DE2714453A1

DE2714453A1 - Hydraulische baggeranordnung fuer ausschachtungen seitlich des baggers

Info

Publication number: DE2714453A1
Application number: DE19772714453
Authority: DE
Inventors: Marcello Branconi
Original assignee: MACCHINE IND TORINO SpA SIMI
Current assignee: MACCHINE IND TORINO SpA SIMI
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1977-10-13
Also published as: US4077140A; IT1057824B; BR7702001A; FR2346506A1

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ. FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 31.3.77 P/VSv-S 3342

SOCIETA ITALIANA MACCHINE INDUSTRIALI TORINO S.p.A.
SIMIT

Grugliasco (Torino) Via Don Caustico 121 ITALIEN

Hydraulische Baggeranordnung für Ausschachtungen seitlich

des Baggers

Wenn bei der Verwendung einer hydraulischen Baggeranordnung die Mittellinie der Ausschachtung nicht in einer vertikalen Ebene liegt, die durch die Längsachse des Baggers führt, dann erhält man Seiten- oder Querwände der Ausschachtung, die nicht senkrecht oder aufrecht zu der Arbeitsfläche stehen, auf der der Bagger arbeitet. In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert oder notwendig, von einer Stellung her auszubaggern bzw. auszuschachten, in der der Grab- oder Ausschachtarm in einer seitlich von der Längsachse des Baggers versetzten Position aus arbeiten müßte. Um Seitenwände der Ausschachtung zu erhalten, die aufrecht oder senkrecht zur Arbeitsfläche liegen, welche etwa mit der Erdoberfläche übereinstimmt, war es bisher notwendig, den Bagger oder den Ausschachtarm um die Längsachse des Baggers zu ^^^g*4 1/0907

DR. G. MANITZ - DIPL.-INC. M. FINSTtRWALD DIPL. -INC. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSiANKlN

β MÖNCHEN 22. ROB E RT-KOCH-STR ASSE I 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT» MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7370

TEL. (089) 22 42 II. TELEX OS - 39673 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.I07MI5Ö 72 öl POSTSCHECK : MÖNCHEN 7700 3 - 80S

Ein derartiges Verkippen ist deswegen notwendig, weil die relative Stellung zwischen dem Baggerlöffel und der Längsachse der Baggerbasis sich verändert, sobald der Hebearm, an den eine Grabschaufel bzw. ein Baggerlöffel wirksam befestigt ist, bei den Grabvorgängen aufgerichtet oder abgesenkt wird. Beim Ausschachten seitlich von der Baggerbasis bewirkt die Bewegung des Hebearms, daß die Ebene der Grabschaufelbewegung um die Längsachse des Baggers sich dreht, was im Endeffekt zu einem "verkippten" Graben bzw. einer "verkippten" Baugrube führt, die sowohl verkippte Schachtseitenwände als auch einen verkippten Schachtboden aufweist.

Als Folge der Bewegung des Hebearms bewirkt diese Drehung der Grabschaufelbewegungsbahn in bezug auf die Längsachse dem Baggerbasis- bzw. des Baggertragerahmens, daß die Seitenwände der Ausschachtung verschiedenartig verkippt sind. Die so gebildeten Seitenwände liegen nicht in parallelen Ebenen, die senkrecht zum Baggertragerahmen und zur Arbeitsfläche stehen, wobei der Grad der Verkippung mehr als proportional mit der Tiefe der Ausschachtung anwächst. Derartige asymmetrische Ausschachtungs-Seitenwände erfordern ein weiteres Nacharbeiten, um sowohl dieses Verkippen der Seitenwände als auch die Abschrägung des Schachtbodens zu beseitigen.

Mit vorliegender Erfindung soll eine verbesserte hydraulische Baggeranordnung geschaffen werden, mit der Ausschachtungen seitlich des Baggers ausgeführt werden können.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, seitlich des Baggers Ausschachtungen zu erzielen, deren Seitenwände in parallelen Ebenen liegen, die sich senkrecht zur Baggertragerahmenebene und parallel zur Längsachse des Baggers erstrecken.

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Als weiteres Ziel der Erfindung soll erreicht werden, daß die Bewegungsebene der ausbaggernden Grabschaufel bis in die Tiefe der Ausschachtung senkrecht zur Arbeitsebene beibehalten bleibt.

