DE20012390U1 - Hydraulically swiveling bucket, especially trench clearing bucket - Google Patents
Hydraulically swiveling bucket, especially trench clearing bucketInfo
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Description
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17.07.2000 01525-00 La/bz17.07.2000 01525-00 La/bz
Rolf Mieger D-88457 KirchdorfRolf Mieger D-88457 Kirchdorf
Hydraulisch schwenkbarer Löffel, insbesondere GrabenräumlöffelHydraulically pivoting bucket, especially trench cleaning bucket
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch schwenkbaren Löffel, insbesondere einen Grabenräumlöffel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulically pivotable bucket, in particular a trench cleaning bucket according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger Löffel ist bereits aus der EP 707 678 B1 bekannt. Ein als Grabenräumlöffel ausgebildeter Schwenklöffel ist an Hydraulikbaggern angebaut, die üblicherweise mit einer Zusatzpumpe und einem Ventil versehen sind und den jeweiligen Schwenklöffel von der Grundmaschine aus mittels Hydraulikleitungen ansteuern, wobei dieser Bausatz auch für andere Verbraucher, wie beispielsweise Greiferdreher verwendet werden kann. Bei vielen Ausführungen werden diese zweiten Verbraucher jedoch nicht benötigt oder sie sind erst gar nicht vorhanden. Hier betreibt dann die Zusatzpumpe der Grundmaschine lediglich den aus der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit bestehenden Schwenktrieb des Löffels. Zur Verbindung mit der Hydraulikpumpe in der Grundmaschine muß der Löffel über Schläuche mit dieser verbunden werden. Gerade bei Bauarbeiten besteht nun die Gefahr, daß diese Hydraulikschläuche beschädigt werden. Bei Beschädigung besteht die Gefahr, daß Hydrauliköl ausläuft, wobei die Umwelt entsprechend verschmutzt wird. Darüber hinaus muß der Löffel bei seiner Montage an den Löffelstiel mit denSuch a bucket is already known from EP 707 678 B1. A swivel bucket designed as a trench clearing bucket is attached to hydraulic excavators, which are usually equipped with an additional pump and a valve and control the respective swivel bucket from the base machine via hydraulic lines, whereby this kit can also be used for other consumers, such as grapple rotators. In many versions, however, these second consumers are not required or are not even present. In this case, the additional pump of the base machine only drives the swivel drive of the bucket, which consists of the hydraulic piston-cylinder unit. In order to connect it to the hydraulic pump in the base machine, the bucket must be connected to it via hoses. Especially during construction work, there is a risk that these hydraulic hoses will be damaged. If damaged, there is a risk that hydraulic oil will leak out, which will pollute the environment. In addition, when the bucket is mounted on the dipperstick, it must be connected to the
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Hydraulikleitungen, die zur Hydraulikpumpe der Grundmaschine führen, verbunden werden.Hydraulic lines leading to the hydraulic pump of the base machine are connected.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem gattungsgemäßen Löffel, dessen Anbau an den Baggerstiel noch weiter zu vereinfachen und die Gefahr der möglichen Beschädigung von Hydraulikzuleitungen zum Löffel hin zu beseitigen.The object of the invention is to further simplify the attachment of a bucket of this type to the excavator boom and to eliminate the risk of possible damage to hydraulic supply lines to the bucket.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einem gattungsgemäßen Löffel durch die die Kombination mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist im Löffel ein Elektromotor integriert, der über eine Hydraulikpumpe die Kolben-Zylinder-Einheit antreibt. Zum Betreiben des Löffels ist entsprechend der Erfindung kein hydraulischer Anbausatz mehr erforderlich. Damit sind auch keine Schläuche mehr vorhanden, die beschädigt werden können. Ein umständliches Anschließen von externen Hydraulikschläuchen an den Löffel bei Umbau des Löffels erübrigt sich.According to the invention, this object is achieved starting from a generic bucket by combining the features of the characterizing part of claim 1. Accordingly, an electric motor is integrated in the bucket, which drives the piston-cylinder unit via a hydraulic pump. According to the invention, a hydraulic attachment kit is no longer required to operate the bucket. This means that there are no longer any hoses that can be damaged. There is no longer any need for the cumbersome connection of external hydraulic hoses to the bucket when converting the bucket.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. Demnach können in dem Träger zwei Plunger-Zylinder angeordnet sein, in die jeweils die Enden einer gemeinsamen Kolben-Stange eintauchen. Bei dieser Konstruktion kann auf ein Ventil sowie auf einen Speichertank für Hydrauliköl verzichtet werden, da bei der Bewegung eines Doppel-Plunger-Zylinders keine Hydrauliköldifferenzmenge entsteht.