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Grabenziehmaschine
Die Erfindung betrifft eine auf einem Schlepper angeordnete Grabenziehmaschine mit einem die Fräs- kette tragenden Ausleger, der um eine längs und eine quer zum Schlepper liegende Achse schwenkbar und mit Vorrichtungen zum Einstellen seiner Höhen- und Seitenlage verbunden ist.
Es sind Grabenziehmaschinen bekannt, bei denen der eine Baggerkette tragende Ausleger um eine quer und eine längs zur Fahrtrichtung verlaufende Achse schwenkbar ist. Das Schwenken erfolgt jedoch hiebei unmittelbar von Hand und beansprucht infolgedessen die Körperkraft des Bedienungsmannes in hohem
Masse, die vielfach gar nicht ausreichen wird, besonders wenn die Baggerkette auf Hindernisse Im Boden stösst. Der Ausleger Ist hiebei an einer Kette oder einem Seil aufgehängt, wodurch die vorbestimmte Tiefe der Grabensohle nicht gewährleistet ist, da er lediglich durch sein Eigengewicht auf Tiefe gehalten wird und bei Bodenhindernissen oder beim Eindringen in schweren Boden nach oben ausweichen kann.
Es sind auch Grabenziehmaschinen bekannt, die hydraulisch oder elektrisch von Hand entweder nach dem Gefühl oder mit Hilfe eines optischen Pendelvisiers, welches eine Einstellung der Maschine mit dem Ausleger auf vorher aufgestellte Visierstangen ermöglicht oder mittels einer Richtschn'l1'gesteuert werden.
Die Genauigkeit des Grabens hängt also wesentlich von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Be- dienungsmannes ab, der entweder auf der Maschine sitzt, oder neben der Maschine geht. Der Ausleger ist bei einigen bekannten Maschinen mit der Fräskette zwischen der Fahrspur des Schleppers, bei andern Maschinen seitlich der Fahrspur angeordnet, ohne dass eine Änderung dieser Anordnung vorgenommen werden kann.
Die Erfindung bezweckt, den Ausleger mit der Fräskette unabhängig von der Horizontallage des Schleppers und der Beschaffenheit des auszuhebenden Erdreichs in der vorbestimmten Lage zu halten. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss der Ausleger mit der Fräskette an einem um eine längs zum Schlepper liegende Achse schwenkbaren Querträger gelagert und die Verschwenkung des Querträgers mechanisch steuerbar und ferner der Querträger vor und nach der Verschwenkung in bezug auf den Schlepper kraftschlüssig an diesem feststellbar.
Der Ausleger mit der Fräskette gleicht also die durch die Bodenuneben- heitenbedingten Verlagerungendesschleppers aus der Horizontallage durch mechanisch gesteuerte Mittel aus, behält jedoch nach diesem Ausgleich seine Lage mit Bezug auf den Schlepper so lange bei, bis durch Veränderung der Horizontallage des Schleppers wiederum eine Verschwenkung des Auslegers stattfindet.
Da der Schlepper bei Bodenunebenheiten nicht nur seitlich, sondern auch nach vorn oder hinten kippen kann, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung der Querträger zusätzlich zu seiner Schwenkbarkeit um einen am Fahrgestell des Schleppers gelagerten Zapfen um seine eigene Achse In beweglichen Lagern drehbar, wobei wenigstens ein Lager mit einer einstellbaren, am Schlepper feststellbaren Führung verbunden ist, die den vom Ausleger ausgeübten Längszug oder-druck auf den Schlepper überträgt.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausbildung des Querträgers und die Antriebsmittel für den Ausleger, sowie seine Steuerung, die mechanisch und selbsttätig, also unabhängig von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Fahrers bewirkt werden kann, u. zw. mit hydraulischen oder elektrohydraulischen Mitteln.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zelgttFig. l eine Seitenansicht der Grabenziehmaschine mit Rohrlegerinne und Richtschnur im Schrägriss, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Grabenziehmaschine von hinten, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des hinteren Teiles der Maschine mit der Fräskette und Steuereinrichtung, Fig. 4eine schematische Ansicht der Maschine von hinten,
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Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schrägriss eines Teiles der Maschine mit einer
Steuereinrichtung für den Ausleger bei Überlastung der Fräskette, Fig. 7 einen Führungsblock mit hydrau- lischer Einrichtung zum Verstellen des Auslegers mit der Fräskette, Fig.
