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Löffelbagger
Die Erfindung bezieht sich auf einen Löffelbagger zum Ausheben von insbesondere schmalen Schäch- ten oder Gräben mit durchwegs lotrechten Wänden, dessen länglicher, als Greif- oder Fördergefäss die- nender Baggerlöffel mittels einer Heb- und Senkvorrichtung entlang einer starren, lotrechten Führung ver- schiebbar ist.
Gemäss dem Stammpatent Nr. 214374 ist ein derartiger Löffelbagger dadurch gekennzeichnet, dass der Baggerlöffel beim Senken entlang der Führung mit seiner Greifkante nach unten gerichtet und mit seinem Boden der Führung zugekehrt ist, wogegen er zum Abtragen des Erdreiches in der gesenkten Lage mittels eines Zugseiles od. dgl. um mindestens eine waagrechte Kippachse in der Nähe des Löffelbodens und des der Greifkante abgekehrten Endes um etwa 900 hochschwenkbar ist, wobei die Kippachse wäh- rend des Schwenkvorganges mit Hilfe einer Blockiervorrichtung an einer beliebigen Stelle längs der Führung unverschiebbar mit dieser verbindbar ist und der gefüllte Baggerlöffel in seiner geschwenkten Lage zur Abbeförderung des erfassten Erdreiches längs der Führung nach Freigabe der Blockiervorrichtung anhebbar ist.
Der Baggerlöffel ist an einem, längs der lotrechten Führung verschiebbaren, Schlitten angebracht. Die Führung selbst ist in einem Traggerüst lotrecht verschiebbar gelagert und der Baggerlöffel ist so weit verschwenkbar, dass seine Greifkante bis in die Ebene der Rückseite der Führung bei ganz an dieser herabgelassenem Schlitten gelangen kann.
Durch die Zusatzerfindung soll der Löffelbagger nach dem Stammpatent verbessert werden. Insbesondere soll der Aushub unterhalb der starren lotrechten Führung wirksamer gemacht werden, indem der Winkel, unter welchem das Löffelmaul auf das Erdreich einwirkt, günstiger gewählt wird. Dieser Winkel wird umso günstiger, je grösser der Schwenkwinkel des Baggerlöffels um seine Schwenkachse ist.
Würde man beim Löffelbagger nach dem Stammpatent dem Baggerlöffel einen verhältnismässig gro- ssen Schwenkwinkel erteilen, dann würde auch der an ihm befestigte Betätigungsarm, an dessen Ende das Schwenkseil angreift, bei der Drehung einen entsprechend grossen Winkel beschreiben, so dass sichzufolge der erheblichen Veränderung des Abstandes der Wirkungslinie der Zugkraft vom gemeinsamen Drehzentrum des Löffels und des an ihm befestigten Betätigungsarmes nicht nur das den Löffel verschwenkende Drehmoment stark ändern würde, sondern sich auch ein Fallen des Vorhandenseins mehrerer Schwenkachsen, um die sich der Löffel nacheinander schwenkt, die Unmöglichkeit ergeben würde, der Zugkraft ein verhältnismässig grosses Drehmoment in bezug auf die nächstfolgende Schwenkachse zu vermitteln.
Diese Schwierigkeit wird durch die Zusatzerfindung dadurch beseitigt, dass der Baggerlöffel in einem Punkt des längs der starren Führung verschiebbaren Schlittens angelenkt ist und durch einen Arm betätigt wird, der in einem andern Punkt des Schlittens angelenkt ist und der mit dem Löffel kinematisch derart verbunden ist, dass die Schwenkung des Löffels grösser ist als jene des Armes, wenn von einer Grabstellung ausgegangen wird, in der der Löffel mit seiner Greifkante nach unten weist, und die Greifkante in der Ebene der Rückseite der Führung liegt.
Diese kinematische Verbindung kann beispielsweise darin bestehen, dass der Löffel am Ende eines
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Lenkers angelenkt ist, der mit seinem andern Ende am Schlitten angelenkt ist, wobei der Arm in einem mittleren Punkt des Lenkers angelenkt und mittels eines Lenkers mit dem Löffel verbunden ist und wobei am freien Ende des Armes ein Träger für eine Seilscheibe angelenkt ist, über welche das Zugseil geführt ist, das von einer Seilscheibe am oberen Ende des Schlittens kommt und von oben betätigt wird, und wo- bei ein Anschlag am Schlitten für den Träger und am Lenker ein Anschlag für den Arm vorgesehen sind.
