DE3310568C2 - Hydraulikbagger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikbagger mit einem Fahrge­ stell und einem Oberwagen, in dem um eine horizontale Achse schwenkbar ein Ausleger gelagert ist, an dem endseitig ein ein Werkzeug tragender Stiel angelenkt ist, wobei zum Verschwenken des Stiels relativ zum Ausleger und des Auslegers relativ zum Oberwagen über Steuerventile steuerbare hydraulische Kolben-Zy­ linder-Einheiten jeweils gelenkig mit den relativ zueinander ver­ schwenkbaren Teilen verbunden sind.

Ein besonderes Problem bei Hydraulikbaggern ist die Überlastsi­ cherung. Im Sonderdruck aus "Die Tiefbau-Berufsgenossenschaft" Heft 10/1971 und in "Ölhydraulik und Pneumatik 18 (1974)", Nr. 6, Seiten 493-495, sind Überlastwarneinrichtungen für Hydraulik­ bagger ohne Seiltrieb beschrieben worden. Bisher wurde es bei Hydraulikbaggern als erforderlich angesehen, Überlastwarnein­ richtungen statt Überlastabschalteinrichtungen zu verwenden, weil es im Bewegungsbereich der Arbeitseinrichtungen dieser Bag­ ger Felder gibt, die ohne Vergrößerung des Lastmoments nicht mehr verlassen werden können. Würden also Überlastabschaltein­ richtungen verwendet werden, nach deren Ansprechen eine Bewe­ gung, die das Lastmoment vergrößert, nicht mehr möglich ist, könnte der Bagger vollständig blockiert werden.

Als Folge der technischen Probleme, die sich aus dem Bewegungs­ diagramm der Hydraulikbagger ohne Seiltrieb ergeben, wird bei Lasthebearbeiten nur eine Überlastwarneinrichtung verwendet. Der Baggerfahrer kann nach einem entsprechenden Warnsignal jedoch noch Bewegungen einleiten, die die Standsicherheit des Baggers gefährden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Hydraulikbag­ ger im Überlastbereich ein sicheres Absetzten der Last zu ermög­ lichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von dem gattungsge­ mäßen Hydraulikbagger durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Demnach werden die Steuerventile der Kol­ benzylindereinheit durch eine mechanische oder elektrische Steuereinrichtung derart gesteuert, daß sie bei Überschreiten des Werkzeugs einer vorgegebenen Grenzbewegungslinie die Kolben­ zylindereinheiten im Sinne einer die Grenzbewegungslinie über­ schreitenden Bewegung abschalten. Weiterhin läßt eine besondere Schaltung die Beweglichkeit des Stielzylinders im Sinne einer Verschwenkung des Stiels in Richtung auf den Oberwagen wieder zu, so daß sich durch die damit verbundene Lastmomentverringe­ rung die Bewegungsfähigkeit des Werkzeugs wieder herstellt. Zur Steuerung des Stielzylinders kann ein Mikroschalter oder derglei­ chen vorgesehen sein, der in Abhängigkeit der Schwenkwinkel zwi­ schen dem Stiel und dem Ausleger und dem Ausleger und dem Ober­ wagen geschaltet wird. Dabei ist nach Betätigung des Mikroschal­ ters oder dergleichen nur noch eine Steuerung des Stielzylinders im Sinne der Entfernung des Werkzeugs von der Grenzbewegungs­ linie möglich.

Zweckmäßigerweise ist zur Steuerung des Stielzylinders ein Bow­ denzug vorgesehen, der einerseits einen auf einer Steuerkurve laufenden Gleitstein oder eine Rolle und andererseits einen Mi­ kroschalter trägt, der bei Berührung eines auf dem Stiel oder Oberwagen angeordneten Anschlags betätigt wird, wobei die Steuer­ kurve auf dem Oberwagen oder Stiel ohne Anschlag vorgesehen ist.

Die Steuerung der Steuerventile kann mechanisch durch Steuerkur­ ven oder dergleichen und Schwenkwinkel erfassende Einrichtungen erfolgen, wobei die Steuer- und/oder Tastsignale sodann in elek­ trische Schaltsignale umgewandelt werden können. Es ist auch mög­ lich, zur Steuerung elektronische Steuereinrichtungen, beispiels­ weise Mikrocomputer, zu verwenden, die per Programm den Ausleger und den Stiel oder nur den Stiel derart steuern, daß sich das Werkzeug nicht über die gewünschte Grenzbewegungslinie hinaus bewegen läßt.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Überlastsicherung vorgese­ hen sein, die bei Überschreiten des höchstzulässigen Drucks im Auslegerzylinder alle Zylinder abschaltet.