8 ein Schema des Tiefensteue- rungsaggregates für den Ausleger und Fig. 9 ein Schema des Steueraggregates zur Regelung der vertikalen 5 Stellung der Fräskette.
An einem vorzugsweise auf Raupen laufenden Schlepper l ist ein Ausleger 2 mit einer Fräskette 3 hin- ter dem Schlepper 1 angebaut. Der Ausleger 2 ist an einem starken, in zwei Lagern 4 und 5 drehbaren
Querträger 6, der als Hohlwelle ausgebildet ist, befestigt. In der Hohlwelle 6 ist eine Antriebswelle 7 ge- lagert, auf der ein Kettenrad 8 sitzt, das die Fräskette 3 antreibt. Auf dem andern Ende der Welle 7 sitzt ) ein Kegelrad 9, das mit einem Kegelrad 10 in Eingriff steht (Fig. 5). Das Kegelrad 10 wird vom Motor des
Schleppers 1 durch eine Welle 11 angetrieben. Auf dem Fahrgestell 12 des Schleppers ist ein Lagerbock 13 für den Zapfen 113 am Getriebegehäuse 14 der Kegelräder 9, 10 befestigt.
Die Welle 11 des angetriebe- nen Kegelrades 10 ist durch den Lagerzapfen 113 geführt, so dass das Getriebegehäuse um die Längsachse des Lagerzapfens geschwenkt werden kann. Das Lager 4ist auf der Welle 7 angebracht und die Hohlwelle 6 i ist auf diesem Lager drehbar. Auf der andern Seite des Fahrgestells 12 sitzt ein Führungsbock 15, der eine nach einem Kreisbogen um die Welle 11 gekrümmte Führungsbahn 16 enthält, an der eine Führungsplatte
17 verschiebbar ist. Das Lager 5 der Hohlwelle 6 ist an der Führungsplatte 17 befestigt. Die Hohlwelle 6 ist mehrteilig, die Teile sind mittels Flanschen 18 zusammengesetzt. Nach Losen der Flanschen 18 können die Teile der Hohlwelle 6 abgenommen und wahlweise entweder durch kürzere oder längere Teile ersetzt ) werden.
Auch kann der äussere Teil der Hohlwelle 6. der das Kettenrad 8 und den Ausleger 2 mit der Fräs- kette 3 trägt, zwischen die Raupen 19 des Schleppers an der mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stel- le 2'eingesetzt werden (Fig. 4). Die Fräskette kann also wahlweise zwischen der Schlepperspur oder seit- lich von der Schlepperspur angeordnet werden. Auch die Welle 7 zum Antrieb der Fräskette 3 über das
Kettenrad 8 ist entsprechend der Hohlwelle 6 wahlweise gegen eine längere oder kürzere Welle austausch- ! bar. Die Länge des als Tragrahmen ausgebildeten Auslegers 2 ist unveränderbar. An dem Ausleger 2 ist ausser dem angetriebenen Kettenrad am unteren Ende ein Kettenrad 20 gelagert, über welches die Fräskette läuft.
Der Ausleger oder Tragrahmen 2 ist an der drehbaren Hohlwelle 6 starr befestigt, so dass bei Drehen der Hohlwelle 6 der Ausleger 2 mit der Fräskette 3 um die gedachte Achse der Hohlwelle schwenkt, wo- durch die Arbeitstiefe regelbar ist. Auf der Welle 7 sitzt noch ein Kettenrad 21, das über eine Kette 22 und ein Kettenrad 23 eine Vorschnecke 24 antreibt, die an einem Ausleger 25 gelagert ist, der pendelnd an dem Querträger 6 hängt und durch eine Feder 27 (Fig. l und 2) nach hinten gezogen wird. Die Vor schnecke
24 zerteilt das unmittelbar vor der Fräskette 3 sich ansammelnde, ausgehobene Erdreich und führt es einer oder zwei Räumschnecken 26 zu, die es entweder nach beiden oder nur nach einer Seite fördern und zu
Dämmen D zusammenschieben und anhäufen.
