EP2559813B1 - Klemmzange - Google Patents

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EP2559813B1
EP2559813B1 EP20110006716 EP11006716A EP2559813B1 EP 2559813 B1 EP2559813 B1 EP 2559813B1 EP 20110006716 EP20110006716 EP 20110006716 EP 11006716 A EP11006716 A EP 11006716A EP 2559813 B1 EP2559813 B1 EP 2559813B1
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EP
European Patent Office
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clamping
accordance
connecting rod
hydraulic piston
clamping tongs
Prior art date
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EP20110006716
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English (en)
French (fr)
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EP2559813A1 (de
Inventor
Christian Heichel
Albrecht Kleibl
Sebastian Spitzer
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ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH
Original Assignee
ABI Anlagentechnik Baumaschinen Industriebedarf Maschinenfabrik und Vertriebsgesellschaft mbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D11/00—Methods or apparatus specially adapted for both placing and removing sheet pile bulkheads, piles, or mould-pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/02—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers specially adapted for placing or removing bulkheads

Definitions

  • the invention relates to a clamping pliers for fixing pile material to a pile driver according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention aims to remedy this situation.
  • the invention has for its object to provide a gripping clamp for fixing pile to a piling device, which allows for the same maximum clamping force a smaller size of the clamp. According to the invention, this object is solved by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • a clamp for attachment of pile material is created on a pile driver, which allows for the same maximum clamping force a smaller size of the clamp. Due to the arrangement of the at least one hydraulic piston such that its effective direction does not correspond to the effective direction of the jaws, also a compact and weight-reduced design can be achieved.
  • the hydraulic piston is connected via a toggle lever arrangement with the clamping jaw.
  • the toggle lever assembly comprises a connecting rod and a push rod, which are pivotally connected to each other via a bolt.
  • a connecting rod and a push rod which are pivotally connected to each other via a bolt.
  • a sliding disk is arranged between the connecting rod and the push rod on the bolt, which is preferably made of polyamide.
  • polyamide is characterized by good wear properties.
  • a guide bush is arranged on the hydraulic piston, in which the connecting rod is arranged.
  • a guide of the connecting rod is achieved, whereby the force is optimized in the push rod.
  • the toggle lever assembly is connected via a guide rod to the housing.
  • the force is further optimized in the push rod.
  • the guide rod is pivotally connected to the housing and pivotally connected via the bolt with the toggle lever assembly.
  • a defined bottom guide of the bolt is achieved, whereby the force is further improved in the push rod.
  • two push rods are arranged on both sides of the connecting rod on the bolt.
  • a uniform force of the jaw is achieved.
  • a smaller dimensioning of the push rods is required.
  • two guide rods are arranged on both sides of the connecting rod on the bolt.
  • a uniform guidance of the bolt is achieved with distributed force introduction into the housing.
  • a smaller dimensioning of the guide rods is possible.
  • the guide rod is at least partially made of a fiber-reinforced composite material.
  • a weight-reduced design of the guide rod is possible.
  • the clamping tongs 1 chosen as an embodiment consists essentially of a housing 2 in which a clamping jaw 3 is movably mounted opposite and a clamping jaw 3 / fixedly arranged, wherein the movable jaw 3 is connected via a toggle lever arrangement 5 with a hydraulic piston 4.
  • the housing 2 is formed in the embodiment as a casting. On its side facing the Rammgut two opposite to the housing 2 arranged hollow cylindrical jaw chambers 21, between which a gap 22 is formed. On a side facing away from the gap 22, a hollow cylindrical piston chamber 23 is arranged in the housing 2, whose center axis of rotation is directed orthogonally to the rotation central axis of the jaw chambers 21.
  • the piston chamber 23 is closed by a cover 24 on its side facing the Rammgut opposite side.
  • the piston chamber 23 has an opening 26 for the passage of the guide bushing 43 of the hydraulic piston 4 arranged inside the piston chamber 23.
  • two bearing bushes 25 for receiving a respective tie rod 53 are arranged within the housing 2 above the movable jaw associated with the jaw chamber 21 opposite.
