DE2604357A1

DE2604357A1 - Greifer fuer aushubzwecke

Info

Publication number: DE2604357A1
Application number: DE19762604357
Authority: DE
Inventors: Jean Bourdeau; Jacques Demichelis; Alain Jodet; Georges Moreau
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1975-02-06
Filing date: 1976-02-05
Publication date: 1976-08-26
Also published as: FR2300177B1; FR2300177A1; JPS51103603A; IT1057134B; AU1088376A

Description

Dipl.ing. HANS ZAPPIl <? ß fU ^

PATENTANWALT / D U H O O /

D - 603 QITENBACII (MAIN) KAISERSTOASSE 9 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

TELEFON (06 11) 83 27 21

3. Februar 1976 Zap/Han

Der französische Staat vertreten durch das Ministerium für Wohnungsbau, Ausstattung,

für die Vermietung und den Tourismus, Zentral laboratorium für Brücken und Straßen

58, Boulevard Lefebvre 75015 Paris / Frankreich

Greifer für Aushubzwecke

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für Aushubzwecke mit einem senkrecht verlaufenden Tragelement und Einrichtungen zum Halten und Heben des Tragelements, mit zwei jeweils schwenkbar gelagerten Schalen, deren Schwenkachsen fest mit mit dem Unterteil des Tragelements verbunden sind, mit einer Betätigungsvorrichtung zum Schliessen und öffnen der Schalen, mit' einer in Längsrichtung des Tragelements verschiebbaren Traverse und mindestens zwei Verbindungsgliedern, welche einerseits mit der Traverse und mit dem jenseitigen Ende mit je einer der Schalen verbunden sind, sowie mit einer

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Schlageinrichtung für die Ausübung von Schlägen auf die Außenwand einer jeden Schale mittels der Verbindungsglieder und mit einem Antrieb für die Schlageinrichtung.

Das Ausheben von Erde, insbesondere von tiefen Gräben, wird gewöhnlich mittels Greifern durchgeführt, die zwei Schalen bzw. Halbschalen aufweisen, deren Schliessen entweder mechanisch durch Seile oder hydraulisch durch Druckmittelzylinder herbeigeführt wird. Die bekannten Greifer haben im allgemeinen eine zufriedenstellende Arbeitsweise, wenn die auszuhebende Erde verhältnismäßig locker ist; sie haben sich jedoch bei harten Böden als wirkungslos erwiesen. Beim Aushub festen Bodens wurde bereits empfohlen, den Greifer durch Gewichte zu belasten, die mehrere Tonnen erreichten, oder den Greifer nach oben hin durch eine rechteckige Stange zu verlängern (System "Kelly" ) auf die eine statische Kraft aufgebracht werden kann. Derartige Vorrichtungen sind jedoch keineswegs befriedigend und zu-dem schwer und platzraubend. Es ist gleichfalls vorgeschlagen worden, festen Boden mit Hilfe von Spezielawerkzeugen auszuheben, wie Fräsen, Drei-Kegel-Maschinen etc. Diese Werkzeuge ermöglichen es - allerdings nicht ohne Schwierigkeiten - harte Böden auszuheben, erfordern jedoch für ihre Durchführung eine verhältnismäßig umfangreiche Ausrüstung und haben im Falle lockerer Böden nur eine geringe Leistungsfähigkeit.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, einen Aushubgreifer mit einer vertikal beweglichen Masse zu versehen, um durch deren Eigengewicht eine Stoßkraft zu erzeugen, die auf jede Greiferschale übertragen wird. Hierbei ist es jedoch erforderlich, den Greifer mit einem System von Seilen auszurüsten, um die betreffende Masse nach jedem Schlag wieder anzuheben, wodurch die Bedienung des Greifers

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sehr erschwert wird. Außerdem ermöglicht das bekannte System mit Fallgewicht nicht die Erzeugung von Stoßkräften mit erhöhter Frequenz, die erforderlich ist, um ein schnelles Schliessen der beiden Schalen zu gewährleisten.

