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Erdbewegungsarbeiten durch übliche Erdbewegungsmaschinen
werden in der Weise durchgeführt,
dass die Maschine möglichst
günstig
zum Arbeitsbereich aufgestellt wird; sie wird dann durch Stabilisatoren
am Aufstellungsort gesichert, worauf mit den Grabarbeiten begonnen
werden kann. Die Grabarbeit wird senkrecht (ziehend) relativ zum
Gerät oder
weg von ihm (seitwärts)
ausgeführt,
was zur Folge hat, dass der Standplatz des Gerätes relativ häufig gewechselt
werden muß,
damit die notwendigen Grabarbeiten in einem weiten Bereich ausgeführt werden
können.
Der Platzwechsel verringert die tatsächliche Arbeitszeit deutlich;
insbesondere wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht und bei schwierigem
Gelände
vergeht eine Menge Zeit damit, eine gute Aufstandsfläche zu finden.
Wenn nahe dicht bevölkerten
Bereichen gebaut wird, ist es in der Tat oft unmöglich, Erdbewegungsarbeiten
mit einer Erdbewegungsmaschine durchzuführen, weil es nicht möglich ist,
die Maschine korrekt zu positionieren. Ein bekanntes Problem ist
es auch, dass für
verhältnismäßig kleine
Aushubarbeiten große
Erdmassen unnötigerweise
bewegt werden müssen,
wenn die Erdbewegungsmaschine oder das einem Fahrzeug zugeordnete
Aushubgerät
sich in einer nicht vorteilhaften Position befindet.
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Zur Vermeidung der vorgenannten Probleme wurden
vor kurzem verschiedene rotierende Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise
ist in Verbindung mit der eine Schnellkupplungseinrichtung erläuternden Publikation
U 940 322 eine Lösung
vorgeschlagen worden, bei der das Fördergefäß in einer Führungsbahn
und mittels einer ausfahrbaren Verriegelungsvorrichtung an Ort und
Stelle verriegelt werden kann. In der Patentanmeldung FI 843 454
wird das Problem der Drehung des Kübels eines Bag gers durch innen angeordnete
hohle Stangen, Spannrollen und Drehzylinder gelöst. Die gedruckte Publikation
SE 464 644 erläutert
eine Vorrichtung, bei der ein Kübel
mittels einer Getriebeanordnung in verschiedene Winkelpositionen
gedreht und mittels Reibung an Ort und Stelle festgelegt werden
kann. Am Markt verfügbare Vorrichtungen
haben jedoch einen relativ komplizierten Aufbau; deswegen wurden
auch beachtliche Defekte während
des Arbeitens festgetellt, beispielsweise durch Schmutz verursachte
Fehlfunktionen und Haltbarkeitsmängel.
Bei der letztgenannten Anordnung ist es beispielsweise nicht möglich, ausreichende
Reibungskräfte
aufzubringen und infolge der Aushubkräfte können zu hohe Beanspruchungen
auf die Getriebeanordnung einwirken. Wegen dem komplizierten Aufbau
sind bei diesen Lösungen
auch die Herstellungskosten hoch, sodass die Verkaufspreise zu sehr
ansteigen und es unmöglich
machen, die Vorrichtungen beispielsweise als Anbauteile für Bagger
zu verkaufen.
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Die vorgenannten Probleme werden
durch die vorliegende Erfindung gelöst und es werden auch Unzulänglichkeiten
bekannter Technologien ausgeschaltet. So ist es auch möglich, eine
Erdbewegungsmaschine bei nur geringem zur Verfügung stehendem Freiraum zu
verwenden, und einen guten Arbeitsbereich für Grabarbeiten ohne Versetzen
der Maschine zu schaffen und obendrein die Menge der unnötigerweise
beweglichen Erdmassen gering zu halten.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung
ist eine Drehvorrichtung zum Drehen des Uerlängerungsarmes einer Erdbewegungs-
oder ähnlichen
Maschine. Die Vorrichtung schließt vorzugsweise Befestigungsplatten
für den
Verlängerungsarm
und das Becherwerk mit Verbindungselementen ein sowie einen Grundkörper, einen
Kupplungsschuh, Reibmaterial, eine Befestigungsplatte für den Grundkörper, eine Gleitlageranordnung
mit Schmiermittelkanälen,
einen Verriegelungszylinder, ein Drehbetätigungsmittel, ein Sperrventil,
Einwegventile, Grenzschalter und eine Regelanordnung, sowie schließlich die
notwendigen elektrischen und hydraulischen Leitungen. Die Drehvorrichtung
ist zwischen zwei Verlängerungsarmen
oder ähnlichen
Teilen angeordnet, beispielsweise zwischen einem Fördereimer
der Erdbewegungsmaschine und einem Verlängerungsarm derselben, um es
so möglich
zu machen, ständig
die Position des Fördereimers
nach Bedarf zu ändern,
so wie es für
jeden besonderen Arbeitsschritt vorteilhaft ist.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein schnelles
Drehen des Verlängerungsarmes
einer Erdbewegungsmaschine, einer Steinbohrmaschine, einer Waldarbeitsmaschine,
eines Personenaufzuges, eines Autokranes usw. in eine vorteilhafte
Arbeitsstellung. Wird beispielsweise eine Erdbewegungsmaschine in
einem eng begrenzten Raum unter Verwendung der vorliegenden Erfindung
nahe einer Hauswand, im Baustellenbereich einer belebten Straße eingesetzt,
so ist es möglich,
den Förderbecher
in eine vom Winkel her günstige
Arbeitsposition zu bringen, den Arbeitsbereich zu vergrößern und den
Blickkontakt des Fahrers mit dem Arbeitsziel zu verbessern. Die
vorliegende Erfindung macht auch das Arbeiten in einem Kreis- oder
Scheibensektormöglich.
