DE102022127836A1

DE102022127836A1 - Baggerlöffel

Info

Publication number: DE102022127836A1
Application number: DE102022127836.0A
Authority: DE
Inventors: Florian EGGLE; Florian Strobel; Thomas Zitterbart
Original assignee: Liebherr Hydraulikbagger GmbH
Current assignee: Liebherr Hydraulikbagger GmbH
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-05-02
Also published as: US20240133150A1; EP4357538A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Baggerlöffel, welcher sowohl als Hochlöffel als auch als Tieflöffel einsetzbar ist. Der Baggerlöffel umfasst eine ein Schaufelvolumen begrenzende Hülle und eine mit der Hülle verbundene Haltevorrichtung, über welche der Baggerlöffel mit einer Schnellkupplungseinrichtung eines Arbeitsgeräts lösbar verbindbar ist. Die Haltevorrichtung umfasst einen ersten Bolzen zum Herstellen einer ersten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung und kollinear zueinander angeordnete Bolzenaufnahmen zur Herstellung einer zweiten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung. Erfindungsgemäß umfasst die Haltevorrichtung ferner einen zweiten Bolzen, mittels welchem alternativ zum ersten Bolzen die erste Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung herstellbar ist, wobei der zweite Bolzen in Draufsicht auf die Haltevorrichtung auf einer dem ersten Bolzen gegenüberliegenden Seite der Bolzenaufnahmen angeordnet ist. Die Bolzen sind derart angeordnet, dass die zweite Verbindung über dieselben Bolzenaufnahmen sowohl bei Verwendung der ersten Bolzens als auch bei Verwendung des zweiten Bolzens herstellbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Umbauen des erfindungsgemäßen Baggerlöffels zwischen einem Tieflöffelbetrieb und einem Hochlöffelbetrieb.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerlöffel, welcher wahlweise als Hochlöffel oder Tieflöffel einsetzbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Erdbewegungsarbeiten mittels Baggern kommen je nach Anwendung Tieflöffel, die das Baggergut zum Bagger hin aufnehmen, oder Hochlöffel, die das Baggergut nach vorne bzw. oben hin aufnehmen, zum Einsatz. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen für den Tieflöffelbetrieb und den Hochlöffelbetrieb - insbesondere sind Hochlöffel in einem anderen Winkel relativ zum Baggerausleger anzubringen - wird häufig auf separate Hoch- und Tieflöffel zurückgegriffen, die je nach Einsatz an den Baggerausleger angebaut werden. Die Montage und Demontage erfolgt dabei üblicherweise über mechanische Schnellwechsler.
Aus dem Stand der Technik sind auch Kombi-Löffel bekannt, die sowohl als Tieflöffel als auch als Hochlöffel verwendet werden können. Zum Wechsel zwischen den beiden Betriebsarten muss der Baggerlöffel dabei um 180° gedreht werden (in Draufsicht). Um eine Montage am Baggerausleger, insbesondere an einem Schnellwechsler, in beiden Stellungen zu ermöglichen, ist es bekannt, am Lagerbock mehrere Bolzenaufnahmen vorzusehen und den Aufnahmebolzen für den Schnellwechsler umzustecken. Dies ist jedoch aufwändig und verhindert einen raschen Wechsel zwischen Hochlöffel- und Tieflöffelbetrieb.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Baggerlöffel bereitzustellen, der sowohl als Tieflöffel als auch als Hochlöffel verwendet werden kann und der einen schnellen und unkomplizierten Umbau mit einem Schnellwechsler ermöglicht. Vorzugsweise soll dabei die Kinematik für beide Betriebsarten optimiert sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Baggerlöffel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Demnach wird ein Baggerlöffel vorgeschlagen, welcher sowohl als Hochlöffel als auch als Tieflöffel verwendet werden kann. Der Baggerlöffel umfasst eine Hülle, die ein Schaufelvolumen begrenzt, und eine mit der Hülle verbundene Haltevorrichtung, über welche der Baggerlöffel mit einer Schnellkupplungseinrichtung eines Arbeitsgeräts lösbar verbindbar ist. Bei der Schnellkupplungseinrichtung kann es sich um einen mechanischen Schnellwechsler eines Baggers, insbesondere Hydraulikbaggers, handeln.
Die Haltevorrichtung umfasst einen ersten Bolzen zum Herstellen einer ersten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung sowie kollinear zueinander angeordnete Bolzenaufnahmen zur Herstellung einer zweiten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung. Der Begriff „Bolzen“ ist hierbei breit auszulegen und nicht auf einen lösbaren Bolzen beschränkt. So kann beispielsweise auch eine fest, d.h. unlöslich an der Haltevorrichtung befestigte Aufnahmestruktur mit zumindest abschnittsweise zylindrischer Form vorliegend als Bolzen angesehen werden. Der Bolzen kann ein Hohlprofil aufweisen oder als Massiv- bzw. Vollbolzen ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß umfasst die Haltevorrichtung einen zweiten Bolzen, mittels welchem alternativ zum ersten Bolzen die erste Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung herstellbar ist. Einer der beiden Bolzen (im Folgenden beispielhaft und ohne Begrenzung der Allgemeinheit der erste Bolzen) wird zur Herstellung der ersten Verbindung im Tieflöffelbetrieb eingesetzt und der andere Bolzen (im Folgenden der zweite Bolzen) zur Herstellung der ersten Verbindung im Hochlöffelbetrieb. Da erfindungsgemäß zwei Bolzen vorgesehen sind, muss keiner der Bolzen abgebaut oder umgesteckt werden, um zwischen Hochlöffel- und Tieflöffelbetrieb zu wechseln, was Zeit spart und den Umbau vereinfacht.
