DE19613700A1

DE19613700A1 - Teleskopartig auseinanderfahrbarer Maschinenteil

Info

Publication number: DE19613700A1
Application number: DE19613700A
Authority: DE
Inventors: Christoph Pasmann
Original assignee: M E P Ges fur Consulting GmbH
Current assignee: SPITZNAS MASCHINENFABRIK GMBH, 42555 VELBERT, DE
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-02
Also published as: US5924837A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen teleskopartig auseinander fahrbaren Maschinenteil enthaltend

(a) wenigstens zwei teleskopartig ineinander geführten Bau teile, wobei eines an seinem dem anderen Bauteil abge wandten, freien Ende ein Arbeitsgerät trägt, welches über wenigstens eine flexible Energieübertragungs leitung mit Energie versorgt wird,
(b) Stellglieder zum teleskopartigen Bewegen der Bauteile zueinander.

Solche teleskopartig auseinanderfahrbaren Maschinenteile können beispielsweise sogenannte Teleskopausleger eines Baggers oder eines Krans sein, wobei das Arbeitsgerät beispielsweise ein Greifer ist. Das Arbeitsgerät kann beispielsweise elektrisch oder hydraulisch betätigbar sein, wobei die Energieübertragungsleitungen dann elektrische Kabel oder hydraulische Schlauchleitungen sind. Die Stell glieder zum teleskopartigen Bewegen der Bauteile können beispielsweise Hydraulikzylinder und/oder Seilzüge sein.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Anordnung und Führung der Energieübertragungsleitungen von einer Energie quelle zu dem Arbeitsgerät, wobei die Energiequelle meistens außerhalb des Maschinenteils in der Maschine selbst angeordnet ist. Dies ist mit großen Schwierigkeiten verbunden, da die Energieübertragungsleitungen den Bewe gungen des teleskopartig auseinanderfahrbaren Maschinen teils folgen müssen, ohne Gefahr einer Beschädigung.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Bei Teleskopausleger finden sich viele verschiedene Lösungen des mit der Leitungsverlegung verbundenen Problems. Bei einer einfachen Lösung erstrecken sich bieg same Leitungen außen am Teleskopausleger. Die Leitungen sind hinreichend lang, um ein maximales Ausfahren des Tele skoparmes zu gestatten. Beim Einfahren des Teleskoparmes legen sich dann die Leitungen in unkontrollierbaren, herab hängenden Buchten, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Leitungen groß ist.

Um solche Beschädigungen zu vermeiden, wird es in der DE-OS 32 14 147 vorgeschlagen, bei einem teleskopartigen Ausleger die biegsam ausgebildeten Energieübertragungs leitungen in einer Hemmkette anzuordnen. Die Hemmkette verläuft zwischen einem Punkt an dem Außenende eines Basis abschnitts des Auslegers und einem Punkt an einem tele skopischen Abschnitt. Die Hemmkette ist nur in einer Richtung um ihre Querachse biegbar. Durch mechanische Anschläge oder Nocken wird sie an einer Biegung entgegen gesetzt dieser Richtung um die Querachse gehindert. In eingefahrenem Zustand befindet sich dann die Hemmkette zwischen der Wandung des Basisabschnitts und der Wandung des teleskopischen Abschnitts und bildet eine C-förmige Bucht außerhalb des Auslegers. In ausgefahrenem Zustand verläuft die Hemmkette außen entlang des teleskopischen Abschnitts, wobei sie durch die Ausbildung der Hemmkette nicht wesentlich durchhängen kann, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Energieübertragungsleitungen, z. B. durch Hängenbleiben an Gegenständen reduziert wird.

Die Führung der Energieübertragungsleitungen außen am Ausleger ist jedoch auch dann ungünstig, wenn das Durch hängen der Leitungen verhindert wird. Die Führung und die Leitungen werden Verunreinigungen und wetterbedingten Einflüssen ausgesetzt, welche die Standzeit beeinträchtigen können.

