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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Baggergreifer für Fundamentwände und
rechteckige Pfähle.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Verschiedene
Typen von Fundamentwände-Baggern
sind bekannt, welche für
das Ausgraben von Baugräben
verwendet werden, zum Legen der Fundamente von Wänden und dergleichen.
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Insbesondere
weisen herkömmliche
Maschinen einen Greifer auf, der einen Rahmen und zwei symmetrische
Schalen aufweist, die am Rahmen angelenkt sind, die sich öffnen und
schließen
können bezüglich einander,
dank zweier hydraulischer Zylinder. Die Greifereinheit ist an einem
Fahrzeug montiert und kann entweder an einem Seil oder Kabel aufgehängt sein
oder am unteren Ende eines Tragbalkens, normalerweise quadratisch,
montiert sein, wo er vertikal gleiten kann und als ein "Kelly" bekannt ist.
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Der
Greifer wird in geöffneter
Stellung abgesenkt, bis er auf dem Boden ruht, der ausgegraben werden
soll; er wird dann geschlossen derart, dass Erde aufgegriffen wird,
die zwischen den beiden Schalen eingefangen wird, und von dem Ort
entfernt wird.
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Alle
diese bekannten Maschinen teilen einen gemeinsamen Nachteil: die
Kraft, die der Greifer auf den Ort ausübt, wenn er sich schließt, d.h.
die Greifkraft, ist relativ klein, insbesondere in den Fällen von Greifern,
die an einem Kabel oder Seil aufgehängt sind, da diese Kraft ausschließlich auf
dem Gewicht des Greifers basiert.
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In
den Fällen
von Greifern, die auf einem Baggerarm ("Kelly") montiert sind, kann eine größere Kraft
ausgeübt
werden als mit aufgehängten
Greifern, insbesondere, wenn der "Kelly" gebremst wird, da die Reaktion auf
das Fahrzeug übertragen
wird; es verbleibt jedoch eine relativ kleine Kraft, und in einigen
Fällen
heben die Reaktionskräfte
auf den Baggerarm das Fahrzeug sogar an, mit der damit verbundenen
Gefahr.
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Maschinen
mit einem Baggerarm können mehr
Kraft aufbringen, sie haben jedoch Nach teile im Vergleich zu Seilmaschinen
derart, dass sie teurer sind und eine Begrenzung der Grabungstiefe
auf die Länge
des Baggerarms selbst aufweisen, was durch eine begrenzte Anzahl
von Teleskopabschnitten ausgeglichen werden kann.
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Um
eine größere Grabungskraft
für seilaufgehängte Greifer
zur Verfügung
zu stellen, gab es eine Tendenz in den letzten Jahren zu zunehmend schwereren
Greifern hin. Diese Lösung
bringt jedoch viele Nachteile mit sich, wie beispielsweise die Tatsache,
dass das Fahrzeug auch schwerer und robuster sein muss, mit einer
sich daraus ergebenden Erhöhung
an Kosten und Größe. Bagger,
die basierend auf Gewicht eine größere Kraft erreicht haben,
sind nur in offenen Zonen betreibbar und können nicht an Orten arbeiten,
deren Zugang eingeschränkter
ist.
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Eine
kürzlich
vorgeschlagene Alternative auf Maschinen mit Greifern besteht in
einem Bagger mit einem Fräskopf,
der Felsen zu Pulver verkleinert, und einem Wasserpumpenabsaugsystem.
Derartige Maschinen lösen
zufriedenstellend das Problem der Grabkraft bei festem Felsen, sie
haben jedoch andere Nachteile, die ihre Verwendung beträchtlich
beschränken:
auf der einen Seite sind sie sehr viel breiter und teurer als Maschinen
mit Greifern, und auf der anderen Seite sind sie ungeeignet für die meisten
Böden,
da jegliches loses Gestein vor Ort nicht aufgebrochen wird, sondern
dem Fräsmechanismus
ausweicht und das Absaugsystem verstopft.
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Die
DE-A-4309269 beschreibt einen Doppelschaufelbagger zum Ausgraben
von zylindrischen Bohrlöchern,
der einen Baggerrahmen aufweist, gebildet durch eine Basis, vier
Säulen
und eine Querstrebe. Ein Antriebsfahrwerk gleitet zwischen den Rahmensäulen. Der
Greifer ist mit einem Bagger mittels Tauen durch das Antriebsfahrwerk
verbunden. Zug-Druck-Stangen
für die
Bewegung der Greiferschaufeln sind an dem Antriebsfahrwerk angelenkt. Schaufelschwenklager
sind an der Basis befestigt. Die Querstrebe ist mit den Säulen verbunden.