Die Raumschnecken 26 sind auf einer Welle 28 lösbar befe- stigt, die am Ausleger 2 gelagert ist und werden über die Kettenräder 29 (Fig. 3) von dem unteren Trum
30 der Fräskette 3 angetrieben. Die Räumschnecken 26 sind wahlweise ein-oder beidseitig auf die Welle
28 aufsteckbar.
Auf dem Ausleger 2 ist eine Tragschiene 31 mittels Stützen 32 befestigt. die an ihrem unteren Ende einen Furchenräumer 33 trägt. Der Furchenräumer 33 ist auf einem Bolzen 34 in einem Längsschlitz ver- schiebbar an der Tragschiene 31 geführt, so dass er bei unterschiedlicher Neigung des Auslegers 2 immer auf der Grabensohle S aufliegt.
Auf dem Rücken der Tragschiene 31 sind Stützen 35 angeordnet, die eine Rinne 36 tragen. Die Rinne dient als Gleitbahn für Gegenstände, z. B. kurze Drainagerohre, die in den Graben verlegt werden. Die
Stützen 35 für die Rinne 36 können als Lenker ausgebildet und beweglich an der Tragschiene 31 und der
Rinne 36 angelenkt sein, so dass ihre Neigung mit Bezug auf den Ausleger 2 veränderlich ist, damit sie stets annähernd eine gleichbleibende Neigung mit Bezug auf die Horizontale behält, wenn der Ausleger seinen Neigungswinkel ändert. Dadurch wird ein sicheres Rutschen der Rohrstücke beim Verlegen gewähr- leistet.
Auf der drehbaren Hohlwelle 6 ist ein Kettenrad 37 befestigt, über welches eine Kette 38 geführt ist (Fig. 3 und 6), deren Enden an Kolbenstangen 39, 40 von hydraulischen Zylindern 41, 42 gehängt sind. Die
Zylinder 41 und 42 sind in einem kastenförmigen Halter 43 mit Armen 44 lose, aber unverschiebbar ein- gesetzt. An den Armen 44 ist ein Bügel 45 befestigt, in dem eine Platte 46 verschiebbar geführt ist, an deren Unterseite Laschen 47 befestigt sind. Zwischen den Laschen ist eine Rolle 48 gelagert. Eine zweite
Rolle 49 ist mit Abstand darunter zwischen den Armen 44gelagert. An der Oberseite ist eine Stange 50 be- festigt, deren Ende durch den Quersteg des Bügels 45 ragt und durch eine Schraube 51 angezogen werden kann.
Auf die Stange 50 ist zwischen dem Steg des Bügels 45 und der Platte 46 eine Druckfeder 52 einge-
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setzt, die die Platte 46 mit der Rolle 48 nach unten drückt. Zwischen den Rollen liegt das Joch eines
Bügels 53, das auf einer am Rahmen 12 des Schleppers befestigten Querachse 54 schwenkbar gelagert ist.
An dem Halter 43 sind neben den Zylindern 41 und 42 zwei Arme 55 befestigt, die mit einem Lager 56 den Querträger 6 umfassen. i Auf dem Fahrgestell 12 des Schleppers ist innerhalb des Führungsbockes 15 in einem Lager 57 (Fig. 4,
6 und 7) ein hydraulischer Zylinder 58 angelenkt, in dem ein mit der Führungsplatte 17 gelenkig verbun- dener, doppelt beaufschlagter Kolben 59 durch Öldruck bewegt wird. Mittels des Kolbens 59 kann die
Hohlwelle 6 mit dem Ausleger 2 und dem Getriebegehäuse 14 im Lagerbock 15 geschwenkt werden, so dass sie mit Bezug auf den Schlepper 1 Winkellagen ungefähr in den Grenzen einnehmen kann, die in Fig. 4 durch die strichpunktierten Linien a, b mit dem Doppelpfeil B angedeutet sind.
