DE3032821A1

DE3032821A1 - Loeffelbagger, insbesondere mit einer parallelfuehrung des auf einen vorgegebenen schnittwinkel eingestellten loeffels sowie einer anordnung zur kontrolle der stellung der schuerfeinrichtung des baggers zur schuerfsohle

Info

Publication number: DE3032821A1
Application number: DE19803032821
Authority: DE
Inventors: Waldemar 3332 Grasleben Warnecke
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1980-08-30
Filing date: 1980-08-30
Publication date: 1982-04-15
Also published as: EP0046854A1; US4393606A; JPS5774436A

Description

Die Erfindung betrifft einen Löffelbagger mit einer Anordnung zur Kontrolle der Stellung seiner Schürfeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung ist insbesondere auf Löffelbagger anwendbar, welche an ihrer Schürfeinrichtung einen Tieflöffel tragen, dessen Schneide wenigstens einem Teil der Querschnittslinie eines Grabens entspricht, so daß beispielsweise halbrunde Schürf- bzw. Grabensohlen in einem oder in mehreren Arbeitsgängen mit einem solchen Löffel hergestellt werden können. Vorzugsweise sind solche Bagger mit einer Parallelführung ihres Löffels versehen, welche bei einmal eingestelltem Schnittwinkel den Löffel annähernd über den gesamten Schürfbereich während der Grabbewegung ohne besonderen Eingriff des Baggerführers längs einer Böschung oder einer geneigten oder ebenen Grabensohle führen.

Solche Löffelbagger gehören bereits zum Stand der Technik (DBP 18 00 045) . Ihrem Grundgedanken nach sind sie so ausgebildet, daß der zum Schwenken des Löffels dienende hydraulische Zylinder einerseits in der Nähe der Schwenkachse des Löffelstieles am Ausleger und andererseits an einem in der Nähe der Schwenkachse des Löffels am Löffelstiel gelagerten dreieckförmigen Umlenkhebel derart angreift und der Umlenkhebel mit dem Löffel über einen kurzen Lenker so verbunden ist, daß der Löffelstiel, der Umlenkhebel und der hydraulische Zylinder zusammen mit dem vorderen Ende des Auslegers ein großes Gelenkviereck bilden, welches über ein von dem dreieckförmigen Umlenkhebel gebildetes Umlenkdreieck mit einem von dem Umlenkhebel, dem Ende des Löffelstieles, dem Löffel und dem kurzen Lenker gebildeten kleinen Gelenkviereck gekoppelt ist, und daß bei gegebener Länge des Auslegers und gegebener Länge des Löffelstiels die Abmessungen der Gelenkvierecke sowie des Umlenkdreiecks so miteinander abgestimmt sind und das große

Gelenkviereck beim Einstellen des Schnittwinkels des Löffels auf die Neigung einer zu bearbeitenden Böschung mit Hilfe des hydraulischen Zylinders derart verändert und dadurch der Böschungsneigung angepaßt wird, daß der Löffel während der Grabbewegung unter Berücksichtigung der der Böschungsneigung entsprechenden Schwenkbewegung des Auslegers annähernd über den gesamten Schwenkbereich des Löffels entlang der Böschung parallelgeführt wird. Dann ergibt sich der Vorteil, daß der vorgewählte Schnittwinkel zwangsläufig eingehalten wird, so daß der Baggerführer nur noch die Grabbewegung mit einem hydraulischen Zylinder an der Schürfeinrichtung des Baggers zu betätigen hat.

Die Erfindung geht aus von einem vorbekannten Bagger dieser Art, welcher zusätzlich mit einer Positionswiedergabe seines Löffels versehen ist. Bei dem vorbekannten Bagger dient dazu ein Zeiger, der einem Lenker nachgesteuert ist, welcher eine Verbindung zwischen dem Schwenkgelenk des Löffels und einem achsparallelen Basisdrehgelenk auf dem schwenkbaren Baggeroberteil darstellt; die Positionswiedergabe um Schieflagen des Baggers in der Lenkerebene ist an der Zeigerskala und um unterschiedliche Abstände des Baggers von der Arbeitsebene durch Höhenverstellung des achsparallelen Drehgelenkes auf dem Baggeroberteil korrigierbar. Eine solche Anordnung hat folgenden Vorteil: Wenn der Bagger beispielsweise auf der Dammkrone einer Uferböschung steht und die Böschung mit vorgegebenem Neigungswinkel nacharbeiten soll, braucht der Baggerführer nur noch den Schnittwinkel auf einem Teil der Böschung so lange zu verändern, bis der Zeiger der ihm vorgegebenen Böschungswinkel anliegt. Der Baggerführer kann dann ohne Sichtkontrolle der Schürfeinrichtung oder des Löffels die Böschung von dem gewählten Standpunkt des Baggers aus auffahren und gegebenenfalls den Schnittwinkel gemäß der Anzeige korrigieren. Eine solche Anordnung gewährleistet auch das Auffahren an der ebenen oder

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schwach einfallenden Schürfsohle, eignet sich aber für bestimmte Einsatzfälle nicht.

