DE2805389C2

DE2805389C2 - Schaufelrad für Schaufelradbagger o.dgl. Aufnahmegeräte

Info

Publication number: DE2805389C2
Application number: DE2805389A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dr.-Ing. 4020 Mettmann Franke
Original assignee: Mannesmann Demag AG
Current assignee: Krupp Industietechnik GmbH
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1980-03-06
Also published as: US4214386A; DE2805389B1; AU4398879A; AU529518B2; CA1087641A; ZA79586B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaufelrad für Schaufelradbagger oder dergleichen Aufnahmegeräte, dem bei gleichförmiger Umfangsgeschwindigkeit eine oszillierende Zusatzbewegung an den Schaufeln überlagert wird, und bei dem der Schaufelradkörper einen Schwingungserreger aufweist, der die Schneidelemeiite der Schaufeln in Schwingungsbewegungen versetzt.

Die bei Schneidvorgängen erforderlichen Kräfte, wie sie bei bergmännischen Gewinnungsgeräten oder bei Erdbewegungsmaschinen auftreten, lassen sich in einigen Fällen dadurch günstig beeinflussen, daß der gleichförmigen Schnittbewegung eine ungleichförmige, richtungsgleiche Zusatzbewegung überlagert wird.

Es ist ein Schaufelradbagger zum Lösen von Gestein, Kohle oder härterem Abraum bekannt (DE-AS 13 02 187). Dort soll das gesamte, mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Schaufelrad durch Vibrations- oder Schlaggeräte eine überlagerte Bewegung in Umfangsrichtung erhalten. Eine derartige Einrichtung, bei der jeweils der gesamte Radkörper zur Erzielung einer Zusatzbewegung beschleunigt bzw. abgebremst werden müßte, benötigt dazu so hohe Antriebsleistungen, daß diese für die Praxis untragbar sind.

Bei einem Schaufelrad der eingangs genannten Art (DD-PS 75 983) ist es bekannt, den Schaufeln des Schaufelrades eine oszillierende Zusatzbewegung zu überlagern, indem der Schaufelradkörper mit Schwingungserregern versehen ist. Auch bei dieser Ausführung ist eine hohe Antriebsleistung zu installieren, weil die gesamte Schaufelradmasse zu beschleunigen und abzubremsen ist.

Ausgehend von diesem bekannten Schaufelrad liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Schwingungserreger und die schwingfähigen Teile für das Schaufelrad so auszubilden und anzuordnen, daß mit geringem Energiebedarf bei niedrigem Gewicht und wenig Zusatzbauteilen optimale Schneidleistungen erbracht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Schwingungserreger im Zentrum des Schaufelradkörpers angeordnet ist und daß die Schwingungen vom Schwingungserreger über jeder Schaufel zugeordnete, schwingfähig gelagerte, im Bereich ihrer Resonanzfrequenz erregbare Stäbe in die schwingfähig von den Schaufeln getrennt angeordneten Schneidelemente übertragbar sind.

«ο Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß, wenn man die Erzeugung der Schwingungen in die Mitte des Schaufelrades verlegt und die Schwingungserreger mit mehreren Biegestäben verbindet, die ein Feder-Masse-System zur Übertragung der Schwingungen an den Ort der Schnittbewegungen darstellen, eine einfache Übertragung der Antriebsleistung möglich ist.

Die Bewegungen der Enden der Biegestäbe werden dann auf die von der Schaufel getrennte Schneidkante durch Berührungskontakt übertragen, die Schneidkan-

w ten stehen ihrerseits mit dem aufzunehmenden Gut im Eingriff. Ein Verschleiß und damit die Änderung der Massenverhältnisse an der Schneide hat keinen Einfluß auf die Eigenschwingungszahl der Biegestäbe. Die Schneiden können, nach entsprechend starkem Verschleiß, leicht ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, daß die Biegestäbe, die in der Nähe ihrer Resonanzfrequenz erregt werden, zur Aufrechterhaltung der Schwingung nur einen sehr geringen

M) Energieverbrauch aufweisen, weil in bezug auf den Weg des Umlaufes des Schaufelrades nur ein Teil der Schaufeln im Eingriff mit dem Abbaumaterial stehen, wobei dem Schwingungssystem nur an den Schaufeln, die im Eingriff stehen, Energie entzogen wird. Die

<i*> übrigen schwingenden Stäbe stellen dann nur einen Energiespeicher dar.

