DE1875988U

DE1875988U - EXCAVATOR.

Info

Publication number: DE1875988U
Application number: DESCH33662U
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilh Schwing
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1963-05-02
Filing date: 1963-05-02
Publication date: 1963-07-18

Description

Universal excavator

Die Erfindung betrifft eine Arbeitseinriehtung eines Universalbaggers oder eines ähnlichen Gerätes zur Erzielung von zwangsvf"~" lauf ig geradlinigen Arbeitsbewegungen des an dieser Arbeitsein-₍ richtung befestigten Werkzeuges in beliebig einstellbaren Lagen *r und Eichtungen.The invention relates to a universal Arbeitseinriehtung excavator or a similar device to achieve zwangsvf "~" running ig rectilinear movements of the working direction at this labor income _(fixed tool in any configurable layers * r and calibration directions.

Bei herkömmliehen Löffelbaggern besehreibt 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 Weg ist demnach ein Kreisbogen.In conventional backhoe excavators, the dipperstick describes one Circle around its pivot point on the boom. The tool attached to this dipperstick takes part in this circular movement. The at movement of the dipper stick around its articulation point on the boom of the tool is therefore an arc of a circle.

Wird gleichzeitig noch der den Anlenkpunkt des Löffelstieles tragende Ausleger um seine Anlenkung am Baggeroberwägen in lotrechter Ebene geschwenkt, so führt das Werkzeug irgendeine andere Bewegung aus. Indem man nun in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Werkzeuges die Geschwindigkeit dieser Bewegungen in ganz bestimmter Weise regelt, ist es möglieh, eine geradlinige Arbeitsbewegung des Werkzeuges hervorzurufen. Das ist ebenfalls möglich, wenn eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt und nur die andere in ihrer Geschwindigkeit genau geregelt wird. Soll außerdem der Schnittwinkel des Werkzeuges während der geradlinigen Arbeitsbewegung konstant gehalten werden, ist es erforderlich, zusätzlich das Werkzeug mit einer genau geregelten Winkel geschwindigkeit am Löffelstiel zu schwenken. Aus diesen grundsätzlichen Überlegungen wird ersichtlich, daß bei herkömmliehen Löffelbaggern für die Erzielung einer geradlinigen Arbeitsbewegung unter irgendeinem einzigen Winkel bereits ein ungewöhnlicher Aufwand seitens der Maschine wie auch physisch seitens des Bedienungsmannes erforderlieh ist.At the same time, the boom carrying the articulation point of the dipperstick becomes perpendicular to its articulation on the excavator upper structure If the plane is tilted, the tool will perform some other movement. By now depending on the covered Way of the tool the speed of these movements regulates in a very specific way, it is possible to produce a straight working movement of the tool. That is also possible if one movement is carried out at a constant speed and only the speed of the other is precisely controlled will. Should also the cutting angle of the tool during the rectilinear working movement is kept constant, it is necessary, in addition, the tool with a precisely controlled angle speed on the dipper stick. From these basic considerations it can be seen that with conventional Backhoe excavators are unusual for achieving a straight work movement at any single angle Effort on the part of the machine as well as physically on the part of the operator is required.

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zur Anmeldung vom 29. April 1963: universalbaggerto the registration of April 29, 1963: universal excavator

Entscheidend ist jedoch, daß in jeder anderen geradlinien Arbeitsbewegung als derjenigen.unter dem obengenannten Winkel wieder ein ganz spezifischer Regelvorgang gehören würde.It is crucial, however, that straight lines in each other Working movement as that under the above-mentioned angle would again belong to a very specific control process.

Man kann sieh vorstellen, daß selbst bei einer mit minimaler Trägheit und großer Exaktheit regelbaren Arbeitsbewegung dieOne can see that even with a minimal Sluggishness and great precision, the adjustable work movement

^"^"Genauigkeit der Arbeit in entscheidnndem Maße von dem Reaktionsvermögen und dem Augenmaß des Bedienungsmannes abhängen würde.^ "^" Accuracy of work to a decisive extent on the ability to react and would depend on the operator's eye.