Die DE-OS 35 08 604 offenbart einen Teleskopausleger mit einem System zum Fördern einer Druckflüssigkeit über Leitungen von einem Ende des Teleskopauslegers zum anderen Ende, wobei das Leitungssystem innerhalb des Teleskop auslegers verläuft. Der Teleskopausleger besteht aus drei gegeneinander beweglichen, rohrförmigen Teilen mit kreis förmigen Querschnitt. Ein äußeres Rohr umgibt ein mittleres Rohr, das seinerseits ein inneres Rohr umgibt. An dem freien Ende des inneren Rohres ist ein hydraulisch betätig bares Arbeitsgerät befestigt. Eine oder mehrere Hydraulik leitungen erstrecken sich von einer Hydraulikquelle zu einem Anschlußstutzen, der am Ende des äußeren Rohres befestigt ist. Von dem Anschlußstutzen erstrecken sich Hydraulikschläuche durch einen Zwischenraum zwischen dem äußeren- Rohr und dem mittleren Rohr um eine Umlenkrolle herum und weiter zu einer Schlauchkupplung an der Unter seite des inneren Rohres. Von dort erstreckt sich eine Leitung zu einem hydraulisch betätigbaren Gerät an dem äußeren Ende des inneren Rohres. Die Umlenkrolle ist am inneren Ende des mittleren Rohres befestigt. Die tele skopischen Rohre sind hinsichtlich ihrer Relativbewegung zwangsweise so gesteuert, daß wenn sich das mittlere Rohr in das äußere Rohr hinein oder aus diesem herausbewegt, die Umlenkrolle axial bewegt wird und die Hydraulikschläuche ordnungsgemäß gestreckt hält, wenn sich die Schlauch kupplung mit der doppelten Geschwindigkeit der Axial bewegung der Umlenkrolle nach innen oder nach außen bewegt. Um einen ausreichenden Zwischenraum zwischen dem äußeren Rohr und dem mittleren Rohr für die Leitungen zu erhalten, kann das mittlere Rohr in Bezug auf das äußere Rohr etwas exzentrisch angeordnet werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von Umlenkrollen bei der Führung von solchen Energieübertragungsleitungen nicht nur eine ungewünschte Vorspannung erzeugen, sondern auch ein Verschleiß der Leitungen verursachen. Außerdem ist die Konstruktion sehr aufwendig. Insbesondere bei der Verwendung von Hydraulikschläuche als Energieübertragungs leitungen sind diese Nachteile erheblich. Die Hydraulik schläuche sind in der Regel sehr lang (10 m und mehr). Wenn sie mit Druck beaufschlagt werden, tritt eine erhebliche Längenänderung der Schläuche ein, die bis zu 20 cm und mehr betragen kann. Durch diese Längenänderung können sich die Schläuche von den Umlenkrollen lösen. Um dies zu verhindern, ist eine sehr große Vorspannung der Schläuche notwendig.

Durch die DE-OS 27 21 636 ist eine Einrichtung an Lade geräten mit teleskopisch ausfahrbarem Ausleger bekannt. Der Ausleger hat mindestens einen durch einen Hydraulikzylinder und Kolbenstange aus einem Kastenträger teleskopisch verschiebbaren Arm. Der Zylinder ist in dem verschiebbaren Arm befestigt. Die Kolbenstange ist von diesem Arm nach hinten gerichtet und an dem hinteren Ende des Kastenträgers befestigt. An dem äußeren Ende des Teleskoparmes befinden sich Lastaufnahmemittel, welche durch Betätigungszylinder hydraulisch betätigbar sind. Wie die vorliegende Erfindung befaßt sich auch die DE-OS 27 21 636 mit der Verlegung von Hydraulikleitungen vom Ausleger zu den Betätigungszylindern der Lastaufnahmemittel. Um ein maximales Ausfahren des Armes im Verhältnis zum Ausleger zu gestatten, verläuft ein Teil der Hydraulikleitung in einer Schleife mit einer C-förmigen Bucht. Diese C-förmige Bucht erstreckt sich nach hinten in Längsrichtung des Auslegers und des Armes und ist in einem von den Wänden des Armes und des Auslegers begrenzten Raum untergebracht. Dadurch befindet sich die Hydraulikleitung innerhalb des Auslegers und ist vor äußeren Einflüssen geschützt. Der Hydraulikzylinder und die Kolbenstange ist mittig in dem Ausleger angeordnet. Dadurch ist im Inneren des Auslegers wenig Platz für die Hydraulik leitungen vorhanden, insbesondere für die C-förmige Schlauchbucht. Bei mehreren Hydraulikleitungen führt dies dazu, daß einige Schlauchbuchten auf der einen Seite der Kolbenstange und die anderen auf der anderen Seite ange bracht werden müssen. Um eine Abnutzung der in dem Ausleger freiliegenden Schläuche zu verhindern, werden die Wandteile mit einer glatten Oberfläche ausgebildet.