Das Moment der Zugkraft in bezug auf die Drehachse des Betätigungsarmes und das Moment der vom Zwi- schenarm übertragenen Kraft in bezug auf die Drehachse des Löffels bleibt dadurch für den gesamten Ar- beitsschwenkbereich annähernd konstant bzw. ändert sich nur geringfügig. Auf diese Weise wird das Zug- seil trotz der Änderung seines Wirkungsarmes mit einer fast konstanten Kraft beansprucht.
Aus dem Umstand, dass der Schwenkwinkel des Betätigungsarmes auch für verhältnismässig grosse Ver- schwenkungen des Löffels verhältnismässig klein ist, ergibt sich ferner, dass Lagen vermieden werden, in denen die Wirkkomponente der Zugkraft nur einen kleinen Bruchteil derselben ausmacht und dass die Vor- richtungmiteinemrelativ kleinen Betätigungsarm rationell verwirklicht werden kann, so dass Gräben bzw.
Schächte mit etwa untereinander gleichen Querabmessungen ausgehoben werden können.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den gesamten Bagger während des Aushebens eines Schachtes mit dem Löffel in seiner Anfangslage, Fig. 2 zeigt den Löffel samt den dazugehörigen Teilen in Vorderansicht, Fig. 3 ist eine Draufsicht des Traggerüstes, Fig. 4 zeigt den Baggerlöffel während des Abgrabens des Erdreiches, Fig. 5 zeigt den Baggerlöffel im Augenblick in dem er beginnt, mit dem abgegrabenen Erdreich längs der Führung hochgezogen zu werden, Fig. 6 zeigt eine Einzelheit des unteren Endes der Führung und Fig. 7 ist ein Querschnitt senkrecht zur Schachtachse mit dem Baggerlöffel von oben gesehen.
In den Figuren ist die starre Führung 201 für das Greifgefäss 202 ersichtlich, das mittels des Schlittens 206 längs der Führung verschiebbar ist und das mittels eines im Punkt 204 am Gefäss 202 und im Punkt205 am Schlitten 206 angelenkten Lenkers 203 mit diesem verbunden ist. Im Punkt 208 ist ein Arm 207 am Lenker 203 angelenkt, der mittels des Lenkers 209 gelenkig (Anlenkpunkte 210 und 211) mit dem Gefäss 202 verbunden ist. Am freien Ende des Armes 207 ist um den Zapfen 213 ein Träger 212 einer Seilscheibe 214 mit n Rinnen drehbar gelagert, um welche n Windungen eines Seiles 215 gewunden sind. Am oberen Ende des Schlittens 206 ist mittels des Zapfens 217 eine Seilscheibe 216 drehbar gelagert, um welche das Seil 215 mit n + 1 Windungen von oben kommend gewunden ist.
Mit 218 sind zwei Anschlagrippen für den Träger 212 der Seilscheibe 214 bezeichnet, während 219 ein Anschlag zur Begrenzung der Schwenkung des Armes 207 in bezug auf den Lenker 203 und 220 ein Anschlag zur Begrenzung der Schwenkung des Trägers 212 in bezug auf den Arm 207 ist. Hinter der Führung 201 ist ein zweites von oben kommendes Seil 221 angeordnet, das über eine Umlenkrolle 222 geführt und im Punkt 223 am Schlitten 206 befestigt ist. Der Schlitten 206 ist an der senkrechten Führung 201 mittels der Gleitführungen 224 geführt und kann sich längs dieser nach unten bis zu einem Anschlag 225 bewegen.
Die Führung 201 mit den an ihr angeordneten Teilen wird von einem Gestell 226 getragen, an dem mittels des Zapfens 228 eine vordere Tragsäule 227 verbunden ist, mit der oben mittels des Zapfens 229 zwei Stützsäulen 230 verbunden sind, die ihrerseits mittels der Zapfen 228b mit dem Gestell 226 verbunden sind.
232 sind Arme an der Tragsäule 227, die an der Innenseite Gleitschuhe 233 tragen, welche die Führung 201 seitlich führen und deren Verschiebung längs der Tragsäule 227 gestatten. An der Rückseite ist die Führung. 201 mit seitlich vorstehenden Rippen 234 versehen.
Das Seil 215 geht von der Trommel 237 einer ersten Winde aus und wird über eine Umlenkrolle 235 an der Tragsäule und eine Umlenkrolle 239 am oberen Ende der Führung 201 umgelenkt. Das Seil 221 geht hingegen von der Trommel 238 einer zweiten Winde aus und wird über eine Umlenkrolle 236 an der Tragsäule 227 umgelenkt.
