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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwenkantrieb für Baggeranbauwerkzeuge wie Grablöffel und dergleichen, mit einem ersten Kupplungsteil zum Ankuppeln an einen Auslegerstiel oder ein damit verbundenes Zwischenstück, einem zweiten Kupplungsteil zum Ankuppeln eines Anbauwerkzeugs oder eines damit verbundenen Zwischenstücks, sowie einer zwischen den beiden Kupplungsteilen vorgesehenen Antriebsvorrichtung, die eine Kippachse zum Verkippen der beiden Kupplungsteile und eine quer zur Kippachse verlaufende Verdrehachse zum Verdrehen der beiden Kupplungsteile relativ zueinander aufweist, wobei der Kippachse zugeordnete Kippantriebsmittel eine Kippantriebswelle und einen längsverschieblichen Kolben umfassen, der mit der Kippantriebswelle und/oder einem Antriebsgehäuse in Schraubeingriff steht, und wobei der Verdrehachse zugeordnete Drehantriebsmittel eine Schneckenwelle umfassen, die ein der Verdrehachse zugeordnetes Schneckenrad antreibt.
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Derartige Tiltrotatoren werden üblicherweise am auskragenden Ende eines Baggerstiels angebracht und mit dem jeweils gewählten Anbauwerkzeug wie beispielsweise einem Grablöffel, einem Mehrschalengreifer, einem Rüttelverdichter, einem Planierschild oder einer Schere verbunden, um das Anbauwerkzeug gegenüber dem Baggerstiel mehrachsig verdrehen bzw. verkippen zu können. Ohne derartige Tiltrotatoren könnte das jeweils angebaute Werkzeug üblicherweise nur um eine einzige Achse quer zur Längsachse des Baggerstiels, d. h. in der vertikalen Längsmittelebene des Baggerstiels, verschwenkt werden, was üblicherweise durch ein am Baggerstiel schwenkbar angelenktes Schwenkteil erfolgt, das gegenüber dem Baggerstiel durch einen ein- und ausfahrbaren Hydraulikzylinder verschwenkbar ist. Wird statt dem direkten Anbau des Anbauwerkzeugs ein Tiltrotator der vorgenannten Art zwischen den Auslegerstiel und das Anbauwerkzeug montiert, können die zusätzlichen Kipp- und Drehachsen des Tiltrotators genutzt werden, wobei der Tiltrotator an dem vorgenannten Auslegerstiel selbst verschwenkbar angebaut sein kann, beispielsweise über das vorgenannte Schwenkstück, das durch einen Druckmittelzylinder um eine quer zur Längsachse des Auslegerstiels verlaufende Schwenkachse verkippt werden kann, so dass dann, wenn der Tiltrotator zwei Kipp- bzw. Drehachsen vorsieht, insgesamt eine dreiachsige Schwenk- bzw. Kippbarkeit des Anbauwerkzeugs erreicht werden kann.
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Der Tiltrotator kann hierbei vorteilhafterweise eine Kippachse vorsehen, die üblicherweise quer zur unmittelbar am Baggerstiel selbst realisierten Schwenkachse ausgerichtet ist und sich dabei mehr oder minder parallel bzw. nur leicht spitzwinklig geneigt zu den beiden Ebenen erstreckt, die von den beiden Kupplungsteilen definiert werden bzw. deren Kupplungsebenen bilden. Wiederum im Wesentlichen senkrecht bzw. quer zu der genannten Kippachse des Tiltrotators und zur unmittelbar am Auslegerstiel realisierten Schwenkachse erstreckt sich sodann eine Drehachse, die zu den vorgenannten Kupplungsebenen der beiden Kupplungsteile im Wesentlichen senkrecht verläuft. Bei üblichen Ausrichtungen des Auslegerstiels und der daran befestigten Drehschwenkvorrichtung mit dem wiederum daran befestigten Anbauwerkzeug in einer üblichen Arbeitsstellung am Boden kann sich die vorgenannte Kippachse in liegender Ausrichtung in der vertikalen Längsmittelebene des Auslegerstiels erstrecken, während sich die Drehachse des Tiltrotators in aufrechter Ausrichtung erstreckt. Dies hängt natürlich aber von den jeweils eingestellten Schwenk- und Kippwinkeln ab.
