CH684199A5

CH684199A5 - Excavators.

Info

Publication number: CH684199A5
Application number: CH2750/91A
Authority: CH
Inventors: Josef Kaiser
Original assignee: Josef Kaiser
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1994-07-29
Also published as: DE4132908A1; DE4132908C2; ITTO910712A1; AT395881B; ITTO910712A0; ATA203590A; IT1251208B

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bagger nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. The invention relates to an excavator according to the features of the preamble of claim 1.

Ein Bagger dieser Art ist bekannt (Hokuetsu Industries - Nr. 3 HM 85-03). Der Unterwagen dieses Baggers ist mit Raupen bestückt. Der vom Oberwagen getragene Ausleger ist dreiarmig, wobei die Arme gegeneinander mit hydraulischen Kolben-Zy-linder-Einheiten in einer vertikalen Ebene verschwenkbar sind. Der Lagerbock, der die oberwa-genseitige Schwenkachse des Auslegers trägt, ist am Oberwagen zusätzlich um eine vertikal stehende Achse schwenkbar, so dass der Ausleger gegenüber der Mittelachse des Oberwagens nach beiden Seiten um zirka fünfzig Winkelgrade verschwenkt werden kann. Diese Verschwenkbarkeit mag für verschiedene Grabarbeiten vielleicht zweckmässig sein, die Einsatzrichtung des Grabgerätes gegenüber dem Boden ist jedoch durch diese Verschwenkbarkeit des erwähnten Lagerbockes nicht veränderbar. An excavator of this type is known (Hokuetsu Industries - No. 3 HM 85-03). The undercarriage of this excavator is equipped with caterpillars. The boom carried by the uppercarriage has three arms, the arms being pivotable relative to one another in a vertical plane using hydraulic piston-cylinder units. The bearing block, which supports the upper-side swivel axis of the boom, can also be swiveled around a vertical axis on the superstructure, so that the boom can be swiveled by about fifty angular degrees on both sides relative to the central axis of the superstructure. This pivotability may be useful for various digging work, but the direction of use of the digging device relative to the ground cannot be changed due to the pivotability of the mentioned bearing block.

Bekannt ist auch ein Bagger mit einem von Rädern getragenen Unterwagen (AT-PS 312 519), wobei der am Oberwagen schwenkbar angelenkte, ebenfalls dreiarmige Ausleger so gestaltet ist, dass der mittlere Arm dieses dreiarmigen Auslegers gegenüber dem oberwagenseitigen Arm um eine zu dessen vertikaler Schwenkebene parallel liegende Achse verschwenkt werden kann. Diese Konstruktion verbessert ohne Zweifel die Einsatzfähigkeit des Grabgerätes, jedoch ist diese Konstruktion ausserordentlich aufwendig, wobei darüber hinaus durch diese massiven und gewichtigen Bauteile im mittleren Bereich des Auslegers der Schwerpunkt des Baggers in ungünstiger Weise verlagert wird. Durch diese aufwendige Konstruktion ist es aber beispielsweise möglich, einen quer zu einem Hang verlaufenden Graben mit vertikalen Seitenwänden auszuheben, obgleich der fahrbare Untenwagen schräg steht, also die die Räder des Unterwagens verbindenden Achsen mit einer gedachten Horizontalebene einen Winkel einschliessen, der dem Neigungswinkel des Hanges entspricht. Trotzdem aber kann bei dieser vorbekannten Konstruktion der dreiarmige Ausleger in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, so dass also schräg zu Hängen verlaufende Gräben mit vertikal stehenden Seitenwänden ausgehoben werden können. Also known is an excavator with a wheel-supported undercarriage (AT-PS 312 519), whereby the three-arm boom, which is also pivotably articulated on the superstructure, is designed in such a way that the middle arm of this three-arm boom is opposite the upper-arm on one vertical swivel plane parallel axis can be pivoted. This construction undoubtedly improves the usability of the digging device, but this construction is extraordinarily complex, and in addition the center of gravity of the excavator is displaced in an unfavorable manner by these massive and weighty components in the middle area of the boom. This complex construction makes it possible, for example, to dig a trench running perpendicular to a slope with vertical side walls, even though the mobile undercarriage is at an angle, i.e. the axes connecting the undercarriage wheels form an angle with an imaginary horizontal plane that corresponds to the angle of inclination of the slope corresponds. Nevertheless, with this known construction, the three-armed boom can be pivoted in a vertical plane, so that trenches running at an angle to slopes with vertically standing side walls can be excavated.

