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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet des Bodenaushubs zur Erstellung von
Schlitzen und insbesondere ein hydraulisches Greiferschaufelaushubgerät zur Herstellung
solcher Schlitze.
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Gegenstand der Erfindung
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Es
werden Schlitze beschrieben, die aus einer Folge von aneinandergrenzenden
Lamellen, die Seite an Seite angeordnet sind, zusammengesetzt sind,
wobei jede Lamelle in einem im Wesentlichen rechteckigen Aushubquerschnitt
erhalten wird, der sich in der Richtung des Schlitzes ausdehnt,
wobei die kurzen Seiten von den kurzen Seiten der benachbarten Lamellen
begrenzt werden. Bodenaushübe werden
im Allgemeinen mit Greiferschaufeln mit zwei daran angeordneten
Klappen mit Penetrationszähnen
und Bodenbeschickung hergestellt. Der Körper der Greiferschaufel ist
mit Führungselementen
ausgestattet, die an dem Körper
entweder starr oder über
Positionierungs- und Steuervorrichtungen befestigt sind.
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Die
Greiferschaufel ist an einem Oberflächenaushubgerät befestigt,
wobei Absenken und Anheben der Greiferschaufel in das Loch über ein
oder mehrere Betätigungsdrahtleitungen
erreicht wird, die entweder direkt oder über einen Flaschenzug betrieben
werden. Der Körper der
Greiferschaufel ist von diesen Drahtleitungen abgehängt. Aushubenergie, die
zur Aktivierung der Klappen erforderlich ist, wird über einen
oder mehrere in dem Körper
der Greiferschaufel angeordnete öldynamische
Zylinder erhalten, die durch zwei flexible Leitungen versorgt werden,
die um jeweilige motorgetriebene Aufwickelschaufelräder, die
unter konstanter Spannung stehen, herum aufgewickelt sind.
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Um
optimales Klappenschließen
zu ermöglichen,
sind die Zähne
an den Klappen in asymmetrischer und sich ergänzender Art und Weise angeordnet.
Die Zahnanzahl ist deshalb an beiden Klappen unterschiedlich, wodurch
durch die Kraft des Bodenaushubs bestimmte Beanspruchungen auf die
Zähne von
ausgeübt
werden.
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Um
die Stabilität
und den Erfolg des Arbeitsablaufs sicherzustellen, ist es wichtig,
dass die Oberfläche
des Schlitzes frei von Störstellen
ist: Benachbarte Lamellen müssen über die
gesamte Tiefe hinweg zueinander in Kontakt stehen. Es ist deshalb
erforderlich, dass sowohl die kurzen Seiten als auch die langen
Seiten jeder Lamelle vertikal sind. Es ist ebenfalls erforderlich,
jegliche spiralige [elicoide] Drehung der einzelnen Lamelle zu vermeiden:
Obwohl sie über
die Höhe
stufenlos sind und vertikale Achsen aufweisen, können die Lamellen infolge der
Torsion, die auf die vertikale Achse ausgeübt wird, unterhalb bestimmter
Aushubtiefen getrennt sein und auseinander klaffen. Während des
Aushubs ist es deshalb sehr wichtig, sicherzustellen, dass die Lamellenseiten
vertikal bleiben.
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Vertikale
Ausrichtfehler entstehen hauptsächlich
infolge der asymmetrischen Anordnung der Klappenzähne und
der unregelmäßigen Beschaffenheit
des Bodens.
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Die
asymmetrische Anordnung der Klappenzähne ist erforderlich, um das
maximale, vollständige und
ausgeglichene Schließen
der Klappen zu erreichen. Fachleute des Gebiets erkennen, dass die Zähne der
Klappe bezüglich
der der anderen Klappe um einen halben Schritt phasenversetzt sind,
um ein Schließen
der Klappen ohne jeglichen Kontakt zwischen den Zähnen zu
ermöglichen.
Wegen offensichtlicher durch das Gleichgewicht bedingter Gründe ist
während
des Aushubs eine der Klappen mit einem zusätzlichen Zahn ausgestattet
(bezüglich
der anderen Klappe). Die Zahngeometrie ist daher zu der Klappendrehachse
vertikal symmetrisch. Andererseits ist der Grad der Intensität, der auf
jede Klappe beim Schließen
(Bodenaushub) ausgeübt
wird, unterschiedlich.