Muschelförmige
Stützgestelle
sind an den Säulen
an zwei entgegengesetzten Punkten angelenkt. Die Gestelle weisen
ein äußeres Profil
auf, das annähernd dem
Bohrlochradius entspricht.
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Die
DE-A-222913 beschreibt eine Baggeranordnung für tiefen und schweren Grund,
der schwere Arten von Grund gräbt,
von beträchtlicher
Tiefe, zum Bau von Blendwand- oder Säulentypfundamenteinheiten.
Der seitlich gestützte
Basisrahmen des seilgeführten
Greifers ist mit einem Hydraulikzylinder ausgerüstet. Der Rahmen ist in Eingriff
mit Klemmplat ten gegen Grabenwände.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die vorgenannten Nachteile
zu überwinden
durch Vorschlagen eines Greifers der eingangs genannten Art, der
in der Lage ist, eine größere Kraft
auf den Boden auszuüben,
der jedoch gleichzeitig leichter und von relativ geringen Kosten
ist. Zur Lösung
dieser Aufgabe wird ein Baggergreifer für Fundamentwände und
rechteckige Pfähle
gemäß Anspruch
1 vorgeschlagen.
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Dank
dem Vorhandensein dieser Trägerelemente
kann der Greifer unter Aufbringung einer sehr viel größeren Kraft
graben, als wenn er sich nur auf sein Eigengewicht stützen würde, und
dieser Vorteil wird erreicht ohne weder deutlich das Volumen oder das
Gewicht der Maschine noch des Greifers zu erhöhen. Zusätzlich erzielt der erfindungsgemäße Greifer
diese Vorteile sowohl wenn er mit einem Senkabschnitt oder einem
teleskopischen Baggerarm als auch an einem Seil aufgehängt ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Trägerelemente
ist jener, dass sie dabei helfen, den Greifer fest in dem Loch zu
halten, und ihn daran hindern abzugleiten, aufgrund beispielsweise
einer jeglichen Asymmetrie zwischen den Klauen bzw. Schalen oder
der Unebenheit des Geländes.
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Vorzugsweise
arbeiten die Einrichtungen zum Bewegen der Trägerelemente zwischen der eingezogenen
und der aufgeweiteten Position automatisch, wenn der Greifer den
Boden des Loches während
der Bewegung des Greifers nach unten erreicht.
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Die
Trägerelemente
kommen so in Synchronisationsbewegung beim Betrieb des Greifers
und es ist nicht notwendig, sie manuell zu betätigen, jedesmal wenn der Greifer
abgesenkt wird.
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Der
erfindungsgemäße Greifer
ist mechanisch einfach und er erlaubt, dass die Bewegung zwischen
dem Baggerarm und dem Rahmen dazu verwendet wird, die Trägerelemente
mechanisch anzutreiben.
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Diese
Lösung
ist robust und nicht sehr teuer und ermöglicht den automatisierten
Betrieb, wie oben angeführt.
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In
einer Ausführungsform
weist die kinematische Kette zwei Arme auf, die jeweils an dem einen Ende
des Gestängebereichs
und an dem anderen Ende mit wenigstens einem Gelenk angelenkt sind, das
seinerzeit an dem Rahmen und einem Trägerelement angelenkt ist. Jedes
Trägerelement
kann einen langen Schuh mit einer vertikalen Oberfläche umfassen,
der in Kontakt mit der Wand des Loches kommt, während die kinematische Kette
weiterhin für
jeden Schuh ein Gelenkparallelogramm aufweisen kann, das zwischen
dem Rahmen und dem Schuh angebracht ist, so dass der letztere im
wesentlichen vertikal während
seiner Bewegung gehalten wird.
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Vorzugsweise
umfasst der Greifer Mittel zum Einstellen des Maximalabstandes zwischen
dem Gestänge
und dem Rahmen.
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Diese
Eigenschaft ermöglicht,
dass der Druck der Trägerelemente
gegen die Wände
des Loches eingestellt wird, um ihn den unterschiedlichen Arten
des Geländes
und unterschiedlichen Situationen anzupassen.
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Auch
weist der Greifer vorzugsweise Mittel zum Verrasten des Gestänges mit
dem Rahmen auf, so dass der Mechanismus in Situationen überwunden
werden kann, in denen sich ergibt, dass er hindert.