  • the jaws 3 are formed substantially cylindrical. At its side facing the gap 22, the clamping jaws 3 are provided with a corrugated clamping surface 31 for increasing the coefficient of friction between the clamping jaw 3 and the pile.
  • a replaceable wear lug 30 is arranged on the jaws 3, 3 /, on which the fluted clamping surface 31 is formed.
  • a web 32 is integrally formed in the movable jaw 3, which is provided on both sides with a bolt receptacle 34 for receiving a push rod 52.
  • a bearing shell 33 is introduced into the movable clamping jaw 3 on both sides of the web 32.
  • the hydraulic piston 4 is cylindrical. On its underside facing the opening 26, a bearing shell 41 with a bolt receptacle 42 for receiving a connecting rod 51 is inserted in the hydraulic piston 4. Furthermore, the bearing shell 41 surrounding a guide bush 43 is disposed on the underside of the hydraulic piston 4, which passes through the opening 26 of the housing 2 passes.
  • the toggle lever assembly 5 consists of a connecting rod 51, two on both sides of the connecting rod 51 arranged push rods 52 and two sides of the
  • Push rods 52 arranged tension rods 53 which are arranged side by side on a bolt 54 pivotally mounted. Between the individual rods or bars 51, 52, 53 54 sliders 55 are arranged on the bolt.
  • the connecting rod 51 is formed waisted in the manner of a cat tongue.
  • the radius of the outer contour of the hydraulic piston 4 facing the end of the connecting rod substantially corresponds to the radius of the inner contour of the bearing shell 41.
  • a bore 511 introduced in this end of the connecting rod 51, which corresponds to the bolt receptacle 42 of the hydraulic piston 4.
  • an eye 512 is inserted into the connecting rod 51, which receives a plain bearing bushing 513.
  • the plain bearing bushing 513 has an inner diameter that substantially corresponds to the outer diameter of the bolt 54.
  • the push rod is formed similar to the connecting rod, wherein the diameter of the outer contour of the jaw 3 facing the end substantially corresponds to the inner diameter of the bearing shell 33 of the jaw 3.
  • the bore 521 which is arranged centrally to this outer diameter, corresponds to the bolt receptacle 34 of the clamping jaw 3.
  • an eye 522 is likewise introduced, which receives a plain bearing bush 523 whose inner diameter substantially corresponds to the outer diameter of the bolt 54.
  • the tie rod 53 is formed substantially in the manner of a cuboid, on whose transverse sides a semicircular disc is formed. At its two ends, an eye 531 is introduced into the pull rod 53, which receives a plain bearing bushing 532.
  • a plain bearing bushing 532 In the exemplary embodiment, two identical plain bearing bushes 532 are arranged, the inner diameter of which substantially corresponds to the outer diameter of the bolt 54.
  • the tension rod 53 is designed to reduce weight as a composite piece, in which an aluminum base body is provided circumferentially outside to accommodate the tensile forces with a circumferential carbon fiber ribbon.
  • the toggle lever assembly 5 is arranged in the clamping jaw 1, which is the connecting rod 51 is introduced with its bore 511 in the bolt receptacle 42 of the hydraulic piston 4, wherein the bore 521 of the push rod 52 is received by the bolt receptacle 34 of the jaw 3.
  • the tension rod 53 is received at its end facing away from the bolt 54 with the journal bearing 532 received by the latter from a bearing bush 25 of the housing 2.
  • the clamping force acting on the movable jaw 3 is derived directly via the tie rods 53 to the housing 2. This reduces the bending moment in the tong body.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Klemmzange zur Befestigung von Rammgut an einem Rammgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zur Fixierung von Rammgut an einem Ramm- oder Ziehgerät ist dieses regelmäßig mit einer Zange ausgerüstet, welche zwei gegenüberliegend angeordnete Klemmbacken aufweist, zwischen denen das Rammgut einspannbar ist. Die Klemmbacken sind hierzu mit Hydraulikzylindern verbunden und über diese bewegbar (wie zum Beispiel aus Dokument EP 1983112 A1 bekannt).
