DE3508406C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrschalen-Greifvorrichtung für Bagger oder dgl. Maschinen für den Erdaushub mit wenigstens zwei Greifschalen, bei der die Greifschalen durch Auf- und Abbewegen eines auf einer Schubstange angeordneten gemeinsamen zentrischen Schiebers geschlossen bzw. geöffnet werden.

Mehrschalengreifer werden üblicherweise hydraulisch angetrieben und überwiegend für den Erdaushub eingesetzt; die Greifschalen arbeiten dabei als Graborgane, d. h. sie müssen mit ihren Kanten verhältnismäßig tief in den Boden eingreifen, wobei die Schaufelform zweckmäßig in etwa der Bahnkurve angepaßt ist, die die voreilenden Kanten der Greifschalen beim Schließen durchlaufen. Mehrschalengreifer werden aber auch zum Schaufeln bzw. Umschaufeln von losem Schüttgut, wie Sand, Kies oder dgl., eingesetzt, das im allgemeinen auf eine ebene Bodenfläche aufgeworfen ist. Beim Umschaufeln sollen aber auch die Reste des losen Schüttguts möglichst vollständig abgeräumt werden, ohne daß die Greifschalen dabei in den Boden eindringen. Das Umschaufeln erfordert deshalb gegenüber dem Graben einen ganz anderen Bewegungsablauf beim Schließen der Greifschalen, weil deren Kanten relativ zur ebenen Unterlage wenigstens annähernd parallelgeführt werden müssen, um den aufgezeigten Anforderungen zu genügen. Selbstverständlich ist sowohl beim Graben als auch beim Umschaufeln eine gute Füllung der Greifschalen wichtig.

Bei bekannten Greifvorrichtungen der eingangs genannten Gattung sind die Greifschalen entweder an dem unteren Ende der Schubstange oder an dem Schieber angelenkt. Insoweit handelt es sich also um Schubkurbelgetriebe, bei denen die Greifschale jeweils entweder als Kurbel oder als Koppel geführt ist. Das hat zur Folge, daß die Greifschalen bei ihrer Öffnungsbewegung lediglich um diese, in horizontaler Richtung gestellfesten Anlenkstellen schwenkbar sind, jedoch nicht seitlich ausgefahren werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Greifschalen seitlich ausfahrbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Greifschale als Koppel eines Gelenkvierecks geführt ist, dessen beide Lenker unmittelbar an dem gemeinsamen Schieber angelenkt sind, und daß für jede Greifschale eine Kurbel vorgesehen ist, die mit ihrem gehäusefesten Drehpunkt am unteren Ende der Schubstange und mit ihrem bewegten Drehpunkt etwa mittig an dem ihr zugewandten Lenker des Gelenkvierecks angreift.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Greifvorrichtung wird erreicht, daß die Anlenkstellen der Greifschalen bei der Öffnungsbewegung von der Schubstange weg seitlich weit ausgefahren werden. Durch die große Öffnungsweite der Greifschalen ergibt sich eine dementsprechend bessere Füllung der Greifschalen. Außerdem läßt sich durch eine einfache Festlegung der Geometrie der Gelenkvierecke die Art des Greifvorgangs beim Graben oder Umschaufeln bestimmen:

Abhängig von der Ausbildung der Gelenkvierecke der sechsgliedrigen Führungsgetriebe kann eine Mehrschalen-Greifvorrichtung nach der Erfindung nämlich entweder zum Umschaufeln von losem Schüttgut oder zum Graben in festem Erdreich eingesetzt werden. Bei einer etwa parallelogrammförmigen Anordnung der Gelenkvierecke ergibt sich eine zwangsläufige, im wesentlichen flache Führung der voreilenden Greifschalenkanten, wie sie zum Umschaufeln erforderlich ist. Bei einer etwa dreieckförmigen Anordnung der Gelenkvierecke verhalten sich diese jeweils wie ein einzelnes starres Glied, so daß die Greifschalen zwangsläufig so geführt werden, daß die voreilenden Greifschalenkanten vergleichsweise tief in den Boden eindringen können, wie dies beim Erdaushub erforderlich ist. Sowohl beim Graben als auch beim Umschaufeln nähern sich die Anlenkpunkte der erfindungsgemäß geführten Greifschalen beim Schließen einander, so daß in beiden Fällen eine gute Füllung der Greifschalen gegeben ist.