Auch diese Ausbildung der Führung der Energieübertragungs leitungen führt zu Probleme. Die Schläuche sind Reibungen im Inneren des Auslegers ausgesetzt. Weiterhin verlaufen die C-förmigen Schlauchbuchten unkontrolliert und können z. B. mit der Kolbenstange in Kontakt kommen. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn die Leitungen Druck schläuche sind, welche schlagartig unter hohem Druck gesetzt werden. Dann können die Schläuche unkontrolliert ausschlagen.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung und Führung der Energieübertragungsleitung bzw. -leitungen bei einem teleskopartig auseinanderfahrbaren Maschinenteil der eingangs genannten Art zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(c) die Energieübertragungsleitung
- (c₁) innerhalb des Maschinenteils verläuft und
- (c₂) an oder in einem Träger angeordnet ist, welcher in einer Richtung um mindestens 180° biegbar ist,
(d) die Stellglieder außermittig in dem Maschinenteil ange ordnet sind, und
(e) der Träger in dem durch die außermittige Anordnung der Stellglieder frei gewordenen Raum in dem Maschinenteil verläuft.

Dadurch wird die Beanspruchung der Energieübertragungs leitung auf ein Minimum reduziert. Durch das Führen der Energieübertragungsleitung innerhalb des Maschinenteils wird sie vor äußeren z. B. wetterbedingten Einflüssen geschützt. Weiterhin kann sie nicht außen durchhängen und somit z. B. nicht an Gegenständen hängenbleiben. Durch den Träger wird die Energieübertragungsleitung auch im Inneren des Maschinenteil weitestgehend vor Beschädigungen z. B. durch Reibung geschützt. Durch die außermittige Anordnung der Stellglieder wird Freiraum für den Verlauf des Trägers geschaffen, so daß der Verlauf der Energieübertragungs leitung bzw. des Träger nicht von den Stellgliedern behindert wird. Die Energieübertragungsleitung bzw. -leitungen können in dem Träger axial verschieblich angeordnet sein. Dadurch können Längenänderungen der Energieübertragungsleitungen, welche beispielsweise beim Beaufschlagen einer Hydraulikleitung mit Druck auftreten, zugelassen werden, ohne die Leitungen unter Vorspannung zu setzen. Die Energieübertragungsleitungen verschieben sich dann lediglich etwas in dem Träger.

Wenn die Energieversorgung des Arbeitsgeräts über mehrere Energieübertragungsleitungen erfolgt, werden diese vorzugs weise gemeinsam in oder an dem Träger angeordnet.

Der Träger kann eine Energiekette oder sogenannte Hemmkette sein. Unter Energiekette versteht man hier eine aus einzelnen Kettengliedern bestehende Kette, in welche flexible Leitungen in einer geschützen Weise geführt werden. Die Energiekette ist in der Regel in nur eine Rich tung biegbar. Die Schläuche befinden sich in Öffnungen in zur Längsrichtung der Kette querverlaufenden Platten der Kettenglieder. Zwischen diesen Platten liegen die Leitungen zwar frei, sind jedoch durch die Flanken der Kettengliedern insofern geschützt, daß sie nicht mit Teilen des Maschinen teils in Berührung kommen können.

In dem teleskopartig auseinanderfahrbaren Maschinenteil können Führungselemente zur Führung des Trägers vorhanden sein. Die Form dieser Führungselemente können dann an die Form des Trägers angepaßt werden und beispielsweise U- oder V-förmig sein. Dies erhöht die Stabilität der Führung des Trägers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Ausführungsbeispiel eines teleskopartig ausein anderfahrbaren Maschinenteils nach der Erfindung in eingefahrenem Zustand.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung und zeigt den Maschinenteil in Fig. 1 in teilweise ausgefahrenem Zustand.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Ausschnitt "A" aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Schnitt durch den Maschinenteil längs der Linie B-B in Fig. 3.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen Teleskopausleger für Kräne oder Bagger dar. Entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Teleskopausleger hat drei teleskopisch gegeneinander verschiebbaren Teile. Ein äußerer Teil 10 wird mittels einer Befestigungs anordnung 12 an dem (nicht gezeigten) Kran oder Bagger befestigt. Der äußere Teil 10 ist kastenförmig und nimmt einen mittleren Teil 14 auf. In dem ebenfalls kasten förmigen mittleren Teil 14 ist ein innerer Teil 16 verschiebbar angeordnet. An dem äußeren, freien Ende des inneren Teils 16 befindet sich eine Befestigungsanordnung 18 für ein (nicht gezeigtes) Arbeitsgerät, beispielsweise einen Greifer. Die Lagerung der gegeneinander verschieb baren Teile 10, 14 und 16 erfolgt in an sich bekannter Weise und wird hier nicht näher beschrieben.