Diese und andere Aufgaben werden dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein Bagger vorgesehen ist, der einen aus mehreren Bauteilen zusammengesetzten Hebearm besitzt, welcher drehbar so an einer Basis befestigt ist, daß er sich in dazu senkrechten Ebenen bewegen kann, und welcher mit einer Grabschaufel bzw. mit einem Baggerlöffel wirksam so verbunden ist, daß eine Bewegung des Hebearms während einer Ausschachtung automatisch die Drehzentren des mit der Grabschaufel verbundenen Gelenkmechanismusses ausrichtet und so die Grabschaufelbewegung in einer Ebene hält, die senkrecht zum Baggertragerahmen und zur Arbeitsfläche steht.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt, wobei gleichen Bezugszeichen gleiche Bauteile zukommen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines hydraulischen Baggers, der mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattet ist;

Fig. 2 eine teilweise schematische Seitenansicht des Baggers nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht des Baggers nach Fig. 2.

In Fig. 1 wird ein selbstfahrender hydraulischer Bagger 1 gezeigt, der von einem Tragrahmen oder von einem Chassis getragen wird, damit der Bagger über den Boden oder über eine Arbeitsfläche bewegt werden kann. Eine Steuerkabine für den Baggerführer und eine Hebeanordnung 4 werden von einer Drehplattform 3 getragen, die sich auf dem Baggertragerahmen oder auf dem Chassis 2 abstützt

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Die Grab- oder Ausschachtanordnung 4 ermöglicht, daß der hydraulische Bagger Ausschachtungen in der Arbeitsfläche parallel zu und seitlich versetzt von der longitudinalen Achse des Baggertragerahmens 2 ausführen kann.

Die Grab- oder Ausschachtanordnung 4- enthält einen Hebearm 5» der drehbar an einem Ende an der Drehplattform 3 durch einen Trage- oder Stützzapfen 5A befestigt ist, welcher in einer Ebene liegt, die parallel zur Arbeitsebene (nach Fig. 2 horizontale Ebene) und zum Tragerahmen 2 des hydraulischen Baggers 1 verläuft. Die Bewegung des Hebearms 5 wird durch einen Steuerantrieb 6 mit einem Zylinder 8 ausgeführt und gesteuert, der an dem Tragerahmen an einem Zapfen 8a drehbar gelagert ist, welcher von der Drehplattform 3 getragen wird. Eine Zylinderstange 7 ist mit ihrem freien Ende an den Hebearm 5 durch einen Zapfen 7a drehbar gelagert und wird, gesteuert durch das Verschieben eines innerhalb des Zylinders 8 angeordneten Kolbens 9» vor- oder zurückgezogen. Der Kolben 9 unterteilt den Innenraum des Zylinders 8 in zwei separate Kammern 30 und 31 ·> wobei die Kammer 31 von der Zylinderstange 7 durchquert wird. Das freie Ende des Hebearms 5» allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, enthält einen ersten zweizackigen Teil von der Form einer Gabel 11 und einen zweiten Teil, der die Form eines winkelhebelartigen Aufbaus 12 besitzt und mit dem ersten Teil oder Gabelteil 11 durch einen Drehzapfen verbunden ist, dessen longitudinale Mittelachse sich parallel zum Trag- oder Stützzapfen 5a erstreckt. Der Drehzapfen 13 wird durch die beiden sich gegenüberliegenden Arme 14 getragen, die den Endabschluß des ersten oder gegabelten Teils 11 bilden. Der Aufbau 12 von der Form eines Winkelhebels hat ein gegabeltes Hebelende, das zwei flankierende und parallel liegende Fortsätze 15 bildet, die durch einen Drehzapfen 18a eines hydraulischen Antriebs 17 für eine Aufgabe verbunden sind, die später noch im Detail beschrieben wird.

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Die Stellung des winkelhebelartig geformten Aufbaus 12 gegenüber dem gegabelten Teil 11 des Hebearms 5 wird durch den ergänzenden hydraulischen Antrieb 17 gesteuert, dessen Zylinderstange 18 drehbar an ihrem freien Ende am gegabelten Abschnitt des winkelhebelartigen Hebels 15 durch den Zapfen 18a befestigt ist. Ein Kolben 19 steuert das Verschieben der Zylinderstange 18, indem sich der Kolben innerhalb eines Zylinders 40 des hydraulischen Antriebs 17 bewegt. Der Antrieb 17 ist an seinem Fußpunkt durch einen Zapfen 40a am Hebearm 5 drehbar gelagert. Der Innenraum des Zylinders 40 wird durch den Kolben 19 in zwei separate Kammern 32 und 33 aufgeteilt, von denen die Kammer 33 durch die Zylinderstange 18 durchquert wird.