  • Zur Fixierung des Rammguts sind erhebliche Klemmkräfte erforderlich. Auf Grund der auf etwa 500 bar begrenzten Drücke der Hydraulikzylinder sind hier große Durchmesser erforderlich, um die benötigten Klemmkräfte zu erzeugen. Bedingt durch den großen Durchmesser des Hydraulikzylinders bzw. Hydraulikkolbens ergibt sich ein großer Abstand vom Mittelpunkt zur Außenkante. Um Beschädigungen aufgrund der hieraus resultierenden Biegemomente -zu vermeiden, ist eine robuste, schwere Ausführung der Klemmzange erforderlich.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmzange zur Befestigung von Rammgut an einem Rammgerät zu schaffen, welche bei gleicher maximaler Klemmkraft eine kleinere Baugröße der Klemmzange ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Mit der Erfindung ist eine Klemmzange zur Befestigung von Rammgut an einem Rammgerät geschaffen, welche bei gleicher maximaler Klemmkraft eine kleinere Baugröße der Klemmzange ermöglicht. Durch die Anordnung des wenigstens einen Hydraulikkolbens derart, dass dessen Wirkrichtung nicht der Wirkrichtung der Klemmbacken entspricht, ist zudem eine kompakte und gewichtsreduzierte Bauweise erzielbar.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikkolben über eine Kniehebelanordnung mit der Klemmbacke verbunden. Hierdurch ist eine Umlenkung der Druckkraft des Hydraulikkolbens bei gleichzeitiger Realisierung eines Übersetzungsverhältnisses ermöglicht.
  • In Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kniehebelanordnung eine Pleuelstange und eine Schubstange, welche über einen Bolzen schwenkbar miteinander verbunden sind. Hier durch ist eine robuste Bauweise der Kniehebelanordnung erzielt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Pleuelstange und der Schubstange auf dem Bolzen eine Gleitscheibe angeordnet, die vorzugsweise aus Polyamid hergestellt ist. Hier durch ist eine Reibungsminimierung zwischen Pleuelstange und Schubstange erzielt. Polyamid zeichnet sich durch gute Verschleißeigenschaften aus.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist an dem Hydraulikkolben eine Führungsbuchse angeordnet, in welcher die Pleuelstange angeordnet ist. Hier durch ist eine Führung der Pleuelstange erzielt, wodurch die Krafteinleitung in die Schubstange optimiert ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kniehebelanordnung über eine Führungsstange mit dem Gehäuse verbunden. Hier durch ist die Krafteinleitung in die Schubstange weiter optimiert.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Führungsstange schwenkbar mit dem Gehäuse und über den Bolzen schwenkbar mit der Kniehebelanordnung verbunden. Hier durch ist eine definierte Bodenführung des Bolzens erzielt, wodurch die Krafteinleitung in die Schubstange weiter verbessert ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Schubstangen beidseitig der Pleuelstange auf dem Bolzen angeordnet. Hier durch ist eine gleichmäßige Krafteinleitung der Klemmbacke erzielt. Zu dem ist eine geringere Dimensionierung der Schubstangen erforderlich.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Führungsstangen beidseitig der Pleuelstange auf dem Bolzen angeordnet. Hier durch ist eine gleichmäßige Führung des Bolzens bei verteilter Krafteinleitung in das Gehäuse erzielt. Darüber hinaus ist eine geringere Dimensionierung der Führungsstangen ermöglicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Führungsstange zumindest bereichsweise aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt. Hier durch ist eine gewichtsreduzierte Auslegung der Führungsstange ermöglicht.
  • Andere Weiterbildungen der Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    die schematische Darstellung einer Klemmzange im Schnitt;
    Figur 2
    die Darstellung der Kniehebelanordnung der Klemmzange aus Figur 1 mit Kolben und Klemmbacke in Schnittdarstellung und
    Figur 3
    die räumliche Darstellung der Anordnung aus Figur 2.
  • Die als Ausführungsbeispiel gewählte Klemmzange 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, in dem gegenüberliegend eine Klemmbacken 3 beweglich gelagert und eine Klemmbacke 3/ fest angeordnet ist, wobei die bewegliche Klemmbacke 3 über eine Kniehebelanordnung 5 mit einem Hydraulikkolben 4 verbunden ist.