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims following the main claim. Accordingly, two plunger cylinders can be arranged in the carrier, into each of which the ends of a common piston rod dip. With this construction, a valve and a storage tank for hydraulic oil can be dispensed with, since no difference in the amount of hydraulic oil occurs when a double plunger cylinder moves.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Steuerung zur Einstellung und Aufrechterhaltung des Schwenkwinkels des hydraulisch schwenkbaren Löffels vorgesehen sein. Mit der Steuerung kann ein eingestellter Winkel beibehalten werden oder es kann durch einen vorzusehenden zweiten Winkelgeber ein errechneter Winkel eingestellt und beibehalten werden. Da die die Steuerung bildenden und betreffenden Bauteile unmittelbar am Löffel angebaut sind, ergibt sich eine gute und unmittelbare Steuerbarkeit und Regelbarkeit.According to a further embodiment of the invention, a control can be provided for setting and maintaining the swivel angle of the hydraulically swiveling bucket. A set angle can be maintained with the control or a calculated angle can be set and maintained by a second angle sensor that is to be provided. Since the components forming and relevant to the control are installed directly on the bucket, good and direct controllability and regulation is achieved.
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Vorteilhaft kann im Hydraulikkreis die Hydraulikpumpe durch einen zuschaltbaren Bypass umgangen werden. Durch Zuschalten des Bypasses kann der Löffel in eine Schwimmstellung geschaltet werden.It is advantageous if the hydraulic pump can be bypassed in the hydraulic circuit using a switchable bypass. By switching on the bypass, the bucket can be switched to a floating position.
Eine kompakte Bauweise ergibt sich dadurch, daß der Elektromotor und die durch diesen betriebene Hydraulikpumpe in einem Gehäuse angeordnet sind, das parallel und unmittelbar anschließend zu dem die Kolben-Zylinder-Einheit enthaltenden Träger verläuft.A compact design is achieved by arranging the electric motor and the hydraulic pump driven by it in a housing that runs parallel to and immediately adjacent to the carrier containing the piston-cylinder unit.
Besonders vorteilhaft ist der hydraulisch betriebene Schwenklöffel mit einer Steuerung versehen, die in Abhängigkeit des Oberwagendrehwinkels eines Baggers oder Planiergerätes und des Böschungswinkels die Neigung des schwenkbaren Löffels steuert. Die Steuerung erfolgt dabei so, daß ein dem Böschungswinkel entsprechendes schräges Planum entsteht.It is particularly advantageous that the hydraulically operated swivel bucket is equipped with a control system that controls the inclination of the swivel bucket depending on the upper carriage rotation angle of an excavator or leveling device and the slope angle. The control is carried out in such a way that an inclined level surface is created that corresponds to the slope angle.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from an embodiment shown in the drawing. They show:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Grabenräumlöffels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 is a partially sectioned front view of a trench cleaning bucket according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Grabenräumlöffels gemäß Fig. 1, ebenfalls teilweise geschnitten,Fig. 2 is a side view of the trench cleaning bucket according to Fig. 1, also partially sectioned,
Fig. 3 eine schematische Ansicht des Hydraulikkreises gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 3 is a schematic view of the hydraulic circuit according to the present invention,
Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung eines Teiles des Hydraulikkreises gemäß Fig. 3 undFig. 4 shows an alternative embodiment of a part of the hydraulic circuit according to Fig. 3 and
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Fig. 5 verschiedene schematische Ansichten eines Baggers mit angebautem Grabenräumlöffel zur Verdeutlichung unterschiedlicher Arbeitsstellungen des Grabenräumlöffels.Fig. 5 Various schematic views of an excavator with attached trench cleaning bucket to illustrate different working positions of the trench cleaning bucket.
Ein Grabenräumlöffel 10 ist, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, schwenkbar um eine Schwenkachse 12 an einem Tragstück 14 gelagert, das in an sich bekannter Weise an dem Löffelstiel eines hier nicht näher dargestellten Hydraulikbaggers oder dergleichen angelenkt und durch den Hydraulikzylinder des Löffels verschwenkbar ist.A trench cleaning bucket 10 is, as shown in Figures 1 and 2, pivotably mounted about a pivot axis 12 on a support piece 14 which is hinged in a manner known per se to the bucket handle of a hydraulic excavator or the like (not shown in detail here) and can be pivoted by the hydraulic cylinder of the bucket.