Die Mehrschalen-Greifvorrichtung nach der Erfindung weist außer Drehgelenken nur ein einziges zentral angeordnetes Schubgelenk auf; dieses wird zweckmäßig als Kolben-Zylinder- Betätigungseinrichtung für den erforderlichen hydraulischen Antrieb ausgebildet.

In vorteilhafter Weise können die Gelenkvierecke nach der Erfindung von der Parallelogrammform in eine angenäherte Dreieckform verstellbar ausgebildet sein, so daß sich die erfindungsgemäße Mehrschalen-Greifvorrichtung je nach Bedarf sowohl zum Umschaufeln von losem Schüttgut als auch für den Aushub von festem Erdreich einsetzen läßt. Zur Verstellung aus der Parallelogrammform in die Dreieckform können die äußeren Lenker der Gelenkvierecke bspw. mittels einfach lösbarer Steckverbindungen am zentralen Schieber umsteckbar angelenkt sein.

Zweckmäßig ist es jedoch, um dieses Verstellen zu bewirken, wenn das Drehgelenk des äußeren Lenkers jeder Greifschale am Schieber in einer schieberfesten Kulisse geführt und eine Kniehebel- Verstelleinrichtung vorhanden ist, die aus mit ihren einen Enden an den äußeren Lenkern der Gelenkvierecke angreifenden und mit ihren anderen Enden zueinander symmetrisch drehbeweglich verbundenen Kniehebeln besteht, an deren Knickpunkt eine Kolbenstange drehbeweglich angreift, die in einem schieberfesten Zylinder geführt ist. Diese Mehrschalen-Greifvorrichtung nach der Erfindung läßt sich bei geschlossenen Greifschalen ferngesteuert vom Umschaufeln zum Graben umrüsten. Kolben und Zylinder der Verstelleinrichtung können in ihren Endstellungen verriegelt sein.

Eine exakte geradlinige Parallelführung der als Koppel der sechsgliedrigen Führungsgetriebe zwangsläufig geführten Greifschalen ergibt sich, wenn erfindungsgemäß die Gelenkvierecke exakt parallelogrammförmig und die Schubkurbelgetriebe gleichschenklig und zentrisch sind. Dann sorgt nämlich das Gelenkparallelogramm für eine exakte Parallelführung der gesamten Koppelebene, während die gleichschenklige zentrische Schubkurbel der sechsgliedrigen Führungsgetriebe einen und somit alle Punkte der Koppelebene zwangsläufig exakt geradlinig führt. Diese Mehrschalen-Greifvorrichtung nach der Erfindung kann auch letzte Reste von losem Schüttgut auf ebenem Untergrund umschaufeln.

Der Abstand der Anlenkpunkte der beiden Lenker am zentralen Schieber kann aber auch etwas kürzer gewählt sein als der gegenüberliegende Abstand ihrer Anlenkpunkte an den Greifschalen. Bei dieser Anordnung der Gelenkvierecke ergibt sich nach wie vor eine im allgemeinen flache Bahnkurve der voreilenden Greifschalenkanten, wie sie zum Umschaufeln von losem Schüttgut erforderlich ist, jedoch verdrehen sich die Greifschalen beim Öffnen gegensinnig nach außen, so daß sich das Füllgut aufgrund seines Eigengewichts beim Öffnen der Greifschalen besser entleert, so daß auch bspw. lehmiger Boden umgeschaufelt werden kann. Diese Anordnung der Gelenkvierecke läßt sich in einfachster Weise dadurch erreichen, daß der Kolben der Verstelleinrichtung nicht bis zu seinem Endanschlag im zugehörigen Zylinder gebracht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen:

Fig. 1 zeigt eine Zweischalen-Greifvorrichtung nach der Erfindung, bei der die als Koppel der Gelenkvierecke der sechsgliedrigen Führungsgetriebe geführten Greifschalen eine zum Umschaufeln erforderliche Bewegung erfahren, und zwar in geschlossener (mit durchgezogenen Linien dargestellt) und in geöffneter Stellung (mit gestrichelten Linien dargestellt); bei den dargestellten speziellen kinematischen Abmessungen werden alle Punkte der als Koppelebene geführten Greifschalen exakt geradlinig parallelgeführt.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Zweischalen- Greifvorrichtung nach der Erfindung, ebenfalls mit der zum Umschaufeln erforderlichen Kinematik, bei der die Gelenkvierecke der sechsgliedrigen Führungsgetriebe derart von der Parallelogrammform abweichen, daß sich die Kanten der Greifschalen beim Öffnen gegensinnig nach außen verdrehen.

