DE102017004270A1

DE102017004270A1 - Schlitzwandgreifer mit hybridem Antrieb

Info

Publication number: DE102017004270A1
Application number: DE102017004270.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Gabriel
Original assignee: Liebherr Werk Nenzing GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Nenzing GmbH
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-11-08
Also published as: US20190127948A1; US11041283B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlitzwandgreifer mit hybridem Antrieb, mit wenigstens einem Flaschenzug, wenigsten einem Hydraulikaktuator und wenigstens einem Energiespeicher, wobei der Hydraulikaktuator und der Flaschenzug dazu eingerichtet sind, eine Greiferschale des Schlitzwandgreifers zu öffnen und/oder zu schließen, und wobei der Energiespeicher durch betätigen des Flaschenzugs aufladbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlitzwandgreifer mit hybridem Antrieb, mit wenigstens einem Flaschenzug, wenigstens einem Hydraulikaktuator und wenigstens einem Energiespeicher, wobei der Hydraulikaktuator und der Flaschenzug dazu eingerichtet sind, eine Greiferschale des Schlitzwandgreifers zu öffnen und/oder zu schließen, und wobei der Energiespeicher durch Betätigen des Flaschenzugs aufladbar ist.
Bei bekannten Schlitzwandgreifern besteht der Nachteil, dass die Eindringkraft des Greifers von dessen Gewicht abhängig ist und insbesondere bei Situationen mit erhöhtem Schließkraftbedarf z.B. beim Ausheben besonders harter Böden, die hierfür erforderliche Eindringkraft nicht erreicht wird oder anderweitig ein Verlust der Eindringkraft bedingt wird.
Ursache hierfür kann sein, dass die von der Hubwinde aufgebrachte Kraft gegen die Eindringkraft bzw. Gewichtskraft des Schlitzwandgreifers arbeitet. Die Schließkraft wird dabei bekannterweise mittels der Hubwinde in den Greifer eingebracht und ist somit auch von der verwendeten Einscherung des Flaschenzuges abhängig.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schlitzwandgreifer bereitzustellen, der insbesondere eine erhöhte Schließkraft beim Durchführen von Greifarbeiten aufbringen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schlitzwandgreifer mit hybridem Antrieb und den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Demnach ist ein Schlitzwandgreifer mit hybridem Antrieb vorgesehen, mit wenigstens einem Flaschenzug, wenigstens einem Hydraulikaktuator und wenigstens einem Energiespeicher, wobei der Hydraulikaktuator und der Flaschenzug dazu eingerichtet sind, eine Greiferschale des Schlitzwandgreifers zu öffnen und/oder zu schließen, und wobei der Energiespeicher durch Betätigen des Flaschenzugs aufladbar ist.
Vorteilhafterweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifer möglich, beim Schließen und/oder Öffnen der Greiferschale insbesondere außerhalb des vom Schlitzwandgreifer erzeugten Schlitzes mechanische Energie bzw. Hubenergie in hydraulische Energie umzuwandeln und dadurch Energie von einem Trägergerät des Schlitzwandgreifers wie beispielsweise von einem Kran zum Schlitzwandgreifer zu transferieren, ohne hierfür zusätzliche Energietransfereinrichtungen bereitstellen zu müssen. Insbesondere kann zum Energietransfer ein Seil des Flaschenzugs genutzt werden, das zwischen dem Flaschenzug und dem Trägergerät verläuft.
Durch die Nutzung der transferierten Energie und des Hydraulikaktuators besteht die Möglichkeit eines Hybridbetriebs des Schlitzwandgreifers. Als Hybridbetrieb wird im Allgemeinen die Kombination bzw. Vermischung verschiedener Technologien verstanden. Im vorliegenden Fall kann ein geschlossener, autarker Hydraulikkreislauf das mechanische Grundprinzip des Flaschenzugs in seiner Funktion unterstützen und somit eine hybride Bauweise bedingen.