Der Grabenräumlöffel ist an seinem oberen Ende durch einen aus einem Rohr bestehenden Träger 16 ausgesteift, an dem seitliche dreieckförmige Laschen 18, 20 befestigt sind, die der Lagerung des Grabenräumlöffels 10 an dem Tragstück 14 dienen. Der rohrförmige Träger 16 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit kreisförmigem Querschnitt gezeigt. Hier kann aber auch ein Rohr mit quadratischem Querschnitt oder ein beliebiger Kasten als Träger 16 dienen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist eine einzige als doppelseitiger Kolben dienende Kolbenstange 24 vorgesehen, die mit zwei Plunger-Zylindern 22 und 23 zusammenwirkt. An dem doppelseitig wirkenden Kolben 24 ist ein Ansatzstück 26 angesetzt, an dem verschwenkbar ein Ende einer Koppelstange 28 angelenkt ist. Das gegenüberliegende Ende der Koppelstange 28 ist verschwenkbar mit dem Träger 14 verbunden. Durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 22, 23, 24 kann der Grabenräumlöffel 10 um die Schwenkachse 12 verschwenkt werden. Anstatt der hier detailliert beschriebenen Ausgestaltung des doppelseitig wirkenden Kolbens können auch alternative Kolben-Zylinder-Anordnungen im Rahmen der Erfindung Anwendung finden, wie sie beispielsweise in der EP 707 678 B1 beschrieben wurden.The trench cleaning bucket is reinforced at its upper end by a support 16 made of a tube, to which lateral triangular tabs 18, 20 are attached, which serve to mount the trench cleaning bucket 10 on the support piece 14. The tubular support 16 is shown with a circular cross-section in the embodiment according to Fig. 1. However, a tube with a square cross-section or any box can also serve as the support 16. In the embodiment shown here, a single piston rod 24 is provided which serves as a double-sided piston and interacts with two plunger cylinders 22 and 23. An attachment piece 26 is attached to the double-sided piston 24, to which one end of a coupling rod 28 is pivotably connected. The opposite end of the coupling rod 28 is pivotally connected to the support 14. The piston-cylinder arrangement 22, 23, 24 allows the trench cleaning bucket 10 to be pivoted about the pivot axis 12. Instead of the design of the double-acting piston described in detail here, alternative piston-cylinder arrangements can also be used within the scope of the invention, as described, for example, in EP 707 678 B1.
Der Träger 16 ist parallel zu der Schneide 11 des Löffels an dessen zu dem hier nicht näher dargestellten Baggerstiel zugewandten Seite angeordnet. Parallel zu dem Träger 16 und unmittelbar benachbart zu ihm ist ein Gehäuse 30 vorgesehen, in dem ein Elektromotor 32 und eine Pumpe 34, die vom Elektromotor angetrieben wird, aufgenommen sind. Über den Elektromotor 32 und die über diesen angetrie-The carrier 16 is arranged parallel to the cutting edge 11 of the bucket on the side facing the excavator arm (not shown in detail here). Parallel to the carrier 16 and immediately adjacent to it, a housing 30 is provided in which an electric motor 32 and a pump 34, which is driven by the electric motor, are accommodated. The electric motor 32 and the pumps driven by it
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bene Hydraulikpumpe 34 wird das Hydrauliköl in der Kolbenzylinderanordnung 22, 23 und 24 umgepumpt. Der Hydraulikschaltkreis ist vereinfacht in der Fig. 3 wiedergegeben. Der dort schematisch dargestellte Elektromotor 32 ist in Doppelpfeilrichtung a antreibbar. Über den Elektromotor wird die Hydraulikpumpe 34 angetrieben. Im Hydraulikkreis 36 sind Hydraulikventile 38 und 40 sowie Hydraulikflüssigkeitsspeicher 42 und 44 in sonst an sich bekannter Weise angeordnet.The hydraulic oil is pumped around in the piston-cylinder arrangement 22, 23 and 24 by a hydraulic pump 34. The hydraulic circuit is shown in simplified form in Fig. 3. The electric motor 32 shown schematically there can be driven in the direction of the double arrow a. The hydraulic pump 34 is driven by the electric motor. Hydraulic valves 38 and 40 and hydraulic fluid reservoirs 42 and 44 are arranged in the hydraulic circuit 36 in a manner otherwise known per se.