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Der
Unterschied bei Drehung entsteht hauptsächlich infolge des oben beschriebenen
Unterschieds der Aushubzähne
beider Klappen.
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Es
wird auf die 1 bis 3 Bezug
genommen, die das greiferschaufelartige Aushubgerät der Gattung
zeigen, das zur Schlitzerstellung verwendet wird. Das Gerät ist mit
einer teleskopierbaren Führungsgruppe
ausgestattet, die am Anschlusskopf 11 an der Spitze des
Kranarms 10 befestigt ist. Die teleskopierbare Gruppe kann
sich um die vertikale Aushubhachse mit Hilfe der Drehvorrichtung 12 drehen,
die am Kopf 11 befestigt ist. Die teleskopierbare Gruppe
umfasst ein oberes Bauteil 13, das an dem sich drehenden
Abschnit des Drehbauteils 12 befestigt ist, ein zwischenliegendes
Bauteil 14, das teleskopierbar innerhalb des Ersten gleiten
kann und ein unteres Bauteil 15, das teleskopierbar innerhalb
des Zweiten gleiten kann. Der Körper
der Greiferschaufel 16, der seitliche Führungen 17 und Standardklappen 18 umfasst,
wird mit Hilfe eines hydraulischen Systems betätigt, das in dem inneren Teil
des Körpers der
Greiferschaufel 16 eingeschlossen ist, und mit Hilfe flexibler
Leitungen 19 mit Energie versorgt, die auf Schaufelrädern 20 aufgewickelt
sind, die an dem unteren Abschnitt des dritten Elementes 15 befestigt sind.
Die Schaufelräder
sind in einer drehbaren Art und Weise an dem ersten oberen teleskopierbaren ersten
Bauteil 13 befestigt und sind mit einem elastischen, hydraulischen
Rückholsystem
ausgestattet, um einen vorbestimmten, im Wesentlichen konstanten
Spannungsgrad der flexiblen Leitungen 19 sicher zu stellen.
Eine Betätigungsdrahtleitung 21 ist
bei 22 an einem Bauteil 23 befestigt, das an dem
Körper
der Greiferschaufel fixiert ist, um das Anheben und Absenken der
Greiferschaufel sicher zu stellen. Diese Bewegungen entsprechen
jeweils dem Einfahren und Ausfahren der teleskopierbaren Gruppe 13–15. Während der
Abwärtsbewegung
(Absenken) der Greiferschaufel, werden die flexiblen Leitungen von den
Schaufelrädern
abgewickelt. Damit die Leitungen einem bestimmten Spannungsgrad
unterliegen, wird das Abwickeln gesteuert; während des Anhebens der Greiferschaufel
wickeln die Schaufelräder die
Leitungen automatisch auf.
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Die
teleskopierbare Gruppe ermöglicht
es, sicher zu stellen, dass die Lamelle während der ersten Aushubmeter
oder, wenn der Körper
der Greiferschaufel noch nicht mit den seitlichen Führungen
in dem Aushubabschnitt der Lamelle eingreift, in einer vertikalen
Stellung geführt
wird.
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Um
während
des Aushubes Abweichungen von der vertikalen Achse infolge der asymmetrischen Ausbildung
der Zähne
auszugleichen oder zumindest zu begrenzen, wird die Greiferschaufel
aus dem Loch gezogen und die Drehvorrichtung 12 verwendet,
um die Führungsgruppe
und infolge dessen den Körper der
Greiferschaufel um 180° um
die vertikale Achse x zu drehen.
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Es
muss erkannt werden, dass dieses Verfahren einige Nachteile beinhaltet.
Erstens begrenzt es den Durchmesser des Schaufelrades, das drehbar
an der teleskopierbaren Gruppe befestigt ist und nicht physikalisch
mit dem Kranarm während
dieser Betätigung
in Wechselwirkung treten darf. Deshalb sollten Schaufelräder mit
relativ begrenzten Durchmessern verwendet werden. Diese Begrenzung
besitzt auf die flexiblen Leitungen eine negative Wirkung hinsichtlich
der Krümmungswinkel,
Durchgangsbereiche, sorgfältiger
Aufwicklung auf dem Schaufelrad. Infolgedessen wird durch die Verringerung
des Durchmessers des Schaufelrades die Funktionalität vermindert,
was schnellere Abnutzung verursacht und die Lebensdauer der flexiblen
Leitungen reduziert.