Der mittlere Teil 14 wird gegenüber dem äußeren Teil 10 durch einen Hydraulikzylinder verschoben. In dem darge stellten Ausführungsbeispiel ist der Zylinderkasten 20 des Hydraulikzylinders mit dem mittleren Teil 14 fest verbunden. Der Zylinder 22 des Hydraulikzylinders ist mit dem äußeren Teil 10 an einem Befestigungspunkt 24 verbunden. Die (nicht gezeigte) Kolbenstange des Hydraulik zylinders verläuft in dem Zylinderkasten 22. Wie aus den Figuren hervorgeht, ist der Zylinderkasten 20 mit dem Hydraulikzylinder 22 außermittig in den teleskopisch gegen einander verschiebbaren Teilen angeordnet. Die Funktion eines solchen Hydraulikzylinder mit Zylinderkasten ist an sich bekannt und wird hier nicht näher beschrieben.

Der innere Teil 16 ist gegenüber dem mittleren Teil 14 durch eine doppelte Seilzuganordnung verschiebbar. Dabei verlaufen zwei Seilanordnungen parallel zu einander und seitlich versetzt in Axialrichtung des Teleskopauslegers. Jeweils ein erstes Seil 26 jeder Seilanordnung verläuft von einem ersten Befestigungspunkt 28 an dem äußeren Teil 10 über eine an dem äußeren, in Fig. 1 und 2 linken Ende des mittleren Teils 14 befestigte, erste Umlenkrolle 30 zu einem zweiten Befestigungspunkt 32 an dem inneren Teil 16. Jeweils ein zweites Seil 34 jeder Seilanordnung verläuft von einem ersten Befestigungspunkt 36 an dem inneren Teil 16 über eine an dem inneren, in Fig. 1 und 2 rechten Ende des mittleren Teils 14 befestigte, zweite Umlenkrolle 38 zu einem zweiten (nicht näher gezeigten) Befestigungspunkt bei 40 an dem äußeren Teil 10.

Von den beiden Seilanordnungen ist in Fig. 1-3 nur Teile der einen Seilanordnung sichtbar. Von der anderen Seil anordnung ist in Fig. 4 nur die zweite Umlenkrolle 42 sichtbar.

Wenn, ausgehend von dem in Fig. 1 dargestellten, einge fahrenen Zustand des Teleskopauslegers, der mittlere Teil 14 durch den Hydraulikzylinder aus dem ersten Teil 10 herausgefahren wird, dann wird der innere Teil 16 durch die jeweils ersten Seile 26 aus dem mittleren Teil 14 ebenfalls herausgefahren. Wenn der mittlere Teil 14 wieder in den äußeren Teil 10 durch den Hydraulikzylinder hineingefahren wird, dann wird der innere Teil 16 durch die jeweils zweiten Seile 34 in den mittleren Teil 14 ebenfalls hinein gefahren. Die jeweils ersten Seile 26 wirken also als Ausfahrseile und die jeweils zweiten Seile 34 als Einfahr seile für den inneren Teil 16.

Das (nicht gezeigte) an der Befestigungsanordnung 18 zu befestigende Arbeitsgerät wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel hydraulisch betrieben. Der dafür benötigte hydraulische Druck wird von einer außerhalb des Teleskopauslegers angeordneten (nicht gezeigten) Hydraulik quelle durch flexible Hydaulikschläuche zu dem Arbeitsgerät geführt.

Durch (nicht gezeigte) Hydraulikschläuche wird der hydraulische Druck in bekannter und hier nicht näher beschriebenen Weise zunächst von der Hydraulikquelle zu den Teleskopausleger herangeführt. An den äußeren Teil 10 können sich bei 40 Anschlüsse für diese Hydraulikschläuche befinden. Von diesen Anschlüssen wird der hydraulische Druck durch Hydraulikschläuche im Inneren des Teleskop auslegers weitergeleitet. In Fig. 4 sind zwei solche Hydraulikschläuche 44 und 46 gezeigt. Die Anzahl der Hydraulikschläuche richtet sich nach den jeweiligen Arbeitsgeräten.