Nach der Erfindung kann eine separate Hydrauliksteuerung benutzt werden, die ausschließlich die Bewegung des Stiels, der das Ar­ beitswerkzeug trägt, in Richtung auf den Bagger, also eine last­ momentverringernde Bewegung, ermöglicht. Der durch diese Sonder­ schaltung ermöglichte Bewegungsspielraum zur Lastmomentverringe­ rung muß so groß gewählt sein, daß die Überlastabschalteinrich­ tung den Bagger wieder freigibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Hydraulikbaggers, dessen Werkzeug eine vertikale Grenzbewegungslinie nicht überschreiten kann.

An dem auf dem Unterwagen 2 angeordneten Baggeroberwagen 1 ist in der waagerechten Achse 12 der Ausleger 3 gelenkig angeordnet. Am Ausleger wiederum ist in der waagerechten Achse 13 der Stiel 4 gelenkig gelagert. Der Stiel 4 trägt das Arbeitswerkzeug 11 (Lasthaken). Der Stiel 4 wird mittels Hydraulikzylinder 9 be­ wegt. Der Ausleger 3 wird mittels Hydraulikzylinder 10 bewegt. Ist der Auslegerzylinder 10 auf seine größte Länge ausgefahren, bewegt sich das Arbeitswerkszeug 11 auf der Kurvenlinie A-B bei Betätigung des Stielzylinders 9. Ist der Stielzylinder seine kürzest mögliche Stellung gefahren, so bewegt sich das Ar­ beitswerkzeug 11 auf der Kurvenlinie B-C, wenn der Auslegerzy­ linder 10 betätigt wird. Aus dem Bewegungsdiagramm ist erkenn­ bar, daß eine Bewegung auf der Kurvenlinie A′-E′ eine Vergröße­ rung der Ausladung bedeutet. Würde also in der Nähe des Punktes A′ der Bagger mit einer angehängten Last in den Überlastbereich kommen und würde dann eine Überlastabschalteinrichtung alle lastmomentvergrößernden Bewegungsmöglichkeiten abschalten, so wäre der Bagger auf Dauer bewegungsunfähig. Ein sicheres Absen­ ken der Last ist nur auf einer senkrechten Linie vor dem Punkt B′ möglich. Dies wäre z. B. durch einen Seiltrieb realisierbar. Da es jedoch nicht möglich ist, Hydraulikbagger ohne Seiltrieb ausschließlich für Lasthebearbeiten mit einem Seiltrieb zu ver­ sehen, wird erfindungsgemäß die im folgenden beschriebene Maß­ nahme getroffen:

Die Bewegung des Stiels in Richtung auf den Bagger wird mittels Begrenzungsschalter s kontrolliert. Der Begrenzungsschalter s wird durch den Bowdenzug 6 über die Tastrolle 7 entlang der Kurve 8, die am Baggeroberwagen angebracht ist, so verstellt, daß die Bewegungsmöglichkeit des Stielzylinders 9 in Richtung auf eine Verlängerung abgeschaltet wird, sobald das Arbeitswerk­ zeug 11 die senkrechte Grenzlinie A-D erreicht hat. Wegen der komplizierten Kontur des Stiels 4 wird die Kurve 8 üblicherweise empirisch ermittelt. Gleichzeitig mit dem Abschalten des Stiel­ zylinders 9 in Richtung seiner Verlängerung wird die Bewegungs­ möglichkeit des Auslegerzylinders 10 so abgeschaltet, daß er nicht verlängert werden kann, wenn sich das Arbeitswerkzeug 11 auf oder oberhalb des Punktes E befindet und daß er nicht ver­ kürzt werden kann, wenn sich das Arbeitswerkzeug 11 unterhalb des Punktes E befindet. Damit ist sichergestellt, daß das Feld A′ A D D′ als sogenannter "Notausgang" zur Verringerung des Lastmoments bei Hebezeugarbeit verwendet werden kann.