In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher wenigstens einen Blasenspeicher umfasst. Der Energiespeicher kann innerhalb desselben, insbesondere einstückig gefertigten Gehäuses wie der Hydraulikaktuator ausgebildet sein und/oder vom Hydraulikaktuator umfasst sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Flaschenzug dazu eingerichtet ist, den Energiespeicher durch Betätigen des Hydraulikaktuators aufzuladen. Der Flaschenzug und der Hydraulikaktuator können hierzu beispielsweise über die Greiferschale und/oder über ein Gestänge der Greiferschale miteinander mechanisch gekoppelt sein. Der Hydraulikaktuator kann demnach zum Umwandeln von hydraulischer in mechanische Energie und umgekehrt zum Umwandeln von mechanischer in hydraulische Energie eingerichtet sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Hydraulikaktuator und die Seile des Flaschenzugs parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere ist denkbar, dass zwei verschieblich zueinander angeordnete Flaschen des Flaschenzuges sowohl mittels des Seils des Flaschenzugs als auch mittels des Hydraulikaktuators relativ zueinander verschiebbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Flaschenzug dazu eingerichtet ist, den Energiespeicher beim Öffnen und/oder Schließen der Greiferschale aufzuladen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann wenigstens ein insbesondere fernsteuerbares Ventil zum Steuern des Hydraulikaktuators und/oder des Energiespeichers vorgesehen sein. Das Ventil kann dazu eingerichtet sein, eine hydraulische Verbindung zwischen dem Hydraulikaktuator und dem Energiespeicher so einzustellen, dass der Energiespeicher durch den Hydraulikaktuator beim Schließen und/oder Öffnen der Greiferschale mit hydraulischer Energie aufgeladen wird und/oder dass der Energiespeicher dem Hydraulikaktuator Energie zum Schließen der Greiferschale zur Verfügung stellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführung kann dabei vorgesehen sein, dass das Ventil über Funk und/oder über ein einen elektrischen Leiter umfassendes Hubseil steuerbar ist.
Das Ventil kann dabei über Funk und/oder über das Hubseil mit beispielsweise einer Regelung/Steuerung eines Trägergeräts des Schlitzwandgreifers gekoppelt sein. Die Regelung/Steuerung kann durch entsprechendes Ansteuern/Anregeln des Ventils ein Aufladen des Energiespeichers und/oder das Durchführen von Bewegungen des Hydraulikaktuators veranlassen. Bei dem Hubseil kann es sich um ein Seil zum Halten bzw. Heben des Schlitzwandgreifers handeln. Es kann ein von dem Seil des Flaschenzugs unterschiedliches Seil sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Ventil ein insbesondere elektromagnetisches Proportionalventil ist. Es kann ferner auch vorgesehen sein, dass der Schlitzwandgreifer hydraulisch verstellbare Führungselemente umfasst. Die Führungselemente können dazu genutzt werden, den Schlitzwandgreifer innerhalb des von dem Schlitzwandgreifer gegrabenen Schlitzes zu führen und dadurch eine gewünschte Schlitzgeometrie herzustellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung kann dabei vorgesehen sein, dass der Energiespeicher dazu eingerichtet ist, die Führungselemente mit Energie zu versorgen. Demnach können auch die Führungselemente mittelbar über den Flaschenzug mit Energie versorgt werden, die durch ein Trägergerät bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Hydraulikaktuatoren vorgesehen sind. Eine solche Ausführung mit mehr als einem Hydraulikaktuator ermöglicht eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung von den Hydraulikaktuatoren auf den Flaschenzug und umgekehrt. Die Hydraulikaktuatoren können symmetrisch um den Flaschenzug angeordnet sein, um eine möglichst gleichmäßige Kraftverteilung zu ermöglichen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in der Figur beispielhaft gezeigten Ausführung erläutert.
Die einzelne Figur zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifers 1 mit einem hybriden Antrieb. Der hybride Antrieb umfasst einen Flaschenzug 2, der insbesondere parallel zu wenigstens einem Hydraulikaktuator 3 angeordnet ist. Der Hydraulikaktuator 3 kann wenigstens einen hydraulischen Zylinder bzw. wenigstens eine hydraulische Zylinder-Kolben-Vorrichtung umfassen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur ist der Flaschenzug 2 im Wesentlichen von zwei Hydraulikaktuatoren 3 eingefasst. D.h., dass der Flaschenzug zwischen den Hydraulikaktuatoren 3 angeordnet sein kann. Die Hydraulikaktuatoren 3 können tangential zu den Flaschen und/oder von den Drehachsen der Flaschen beabstandet angeordnet sein. Hierzu kann an wenigstens einer der Flaschen wenigstens ein radial außen daran angeordneter Koppelabschnitt vorgesehen sein, über den der Hydraulikaktuator 3 mit wenigstens einer der Flaschen koppelbar ist.
