erzielt wird.
Vorteile
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Die Vorteile, die primär mit dem erfindungsgemäßen
Baggerlöffel erzielt werden, liegen darin, daß die
Möglichkeit geschaffen wird, den Löffel sowohl für
gewöhnliche Erdarbeiten als auch zur Entfernung dünner
Materialschichten verwenden zu können, die nach dem
Wegschaufeln von grobem Füllmaterial auf der Leitung
liegen bleiben. Um diese freizulegen, kann die drehbare
Bürste eine von zwei Endpositionen oder - in
Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung - eine von mehreren
möglichen Zwischenpositionen einnehmen.
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Durch Verwendung eines Baggerlöffels ist es möglich,
den Löffel mit dem Baggerarm in an sich bekannter Weise
und mit Hilfe von bekannten Verbindungseinrichtungen zu
verbinden, wodurch ein Austausch des in besonderer
Weise konstruierten Löffels gegen einen anderen Löffel,
z.B. einen solchen, der nur für Baggerarbeiten
vorgesehen ist, möglich ist.
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Die primären kennzeichnenden Merkmale des
erfindungsgemäßen Baggerlöffels sind in dem kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 wiedergegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die die
wesentlichen und charakteristischen erfindungsgemäßen
Merkmale aufweist, soll nun im Detail mit Bezug auf die
Zeichnung beschrieben werden. Darin zeigt:
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Figur 1 eine Seitenansicht einer Zugmaschine, deren
Baggerarm mit einem erfindungsgemäßen
Baggerlöffel zusammenwirkt;
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Figur 2 eine Teilansicht des Löffels und einer
drehbaren Bürste in einer ersten Position, in der
die Bürste in den Löffel eingefaltet ist; und
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Figur 3 eine entsprechende Teilansicht des Löffels,
der um 45º gedreht ist, sowie der drehbaren
Bürste in ihrer zweiten Position, in der sie
sich von dem Löffel wegerstreckt.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Figur 1 ist eine sehr vereinfachte Darstellung einer
Zugmaschine 1 mit einer bekannten Baggereinheit, die
u.a. einen Baggerarm 2 aufweist. Ein freies Ende 2a des
Arms 2 wirkt mit einem Baggerlöffel 3 über eine
eingefügte Verbindung 4 zusammen, wobei der Löffel gemäß der
Erfindung konstruiert ist.
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Figur 1 zeigt eine drehbare Bürste in einer zweiten
Position (Figur 3), in der sie sich von dem Löffel
wegerstreckt, um eine Schicht aus Material C zu entfernen,
das auf einer Leitung B nach dem Wegschaufeln von
Füllmaterial A liegen geblieben ist, und somit die Leitung
B freizulegen.
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Die Leitung B kann durch eine oder mehrere elektrische
Kabel, eine oder mehrere Gas- oder Wasserleitungen usw.
gebildet sein.
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Figur 2 zeigt den Löffel 3 mit der drehbaren, in ihre
erste Position gefalteten Bürste, wobei der Löffel in
einem etwas größeren Maßstab und mit einem weiter
vergrößerten Teil dargestellt ist. Die drehbare Bürste 5
wird durch einen Arm 6 fest gehalten, der zentral in
dem Löffel positioniert ist und der mit einem
Hydraulikmotor 7 zusammenwirkt, der über ein Getriebe 8 die
drehbare Bürste 5 in einer von zwei Drehrichtungen
antreibt.
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Die erforderliche Wechsel- bzw. Schalteinrichtung ist
nicht gezeigt, sie kann elektrisch ausgeführt sein.
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Der Arm 6 ist mit dem Löffel schwenkbar über einen
Drehzapfen 9 verbunden und wird in der in Figur 2
gezeigten Position mit Hilfe einer hydraulischen
Kolbeneinrichtung 10 gehalten. Somit kann die drehbare Bürste
5 in eine erste in Figur 2 gezeigte Position, in der
sich die Bürste in dem Löffel befindet, sowie in eine
zweite in Figur 3 gezeigte Position bewegt werden, in
der die Bürste aus dem Löffel ausgefahren ist. In der
ersten in Figur 2 gezeigten Position liegt die Bürste
innerhalb eines rückwärtig offenen Raumes 3a, der in
dem hinteren Teil des Löffels ausgebildet ist. Dieser
Raum ist nach vorne durch eine Zwischenwand 3b
abgegrenzt und trennt den nach vorne offenen Raum 3c des
Löffels ab, der zum Schaufeln von Füllmaterial
vorgesehen ist.
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Es liegt innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung,
wenn die Ausdehnung der Kantenfläche 3d so vergrößert
wird, daß die Ladekapazität des Raumes 3c vergrößert
wird.
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Der Arm 6 ist schwenkbar an einer Wand 3e des Löffels 3
und an seinem oberen hinteren Teil befestigt.
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Die hydraulische Kolbeneinrichtung 10 ist innerhalb des
oberen Teils 3f des Löffels montiert und wirkt mit dem
Arm 6 an der Position 11 zusammen. Der oberste Teil des
Arms ist in diesem Fall mit einem Zapfen 11 versehen.
Der Zapfen 11 ruht in einem Schlitz 12 und ermöglicht
der Bürste 5 ein Schwenken nach hinten und nach vorne,
wenn die Bürste innerhalb des Winkelbereiches verwendet
wird, der zwischen der in Figur 2 und der in Figur 3
gezeigten Position anwendbar ist. Die hydraulische
Kolbeneinrichtung 10 ist parallel zu dem untersten
planaren Teil 3g des Löffels positioniert und in
bekannter Weise gesichert.
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In dem dargestellten Fall ist die Bewegung der Bürste 5
von der ersten, in Figur 2 gezeigten Position in die
zweite, in Figur 3 gezeigte Position eine pendelartige
Bewegung, wobei die Richtung der Bewegung einer Linie
folgt, die durch eine imaginäre Verlängerung des
untersten planaren Teiles 3g des Löffels gebildet wird.
Im Fall der dargestellten Ausführungsform ist der Wert
des Winkels zwischen der ersten und der zweiten
Position zu 90º gewählt, wobei die Bürste über 45º an
entsprechenden Seiten einer Linie 15 schwenkt, die sich
senkrecht zu der Verlängerung des planaren Teiles 3g
erstreckt.
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Der Abstand zwischen der Schwenkachse 9 des Arms 6 und
der Rotationsachse 16 der Bürste 5 ist 0,9 mal dem
Durchmesser der Bürste.
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Der hydraulische Kolben 10 ist dazu vorgesehen, mit dem
Arm an einem Punkt zusammenzuwirken, der über der
Schwenkachse 9 des Armes 6 liegt. Dieser Abstand sollte
klein sein, um eine große Schwenkbewegung der Bürste 5
infolge einer kleinen Kolbenbewegung der hydraulischen
Kolbeneinrichtung 10 zu erzielen.