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In
einer Ausführungsform
weisen die Trägerelemente
eine ebene Kontaktoberfläche
mit den Wänden
des Lochs auf; alternativ können
die Trägerelemente
eine Kontaktoberfläche
mit den Wänden des
Lochs aufweisen, die mit Gummivorsprüngen oder Zähnen versehen ist. Diese letzte
Option ist nützlich,
um ein größeres Anhaften
gegen die Wände zu
schaffen, oder ein Fräsen
der Lochwand hervorzurufen, was wünschenswert sein kann, wenn
beispielsweise eine der Wände
des Lochs Beton ist, der zu einem benachbarten Abschnitt der Fundamentwand
gehört.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung einen Bagger für Fundamentwände und
rechteckige Pfähle,
dar dadurch gekennzeichnet ist, dass er mit einem Baggergreifer
mit den beschriebenen Merkmalen versehen ist.
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In
einer Ausführungsform
der Maschine ist der Greifer an einem Ende eines Gestänges angebracht,
das sich vertikal auf einem entsprechenden Träger des Baggers bewegen kann;
das Gestänge kann
weiterhin ein Teleskopgestänge
sein.
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Diese
Ausführungsform
hat die nützlichen Vorteile
der Maschinen mit einem Gestänge
derart, dass eine größere Steuerung
der Position des Greifers und eine größere Grabungskraft vorhanden
ist, aufgrund der Übertragung
der Belastungen auf die Maschine, obwohl im Falle der Erfindung
die meiste Kraft von den Trägerelementen
getragen wird.
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Alternativ
kann der Greifer an dem Ende eines Gestängebereichs angebracht sein,
der seinerseits an einem Kabel oder Seil aufgehängt ist, das an der Maschine
befestigt ist. In diesem Fall weist die Maschine immer noch alle
Vorteile des neuen erfindungsgemäßen Greifers
in bezug auf die Grabkraft auf, und die Eindringtiefe kann größer sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zum
besseren Verständnis
von all dem was angeführt
ist, wurden einige Zeichnungen beigefügt, um schematisch und ausschließlich mittels
eines nicht-einschränkenden
Beispiels eine praktische Ausführungsform
darzustellen.
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In diesen
Zeichnungen ist
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1 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Greifers,
gezeigt während
seines Absinkens mit den eingeschwenkten Seitenschuhen;
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2 eine
Ansicht des Greifers, der auf dem Boden des zu grabenden Loches
ruht und mit den Seitenschuhen in Arbeitsstellung;
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3 eine
Ansicht des geschlossenen Greifers während dem nachfolgenden Anheben
von diesem, zum Entfernen der Erde; und
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4 und 5 schematische
Ansichten des Greifers in Seitenansicht bzw. Draufsicht, in denen
einer der Seitenschuhe des Greifers in eingefalteter Stellung und
der andere Schuh in ausgefalteter Stellung dargestellt ist.
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BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die 1 bis 3 zeigen
einen Baggergreifer für
Fundamentwände,
rechteckige Pfähle
und ähnliche
Grabungsarbeiten, der einen Rahmen 1 aufweist, an dem zwei
Schalen oder Klauen 2, 3 auch "Schaufeln" (scoops) genannt angelenkt sind, die
die grabenden Abschnitte als solche bilden.
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Die 1 und 2 zeigen
den offenen Greifer, wenn er sich gegen den Grund absenkt, während die 3 den
Greifer zeigt, wenn er sich geschlossen und eine Ladung Boden eingefangen
hat und angehoben wird, um den Boden aus dem Loch 4, das
gegraben wurde, zu entfernen.
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Die
Schalen 2, 3 öffnen
und schließen
sich mittels zweier hydraulischer Zylinder 5, 6,
die an dem Rahmen angebracht sind, die in der ausgefahrenen Position
in 3 gezeigt sind.
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Bei
herkömmlichen
Greifern ist der Rahmen 1 an dem Ende eines Gestängebereichs
(Kelly) befestigt, der sich auf einem entsprechenden Träger an der
Maschine bewegt, oder an einem Seil oder Kabel aufgehängt ist,
das an der Maschine befestigt ist.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifers
ist jedoch der Rahmen 1 an einen Gestängebereich 7 gekoppelt,
der wiederum an einem Kabel aufgehängt ist, derart, dass ein Raum
für eine
vertikale Bewegung zwischen dem Rahmen und dem Gestänge zwischen
einem oberen Anschlag und einem unteren Anschlag vorhanden ist.
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Hierzu
weist das Gestänge
einen Lochschlitz 8 auf, während der Rahmen 1 eine
Anzahl von Löchern 9 aufweist,
die vertikal ausgerichtet sind und mit dem Lochschlitz 8 des
Gestänges übereinstimmen.