Vorzugsweise sind die Stäbe als Biegestäbe ausgebildet, die mit jeweils zwei von den Stabenden

beabstandeten Lagerpunkten am Schaufelrad gelagert sind, wobei das eine Stabende mit dem Schwingungserreger verbunden ist und das andere Stabende frei schwingfähig mit dem Schneidelement zusammenwirkt

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Schwingungserreger durch die hohl ausgebildete Welle des fliegend gelagerten Schaufelrades antreibbar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Schwingungserreger ein Unwuchterreger. Es ist möglich, daß der Schwingungserreger aus mehreren Einzelerregern besteht, die miteinander gekoppelt an einen gemeinsamen Antrieb angeschlossen sind.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlager., daß an den Schaufeln Vorschneider vorgesehen sind, die von den Stäben beaufschlagbar sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn lediglich die im Eingriff mit dem aufzunehmenden Gut befindlichen Schneidelemente von den Stäben beaufschlagt sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die nicht im Einsatz befindlichen Schneidelemente gegen die Wirkung von Federelementen von den schwingenden Enden der Stäbe ferngehalten sind. Dadurch läßt sich auch eine erhebliche Lärmdämpfung erzielen.

Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß zwischen Schwingungserreger und den Stäben diese spielfrei miteinander koppelnde Zug- und Druckstäbe vorgesehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel eines Schaufelrads nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht eines Schaufelradbaggers, F i g. 2 eine Draufsicht auf das Gerät nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Schaufelrad und dessen Lagerung entlang der Schnittlinie A -A in F i g. 4, F i g. 4 eine Ansicht des Schaufelrades und

Fig.5 einen Querschnitt durch ein Schaufelrad mit zwei Schwingungserregern.

In F i g. 1 ist ein Schaufelradbaggergerät 1 gezeigt, derauf dem Planum 2 mit Hilfe eines Raupenfahrwerkes 3 fortbewegbar ist. Am vorderen Ende des Gerätes 1 ist ein Ausleger 4 mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit heb- und senkbar angelenkt, der an seinem freien Ende das Schaufelrad 5 t/ägt, mit dem das Gut 6 aufgenommen wird. Die Schaufeln 7, die das Gut 6 aufnehmen, transportieren dieses entlang einer Schurre 11 in den oberen Bereich des Schaufelrades 5, von wo aus es über eine Seitenschurre 8 einem Auslegerförderband 9 zugeführt wird. Von dort aus gelangt das Material auf einen Abwurfausleger und von dort aus zu einer nicht dargestellten Abtransporteinrichtung.

Das Gerät 1 ist mittels einer Drehverbindung auf dem Fahrwerk 3 schwenkbar angeordnet Eine Drehbühne 12 trägt an ihrem hinteren Ende ein Gegengewicht 14 sowie Energie erzeugende Einrichtungen 13.

Ein Antriebsmotor 15 treibt das Schaufelrad 5,

zwischen dem und dem Schaufelrad 5 ein Getriebe 16 vorgesehen ist Ein Antrieb 17 ist für den einen Schwingungserreger 21 vorgesehen. Er ist koaxial zur

ι ο Schaufelradwelle an das Getriebe 16 angeflanscht

Das Schaufelrad 5 ist in. Lagern 18 fliegend am Ausleger 4 gelagert wobei eine Hohlwelle 19 Verwendung findet Durch die Hohlwelle 19 hindurch ist eine Gelenkwelle 20 geführt, die den Schwingungserreger 21 mit dem Antrieb 17 verbindet Schwingungserreger 21 seinerseits ist mit den schwingfähigen Stäben und zwar Biegestäben 10 gekoppelt die zur Peripherie des Schaufelrades 5 in den Bereich der Schaufeln 7 geführt sind.