Erfindungsgemäß ist der zweite Bolzen in Draufsicht auf die Haltevorrichtung auf einer dem ersten Bolzen gegenüberliegenden Seite der kollinearen Bolzenaufnahmen angeordnet. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass der Baggerlöffel beim Wechsel zwischen Hochlöffel- und Tieflöffelbetrieb gedreht wird.
Erfindungsgemäß sind die beiden Bolzen derart angeordnet, dass die zweite Verbindung über dieselben Bolzenaufnahmen sowohl bei Verwendung der ersten Bolzens als auch bei Verwendung des zweiten Bolzens herstellbar ist. Es sind also nicht mehrere Bolzenaufnahmen vorgesehen, die jeweils nur für den Hochlöffelbetrieb und den Tieflöffelbetrieb verwendet werden, sondern die zweite Verbindung wird sowohl im Hochlöffel- als auch im Tieflöffelbetrieb über dieselben kollinearen Bolzenaufnahmen hergestellt. Insbesondere sind genau zwei kollineare Bolzenaufnahmen vorhanden. Dadurch wird ein kompakter und unkomplizierter Aufbau der Haltevorrichtung erreicht. Wird der Baggerlöffel als Tieflöffel verwendet, wird die Schnellkupplungseinrichtung über den ersten Bolzen und die Bolzenaufnahmen mit dem Baggerlöffel verbunden. Wird der Baggerlöffel als Hochlöffel verwendet, wird die Schnellkupplungseinrichtung über den zweiten Bolzen und dieselben Bolzenaufnahmen mit dem Baggerlöffel verbunden.
Durch die Verwendung von zwei Aufnahmebolzen, die jeweils einer Verwendungsart des Baggerlöffels als Hochlöffel oder Tieflöffel zugeordnet sind, muss beim Wechsel der Betriebsart kein kompliziertes bzw. zeitaufwändiges Umstecken erfolgen. Darüber hinaus ist es möglich, die Bolzen so anzuordnen, dass sich für den jeweiligen Betrieb als Hoch- oder Tieflöffel eine optimale Kinematik ergibt. Ferner können dieselben Bolzenaufnahmen zur Verbindung in beiden Betriebsarten verwendet werden, was den Wechsel nochmals vereinfacht und eine kompakte Abmessung der Haltevorrichtung ermöglicht.
Die Hülle des Baggerlöffels kann dabei einen bekannten Aufbau mit zwei seitlich angeordneten Seitenwänden und einer gekrümmten Rückwand aufweisen, wobei die Rückwand sowohl den Boden als auch die Rückwand und die Oberseite des Baggerlöffels bilden kann. Die Seitenwände können senkrecht zu einer Schwenkachse des Baggerlöffels, d.h. parallel zueinander orientiert sein. Selbstverständlich sind aber auch andere Geometrien der Hülle möglich. Die Hülle umfasst eine Öffnung zum Befüllen und Entleeren des Baggerlöffels. Die Öffnung wird insbesondere durch eine Vorderkante definiert bzw. begrenzt, welche durch die unterschiedlichen Wandungen der Hülle gebildet wird. Die Vorderkante bzw. Öffnung kann insgesamt eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen, wobei andere Geometrien denkbar sind. Die genaue Form der Hülle ist für die erfindungswesentliche Funktion des Baggerlöffels in Bezug auf einen Umbau zwischen Hoch- und Tieflöffelbetrieb nicht relevant und wird daher im Folgenden nicht weitergehend beleuchtet.
In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Bolzen denselben Abstand von einer gedachten, mittig durch die kollinearen Bolzenaufnahmen verlaufenden Verbindungslinie aufweist wie der zweite Bolzen. Dadurch lassen sich dieselben Verbindungsmittel der Schnellkupplungseinrichtung zur Verbindung mit dem Baggerlöffel einsetzen, unabhängig davon, ob der erste oder der zweite Bolzen für die erste Verbindung verwendet wird.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung neben den beiden Bolzen und den kollinearen Bolzenaufnahmen keine weiteren Verbindungselemente zur Verbindung mit einer Schnellkupplungseinrichtung umfasst. Es sind also keine weiteren Bolzen oder Bolzenaufnahmen vorgesehen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zwei von der Hülle abstehende, parallel zueinander verlaufende Befestigungsflansche umfasst, in welchen die Bolzenaufnahmen ausgebildet und die beiden Bolzen befestigt sind. Die Bolzen sind insbesondere zwischen den Befestigungsflanschen angeordnet. Vorzugsweise sind die Befestigungsflansche durch senkrecht von der Hülle abstehende Bleche gebildet, die insbesondere identisch ausgebildet sind. Die Befestigungsflansche können mit der Oberseite der Hülle des Baggerlöffels verschweißt sein. Die Hülle kann im Bereich der Befestigungsflansche weitere Versteifungsstrukturen wie beispielsweise einen oder mehrere Torsionskästen aufweisen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Befestigungsflansche einen ersten Abschnitt umfassen, welcher im Bereich einer durch eine Vorderkante der Hülle definierten Öffnung des Baggerlöffels angeordnet ist. Die Befestigungsflansche umfassen ferner einen zweiten Abschnitt, welcher im Bereich einer abgerundeten Rückwand der Hülle angeordnet ist. Mit anderen Worten liegen die ersten Abschnitte der Befestigungsflansche zwischen der Vorderkante und den zweiten Abschnitten. Vorzugsweise ist der erste Bolzen an den ersten Abschnitten, insbesondere zwischen den ersten Abschnitten der Befestigungsflansche angeordnet, während der zweite Bolzen vorzugsweise an den zweiten Abschnitten, insbesondere zwischen den zweiten Abschnitten der Befestigungsflansche angeordnet ist. Der erste Bolzen befindet sich also näher an der Vorderkante bzw. Schaufelöffnung als der zweite Bolzen. Somit eignet sich der erste Bolzen zur Verbindung als Tieflöffel, während der zweite Bolzen bei der Verwendung des Baggerlöffels als Hochlöffel zur Herstellung der ersten Verbindung eingesetzt werden kann. Die Bolzenaufnahmen können in den ersten Abschnitten, in den zweiten Abschnitten oder in Übergangsbereichen zwischen den ersten und zweiten Abschnitten ausgebildet sein.