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Werden derartige Tiltrotatoren zwischen das Anbauwerkzeug und den Auslegerstiel montiert, vergrößert sich der Abstand des Anbauwerkzeugs vom Baggerstiel, wodurch die benötigten Stellkräfte aufgrund der größer werdenden Hebelarme größer werden, um am Anbauwerkzeug die benötigten Arbeitskräfte und Momente bereitstellen zu können, beispielsweise einen Grablöffel in der üblichen Weise durch eine ziehende Schwenkbewegung in das Erdreich zu drücken. Umgekehrt nehmen die Reaktionskräfte an den Lagerstellen deutlich zu, wenn mit der zur Verfügung stehenden Antriebskraft des Auslegerstiels das jeweilige Werkzeug ins Erdreich getrieben wird. Insofern wäre es vorteilhaft, die Bauhöhe des Tiltrotators so klein wie möglich zu halten, um die Beabstandung des Anbauwerkzeugs vom auskragenden Ende des Auslegerstiels und die damit einhergehenden Hebelarme entsprechend klein zu halten.
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Zum anderen ist bei derartigen Tiltrotatoren jedoch nicht nur die Bauhöhe, sondern auch die Breite quer zur vertikalen Längsmittelebene des Auslegerstiels von Relevanz, da beispielsweise bei sehr schmalen Grablöffeln ein über das Breitenmaß des Grablöffels hinaus stehender Tiltrotator Kollisionspotential birgt und der Tiltrotator zu Beschädigungen neigt. Hiervon abgesehen kann ein zu breiter Tiltrotator auch den erreichbaren Arbeitsraum beeinträchtigen, beispielsweise wenn mit einem sehr schmalen Grablöffel eine tiefe, schmale Rinne gezogen bzw. gegraben werden soll, deren Breite im Wesentlichen der Breite des Grablöffels entspricht, so dass der Tiltrotator nicht einfahren kann, wenn der Grablöffel tiefer gehen soll.
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Nichtsdestotrotz muss der Tiltrotator trotz der genannten Anforderungen an eine geringe Baugröße jedoch in jedem Fall ausreichende Kipp- und Drehmomente bereitstellen, um eine hohe Arbeitsleistung erreichen zu können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Drehschwenkantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll ein kompakt bauender Tiltrotator mit äußerst geringer Bauhöhe bei gleichzeitig schmaler Breite geschaffen werden, der trotz zierlichen Baumaßen hohe Kipp- und Drehkräfte bereitstellen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Drehschwenkantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird also vorgeschlagen, die den Kipp- und Drehachsen des Drehschwenkantriebs zugeordneten Antriebsmittel so nebeneinander anzuordnen, dass sich deren Antriebswellen mit ihren Längsachsen nicht mehr überkreuzen, so dass die Antriebswellen näher zusammengerückt werden können. Die Antriebswellen werden hierbei vorteilhafterweise in einem gemeinsamen Gehäuseblock angeordnet, um besonders klein bauen zu können. Erfindungsgemäß sind die Kippantriebswelle und die der Drehachse zugeordnete Schneckenwelle zueinander im Wesentlichen parallel angeordnet und in einem einstückigen, gemeinsamen Antriebsgehäuseteil aufgenommen. Hierdurch kann nicht nur die Bauhöhe des Drehschwenkantriebs, d. h. die Erstreckung des Drehschwenkantriebs senkrecht zu den Kupplungsebenen der Kupplungsteile bzw. die Beabstandung der beiden Kupplungsteile voneinander, sehr klein gehalten werden, da auf keine Kollision von Kippantriebswelle und Schneckenwelle geachtet werden muss, wie dies bei sich überkreuzenden Wellen der Fall wäre. Zum anderen kann auch die Breite des Drehschwenkantriebs, d. h. dessen Erstreckung quer zur Kippachse und parallel zu den von den Kupplungsteilen definierten Kupplungsebenen klein gehalten werden, da dieses Erstreckungsmaß nicht durch die Länge der Schneckenwelle definiert wird. Zudem können die beiden Antriebswellen der Kipp- und Drehantriebsmittel durch die Integration in ein gemeinsames Antriebsgehäusestück besonders nahe zueinander gerückt werden, da doppelwandige Ausbildungen, zwischengeschaltete Verbindungsflansche und dergleichen sowie ausreichend starke Verbindungsmittel wie Bolzen und dergleichen vermieden werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung kann der der Kippachse bzw. der Kippantriebswelle zugeordnete Kolben, dessen Längsbewegung in eine Kippbewegung umgesetzt wird, einen von der Kreisform abweichenden, flach gedrückten Querschnitt mit zwei zueinander zumindest näherungsweise senkrechten Hauptachsen unterschiedlicher Länge aufweisen, wobei vorteilhafterweise der Kolben derart angeordnet sein kann, dass sich die kürzere der beiden Hauptachsen des Kolbenquerschnitts im Wesentlichen parallel oder nur leicht spitzwinklig geneigt zur Verdrehachse des Drehschwenkantriebs erstreckt. Der Kolben kann also in Richtung der Bauhöhe des Drehschwenkantriebs, d. h. der Beabstandung der beiden Kupplungsteile, zusammengestaucht sein bzw. quer hierzu breitgedrückt sein, um bei weiter reduzierter Bauhöhe ausreichend hohe Stellkräfte bereitstellen zu können.