Die Drehung des Förderbechers
ebenso wie dessen übrigen
Arbeitsbewegungen können
auch halbautomatisch oder vollautomatisch durch Regelung der hydraulischen
Anordnung mit geeigneter Regeleinrichtung bewirkt werden. Die Kosten
der Erdbewegung werden verringert, weil die zu bewegenden Erdmassen
verringert werden und die Erdbewegungsmaschine muß weniger
häufig
den Einsatzplatz wechseln. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine
Situation, in der ein mit einer Erdbewegungseinrichtung ausgerüsteter Traktor
eine Drehvorrichtung aufweist und mit ihm ein Mastloch gebohrt werden
soll, ohne den Standort der Maschine während der Arbeit verändern zu
müssen
und ohne das Mastloch größer als im
Hinblick auf den einzusetzenden Mast notwendig machen zu müssen. Das
Erdbewegungsverfahren kann dadurch gewechselt werden, dass der Förderbecher
aus einer im allgemeinen gebrauchten Stellung für das Hecktieflöffel-Erdbewegungsverfahren beim
Tieflöffelbagger
(englisch: back hoe excavation method) heraus um 180° in eine
Stellung gedreht wird, in der die Anwendung des sogenannten Offset-Erdbewegungsverfahrens
(seitliche Erdbewegung) möglich
ist. Die Veränderung
des Erdbewegungsverfahrens ermöglicht
das Arbeiten in einem zusätzlichen
Bereich, wodurch es möglich
ist, Erdaushebungen mit tiefen Kanten zu graben, deren Boden Rechteckform
hat. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist einfach und zuverlässig sowie
nicht preisungünstig,
sodass es möglich
ist, sie mit relativ geringem finanziellem Aufwand beispielsweise
als Zubehör
zu einer Erdbewegungsmaschine zu verkaufen.
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Nachfolgend wird die Erfindung mehr
im einzelnen beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf einige besonders
vorteilhafte beispielhafte Ausführungsformen
und die zugehörigen
Zeichnungen, in denen
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1 ein
Querschnitt entlang der Linie A-A (2)
ist,
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2 die
Vorrichtung aus der Richtung des Verlängerungsarmes der Zugmaschine
gesehen zeigt,
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3 eine
Seitenansicht der Vorrichtung ist,
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4 ein
Querschnitt entlang der Linie C-C (1)
ist,
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5 das
hydraulische System der Vorrichtung mit Hilfe von zeichnerischen
Standarddarstellungen zeigt,
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6 eine
Drehvorrichtung zeigt, die der in 7 gezeigten
weitgehend ähnlich
ist, wobei jedoch der Eimer aus der vertikalen Ebene heraus in eine
Winkelstellung geschwenkt worden ist, wobei aus der Richtung des
Verlängerungsarmes
und als Schnitt entlang der Linie B-B (7) sie zu sehen ist und
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7 eine
Seitenansicht eines Drehgerätes zeigt,
fixiert zwischen dem Becher und dem Verlängerungsarm einer Erdbewegungsmaschine.
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In 1 bis 4 sind eine Befestigungsplatte 1 für den Verlängerungsarm
und eine Befestigungsplatte 2 für den Förderbecher gezeigt; sie sind
dem Grundkörper 3 am
zweckmäßigsten
durch Schrauben-Muttern-Verbindungen 9, 10 zugeordnet.