Dieses im Zusammenhang mit der vorstehenden Konstruktion erwähnte Problem ist auch schon früher erkannt worden und bei einer älteren Baggerkonstruktion (US-PS 3 184 867 - 1965), die einen Unterwagen mit Raupen aufweist und dessen einen zweiarmigen Ausleger tragenden Oberwagen von einem Drehkranz gestützt ist, ist dieser Drehkranz gegenüber dem Unterwagen verschwenkbar gelagert, so dass der Drehkranz gegenüber einer gedachten horizontalen Mittelebene des Unterwagens unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen kann. Der Drehkranz ist dabei aber nur um eine Längsmittelachse des Unterwagens kippbar. This problem mentioned in connection with the above construction has also been recognized earlier and in an older excavator construction (US Pat. No. 3,184,867-1965) which has an undercarriage with caterpillars and whose superstructure carrying a two-arm boom is supported by a slewing ring, this slewing ring is pivotally mounted relative to the undercarriage so that the slewing ring can assume different angular positions with respect to an imaginary horizontal central plane of the undercarriage. The slewing ring can only be tilted about a longitudinal central axis of the undercarriage.

Schlussendlich ist noch jener Bagger mit einem zweiarmigen Ausleger zu verwenden, bei welchem der die Grabschaufel tragende Arm in Längsrichtung unterteilt ist, wobei diese beiden Armteile durch einen Drehkranz miteinander verbunden sind, dessen Drehachse in oder zumindest parallel zur Längsachse der beiden Armteile liegt. Mit dieser Einrichtung kann die Grabschaufel um die Längsachse des sie tragenden Armes verschwenkt werden, jedoch sind die damit erzielbaren Verbesserungen hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten dieses Baggers im Vergleich mit dem damit verbundenen konstruktiven Aufwand sehr bescheiden. Finally, that excavator with a two-arm boom is to be used, in which the arm carrying the digging shovel is divided in the longitudinal direction, these two arm parts being connected to one another by a turntable whose axis of rotation lies in or at least parallel to the longitudinal axis of the two arm parts. With this device, the digging shovel can be pivoted about the longitudinal axis of the arm carrying it, but the improvements that can be achieved with this in terms of the possible uses of this excavator are very modest in comparison with the design effort involved.

Des weiteren aber ist hier die Baggerkonstruktion nach der EU-OS 318 271 zu erwähnen, die am Oberwagen einen absatzartig abgestuften Lagerzapfen mit horizontaler Achse vorsieht, der von einer Lagerbockplatte randseitig übergriffen wird. Zur Verschwenkung dient eine Kolben-Zylinder-Einheit, die an der Lagerbockplatte angreift und die andererseits an der Chassisplatte abgestützt ist. Dass eine solche Kolben-Zylinder-Einheit nur einen beschränkten Schwenkwinkel zulässt und darüberhinaus die hier gezeigte Lagerung wohl problematisch erscheint, braucht im Detail wohl nicht näher erläutert zu werden. In addition, however, the excavator construction according to EU-OS 318 271 is to be mentioned, which provides a shoulder-like stepped bearing journal with a horizontal axis on the superstructure, which is overlapped on the edge by a bearing block plate. A piston-cylinder unit, which engages the bearing block plate and which is supported on the chassis plate, serves for pivoting. It does not need to be explained in detail that such a piston-cylinder unit only allows a limited swivel angle and that the bearing shown here appears to be problematic.

Auch die US-PS 2 847 134 zeigt dazu eine vergleichbare Konstruktion. Auch hier ist am Chassis des Fahrzeuges ein als Zapfen ausgebildetes Drehlager mit horizontaler Achse befestigt, das in dieser Veröffentlichung im Detail gezeigt ist. Eine seitlich angreifende Kolben-Zylinder-Einheit dreht den Ausleger um den horizontalen Bolzen des Drehlagers in einem beschränkten Schwenkwinkel. Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit, die hier vorgesehen ist, verschwenkt den Ausleger um die Achse der Lagerhülse. US Pat. No. 2,847,134 also shows a comparable construction. Here too, a pivot bearing designed as a journal with a horizontal axis is fastened to the chassis of the vehicle and is shown in detail in this publication. A piston-cylinder unit acting on the side rotates the boom around the horizontal bolt of the pivot bearing at a limited swivel angle. The second piston-cylinder unit, which is provided here, pivots the boom about the axis of the bearing sleeve.