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Die Umsetzung der linearen Stellbewegung des Antriebskolbens in die gewünschte rotatorische Antriebsbewegung der Kippantriebswelle kann hierbei grundsätzlich in verschiedener Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Antriebswelle außenseitig mit einer Schraubverzahnung versehen sein, die in eine Innenumfangs-Schraubverzahnung in einer Durchgangsausnehmung des Kolbens eingreift. Alternativ oder zusätzlich könnte der Kolben auch mit einer außenumfangsseitigen Schraubverzahnung versehen sein, mit der der Kolben in Schraubeingriff mit dem Antriebsgehäuse steht. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kolben einen Abschnitt reduzierten Durchmessers besitzt, der mit einer Schraubverzahnung versehen ist und in eine Innenausnehmung der Kippantriebswelle eingreift, die als Hohlwelle ausgebildet sein kann, um mit dem genannten Kolbenabschnitt in Schraubeingriff zu stehen. Der Kolben selbst kann hierbei außenumfangsseitig glatt ausgebildet sein und durch seine von der Kreisform abweichende Querschnittskonturierung drehfest, längsverschieblich im Antriebsgehäuse geführt sein. Hierdurch lassen sich bei sehr kompaktem Aufbau hohe rotatorische Stellkräfte erzeugen.
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In Weiterbildung der Erfindung können die Schneckenantriebswelle der Drehantriebsmittel und die Kippantriebswelle der Kippantriebsmittel in separaten Ausnahmekammern des gemeinsamen Antriebsgehäuseteils angeordnet bzw. aufgenommen sein, wobei vorteilhafterweise auch der der Kippantriebswelle zugeordnete Kolben und das der Schneckenwelle zugeordnete Schneckenrad in separaten Aufnahmekammern des einstückigen Antriebsgehäuseteils untergebracht sein können. Vorteilhafterweise besitzt in Weiterbildung der Erfindung das Antriebsgehäuseteil eine erste Aufnahmekammer zur Aufnahme der Kippantriebswelle und/oder des damit zusammenwirkenden Kolbens, eine zweite Aufnahmekammer zur Aufnahme der Schneckenwelle sowie eine dritte Aufnahmekammer zur Aufnahme des Schneckenrads, wobei die erste Aufnahmekammer von der zweiten Aufnahmekammer und/oder von der dritten Aufnahmekammer durch einen integralen Wandungsabschnitt des Antriebsgehäuseteils getrennt ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich können die zweite Aufnahmekammer und die dritte Aufnahmekammer miteinander in Verbindung stehen, insbesondere durch einen Durchgangsschlitz, der die zweite mit der dritten Aufnahmekammer derart verbindet, dass das Schneckenrad sich mit einem Eingriffsabschnitt in die Aufnahmekammer der Schneckenwelle hinein erstrecken kann, um mit der darin angeordneten Schneckenwelle in Eingriff zu stehen.
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Grundsätzlich kann das Antriebsgehäuse unterschiedlich ausgebildet sein, insbesondere auch mehrteilig, beispielsweise in Form eines zentralen Antriebsgehäuseteils, welches die Kipp- und Drehantriebsmittel aufnimmt, und damit verbindbaren Verschluss- und Anbauteilen wie beispielsweise Deckeln oder Lagerteilen.