In Fig.4 sind die Biegestäbe 10 mit dem Schwingungserreger 21 mittels Zug- und Druckstäben 22 verbunden, die beide Teile spielfrei miteinander koppeln. Die Biegestäbe 10 sind an der Stelle 23 zweifach gelagert, die freien Enden 24 der Biegestäbe 10 sind verdickt und frei schwingbar ausgebildet

Die Schneidelemente 25 der Schaufeln 7 sind jeweils an der Stelle 26 gelenkig um einen Gelenkzapfen parallel zur Schaufelradachse angebracht. Das verdickte Ende 24 der S'äbe 10 ist jeweils so geringfügig von der ίο Schneide beabstandet, so daß diese beim Schwingen der Stäbe 10 durch Anschlagen ebenfalls in Schwingungen versetzt werden kann.

In Fig.5 ist ein Querschnitt durch das Schaufelrad dargestellt, wobei zwei Schwingungserreger 21 vorgesehen sind, die hintereinander angeordnet an der Stelle 27 miteinander gekoppelt sind.

Die Wirkungsweise des Schaufelrades 5 ist die, daß durch den Antrieb 17 der Schwingungserreger 21 über die Gelenkwelle 20 in Schwingungen versetzt wird, die über die Zug- und Druckstäbe 22 auf die Biegestäbe 10 übertragen werden. Durch die Lagerung der Biegestäbe 10 an der Stelle 23 werden diese derartig in Schwingungen versetzt, daß die freien Enden 24 gegen die geringfügig von diesen beabstandeten Schneidelemente 25 schlagen, wodurch diese ebenfalls eine oszillierende Bewegung ausführen. Es ist denkbar, die Lagerpunkte der Biegestäbe 10 veränderbar auszubilden, um die Frequenz der Schwingungen einstellbar zu gestalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaufelrad für Schaufelradbagger oder dergleichen Aufnahmegeräte, dem bei gleichförmiger Umfangsgeschwindigkeit eine oszillierende Zusatzbewegung an den Schaufeln überlagert wird, und bei dem der Schaufelradkörper einen Schwingungserreger aufweist, der die Schneidelemente der Schaufeln in Schwingungsbewegungen versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (21) im Zentrum des Schaufelradkörpers angeordnet ist und daß die Schwingungen vom Schwingungserreger über jeder Schaufel (7) zugeordnete, schwingfähig gelagerte, im Bereich ihrer Resonanzfrequenz erregbare Stäbe (10) in die schwingfähig von den Schaufeln getrennt angeordneten Schneidelemente (25) übertragbar sind.

2. Schaufelrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (10) als Biegestäbe ausgebildet sind, die mit jeweils zwei von den Stabenden beabstandeten Lagerpunkten am Schaufelrad gelagert sind, wobei das eine Stabende mit dem Schwingungserreger (21) verbunden ist und das andere Stabende frei schwingfähig mit dem Schneidelement zusammenwirkt

3. Schaufelrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (21) durch die hohl ausgebildete Welle (19) des fliegend gelagerten Schaufelrades (5) antreibbar ist.

4. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger^) ein Unwuchterreger ist.

5. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (21) aus mehreren Einzelerregern besteht, die miteinander gekoppelt an einen gemeinsamen Antrieb (17) angeschlossen sind.

6. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schaufeln (7) Vorschneider vorgesehen sind, die von den Stäben (10) beaufschlagbar sind.

7. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die im Eingriff mit dem aufzunehmenden Gut (6) befindlichen Schneidelemente (7) von den schwingenden Stäben (10) beaufschlagt sind.

8. Schaufelrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht im Einsatz befindlichen Schneidelemente (7) gegen die Wirkung von Federelementen von den schwingenden Enden der Stäbe (10) ferngehalten sind.

9. Schaufelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwingungserreger (21) und den Stäben (10) diese spielfrei miteinander koppelnde Zug- und Druckstäbe (22) vorgesehen sind.