Eine erste Flasche des Flaschenzugs 2 ist im Ausführungsbeispiel der Figur über ein Gestänge 51 mit zwei Hälften einer Greiferschale 5 gekoppelt. Diese erste Flasche kann weiter von den Greiferschalen 5 weg angeordnet sein, als eine zweite Flasche des Flaschenzugs. Die erste Flasche kann verschieblich zum restlichen Gefüge des Schlitzwandgreifers 1 ausgebildet sein, während die zweite Flasche nicht verschieblich zum restlichen Gefüge des Schlitzwandgreifers 1 ausgebildet sein kann oder umgekehrt. Auch kann das Gestänge 51 mit der zweiten statt mit der ersten Flasche gekoppelt sein.
Durch Verändern des Abstandes zwischen der ersten Flasche und der zweiten Flasche des Flaschenzuges können die Hälften der Greiferschale 5 relativ zueinander verschwenkt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Verringern oder ein Vergrößern des Abstandes die Greiferschalen 5 schließt.
Der Schlitzwandgreifer 1 kann ferner wenigstens einen Energiespeicher 4 umfassen, welcher als Blasenspeicher ausgebildet sein kann. Der Energiespeicher 4 ist mit dem wenigstens einem Hydraulikaktuator 3 gekoppelt. Der Hydraulikaktuator 3 ist dazu eingerichtet, wie der Flaschenzug 2 selbst, den Abstand zwischen den zwei Flaschen des Flaschenzuges 2 zu verändern.
Der Energiespeicher 4 kann in einem äußeren Bereich des Schlitzwandgreifers 1 und/oder in einem oberen Bereich des Schlitzwandgreifers 1 angeordnet sein. Der Energiespeicher 4 kann insbesondere innerhalb von äußeren Rahmenteilen des Schlitzwandgreifers 1 angeordnet sein.
Wenn die Greiferschale 5 mit erhöhter Kraft zum Greifen von Material geschlossen werden soll, so können sowohl der Hydraulikaktuator 3 als auch der Flaschenzug 2 zum Verringern des Abstandes der beiden Flaschen des Flaschenzugs 2 angesteuert werden.
Hierzu kann beispielsweise ein Ventil entsprechend so angesteuert werden, dass Hydraulikfluid von dem Energiespeicher 4 in den Hydraulikaktuator 3 fließt und ein Seil des Flaschenzugs 2 kann beispielsweise über eine Winde so gespult werden, dass die beiden Flaschen durch das Seil und durch den Hydraulikaktuator 3 aufeinander zu bewegt werden.
Der Begriff der Greiferschale 5 kann vorliegend die in der Figur gezeigten beiden Schalenhälften der Greiferschale 5 umfassen.
Zum Aufladen des Energiespeichers 4 kann die Anordnung des Hydraulikaktuators und des Energiespeichers über ein Ventil so gesteuert werden, dass der Hydraulikaktuator 3 zum Aufladen des Energiespeichers 4 genutzt wird. Dabei wird die mechanische Energie, die zum Verstellen der Flaschen des Flaschenzuges 2 über das Seil in den Flaschenzug 2 eingetragen wird, mittels des Hydraulikaktuators 3 in hydraulische Energie im Energiespeicher 4 umgewandelt.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass ein von dem Hydraulikaktuator unterschiedlicher Energiewandler vorgesehen ist, mittels dem der Energiespeicher 4 geladen werden kann.
Das hierbei verwendete Ventil 6 kann zum Schalten über Funk und/oder über ein eine elektrische Leitung umfassendes Hubseil steuerbar sein. Die Steuerung über ein entsprechendes Hubseil bringt den Vorteil, dass die Steuerung auch innerhalb von tiefen Schlitzen möglich ist und nicht durch die Reichweite eines Funksenders begrenzt ist.
