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Die
Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum exakten, z. B. lotrechten
oder waagrechten Führen von
Arbeitswerkzeugen an Baggern, insbesondere zum Eindrehen von Bodeneindrehprodukten,
z. B. Schraubfundamenten, Erdankern, Bodendübeln usw., die mit Hilfe eines
Baggergerätes
mit mehrteiligem Auslegerarm wechselbar angeordnet sind.
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Bodeneindrehprodukte,
wie z. B. Schraubfundamente, Erdanker, Bodendübel oder dgl. können bisher
nur mit handgeführten
Bohrgeräten
im unwegsamen Gelände
gesetzt werden. Derzeit verfügbare selbstfahrende
Bohrgeräte
sind aufgrund ihrer Bohrlafette sehr unbeweglich und können in
schwierigem Gelände
oder über
Hindernisse hinweg nicht eingesetzt werden. Deshalb ist z. B. das
Setzen von Bodeneindrehprodukten in Gräben, hinter, über und
unterhalb von Mauern, hinter Verkehrseinrichtungen, wie z. B. Leitplanken,
auf steilen Böschungen
oder dgl. bisher nur mit Hilfe von handgeführten Geräten praktisch möglich, wozu
mindestens zwei Arbeitskräfte
erforderlich sind.
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Selbstfahrende
Bohrgeräte,
die ein Eindrehen von Bodeneindrehprodukten durchführen können, sind
nicht in der Lage, weitere Arbeitsvorgänge auf den Baustellen auszuführen, z.
B. Arbeiten wie das Abladen, Zwischentransportieren von Schraubfundamenten
usw. Das Herstellen der Zufahrten und Arbeitswege in unwegsamem
Gelände
können
bisher Bohrgeräte
nicht selbst leisten. An schwierigen Stellen sind bekannte Bohrgeräte nicht
in der Lage, zusätzliche
Arbeiten, wie Montagehilfe, Planieren des Geländes usw. auszuführen; sie
müssen
unter Umständen
die Bohrstelle verlassen, um anderen Baugeräten für die Zwischenmontage Platz
zu machen. Dies gilt beispielsweise für das abschnittsweise Wiederherstellen
des Baufeldes einschließlich
damit verbundener landschaftsgärtnerischer
Arbeiten, weil z. B. nach dem Fundamentieren mit entsprechenden
Aufbauten nur mit viel Aufwand die Arbeitsflächen wieder rückbaubar
sind, z. B. auf Lärmschutzhügeln.
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Bagger
mit fest angebauten Bohrgeräten verfügen ferner
nicht über
geeignete Werkzeugaufnahmen für
eine lotrechte Armführung.
Ein entsprechendes vielseitiges Arbeiten mit Baggern, die Bohrantriebe
besitzen, ist praktisch ausgeschlossen. Aufgrund des hohes Umrüstaufwandes
lässt sich
dies an der Bohrstelle nicht wirtschaftlich realisieren.
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Derzeit
bekannte Eindrehgeräte
benötigen ferner
für die
Adaption der Bodeneindrehprodukte und dgl. eine manuelle Anpassung
und eine lokale Bedienung an der Eindrehstelle mit einer Bedienperson
an der Eindrehlafette. Eine derartige Arbeitsweise ist unter ungünstigen
Witterungsbedingungen erheblich beeinträchtigt bzw. führt zu Totalausfällen, insbesondere
in klimatischen Extremzonen, wie z. B. in Wüsten oder in frostintensiven
geographischen Lagen.
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Aufgabe
der Neuerung ist, die vorstehend geschilderten Nachteile zu beheben
und eine Gerätekombination
zum exakten Führen
von Arbeitswerkzeugen, insbes. zur Aufnahme von Bodeneindrehprodukten
mit Hilfe von Baggern mit mehrteiligen Baggerarmen vorzuschlagen,
die einen besonders einfachen und vielseitigen Eindrehbetrieb von
Eindrehprodukten auch in unwegsamem und schwierigem Gelände ermöglicht,
und die ein selbsttätiges Aufnehmen,
Ablegen und Wechseln sowie ein lotrechtes Eindrehen und Ausdrehen
wie auch ein selbsttätiges
Umrüsten
von und Umschalten auf andere Arbeitswerkzeuge ermöglicht.
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Gemäß der Neuerung
wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Gerätekombination
nach der Neuerung weist am Löffelstiel
des Baggerarmes einen Tiltrotator mit hydraulischer Schnellwechselvorrichtung
auf, der für
den Eindreheinsatz in seiner Eindrehleistung und -geschwindigkeit
mittels Proportionalsteuerung der Baggerhydraulik so modifizierbar
ist, dass die Ein- und Ausdrehgeschwindigkeit stufenlos geregelt werden
kann. Der Tiltrotator nimmt über
die hydraulische Schnellwechselsteuerung die Grundplatte des Eindrehwerkzeuges
auf, das zentrisch auf die Grundplatte aufgeschraubt ist. Das Eindrehwerkzeug
umfasst den Werkzeugadapter, zwei sternförmige Aufnahmeplatten in Form
von Antriebssternen mit dazwischenliegender Gummikupplung, z. B.
in Form einer Gelenkscheibe, die eine Gelenkfunktion zum Ausgleich
axialer Schwankungen ausübt,
und einen an der unteren Sternplatte befestigten Eindrehschlüssel, der
das Eindrehprodukt, z. B. ein Schraubfundament oder dgl. aufnimmt.