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Befestigungsflansche im ersten Abschnitt im Wesentlichen parallel zur Hülle verlaufen, d.h. im Wesentlichen eine konstante Höhe aufweisen. Hierfür werden etwaig vorgesehene Versteifungsstrukturen wie beispielsweise ein Torsionskasten nicht berücksichtigt, welche eine Ausbeulung der Oberseite der Hülle bedingen können.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich die Befestigungsflansche im zweiten Abschnitt in einer von der Hülle abgewandten Richtung erstrecken und sich in diese Richtung vorzugsweise verjüngen. Die genannte Richtung kann beispielsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Hülle im Bereich des zweiten Abschnitts verlaufen.
Die zweiten Abschnitte bilden vorzugsweise nach hinten oben von der Hülle abstehende bzw. auskragende Hebel bzw. Befestigungsbereiche, an denen (insbesondere zwischen denen) der zweite Bolzen befestigt ist. Dadurch kann der besonderen Kinematik des Hochlöffels Rechnung getragen werden. Zudem ergibt sich durch diese Geometrie eine größere Reichweite des Hochlöffels. In gewissen Anwendungen wie z.B. beim Untergraben im Kanalbau ergibt sich ferner eine verbesserte Handhabung.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Längsachsen der beiden Bolzen und eine gedachte, mittig durch die kollinearen Bolzenaufnahmen verlaufende Verbindungslinie nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Dadurch wird der besonderen Kinematik des Hochlöffels Rechnung getragen bzw. die Kinematiken des Hochlöffels und des Tieflöffels in einem System vereint. Die Schnellkupplungseinrichtung wird also in unterschiedlichen Winkeln zur Hülle an den Baggerlöffel angebaut, je nach dem, ob letzterer als Hochlöffel oder als Tieflöffel verwendet wird. Insbesondere kann die Schnellkupplungseinrichtung bei einer Verwendung als Tieflöffel im Wesentlichen parallel zur an die Schaufelöffnung grenzende Oberseite des Baggerlöffels und bei einer Verwendung als Hochlöffel in einem bestimmten (z.B. spitzen) Winkel zur Oberseite des Baggerlöffels anbaubar sein.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Längsachse des erste Bolzens und die zuvor genannte gedachte Verbindungslinie eine erste Ebene aufspannen und die Längsachse des zweiten Bolzens und die gedachte Verbindungslinie eine zweite Ebene aufspannen. Der zwischen der gedachten Verbindungslinie und dem zweiten Bolzen liegende Teil der zweiten Ebene schließt dabei mit demjenigen Teil der ersten Ebene, welcher durch die gedachte Verbindungslinie vom ersten Bolzen getrennt ist (sich also in Bezug auf die gedachte Verbindungslinie auf der dem ersten Bolzen gegenüberliegenden Seite befindet) und „unterhalb des Bolzens“ zwischen dem zweiten Bolzen und der Hülle liegt, einen spitzen Winkel ein. Man könnte auch sagen, die zweite Ebene ist um diesen Winkel aus der ersten Ebene nach oben „herausgeschwenkt“. Dieser Winkel beträgt vorzugsweise zwischen 10° und 60°. Bei größeren Winkeln ist es schwierig, die Schnellkupplungseinrichtung bzw. den Schnellwechsler in die korrekte Verriegelungsposition zu bringen, ohne dass dabei eine Außenkontur des Schnellwechslers mit der Haltevorrichtung oder einem Torsionskasten des Löffels kollidiert. Bei kleineren Winkeln ergibt sich dagegen in der Regel nicht die gewünschte Korrektur für die Verwendung als Hochlöffel. Besonders vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen 20° und 40°.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die beiden Bolzen parallel zueinander verlaufen, wobei der zweite Bolzen vorzugsweise einen grö-ßeren Abstand zur Hülle aufweist als der erste Bolzen. Dadurch ergibt sich eine größere Reichweite des Hochlöffels und beispielsweise ein verbessertes Untergraben im Kanalbau.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der Haltevorrichtung oder an der Hülle im Bereich der Haltevorrichtung zwei Schutzeinrichtungen zum mechanischen Schutz einer Energiekreiskupplungshälfte der Schnellkupplungseinrichtung angeordnet sind. Bei der maschinenseitigen Energiekreiskupplungshälfte kann es sich um eines von zwei Kupplungsteilen einer Schnellkupplung mit hydraulischen und/oder elektrischen Konnektoren handeln.