Ein Zapfen 10 wird in eines der Löcher 9 eingeführt, derart,
dass, wenn der Greifer an einem Kabel aufgehängt ist (1 und 3),
der Rahmen 1 an dem Gestänge durch den Zapfen 10 aufgehängt ist und
die Bewegung zwischen Rahmen und Gestänge maximal ist, wohingegen
wenn der Greifer am Boden ruht (2) das Gestänge auf
dem Rahmenlager ruht auf demselben Zapfen 10 und die Bewegung zwischen
ihnen ist an ihrem Minimum.
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Die
Maximalbewegung zwischen dem Gestänge und dem Rahmen kann durch
Einführen
des Zapfens 10 in das eine oder andere der Löcher 9 verändert werden,
und die beiden Teile können
sogar zueinander versperrt werden, durch Einführen von Zapfen in die beiden
Endöffnungen 9.
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Die
Möglichkeit
der Bewegung zwischen dem Rahmen und dem Gestänge wird dazu benutzt eine
Betätigung
eines Mechanismus zu induzieren, der den Rahmen gegen die Wände des
Loches 4 sperrt, derart, dass der Greifer eine größere Kraft
gegen das Gelände
ausüben
kann.
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Die
Betätigung
des Mechanismus, der den Rahmen gegen die Wände des Loches sperrt, wird nachfolgend
mit gesonderter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben,
in denen die Teile des Greifers vereinfacht wurden, um das Verständnis des Mechanismus
zu erleichtern.
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Wie
aus diesen Figuren ersichtlich, weist der Greifer der vorliegenden
Erfindung zwei Seitenschuhe 11 und 12 auf, die
aus länglichen
U-Querschnittteilen (siehe 3) gebildet
ist, deren Steg die Oberfläche
ist, die in Kontakt mit der Wand des Loches kommen wird. Die Schuhe 11 und 12 sind
beide an dem Rahmen 1 und dem Gestänge 7 befestigt, mittels
eines Gelenkmechanismus oder einer Anlenkung, die sie dazu bringen,
sich zwischen einer Position, in der der Schuh gegen den Rahmen
eingefaltet ist (linker Teil der 4 und 5)
und einer Position zu bewegen, in der der Schuh aufgefaltet ist
und gegen die Wände
des Loches drückt.
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Die
Anlenkung, die die Schuhe 11, 12 mit dem Rahmen 1 und
dem Gestänge 7 verbindet,
weist zwei Paare von Stegen oder Armen 13, 14 auf,
die an einem Ende mit dem Gestänge 7 und
an dem anderen Ende mit zwei Paaren von Gelenken 15, 16 angelenkt
sind, die ähnlich
mit einem Schuh 11, 12 und mit dem Rahmen 1 gelenkig
verbunden sind.
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Um
die Anordnung zu verstärken
und damit die Bewegung der Schuhe zwischen der einen oder anderen
Position in einer translatorischen Bewegung ausgeführt wird,
weist die Anlenkung zwei weitere Paare von Gelenken 17, 18 auf,
wobei ein jedes davon an dem Rahmen, an einem der Schuhe 11, 12 und
dem Ende eines Arms 19, 20 angelenkt ist, dessen
anderes Ende an den Armen 14, 18 an demselben
Punkt angelenkt ist, wie die Arme 13, 14.
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Ein
Vergleich der linken und rechten Teile der 4 und 5 zeigt
die verschiedenen Positionen, die von den Schuhen, den Gelenken
und den Armen der Anlenkung eingenommen werden.
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Die
gefaltete Position des linken Teils der Figur entspricht der Situation,
in der der Greifer aufgehängt
ist, beispielsweise während
des Herabsenkens oder Anhebens (1 bzw. 3),
während
die entfaltete Position des rechten Teils der Figuren der Situation entspricht,
in der der Greifer auf dem Boden ruht (2).
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Nachfolgend
wird Bezug genommen auf die verschiedenen Betriebsstadien des Greifers
unter Bezugnahme auf die 1 bis 3.
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Während des
Ausgrabens eines Loches 4 für eine Fundamentwand oder andere ähnliche
Arten von Fundamenten, sinkt der Greifer (1) mit dem Rahmen 1 hinab,
der von dem Gestänge 7 durch
den Zapfen 10 aufgehängt
ist, d.h. die Schuhe 11, 12 sind gegen den Rahmen
eingefaltet. Die Schaufeln oder Schalen 2, 3 sind
offen.