Über der Fräskette 3 ist auf der Tragschiene 31 ein Gestell 60 angebracht, das einen gelenkigen, mit- tels Spannschloss 61 einstellbaren Ständer 62 halt, an dessen oberem Ende ein zweiarmiger Taststab 63 eines Steuerschalters 64 um eine horizontale Achse vertikal schwenkbar gelagert ist. Der Steuerschalter 64 besteht aus einem Gehäuse 65 (Fig. 8) aus elektrisch nichtleitendem (isolierendem) Material, in dessen seitenwänden ein T-förmiger Anker mit einer Kontaktzunge 66 gelagert ist. Die Kontaktzunge 66 pendelt zwischen zwei Kontakten 67 und 68. Gegenüber der Kontaktzunge 66 ist isoliert am Anker der Taststab 63 befestigt. Die Kontaktzunge 66 ist stromleitend durch einen Draht 70 mit dem einen Pol einer Stromquel- le 69 verbunden, während der andere Pol der Stromquelle an die Masse angeschlossen ist.
Von dem Kontakt 67 führt ein Stromleiter 71 zu einem Solenoid 72 und von dem Kontakt 68 ein Strom- leiter 73 zu einem Solenoid 74. Beide Windungsenden der Solenoide sind an die Masse angeschlossene) dass bei Anlage der Kontaktzunge 66 an einem der Kontakte 67 oder 68 das entsprechende Solenoid 72 oder
74 erregt wird.
Das jeweils erregte Solenoid 72 oder 74 zieht einen Kolben 75 eines Öldruck-Servo-Steuer- ventils 76 an, wodurch die Hauptsteuerventile 77 für die Druckzylinder 41,42 gesteuert werden, die das
Drucköl aus einem nichtdargestellten Druckölsammelbehalter durch Druckleitungen 78 und 79 dem hinte- ren Ende der Druckzylinder 41 bzw. 42 zuleiten, während die vorderen Enden der Druckzylinder durch eine
Verbindungsleitung 80 verbunden sind, an die eine Ausgleichsrohrleitung 81 mit Rückschlagventil 82 an- geschlossen ist, die dauernd mit dem Öldrucksammelbehälter in Verbindung steht. Die Steuerventile der
Hauptsteuerung sind an sich bekannt und deshalb nicht im einzelnen dargestellt.
Neben dem zu ziehenden Graben sind parallel zur Richtung des Grabens Stangen 83 aufgestellt, an denen verstellbare Konsolen 84 zum Tragen einer stark gespannten Richtschnur 85 aus Stahldraht od. dgl. gehalten werden. Die Richtschnur 85 wird straff gespannt und ihre beiden Enden werden im Erdboden ver- ankert.
Die Arbeitsweise der automatischen Höhensteuerung des Auslegers mit der Fräskette ist wie folgt :
Die Richtschnur 85 ist parallel zu der gewünschten Grabensohle S unabhängig von der Geländeober- fläche gespannt. Nachdem die Maschine eingesetzt ist und die Fräskette 3 am Ausleger 2 bis zur Tiefe der
Grabensohle in den Boden eingedrungen ist, liegt der Taststab 63 lose an der Richtschnur 85 an, wobei die
Kontaktzunge 66 zwischen den Kontakten 67 und 68 ohne Berührung steht. Zu Beginn der Arbeit kann die
Steuerung durch Handbetätigung eines Steuerventils oder auch selbsttätig durch einen Steuerschalter 88, der nachfolgend noch näher beschrieben ist, geschehen.
Wenn während der Fahrt der Schlepper über Un- ebenheiten des Erdbodens fährt und sich infolgedessen die starr an ihm gehaltene Fräskette hebt oder senkt, so dass ihr unteres Ende über die Grabensohle ansteigt oder tiefer eindringt, schwingt der Taststab 63 um sein Lager im Schaltergehäuse 65 und die Kontaktzunge 66 berührt den Kontakt 67 bzw. 68. Bei Berührung beispielsweise des Kontaktes 68 wird der Strom nach dem Solenoid 74 geschlossen, der den Ventilkolben
75 anzieht und dem Hauptöldruckschalter Drucköl aus dem Druckbehälter zuführt, der seinerseits die Druck- leitung 79 freigibt, so dass Öl in den hydraulischen Zylinder 42 von hinten einströmen kann.