Dazu gehört das Auffahren von Grabensohlen mit genauer Einhaltung der vorgegebenen Umrißlinie des Grabens. Diese Forderung wird neuerdings u.a. bei der Verlegung von Großrohren aus Stahlbeton gestellt, weil man die Grabensohle entsprechend der Rohrkrümmung und entsprechend dem Gefälle der aus den Rohren bestehenden Leitung auffahren will, um dadurch das Korrigieren der Rohre zu vermelden. Die Erfindung wird daher zum besseren Verständnis am Beispiel solcher Baggerarbeiten weiter beschrieben. Wenn nämlich ein Löffelbagger solche Gräben auffahren soll, muß er gegebenenfalls in einem vorher gestellten Vorgraben verhältnismäßig häufig verfahren werden. Da die vorbekannte Anordnung die Standebene des Baggers als Bezugsebene verwendet, der Bagger vor und nach dem Verfahren aber seine Standebene verändert,.wäre man bei derartigen Arbeiten gezwungen, nach jedem Verfahren des Baggers die Meßanordnung erneut einzurichten.

Es ist auch bekannt, Laseranlagen zur optischen Wiedergabe der Höhen- und Seitenstunde an Baustellen einzusetzen. Diese Möglichkeit beruht auf der scharfen Bündelung des Laserlichtes, das von einem geeigneten Sender emittiert wird und einen gut sichtbaren, z.B. roten schnurartigen .Strahl bildet. Mit Hilfe einer Zieltafel läßt gich eine Geländepunkt mit Hilfe des Strahles einmessen. Solche Zieltafeln sind in verschiedenen Ausführungsformen vorhanden, setzen aber in der Regel voraus, daß der Lasersender hinter dem Beobachter aufgestellt wird.Das ist z.B. in engen Vorgräben nicht oder nur mit aufwendigen Zusatzvorrichtungen möglich, weil der nagger den zur Verfügunq ßtehenden Freiraum weitgehend ausfüllt. Außerdem muß man eine Hilfskraft zur Verfügung stellen, welche dem Baggerführer die zu korrigierenden Teile der Grabensohle jeweils

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angibt. Diese Möglichkeit ist abgesehen von ihrem Personalaufwand unbefriedigend, weil das Nacharbeiten der Schürfsohle nicht zu der geforderten Genauigkeit der Grabensohle führt, wie sie beispielsweise bei der Großrohrverlegung neuerdings verlangt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von der Standebene des Baggers unabhängige Kontrolle der Schürfeinrichtung zu schaffen, welche dem Baggerführer die Möglichkeit bietet, den Löffel mit großer Genauigkeit längs einer vorgegebenen Richtung zu führen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Hierbei legt man durch die Einrichtung des Laserstrahles in die vorgegebene Seiten- und Höhenstunde die Richtung fest, in der der Löffel während der Grabbewegung geführt werden muß, um die gewünschte Neigung und Richtung der Grabensohle zu erhalten. Diese Richtung hält der Baggerführer selbst ein, weil er infolge der Transparen: «5er Zieltafel die Lage des Endpunktes des Laserstrahls während der gesamten Grabbewegung parallaxenfrei beobachten kann. Der von dem vor dem Bagger aufgestellten Lasersender emittierte Strahl wird dagegen nicht beobachtet. Da der Lasersender in dem bereits bearbeiteten Teil des Grabens aufgestellt werden kann, braucht er weniger häufig bei seiner Aufstellung vor dem Bagger umgesetzt zu werdan. Außerdem werden seine Emissionen durch den Bagger nicht gestört.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie eine hinreichend genaue Steuerung des Löffels ermöglicht, ohne daß die Standebene des Baggers in die Messung eingeht. Diese beeinflußt lediglich die Stellung der Löffelschneide zur Umrißlinie des Grabens bzw. der Böschung, welche der Baggerführer aber ohne Hilfsvorrichtungen leicht einhalten kann. Deswegen kann der Löffel auch mit entsprechenden Steuerzylindern um eine Längsachse schwenkbar ausgeführt werden, ohne die Genauigkeit der Schürfsohle zu beeinträchtigen.Dar<

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beruht die Möglichkeit, größere Grabenquerschnitte in aufeinanderfolgenden Schürfvorgängen mit der geforderten Genauigkeit auszuheben.