Im Inneren des Teleskopauslegers verlaufen die Hydraulik schläuche 44 und 46 in einer Energiekette 48. Die Energie kette 48 ist an der Innenwandung des äußeren Teils 10 bei 40 befestigt. Von dort verläuft die Energiekette 48 zwischen der Innenwandung des äußeren Teils 10 und der Außenwandung des mittleren Teils 14 nach hinten, d. h. nach rechts in Fig. 1-3. Nahe dem hinteren, in Fig. 1-3 rechten Ende des mittleren Teils 14 verläuft die Energiekette 48 in einer C-förmigen Bucht und endet am hinteren, in Fig. 1-3 rechten Ende des inneren Teils 16, wo sie durch eine Befestigungsanordnung 52 (Fig. 3) befestigt ist. An diesem Ende des inneren Teils 16 sind Anschlüsse 54 für die Hydraulikschläuche 44 und 46 vorgesehen. Von diesen Anschlüssen 54 wird der hydraulische Druck beispielsweise durch eine im inneren Teil 16 feste Hydraulikleitung 56 zu dem Arbeitsgerät weitergeleitet.

Durch die außermittige Anordnung des Zylinderkastens 20 und des Hydraulikzylinders 22 des Hydraulikzylinders ist genügend Raum für die Unterbringung der in der C-förmigen Bucht 50 verlaufenden Energiekette 48, ohne das dieser Verlauf durch den Hydraulikzylinder oder sonstige Teile des Teleskopauslegers beeinträchtigt wird.

Es sei bemerkt, daß keine Führungsglieder für die C-förmige Bucht vorgesehen sind. Der Verlauf der Energiekette 48 ergibt sich allein durch die Befestigungspunkte und die Führung zwischen dem äußeren und dem mittleren Teil 10 bzw. 14.

Wenn der Teleskopausleger ausgefahren wird (Fig. 2), dann wird die Länge der Energiekette 48 zwischen dem Befesti gungspunkt an dem äußeren Teil 10 bei 40 und der C-förmigen Bucht 50 kürzer und die Länge der Energiekette 48 zwischen der C-förmigen Bucht 50 und der Befestigungsanordnung 52 an dem inneren Teil 16 entsprechend länger. Die C-förmige Bucht folgt also der Bewegung des mittleren Teils 14, wobei die C-förmige Bucht 50 je nach Stellung des Teleskop auslegers von unterschiedlichen Gliedern der Energiekette 48 gebildet wird.

Die Führung der Energiekette 48 zwischen der C-förmigen Bucht 50 und der Befestigungsanordnung 52 an dem inneren Teil 16 kann durch Führungselemente beispielsweise in Form von U-Profile 58 unterstützt werden, in welchen die Energiekette 48 geführt wird. Diese U-Profile 58 können an dem Zylinderkasten 20 befestigt sein.

Claims

1. Teleskopartig auseinanderfahrbarer Maschinenteil, enthaltend

(a) wenigstens zwei teleskopartig ineinander geführten Bauteile (10, 14, 16), wobei eines (16) an seinem dem anderen Bauteil (10) abgewandten, freien Ende ein Arbeitsgerät trägt, welches über wenigstens eine flexible Energieübertragungsleitung (44, 46) mit Energie versorgt wird,
(b) Stellglieder (20, 22) zum teleskopartigen Bewegen der Bauteile zueinander,

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) die Energieübertragungsleitung (44, 46)
- (c₁) innerhalb des Maschinenteils verläuft und
- (c₂) an oder in einem Träger (48) angeordnet ist, welcher in einer Richtung um mindestens 180° biegbar ist,
(d) die Stellglieder (20, 22) außermittig in dem Maschinenteil angeordnet sind, und
(e) der Träger (48) in dem durch die außermittige Anordnung der Stellglieder (20, 22) frei gewordenen Raum in dem Maschinenteil verläuft.

2. Maschinenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung des Arbeitsgeräts über mehrere Energieübertragungsleitungen (44, 46) erfolgt, welche gemeinsam in oder an dem Träger (48) angeordnet sind.

3. Maschinenteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Träger (48) eine Energiekette ist.

4. Maschinenteil nach einem der Ansprüche 1-3, gekenn zeichnet durch Führungselemente (58) zur Führung des Trägers (48) in dem Maschinenteil.