Da der Baggerlöffel in der Regel keinen eigenen hydraulischen Aktuator hat (was aber selbstverständlich möglich ist), weist er typischerweise keine eigene Energiekreiskupplungshälfte auf, sodass das maschinenseitige Kupplungsteil, welches an der Schnellkupplungseinrichtung angeordnet sein kann, offen liegen würde. Daher kann am Baggerlöffel eine Schutzeinrichtung wie z.B. ein Schutzblech bzw. eine Schutzplatte vorgesehen sein, um die offene Energiekreiskupplungshälfte der Schnellkupplungseinrichtung im Betrieb abzudecken und vor Beschädigung und/oder Schmutz zu schützen.
Da der erfindungsgemäße Baggerlöffel sowohl als Tieflöffel als auch als Hochlöffel verwendet werden kann und die Schnellkupplungseinrichtung in den beiden Betriebsarten jeweils in einer anderen Ausrichtung relativ zum Baggerlöffel angeordnet ist, sind gemäß dieser Ausführungsform zwei separate Schutzeinrichtungen vorgesehen, um die Energiekreiskupplungshälfte in beiden Stellungen optimal schützen zu können.
Die Schutzeinrichtungen weisen vorzugsweise eine von der Hülle abgewandte flache Schutzseite auf, wobei die Schutzseiten der beiden Schutzeinrichtungen einen Winkel zueinander einnehmen (d.h. nicht parallel zueinander ausgerichtet sind). Dies ist dem Umstand geschuldet, dass die Schnellkupplungseinrichtung im Hochlöffelbetrieb in einem anderen Winkel relativ zur Hülle des Baggerlöffels angebaut ist als im Tieflöffelbetrieb. Der Winkel zwischen den Schutzflächen kann dem zuvor genannten spitzen Winkel zwischen den ersten und zweiten Ebenen entsprechen.
Die Energiekreiskupplungshälfte kann gemäß der Lehre der EP 1 239 087 A1 ausgebildet sein und darüber hinaus eine Zentriervorrichtung gemäß der DE 10 2020 110 523 A1 umfassen. In diesem Fall ist das nicht beweglich, d.h. nicht über eine Federeinrichtung gelagerte (erste) Kupplungsteil vorzugsweise an der Schnellkupplungseinrichtung angeordnet und die Schutzeinrichtungen zum Abdecken dieses Kupplungsteils ausgebildet. Auf beide vorstehend genannten Offenbarungen wird hiermit explizit Bezug genommen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Arbeitsgerät, insbesondere einen Hydraulikbagger, mit einem erfindungsgemäßen Baggerlöffel, wobei das Arbeitsgerät vorzugsweise einen Ausleger umfasst, an dessen Ende eine Schnellkupplungseinrichtung zum Montieren des Baggerlöffels angeordnet ist. An der Schnellkupplungseinrichtung kann eine Energiekreiskupplungshälfte wie oben beschrieben angeordnet sein.
In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schnellkupplungseinrichtung erste Verbindungselemente zum Herstellen einer ersten Verbindung umfasst, welche wahlweise unter Verwendung des ersten oder des zweiten Bolzens des Baggerlöffels erfolgen kann. Ferner umfasst die Schnellkupplungseinrichtung zweite Verbindungselemente zum Herstellen einer zweiten Verbindung mit den kollinearen Bolzenaufnahmen des Baggerlöffels.
Vorzugsweise umfassen die ersten Verbindungselemente offene Bolzenaufnahmen und/oder die zweiten Verbindungselemente einen oder mehrere in die kollinearen Bolzenaufnahmen des Baggerlöffels einbringbare(n) Bolzen. Zum Verbinden der Schnellkupplungseinrichtung mit der Haltevorrichtung des Baggerlöffels wird zuerst die erste Verbindung hergestellt, indem der erste Bolzen (bei einer Verwendung als Tieflöffel) oder der zweite Bolzen (bei einer Verwendung als Hochlöffel) in die offenen Bolzenaufnahmen der ersten Verbindungselemente der Schnellkupplungseinrichtung eingefahren wird. Dies erfolgt insbesondere durch eine entsprechende Bewegung der Schnellkupplungseinrichtung relativ zum stationären bzw. abgestellten Baggerlöffel. Anschließend wird die Schnellkupplungseinrichtung um die zuvor hergestellte erste Verbindung bzw. Schwenkverbindung geschwenkt, bis sich die zweiten Verbindungselemente der Schnellkupplungseinrichtung mit den kollinearen Bolzenaufnahmen der Haltevorrichtung überdecken bzw. gegenüberliegen. Nun wird vorzugsweise eine Bolzenverbindung hergestellt (= zweite Verbindung), indem ein Bolzen, bevorzugt zwei Bolzen, durch die Bolzenaufnahmen geschoben wird / werden. Nun ist die Schnellkupplungseinrichtung fest mit dem Baggerlöffel verriegelt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Umbauen des erfindungsgemäßen Baggerlöffels zwischen einem Tieflöffelbetrieb und einem Hochlöffelbetrieb, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Zunächst wird die zweite Verbindung zwischen den zweiten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und den Bolzenaufnahmen der Haltevorrichtung gelöst. Dies erfolgt insbesondere durch Ziehen eines, insbesondere zweier, Verriegelungsbolzen aus den kollinearen Bolzenaufnahmen der Haltevorrichtung. Hierfür kann die Schnellkupplungseinrichtung eine aktuatorgetriebene Bolzenzieheinrichtung aufweisen (wobei ein manuelles Ziehen der Verriegelungsbolzen ebenfalls denkbar ist).