Der winkelhebelartig geformte Aufbau 12, der den zweiten Teil des freien Endes 10 des Hebearms 5 bildet, trägt einen Drehzapfen 20, dessen Längsachse sich senkrecht zur Arbeitsfläche des Tragerahmens 2 des hydraulischen Baggers erstreckt und deshalb auch senkrecht zur Drehebene der Plattform 3 liegt. Der Drehzapfen 20 stellt eine Drehverbindung zwischen dem winkelhebelartigen Aufbau 12 und einem zweizackigen gabeligen Abschnitt 21a eines Seitenstellarmes 21 dar. Das entgegengesetzte Ende des Seitenstellarmes 21 trägt einen Arbeitszapfen 25, dessen zentrale Längsachse in einer parallel zur Arbeitsebene des hydraulischen Baggers verlaufenden Ebene liegt. Ein Arbeitsarm 26 ist an einem Ende 26a drehbar mit dem Drehzapfen 25 verbunden und trägt an seinem gegenüberliegenden Ende 26b eine Grabschaufel bzw. einen Baggerlöffel 27, der in das Erdreich eindringt und so die gewünschte Ausschachtung ausführt.

Die Bewegung des Seitenstellarmes 21 um den Drehzapfen 20 wird durch einen hydraulischen Antrieb 22 gesteuert, der mit einem Ende drehbar an einem Vorsprung 23 des winkelhebelartig geformten Aufbaus 12 und mit seinem gegenüberliegenden Ende an einem Vorsprung 24 des Seitenstellarmes 21

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drehbar befestigt ist. Ein Betätigen des hydraulischen Antriebs 22 bewirkt eine Bewegung des Seitenstellarmes 21 in einer Ebene, die senkrecht zur zentralen Längsachse des Drehzapfens 20 und parallel zur Arbeitsfläche des Tragerahmens 2 verläuft. Die Bewegung des Arbeitsarmes 26 wird durch einen hydraulischen Antrieb 41 gesteuert, der drehbar mit einem Ende an einem Vorsprung 4-2 des Seitenstellarmes 21 und mit seinem gegenüberliegenden Ende an einem Vorsprung 42 des Arbeitsarmes 26 befestigt ist. Ein Betätigen des hydraulischen Antriebs 4-1 bewirkt eine Bewegung des Arbeitsarmes 26 in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse des Arbeitszapfens 25 und senkrecht zur Arbeitsebene des hydraulischen Baggers verläuft.

Ein Knickhebelsystem bzw. ein drehbar angelenktes Hebelsystem 45 steuert über einen hydraulischen Antrieb 44 die Bewegung des Baggerlöffels bzw. der Grabschaufel 27. Ein Betätigen des hydraulischen Antriebs 44 bewirkt eine Drehbewegung des Baggerlöffels 27 um seine Befestigung 26b am Arbeitsarm 26.

Um mit dem Baggerlöffel 27 aufrechte oder senkrecht zur Arbeitsfläche der Baggerbasis 2 verlaufende Ausschachtungsseitenwände zu erhalten, wird der winkelhebelartig geformte Aufbau 12 als Reaktion auf ein Bewegen des Hebearms 5 verschwenkt. Die gesteuerte Bewegung des Winkelhebels 12 mit dem Hebearm 5 bewirkt, daß der Drehzapfen 20 in einer Position gehalten wird, in der seine zentrale Längsachse immer senkrecht zum Baggertragerahmen 2 verläuft. Ein ergänzender Antrieb 17» der direkt durch die Bewegung des Antriebs 6 gesteuert wird, wird als Reaktion auf das Bewegen des Hebearms 5 betätigt und bewirkt damit eine derartige Bewegung des winke lhebelartig geformten Aufbaus 12. Eine Steuerung des ergänzenden Antriebs 17 als Reaktion auf den Steuerantrieb 6 wird damit erreicht, daß der ergänzende Antrieb 17 in Reihe mit dem Steuerantrieb 6 in einem einzigen hydraulischen Steuerkreis verbunden wird. Der Kreis enthält einen Speicher 28 mit einem hydraulischen Fluid, das in den Kreis eingespeist wird. Eine erste Rohrverbindung oder Speiseleitung 29 liegt zwischen dem Speicher 28 und der Kammer 30 des Steuerantriebs

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Eine Zwischenleitung oder ein Zwischenrohr 34 verbindet die Kammer 31 des Antriebs 6 mit der Kammer 32 des Antriebs 17· Eine zweite Speiseleitung oder Rohrverbindung 35 verbindet die Kammer 33 des ergänzenden Antriebs 17 mit dem Speicher 28. Eine Pumpe 36 ist stromaufwärts von einen Kommutator-Schiebeventil 37 in die erste Speiseleitung 29 eingeschaltet, wobei das Ventil 37 sich in zwei verschiedene Positionen bringen läßt, um die Arbeitsweise der zwei Speiseleitungen 29 und 35 umzukehren.