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In Weiterbildung der Erfindung bildet das vorgenannte gemeinsame Antriebsgehäuseteil, in dem die Schneckenwelle und die Kippantriebswelle, vorzugsweise auch das Schneckenrad und der zumindest eine, der Kippantriebswelle zugeordnete Kolben, untergebracht sind, ein monoblockartiges, integrales Strukturteil bilden, beispielsweise in Form eines Gussteiles oder eines urgeformten Verbundwerkstoffteiles, beispielsweise eines laminierten Aramith- und/oder Kohlefaserbauteils, gegebenenfalls aber auch in Form eines einstückigen Schweißkonstruktionsteils. Wird ein monoblockartiges Gehäuseteil in Form eines Gussteils vorgesehen, können an den Spannungsverlauf angepasste Wandungskonturen und -stärken realisiert werden, wodurch ein besonders kleinbauendes, kompaktes Antriebsgehäuse erreicht werden kann, welches eine dicht benachbarte Anordnung der Antriebsmittelkomponenten ermöglicht. Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, das Antriebsgehäuseteil aus mehreren Gehäuseteilen zusammenzusetzen, beispielsweise zu verschrauben, wobei beispielsweise ein Gehäuseteil zur Aufnahme der Schneckenwelle an ein Gehäuseteil zur Aufnahme des Kippantriebes einschließlich dessen Kolbens montiert werden kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die vorgenannte dritte Aufnahmekammer, in der das Schneckenrad der Drehantriebsmittel aufgenommen ist, eine zur Längsachse der ersten Aufnahmekammer und/oder zur Längsachse der zweiten Aufnahmekammer quer verlaufende Längsachse besitzen, wobei die Längsachse der genannten dritten Aufnahmekammer vorteilhafterweise insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der ersten Aufnahmekammer verlaufen kann, in der die Kippantriebswelle aufgenommen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Längachse der dritten Aufnahmekammer im Wesentlichen senkrecht zu den Kupplungsebenen der beiden voneinander beabstandeten Kupplungsteile des Drehschwenkantriebs ausgerichtet sein.
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Um eine einfache Montage und einen modulartigen Aufbau des Antriebs zu ermöglichen, kann vorteilhafterweise die von Durchmesser her deutlich größere dritte Aufnahmekammer zu einer Außenseite des Antriebsgehäuses hin offen ausgebildet sein, insbesondere eine bezogen auf die Längsachse offene Stirnseite besitzen, so dass von der offenen Seite der Aufnahmekammer her das Schneckenrad der Drehantriebsmittel und vorteilhafterweise auch die Drehlagermittel für die drehbare Lagerung des zugehörigen Kupplungsteils eingesetzt und montiert werden können.
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Alternativ oder zusätzlich kann die genannte dritte Aufnahmekammer durch einen Deckelteil verschlossen werden, der als Lagerdeckel ausgebildet sein kann, durch den ein Verdrehantriebsteil drehbar hindurchtritt, um die Drehbewegung des Schneckenrads durch das genannte durch den Deckel hindurchtretende Drehantriebsteil nach außen zu dem dort vorgesehenen Kupplungsteil zu bringen.
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Alternativ oder zusätzlich können auch die erste Aufnahmekammer und/oder die zweite Aufnahmekammer für die Kippantriebswelle bzw. die Schneckenwelle stirnseitig mit jeweils zumindest einer Öffnung versehen sein, um ein Einsetzen der Kippantriebsmittel bzw. der Schneckenwelle jeweils von einer Stirnseite her zu ermöglichen. Die entsprechenden stirnseitigen Öffnungen der ersten Aufnahmekammer und/oder der zweiten Aufnahmekammer können vorteilhafterweise durch entsprechende Deckelteile verschlossen werden.
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Je nach benötigter Übersetzung zwischen der Antriebsdrehzahl der Schneckenwelle und der gewünschten Abtriebsdrehzahl des Drehschwenkantriebs an dessen Verdrehachse können zwischen der Schneckenwelle und dem Drehabtriebsteil eine oder mehrere Übersetzungsstufen beispielsweise in Form von Zahnradpaaren vorgesehen sein. Beispielsweise kann das mit der Schneckenwelle kämmende Schneckenrad ein mit der Drehabtriebswelle verbundenes Abtriebsritzel antreiben. Um eine besonders kompakte Bauweise mit wenigen Bauteilen zu erzielen, kann in Weiterbildung der Erfindung das Schneckenrad auch die einzige Übersetzungsstufe zwischen der Schneckenwelle der Drehantriebsmittel und der Drehabtriebswelle bilden. Insbesondere kann das genannte Schneckenrad, das mit der Schneckenwelle kämmt, koaxial zur Verdrehachse des Drehschwenkantriebs angeordnet sein und mit einem der beiden Kupplungsteile des Drehschwenkantriebs, gegebenenfalls über zwischengeschaltete Verbindungsteile drehfest verbunden sein.