Fig. 3 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße Zweischalen- Greifvorrichtung, bei der die Greifschalen die zum Graben erforderliche zwangsläufige Führungsbewegung erhalten, ebenfalls in geschlossener (durchgezogen) und in geöffneter Stellung (gestrichelt).

Gemäß Fig. 1 ist eine Schubstange 6 als ortsfestes Bezugssystem zu betrachten. Die Schubstange 6 samt der darauf angeordneten Zweischalen-Greifvorrichtung ist in üblicher Weise an einem nicht dargestellten Auslegerarm eines Baggers oder dgl. adaptiert. Auf der Schubstange 6 sind zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegende Schubkurbelgetriebe angeordnet, die einen gemeinsamen Schieber 3 und jeweils eine Koppel 4 und eine Kurbel 5 aufweisen. Die Kurbeln 5 sind auf der dem Boden B zugewandten Seite in gehäusefesten Drehpunkten 15 an einem mit der Schubstange 6 fest verbundenen oder um die Achse A derselben drehbaren Ring angelenkt, wie dies gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Zwischen Ring und Schubstange 6 kann also in bekannter Weise ein nicht dargestellter Drehantrieb vorhanden sein, der die Greifvorrichtung in Umfangsrichtung, d. h. um die Achse A der Schubstange 6, beweglich führt.

Die Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 weisen spezielle kinematische Abmessungen auf. Sie sind nämlich zum einen gleichschenklig, d. h. Kurbel 5 (Abstand der Drehpunkte 15 und 16) ist von gleicher Lange wie Koppel 4 (Abstand der Drehpunkte 14 und 16). Zum anderen sind die Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 zentrisch, d. h. Anlenkpunkt 15 von Kurbel 5 an der Schubstange 6 und Anlenkpunkt 14 von Koppel 4 am Schieber 3 befinden sich auf einer zur Schubachse A parallelen Geraden. Mit diesen kinematischen Abmessungen erfährt der auf der Verlängerungsgeraden der beiden Koppeldrehpunkte 14 und 16 im gleichen Abstand wie Kurbel- 5 oder Koppellänge 4 zur Kurbelseite 5 hin gelegene Punkt 11 der Koppel 4 eines jeden der beiden Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 eine exakte Geradführung längs einer die Schubachse A senkrecht kreuzenden und durch den Drehpunkt 15 der Kurbel 5 verlaufenden Geraden. Im geradgeführten Koppelpunkt 11 ist jeweils eine Greifschale 1 drehbeweglich angelenkt, und zwar derart, daß jede Greifschale 1 über einen weiteren Lenker 2 die Koppel eines Gelenkparallelogramms 11, 12, 13, 14 bildet, das die Drehgelenke 11, 12, 13 und 14 aufweist, wobei sich die Drehgelenke 13 und 14 jeweils auf dem gemeinsamen Schieber 3 der beiden Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 befinden. Ein Lenker 4 des Gelenkparallelogramms 11, 12, 13, 14 ist also jeweils zugleich Koppel 4 der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel 3, 4, 5, 6.

In dieser Anordnung erfahren alle Punkte der bewegten Koppelebene 1 beim Verschieben des Schiebers 3 auf seiner Schubstange 6 eine exakte Geradführung längs die Schubachse A des Schiebers 3 senkrecht kreuzenden Geraden, von denen in Fig. 1 nur die der voreilenden Kanten der Greifschalen 1 mit 20 bezeichnet ist, die sich, wie dargestellt, mit der ebenen Unterlage des Bodens B deckt. Aufgrund der exakt geradlinigen Führung der voreilenden Kanten der Greifschalen 1 lassen sich mit der in Fig. 1 dargestellten Greifvorrichtung auch letzte Reste von losem Schüttgut vom ebenen Untergrund entfernen. Ersichtlich nähern sich beide Greifschalen 1 beim Schließen beträchtlich, so daß stets eine gute Füllung der Schalen 1 beim Umschaufeln gegeben ist.