^ Deshalb müßte die Arbeitsgeschwindigkeit besonders niedrig sein, um dem Bedienungsmann Reaktionszeiten einzuräumen, damit er nach dem Erkennen eines Bedienungsfehlers diesen korrigteieren kann, ohne daß während dieser Zeit eine zu große Abweichung des Werkzeuges von der geforderten Bahn erfolgt ist.^ Therefore the working speed should be particularly low, in order to give the operator reaction times so that he can correct it after recognizing an operating error, without that during this time the tool has deviated too much from the required path.

Es sind Bagger bekannt, die zur Durchführung genau gradliniger Arbeitsbewegungen besser geeignet erseheinen als die oben besprochenen Löffelbager herkömmlicher Bauart. Bei derartigen Geräten ist das Werkzeug an einem Ausleger befestigt, der durch Rollen in einem koaxial zu diesem angeordneten Ausleger geführt wird und an seinem vorderen Teil das Werkzeug trägt. Durch Yerkürzen oder Verlängern dieses Systems ist es möglich, eine gerade Arbeitsbewegung des Werkzeuges zu bewirken.Excavators are known which are precisely straightforward to carry out Work movements seem more appropriate than those discussed above Conventional design backhoe. In such devices, the tool is attached to a boom that passes through Rolls is guided in a coaxially arranged boom and carries the tool on its front part. By shortening it or lengthening this system, it is possible to have a straight To effect working movement of the tool.

Diese aus den beiden koaxialen Auslegerteilen und dem daran befestigten Werkzeug bestehende Arbeitseinrichtung hat jedoch den schwerwiegenden Hachteil, daß sie auch in ganz zusammengezogenem Zustand noch eine solche Länge hat, daß man den Anlenkpunkt der Arbeitseinrichtung am Oberwagen sehr hoch legen muß, damit die ι Arbeitseinrichtung um einen möglichst großen Winkel über die waagerechte Lage nach oben in lotrechter Ebene geschwenkt werden kann, ohne mit ihrem über den Anlenkpunkt nach hinten hinwegragenden Teil in den Oberwagen des Baggers hineinzuschwenken. Durch Verlegen des Anlenkpunkt es zum Ende der Arbeit s einrichtung hin ließe sich das über den Anlenkpunkt 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 etwaThis consists of the two coaxial boom parts and the one attached to them Tool existing work equipment, however, has the serious disadvantage that it is also completely contracted State still has such a length that you have to put the pivot point of the work equipment on the superstructure very high so that the ι Work equipment at the largest possible angle over the horizontal position can be pivoted upwards in a vertical plane without protruding backwards over the pivot point Swivel part into the upper structure of the excavator. By relocating the pivot point it to the end of the work s establishment the end protruding to the rear beyond the point of articulation could then be shortened as desired. The location of the pivot point in relation to of the upper and lower carriage is determined by the fact that even when the excavator is working under its standing level at about

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um 45° gegen die Waagerechte in lotrechter Ebene abwärts geschwenkter Arbeitseinrichtung der Oberwagen um eine senkrechte Achse geschwenkt werden kann, ohne daß die Arbeitseinrichtung dabei mit dem Unterwagen kollidiert. Außerdem muß der Anlenkpunkt eine solche Höhe haben, daß in dieser Stellung das Werkzeug im eingezogenen Zustand der Arbeitseinrichtung die ^^_Standebene erreicht.Work equipment pivoted downwards by 45 ° against the horizontal in a vertical plane, the upper carriage by a vertical one Axis can be pivoted without the working device colliding with the undercarriage. Besides, he must Articulation point have such a height that in this position the tool in the retracted state of the working device ^^ _ Level reached.

Durch Zurückverlegen des Anlenkpunktes bezüglich der Arbeitseinrichtung würde sich demnach die Ausladung des Gerätes vergrößeren und die lage des Anlenkpunktes nach oben verschieben müssen, ohne daß dabei der mögliche Arbeitsweg (Hub) des Werkzeuges mitwächst.By relocating the articulation point with respect to the work equipment the extension of the device would therefore increase and the position of the pivot point would have to move upwards without that the possible travel (stroke) of the tool grows with it.

Bei Einhaltung der erforderliehen Standsicherheit des Gerätes würde sich das Verhältnis des Eigengewichtes des Gerätes zum Arbeitsweg (Hub) des Werkzeuges in so ungünstiger Weise vergrüßern, daß aus Gründen der Wirtschaftlichkeit dieser Weg beschritten wird.If the required stability of the device is observed the ratio of the dead weight of the device to the travel (stroke) of the tool in such an unfavorable way that this route is taken for reasons of economy.