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ordnet man die Zieltafel auf der dem Löffelstiel des Baggers zugeordneten Hinterkante der Schaufel an; dann wird zwar bei Änderungen der Standebene des Baggers und insbesondere bei Verstellung des Löffels um eine Längsachse mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art die Zieltafel in ihrer Ebene entsprechend verdreht. Das beeinflußt aber nicht die Einhaltung der vorgegebenen Seiten- und Höhenstunde, solange die Zieltafel so ausgerichtet ist, daß ihre Ebene im wesentlichen senkrecht zur Grabbewegung bzw. zur Löffelschneide steht.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dagegen die Zieltafel an der Schürfeinrichtung des Baggers, z.B. am Löffelstiel angebracht, sofern die Anordnung der Zieltafel auf dem Löffel dazu führen würde, daß sie während der Grabbewegung ganz oder teilweise aus dem Sichtfeld des Baggerführers auswandert. ^:ί:

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Zieltafel eine Visiereinrichtung aus konzentrischen Kreisen auf..Es hat sich nämlich herausgestellt, daß der Baggerführer auch auf große Entfernungen mit einer solchen Visiereinrichtung den Auftreffpunkt des Laserstrahles sehr genau im Zentrum der Kreise halten kann.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

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Fig. 1 in Seitenansicht und schematisch die Wiedergabe eines ' ■ Baggers mit der beschriebenen Anordnung, wobei verschiedene Phasen der Grabbewegung in ausgezogener und gestrichelter Linienführung wiedergegeben sind,

Flg. 2 in abgebrochener Darstellung eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1 und

Fig.3 in ebenfalls abgebrochener Darstellung eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1.

Ein Löffelbagger' 1 mit einem Raupenfahrwerk weist ein über eine Drehverbindung 3 auf das Fahrwerk aufgesetztes Oberteil 2 auf und steht auf einem Planum 4, das z.B. die Sohle eines Vorgrabens sein kann. Beim Ausführungsbeispiel ist jedoch als Planum die Geländeoberfläche angenommen worden. Der Löffel 5 des Baggers ist als Tieflöffel ausgebildet und am Ende des Löffelstieles 6 mit einer Querachse 7 mit Hilfe einer hydraulischen Zylinderkolbenanordnung 8 schwenkbar. Die Kolbenstange 10 greift an einem dreieckförmigen Umlenkhebel 11 an, der seinerseits über einen Lenker 12 im Bereich der dem Löffelstiel 6 zugekehrten Hinterkante 13 des Löffels bei 14 angelenkt ist.

Der Löffelstiel 6 ist am Ausleger 15 mit seiner Schwenkachse angelenkt. Der Löffelstiel kann mit Hilfe eines hinteren hydraulischen Schubkolbengetriebes 17 geschwenkt werden. Dieser Trieb hat eine Kolbenstange 19, die in einem Gelenk 18 an das rückwärtige Ende des Löffelstieles 6 angelenkt ist. Der Zylinder des Schubkolbengetriebes 17 ist in einem Gelenk 20 des Auslegers befestigt.

Der rückwärtige Teil 21 des Auslegers 15 ist an einem Gelenk 22 am

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Obergestell 2 des Baggers 1 angelenkt. Der Ausleger 15 wird mit einem dritten hydraulischen Kolbentrieb 23 betätigt. Der Umlenkhebel 11 ist mit dem Löffel 5 über den kurzen Lenker 12 so verbunden, daß der Löffelstiel 6, der Umlenkhebel 11 und der hydraulische Zylinder 8 zusammen mit dem vorderen Ende des Auslegers 15 ein großes Gelenkviereck bilden. Dieses Gelenkviereck ist über ein von dem dreieckförmigen Umlenkhebel 11 gebildetes Umlenkdreieck mit einem von dem Umlenkhebel 11, dem Ende des Löffelstieles 6, dem Löffel 5 und dem kurzen Lenker 12 gebildetes kleines Gelenkviereck gekoppelt.

Bei gegebener Länge des Auslegers 15 und gegebener Länge des Löffelstieles 6 sind die Abmessungen der Gelenkvierecke sowie des Umlenkhebels so aufeinander abgestimmt, und das große Gelenkviereck wird beim Einstellen des Schnittwinkels des Löffels 5 auf die Neigung der Sohle 25 eines Grabens 26 mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 8 derart verändert und dadurch der Sohlenneigung angepaßt, daß der Löffel 5 während der Grabbewegungen unter Berücksichtigung der der Sohlenneigung entsprechenden Schwenkbewegungen des Auslegers 15 annähernd.über die im gesamten Schwenkbereich des Löffels 5 entlang der Grabensohle 25 parallelgeführt wird.

Die vorstehenden Feststellungen gelten selbstverständlich auch für Grabensohlen 25, die horizontal aufgefahren werden müssen.