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Zweitens
wird in zumindest einer der Betriebsstellungen, wenn nicht sogar
in beiden, durch die Betätigung
der Drahtleitungskupferkomponenten eine Doppeldrehung bezüglich der
vertikalen Achse erzeugt. Diese Doppeldrehung wird durch die Drehinstabilität aller
angehängten
Teile verursacht, was die oben erwähnte schraubenlinienartige
Bewegung verursacht. Die Aushubgenauigkeit ist meistens ausschließlich von
der Erfahrung der Bedienperson abhängig.
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Letztlich
kann ein Aushubgerät
mit Drahtleitungen und einer Greiferschaufel der hier genannten Art
im Falle übermäßiger Drehung
infolge Bedienfehler leicht zu Drahtleitungsaufwicklung mit anschließendem Gleiten
und vorzeitiger Abnutzung der Drahtleitungen führen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist ein Gegenstand der Erfindung, eine verbesserte Ausführung eines
Greiferschaufelaushubgerätes
auszuführen,
das Nachteile und Grenzen der oben beschriebenen Technik begrenzt.
Insbesondere ist es ein Gegenstand dieser Erfindung, ein Gerät vorzuschlagen,
das geeignet ist, exakte Aushübe auszuführen, wobei
besonderes Augenmerk auf die Beseitigung oder zumindest die Begrenzung
von Torsionsfehlern gerichtet wird.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Aushubgerät
auszuführen,
das die Verwendung von Schaufelrädern
mit größerem Durchmesser
und somit die Verwendung von flexiblen Leitungen ermöglicht,
die geeignet sind, kräftigere Ölspannungen
auszuhalten und somit mehr Energie für den Betrieb der Klappe.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Aushubgerät auszuführen, das leichter
zu bedienen ist, so dass die Genauigkeit des Aushubs nicht mehr
gänzlich
von der Erfahrung der Bedienperson abhängt.
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Diese
und weitere Ziele und Vorteile, die dadurch besser verstanden werden,
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung gemäß dem beigefügten Anspruch
1 erzielt. Bevorzugte Ausführungsformen werden
von den abhängigen
Ansprüchen
2–12 vorgestellt.
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Das
Gerät umfasst
flexible Leitungen zur Betätigung
der Greiferschaufel und Aufwickelmittel zum Aufwickeln der Leitung
um eine im Wesentlichen horizontale Achse. Die Aufwickelmittel werden
an einem nicht drehbaren konstruktiven Bauteil befestigt, das oberhalb
der Drehvorrichtung angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird nun die konstruktiv und funktional bevorzugte, jedoch nicht
einzige Ausführungsform
des Aushubgerätgegenstandes
der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei auf die zugehörigen Zeichnungen
Bezug genommen wird, wobei ähnliche
Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Teile zu kennzeichnen:
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1 Schematische
Seitenansicht des Aushubgerätes
der bekannten Art;
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2 Seitenansicht
gemäß Pfeil
A der 1 von Teilen, die an dem Kran angehängt sind;
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3 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
der Zahnstellung an den Greiferschaufelklappen;
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4 Seitenansicht
des Aushubgerätes, das
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist; und
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5 in
vergrößertem Maßstab dargestellte Seitenansicht,
der hydraulischen Drehbaugruppe, die in dem Aushubgerät gemäß der 4 umfasst ist.
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Genaue Beschreibung der
Erfindung
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Mit
Bezugnahme auf die 4, die das Aushubgerät, das Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist, zeigt, werden die bereits unter
Bezugnahme auf die 1–3 beschriebenen
Teile der Einfachheit halber nur insoweit beschrieben werden, wie es
für das
Verständnis
der Erfindung erforderlich ist.
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Das
in der 4 dargestellte Aushubgerät umfasst einen Ankoppelkopf 11,
der an der Spitze des Arms 10 des Krans angeordnet ist.