So kommt es, daß mit einem solchen Bagger beispielsweise kein waagerechtes Planum in seiner Standebene in der einfachen Weise hergestellt werden kann, daß nach dem Einstellen der Richtung nur der das Werkzeug tragende Teil des Auslegers eingezogen bzw. aus-■ gefahren wird. Tielmehr bedarf es eines gleichzeitigen Abwärtsbzw. Aufwärtsschwenkens 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.So it happens that with such an excavator, for example, no horizontal subgrade in its standing plane in the simple way it can be made that, after setting the direction, only the part of the boom carrying the tool is retracted or extended is driven. Rather, it requires a simultaneous downward or Upward pivoting of the work equipment at an angular velocity, which must be regulated in a very specific way, depending on the path of the tool. That's why it is with this type of device the accuracy of the work movement from Ability of the operator depends to a decisive extent.

Bei Geräten anderer Bauart wird das Werkzeug an einem Ausleger wieWith devices of other types, the tool is attached to a boom such as

;; eine laufkatze mit Hilfe von Rollen in gerader Richtung geführt. Dieses System hat nicht alle Hachteile des vorgenannten. Es läßt sich ohne Schwierigkeiten so am Oberwagen anlenken, daß geradlinige Arbeitsbewegungen des Werkzeuges in beliebigen Riehtungen durch Schwenken in lotrechter Ebene der aus der Schiene und dem Werkzeug bestehenden Arbeitseinrichtung durchgeführt werden können.;; a trolley is guided in a straight line with the help of rollers. This system does not have all of the drawbacks of the foregoing. It leaves articulate oneself on the superstructure without difficulty in a straight line Work movements of the tool in any direction by pivoting in the vertical plane of the rail and the tool existing work facility can be carried out.

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zur Anmeldung vom 29. April 1965: universalbaggerto the registration of April 29, 1965: universal excavator

Der spezielle Nachteil dieses Systems liegt jedoch darin, daß das bei teilweise oder ganz eingezogenem Werkzeug nach vorn überragende Ende des der Geradführung dienenden Auslegers die Durchführung vieler Arbeitsvorgänge unmöglich macht. So kann beim Bearbeiten einer unter der Standebene des Baggers liegenden steil abfällenden Böschung geringer liefe, z.B. beim Bearbeiten eines Grabens, dieses über-The particular disadvantage of this system, however, is that the when the tool is partially or completely retracted, the end of the straight-line arm protruding towards the front requires many to be carried out Makes work processes impossible. For example, when working on a steeply sloping embankment below the level of the excavator would run less, e.g. when working on a trench, this over-

"*^^ ragende Ende mit der Grabensohle oder der gegenüberliegenden Seite des Grabens kollidieren, bevor das W_erkzeug den zu bearbeitenden"* ^^ projecting end to the grave sole or the opposite side of the trench collide before the W _e Tool con tro to be processed to

"*" Boden überhaupt berührt hat."*" Touched the ground at all.

Aus diesem Grunde ist dieser Gerätetyp nur für spezielle Anwendungsfälle, wie z.B. das Glattziehen bereits ziemlich genau bearbeiteter Böschungen passender Länge geeignet.For this reason, this device type is only processed fairly precisely for special applications, such as smoothing Suitable for embankments of the appropriate length.

Der entscheidende lachteil der beiden zuletzt besprochenen Bagger-Typen besteht also in der großen Länge der Arbeitseinrichtungen, die selbst noch bei ganz nach hinter eingezogenem Werkzeug größer als der maximal mit Hilfe dieser Arbeitseinrichtungen mögliche geradlinige Arbeitsweg (Hub) des Werkzeuges ist.The decisive disadvantage of the last two types of excavator discussed consists in the great length of the work equipment, which is still larger even when the tool is pulled in all the way behind than the maximum possible straight working path (stroke) of the tool with the help of these working devices.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Mangel zu beseitigen, indem für die zwangsläufige Geradführung des Werkzeuges nichtThe present invention aims to eliminate this deficiency by not for the inevitable straight guidance of the tool

; Schienen oder dergleichen, sondern solche Systeme verwendet werden, die aus Gelenkgetrieben bestehen, die sich beim Einziehen des Werkzeuges zusammenklappen, so daß die jeweilige Länge der Arbeitseinrichtung etwa so groß wie der noch mögliehe restliche Einzieh-; Rails or the like, but such systems are used, which consist of articulated gears that move when the tool is drawn in fold up so that the respective length of the working device is about as large as the remaining pull-in

; weg (Hub) des Werkzeuges ist.; travel (stroke) of the tool.

