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Einstellvorrichtung für bewegliche Teile von Baggern, Absetzern, Kranen
od. dgl. Die Erfindung betrifft Einstellvorrichtungen für bewegliche Teile von Baggern,
Absetzern, Kranen od. dgl., die sowohl Druck- als auch Zugkräfte zu übertragen vermögen.
Die Höheneinstellung der Ausleger von Baggern, Absetzern und Kranen erfolgt gewöhnlich
mit Hilfe von Seilzügen, mittels deren aber nicht ohne weiteres Druckkräfte übertragen
werden können. Es ist aber auch bekannt, zur Höheneinstellung von Auslegern oder
auch als Einziehgetriebe für Ausleger Spindeltriebwerke zu verwenden, die aus einer
Gewindespindel und einer Mutter bestehen, wobei entweder die Mutter oder die Spindel
mit einem Drehantrieb versehen ist. Weiterhin hat man z. B. bei Schaufelradbaggern
mit Vorschubauslegern zur Verschiebung des auf der Vorschubbahn geführten Auslegerendes
Zahnstangentriebwerke verwendet, die eine auf der Vorschubbahn verlegte Zahnstange
und ein an dem Auslegerende befindliches, angetriebenes Ritzel aufweisen. Diese
Einstellvorrichtungen sind zwar in der Lage sowohl Zug- als auch Druckkräfte zu
übertragen, jedoch lassen sie sich sehr wenig feinfühlig betätigen und rufen bei
Ingangsetzen des Antriebsmotors für die Spindel oder die Spindelmutter bzw. für
das mit der Zahnstange zusammenarbeitende Ritzel eine gewisse Verzögerung
der
gewünschten Bewegung hervor. Auch sind sie für die Anordnung von Überlastungssicherungen
wenig geeignet.
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Die Einstellung beweglicher Teile kann ferner auch hydraulisch mit
Hilfe eines innerhalb eines Zylinders auf beiden Seiten von einer Druckflüssigkeit
beaufschlagten Kolbens erfolgen, wobei die Kolbenstange an dem einzustellenden Teil
und der Zylinder an dem das Widerlager bildenden Teil angelenkt wird, oder umgekehrt.
Die hydraulischen Einstellvorrichtungen sind gegenüber den Spindel-und Zahnstangentriebwerken
in verschiedener Hinsicht vorteilhaft. Sie sind einfacher in ihrer Gestaltung und
können leicht mit einer zuverlässigen Sicherung gegen Überlastung versehen werden,
da z. B. an den Zylinder einer hydraulischen Einstellvorrichtung oder an die Druckflüssigkeitszu-
und -ableitungen leicht einfache Überdrucksicherheitsventile angeschlossen werden
können. Auch zeichnen sich hydraulische Einstellvorrichtungen durch eine große Feinfühligkeit
aus, so daß die erforderlichen Einstellungen sehr rasch vollzogen werden können.
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Andererseits haben hydraulische Einstellvorrichtungen für große Arbeitsbereiche
den Nachteil, daß die hierfür erforderlichen langen Zylinder sich praktisch nicht
oder nur mit sehr großen Kosten so herstellen lassen, daß eine einwandfreie Führung
des Kolbens und der Kolbenstange gewährleistet ist.