Eine teleskopierbare Führungsgruppe,
die aus koaxialen teleskopierbaren Bauteilen – vorzugsweise drei an der
Zahl- zusammengesetzt ist, ist an Kopf 11 vorzugsweise mittels
eines horizontalen Scharniers 30 befestigt. Vorzugsweise
sollten die koaxialen, teleskopierbaren Bauteile sein: ein erstes
oberes und äußeres Bauteil 13,
das mit dem oberen Abschnitt des Kopfes 11 verbunden ist,
ein zweites, zwischenliegendes Bauteil (in der 4 der
Einfachheit halber nicht dargestellt) und ein drittes, unteres und
inneres Bauteil 15. Die Aushubkraft, die zur Betätigung der
Klappen erforderlich ist, wird mit Hilfe eines oder mehrerer öldynamischer
Zylinder erhalten, die in dem Körper
der Greiferschaufel beinhaltet sind und von zwei flexiblen Leitungen 19 versorgt
werden, die auf jeweiligen Aufwickelschaufelrädern 20 aufgewickelt
sind, die durch konstante Spannung motorisiert sind (in der 4 nur
eine sichtbar). Absenken und Anheben der Greiferschaufel 16 in
den Aushub erfolgt, mit Hilfe einer oder mehrerer Betätigungsdrahtleitungen 21.
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Der
Körper 16 der
Greiferschaufel ist an dem unteren Ende des unteren teleskopierbaren
Bauteils 15 in drehbarer Art und Weise um eine zu der Aushubachse
im Wesentlichen parallele Achse befestigt, indem eine hydraulische
Drehvorrichtung 31 eingefügt ist, mittels derer nur die
Greiferschaufel und nicht die teleskopierbare Anordnung sich um
die vertikale Aushubachse x drehen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist der Befestigungspunkt der Drahtleitung 21 an einem
Bauteil oberhalb der Drehvorrichtung 31 angeordnet. In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Drahtleitung an dem unteren Bauteil 15 der teleskopierbaren
Gruppe befestigt und vorzugsweise in der Nähe seines oberen Endes.
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Die
Aufwickelschaufelräder 20 sind
an einem konstruktiven Bauteil oberhalb der Drehvorrichtung angeordnet,
das sich infolge dessen nicht mit der Greiferschaufel dreht. In
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Schaufelräder
an dem oberen Bauteil 13 der teleskopierbaren Führungsgruppe
eingehängt.
Diese Art der Ausgestaltung ermöglicht
es, die Schaufelraddimensionen ohne technische oder geometrische
Beschränkungen
an bestimmte funktionelle Anforderungen anzupassen. Wie aus einem Vergleich
der 4 mit der 2 hervorgeht,
können
bei der vorliegenden Erfindung (4) die Schaufelräder an der
teleskopierbaren Anordnung nach Bedarf angeordnet werden, ohne an
die Vorderseite der teleskopierbaren Gruppe vorzustoßen. Dies ermöglicht es,
Schlitze herzustellen, die auf möglicherweise
bestehenden vertikalen Wänden
basieren können.
Diese Möglichkeit
wird beseitigt, wenn ein übliches
Gerät verwendet
wird, das in den 1 und 2 dargestellt
ist, wobei zumindest in einer der möglichen Betriebsstellungen
die Schaufelräder
auf die Vorderseite des ausgedehnteren Bereichs des Gerätes vorstoßen und
mit einer bestehenden vertikalen Wand in Wechselwirkung treten könnte.
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Ein
weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsform des Gerätes, das
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, basiert auf der Tatsache,
dass die Abmessungen der flexiblen Leitungen (19) mit optimalem
Querschnitten festgelegt werden können, die hinsichtlich des
bekannten Verfahrens vergrößert sind;
um Beschickung mit kräftigeren Ölmengen
zu ermöglichen.
Dies ermöglicht
es, die auf die Klappen übertragene
Energie und somit die Leistung des Aushubgerätes zu erhöhen.
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Wie
offensichtlich wird, sind die Drahtleitungen nicht länger Torsionskräften infolge
der Drehung der Greiferschaufel um die vertikale Achse unterworfen,
da die Drahtleitung an dem unteren Bauteil 15 der teleskopierbaren
Baugruppe (die sich nicht dreht) an einem bestimmten Punkt befestigt
ist und nicht an der Greiferschaufel selbst. Mangelnde an Drehstabilität, die in üblichen
Aushubgeräten
offensichtlich ist, ist somit beseitigt.
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Im
Folgenden wird auf die 5 Bezug genommen, in der eine
bevorzugte Ausführungsform der
hydraulischen Drehvorrichtung gezeigt ist, die als Ganzes mit dem
Bezugszeichen 31 versehen ist und zwischen der teleskopierbaren
Gruppe und dem Körper
der Greiferschaufel zur Drehung der letztgenannten eingefügt ist.