Es sind viele Systeme zur Geradführung ohne Verwendung von Schienen und dergleichen denkbar. Es ist z.B. möglich, ein aus zwei Seilen, ί dem Ausleger und dem Löffelstiel mit dem Werkzeug, bestehendes System durch richtige Wahl der Hebellängen und Winkel so auszulegen, daß die Schnittkante des Werkzeuges eine hinreichend genaue geradlinige Bewegung zwangsläufig ausführt, wenn nur die beiden Hydraulikzylinder, die die Sehwenkbewegungen des Löffelstieles bezüglich des Auslegers bzw. des Auslegers bezüglich des Bagger-Oberwagens bewirken, jeweilsThere are many systems for straight line guidance without the use of rails and the like conceivable. It is e.g. possible to use one of two ropes, ί the boom and the dipperstick with the tool, existing system through the correct choice of lever lengths and angles, so that the cutting edge of the tool has a sufficiently precise straight line Movement inevitably executes if only the two hydraulic cylinders, which the visual pivoting movements of the dipperstick with respect to the boom or the boom with respect to the excavator superstructure, respectively

ψ.ψ.

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mit einem unabhängigen konstanten Öl-Förder strom passender Größe ■betrieben werden.with an independent constant oil flow rate of the appropriate size ■ operated.

Es sind weiter Systeme denkbar, bei denen die Hydraulikzylinder nur dem Antrieb und nicht gleichzeitig der Erzielung der Geradführung dienen, wie auch solche, bei denen statt der Hydraulikzylinder Motoren, Zahnstangen oder Winden verwendet werden.Systems are also conceivable in which the hydraulic cylinders are only used for the drive and not for achieving straight-line guidance at the same time as well as those in which motors, racks or winches are used instead of hydraulic cylinders.

Die Abbildungen zeigen als ausgeführtes Beispiel ein System der exakten Geradführung ohne Verwendung von Schienen und dergleichen. ^r In diesem Beispiel hat der Hydraulikzylinder 7 nur die funktion des Antriebes.As an example, the figures show a system of precise straight-line guidance without the use of rails and the like. ^r In this example, the hydraulic cylinder 7 has only the function of the drive.

Es zeigt Fig. 1 einen Universalbagger in Arbeitsstellung, wobei die Arbeitsebene unter seiner Standebene liegt. Die gestrichelte Darstellung zeigt die Gerätstellung nach dem ausgeführten Arbeitshub. 1 shows a universal excavator in the working position, the working level being below its standing level. The dashed The illustration shows the position of the device after the work stroke has been carried out.

Fig. 2 zeigt das gleiche Gerät mit angehobener Basis des Arbeitssystems, den Ausleger in die tiefste Stellung geschwenkt. Die gestrichelte Darstellung zeigt das aufwärts geschwenkte Arbeitssystem. Fig. 2 shows the same device with the base of the working system raised and the boom pivoted into the lowest position. the The dashed illustration shows the working system pivoted upwards.

Die fig. 3 zeigt ein Gerät wie in Fig. 1, jedoch mit angehobener Basis des Arbeitssystems. Die Arbeitsebene des Werkzeuges liegt hierbei über der Standebene des Gerätes.The fig. 3 shows a device as in FIG. 1, but with the base of the work system raised. The working plane of the tool lies here above the level of the device.

Das Arbeitssystem besteht aus dem der Verstellung des Werkzeuges dienenden Hydraulikzylinder (2), dem vorderen Arm (3)> dem Mittelstück (4), dem hinteren Arm 5> den Lenkern β und dem Arbeitszylinder 7.The working system consists of the hydraulic cylinder (2) used to adjust the tool, the front arm (3)> the middle piece (4), the rear arm 5> the links β and the working cylinder 7th

Der hintere Arm 5 bildet mit den Lenkern 6, der Seite GD und der '' Basis AB ein I^allelogramm, wodurch erreicht wird, daß in jeder Stellung des Arbeitszylinders 7 die Seite GD parallel zur Seite AB bleibt. Das Mittelstüek 4 bleibt damit während der geradlinigen Arbeitsbewegung parallel zu sieh selbst.The rear arm 5 forms with the links 6, the side GD and the &Quot; Base AB an I ^ allelogram, whereby it is achieved that in each Position of the working cylinder 7 the GD side parallel to the AB side remain. The middle piece 4 thus remains parallel to yourself during the straight working movement.