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Wenn
der Rahmen 1 mit den Schalen 2, 3 am Boden
des Loches 4 zu ruhen kommt (2), sinkt das
Gestänge 7 um
eine zusätzliche
Länge hinab, während der
Zapfen 10, der dem Rahmen zugeordnet ist, sich entlang
des Lochschlitzes 8 des Gestänges 7 bewegt, bis
letzteres auf dem Rahmenlager auf dem Zapfen selbst ruht. Während dieser
Bewegung des Gestänges
bezüglich
des Rahmens falten sich die Schuhe 11, 12 auf,
dank der Anlenkung, bis sie in Andruck gegen die Wände des
Loches verbleiben.
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Die
hydraulischen Zylinder 5, 6 werden dann aktiviert,
um die Schalen 2, 3 zu schließen unter Einschließen der
Erde am Boden des Loches. Dank des Vorhandenseins der Schuhe können die
Schalen eine erheblich größere Kraft
auf das Gelände
ausüben,
als herkömmliche
Maschinen mit Greifern desselben Gewichts, da die Kraft der Schuhe
gegen die Wände
verhindert, dass sich die Schaufeln anheben und die Erde "ankratzen", wenn sie sich schließen.
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In
diesem Zusammenhang wird betont, dass obwohl der Druck der Schuhe
gegen die Wände
des Lochs nur vom Gewicht des Gestänges (kelly) und der Schuhe
herrührt,
tendiert die Reaktion des Geländes
auf die Schalen, wenn sich diese schließen, genau dahin, die Schuhe
härter
gegen die Wände
zu drücken.
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Wenn
sich die Schalen 2, 3 geschlossen haben, hebt
sich der Greifer wieder an, um die Erde von dem Loch zu entfernen
(3); der Druck der Schuhe gegen die Wände hört auf,
sobald das Kabel oder das Gestänge
nach oben gezogen wird, da Ausgangs sich der Rahmen nicht bewegt
und sich nur das Gestänge 7 anhebt,
mit den Schuhen, die sich gleichzeitig einfalten, bis der mit dem
Rahmen verbundene Zapfen 10 sich über die gesamte Länge des Lochschlitzes 8 des
Gestänges
bewegt. Von diesem Zeitpunkt an hebt sich der von dem Zapfen 10 aufgehängte Rahmen
ebenfalls.
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Während der
ersten Phasen des Ausgrabens des Loches, wenn das Loch noch nicht
ausreichend tief ist, um die Schuhe zu benutzen, wird der Schuhentfaltungsmechanismus
gesperrt, wie es beschrieben wurde, durch Verwenden von zwei Zapfen 10.
Das Sperren kann auch angewendet werden, wenn in weichem Terrain
gegraben wird, um zu verhindern, dass der Druck gegen die Wände ein
Abgleiten des Greifers hervorruft.
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Der
Druck, den die Schuhe gegen die Wände ausüben, kann mit einem längerem oder
kürzerem Gestängeweg bezüglich des
Rahmens eingestellt werden, d.h. durch Einführen des Zapfens 10 in
ein Loch 9 eher als in ein anderes.
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In
einigen Fällen
kann die Oberfläche
der Schuhe 11, 12, die in Kontakt mit den Wänden des Lochs
kommt, mit Gummivorsprüngen
oder Zähnen (nicht
dargestellt) versehen werden, die in Vertiefungen 21 der
Kontaktoberfläche
(siehe 1, 2, 3) aufgenommen
sind. Diese Gummivorsprünge oder
Zähne können in
manchen Fällen
zum Fräsen der
Wand des Loches oder zum Erhöhen
der Haftung der Schuhe an der Wand nützlich sein.
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Mit
dieser Ausführungsform
ist es nicht notwendig einen "Sperrschlüssel" zwischen zwei benachbarte
Abschnitte einer Fundamentwand einzusetzen, d.h. ein Metallteil,
das einen Betonabschnitt mit dem benachbarten verbindet (durch eine
Nut- und Federtyp-Verbindung),
und der eine ebene Oberfläche
vorsieht. Beim Graben eines Abschnitts kratzen die Zähne des
erfindungsgemäßen Greifers
die Betonwand des vorhergehenden Abschnitts der Fundamentwand, belassen
sie vertikal und bilden Nuten, die mit Beton gefüllt werden, der in den aktuellen
Abschnitt eingegossen wird, so dass eine Nut- und Federverbindung
gebildet wird, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Teile.
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Dies
schafft eine beträchtliche
Vereinfachung des Prozesses und macht ihn deutlich billiger.
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Trotz
der Tatsache, dass eine spezifische Ausführungsform der Erfindung beschrieben
und gezeigt wurde, wird es dem Fachmann offensichtlich sein, dass
Varianten und Modifikationen gemacht werden können, und dass alle Einzelheiten
durch andere ersetzt werden können,
die technisch äquivalent sind,
ohne dabei den Schutzumfang zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.