  • Das Gehäuse 2 ist im Ausführungsbeispiel als Gußteil ausgebildet. An seiner dem Rammgut zugewandten Seite sind an dem Gehäuse 2 gegenüberliegend zwei hohlzylindrisch ausgebildete Backenräume 21 angeordnet, zwischen denen ein Spalt 22 gebildet ist. An einer dem Spalt 22 abgewandten Außenseite ist in dem Gehäuse 2 ein hohlzylindrisch ausgebildeter Kolbenraum 23 angeordnet, dessen Rotationsmittelachse orthogonal zur Rotationsmittelachse der Backenräume 21 gerichtet ist. Der Kolbenraum 23 ist über einen Deckel 24 an seiner dem Rammgut entgegen gerichteten Seite verschlossen. An seiner dem Deckel 24 entgegen gesetzten Seite weist der Kolbenraum 23 eine Öffnung 26 für den Durchtritt der Führungsbuchse 43 des innerhalb des Kolbenraumes 23 angeordneten Hydraulikkolbens 4 auf. Weiterhin sind innerhalb des Gehäuses 2 oberhalb des der beweglichen Backe zugeordneten Backenraumes 21 gegenüberliegend zwei Lagerbuchsen 25 zur Aufnahme jeweils eines Zugstabes 53 angeordnet.
  • Die Klemmbacken 3 sind im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. An ihrer dem Spalt 22 zugewandten Seite sind die Klemmbacken 3 mit einer geriffelten Klemmfläche 31 zur Erhöhung des Reibwerts zwischen Klemmbacke 3 und Rammgut versehen. Im Ausführungsbeispiel ist an den Klemmbacken 3, 3/ ein wechselbares Verschleißansatzstück 30 angeordnet, an dem die geriffelte Klemmfläche 31 angeformt ist. An ihrer der Klemmfläche 31 gegenüberliegenden Seite ist in der beweglichen Klemmbacke 3 ein Steg 32 angeformt, der an beiden Seiten mit einer Bolzenaufnahme 34 zur Aufnahme einer Schubstange 52 versehen ist. Weiterhin ist beidseitig des Steges 32 eine Lagerschale 33 in die bewegliche Klemmbacke 3 eingebracht.
  • Der Hydraulikkolben 4 ist zylinderförmig ausgebildet. An seiner der Öffnung 26 zugewandten Unterseite ist in dem Hydraulikkolben 4 eine Lagerschale 41 mit einer Bolzenaufnahme 42 zur Aufnahme einer Pleuelstange 51 eingebracht. Weiterhin ist an der Unterseite des Hydraulikkolbens 4 die Lagerschale 41 umgebend eine Führungsbuchse 43 angeordnet, welche durch die Öffnung 26 des Gehäuses 2 hindurch tritt.
  • Die Kniehebelanordnung 5 besteht aus einer Pleuelstange 51, zwei beidseitig der Pleuelstange 51 angeordneten Schubstangen 52 sowie zwei beidseitig der
  • Schubstangen 52 angeordneten Zugstäbe 53, welche nebeneinander auf einem Bolzen 54 schwenkbar gelagert angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Stangen bzw. Stäben 51, 52, 53 sind auf dem Bolzen 54 Gleitscheiben 55 angeordnet.
  • Die Pleuelstange 51 ist in Art einer Katzenzunge tailliert ausgebildet. Dabei entspricht der Radius der Außenkontur des dem Hydraulikkolben 4 zugewandten Endes der Pleuelstange im Wesentlichen dem Radius der Innenkontur der Lagerschale 41. Zentriert zu diesem Außenradius ist in diesem Ende der Pleuelstange 51 eine Bohrung 511 eingebracht, die mit der Bolzenaufnahme 42 des Hydraulikkolbens 4 korrespondiert. An ihrem der Bohrung 511 gegenüberliegenden Ende ist in die Pleuelstange 51 ein Auge 512 eingebracht, das eine Gleitlagerbuchse 513 aufnimmt. Die Gleitlagerbuchse 513 weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Bolzens 54 entspricht.