Anschließend wird die erste Verbindung zwischen den ersten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und dem ersten Bolzen (falls der Baggerlöffel zuvor als Tieflöffel verwendet wurde) oder dem zweiten Bolzen (falls der Baggerlöffel zuvor als Hochlöffel verwendet wurde) der Haltevorrichtung gelöst. Dies erfolgt insbesondere durch Aushaken offener Bolzenaufnahmen der Schnellkupplungseinrichtung aus dem ersten oder zweiten Bolzen.
Danach wird der Baggerlöffel relativ zur Schnellkupplungseinrichtung und/oder die Schnellkupplungseinrichtung relativ zum Baggerlöffel gedreht, sodass anschließend von der Schnellkupplungseinrichtung aus gesehen die ersten und zweiten Bolzen vertauscht sind.
Anschließend wird die erste Verbindung wiederhergestellt, nun aber mit dem anderen Bolzen, d.h. es wird die erste Verbindung zwischen den ersten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und dem zweiten Bolzen (falls zuvor die Verbindung mit dem ersten Bolzen abgebaut wurde) oder dem ersten Bolzen (falls zuvor die Verbindung mit dem zweiten Bolzen abgebaut wurde) der Haltevorrichtung hergestellt. Dies erfolgt vorzugsweise durch Einhaken der offenen Bolzenaufnahmen am entsprechenden Bolzen.
Schließlich wird die zweite Verbindung zwischen den zweiten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und denselben Bolzenaufnahmen der Haltevorrichtung hergestellt. Hierzu wird die Schnellkupplungseinrichtung vorzugsweise um die zuvor hergestellte erste Verbindung an die Bolzenaufnahmen herangeschwenkt, sodass die zweite Verbindung hergestellt bzw. der eine oder die mehreren Verriegelungsbolzen gesteckt werden kann / können.
In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Wechsel zwischen Tieflöffel- und Hochlöffelbetrieb ohne Ab- oder Umstecken des ersten oder zweiten Bolzens und unter Verwendung derselben kollinearen Bolzenaufnahmen erfolgt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

1: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Baggerlöffels in einer perspektivischen Ansicht;
2: den Baggerlöffel gemäß 1 in einer Seitenansicht; und
3a-b: die Schutzeinrichtungen und deren Anordnung in der Haltevorrichtung in einer perspektivischen Ansicht und einer Seitenansicht.

In der 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Baggerlöffels 10 in einer perspektivischen Explosionsansicht gezeigt. Der erfindungsgemäße Baggerlöffel 10 umfasst eine Hülle 12 aus Stahl, die ein inneres Schaufelvolumen begrenzt und eine Öffnung zum Befüllen und Entleeren des Baggerlöffels 10 aufweist. Die Hülle 12 umfasst in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zwei seitlich angeordnete Seitenwände und eine gekrümmte Rückwand, wobei letztere sowohl den Boden als auch die Rückwand und die Oberseite des Baggerlöffels 10 bildet. Die Öffnung wird durch eine Vorderkante 13 definiert bzw. begrenzt, welche durch die unterschiedlichen Wandungen der Hülle 12 gebildet wird. Die Vorderkante 13 bzw. Öffnung kann insgesamt eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
Im oberen Bereich bzw. an der Oberseite der Hülle 12 weist der erfindungsgemäße Baggerlöffel 10 eine Haltevorrichtung 20 auf, die der Befestigung des Baggerlöffels 10 an einem Schnellwechsler (= Schnellkupplungseinrichtung) eines Arbeitsgeräts wie beispielsweise eines Baggers dient. Die Haltevorrichtung 20 umfasst zwei plattenförmige Befestigungsflansche 30, die sich senkrecht zur oberen Außenkontur der Hülle 12 erstrecken und parallel zueinander verlaufen. Die Befestigungsflansche 30 weisen jeweils einen ersten Abschnitt 31 auf, der benachbart zur Vorderkante 13 angeordnet ist. Die ersten Abschnitte 31 weisen eine im Wesentlichen konstante Höhe auf und besitzen in einem der Vorderkante 13 zugewandten Endbereich eine Bolzenaufnahme 25, in der ein erster Bolzen 21 aufgenommen ist.
Die Befestigungsflansche 30 weisen jeweils einen zweiten Abschnitt 32 auf, der sich ausgehend von der Vorderkante 13 in Richtung Baggerlöffelrückseite an den ersten Abschnitt 31 anschließt. Die zweiten Abschnitte 32 stehen nach schräg hinten / oben von der Hülle 12 ab und verjüngen sich zu einem Endabschnitt, in dem jeweils eine weitere Bolzenaufnahme 26 ausgebildet ist. In diesen Bolzenaufnahmen 26 ist ein zweiter Bolzen 22 aufgenommen.
In der Explosionsansicht der 1 sind die Bolzen 21, 22 außerhalb der Bolzenaufnahmen 25, 26 gezeigt, um zu verdeutlichen, dass die Bolzen 21, 22 in diesem Ausführungsbeispiel in den Bolzenaufnahmen 25, 26 lagerbar und daher prinzipiell entfernbar sind (obwohl sie für einen Umbau nicht entfernt werden müssen). Alternativ könnten die Bolzen 21, 22 auch fest mit den Befestigungsflanschen 30 verbunden, insbesondere verschweißt sein.