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Vorteilhafterweise kann in Weiterbildung der Erfindung das genannte Schneckenrad unmittelbar unter bzw. angrenzend an den Kolben der Kippantriebsmittel angeordnet sein und von letzterem nur durch die Wandungsstärke einer Gehäusewandung getrennt sein, die für den Kolben eine Zylinderwandung bildet und/oder an der der genannte Kolben längsverschieblich geführt ist. Insbesondere kann das Schneckenrad vorteilhafterweise nur durch einen integralen Wandungsabschnitt des vorgenannten monoblockartigen gemeinsamen Antriebsgehäuseteils von dem Kolben bzw. der Aufnahmekammer getrennt sein, in der die Kippantriebswelle und der zugehörige Kolben angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein minimaler Höhenabstand, d. h. Beabstandung in Richtung der Verdrehachse, zwischen dem Kippantriebsmitteln und den Verdrehantriebsmitteln, insbesondere zwischen der Kippantriebswelle und der Schneckenwelle. Die genannte Kippantriebswelle und die genannte Schneckenwelle sind hierbei vorteilhafterweise jedoch, gemessen in Richtung der Verdrehachse des Drehschwenkantriebs, voneinander beabstandet bzw. bezüglich ihrer Drehachsen zueinander versetzt, um die Unterbringung des Schneckenrads zu erleichtern, andererseits aber auch einer ovalen oder elliptischen Verbreiterung des Kolbens nicht im Weg zu stehen. Hierdurch kann eine sehr niedrige Bauhöhe mit einer sehr schlanken, d. h. geringen Breite des Drehschwenkantriebs kombiniert werden.
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Vorteilhafterweise kann in Weiterbildung der Erfindung die Schneckenwelle derart angeordnet sein, dass der Querabstand der Drehachse der Schneckenwelle von der Verdrehachse, gemessen senkrecht zu der Verdrehachse, größer ist als der Höhenversatz zwischen der Drehachse der Schwenkwelle und der Kippachse, gemessen parallel zu der genannten Verdrehachse, d. h. die Schneckenwelle ist höhenmäßig betrachtet näher an die Kippachse gerückt als die Schneckenwelle breitenmäßig an die Drehachse gerückt ist. Hierdurch kann eine besonders niedrige Bauhöhe des Drehschwenkantriebs erreicht werden. Vorteilhafterweise kann der Höhenversatz zwischen der Drehachse der Schneckenwelle und der Kippachse etwa 50%–90%, insbesondere etwa 60%–70% des genannten Querabstands der Drehachse der Schneckenwelle von der Verdrehachse des Drehschwenkantriebs betragen. Hierdurch wird ein guter Kompromiss von niedriger Bauhöhe einerseits und geringer Breitenausdehnung andererseits erzielt, der günstige Hebelverhältnisse und günstige Krafteinleitung einerseits und Bewegungsfreiheit bei schmalen Anbauwerkzeugen andererseits ermöglicht.
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Das der Schneckenwelle zugeordnete Schneckenrad der Verdrehantriebsmittel ist vorteilhafterweise in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu den Kupplungsebenen der beiden Kupplungsteile ausgerichtet ist und/oder im Wesentlichen senkrecht zu der genannten Verdrehachse und parallel zur Kippachse angeordnet ist. Das genannte Schneckenrad kann hierbei unmittelbar unter der Aufnahmekammer für die Kippantriebswelle und den zugehörigen Kolben angeordnet sein, vorzugsweise im Wesentlichen nur durch die entsprechende Trennwandung des Antriebsgehäuses getrennt. Insbesondere kann eine lichte Weite zwischen dem Schneckenrad und/oder der Schneckenwelle einerseits und dem Kolben des Kippantriebs andererseits, gemessen in Richtung der Verdrehachse des Drehschwenkantriebs, weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 33%, insbesondere auch weniger als 25% des maximalen Kolbendurchmessers betragen.
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Um eine geringe Bauhöhe mit günstigen Hebelarmen und niedrigen Reaktionskräften einerseits und eine gute Einführbarkeit in Schächte auch mit schmalen Anbauwerkzeugen andererseits zu vereinen, ist in Weiterbildung der Erfindung die Anordnung der Kippantriebswelle und deren zugehörigem Kolben und der Schneckenwelle relativ zueinander derart getroffen, dass die zwischen den Kupplungsteilen des Drehschwenkantriebs vorgesehene Antriebsvorrichtung eine Höhe, gemessen in Richtung der Verdrehachse, besitzt, die weniger als 66%, vorzugsweise weniger als 55%, insbesondere etwa 33%–55%, der Längserstreckung der Antriebsvorrichtung, gemessen in Richtung der Kippachse, beträgt.