Dadurch wird der Druckkolben nach vorn gedrückt und verdrängt das Öl im vorderen Teil des hydraulischen Zylinders 42, das durch die Verbindungsrohrleitung 80 in den vorderen Teil des hydraulischen Zylinders 41 strömt und den Kolben der Kolbenstange 39 nach hinten drückt. Durch die Kette 38 wird der Querträger bzw. die
Hohlwelle 6 so weit in Richtung des Pfeiles C gedreht, dass das untere Ende des Auslegers mit bzw. der
Fräskette 3 wieder die durch die Richtschnur 85 bestimmte Höhe erreicht hat. Infolge dieser Bewegung hat sich auch der Schalter 64 gehoben, so dass die Kontaktzunge 66 wieder in die Mittellage zurückgekehrt ist.
Durch das Öffnen des Stromkreises kehrt der Ventilkolben 75 in eine neutrale Lage zurück, wodurch das Hauptsteuerventil geschlossen und die Zufuhr von Drucköl nach dem hydraulischen Zylinder 42 unter- brochen wird. In entsprechender Weise erfolgt auch eine Steuerung des Auslegers in umgekehrter Richtung, wenn sich der Ausleger mit dem Schlepper über die Grabensohle S durch eine Bodenunebenheit anhebt. Sobald die Druckleitungen 78 und 79 durch das Hauptsteuerventilabgeschloswn bzw. beide unter dein Öl-
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druck im Sammelbehälter stehen, stellen sie im Zusammenhang mit den Armen 55 mit dem Querträger 6 und dem Ausleger 2 ein am Schlepper starres Gebilde dar.
Zum Ausgleich seitlicher Abweichungen des Auslegers 2 mit der Fräskette 3 von der Lotrechten dient ein Steuerschalter 88 (Fig. 1 und 9), der an einem Halter 87 befestigt ist. Der Halter sitzt an dem Lager 5 i der Hohlwelle 6 oder am Bügel 45 des Halters 43. Der Schalter 88 ist in einem Gehäuse 89 angeordnet, in den zwei Kontakte 90 und 91eingesetztsind. Zwischen den Kontakten befindet sich eine Kontaktzunge 92, die isoliert miteinem Gewichtspendel 93 und leitend mit einem Anschlusszapfen 94 versehen ist. Der Schal- ter steht in Verbindung mit einem Servo-Steuerventil 101.
Der Kontakt 90 ist durch einen Stromleiter 95 mit einem Solenoid 96 und der Kontakt 91 über einen Stromleiter 97 mit einem Solenoid 98 verbunden, ) während der Anschlusszapfen 94 über einen Stromleiter 99 mit der Batterie 69 verbunden ist. Der andere
Pol der Batterie ist an die Masse angeschlossen. Der Steuerkolben 100 zwischen den Solenoiden 96 und 98 wirkt in gleicher Weise wie der Steuerkolben 75. Er steuert das Hauptsteuerventil 102 (Fig. 6). Die von ihm gesteuerten Druckleitungen 103 und 104sind an die beiden Enden des Druckzylinders 58 (Fig. 7) angeschlos- sen, dessen Kolben 59 über die Führungsplatte 17 mit dem Lager 5 der Hohlwelle 6 mechanisch verbunden ! ist. Das Pendel 93 ist so gelagert, dass es quer zum Traktor schwingen kann.
Solange die Hohlwelle horizontal steht, berührt die Zunge 92 keinen der Kontakte 90 oder 91. Bei
Bodenunebenheiten oder beim Fahren des Schleppers am Hang stellt sich die Hohlwelle schief. Da das Pen- del 93 stets lotrecht nach unten hängt, berührt nunmehr einer der Kontakte 90 oder 91 die Kontaktzunge
92, wodurch einer der Solenoide 96oder 98erregtwird und den Steuerkolben 100 so verstellt, dass entwe- der dem oberen oder unteren Ende des Druckzylinders 58 Drucköl zugeführt wird. Dadurch verschiebt sich der Kolben mit der Kolbenstange 59 und bringt die Hohlwelle 6 wieder in die horizontale Lage zurück.