Bei einer Abweichung der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 von der in Fig. 1 dargestellten Parallelogrammform werden die Greifschalen 1 beim Öffnen gegensinnig nach außen verdreht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Und zwar ist gemäß Fig. 2 der in einer Kulisse 18 geführte Anlenkpunkt 13 des äußeren Lenkers 2 am Schieber 3 jeweils zur Schubachse A hin verlegt, so daß sich im Gelenkviereck 11, 12, 13, 14 bei gleicher Länge der Lenker 2 und 4 jeweils ein etwas kleinerer Abstand der Anlenkpunkte 13 und 14 am Schieber 3 ergibt als bei den gegenüberliegenden Anlenkpunkten 11 und 12 an der Greifschale 1. Die Bahnkurven 20 der voreilenden Greifschalenkanten verlaufen nun zwar nicht mehr exakt geradlinig, sind aber dennoch ausreichend flach, um ein Umschaufeln von losem Schüttgut auf ebener Unterlage zu ermöglichen. Aufgrund der dargestellten Verschwenkung der Greifschalen 1 wird aber die Entleerung der Greifschalen beim Öffnen aufgrund des Eigengewichts des Schüttguts vorteilhaft unterstützt, so daß sich auch ggf. lehmige Schüttgüter ohne Probleme umschaufeln lassen.

In Fig. 3 ist schließlich die Anordnung der Führungsgetriebe 1 bis 6 gezeigt, die den Greifschalen 1 die zum Graben erforderliche zwangsläufige Führungsbewegung erteilt. Das in Fig. 1 dargestellte Gelenkparallelogramm 11, 12, 13, 14 ist gemäß Fig. 3 lediglich zu einer angenäherten Dreieckform 11, 12, 13, 14 verstellt, indem der am Schieber 3 angelenkte Drehpunkt 13 des äußeren Lenkers 2 in der Kulisse 18 soweit wie möglich zum Drehpunkt 14 des inneren Lenkers 4 verlegt ist. In der zum Dreieck entarteten Form verhält sich nämlich das Gelenkviereck 11, 12, 13, 14 wie ein einzelnes starres Glied, so daß die Greifschalen 1 gewissermaßen als Koppeln der Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 geführt, d. h. mit der Koppel 4 fest verbunden sind. Die voreilenden Kanten der Greifschalen 1 dringen bei diesen Abmessungen der Führungsgetriebe 1 bis 6 ausreichend tief in den Boden B ein, um den Erdaushub zu ermöglichen, wie dies gemäß Fig. 3 anhand ihrer Bahnkurve 20 dargestellt ist. Die Greifschalen 1 nähern sich beim Schließen wiederum ausreichend, um eine gute Füllung beim Graben zu gewährleisten.

Das einzige zentral mittig angeordnete gemeinsame Schubgelenk 3,6 ist gemäß den Fig. 1 bis 3 als Kolben-Zylindereinheit für den erforderlichen hydraulischen Antrieb ausgebildet. Ein Kolben 19 ist fest mit der Schubstange 6 verbunden, auf dem der mit einem Innenzylinderraum versehene Schieber 3 axial verschiebbar geführt ist. Kolben 19 wird beidseitig mit Druckmittel beaufschlagt, das entweder über flexible Zuführungsleitungen am Schieber 3 oder durch die gehäusefeste Schubstange 6, die in diesem Fall als Rohr auszubilden ist, zu- bzw. abgeführt wird.

Den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist eine Verstelleinrichtung gemeinsam, die aus einem Kniehebelmechanismus 7 bis 10 besteht. Eine Kolben-Zylindereinheit 9, 10 hat einen schieberfesten Zylinder 10 und greift mit ihrer Kolbenstange 8 im Knickpunkt 17 zwischen zwei als Kniehebel ausgebildeten Lenkern 7 drehbeweglich an, die jeweils mit ihrem anderen Ende an den in der Kulisse 18 zum anderen schieberfesten Drehpunkt 14 hin verschiebbar geführten Anlenkpunkten 13 der beiden äußeren Lenker 2 der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 drehbeweglich angreifen. Die Kulissenführung 18 verläuft, wie dargestellt, bei geschlossenen Greifschalen 1 kreisbogenförmig um den gegenüberliegenden Drehpunkt 12 des zu verstellenden Lenkers 2. Am oberen Anschlag von Kolben 9 und Zylinder 10 ist die in Fig. 1 bzw. 2 dargestellte parallelogrammförmige Ausbildung der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 mit der zum Umschaufeln erforderlichen Führungsbewegung der Greifschalen 1 eingestellt, während im unteren Anschlag von Kolben 9 und Zylinder 10 die zum Graben erforderliche zwangsläufige Führungsbewegung der Greifschalen 1 mit der dreieckförmigen Ausbildung der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 gemäß Fig. 3 verwirklicht ist.