Beim Gegenstand der US-PS 3 463 336 ist der Ausleger unterteilt durch ein Drehlager, das über eine Achse und eine daran angreifende Kolben-Zy-linder-Einheit verschwenkt werden kann. In the subject of US Pat. No. 3,463,336, the boom is divided by a rotary bearing which can be pivoted about an axis and a piston-cylinder unit acting thereon.

Die FR-PS 1 167 295 zeigt einen zweiarmigen Ausleger, der um die horizontale Achse verschwenkbar ist, wobei diese horizontale Achse in der Längsachse des Fahrzeugchassis liegt. Dieser Auslegearm ist über Kolben-Zylinder-Einheiten seitlich abgestützt. Mit ihnen wird die Verschwenkung des Auslegearmes um die erwähnte horizontale Achse erzielt. Die Verschwenkwinkel sind in dieser Veröffentlichung mit strichpunktierten Linien angedeutet, sie stellen gleichzeitig den Grenzwinkel für diese Verschwenkbarkeit dar. FR-PS 1 167 295 shows a two-armed boom which can be pivoted about the horizontal axis, this horizontal axis lying in the longitudinal axis of the vehicle chassis. This extension arm is supported laterally via piston-cylinder units. With them, the pivoting of the extension arm about the horizontal axis mentioned is achieved. The pivoting angles are indicated in this publication with dash-dotted lines, they also represent the critical angle for this pivotability.

Beim Bagger nach der FR-PS 1 379 708 ist auf dem Drehkranz mit der vertikalen Drehachse ein Lagerbock gelagert, der unterteilt ist, wobei der Teil um die schrägstehende Achse verschwenkbar ist. Zur Verschwenkung dieses Teiles wird hier ein Seilzug verwendet. In the excavator according to FR-PS 1 379 708, a bearing block is supported on the slewing ring with the vertical axis of rotation, which is divided, the part being pivotable about the inclined axis. A cable is used to pivot this part.

Alle diese vorbekannten Konstruktionen sind für den praktischen Einsatz ungeeignet, was wohl dadurch hinreichend bescheinigt wird, dass bislang solche Konstruktionen auf dem Markt nicht angeboten wurden. All of these previously known constructions are unsuitable for practical use, which is probably adequately certified by the fact that such constructions have not previously been offered on the market.

Von diesem hier aufgezeigten Stand der Technik geht nun die Erfindung aus und die ihr zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die bekannten Konstruktionen dahingehend zu verbessern, dass sie The present invention is based on this prior art shown here and the object on which it is based is to improve the known constructions in such a way that it

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für den praktischen Einsatz tauglich sind, was vor-schlagsgemäss durch diejenigen Massnahmen gelingt, die Gegenstand und Inhalt des Patentanspruches 1 sind. are suitable for practical use, which according to the proposal succeeds through the measures which are the subject and content of claim 1.

Das kennzeichnende Merkmal des neuen Anspruches 1 ist auf die Anordnung des Drehkranzes in Verbindung mit einer Hydraulik-Drehdurchführung abgestellt. Solche Konstruktionseinheiten gehören zum Stand der Technik, ihr vorschlagsgemässer Einsatz ist in Verbindung mit dem Ausleger des Baggers offenbar in Hinblick auf den bislang berücksichtigten Stand der Technik neu. Es liegt aber auch gegenüber diesem Stand der Technik eine ausreichende Erfindungshöhe vor, denn wie oben aufgezeigt, wurde bislang - über mehr als eine Generation - zur Lösung des anstehenden Problèmes nicht auf diese seit ebenso langer Zeit bekannten Bauelemente zurückgegriffen, obgleich solche selbst im Baggerbau bekannt sind. The characterizing feature of the new claim 1 is based on the arrangement of the slewing ring in connection with a hydraulic rotary union. Such construction units are part of the state of the art, their proposed use in connection with the boom of the excavator is apparently new with regard to the state of the art taken into account up to now. However, there is also a sufficient amount of invention in relation to this prior art, because, as shown above, so far - over more than a generation - these components, which have been known for a long time, have not been used to solve the problem at hand, although such components are known even in excavator construction are.