Der Bewegungsbereich des Arbeitswerkzeuges 11 beschränkt sich nach Anwendung dieser Maßnahme auf das Feld A B C D. Im Lasthebe­ einsatz des Baggers schaltet die üblicherweise verwendete Über­ lastwarneinrichtung bei Erreichen der Tragfähigkeitsgrenze die Bewegungsmöglichkeiten der Zylinder 9 und 10 bei Anwendung des Erfindungsgedankens gänzlich ab. Vorteilhafterweise wird dann mittels einer zusätzlichen hydraulischen Steuerung nur die Bewe­ gung des Zylinders 9 in Richtung auf eine Verlängerung freigege­ ben. Diese Zylinderverlängerung bewirkt immer eine Lastmoment­ verringerung. Nach einer Lastmomentverringerung in Größenordnung der Schalthysterese der Überlastwarneinrichtung wird die Abschal­ tung wieder aufgehoben und die Zylinder 9 und 10 erhalten ihre volle Bewegungsfähigkeit zurück. Innerhalb des Feldes A B C und D kann der Baggerfahrer die Last jederzeit auf Höhe der Standflä­ che des Baggers abstellen. Schaltet die Überlastwarneinrichtung die Bewegungsmöglichkeiten der Zylinder 9 und 10 in der Nähe oder auf der Linie A D ab, so kann durch Bewegung des Zylinders 9 über die besondere Steuerungseinrichtung eine weitere Lastmo­ mentverringerung in Richtung auf die Kurve A′ D′ vorgenommen werden. Das angegebene Maß S muß größer als die Schalthysterese der Überlastwarneinrichtung sein, womit sichergestellt ist, daß eine Überlast, die in Punkt E aufgenommen wurde, nach Zurückneh­ men der Last in Punkt E′ auf der Kurve E′ D′ abgesetzt werden kann.

Claims (5)

1. Hydraulikbagger mit einem Fahrgestell und einem Oberwagen, in dem um eine horizontale Achse schwenkbar ein Ausleger ge­ lagert ist, an dem endseitig ein ein Werkzeug tragender Stiel angelenkt ist, wobei zum Verschwenken des Stiels rela­ tiv zum Ausleger und des Auslegers relativ zum Oberwagen über Steuerventile steuerbare hydraulische Kolben-Zylinder- Einheiten jeweils gelenkig mit den relativ zueinander ver­ schwenkbaren Teilen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile der Kolbenzylinderreinheiten durch ei­ ne mechanische oder elektrische Steuereinrichtung derart ge­ steuert sind, daß sie bei Überschreiten des Werkzeugs einer vorgegebenen Grenzbewegungslinie die Kolbenzylindereinheiten (9, 10) im Sinne einer die Grenzbewegungslinie überschreiten­ den Bewegung abschalten und daß eine besondere Schaltung Beweglichkeit des Stielzylinders (9) im Sinne einer Ver­ schwenkung des Stieles (4) in Richtung auf den Oberwagen wie­ der zuläßt, so daß sich durch die damit verbundene Lastmo­ mentverringerung die Bewegungsfähigkeit des Werkzeugs (11) wieder herstellt.

2. Hydraulikbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Stielzylinders (9) ein Mikroschalter (5) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit der Schwenkwinkel zwi­ schen dem Stiel (4) und dem Ausleger (3) und dem Oberwagen (1) geschaltet wird.

3. Hydraulikbagger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Betätigung des Mikroschalters (5) nur noch eine Steue­ rung des Stielzylinders (9) im Sinne der Entfernung des Werk­ zeugs (11) von der Grenzbewegungslinie weg möglich ist.

4. Hydraulikbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Stielzylinders (9) ein Bowdenzug (6) vorge­ sehen ist, der einerseits einen auf einer Steuerkurve (8) laufenden Gleitstein oder eine Rolle (7) und andererseits einen Mikroschalter (5) trägt, der bei Berührung eines auf dem Stiel (4) angeordneten Anschlags betätigt wird, und daß die Steuerkurve (8) auf dem Oberwagen (1) ohne Anschlag vor­ gesehen ist.

5. Hydraulikbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überlastsicherung vorgesehen ist, die bei Überschreiten des höchstzulässigen Drucks im Ausle­ gerzylinder alle Zylinder abschaltet.