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Da eine Schlankheit des Drehschwenkantriebs insbesondere bezüglich der Quererstreckung, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Kippachse und senkrecht zur Verdrehachse, von Relevanz ist, während umgekehrt eine geringe Baugröße in Längsrichtung, d. h. in Richtung der Kippachse weniger relevant ist, wird vorteilhafterweise der für die ausreichenden Stellbewegungen benötigte Raum der Antriebsmittel in besagter Längsrichtung zugelassen bzw. vorgesehen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die zwischen den Kupplungsteilen vorgesehene Antriebsvorrichtung eine Breite, gemessen quer zur Kippachse und quer zur Verdrehachse, besitzen, die weniger als 75%, vorzugsweise etwa 50%–70% der Längserstreckung der Antriebsvorrichtung, gemessen in Richtung der Kippachse beträgt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine schematische Seitenansicht einer Drehschwenkvorrichtung nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die an einen Auslegerstiel eines Baggers angebaut ist und als Anbauwerkzeug einen Grablöffel trägt,
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2: eine perspektivische, schematische Darstellung des Drehschwenkantriebs aus 1 im abgekuppelten Zustand, wobei die seitliche, parallele Anordnung des Schneckenwellenantriebs der Drehantriebsmittel zu sehen ist,
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3: eine schematische, perspektivische Darstellung des Drehschwenkantriebs ähnlich 2 aus einer anderen Blickrichtung, die dem Schneckenwellenantrieb gegenüberliegende Seite der Antriebsvorrichtung zeigt,
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4: einen Längsschnitt durch den Drehschwenkantrieb aus den vorhergehenden Figuren in einer Schnittebene enthaltend die Kippachse und die Verdrehachse des Drehschwenkantriebs, und
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5: einen Querschnitt durch den Drehschwenkantrieb aus den vorhergehenden Figuren in einer Schnittebene enthaltend die Verdrehachse und senkrecht zur Kippachse.
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Wie Fig. zeigt, kann der Drehschwenkantrieb 1 zwischen das freie Ende des Auslegerstiels 2 eines Baggers 3 und das daran anzubauende Anbauwerkzeug 4 montiert werden, wobei das genannte Anbauwerkzeug 4 in 1 als Grablöffel ausgebildet sein kann. Der Drehschwenkantrieb 1 ist hierbei einerseits mittels eines ersten Kupplungsteils 5 schwenkbar um eine liegende, quer zur Längsachse des Auslegerstiels 2 ausgerichteten Schwenkachse an den genannten Auslegerstiel 2 montierbar, so dass der Drehschwenkantrieb 1 insgesamt beispielsweise mittels eines Druckmittelzylinders 6 und eines zwischengeschalteten Schwenkstücks 7 gegenüber dem Auslegerstiel 2 verschwenkt werden kann.
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Andererseits ist der Drehschwenkantrieb 1 mit einem zweiten Kupplungsteil 8 versehen, mittels dessen ein jeweils gewünschtes Anbauwerkzeug 4 an den Drehschwenkantrieb 1 angebaut werden kann. Wie 4 zeigt, kann das zweite Kupplungsteil 8 und/oder auch das erste Kupplungsteil 5 als Schnellkupplung ausgebildet sein und Schnellverriegelungsmittel, beispielsweise verschiebliche Riegel, aufweisen, um an die üblicherweise mit Querbolzen versehenen Anbauwerkzeuge, oder an den Baggerstiel und dort vorgesehene Querbolzen ankuppeln zu können. Die definierten Anlenkpunkte bzw. Verriegelungsmittel der ersten und zweiten Kupplungsteile 5 und 8 definieren die zuvor erwähnten Kupplungsebenen, die – in unverkippter Mittelstellung des Drehschwenkantriebs – näherungsweise parallel oder nur leicht spitzwinklig geneigt zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sind.
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Der Drehschwenkantrieb 1 umfasst zwischen den beiden Kupplungsteilen 5 und 8 eine Antriebsvorrichtung 9, die die beiden Kupplungsteile 5 und 8 relativ zueinander zweiachsig verschwenken bzw. verdrehen kann. Einerseits realisiert die Antriebsvorrichtung 9 eine Kippachse 10, die sich im Wesentlichen parallel zu der Kupplungsebene des ersten Kupplungsteils 5 und quer zu der am Auslegerstiel 2 realisierten Schwenkachse erstreckt, wobei die genannte Kippachse 10 ein stückweit unterhalb bzw. beabstandet von den Kupplungs- bzw. Verriegelungsmitteln des ersten Kupplungsteils 5 angeordnet ist, vgl. 4. Mittels der genannten Kippachse 10 kann das Anbauwerkzeug 4 bezüglich einer vertikalen Längsmittelebene durch den Auslegerstiel 2 von rechts nach links verschwenkt werden bzw. bezüglich der 1 aus deren Zeichenebene heraus- und hineingeschwenkt werden.