Ein solcher Drehkranz, der eine äussere oder innere Verzahnung haben kann, wird in moderner Bauart durch in der Regel doppelte Kugelreihen abgestützt, wobei im Falle der Innenverzahnung des Drehkranzes die Konstruktionseinheit als Ganzes gekapselt ausgeführt werden kann. Infolge der Kugellagerung wird kein Königszapfen zur Zentrierung benötigt, denn die Kippmomente werden unmittelbar von den Kugelreihen aufgenommen. Im Zentrum eines solchen Drehkranzes wird dann die Hydraulikdurchführung angeordnet. Such a slewing ring, which can have an outer or inner toothing, is supported in modern design by generally double rows of balls, and in the case of the inner toothing of the slewing ring, the construction unit can be encapsulated as a whole. Due to the ball bearings, no kingpin is required for centering, because the tilting moments are absorbed directly by the rows of balls. The hydraulic bushing is then arranged in the center of such a turntable.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles. The drawing illustrates the invention using an exemplary embodiment.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Bagger in verschiedenen Ansichten bzw. bei unterschiedlichen Stellungen des Auslegers; 1 to 3 show an excavator in different views or in different positions of the boom;

Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Kugeldrehkranz bekannter Bauart. Fig. 4 shows a vertical section through a ball slewing ring of a known type.

Der Bagger nach den Fig. 1 bis 3 weist einen Unterwagen 1 auf, der mit Raupenketten 2 ausgestattet ist. Ein auf diesem Unterwagen 1 montierter Drehkranz 3 herkömmlicher Bauart trägt den Oberwagen 4 mit dem Führerstand 5 und den verschiedenen Arbeitsmotoren, die in einem kastenartigen Gehäuse 6 untergebracht sind. Der Ausleger 7 weist zwei Arme 8 und 9 auf, die mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 11 gegeneinander um die Achse 10 verschwenkbar sind. Der teleskopartig verlängerbare Arm 9 trägt das Arbeitsgerät, hier eine Baggerschaufel 12, die ebenfalls mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 13 verschwenkbar gelagert ist. Anstelle einer solchen Baggerschaufel 12 können auch andere Arbeitsgeräte angeordnet werden. The excavator according to FIGS. 1 to 3 has an undercarriage 1 which is equipped with caterpillar tracks 2. A turntable 3 of conventional construction mounted on this undercarriage 1 carries the superstructure 4 with the driver's cab 5 and the various working motors, which are accommodated in a box-like housing 6. The boom 7 has two arms 8 and 9, which can be pivoted relative to one another about the axis 10 by means of a piston-cylinder unit 11. The telescopically extendable arm 9 carries the implement, here an excavator shovel 12, which is also pivotably mounted with a piston-cylinder unit 13. Instead of such an excavator bucket 12, other implements can also be arranged.

Das oberwagenseitige Ende des Armes 8 des Auslegers 7 ist von einem Lagerbock 14 mit einer Schwenkachse 15 getragen, wobei die zur Verschwenkung dieses Armes 8 dienende Kolben-Zylinder-Einheit 16 ebenfalls an diesem Lagerbock 14 abgestützt ist. The upper end of the arm 8 of the boom 7 is supported by a bearing block 14 with a pivot axis 15, the piston-cylinder unit 16 serving to pivot this arm 8 also being supported on this bearing block 14.