Dadurch wird der Ausleger 2 mit der Fräskette 3 stets genau in lotrechter Stellung gehalten, auch wenn der Schlepper durch Bodenunebenheiten eine seitliche Neigung erhält.
Die Korrektur des Auslegers bei Veränderung der Höhenlage oder bei Schiefstellung des Schleppers pendelt sich gegenseitig ein, so dass die richtige Stellung des Auslegers praktisch stets erhalten bleibt.
Eine dritte Steuerung des Auslegers ist für den Fall vorgesehen. dass die Fräskette 3 auf ein Hindernis
X stösst, das den Kettenzähnen grossen Widerstand entgegensetzt, so dass die Fräskette an einem solchen
Hindernis hochzuklettern versucht. Dabei entsteht in dem starren Gebilde, das aus dem Ausleger 2, der
Fräskette 3, der Hohlwelle 6, dem Kettenrad 37, der Kette 38. den Kolben 39, 40, den hydraulischen Zylindern 41, 42 und dem kastenförmigen Trager 43 mit den Armen 55 besteht, ein Druck nach uiten, der den Bügel 45 nach unten zieht (Fig. 6).
Diesem Zug leistet die Feder 52 zunächst Widerstand, die sich über die Platte 46 und Rolle 48 an dem Bügel 53 abstützt. Sobald der Federdruck durch zunehmenden Wider- stand der Fräskette am Boden, der den Ausleger nach oben zu schwenken und dadurch die Hohlwelle 6 zu drehen versucht, überwunden wird, senkt sich der Bügel 45 und mit ihm ein Arm 105, der auf einen Hebel
106 drückt. Dieser Hebel betätigt eine ! : Steuerknopf 111 des Hauptsteuerventils 77, wodurch dem Zylin- der 42 Drucköl zuströmt und über die Kette 38 in der zuvor beschriebenen Weise der Ausleger 2 mit der
Fräskette 3 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Sobald das Hindernis X überwunden ist, lässt der Druck auf den Bügel 45 nach, die Feder 52 hebt ihn wieder an und der Ölstrom vom Zylinder 42 wird unterbrochen.
Bei dieser Betätigung des Hauptsteuerventils 77 wird gleichzeitig die elektrische Leitung zum Steuerschal- ter 64 (Fig. 4) unterbrochen, so dass die Kontaktgabe zwischen Kontaktzunge 66 und Kontakt 67, die infol- ge des Anhebens des Auslegers 2 erfolgt, keine Wirkung hat. Sobald-sich jedoch der Bügel 45 infolge des
Nachlassen des Druckes am Ausleger 2 wieder hebt, erfolgt der Strom schluss zum Kontakt 67 und der Aus- leger 2 wird wieder in die normale Tiefenlage gesteuert, bis der Taststab 63 die Richtschnur berührt und der Kontakt 67 geöffnet wird. Die Fräskette ist daher ohne Schaden in der Lage, ein Hindernis zu über- winden. Notfalls kann der Fahrer die Schaltvorgänge mittels eines Schalthebels auch von Hand ausführen.
Der Schlepper ist mit einemPlanierschild 107 ausgerüstet, das an der Vorderseite angeordnet und mittels Lenkern 108 an beiden Seiten des Schleppers befestigtist, die um die Achse 54schwenkbar sind. Zwei am Fahrgestell 12 angelenkte Zylinder 109 mit Kolben und Kolbenstangen 110 dienen zum Heben und
Senken des Planierschildes 107. Der Ölstrom zu diesen Zylindern wird mittels in Reichweite des Schlepperfahrers am Schlepper angebrachten Hebeln gesteuert. Diese Einrichtung ist an sich bekannt. In Verbindung mit der beschriebenen Grabenziehmaschine kommt ihr jedoch eine besondere Bedeutung zu, da sie ermöglicht, mit dem gleichen Gerät den Graben wieder einzuebnen, indem der von dem ausgehobenen Erdreich gebildete Damm D wieder in den Graben befördert wird.
An Stelle des hydraulischen Antriebes des Auslegers mit der Fräskette kann auch ein elektromotorscher Antrieb vorgesehen sein, der in gleicher Weise gesteuert wird.