Der starre Grundkörper 3 nimmt
die Biegemomente und die Schneidkräfte auf und besteht aus einem
rohrförmigen
Kern, dessen Enden mit Ringflanschen zum Befestigen und Drehen versehen
sind. Die Rohrform des Grundkörpers
macht es möglich,
in vorteilhafter Weise die elektrischen, hydraulischen und anderen Verbindungsmittel 35 durch Öffnungen 34 hindurchzuzuführen, um
so diese Verbindungen gut gegen Beschädigung zu schützen. In
diesem Zusammenhang ist es nicht erforderlich, die Struktur des
Grundkörpers
oder das Herstellungsverfahren im einzelnen zu beschreiben. Der
Grundkörper 3 ist
der Befestigungsplatte 1 des Verlängerungsarmes durch die genannte
Verbindung 9 und die flanschartige Befestigungsplatte 6 des
Grundkörpers
zugeordnet sowie durch eine Gleitlageranordnung. Tragplatten 8 aus geeignetem
Lagermaterial sind am Umfang der Befestigungsplatte 6 des
Grundkörpers
sowie oberhalb und unterhalb derselben angeordnet. Die entsprechenden
Lagerflächen
der Befestigungsplatte 6 sind so ausgebildet, dass nach
dem Festziehen des Teiles 9 zwischen den Flächen ein
angemessenes Lagerspiel zwischen den Flächen erhalten bleibt. Das Lagerspiel
kann so eingestellt werden, wie es in der Lagertechnik allgemein
bekannt und üblich
ist, beispielsweise unter Verwendung dünner Einstellplatten, die zwischen
der Befestigungsplatte 1 des Verlängerungsarmes und der Befestigungsplatte 6 des Grundkörpers eingelegt
werden, wobei diese Einstellplatten nicht in der Zeichnung dargestelt
sind. Die Lageranordnung schließt
auch einen Schmiermittelkanal oder mehrere solcher Kanäle 11 sowie
Dichtungselemente 7 ein. Das Lager ermöglicht der Verbindung, nur
einen Freiheitsgrad zu haben, d. h. es ist allein eine Drehbewegung
der Teile relativ zueinander möglich.
Konsole 29 des Förderbechers
und Konsole 27 des Verlängerungsarmes
sind der Befestigungsplatte 1 des Verlängerungsarmes durch Schweißen zugeordnet.
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Der Grundkörper 3 und die Befestigungsplatte 1 können starr
relativ zueinander miteinander verbunden sein oder sie können mittels
eines Drehzylinders 12 relativ zueinander drehbar einander
zugeordnet sein, wobei eine Reibungskupplungsanordnung mit zwei
festen Kupplungsschuhen 4 vorgesehen ist sowie ein Befestigungselement 16,
ein einfach wirkender Verriegelungszylinder 14, ein Feststellelement 15 sowie
Reibungsmaterial 5. Das von der Reibungskupplungsanordnung übertragene
Drehmoment ist direkt proportional der Feststellkraft, die von dem
Ver riegelungszylinder aufgebracht wird, und dem Reibungskoeffizienten
zwischen den Reibflächen.
Ein doppelt wirkender Drehzylinder 12 ist dem Kupplungsschuh 4 zugeordnet
sowie der Befestigungsplatte des Verlängerungsarmes durch Zapfenlager 18 des
Zylinders; Konsolen 11 sind dem Kupplungsschuh vorzugsweise
durch Schweißen
fest zugeordnet und Konsolen 13 sind mit der Befestigungsplatte
des Verlängerungsarmes
ebenfalls durch Schweißen
verbunden.
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In 5 ist
eine in das Gerät
eingeschlossene Hydraulikanordnung gezeigt. Sie weist einen Verriegelungszylinder 14,
einen Drehzylinder 12, einen Hydraulikspeicher 19,
ein Verriegelungsventil 20, beispielsweise ein druckgeregeltes
Gegenventil, Rückschlagventile 22, 23, 30,
Grenzschalter 32, die am zweckmäßigsten elektrisch betätigt werden,
ein Regelsystem und die notwendigen hydraulischen und elektrischen
Leitungen 17, 21, 31 mit angemessenen Komponenten,
Verbindungen und Ausrüstungen
auf; letztere sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
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7 zeigt
das Verbindungsprinzip der Schaufel 24, des Verlängerungsarmes 26,
des Schaufelzylinders 25 und der Dreh- bzw. Schwenkvorrichtung 28.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Schwenkvorrichtung zwischen dem Verlängerungsarm und der Schaufel
angeordnet, wobei eine Schwenkung gegenüber 3 um 180° vorliegt. Die Befestigungsplatte
des Verlängerungsarmes
und die der Schaufel sind mit der Schwenkvorrichtung in einer üblichen
Weise durch Zapfen- und Konsolverbindungen und durch Schweißen verbunden.
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In 6 ist
die Dreh- bzw. Schwenkvorrichtung in der Position der Drehung in
einer vertikalen Ebene dargestellt. Die Dreh- bzw. Schwenkvorrichtung
gemäß der Erfindung
kann in jede beliebige Winkelstellung gedreht werden.
