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Universalbagger
Die Erfindung betrifft einen Bagger mit einem Gelenkausleger, der am einen Ende ein Arbeitswerk- zeug trägt und am andern Ende in Höhenrichtung schwenkbar mit dem Baggergestell verbunden ist. Sie befasst sich insbesondere mit der Aufgabe, einen solchen Bagger zu einem Universalbagger auszugestal- ten, bei dem das Werkzeug zwangsläufig geradlinige Arbeitsbewegungen in beliebig einstellbaren Lagen und Richtungen ausführt.
Bei herkömmlichen Löffelbaggern beschreibt der Löffelstiel einen Kreis um seinen Anlenkpunkt am
Ausleger. Das an diesem Löffelstiel befestigte Werkzeug nimmt an dieser Kreisbewegung teil. Der bei alleiniger Bewegung des Löffelstieles um seinen Anlenkpunkt am Ausleger vom Werkzeug beschriebene
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Wird gleichzeitig noch der den Anlenkpunkt des Löffelstieles tragende Ausleger um seine Anlenkung am Baggeroberwagen in lotrechter Ebene geschwenkt, so führt das Werkzeug irgendeine andere Bewegung aus. Indem man nun in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Werkzeuges die Geschwindigkeiten dieser Bewegungen in ganz bestimmter Weise regelt, ist es möglich, eine geradlinige Arbeitsbewegung des Werkzeuges zu erzielen.
Das ist auch möglich, wenn die eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt und nur die andere in ihrer Geschwindigkeit genau geregelt wird. Soll ausserdem der Anstellwinkel des Werkzeuges während der geradlinigen Arbeitsbewegung konstant gehalten werden, so ist es erforderlich, zusätzlich das Werkzeug mit einer genau geregelten Winkelgeschwindigkeit am Löffelstiel zu schwenken. Aus diesen grundsätzlichen Überlegungen wird ersichtlich, dass bei herkömmlichen LöffelbaggernfürdieErzielung einergeradlinigen Arbeitsbewegung unter irgendeinem einzigen Winkel a bereits ein ungewöhnlicherAufwand seitens der Maschine wie auch physisch seitens des Bedienungsmannes erforderlich ist.
Entscheidend ist jedoch, dass bei jeder andern geradlinigen Arbeitsbewegung als derjenigen unter dem erwähnten Winkel ex wieder ein ganz anderer, spezifischer Regelvorgang erforderlich wäre.
Man kann sich vorstellen, dass selbst bei einer mit minimaler Trägheit und grosser Exaktheit regelbaren Arbeitsbewegung die Genauigkeit der Arbeit in entscheidendem Masse vom Reaktionsvermögen und vom Augenmass des Bedienungsmannes abhängen würde. Deshalb müsste dieArbeitsgeschwindigkeit besonders niedrig sein, um dem Bedienungsmann ausreichende Reaktionszeiten einzuräumen, damit er nach dem Erkennen eines Bedienungsfehlers diesen korrigieren kann, ohne dass während dieser Zeit eine zu gro- sse Abweichung des Werkzeuges von der geforderten Bahn erfolgt ist.
Es sind Bagger bekannt, die zur Durchführung genau geradliniger Arbeitsbewegungen besser als die oben besprochenen Löffelbagger herkömmlicher Bauart geeignet erscheinen, weil bei ihnen das Werkzeug an einem Auslegerteil befestigt ist, der durch Rollen in einem koaxial zu diesem angeordneten Auslegerteil geführt wird und an seinem vorderen Teil das Werkzeug trägt. Durch teleskopartiges Verkürzen oder Verlängern dieses Systems ist es möglich, eine gerade Arbeitsbewegung des Werkzeuges zu bewirken.
Diese aus den beiden koaxialen Auslegerteilen und dem daran befestigten Werkzeug bestehende Arbeitseinrichtung hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, dass sie auch in ganz zusammengezogenem
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Zustand noch eine solche Länge hat, dass man denAnlenkpunkt der Arbeitseinrichtung am Oberwagen sehr hoch legen muss, damit die Arbeitseinrichtung um einen möglichst grossen Winkel über die waagrechte Lage nach oben in lotrechter Ebene geschwenkt werden kann, ohne mit ihrem über den Anlenkpunkt nach hinten hinw egragenden Teil in den Oberwagen des Baggers hinein zu schwenken. Durch Verlegen des An- lenkpunktcs zum Ende der Arbeitscinrichtung hin liesse sich das über denAnlenkpunkt nach hinten hinausragende Ende beliebig verkürzen.
Die Lage des Anlenkpunktes bezüglich des Ober- und Unterwagens ist jedoch dadurch bestimmt, dass auch beim Arbeiten des Baggers unter seiner Standebene bei um etwa 450 gegen die Waagrechte in lotrechter Ebene abwärts geschwenkter Arbeitseinrichtung der Oberwagen um eine senkrechteAchse geschwenkt werden kann, ohne dass dieArbeitseinrichtung dabei mit dem Unterwagen kollidicrt. Ausserdem muss dcrAnlenkpunkt eine solche Höhe haben, dass in dieser Stellung das Werkzeug im eingezogenen Zustand der Arbeitscinrichtung die Standebene erreicht.