Es ist gleichfalls bereits vorgeschlagen worden, einen Aushubgreifer mit einer Schlagvorrichtung zu versehen, die mittels Druckluft angetrieben wird. Dieses Schlagsystem kann ebenso wie das System mit Fallgewicht nicht in zufriedenstellender Weise beim Ausheben tiefer Gräben eingesetzt werden. Beim Ausheben dieser Gräben wird ein Schlamm von hoher Viskosität in den Graben eingebracht, um die Grabenwände während des Aushebens zu stützen. Bei Verwendung von Druckluft entweicht diese innerhalb des Schlamms und bildet eine Emulsion mit diesem, die nicht mehr die Aufgabe einer Stützung der Grabenwände erfüllen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Greifer der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der keine der vorstehend genannten Nachteile besitzt, sowohl in lockerem als auch in festem Boden einsetzbar ist, leicht und schnell bedienbar ist und eine in jedem Falle zufriedenstellende Leistung erbringt. Dabei soll der Greifer insbesondere für den Aushub tiefer Gräben ausgelegt sein, in die während des Aushubs Schlamm eingefüllt wird, um eine Abstützung der Grabenwände zu bewirken.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Greifer erfindungsgemäß dadurch, daß jedes Ver bindungsglied an seinem anderen, d.h. den Schalen abgekehrten Ende, gelenkig an der Traverse befestigt ist, daß die Betätigungsvorrichtung zum Schliessen und öffnen der Schalen mindestens einen Druckmittelzylinder aufweist, dessen ruhender Teil mit dem Tragelement und dessen beweg-

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licher Teil mit der Traverse verbunden ist, und daß die Schlageinrichtung einen hydraulischen Antrieb aufweist.

Das durch diese Konstruktion ermöglichte Zusammenwirken des Antriebs der Schlageinrichtung und der Betätigungsvorrichtung für das Schliessen der Schalen ermöglicht
ebenso die Durchführung von Aushubarbeiten in festem
Bodeen als auch den Aushub von lockerem Boden, wobei
in dem zu letzt genannten Fall die Schlageinrichtung
nicht in Betrieb genommen zu werden braucht. Die erfindungsgemäße Lösung verleiht dem Greifer einen großen Einsatzbereich und erlaubt dessen Einsatz in jedem Falle mit einem guten Wirkungsgrad.

Bei einem Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes weist die Schlageinrichtung mindestens zwei hydraulische Hammer auf, deren Außenkörper gelenkig mit der Traverse und deren Schlagorgane gelenkig mit je einer Schale des Greifers verbunden sind, wobei die hydraulischen Hämmer selbst die Verbindungsglieder darstellen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes weist die Schlageinrichtung einen Unwuchthammer auf, der auf der Traverse befestigt ist und dem
ein hydraulischer Motor zugeordnet ist.

Die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und ihre Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der
Figuren 1 bis 4 näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Greifers mit'Vibrationsantrieb durch hydraulische

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Hämmer, teilweise in einer Seitenansicht und teilweise anhand eines Schnittes entlang' der Linie I - I in Figur 2,

Figur 2 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie

II - II in Figur 1,

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Greifers mit Vibrationsantrieb durch Unwuchthämmer teilweise in einer Seitenansicht und teilweise als Schnitt entlang der Linie III -

III in Figur 4 und

Figur 4 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie

IV - IV in Figur 3.

Der erfindungsgemäße Greifer gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt zwei lediglich in Figur 1 dargestellte Schalen

30 die bei ihrer öffnungs- oder Schließbewegung um zwei zugehörige horizontale Schwenkachsen 31 schwenkbar sind, die am unteren Ende 32a eines senkrechten Tragelements 32 gelagert sind.

Die Schalen 3o sind beiderseits der senkrechten Achse des Tragelements 32 in symmetrischer Anordnung angebracht und weisen jeweils in Bezug auf eine mittlere Schnittebene, die senkrecht zu ihrer Schwenkachse verläuft, angenähert die Form eines Dreiecks auf. Die Schwenkachse 31 ist in der Nähe einer jeden Ecke dieses Dreiecks angeordnet. Je eine weitere Ecke des Dreiecks liegt auf dem Boden auf, wenn die Schalen 3o in geöffneter Stellung abgesetzt werden, wobei Zähne 34 vorgesehen sind, die das Eindringen der Schalen 3o in den Boden erleichtern. In der

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Nähe jeweils der dritten Ecke des Dreiecks ist in der Außenwand der Schale eine Gelenkachse 35 gelagert, die horizontal und parallel zur Schwenkachse 31 verläuft.

Die Schwenkachsen 31 sind am unteren Ende 32a eines zusammengesetzten Tragelements 32 befestigt, welches als Gehäuse ausgebildet ist. Die Längsachse des Tragelements verläuft in senkrechter Richtung. Das Tragelement ist am oberen und unteren Ende offen und besitzt in horizontaler Richtung einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, dessen Langsei ten von einer Vorder- und einer Rückseite 32b und dessen Schmalseiten von Seitenwänden 32c gebildet werden. Sämtliche Wandteile bestehen aus Blech. Das Tragelement 32 ist an einem Seil 33 aufgehängt, welches mit einer nicht dargestellten Seilwinde verbunden ist und über eine Rillenrolle 36 geführt ist, die auf einer mit dem Tragelement 32 fest verbundenen waagrechten Achse 37 gelagert ist. Die Achse 37 ist an ihren Enden in zwei Verstärkungsplatten 38 gelagert, die mit der Innenfläche der Wände 32b in deren mittlerem Bereich verschweißt sind.