Der Bagger besitzt ferner eine Kontrollanordnung, die im Prinzip von einem Lasersender 27 und einer Zieltafel 28 gebildet wird, welche den Endpunkt des bei 29 wiedergegebenen Laserstrahles abbildet. Der Lasersender ist auf einem Stativ 30 über eine Halterung 31 verlagert, welche das Einrichten des Lasersenders 27 in die Höhen- und Seitenstunde des Grabens 26 gestattet,welche mit dem

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Laserstrahl 29 abgebildet wird.

Die Zieltafel ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der der Schürfeinrichtung des Baggers zugewandten Innenkante 13 befestigt und als transparente Scheibe ausgebildet. Sie liegt dadurch im Blickfeld des in der Kabine 32 sitzenden Baggerführers _t der folglich über den strichpunktiert wiedergegebenen Strahl 33 die Scheibe bei gestreckter Schürfeinrichtung beobachten kann. Dieser Strahl 33 verläuft längs der gestrichelten Linie, wenn die Schürfeinrichtung ihre ebenfalls in gestrichelten Linien wiedergegebene Stellung einnimmt. Sie befindet sich auch in sämtlichen Zwischenstellungen im Blickfeld des Baggerführers, der demzufolge die Grabbewegung so steuern kann, daß der von dem Laserstrahl auf der Vorderseite 34 der Scheibe 28 abgebildete Lichtfleck durch die Scheibe hindurch beobachtet werden kann.

Wie sich insbesondere aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, ist die Scheibe 28 mit einer Visiereinrichtung 3 5 versehen, die sich auf der dem Baggerführer zugewandten Seite 36 der Scheibe befinden kann. Da die Scheibe aber transparent ausgebildet ist, läßt sich die Visiereinrichtung 35 auch auf der Seite 34 anbringen, welche den Laserstrahl 29 abbildet. Im übrigen besteht die Visiereinrichtung aus konzentrischen Kreisen, wobei der vom Laserstrahl abgebildete Lichtfleck bei 37 angenommen ist.

Im übrigen ist die Scheibe so eingerichtet, daß ihre Ebene senkrecht zur Schürfrichtung, d.h. zu der Bewegung verläuft, welche die Schaufel 5 gegenüber den beschriebenen Teilen der Schürfeinrichtung ausführt.

Der Lasersender 27 steht vor der Rückseite 35 der Scheibe 28 und damit vor dem Bagger. Die dem Baggerführer zugekehrte Vorderseite

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36 der Scheibe 28 dient als Anzeigevorrichtung, die es dem Baggerführer ermöglicht, den Löffel 5 so zu steuern, daß sich der Lichtfleck 37 des Laserstrahles 29 im Zentrum der Visiereinrichtung 35 hält.

Bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel läßt sich der Löffel 5 um eine geometrische Achse 40 verschwenken, welche in einer Ebene mit der beschriebenen Schürfrichtung liegt. Dazu sind zwei weitere Schubkolbengetriebe 41, 42 vorgesehen, welche mit ihren Kolbenstangen an der der Schürfeinrichtung zugekehrten Kante 13 des Löffels 5 befestigt sind.

Die Schneidkante 44 des Löffels 5 verläuft halbkreisförmig, wodurch infolge der genauen Parallelführung des Löffels 5 und der durch die beschriebene Kontrollanordnung gewährleisteten Steuerung des Löffels 5 die entsprechend der Schürfkante 44 gekrümmte Grabensohle 25 in einer oder mehreren Schürfbewegungen hergestellt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1.} Löffelbagger, insbesondere mit einer Parallelführung des auf einen vorgegebenen Schnittwinkel eingestellten Löffels sowie einer Anordnung zur Kontrolle der Stellung der Schürfeinrichtung des Baggers zur Schürfsohle, deren Anzeigevorrichtung im Blickfeld des Baggerführers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollanordnung einen Lasersender (27) mit einer den Endpunkt (37) des Laserstrahles (29) abbildenden Zieltafel (28) umfaßt, die auf der Schürfeinrichtung (5-23) befestigt und als transparente Scheibe ausgebildet ist, deren dem Baggerführer zugewandte Vorderseite (36) als Anzeigevorrichtung dient und deren Rückseite (34) den Endpunkt (37) des Laserstrahles (29) markiert, wobei der Sender (27) vor der Rückseite (34) der Scheibe (28) und vor dem Bagger (1) aufgestellt

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2. Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zieltafel (28) auf der dem Löffelstiel (6) des Baggers (1) zugeordneten Hinterkante (13) der Schaufel angebracht ist.

3. Löffelbagger nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Zieltafel (28) mit ihrer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Grabbewegung bzw. zur Löffelschneide (44) angeordnet ist.

4. Löffelbagger nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Zielscheibe (28) eine aus konzentrischen Kreisen bestehende Markiereinrichtung (35) aufweist.