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Die
hydraulische Vorrichtung besteht aus einem oberen festen Abschnitt,
der an der teleskopierbaren Gruppe befestigt ist und einem unteren
drehbaren Abschnitt, der an dem Körper der Greiferschaufel befestigt
ist. Der befestigte Abschnitt und der drehbare Abschnitt sind normalerweise
durch eine hydraulische Öffnungslamellenbremse 36 blockiert.
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An
dem oberen teleskopierbaren Bauteil 13 der Führungsgruppe
ist ein Motorgetriebe 32 befestigt; Der Getriebeabtrieb,
der von dem Motor reduziert wurde, greift in einen Zahnring 33 ein,
der zu der teleskopierbaren Gruppe koaxial angeordnet ist und mit
einem oder mehreren Hohlräumen
(nicht dargestellt) ausgestattet ist, die verwendet werden können, um
mit dem Eingriffselement 34 in Eingriff zu gelangen, das
drehbar an dem unteren beweglichen Abschnitt der hydraulischen Vorrichtung
befestigt ist. In der bevorzugten Ausführungsform besteht das Eingriffselement 34 aus
einem Stift, der in vertikal verschieblicher An und Weise bezüglich des
Hydraulikzylinders 35 verschieblich ist, der an der Greiferschaufel
befestigt ist. Die hydraulische Drehvorrichtung umfasst ebenfalls
eine drehbare hydraulische Zweiwegeverbindung 37.
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Wie
in der 5 dargestellt ist, wird, sobald die Greiferschaufel
vollständig
aus dem Loch angehoben ist, die teleskopierbare Führungsgruppe 13 bis 15 nach
oben bewegt; der Stift 34 befindet sich mit einer der Aussparungen
(nicht dargestellt) in Eingriff, die in dem Zahnring 33 erhalten
werden, so dass der Ring mit der Greiferschaufel drehbar verbunden
ist. Die vertikale Druckkraft, die durch das Widerlager auf die
Oberseite des Stiftes gegen Ring 33 ausgeübt wird, übt auf die
inkompressible Flüssigkeit
im Inneren des Zylinders 35 Druck aus. Die Lamellenbremse 36,
die in Flüssigkeitsverbindung
mit dem Zylinder 35 steht, reagiert auf diese Druckveränderung,
indem sie den drehbaren Abschnitt von dem festen Abschnitt der hydraulischen
Vorrichtung 31 löst;
der Körper
der Greiferschaufel wird von der teleskopierbaren Gruppe drehbar
bewegt.
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Indem
das Motorgetriebe 32 aktiviert wird, wird der Zahnring 33 und
der Stift 34 bogenförmig
gedreht, wodurch die Drehung des Körpers der Greiferschaufel verursacht
wird.
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Die
Art der Drehung der Greiferschaufel kann je nach Bedarf eingestellt
werden. Normalerweise wird sie eingestellt, um eine 180°-Drehung
zu erhalten, um die Abweichung, die durch die asymmetrische Geometrie
der Klappenzähne
verursacht wurde, auszugleichen.
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Die
hydraulische Speisung zum Öffnen
und Schließen
der Klappe 18 sollte vorzugsweise mittels einer hydraulischen
Zweiwegeverbindung 37 erreicht werden. Ein anderer Vorteil
dieser Ausgestaltung besteht darin, dass eine unbegrenzte Anzahl
von Drehungen möglich
ist, wohingegen frühere
Lösungen infolge
der Abhängung
der Greiferschaufel mit einer Drahtleitungsaufwicklung eine maximale
Drehung von 180° ermöglichen.
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Es
wird erkannt, dass die hier getroffenen Ausführuugen eine Ausführungsform
betreffen, die zu Zwecken der Erläuterung zur Verfügung gestellt wurde
und dass die Erfindung dadurch in keinster Weise begrenzt wird.
Die dargestellte Ausführungsform
kann Änderungen
bezüglich
der Form und der Anordnung der wesentlichen Teile, der konstruktiven und
funktionalen Details im Rahmen der beigefügten Ansprüche unterworfen werden. Gemäß einer
anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform können die
Aufwickelschaufelräder
an dem Kranarm und nicht an der teleskopierbaren Gruppe befestigt
werden, obwohl die hier vorgenommenen Erläuterungen diese Möglichkeit
nicht zeigen.