Im Innern des Tragelements 32 ist in vertikaler Richtung mindestens ein Druckmittelzylinder 39 angeordnet, dessen Außenkörper 39a über einen mit Zapfen 34a versehenen Bund 4o fest mit dem Tragelement 32 verbunden ist, indem die Zapfen 4oa in die Verstärkungsplatten 38 eingreifen. Das freie Ende der Stange 39b des Druckmittelzylinders 39 ist beispielsweise durch eine Verschraubung in der Traverse 41 befestigt. Die Traverse 41 kann innerhalb des Tragelements 32 senkrechte Gleitbewegungen ausführen und besitzt ein Mittelteil 41a, welches durch senkrechte Schienen 42 geführt wird, die auf die Wände 32b

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des Tragelements 32 aufgeschweißt sind. Beiderseits des Hittelteils 41a ist die Traverse 41 mit zwei senkrechten Seitenflügeln 41b versehen, in denen Gelenkachsen 43 angeordnet sind, die parallel zu den Gelenkachsen 35 ver-1aufen.

Die Traverse 41 ist mit den beiden Schalen 3o durch druckmittelbeaufschlagte hydraulische Hammer verbunden die lediglich in Figur 1 dargestellt sind. Diese Hämmer sind von einer Bauart, wie sie auch als Gesteinsbrecher verwendet werden. Die Außenkörper 44a" dieser hydraulischen Hämmer sind mit ihrem oberen Teil um die Gelenkachsen schwenkbar mit der Traverse 41 verbunden. Die hydraulischen Hämmer besitzen Schlagorgane 44b, deren freie Enden mit den Schaben 3o um die Gelenkachsen 35 schwenkbar verbunden sind. Die hydraulischen Hammer sind mit einem nicht dargestellten Druckerzeuger verbunden und werden durch ebenfalls nicht dargestellte Einrichtungen betätigt. In besonders vorteilhafter Weise sind die Schwenkachsen 31 und die Gelenkachsen 3 5 und 43 in Bezug auf die senkrechte Achse des Druckmittelzylinders 39 symmetrisch angeordnet, wobei die senkrechten Mittenebenen der Schalen 3o, der hydraulischen Hämmer, der Traverse 41 und des Druckmittelzylinders 39 zusammenfallen und senkrecht zu den Achsen 31, 35 und 43 verlaufen. Die Teile 44a und 44b der hydraulischen Hammer sind Verbindungsglieder 44.

Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Greifers mit hydraulischem Schlagantrieb ist die folgende: Während die Schalen 3o in geöffneter Stellung auf dem Boden aufliegen, und sich die hydraulischen Hammer in Betrieb befinden, wird mittels des Druckmittelzylinders auf die Traverse 41 eine senkrecht nach unten gerichtete

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Kraft ausgeübt. Wenn durch die kombinierte Wirkung der von den hydraulischen Hämmern erzeugten Schläge und der vom Druckmittelzylinder 39 ausgeübten Kraft die Schalen 3o in ihre Schließstellung gebracht worden sind, sind die Stange 39b des Druckmittelzylinders 39 und die Traverse 41 in Bezug auf das Tragelement 32 in senkrechter Richtung verschoben worden und nehmen ebenso wie die hydraulischen Hämmer und die Schalen 3o eine Stellung ein, die in· Figur 1 gestrichelt dargestellt ist.

Das Herausheben der Erde mit den Schalen 3o wird durch einen Zug am Seil 33 bewirkt. Das "Öffnen sowie das Halten der Schalen in geöffneter Stellung wird durch das Einziehen der Stange 39 des Druckmittelzylinders 39 bewirkt.

Der vorstehend beschriebenen Greifer kann auch ohne Schlagantrieb verwendet werden, wenn der Boden dies zuläßt. In diesem Fall werden die hydraulischen Hämmer nicht betätigt, und die Schließbewegung der Schalen wird durch die auf die Stange 39b des Druckmittelzylinders 39 ausgeübte Kraft herbeigeführt, die mittels der hydraulischen Hämmer 44a bzw. 44b übertragen wird, die hierbei lediglich als Gelenkstangen dienen.