Zwischen den ersten und zweiten Bolzen 21, 22, im Übergangsbereich zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 31, 32, weisen die Befestigungsflansche 30 mittlere Bolzenaufnahmen 23 auf. Diese mittleren Bolzenaufnahmen 23 sind kollinear zueinander angeordnet und dienen der Aufnahme mindestens eines, vorzugsweise zweier Verriegelungsbolzen des Schnellwechslers.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 20 erlaubt es, den Baggerlöffel 10 wahlweise als Tieflöffel oder als Hochlöffel zu verwenden und mit demselben Schnellwechsler zu verbinden. Hierzu wird je nach Betriebsart (Hoch- oder Tieflöffelbetrieb) entweder der erste Bolzen 21 oder der zweite Bolzen 22 zusammen mit den mittleren Bolzenaufnahmen 23 zur Verbindung mit dem Schnellwechsler eingesetzt. Die Haltevorrichtung 20 besitzt also zwei verschiedene Positionen zum Einkuppeln des Schnellwechslers. Zum Wechseln des erfindungsgemäßen Baggerlöffels 10 zwischen Hochlöffel und Tieflöffel muss hierbei kein Bolzen 21, 22 am Baggerlöffel 10 umgesteckt werden.
Wird der Baggerlöffel 10 als Tieflöffel verwendet, wird der Schnellwechsler zur Bildung einer ersten Verbindung mit dem ersten Bolzen 21 und zur Bildung einer zweiten Verbindung mit den mittleren Bolzenaufnahmen 23 verbunden. Wird der Baggerlöffel 10 dagegen als Hochlöffel verwendet, wird der Baggerlöffel relativ zum Schnellwechsler um 180° gedreht bereitgestellt und der Schnellwechsler zur Bildung der ersten Verbindung mit dem zweiten Bolzen 21 und zur Bildung der zweiten Verbindung mit den mittleren Bolzenaufnahmen 23 verbunden. Die erste Verbindung mit dem Schnellwechsler wird also je nach Betriebsart entweder über den ersten Bolzen 21 oder den zweiten Bolzen 22 hergestellt. Die mittleren Bolzenaufnahmen 23 werden dagegen in beiden Fällen zur Verbindung mit dem Schnellwechsler eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die spezielle Kinematik des Tieflöffels und die spezielle Kinematik des Hochlöffels in ein System zu vereinen, ohne hierbei Kompromisse eingehen zu müssen. Hierzu weisen die Befestigungsflansche 30 die in der 1 gezeigte charakteristische Form mit den nach hinten oben auskragenden zweiten Abschnitten 32 auf, an deren Endabschnitten der zweite Bolzen 22 angeordnet bzw. befestigt ist. Diese Geometrie verlängert einerseits den Abstand zwischen dem zweiten Bolzen 22 und der Hülle 12, sodass sich im Hochlöffelbetrieb eine größere Reichweite ergibt. Für spezielle Arbeiten wie beispielsweise dem Untergraben im Kanal ergibt sich zudem ein verbessertes Arbeitsverhalten.
Zum anderen berücksichtigt diese Geometrie die speziellen Anforderungen an die Kinematik des Hochlöffels, welcher in einem anderen Winkel an den Schnellwechsler angebaut wird. Wie insbesondere in der seitlichen Ansicht des Baggerlöffels 10 der 2 zu erkennen ist, liegen die Mittelachsen bzw. Längsachsen des ersten Bolzens 21 und der mittleren Bolzenaufnahmen 23 (hier bezieht sich der Begriff „Längsachse“ auf eine mittig durch die Bolzenaufnahmen 23 verlaufende, gedachte Linie) in einer gemeinsamen ersten Ebene 1 und die Mittelachsen bzw. Längsachsen des zweiten Bolzens 22 und der mittleren Bolzenaufnahmen 23 in einer gemeinsamen zweiten Ebene 2. Die beiden Ebenen 1, 2 liegen nicht parallel zueinander, sondern die zweite Ebene 2 ist um einen Winkel α nach oben aus der ersten Ebene 1 „herausgeschwenkt“. Genauer gesagt schließen die in der 2 jeweils links von der gedachten Linie durch die mittleren Bolzenaufnahmen 23 liegenden Teilabschnitte der ersten und zweiten Ebenen 1, 2 einen spitzen Winkel α miteinander ein.
Die Längsachsen der beiden Bolzen 21, 22 und die gedachte Linie durch die mittleren Bolzenaufnahmen 23 liegen also nicht in einer gemeinsamen Ebene. Dadurch kann der Baggerlöffel 10 in einem für den Hochlöffelbetrieb optimierten Winkel mit dem Schnellwechsler verbunden werden. Die spezielle Form der Befestigungsflansche 30 bzw. die erhöhte Position des zweiten Bolzens 22, der einen größeren Abstand zur Hülle 12 aufweist als der erste Bolzen 21, stellt eine Winkelkorrektur für den Hochlöffelbetrieb dar. Der Winkel α kann somit auch als Korrekturwinkel bezeichnet werden. Die Haltevorrichtung 20 vereint somit die Vorteile beider Löffeltypen.