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Die manuelle Arbeitsweise mit der
Drehvorrichtung ist im Prinzip die folgende. In ihrer Ausgangsstellung
ist die Drehvorrichtung mittels eines Verriegelungszylinders 14 verriegelt,
der die benötigte
Druckenergie aus dem hydraulischen Speicher 19 erhält. Wenn
sich das Rückschlagventil 23,
das den Drehzylinder 12 steuert, in seiner mittleren Stellung befindet,
sind Drehvorrichtung und Schaufel starr miteinander verbunden, sodass
normale Erdbewegungsarbeiten möglich
sind. Durch Steuerung des Drehzylinders durch ein Rückschlagventil
ist es auch möglich,
die Baggerschaufel zu einer bogenförmigen Arbeitsbewegung innerhalb
der Grenzen zu veranlassen, die der Zylinderhub bestimmt. Wird eine
Veränderung
der Stellung der Schaufel gewünscht,
so veranlaßt
der Baggerführer
den Drehzylinder zu einer Positionsverstellung in die Extremstellung
und benutzt das Verriegelungsventil 20, den Druck aus dem
Hydraulikspeicher zum Behälter
freizugeben, und veranlaßt
die Drehung des Kupplungsschuhs in eine neue Position unter Verwendung
des Drehzylinders. Danach führt
der Baggerführer
den Druck zum Verriegelungszylinder und zum Hydraulikspeicher, worauf
ein Verriegelungsvorgang erneut möglich ist, die Baugruppe Schaufel/Verlängerungsarm
kann in eine neue Stellung geschwenkt werden.
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Wenn es gewünscht wird, kann das System durch
ein Regelsystem 33 gesteuert werden, das vorteilhafterweise
eine programmierbare Logiksteuerung sein kann oder aber auch eine
entsprechende andere Steuerung. Es ist dann möglich, die vom Grenzschalter 32 und
anderen möglichen
Mitteln, beispielsweise Sensoren, kommenden Befehle, die den Zustand
des Systems berücksichtigen,
als Eingangssignale der programmierbaren Logikschaltung und die
notwendigen Steuerbefehle, beispielsweise die Regelspannung der
Rückschlagventile,
als Ausgangssignale miteinander zu verknüpfen. In 5 ist eine fortschrittliche Lösung zur
Realisierung der Regelung gezeigt, gemäß der die Grenzschalter 32,
die Zylinder 12 und 14 und die Rückskchlagventile 22 und 30 unter
Verwendung eines Sequenzprinzips miteinander verbunden sind, in
dem das Regelsystem 33 nur das Rückschlagventil 23 regelt.
Es ist jedoch die Verbindung des Rückschlagventiles 23 mit dem
Regelsystem in 5 nicht
dargestellt.
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Die Zeichnungen und die dazugehörige Beschreibung
sollen ausschließlich
der Erläuterung
der vorliegenden Erfindung dienen. Die Einzelheiten der Dreh- bzw.
Schwenkvorrichtung können
innerhalb des ideellen Inhaltes der angefügten Ansprüche und der erfinderischen
Idee verändert
werden, die sich aus der Beschreibung ergibt. Für den Fachmann ist es beispielsweise
ersichtlich, dass die Vorrichtung den Drehzylinder, den Verriegelungszylinder
oder den Kupplungsschuh in Ein- oder Mehrfachanordnung aufweisen
kann und dass die Komponenten unsymmetrisch angeordnet sein können. Es
ist auch ersichtlich, dass die Art der Zuordnung der Drehvorrichtung
zum Verlängerungsarm
einer Erdbewegungsmaschine oder eines ähnlichen Gerätes oder
zu der Baggerschaufel bzw. dem Aufnahmegefäß für das zu bewegende Erdreich
abhängig
ist von der Form und der Abmessung der Struktur. Ferner ist es für den Fachmann
ersichtlich, dass der Einbau anders als beschrieben sein kann und
abhängig
davon ist, welche strukturellen Lösungen in Verbindung mit den
Arbeitsbedingungen, Kundenwünschen,
unvorhersehbaren Herstellungsbedingungen und den zu fertigenden
Stückzahlen
zu berücksichtigen
sind. Beispielsweise können
Grundkörper-
und Befestigungsplatte als einstückige
Einheiten aus zwei oder mehreren, ursprünglich eigenständigen Teilen
hergestellt sein und es können
die hydraulischen und elektrischen Systeme als Baugruppen in die
Vorrichtung integriert werden oder sie können selbst aus allgemein verfügbaren Teilen
zusammengefügt
sein. Desweiteren können
die wechselseitigen Arbeitsweisen und die Reihenfolge der einzelnen
Schritte des Regelungssystems und des hydraulischen Systems verschieden
sein von den in der Beschreibung als besonders vorteilhaft beschriebenen
Ausführungsformen.