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Weiterhin realisiert die Antriebsvorrichtung 9 eine Verdrehachse 11, die sich im Wesentlichen senkrecht auf die genannte Kippachse 10 erstreckt. Hierdurch kann der zweite Kupplungsteil 8 und das daran befestigte Anbauwerkzeug 4 in der Kupplungsebene verdreht werden bzw. bezüglich einer – in 1 aufrechten – Achse senkrecht sowohl zur Kippachse 10 als auch zu der am Baggerstiel realisierten Schwenkachse verdreht werden.
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Wie die 4 und 5 zeigen, umfassen die der Kippachse 10 zugeordneten Kippantriebsmittel einen in Richtung der Kippachse 10 längsverschieblich geführten Kolben 12, der mit einer zugehörigen Kippantriebsachse 13, die sich koaxial zur genannten Kippachse erstreckt, zusammenwirkt. Der genannte Kolben 12 ist hierbei längsverschieblich in einer zylindrischen Ausnehmung eines Antriebsgehäuseteils 14 geführt, das an dem Kupplungsteil 5 um die Kippachse 10 verkippbar gelagert ist. Das Antriebsgehäuseteil 14 umfasst hierzu eine erste Aufnahmekammer 15, die sich – grob gesprochen – parallel zur Richtung der Kippachse 10 durch das Gehäuse 18 der Antriebsvorrichtung 9 hindurch erstreckt.
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Der Kolben 12 besitzt hierbei vorteilhafterweise einen flach gedrückten, insbesondere ovalen bzw. elliptischen Querschnitt bzw. ist die Außenkontur des genannten Kolbens 12 flach gedrückt bzw. oval ausgebildet. Mit dieser ovalen Querschnittskontur ist der Kolben 12 längsverschieblich, aber unverdrehbar in der zylindrischen, dazu komplementär flach gedrückt bzw. oval geformten Ausnehmung der Aufnahmekammer 15 geführt.
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Wie 4 zeigt, kann der Kolben 12 hierbei einen Abschnitt 19 verringerten Durchmessers aufweisen, der außenumfangsseitig mit einer Schraubverzahnung 20 versehen sein kann, mit der der Kolben 12 in eine Innenausnehmung einer als Hohlwellenteil ausgebildeten Kippantriebswelle 13 eingreifen kann, so dass eine Längsverschiebung des Kolbens 12 eine Drehbewegung der Kippantriebswelle 13 um die Kippachse 10 bewirkt. Die genannte Kippantriebswelle 13 tritt stirnseitig aus dem genannten Antriebsgehäuseteil 14 heraus und ist über eine drehfest angebundene Antriebslasche drehfest mit dem ersten Kupplungsteil 5 verbunden.
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Der Kolben 12 kann durch Einleitung von Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl in die genannte Aufnahmekammer 15 axial angetrieben werden, wobei durch auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens vorgesehene Druckkammern in an sich bekannter Weise eine zweiseitige, gegenläufige Antriebsbewegung hin und her erzeugbar ist.
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Die der Verdrehachse 11 zugeordneten Drehantriebsmittel sind ebenfalls in dem vorgenannten Antriebsgehäuseteil 14 untergebracht, welches hierzu eine zweite Aufnahmekammer 16 sowie eine dritte Aufnahmekammer 17 umfasst, die von der vorgenannten ersten Aufnahmekammer 15 für die Kippantriebsmittel getrennt sind und hiervon in Richtung der Verdrehachse 11 ein stückweit beabstandet sind.
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Die dritte Aufnahmekammer 17 bildet einen zentralen Aufnahmeraum mittig unter dem vorgenannten ersten Aufnahmeraum 15, wobei der Durchmesser der genannten dritten Aufnahmekammer 17 beträchtlich größer ist als der der ersten Aufnahmekammer 15, beispielsweise mindestens doppelt so groß ist hinsichtlich des Durchmessers. Eine zentrische Längsachse der dritten Aufnahmekammer 17 ist koaxial zur Verdrehachse 11 ausgerichtet. Die genannte dritte Aufnahmekammer 17 dient der Aufnahme eines Schneckenrads 21, das mit einer Schneckenwelle 22 kämmt, die in der vorgenannten zweiten Aufnahmekammer 16 aufgenommen ist. Die genannte Schneckenwelle 22 – und dementsprechend die zweite Aufnahmekammer 16 – erstreckt sich hierbei im Wesentlichen parallel zu der Kippachse 10, wobei die Schneckenwelle 22 mit ihrer Drehachse einerseits quer von der Verdrehachse 11 beabstandet ist und andererseits in Höhenrichtung, d. h. parallel zur Verdrehachse 11 von der Kippachse 10 beabstandet ist. Der Querabstand QA der Drehachse der Schneckenwelle 22 von der Verdrehachse 11 ist hierbei ein stückweit größer als der Höhenabstand HA der Drehachse der Schneckenwelle 22 von der Kippachse 10, vgl. 5. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Anordnung derart getroffen sein, dass der genannte Höhenabstand HA etwa 65% des genannten Querabstands QA beträgt.