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Die an dem Mittelstück 4 angelenkten Arme 3 und 5 sind durch, sich kreuzende Ketten, die eine Verzahnung ersetzen, miteinander gekoppelt. Diese Koppelung bewirkt, daß die Arme 3 und 5 bei der geradlinigen Arbeitsbewegung bezüglich des Mittelstückes 4 eine Winkelgeschwindigkeit haben, die in jedem Moment dem Betrage nachThe articulated on the middle piece 4 arms 3 and 5 are through, themselves Crossing chains, which replace a toothing, coupled with one another. This coupling causes the arms 3 and 5 in the rectilinear working movement with respect to the center piece 4 a Have angular velocity, which in every moment according to the magnitude

^~ gleich groß, jedoch umgekehrt gerichtet ist. So wird erreicht, daß beim Betätigen des Arbeitszylinders 7 sieh der Anlenkpunkt 1 des^ ~ is the same size, but reversed. So it is achieved that when actuating the working cylinder 7 see the articulation point 1 of the

τ Werkzeuges zwangsläufig auf der geraden AE bewegt. τ tool inevitably moves on the straight AE.

Da die Punkte E, 1. A und H in der Schnittstellung des Werkzeuges ein Parallelogramm bilden, bleibt bei der Arbeitsbewegung das Werkzeug parallel zu sich selbst und damit der Schnittwinkel 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.Because the points E, 1. A and H in the intersection of the tool form a parallelogram, the tool remains during the working movement parallel to itself and therefore the cutting angle constant. The base AB and thus the working system linked to it can be swiveled in the vertical plane with the aid of the swivel cylinder 8, so that the straight working movement can be carried out at any angle.

Da außerdem der den Anlenkpunkt der Basis tragende Hilfsausieger 9 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 10 in der Höhe verstellbar ist, können Arbeiten unter einem bestimmten Winkel gegen die Waagerechte nicht nur in einer zugeordneten Höhe, sondern in beliebigen Höhen durchgeführt werden.In addition, since the auxiliary outrigger 9 is adjustable in height with the aid of the hydraulic cylinder 10, work can be done at a certain angle to the horizontal not only be carried out at an assigned height, but at any heights.

Die Zylinder 11 dienen dazu, das Werkzeug um die Achse K-K zu schwenken.The cylinders 11 serve to pivot the tool about the axis K-K.

Indem der Arbeitszylinder 7 einen konstanten Öl-Pörderstrom und der Hydraulizylinder 8 einen genau geregelten Öl-lörderstrom erhalten, lassen sich beliebige von der zwangsläufigen Geraden abweichende Arbeitsbewegungen des Werkzeuges durchführen.By the working cylinder 7 having a constant oil flow rate and the hydraulic cylinder 8 receive a precisely regulated oil delivery flow, any work movements of the tool that deviate from the inevitable straight line can be carried out.

IRIEDRIOH WILH. SCHWIIGIRIEDRIOH WILH. DIFFICULT

Claims

for the application of the usage sample from April 29, 1963 universal excavator

1. Work equipment of a universal excavator or the like, characterized in that the approximately or exactly straight working movement of the tool inevitably occurs Folding a system of articulated gears is effected and the possible approximate or exactly rectilinear The working path (stroke) of the tool is greater than the length dimension of the folded gear system.

2. Arbeitseinriehtung according to claim 1, characterized in that

that this is pivoted in a vertical plane on the excavator.

3. Arbeitseinriehtung according to claim 1 and 2, characterized in that that the storage of the Arbeitseinriehtung is adjustable in height.

4. Arbeitseinriehtung according to claim 1-3, characterized in that the tool by a preferably parallel to the direction of Working movement lying axis is rotatably mounted.

5. Arbeitseinriehtung according to claims 1-4, characterized in that

that this is rotatably mounted about an axis which is preferably parallel to the direction of the working movement.

I ¹ RIEDRICH WILH. SWING