Diese Geometrie bietet einen weiteren Vorteil. Wie in den 3a und 3b dargestellt ist, welche jeweils eine perspektivische und eine seitliche Ansicht der Haltevorrichtung 20 zeigen, können zwei Schutzeinrichtungen 40 bzw. Schutzplatten 40 an der Hülle 12 im Bereich zwischen den Befestigungsflanschen 30 montiert sein. Diese Schutzeinrichtungen 40 weisen eine flache Schutzseite auf, die der Abdeckung einer Energiekreiskupplungshälfte des Schnellwechslers dient, wenn dieser am Baggerlöffel 10 montiert ist. Derartige Energiekreiskupplungen sind beispielsweise aus der EP 1 239 087 A1 oder DE 10 2020 110 523 A1 bekannt und dienen der automatischen Herstellung elektrischer und/oder hydraulischer Verbindungen beim mechanischen Ankuppeln des Anbauwerkzeugs. Für den Fall, dass der erfindungsgemäße Baggerlöffel 10 keinen Aktuator besitzt und am Schnellwechsler eine derartige EnergiekreisKupplungshälfte angeordnet ist, kann die freie Kupplungshälfte durch eine der Schutzplatten 40 abgedeckt und dadurch geschützt werden. Da es zwei mögliche Anbaupositionen für den Schnellwechsler gibt, sind vorzugsweise zwei Schutzplatten 40 vorgesehen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind, welcher vorzugsweise dem zuvor beschriebenen Korrekturwinkel α entspricht.
Die Energiekreiskupplungshälfte wird zudem durch den nicht für die Verbindung genutzten Bolzen 21, 22 geschützt, sodass dem Bolzen 21, 22 zusätzlich eine mechanische Schutzfunktion im Tief- und Hochlöffelbetrieb zukommt. Wie in der 1 zu erkennen ist, kann der Baggerlöffel 10 an dessen Oberseite im Bereich der Haltevorrichtung 20 eine oder mehrere Versteifungsstrukturen in Form eines Torsionskastens 14 aufweisen, der die Stabilität des Baggerlöffels 10 verbessert. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Torsionskästen 14 vorgesehen, wobei ein Torsionskasten 14 im Bereich des ersten Abschnitts 31 und ein zweiter Torsionskasten 14 im Bereich des zweiten Abschnitts 32 der Befestigungsflansche 30 angeordnet sind.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der vordere Torsionskasten 14 im Bereich des ersten Abschnitts 31 durch ein zusätzliches, gebogenes Blech 15 gebildet, welches auf die Hülle 12 aufgeschweißt wurde. Die Befestigungsflansche 30 weisen an deren Unterseite eine komplementäre Kontur auf, die die „ausgebeulte“ Form des Torsionskastens 14 berücksichtigt. Bei dem hinteren Torsionskasten 14 ist das obere Blech dagegen zwischen den Befestigungsflanschen 30 angeordnet. Alternativ könnten beide Torsionskästen 14 wie der vordere oder wie der hintere Torsionskasten 14 gebildet sein. Auch sind andere Formen von Versteifungsstrukturen denkbar.
Bezugszeichenliste:

1: Erste Ebene
2: Zweite Ebene
10: Baggerlöffel
12: Hülle
13: Vorderkante
14: Versteifungsstruktur (Torsionskasten)
15: Blech
20: Haltevorrichtung
21: Erster Bolzen
22: Zweiter Bolzen
23: Bolzenaufnahme
25: Bolzenaufnahme für den ersten Bolzen
26: Bolzenaufnahme für den zweiten Bolzen
30: Befestigungsflansch
31: Erster Abschnitt
32: Zweiter Abschnitt
40: Schutzeinrichtung
α: Korrekturwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1239087 A1 [0027, 0048]
DE 102020110523 A1 [0027, 0048]

Claims

Baggerlöffel (10), welcher sowohl als Hochlöffel als auch als Tieflöffel einsetzbar ist, umfassend eine ein Schaufelvolumen begrenzende Hülle (12) und eine mit der Hülle (12) verbundene Haltevorrichtung (20), über welche der Baggerlöffel (10) mit einer Schnellkupplungseinrichtung eines Arbeitsgeräts lösbar verbindbar ist, wobei die Haltevorrichtung (20) einen ersten Bolzen (21) zum Herstellen einer ersten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung und kollinear zueinander angeordnete Bolzenaufnahmen (23) zur Herstellung einer zweiten Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) einen zweiten Bolzen (22) umfasst, mittels welchem alternativ zum ersten Bolzen (21) die erste Verbindung mit der Schnellkupplungseinrichtung herstellbar ist, wobei der zweite Bolzen (22) in Draufsicht auf die Haltevorrichtung (20) auf einer dem ersten Bolzen (21) gegenüberliegenden Seite der Bolzenaufnahmen (23) angeordnet ist, wobei die Bolzen (21, 22) derart angeordnet sind, dass die zweite Verbindung über dieselben Bolzenaufnahmen (23) sowohl bei Verwendung der ersten Bolzens (21) als auch bei Verwendung des zweiten Bolzens (22) herstellbar ist.
Baggerlöffel (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Bolzen (21) denselben Abstand von einer gedachten, mittig durch die Bolzenaufnahmen (23) verlaufenden Verbindungslinie aufweist wie der zweite Bolzen (22).
Baggerlöffel (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Haltevorrichtung (20) neben den beiden Bolzen (21, 22) und den Bolzenaufnahmen (23) keine weiteren Verbindungselemente zur Verbindung mit einer Schnellkupplungseinrichtung umfasst.