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Das Schneckenrad 21 ist hierbei vorteilhafterweise vollständig in die genannte dritte Aufnahmekammer 17 versenkt und am Boden dieser Aufnahmekammer 17 angeordnet, d. h. unmittelbar an der Gehäusewandung 23, die die dritte Aufnahmekammer 17 von der ersten Aufnahmekammer 15 trennt. Damit das Schneckenrad 21 mit der Schneckenwelle 22 kämmen kann, ist die dritte Aufnahmekammer 21 mit der zweiten Aufnahmekammer 16 durch eine schlitzförmige Ausnehmung verbunden, vgl. 5.
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Weiterhin ist in der dritten Aufnahmekammer 17 eine Drehlagerung bzw. Drehlagermittel beispielsweise umfassend einen Drehlager-Achsstumpf oder dergleichen aufgenommen, um das zweite Kupplungsteil 8 um die Verdrehachse 11 drehbar mit dem Antriebsgehäuseteil 14 zu verbinden bzw. daran zu lagern. Vorteilhafterweise kann das Antriebsgehäuseteil 14 einen vom Boden der dritten Aufnahmekammer 17 vorspringenden, ringförmigen Flansch bzw. Steg 23 umfassen, um innerhalb dieses Flansches 23 die Drehlagermittel steif und fest aufnehmen zu können, und außerhalb dieses ringförmigen Flansches 23 das Schneckenrad 21 anordnen zu können.
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Die zum zweiten Kupplungsteil 8 hin offene dritte Aufnahmekammer 17 kann vorteilhafterweise durch ein Deckelteil 24 verschlossen werden, das das Schneckrad 21 überdeckt und auf dem vorgenannten Flansch 23 aussitzen kann und/oder randseitig, d. h. auf dem die Aufnahmekammer 16 umgebenden Rand des Antriebsgehäuseteils 14 aufsetzen kann. Hierdurch wird ein stabiler, ringförmiger Käfig für das Schneckenrad 21 gebildet, welches dementsprechend verwindungssteif gelagert sein kann.
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Das Schneckenrad 21 kann mittels geeigneter Verbindungsmittel, beispielsweise Schraubbolzen 25 drehfest mit dem zweiten Kupplungsteil 8 verbunden werden, wobei die Verbindungsmittel zwischen dem Schneckerad 21 und dem zweiten Kupplungsteil 8 sowie die Drehlagermittel für das zweite Kupplungsteil 8, die zentrisch positioniert sein können, durch das vorgenannte Deckelteil 24 hindurchtreten können.
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Vorteilhafterweise bilden die zweite und die dritte Aufnahmekammer 16 und 17 eine nach außen hin geschlossene, abgedichtete Drehgetriebekammer, die beispielsweise mit Öl befüllt werden kann, so dass die Drehantriebsmittel im Wesentlichen wartungsfrei laufen können.
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Die Schneckenwelle 22 kann grundsätzlich in verschiedener Art und Weise angetrieben werden, beispielsweise auf elektrischem Wege durch einen Elektromotor, der an die genannte Schneckenwelle angekuppelt wird, oder auf hydraulischem Wege, beispielsweise mittels eines auf eine Spindelmutter einwirkenden Stellaktors. Andere Antriebsmöglichkeiten für den Schneckenantrieb können ebenfalls vorgesehen werden.
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Das Antriebsgehäuseteil 14, welches mit seinen verschiedenen Aufnahmekammern 15, 16 und 17 sowohl die Kippantriebsmittel als auch die Verdrehantriebsmittel aufnimmt, ist vorteilhafterweise in Form einer monoblockartigen Struktur, beispielsweise in Form eines einstückigen Gussteiles ausgebildet. Hierdurch kann nicht nur eine dünnwandige, kompakte Bauweise mit an den Kraftfluss angepassten Konturverläufen und Wandstärken erreicht werden, sondern auch eine besonders kippsteife und damit fluchtungsfehlerfrei laufende Anordnung der Antriebsmittel erzielt werden.