In einer ersten Stellung des Schiebeventils 37 arbeitet die zweite Speiseleitung 35 als Kreis-Rückführung. Bei diesem Vorgang hebt der Antrieb 6 den Hebearm 5» und in entsprechender Weise bewirkt der ergänzende Antrieb 17 eine Drehung des winkelhebelartig geformten Aufbaus 12 in einer zur Bewegung des Hebearms 5 entgegengesetzten Richtung. In der zweiten Stellung des Kommutator-Schiebeventils 37 dient die Speiseleitung 29 als Rückleitung, während die Speiseleitung 35 als Förder- oder Druckleitung arbeitet. In dieser Arbeitsweise senkt sich der Arm 5 ab, und in entsprechender Weise dreht sich der winkelhebelartig geformte Aufbau 12 in einer entgegengesetzten Richtung. Die Drehung des winkelhebelartig geformten Aufbaus 12 ist dadurch der Auslenkung des Hebearms 5 proportional und erfolgt immer in einer der Drehung des Hebearms 5 entgegengesetzten Richtung. Mit einer geeigneten Dimensionierung der beiden Zylinder 8 und 40, die dem Steuerantrieb 6 bzw. ergänzenden Antrieb 17 zugeordnet sind, kann eine derartige Drehung des winkelhebelartig geformten Aufbaus 12 bewirkt werden, daß der Drehzapfen 20 im wesentlichen immer in einer Orientierung bzw. Lage gehalten wird, in der seine zentrale Längsachse senkrecht zur Arbeitsfläche des Baggers 1 verbleibt, welche Stellung auch immer der Hebearm 5 während seiner Arbeitsbewegungen einnehmen mag. Dadurch, daß die zentrale Längs-

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achse des Drehzapfens 20 senkrecht zur Arbeitsfläche des Baggers gehalten wird, können die durch die zentrale Längsachse des Zapfens 20 führende Ebene und die Bewegungsebene des Arbeitsarmes 26 und des Baggerlöffels 27 im wesentlichen senkrecht zur Arbeitsfläche verlaufen. Dadurch, daß die Bewegungsebene des Arbeitsarmes 26 und des Baggerlöffels 27 senkrecht zur Arbeitsebene gehalten wird, erhält man eine Ausschachtung, in der die Seitenwände senkrecht zur Arbeitsfläche und der Boden einer derartigen Ausschachtung parallel dazu verlaufen. Ein derartiges Ergebnis kann auch durch separate, voneinander unabhängige hydraulische Steuerungen der Antriebe 6 und 17 erreicht werden, um die Drehachse senkrecht zur Arbeitsfläche zu halten, oder indem man die befestigten Enden der hydraulischen Antriebszylinder an anderen Referenzpunkten befestigt, um damit dieselben Ergebnisse zu erhalten.

Durch die Erfindung wird also ein hydraulischer Bagger geschaffen, der seitlich von seiner Position auf einer Arbeitsfläche ein Ausschachten bzw. Ausbaggern ermöglicht. Der hydraulische Bagger besitzt einen aus zwei oder mehr Teilen bestehenden bzw. zusammengesetzten Hebel-Hebearm, worin der erste Teil oder der erste Abschnitt des Hebearms an einem Baggertragerahmen mit einem Tragezapfen drehbar angelenkt ist, um eine vertikale Bewegung des Hebearms zu ermöglichen, die in einer Ebene verläuft, die sich senkrecht zur Baggerbads oder Arbeitsfläche erstreckt. Ein zweiter Teil oder ein zweiter Abschnitt des Hebearms ist drehbar mit dem dem Baggertragerahmen gegenüberliegenden Ende des ersten Abschnitts verbunden, so daß der zweite Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt in der gleichen vertikalen Bewegungsebene rotiert. Am zweiten Abschnitt des Hebearms ist für eine Bewegung in einer horizontalen Ebene, die parallel zur Arbeitsfläche oder Baggerbasis verläuft, ein Seitenstellarm drehbar befestigt. Ein Arbeitsarm mit einer Ausschacht- bzw. Aushub-