Durch Zurückverlegen des AnJenkpunktcs bezüglich der Arbeitseinrichtung würde sich demnach die Ausladung des Gerätes vergrössern und die Lage des Anlenkpunktes nach oben verschieben müssen, ohne dass dabei der mögliche Arbeitsweg (Hub) des Werkzeuges mitwächst.
Bei Einhaltung der erforderlichen Standsicherheit des Gerätes würde sich das Verhältnis des Eigengewichtes des Gerätes zum Arbeitsweg (Hub) des Werkzeuges in so ungünstiger Weise vergrössern, dass aus Gründen der Wirtschaftlichkeit dieser Weg nicht beschritten wird.
So kommt es, dass mit einem solchen Bagger beispielsweisekcin waagrechtesPlanum in seiner Standebene in der einfachen Weise hergestellt werden kann, dass nach dem Einstellen der Richtung nur der das Werkzeug tragende Teil desAuslegers eingezogen bzw. ausgefahren wird. Vielmehr bedarf es eines gleichzeitigen Abwärts- bzw. Aufwärtsschwenl. ens der Arbeitseinrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit, die in ganz bestimmter Weise, in Abhängigkeit vom Weg des Werkzeuges, geregelt werden muss. Deshalb ist auch bei diesem Gerätetyp die Genauigkeit der Arbeitsbewegung vom Können des Bedienungsmannes in entscheidendem Masse abhängig.
Bei Geräten anderer Bauart wird das Werkzeug an einem Ausleger wie eine Laufkatze mit Hilfe von Rollen in gerader Richtung geführt. Dieses System hat nicht alle Nachteile des vorgenannten. Es lässt sich ohne Schwierigkeiten so am Oberwagen anlenken, dass geradlinige Arbeitsbewegungen des Werkzeuges in beliebigen Richtungen durch Schwenken der aus der Schiene und dem Werkzeug bestehenden Arbeitseinrichtung in lotrechter Ebene durchgeführt werden können.
Der spezielle Nachteil dieses Systems liegt jedoch darin, dass das bei teilweise oder ganz eingezogenem Werkzeug nach vorne überragende Ende des der Geradführung dienenden Auslegers die Durchführung vielerArbeitsvorgänge unmöglich macht. So kann beim Bearbeiten einer unter der Standebene des Baggers liegenden, steil abfallenden Böschung geringer Tiefe, z. B. beim Bearbeiten eines Grabens, dieses überragende Ende mit der Grabensohle oder der gegenüberliegenden Seite des Grabens kollidieren, bevor das Werkzeug den zu bearbeitenden Boden überhauptberührt hat. Aus diesem Grunde ist dieser Gerätetyp nur für spezielle Anwendungsfälle, wie z. B. das Glattziehen bereits ziemlich genau bearbeiteter Böschungen passender Länge, geeignet.
Bei keiner von den vorstehend geschilderten Baggertypen ist es möglich, zwangsläufig annähernd oder exakt geradlinige Schnittbewegungen in beliebigen Höhen und Winkeln relativ zur Standebene durchzuführen.
Die Erfindung befasst sich mit derSchaffung einesBaggers, mit dem zwangsläufig geradlinige Schnittbewegungen in beliebigen Winkeln und Höhen in bezug auf die Standebene des Baggers ausgeführt werden können, wobei es ermöglicht werden soll, ohne korrigierende Regelbeeinflussung durch die Bedienungsperson automatisch eine geradlinige Schnittführung zu erzielen.
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beitswerkzeug trägt und am andern Ende in Höhenrichtung schwenkbar mit dem Baggergestell verbunden ist, aus und erreicht die vorstehend angeführten Ziele im wesentlichen dadurch, dass bei einem solchen Bagger der Gelenkausleger als Geradführung für das Arbeitswerkzeug ausgebildet ist und die Schwenkla
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Durch die Geradführung des Arbcitswerkzeuges und die Verschwenkbarkeit des als Geradführung ausgebildeten Gelenkauslegers in Höhenrichtung wird es ermöglicht, ds.
ss mit dem Werkzeug, wenn es eine gerade Schürfkante hat, ebene Flächen hergestellt werden können, die in Bewegungsrichtung des Werkzeuges unter einem wahlweisenWinkel gegen dieWaagrechte geneigt und in Querrichtung waagrecht sind, wobei es durch dieHohenverstcIlbarkeit derSchwenklagcrung des Gelenkauslegers ferner ermöglicht wird, eine in Bewegungsrichtung des Werkzeuges unter einem wahlweisen Winkel geneigte oder waagrechte ebene Fläche zu bearbeiten, die in einer wahlweise einstellbaren Höhe in bezug auf die Aufstellebene des Baggers liegt.
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Der erfindungsgemässe Bagger kann in vorteilhafter Weise besonderen Anforderungen angepasst wer- den.
Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Werkzeug um eine vorzugsweise zur Richtung der Arbeitsbewegung paralleleAchse verdrehbar am geradegeführten Ende des Gelenkauslegers gelagert ist, so ist es möglich, mit seitlich verdrehter Schürfkante des Werkzeuges, z. B. an seitlichen Flächen, zu arbeiten.
Wenn die Schwenklagerung des Gelenkauslegers um eine vorzugsweise zur Richtung der Arbeitsbe- wegung parallele Achse verdrehbar am Baggergestell angeordnet ist, so kann der Gelenkausleger so ein- gestellt werden, dass dasWerkzeuggeradlinigeSchürfbewegungen in einer wahlweise bestimmten, gegen die Horizontale und Vertikale unter beliebigen Winkeln geneigten Raumrichtung ausführt.
Wenn der Gelenkausleger am baggerseitigen Ende am freien Ende eines Hilfsauslegers montiert ist, der seinerseits in Höhenrichtung verstellbar mit dem Baggergestell verbunden ist, so ergibt sich nicht nur eine besonders einfacheHöhenverstellung des Gelenkauslegers, sondern auch eine betriebsmässig hinsicht- lich der Bewegungslänge des Werkzeugesgünstige Lage des baggerseitigen Endes des Gelenkauslegers in bezug auf das Baggergestell.
Die Fig. l - 3 der Zeichnungen zeigen als Ausführungsbeispiel einen Bagger mit einer exakten Ge- radführung des Werkzeuges in Einstellung auf die verschiedene Arbeitsebenc ohne Verwendung von Schie- nen u. dgl. In diesem Beispiel hat der Hydraulikzylinder 7 nur die Funktion des Antriebes. Fig. l zeigt den Universalbagger in einer Arbeitsstellnng, bei welcher die Arbeitsebene unter der Standebene liegt.
Die gestrichelte Darstellung zeigt die Gerätstellung nach dem ausgeführten Arbeitshub. Fig. 2 zeigt das gleiche Gerät mit angehobener Basis des Arbeitssystems, wobei der Ausleger in die tiefste Stellung ge- schwenkt ist. Die gestrichelte Darstellung zeigt das aufwärts geschwenkte Arbeitssystem. Fig. 3 zeigt das
Gerät nach Fig. 1 mit angehobener Basis des Arbeitssystems. DieArbeitsebene des Werkzeuges liegt hiebei über der Standebene des Gerätes.
DasArbeitssystem besteht aus einem zur Verstellung des Werkzeuges dienenden Hydraulikzylinder 2, einem vorderen Arm 3, einem Mittelstück 4, einem hinteren Arm 5, Lenkern 6 und einem Arbeitszylinder 7.
Der hintere Arm 5 bildet mit den Lenkern 6, der Seite CD und der Basis AB ein Parallelogramm, wodurch erreicht wird, dass in jeder Stellung des Arbeitszylinders 7 die Seite CD parallel zur Seite AB bleibt. DasMittelstück 4 bleibt damit während der geradlinigenArbeitsbewegung parallel zu sich selbst.
Die am Mittelstück 4 angelenktenArme 3 und 5 sind durch einander kreuzende Ketten, die eine Verzahnung ersetzen, miteinander gekoppelt. Diese Koppelung bewirkt, dass die Arme 3 und 5 bei der geradlinigen Arbeitsbewegung bezüglich des Mittelstücks 4 Winkelgeschwindigkeiten haben, die in jedem Moment dem Betrage nach gleich gross, jedoch gegensinnig gerichtet sind. So wird erreicht, dass beim Betätigen des Arbeitszylinders 7 sich der Anlenkpunkt E des Werkzeug es zwangsläufig auf der Geraden AE bewegt.
Da die Punkte E, F, G und H in der Schnittstellung des Werkzeuges ein Parallelogramm bilden, bleibt bei der Arbeitsbewegung das Werkzeug parallel zu sich selbst und damit bleibt der Anstellwinkel konstant. Die Basis AB und damit das daran angelenkte Arbeitssystem ist mit Hilfe der Schwenkzylinder 8 in vertikaler Ebene schwenkbar, damit die geradlinige Arbeitsbewegung unter beliebigen Winkeln ausgeführt werden kann. Da ausserdem der denAnlenkpunkt der Basis tragende Hilfsausleger 9 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 10 in der Höhe verstellbar ist, können Arbeiten unter einem bestimmten Winkel gegen die Waag ;'3chre nicht nur in einer zugeordneten Höhe, sondern in beliebigen Höhen durchgeführt werden.
Die Zylinder 11 dienen dazu, das Werkzeug um die Achse K-K zu schwenken.
Indem der Arbeitszylinder 7 einen konstanten Ölförderstrom und der Hydraulikzylinder & einen genau geregelten Ölförderstrom erhalten, lassen sich beliebige, von der zwangsläufigen Geraden abweichende Arbeitsbewegungen des Werkzeuges durchführen.
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