Baggerlöffel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung (20) zwei von der Hülle (129 abstehende, parallel zueinander verlaufende Befestigungsflansche (30) umfasst, in welchen die Bolzenaufnahmen (23) ausgebildet und die beiden Bolzen (21, 22) befestigt sind, wobei die Befestigungsflansche (30) vorzugsweise durch senkrecht von der Hülle (12) abstehende Bleche gebildet sind.
Baggerlöffel (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Befestigungsflansche (30) einen ersten Abschnitt (31), welcher im Bereich einer durch eine Vorderkante (13) der Hülle (12) definierten Öffnung des Baggerlöffels (10) angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt (32), welcher im Bereich einer abgerundeten Rückwand der Hülle (12) angeordnet ist, umfassen, wobei vorzugsweise der erste Bolzen (21) an den ersten Abschnitten (31) und der zweite Bolzen (22) an den zweiten Abschnitten (32) der Befestigungsflansche (30) angeordnet sind.
Baggerlöffel (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Befestigungsflansche (30) im ersten Abschnitt (31) im Wesentlichen parallel zur Hülle (12) verlaufen und/oder die Befestigungsflansche (30) sich im zweiten Abschnitt (32) in einer von der Hülle (12) abgewandten Richtung erstrecken und vorzugsweise verjüngen.
Baggerlöffel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längsachsen der beiden Bolzen (21, 22) und eine gedachte, mittig durch die Bolzenaufnahmen (23) verlaufende Verbindungslinie nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Baggerlöffel (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Längsachse des erste Bolzens (21) und die gedachte Verbindungslinie eine erste Ebene (1) aufspannen und wobei die Längsachse des zweiten Bolzens (22) und die gedachte Verbindungslinie eine zweite Ebene (2) aufspannen, wobei der zwischen der gedachten Verbindungslinie und dem zweiten Bolzen (22) liegende Teil der zweiten Ebene (2) mit demjenigen Teil der ersten Ebene (1), welcher durch die gedachte Verbindungslinie vom ersten Bolzen (21) getrennt ist und zwischen dem zweiten Bolzen (22) und der Hülle (12) verläuft, einen spitzen Winkel (α) einschließt, wobei der Winkel (α) vorzugsweise zwischen 10° und 60°, besonders vorzugsweise zwischen 20° und 40° beträgt.
Baggerlöffel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Bolzen (21, 22) parallel zueinander verlaufen, wobei der zweite Bolzen (22) vorzugsweise einen größeren Abstand zur Hülle (12) aufweist als der erste Bolzen (21).
Baggerlöffel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Haltevorrichtung (20) oder an der Hülle (12) im Bereich der Haltevorrichtung (20) zwei Schutzeinrichtungen (40) zum mechanischen Schutz einer Energiekreiskupplungshälfte der Schnellkupplungseinrichtung angeordnet sind, wobei die Schutzeinrichtungen (40) vorzugsweise eine von der Hülle (12) abgewandte flache Schutzseite aufweisen und die Schutzseiten der beiden Schutzeinrichtungen einen Winkel zueinander einnehmen.
Arbeitsgerät, insbesondere Hydraulikbagger, mit einem Baggerlöffel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsgerät vorzugsweise einen Ausleger umfasst, an dessen Ende eine Schnellkupplungseinrichtung zum Montieren des Baggerlöffels (10) angeordnet ist.
Arbeitsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schnellkupplungseinrichtung erste Verbindungselemente zum Herstellen einer ersten Verbindung wahlweise mit dem ersten oder dem zweiten Bolzen (21, 22) des Baggerlöffels (10) umfasst und ferner zweite Verbindungselemente zum Herstellen einer zweiten Verbindung mit den Bolzenaufnahmen (23) des Baggerlöffels (10) umfasst, wobei vorzugsweise die ersten Verbindungselemente offene Bolzenaufnahmen und/oder die zweiten Verbindungselemente einen oder mehrere in die kollinearen Bolzenaufnahmen (23) des Baggerlöffels (10) einbringbare(n) Bolzen umfassen.
Verfahren zum Umbauen des Baggerlöffels (10) eines Arbeitsgeräts nach Anspruch 12 zwischen einem Tieflöffelbetrieb und einem Hochlöffelbetrieb, umfassend die folgenden Schritte: - Lösen der zweiten Verbindung zwischen den zweiten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und den Bolzenaufnahmen (23) der Haltevorrichtung (20); - Lösen der ersten Verbindung zwischen den ersten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und dem ersten Bolzen (21) oder dem zweiten Bolzen (22) der Haltevorrichtung (20); - Drehen des Baggerlöffels (10) relativ zur Schnellkupplungseinrichtung und/oder der Schnellkupplungseinrichtung relativ zum Baggerlöffel (10), sodass anschließend von der Schnellkupplungseinrichtung aus gesehen die ersten und zweiten Bolzen (21, 22) vertauscht sind; - Herstellen der ersten Verbindung zwischen den ersten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und dem zweiten Bolzen (22) oder dem ersten Bolzen (21) der Haltevorrichtung (20); und - Herstellen der zweiten Verbindung zwischen den zweiten Verbindungselementen der Schnellkupplungseinrichtung und den Bolzenaufnahmen (23) der Haltevorrichtung (20).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Wechsel zwischen Tieflöffelbetrieb und Hochlöffelbetrieb ohne Ab- oder Umstecken des ersten oder zweiten Bolzens (21, 22) und unter Verwendung derselben Bolzenaufnahmen (23) erfolgt.