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vorrichtung wie z.B. einer Grabschaufel bzw. einem Baggerlöffel ist mit dem freien Ende des Seitenstellarmes drehbar verbunden, um eine Bewegung in einer vertikalen Ebene, die sich senkrecht zur Bewegungsebene des Seitenstellarmes erstreckt, zu ermöglichen. Für die Steuerung der Drehung der Arme und für das Bewegen der Aushubausrüstung sind hydraulische Antriebe vorgesehen.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

M.j Bagger, der auf einer Arbeitsfläche abgestützt ist und Ausschachtungen parallel zur und seitlich versetzt von der Längsachse des Baggers bewirkt, dadurch gekennzeichnet , daß ein Hebearm mit einem Ende an einer parallel zur Arbeitsfläche angeordneten Baggerbasis so abgestützt ist, daß er Schwenkbzw. Drehbewegungen in einer senkrecht zur Bagger-Arbeitsfläche verlaufenden Ebene ausführen kann, daß der Hebearm einen Kupplungsabschnitt aufweist, der an einem entgegengesetzten Ende des Hebearms so abgestützt bzw. gelagert ist, daß er innerhalb der Bewegungsebene des Hebearms verlaufende Drehbewegungen ausführen kann, daß materialausschachtende bzw. -ausbaggernde Vorrichtungen wirksam an dem Kupplungsabschnitt so befestigt sind, daß Bewegungen in einem Bewegungsweg verlaufen, der durch die Drehstellung des Kupplungsabschnitts bestimmt ist, und daß Vorrichtungen in direkter Reaktion auf Hebearmbewegungen Drehbewegungen des Kupplungsabschnitts bewirken, um so die Bewegungsbahn der Ausschachtvorrichtungen in einer Ebene zu halten, die auch bei verschiedenen Schwenkpositionen des Hebearms senkrecht zur Arbeitsfläche des Baggers verläuft.
2. Bagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsabschnitt einen Winkelhebel mit einem Drehzapfen enthält, der für eine wirksame Verbindung mit den materialausschachtenden Vorrichtungen in einem Hebelarm des Winkelhebels gelagert ist, wobei ein anderer Hebelarm des Winkelhebels so an den Ausschachtvorrichtungen befestigt ist, daß dadurch eine Drehbewegung des Kupplungsabschnitts bewirkt wird.

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3. Bagger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die materialausschachtenden Vorrichtungen einen ersten Arm besitzen, der an einem Ende schwenkbar mit dem Drehzapfen für Bewegungen in einer parallel zur Bagger-Arbeitsfläche verlaufenden Ebene verbunden sind.
4. Bagger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die materialausschachtenden Vorrichtungen weiterhin einen zweiten Arm besitzen, der mit einem Ende schwenkbar mit einem gegenüberliegenden Ende des ersten Arms für Bewegungen in einer senkrecht zur Längsachse der Schwenkverbindung verlaufenden Ebene verbunden ist.
5. Bagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen, die in direkter Reaktion auf Bewegungen des Hebearms Drehbewegungen des Kupplungsabschnittes bewirken, wenigstens zwei hydraulische Antriebe enthalten, die in einem hydraulischen Kreis so in Reihe geschaltet sind, daß die Bewegung einer Zylinderstange eines hydraulischen Antriebs eine proportionale Bewegung einer Zylinderstange des anderen hydraulischen Antriebs in entgegengesetzter Richtung bewirkt.
6. Bagger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine der ZyIinderstangen der hydraulischen Antriebe mit dem Hebearm so verbunden ist, daß dieser Bewegungen in einer zur Bagger-Arbeitsfläche senkrechten Ebene ausführen kann.
7. Bagger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zylinderstangen der hydraulischen Antriebe mit den Vorrichtungen verbunden ist, die Drehbewegungen des Kupplungsabschnittes als direkte Reaktion auf Bewegungen der Zylinderstange des anderen der hydraulischen Antriebe bewirken.

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8. Bagger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere hydraulische Antriebsvorrichtungen zwischen den ersten Arm und den Kupplungsabschnitt gekuppelt sind, um den ersten Arm in einer parallel zur Bagger-Arbeitsfläche verlaufenden Bewegungsbahn zu bewegen.
9. Bagger nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß weitere hydraulische Antriebsvorrichtungen zwischen den zweiten Arm und den ersten Arm gekuppelt sind, um den zweiten Arm in einer senkrecht zur Längsachse der Schwenkverbindung verlaufenden Ebene zu bewegen.

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