Wird das Seil 221 mittels der Winde 238 angezogen, dann wird die durch die Gleitschuhe 233 geführte Führung 201 angehoben, während gleichzeitig der Schlitten 206 am unteren Anschlag 225 anliegend'gehalten wird. Da das Seil 215 freigelassen wird, sich von der Trommel 237 abzuwinden, kippt das Greifgefäss 202 nach unten in die in Fig. 1 angedeutete Lage, in der die Greifkante mit den Zähnen nach unten weist und in der Ebene der Hinterwand der Führung 201 zu liegen kommt.
Lässt man nun das Seil 221 los, so fällt die Führung samt Schlitten und dem Greifgefäss nach unten und die Greifkante gräbt sich in das Erdreich ein.
Nun wird das Seil 221 blockiert und das Seil 215 angezogen, wobei zunächst der Träger 212 um den Zapfen 213 geschwenkt wird, bis er gegen den Anschlag 220 stösst, wodurch der nützliche Schwenkarm
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vergrössert wird, und anschliessend der Arm 207 um den Zapfen 208 in bezug auf den Lenker 203 ge- schwenkt wird. Der Zapfen 208 befindet sich zwischen den Zapfen 205 und 204 des Lenkers 203 und das
Greifgefäss 202, welches im Punkt 204 am Lenker 203 angelenkt ist, ist mittels des Lenkers 209 mit dem
Arm 207 verbunden.
Das Längenverhältnis der Segmente 204-208, 208-210, 200-211 und 211 - 204 untereinander so- wie in bezug auf die Segmente 205-208 und 208-204 ermöglicht es, dass einer gewissen Verschwenkung der Greifkante des Gefässes 202 eine gleiche oder verschiedene Drehung des Armes 207 entspricht. Im vor- liegenden Fall soll die Drehung des Armes 207 kleiner sein als der Drehwinkel der Greifkante des Gefässes
202, da auf diese Weise erreicht werden kann, dass sich das Seil 215 in der Endlage noch genügend weit von dem zweiten Drehzentrum 205 entfernt befindet, obwohl die Bewegung mit der Seilscheibe 214 genü- gend vom Schachtgrund entfernt begonnen wird.
Ausserdem wird dadurch erreicht, dass für jeden belie- bigen Widerstand, dem die Greifkante bei ihrer Drehung begegnet, der im Punkt 205 angelenkte Lenker
203 stets gegen die Führung 201 hin gedrückt wird, welche sich mit ihrer Rückseite gegen die Wand des
Schachtes abstützt. Schliesslich ermöglicht es die besagte Anordnung, dass während der Schwenkung des
Armes 207 das auf das Greifgefäss wirkende Kraftmoment für die Drehwinkel, die praktisch in Betracht kommen, fast gleich bleibt.
Nach erfolgter Schwenkung stösst der Arm 207 gegen den Anschlag 219 (Fig. 4). Bei weiterer Zug- wirkung des Seiles 215 wird die gesamte Gruppe um den Zapfen 205 geschwenkt, wobei die Greifkante ihre Schwenkung zum Abtragen des Erdreiches vervollständigt und schliesslich in die Lage der Fig. 5 ge- langt. Hat die Greifkante die auf die Führung 201 normal verlaufende und durch den Zapfen 205 führen- de Ebene erreicht, dann wird bei weiterem Zug des Seiles 215 die Greifkante vom Erdreich freikommen und kurz darauf der Träger 212 gegen die Anschlagrippen 218 stossen.
Soll der Baggerlöffel nun zwecks Entleerung aus dem Schacht herausgezogen werden, dann gibt man das Seil 221 frei, welches während der vorbeschriebenen Vorgänge blockiert gehalten wurde, während das
Seil 215 weiter angezogen wird.
Dabei erreicht man, dass sich die Führung 201 gegen den Boden des Schachtes abstützt, während der
Schlitten 206 längs der Gleitführungen 224, die Führung 201 entlang hinaufgezogen wird, wobei der Baggerlöffel 202 samt seinem Betätigungsgestänge in der in Fig. 5 gezeigten Lage verbleibt. An der Oberfläche angelangt, wird das Greifgefäss in bekannter Weise entleert.
Das weitere Ausheben von Erdreich wird so durchgeführt, dass der Schlitten 206 dann wieder samt den an ihm angebrachten Teilen in der Lage nach Fig. 5 bis zum Schachtgrund herabgelassen wird, wobei er mit dem Seil 215 entlang der Führung 201 gleiten gelassen wird. Anschliessend wird die Führung 201 mit dem Seil 221 angehoben und es wiederholen sich die bereits beschriebenen Vorgänge.
Der Schachtquerschnitt, normal zu seiner Längsachse, den man erhält, wenn die Länge des Armes 207 auf ein Mass beschränkt wird, das mit der Löffelbreite vergleichbar ist, besitzt die geeignetste Form für einen etwa quadratischen Schacht mit abgerundeten Ecken.
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