Wesentlich ist nun, dass dieser Lagerbock 14 auf einem weiteren Drehkranz 17 montiert ist, der vom Oberwagen 4 getragen ist, so dass dieser Lagerbock 14 und mit ihm der Ausleger 7 um die Horizontalachse 20 dieses Drehkranzes 17 verschwenkbar ist. Diese Horizontalachse 20 ist in Fig. 2 angedeutet. It is essential that this bearing block 14 is mounted on a further slewing ring 17, which is carried by the superstructure 4, so that this bearing block 14 and with it the boom 7 can be pivoted about the horizontal axis 20 of this slewing ring 17. This horizontal axis 20 is indicated in FIG. 2.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann dieser Drehkranz 17 noch als Ganzes mittels einer weiteren Kolben-Zylinder-Einheit 18 um eine horizontale Achse 19 am Oberwagen 4 schwenkbar gelagert sein. Der Drehkranz 17 weist einen an sich bekannten Aufbau auf. Dieser Drehkranz 17 mit der horizontalen Drehachse 20 besitzt eine mittig liegende Hydraulik-Drehdurchführung bekannter Bauweise, an welcher die Schlauchleitungen für die Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten 11,13 und 16 angeschlossen sind. Fig. 4 veranschaulicht den prinzipiellen Aufbau eines solchen Drehkranzes, wie er zwischen Unterwagen 1 und Oberwagen 4 bzw. zwischen Oberwagen 4 und Ausleger 7 eingesetzt ist. Zwei konzentrisch zueinander angeordnete und sich gegenseitig in axialer Richtung überdeckende Ringe 21 und 22 mit je einem Flansch 23, 24 sind über die paarweise angeordneten Kugelreihen 25 gegeneinander verdrehbar und in axialer Richtung gegeneinander abgestützt. Die Innenseite des Innenringes 21 trägt eine Verzahnung 26. Ein motorisch antreibbares Ritzel 27 kämmt mit der Innenverzahnung 26 und verdreht den Ring 21 relativ zum Ring 22. Solche Drehkränze gehören zum Stand der Technik, auf ihren prinzipiellen Aufbau wird hier nur der Vollständigkeit halber verwiesen. In a special embodiment of the invention, this slewing ring 17 can still be mounted as a whole by means of a further piston-cylinder unit 18 so as to be pivotable about a horizontal axis 19 on the superstructure 4. The slewing ring 17 has a structure known per se. This turntable 17 with the horizontal axis of rotation 20 has a centrally located hydraulic rotary feedthrough of known construction, to which the hose lines for the loading of the piston-cylinder units 11, 13 and 16 are connected. Fig. 4 illustrates the basic structure of such a slewing ring, as used between undercarriage 1 and superstructure 4 or between superstructure 4 and boom 7. Two rings 21 and 22, which are arranged concentrically to one another and overlap one another in the axial direction, each with a flange 23, 24 can be rotated relative to one another via the rows of balls 25 arranged in pairs and are supported against one another in the axial direction. The inside of the inner ring 21 has a toothing 26. A motor-driven pinion 27 meshes with the inner toothing 26 and rotates the ring 21 relative to the ring 22. Such slewing rings are part of the prior art; their basic structure is only referred to here for the sake of completeness.

Fig. 1 zeigt den Bagger von der einen, Fig. 2 von der anderen Seite, jeweils mit der gleichen Stellung des Auslegers 7; Fig. 3 entspricht der Ansicht nach Fig. 2, jedoch ist hier der Ausleger 7 mittels des Drehkranzes 17 um 180° verschwenkt. Fig. 1 shows the excavator from one side, Fig. 2 from the other side, each with the same position of the boom 7; Fig. 3 corresponds to the view of FIG. 2, but here the boom 7 is pivoted by means of the slewing ring 17 by 180 °.

Ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Unterwagen mit einem Raupenlaufwerk veranschaulicht, so liegt es im Rahmen der Erfindung, diesen Unterwagen mit Rädern auszustatten, oder aber mit schwenkbaren Armen, die zum Teil mit Rädern, zum Teil mit Haltekrallen bestückt sind. If the undercarriage is illustrated with a caterpillar drive in the exemplary embodiment shown, it is within the scope of the invention to equip this undercarriage with wheels, or else with pivotable arms which are partly equipped with wheels and partly with holding claws.

Claims

1. Excavator with an undercarriage (1) equipped with wheels or chains and an uppercarriage (4) arranged thereon as a carrier for the drive units and the driver's cab (5), an at least two-armed boom (7) being pivotably articulated on the uppercarriage (4) , at the free end of which an implement (12) is articulated, the upper axle-side pivot axis (15) of the two-arm boom (7) carried by a bearing block (14) being perpendicular to the pivoting plane of this boom (7) and opposite the top carriage (4) the undercarriage (1) can be rotated by means of a turntable (3) provided between them and the bearing block (14) with the swivel axis (15) of the boom (7) on the upper carriage side, at right angles to the one in the swivel plane of the boom arms (8, 9) The horizontal axis (20) standing pivot axis (15) is rotatably mounted, characterized in that the bearing block (14) with the upper axis-side pivot axis (15) of the boom (7) is part of a horizonta le rotating axis (20) having the rotating ring (17) and

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This turntable (17) with the horizontal axis of rotation (20) has a central hydraulic rotary feedthrough on which the hose lines for acting on the piston-cylinder units (11, 13, 16) for actuating and adjusting the arms ( 8, 9) of the boom (7) or the working device (12) are connected.

2. Excavator according to claim 1, characterized in that the slewing ring (17) about the horizontal axis (19) is pivotally connected to the superstructure (4).

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