Die Figuren 3 und 4 erläutern einen erfindungsgemäßen Greifer mit Vibrationsantrieb. Analog zum vorstehend beschriebenen Greifer mit hydraulischem Schlagantrieb besitzt der nachfolgend beschriebene Greifer zwei Schalen 5o mit Schwenkachsen 51, Zähnen 54 und Gelenkachsen 55, wobei die Schwenkachsen 51 am unteren Ende 52a eines Tragelements 52 mit senkrechter Längsachse angeordnet sind, welches aus Vorder- und Rückwand 52b sowie aus Seitenwänden 52c besteht. Das Tragelement 22 ist an

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einem Seil 53 aufgehängt, welches mit einer nicht dargestellten Seilwinde verbunden ist und über eine Rillenrolle 56 geführt ist, die auf einer in den Wänden 52b des Tragelements 52 befestigten Achse 57 gelagert ist.

In dem gleichfalls als Gehäuse ausgebildeten Tragelement 52 sind bevorzugt mindestens zwei senkrechte Druckmittelzylinder 58 angeordnet, deren Außenkörper 58a über mit Zapfen 59a versehene Bünde 59 mit dem Tragelement 52 fest verbunden sind, wobei die Zapfen 59a in die Wände 52b eingreifen. Kolbenstangen 58b der Druckmittelzylinder 58 sind beispielsweise durch Verschraubung mit einer horizontalen Traverse 6o verbunden, die unterhalb der Druckmittelzylinder angeordnet ist. Die Traverse 6o besteht aus einer horizontalen Platte 6oa, mit der die Kolbenstangen 58b der Druckmittelzylinder 58 verschraubt sind, und aus einer Rippe 6ob, die sich in vertikaler Richtung unterhalb der Platte 6oa erstreckt und mit Gelenkachsen 61 versehen ist. Zwei Verbindungsgiieder 62 in Form von Gelenkstangen verbinden die Traverse 6o mit den Schalen 5o. Die Verbindungsglieder sind einerseits mit ihrem oberen Teil gelenkig mit den Achsen 61 verbunden, wobei die oberen Enden als Gabeln ausgebildet sind und die Rippe 6ob der Traverse 6o umgreifen. Andererseits sind die Verbindungsglieder an ihrem unteren Ende um die Achsen 55 schwenkbar mit den Schalen 5o verbunden. Vorzugsweise sind die Druckmittelzylinder 58, die Verbindungsglieder 62 und die Schalen 5o symmetrisch zu einer gemeinsamen senkrechten Achse angeordnet und haben eine gemeinsame Mittenebene, die senkrecht zu den Achsen 51, 55 und 61 verläuft.

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Auf der Platte 6oa der Traverse 60 ist ein Gehäuse 63 befestigt, welches wasserdicht einen Unwuchthamnier 64 umgibt. Dieser Unwuchthammer besteht aus einem metallischen Kasten 65, in dessen Innenraum zwei exzentrische Massen

66 angeordnet sind, die im Gegensinne um zwei parallele in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegende Achsen

67 drehbar sind. Die exzentrischen Massen 66 werden durch entsprechende nicht dargestellte hydraulische Motoren in Rotation versetzt.

Der Unwuchthammer 64 ist mittels senkrechter elastischer: Glieder 68 wie beispielsweise Federn in dem Gehäuse befestigt. Die elastischen Glieder 68 erstrecken sich einerseits zwischen der oberen Wand des Kastens 65 und der Innenfläche der oberen Wand des Gehäuses 63 und andererseits zwischen der unteren Wand des Kastens 65 und der oberen Fläche der Platte 60a der Traverse 60. Die untere Wand des Kastens 65 ist mit einem Metallteil 69 versehen, welches einen Hammer darstellt und dazu dient, ein bearbeitetes, metallisches Teil 7o zu berühren, welches einen an der Platte 60a befestigten Amboß bildet. Bevorzugt ist das Metallteil 69 auf der mit dem Metallteil 7o in Berührung kommenden Fläche mit einem bearbeiteten Metallplättchen 69a versehen.

Die Arbeitsweise eines derartigen Greifers mit Vibrationsantrieb ist die folgende: Während die Schalen 5o in geöffneter ,Stellung auf dem Boden aufliegen, werden die exzentrischen Massen 66 in Drehung versetzt. Der Unwuchthammer 46 wird dabei entgegen der Kraft der elastischen Glieder 68 mit einer senkrechten Oszillationsbewegung angetrieben, deren Amplitude wächst, bis der Unwuchthammer 64 auf die Traverse 60 aufschlägt. Die

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Schalen 5o werden dadurch über die Verbindungsglieder .62 einer Stoßvibration ausgesetzt. Gleichzeitig mit der Betätigung des Unwuchthammers 64 wird mittels der Druckmittelzylinder 58 eine nach unten gerichtete Kraft auf die Traverse 6o ausgeübt. Wenn die Schalen 5o geschlossen sind, haben die Stangen 58b der Druckmittelzylinder 58 und die Traverse 6o mit dem Gehäuse 63 und dem Unwuchthammer 64 eine senkrecht nach unten gerichtete Bewegung in Bezug auf das Tragelement 52 ausgeführt. In folgedessen nehmen die Schalen 5o, die Verbindungsglieder 62, die Traverse 6o und die Stangen 58b der Druckmittelzylinder 58 die in Figur 3 gestrichelt dargestellte Stellung ein.