In Fig. 4 ist eine Modifikation des Hydraulikkreises gezeigt, wobei hier die Hydraulikpumpe 34 mittels eines über ein Ventil 46 freischaltbaren Bypass 48 umgehbar ist. Durch Freischaltung des Bypasses 48 kann eine Schwimmstellung des Löffels verwirklicht werden.Fig. 4 shows a modification of the hydraulic circuit, whereby the hydraulic pump 34 can be bypassed by means of a bypass 48 that can be activated via a valve 46. By activating the bypass 48, a floating position of the bucket can be achieved.
Der Elektromotor 32 wird in hier nicht näher dargestellter Art und Weise von einer Batterie als Puffer und dem Generator des Baggers mit Strom versorgt. Hier muß zwar ein Elektrokabel vom Löffel entlang des Stiels bis zum Generator des Baggers geführt werden. Ein derartiges Kabel ist aber für Beschädigungen wesentlich weniger anfällig als entsprechende Hydraulikschlauchleitungen. Auch die Verbindung eines Kabels mit dem Löffel ist beim Umbau wesentlich einfacher als eine Verbindung mit den Hydraulikleitungen.The electric motor 32 is supplied with power in a manner not shown here by a battery as a buffer and the excavator's generator. An electric cable must be run from the bucket along the boom to the excavator's generator. However, such a cable is much less susceptible to damage than corresponding hydraulic hose lines. Connecting a cable to the bucket is also much easier during conversion than connecting it to the hydraulic lines.
Anhand der Fig. 5 kann der Einsatz eines Grabenräumlöffels 10 mittels eines Baggers 5 im Einsatz erläutert werden. Durch den Einsatz des Elektromotors 32 kann die Verstellwinkelsteuerung des Grabenräumlöffels 10 mittels eines eingebauten Potentiometers (hier nicht näher dargestellt) vorgenommen werden. Die Verwendung von Grabenräumlöffeln dient in erster Linie zur Herstellung von Böschungen, bei denen die Einhaltung der Winkelstellung des Löffels - unabhängig von der Schräglage des Baggers - einen großen Vorteil darstellt. Insbesondere wird die Herstellung von Böschungen wesentlich vereinfacht, wenn der Fahrer beim Verschwenken der Ausrüstung den Löffel nicht mehr mit Hand - mehr oder weniger genau - einstellen muß.The use of a trench cleaning bucket 10 by means of an excavator 5 can be explained in action using Fig. 5. By using the electric motor 32, the adjustment angle of the trench cleaning bucket 10 can be controlled by means of a built-in potentiometer (not shown in detail here). The use of trench cleaning buckets is primarily used to create slopes, where maintaining the angle of the bucket - regardless of the inclination of the excavator - is a great advantage. In particular, the creation of slopes is made much easier if the driver no longer has to adjust the bucket by hand - more or less precisely - when swiveling the equipment.
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Gemäß der Skizzen in Fig. 5 kann die Funktion der Steuerung wie folgt erläutert werden. In einem ersten Schritt wird dem Steuerrechner der Böschungswinkel a eingegeben. Beim Verschwenken des Baggerstiels 7 um die Winkel ß-\, ß2 berechnet der Steuerrechner den zugehörigen Schwenkwinkel &kgr;&igr; bzw. y2 des Löffels und steuert die entsprechende Verschwenkung bei Verfahren des Stiels 7 von den Stellungen a in die Stellung b bzw. c. Da der errechnete Winkel, beispielsweise der Winkel K2 für die Stellung C, der einer Verschwenkung des Stiels 7 um den Winkel ß2 entspricht, über den ganzen Verstellweg (W O - W 1) bei diesem eingestellten Winkel des Baggerstiels 7 ß2 gleich ist, kann man die Vereinfachung für den Fahrer erkennen.According to the sketches in Fig. 5, the function of the control can be explained as follows. In a first step, the slope angle a is entered into the control computer. When the excavator boom 7 is swiveled through the angles ß-\, ß 2, the control computer calculates the corresponding swivel angle κγ or y 2 of the bucket and controls the corresponding swiveling when the boom 7 moves from positions a to positions b or c. Since the calculated angle, for example the angle K2 for position C, which corresponds to a swiveling of the boom 7 through the angle ß 2 , is the same over the entire adjustment path (WO - W 1) for this set angle of the excavator boom 7 ß 2 , the simplification for the driver can be seen.
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