Der Schlitzwandgreifer 1 kann ferner insbesondere hydraulisch verstellbare und/oder modulare Führungselemente 9 umfassen, die den Schlitzwandgreifer 1 innerhalb eines von ihm gegrabenen Schlitzes führen. Die Führungselemente 9 bzw. deren hydraulischer Antrieb oder deren hydraulische Antriebe können mit dem Energiespeicher 4 des Schlitzwandgreifers 1 gekoppelt sein um von diesem mit Energie versorgt zu werden.
Da der Energiespeicher 4 wie oben beschrieben mit hydraulischer Energie aufladbar sein kann, bietet die Erfindung die Möglichkeit, die so gespeicherte Energie zum Durchführen einer hydraulischen Vertikalitätskorrektur mittels der Führungselemente 9 zu nutzen. Damit besteht die Möglichkeit eine autarke Vertikalitätskorrektur bereitzustellen, welche die gleichen oder ähnliche Vorteile bietet, wie die erfindungsgemäß erreichbare Schließkraftverstärkung.
Das Grundkonzept des oben beschriebenen Hybridgreifers basiert auf einem mechanischen Schlitzwandgreifer. Um dessen Grabkraft zu erhöhen oder bei gleicher Grabkraft die Gewichtskraft des Greifers beim Schließvorgang zu erhöhen und somit das Gradverhalten in harten Böden zu verbessern, wird der Flaschenzug von Hydraulikzylindern unterstützt.
Die Energie für die Hydraulikzylinder wird beim Öffnen- und Schließvorgang ohne Widerstand z.B. außerhalb des Schlitzes von mechanisch in hydraulisch umgewandelt und beispielsweise in einem Blasenspeichern zwischengespeichert. Das System ist dadurch autark vom Trägersystem. Die Signale für die Steuerung der elektromagnetischen Proportionalventile werden über Funk oder über ein spezielles, elektrische Leiter enthaltenes Hubseil übertragen. Die Funkübertragung kann allerdings nur außerhalb des Schlitzes möglich sein. Die hydraulische Energie kann auch für die Verstellung der hydraulischen Verstellzylinder der Leitrahmen bzw. von Führungselementen 9 herangenommen werden.

Claims

Schlitzwandgreifer (1) mit hybridem Antrieb, mit wenigstens einem Flaschenzug (2), wenigstens einem Hydraulikaktuator (3) und wenigstens einem Energiespeicher (4), wobei der Hydraulikaktuator (3) und der Flaschenzug (2) dazu eingerichtet sind, eine Greiferschale (5) des Schlitzwandgreifers (1) zu öffnen und/oder zu schließe, und wobei der Energiespeicher (4) durch Betätigen des Flaschenzugs (2) aufladbar ist.
Schlitzwandgreifer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (4) wenigstens einen Blasenspeicher umfasst.
Schlitzwandgreifer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flaschenzug (2) dazu eingerichtet ist, den Energiespeicher (4) durch Betätigen des Hydraulikaktuators (3) aufzuladen.
Schlitzwandgreifer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flaschenzug (2) dazu eingerichtet ist, den Energiespeicher (4) beim öffnen und/oder Schließen der Greiferschale (5) aufzuladen.
Schlitzwandgreifer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein insbesondere fernsteuerbares Ventil (6) zum Steuern des Hydraulikaktuators (3) und/oder des Energiespeichers (4) vorgesehen ist.
Schlitzwandgreifer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) über Funk und/oder über ein einen elektrischen Leiter umfassendes Hubseil steuerbar ist.
Schlitzwandgreifer (1) wenigstens nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) ein insbesondere elektromagnetisches Proportionalventil ist.
Schlitzwandgreifer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzwandgreifer (1) hydraulisch verstellbare Führungselemente (9) umfasst.
Schlitzwandgreifer (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (4) dazu eingerichtet ist, die Führungselemente (9) mit Energie zu versorgen.
Schlitzwandgreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Hydraulikaktuatoren vorgesehen sind.