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Die
Aufnahme der Eindrehprodukte erfolgt mechanisch oder mit einer hydraulischen
Sicherung. Damit kann der Baggerführer die Eindrehwerkzeuge selbständig am
Eindrehschlüssel
sichern. Die hydraulische Sicherung besteht aus zwei kleinen Greifarmen
mit Wechsel-Halteleisten, welche je nach Eindrehprodukt ausgewählt werden
können.
Die Greifarme dienen auch zur Aufnahme von liegend angelieferten
Eindrehprodukten und zur Positionierung der Eindrehprodukte auf
einem entsprechenden Ständer.
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Die
Baggersteuerung für
den Betrieb der neuerungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt in der Weise, dass durch die Verstellauslegerpositionierung
der Baggerführer
seine Idealstellung mit Hilfe der Oberwagendrehung und des Armknickgelenkes
wählt, und
damit eine lotrechte Baggerarm-Grundpositionierung erfolgt. Für den Ausgleich
der radialen Baggerarmführung
wird die Hydraulikanlage so modifiziert, dass der Grundausleger
eine druckdefinierte Absinkeinrichtung aufweist, die erst bei statischer Ausgleichslast
aktiviert werden kann. Damit wird verhindert, dass ein unkontrolliertes
Absinken des Baggerarms durch Fehlbedienung auftreten kann. Gleiches
gilt für
Ausdreharbeiten; dabei erfolgt die Druckfreigabe bei der Adaption
mit den Eindrehprodukten; anschließend wird der Grundarm mit
entsprechender Sinkdrossel freigegeben, damit beim Ausdrehen der Grundarm
keinen Gegendruck erzeugen kann. Erst wenn das Eindrehprodukt keinen
Ausdrehhub erzeugt, erfolgt die Druckumschaltung, damit der Grundarm
erneut mit einem entsprechenden Arbeitsdruck versorgt wird. Bei
den Ein- und Ausdreharbeiten wird der Verstellausleger auf seine
Idealposition gestellt und verbleibt in dieser Winkelstellung (Winkel D)
während
der gesamten Dreharbeit. Der Grundarm mit dem Winkel E bleibt variabel,
aber drucklos in der Schwingstellung. Der Löffelstiel, der am Drehpunkt (Winkel
C) mit dem Oberarm befestigt ist, wird über den Winkelsensor kalibriert.
Der Tiltrotator, der am unteren Ende des Löffelstiels befestigt ist (Winkel
D) wird ebenfalls bei der Idealstellung waagerecht zur Nulllinie
kalibriert.
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Bei
den Eindreharbeiten muss der Baggerführer über ein speziell hierfür vorgesehenes
Display mit Fadenkreuz den Farbring im Fadenkreuz halten. Der Farbring
wird durch Winkelsensoren erzeugt. Die Winkel B + C sind zueinander
korrespondierend, wodurch eine voll hydraulische Ansteuerung in
einer weiteren Ausbaustufe möglich
ist. Die Tiltbewegung am Tiltrotator (Winkel A) wird über einen
elektronischen Querneigungs sensor gesteuert, der in der Lage ist,
technisch die Nullsteuerung oder eine definierte Querneigung in
der Y-Achse anzuzeigen. Diese Festlegung wird vor Beginn der Eindreharbeiten vorgenommen.
Bei den Ausdreharbeiten erfolgt bei vollem Kontakt mit dem Eindrehprodukt
der Abgleich mit der Ist-Querneigung des Eindrehproduktes. Diese
festgelegte Querneigung wird bei dem gesamten Ausdrehvorgang über den
elektronischen Querneigungssensor angezeigt. Aus der Kombination
von automatischer Nivellierung des Tiltrotators (Winkel B, y-Achse)
und den korrespondierenden Winkeln (Winkel A, x-Achse) des Löffelzylinders
und Winkel C des Löffelstielzylinders
ergibt sich über
die Schwimmstellung (Winkel E) und die Optimalstellung des Verstellauslegers
(Winkel D) eine lotrechte Führung
der Tiltrotator-Grundplatte, die durch Adaption des Eindrehwerkzeuges
eine lotrechte Drehbewegung garantiert.