Es bietet sich die Möglichkeit an, die in Fig. 2 dargestellte Anordnung der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 als Zwischenstellung auszubilden, wie dargestellt. Solange ausreichende Mengen von losem Schüttgut vorhanden sind, lassen sich diese nämlich auch mit den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnungen der Führungsgetriebe 1 bis 6 umschaufeln. Erst zum Umschaufeln der Reste von losem Schüttgut werden dann die Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 der Führungsgetriebe 1 bis 6 mittels der Verstelleinrichtung 7 bis 10 in die in Fig. 1 gezeigte Parallelogrammform gebracht, die die voreilenden Kanten der Greifschalen 1 exakt geradlinig längs der ebenen Unterlage B führt.

In beiden Anschlagstellungen bzw. in der Zwischenstellung gemäß Fig. 2 können Kolben 9 und Zylinder 10 der Verstelleinrichtung 7 bis 10 verriegelt sein. Die Verstelleinrichtung 7 bis 10 ist zweckmäßig ebenso wie die zu verstellenden Lenker 2 und 4 der Gelenkvierecke 11, 12, 13, 14 sowie die Kurbeln 5 und Kulissenführungen 18 in doppelter Anordnung vorhanden, und zwar innerhalb der Zeichenebene beidseits versetzt zur zentralen hydraulischen Betätigungseinrichtung 13, 19.

Selbstverständlich können ohne weiteres mehr als zwei Führungsgetriebe 1 bis 6 jeweils mit zugehöriger Greifschale 1 samt Verstelleinrichtung 7 bis 10 in analoger Weise um die Achse A sternförmig versetzt angeordnet sein. Statt Greifschalen lassen sich in äquivalenter Weise auch Greifzangen verwenden.

Claims (6)

1. Mehrschalen-Greifvorrichtung für Bagger oder dgl. Maschinen für den Erdaushub mit wenigstens zwei Greifschalen (1), bei der die Greifschalen (1) durch Auf- und Abbewegen eines auf einer Schubstange (6) angeordneten gemeinsamen zentrischen Schiebers (3) geschlossen bzw. geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Greifschale (1) als Koppel eines Gelenkvierecks (11, 12, 13, 14) geführt ist, dessen beide Lenker (2, 4) unmittelbar an dem gemeinsamen Schieber (3) angelenkt sind, und
daß für jede Greifschale (1) eine Kurbel (5) vorgesehen ist, die mit ihrem gehäusefesten Drehpunkt (15) am unteren Ende der Schubstange (6) und mit ihrem bewegten Drehpunkt (16) etwa mittig an dem ihr zugewandten Lenker (4) des Gelenkvierecks (11, 12, 13, 14) angreift.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvierecke (11, 12, 13, 14) etwa die Form eines Parallelogramms haben. (Fig. 1)

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvierecke (11, 12, 13, 14) annähernd die Form eines Dreiecks haben, wobei die beiden Drehgelenke (13, 14) am Schieber (3) etwa zusammenfallen. (Fig. 3)

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvierecke (11, 12, 13, 14) von einer Parallelogrammform in eine Dreieckform verstellbar ausgebildet sind.

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (13) des äußeren Lenkers (2) jeder Greifschale (1) am Schieber (3) in einer schieberfesten Kulisse (18) geführt ist, und daß eine Kniehebel- Verstelleinrichtung (7 bis 10) vorhanden ist, die aus mit ihren einen Enden an den äußeren Lenkern (2) der Gelenkvierecke (11, 12, 13, 14) angreifenden und mit ihren anderen Enden zueinander symmetrisch drehbeweglich verbundenen Kniehebeln (7) besteht, an deren Knickpunkt (17) eine Kolbenstange (8) drehbeweglich angreift, die in einem schieberfesten Zylinder (10) geführt ist.

6. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkvierecke (11, 12, 13, 14) exakt parallelogrammförmig sind, und daß die Schubkurbelgetriebe (3, 4, 5, 6) gleichschenklig und zentrisch sind.