  • Die Schubstange ist gleichartig zur Pleuelstange ausgebildet, wobei der Durchmesser der Außenkontur ihres der Klemmbacke 3 zugewandten Endes im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Lagerschale 33 der Klemmbacke 3 entspricht. Die zentrisch zu diesem Außendurchmesser angeordnete Bohrung 521 korrespondiert dabei mit der Bolzenaufnahme 34 der Klemmbacke 3. An ihrem der Bohrung 521 entgegen gesetzten Ende ist ebenfalls ein Auge 522 eingebracht, das eine Gleitlagerbuchse 523 aufnimmt, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Bolzens 54 entspricht.
  • Der Zugstab 53 ist im Wesentlichen in Art eines Quaders ausgebildet, an dessen Querseiten eine halbkreisförmige Scheibe angeformt ist. An seinen beiden Enden ist in den Zugstab 53 jeweils ein Auge 531 eingebracht, das eine Gleitlagerbuchse 532 aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel sind zwei gleiche Gleitlagerbuchsen 532 angeordnet, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Bolzens 54 entspricht. Der Zugstab 53 ist zur Gewichtsreduzierung als Verbundwerkstück ausgeführt, bei dem ein Aluminiumbasiskörper außen umlaufend zur Aufnahme der Zugkräfte mit einem umlaufenden Kohlefaserband versehen ist. Die Kniehebelanordnung 5 ist derart in der Klemmzange 1 angeordnet, das die Pleuelstange 51 mit ihrer Bohrung 511 in der Bolzenaufnahme 42 des Hydraulikkolbens 4 eingebracht ist, wobei die Bohrung 521 der Schubstange 52 von der Bolzenaufnahme 34 der Klemmbacke 3 aufgenommen ist. Der Zugstab 53 ist an seinem dem Bolzen 54 abgewandten Ende mit der von diesem aufgenommenen Gleitlagerbuchse 532 von einer Lagerbuchse 25 des Gehäuses 2 aufgenommen. In dieser Anordnung wird die Klemmkraft die an der beweglichen Klemmbacke 3 angreift direkt über die Zugstäbe 53 an das Gehäuse 2 abgeleitet. Hierdurch reduziert sich das Biegemoment im Zangenkörper.

Claims (10)

  1. Klemmzange zur Befestigung von Rammgut an einem Rammgerät, umfassend ein Gehäuse mit wenigstens zwei gegenüberliegend angeordneten Klemmbacken von denen wenigstens eine Klemmbacke 3 beweglich angeordnet ist, welche über wenigstens einen Hydraulikkolben gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstes ein Hydraulikkolben (4) derart angeordnet ist, dass dessen Wirkrichtung nicht der Wirkrichtung der Klemmbacken (3) entspricht, wobei der wenigstens eine Hydraulikkolben (4) gelenkig mit einer Klemmbacke (3) verbunden ist.
  2. Klemmzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hydraulikkolben (4) über eine Kniehebelanordnung (5) mit der Klemmbacke (3) verbunden ist.
  3. Klemmzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung (5) eine Pleuelstange (51) und eine Schubstange (52) umfasst, welche über einen Bolzen (54) schwenkbar miteinander verbunden sind.
  4. Klemmzange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pleuelstange (51) und der Schubstange (52) auf dem Bolzen (54) eine Gleitscheibe (55) angeordnet ist die vorzugsweise aus Polyamid hergestellt ist.
  5. Klemmzange nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hydraulikkolben (4) eine Führungsbuchse (43) angeordnet ist, in welcher die Pleuelstange (51) angeordnet ist.
  6. Klemmzange nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung (5) über einen Zugstab (53) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
  7. Klemmzange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugstab (53) schwenkbar mit dem Gehäuse (2) und über den Bolzen (54) schwenkbar mit der Kniehebelanordnung (5) verbunden ist.
  8. Klemmzange nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schubstangen (52) beidseitig der Pleuelstange (51) auf dem Bolzen (54) angeordnet sind.
  9. Klemmzange nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zugstäbe (53) beidseitig der Pleuelstange (51) auf dem Bolzen (54) angeordnet sind.
  10. Klemmzange nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstäbe (53) zumindest bereichsweise aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt sind.
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