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Mit
der neuerungsgemäßen Vorrichtung
wird erreicht, dass im praktischen Einsatz der Gerätekombination
eine hohe Witterungsunabhängigkeit
erzielt wird, der Eindrehbetrieb von einer Bedienungsperson durchgeführt werden
kann, und mit Hilfe eines mehrteiligen Baggerarmes Eindreharbeiten
in schwer zugänglichen
Bereichen, z. B. in tiefen Gräben,
entlang Gewässern,
unterhalb der Wasserlinie, in Steillagen usw. ermöglicht werden.
Mit der Werkzeugaufnahme können
die Eindrehprodukte selbständig
aufgenommen werden, selbständig
an den Eindrehpunkten eingesetzt und lotrecht eingedreht werden.
Die Gerätekombination
ist in der Lage, die Eindrehprodukte selbsttätig abzuladen, zwischenzutransportieren
und für
die Eindreharbeiten zu positionieren. Die Eindreh- und Ausdrehbewegung
erfolgt lotrecht und mit steuerbarem dynamischem oder statischem
Druck. Des weiteren kann die Gerätekombination
mit marktüblichen
Baggerkomponenten betrieben werden, ein und dasselbe Gerät kann für weitere zusätzliche
Arbeiten in allen Positionen sofort mit anderen Werkzeugen umgerüstet werden,
damit z. B. Montage, Planier- oder sonstige Arbeiten vom gleichen
Standort wie die Eindreharbeiten ausgeführt werden können.
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Nachstehend
wird die Neuerung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert.
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1 zeigt
schematisch einen Bagger mit Verstellausleger und mit Tiltrotator,
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2 eine
Bilddarstellung der Werkzeugaufnahme, die mit einer Grundplatte
am Tiltrotator befestigt ist,
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3 eine
schematische Darstellung einer hydraulischen Sicherung zur Aufnahme
der Eindrehprodukte mit einem geschlossenen und einem geöffneten
Greifarm,
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4 die
Darstellung nach 3 mit beiden Greifarmen geöffnet,
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5 eine
Aufsicht auf die hydraulische Sicherung nach den 3 und 4,
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6 eine
schematische Darstellung der Winkelpositionen des Auslegers,
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7 eine
Darstellung des Auslegers in der in 6 dargestellten
Winkelposition der Auslegerarmteile,
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8 eine
Bilddarstellung eines Baggerdisplays mit Farbring für die x-y-Achsausrichtung,
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9 eine
Bilddarstellung des Querneigungssensors am Tiltrotator in Winkelstellung
A (y-Achse) und
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10 eine
Bilddarstellung eines Längsneigungssensors
am Tiltrotator in Winkelstellung B (x-Achse).
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Baggergerätes 1 an
sich bekannter Bauweise, der einen Oberwagen 2 und einen
Unterwagen 3 sowie einen mehrteiligen Auslegerarm 4 mit
Grundarm 5, Verstellausleger 6 und Löffelstiel 7 aufweist,
an dessen freiem Ende ein Tiltrotator 8 angeordnet ist,
der ein Eindrehwerkzeug 9 aufnimmt, das in Eingriff mit einem
Eindrehprodukt 10, z. B. einem Schraubanker steht, und
dieses antreibt.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
des Eindrehwerkzeugs 9, das über eine hydraulische Schnellwechselaufnahme
mit dem Tiltrotator 8 verbunden ist. Das Eindrehwerkzeug 9 besitzt
eine Grundplatte 11, an der der Werkzeugadapter 12 festgelegt
ist, der seinerseits zwei Antriebssterne 13 und 14 aufnimmt,
zwischen denen eine Gelenkscheibe 15 in Form einer Gummikupplung
angeordnet ist. Der untere Antriebsstern 14 nimmt einen
Eindrehschlüssel 16 auf,
der in Eingriff mit einem Bodeneindrehprodukt 10 steht.
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Die 3, 4 und 5 zeigen
eine schematische Darstellung der hydraulischen Sicherung, die aus
Hydraulikzylindern 17, Gelenkwellen 18, Umlenkhebel 19 am
Eindrehschlüssel 16,
Greifarmen 20, Lagerböcken 20a und
Halteleisten 21 besteht, und die in Eingriff mit dem oberen
Teil des Schraubfundamentes 10 gebracht wird.
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Die
Arbeitsweise der Baggersteuerung ist in 6 anhand
der Winkelpositionen schematisch dargestellt, während die Darstellung nach 7 den Baggerausleger
in der in 6 gezeigten Winkelstellung darstellt.
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8 zeigt
das Baggerdisplay, das der Baggerführer für Eindreharbeiten zur hydraulischen
Ansteuerung beobachtet. Für
die Steuerung der Tiltbewegung am Tiltrotator sind nach 9 und 10 elektronische
Querneigungs- und Längsneigungssensoren
vorgesehen, die zur lotrechten Führung des
Tiltrotators und zur Anpassung des Eindrehwerkzeuges an die erforderliche
lotrechte Drehbewegung benötigt
werden.