Das Ausheben des Bodens und der Schalen 5o wird durch Zug am Seil 53 bewirkt, und das öffnen ebenso wie das Halten in der Stellung "offen" der Schalen 5o wird durch eine auf die Stangen 58a der Druckmittelzylinder 58 einwirkende Zugkraft bewirkt.

Der vorstehend beschriebene Greifer mit Stoßvibration kann auch ohne Stoßvibration betrieben werden, wenn der Boden dies erlaubt. In diesem Falle wird der Unwuchthammer 64 nicht angetrieben und die Schließbewegung der Schalen 5o wird lediglich durch die Kraft bewirkt, welche von den Druckmittelzylindern 58 aufgebracht und über die Verbindungsglieder 62 übertragen wird.

Der Erfindungsgegenstand läßt sich in vorteilhafter Weise weiter ausgestalten und abwandeln, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. In besonders vorteilhafter Weise ist es insbesondere möglich, das Tragelement 32 bzw. 52 in Form eines Gehäuses durch eine vier-

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eckige Stange (System "Kelly") zu verlängern, auf welche eine statische Kraft aufgebracht wird, die sich den auf die Schalen übertragenen Stoßkräften überlagert.

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Claims

Ansprüche:

Greifer für Aushubzwecke mit einem senkrecht verlauf enden" Tragelement und Einrichtungen zum Halten und Heben des Tragelements, mit zwei jeweils schwenkbar gelagerten Schalen, deren Schwenkachsen fest mit dem Unterteil des Tragelements verbunden sind, mit einer Betätigungsvorrichtung zum Schliessen und öffnen der Schalen, mit einer in Längsrichtung des Tragelements verschiebbaren Traverse und mindestens zwei Verbindungsgliedern, welche einerseits mit der Traverse und mit dem jenseitigen Ende mit je einer der Schalen verbunden sind, sowie mit einer Schlageinrichtung für die Ausübung von Schlagen auf die Außenwand einer jeden Schale mittels der Verbindungsglieder und mit einem Antrieb für die Schlageinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungsglied (44, 62) an seinem anderen Ende gelenkig an der Traverse (41, 60) befestigt ist, daß die Betätigungsvorrichtung zum Schliessen und offenen der Schalen (30, 50) mindestens einen Druckmittelzylinder (39, 58) aufweist, dessen ruhender Teil mit dem Tragelement (32, 52) und dessen bewrglicher Teil mit der Traverse (41, 60) verbunden ist, und daß die Schlageinrichtung (44b, 64) einen hydraulischen Antrieb aufweist.
2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlageinrichtung einen Unwuchthammer (64) aufweist, der auf der Traverse (60) befestigt ist und dem ein hydraulischer Motor zugeordnet ist.
3. Greifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unwuchthammer (4) in einem auf der Traverse (6o) befestigten Gehäuse (63) untergebracht und in diesem

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zur Ausführung senkrechter Schwingungsbewegungen mittels in senkrechter Richtung elastisch verformbarer Glieder (68) aufgehängt ist und ein Metallteil (69) für die Ausübung von Schlagen auf einen als Amboß ausgebildeten Bereich der Traverse (60) besitzt .
4. Greifer nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (44, 62) als Gelenkstangen ausgebildet sind.
5. Greifer nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Schlageinrichtung mindestens zwei hydraulische Hammer aufweist, deren Außenkörper (44a) gelenkig mit der Traverse (41) und deren Schlagorgane (44b) gelenkig mit je einer Schale (3o) verbunden sind, wobei die hydraulischen Hammer die Verbindungsglieder (44) darstellen.
6. Greifer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (32, 52) als Gehäuse mit senkrechter Längsachse ausgebildet ist und daß die Traverse (14, 60) im Gehäuseinneren in senkrechten Führungsschienen (42) verschiebbar angeordnet ist.
7. Greifer nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine das Tragelement (32, 52) nach oben verlängernde Stange für die Aufbringung einer statischen Kraft.

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