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Die Erfindung bezweckt eine Einstellvorrichtung für die beweglichen
Teile von. Baggern, Absetzern, Kranen od. dgl., insbesondere zur Höheneinstellung
von Auslegern zu schaffen, welche die Vorzüge hydraulischer Mittel auch bei großen
Arbeitsbereichen nutzbar macht. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Kombination
von hinsichtlich der übertragenen Zug- und Druckkräfte hintereinandergeschalteten
mechanischen und hydraulischen Einstellmitteln erreicht, die sowohl unter Zug- als
auch unter Druckbelastung unabhängig voneinander betätigt werden können, wobei die
hydraulischen Einstellmittel auf Überdruck ansprechende Sicherheitseinrichtungen
gegen Überlastung .des beweglichen Teiles in seiner Bewegungsebene aufweisen. Besonders
geeignet ist die Einstellvorrichtung nach der Erfindung für an Baggern oder ähnlichen
Geräten angebrachte Arbeitsausleger, die mit dem Gegengewichtsausleger zu einer
Wippe vereinigt sind, da bei solchen Wippen einerseits das Kippmoment gewöhnlich
Richtungswechseln unterworfen ist und andererseits die Einstellvorrichtung für große
Einstellwege eingerichtet sein muß.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen Schaufelradbagger in Seitenansicht mit
einer Einstellvorrichtung nach der Erfindung, Fig.2 die Einstellvorrichtung schematisch
in größerem Maßstab, Fig. 3 und 4 eine Einzelheit der Vorrichtung in verschiedenen.
Stellungen, Fig. Seine andere Ausführungsform einer solchen Einzelheit und Fig.6
einen: Teil der Einstellvorrichtung mit einer anderen. Ausführung der hydraulischen
Sicherheitseinrichtung.
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Auf dem fahrbaren Unterbau I des Schaufelradbaggers ist mittels eines
Kugelkranzes 2 der Baggeroberbau 3 gelagert, an dessen Spitze sich in einem gewissen
Abstand von der lotrechten Schwenkachse 4 das Kippgelenk Seiner Wippe befindet,
.die aus einem Mittelteil 6, dem Schaufelradausleger 7 und dem Gegengewichtsausleger
8 zusammengesetzt ist. Die beiden Ausleger 7, 8 sind mit dem Mittelteil 6 durch
Gelenke g, Io verbunden und mit Hilfe von Zuggliedern II, I2 an der Spitze des Mittelteiles
6 aufgehängt.
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Zur Einstellung der Höhenlage des Schaufelrades I3 wird die Wippe
6, 7, 8 in dem Gelenk S gekippt. Die Vorrichtung zur Erzeugung dieser Kippbewegungen
greift einerseits am Baggeroberbau 3 in einem Punkt I4 an, der sich an einem nach
vorn, d. h. nach dem Abbaustoß 2, erstreckenden Vorsprung des Baggeroberbaues 3
befindet und andererseits an einem in der Mittellage der Wippe lotrecht über dem
Punkt I4 liegenden Punkt I5 auf der Unterseite des Schaufelradauslegers 7 in geringer
Entfernung von dem Stützpunkt g.
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Erfindungsgemäß besteht die Höheneinstellvorrichtung aus einem Spindeltriebwerk
und' einer hydraulischen Einstellvorrichtung. In dem Punkt I4 ist in einem Gelenk
mit einer zur Wippachse parallelen Achse die Spindelmutter I6 gelagert. Diese kann.
durch einen Motor I7 unter Vermittlung eines Getriebes angetrieben werden, wobei
entweder der Motor und: das Getriebe an den Schwenkbewegungen der Mutter I6 um die
zur Wippachse parallelen. Achse I4 teilnehmen oder der Motor fest im Baggeroberbau
3 eingebaut und mit der Mutter I6 durch bewegliche Kraftübertragungsglieder verbunden
ist. Die mit der Mutter I6 im Eingriff stehende Gewindespindel I8 ist mit ihrem
oberen Ende an dem Zylinder I9 der hydraulischen Stellvorrichtung befestigt. In
dem Zylinder I9, dessen unteres Ende abgeschlossen ist, ist ein Kolben 2o geführt,
dessen Stange durch eine eine gute Führung ergebende Dichtung 2i in dem oberen Abschlußdeckel
des Zylinders hindurchgeführt und in dem Punkt I S gelenkig an dem Schaufelradaus
leger 7 befestigt ist. Durch nicht dargestellte Mittel ist verhindert, daß sich
der Zylinder I9 und die Spindel I8 um ihre Längsachse drehen können.
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Der Zylinder I9 ist durch Leitungen 22, 23, die von seinem oberen
bzw. unteren Ende ausgehen, mit einem Mehrwegschalter 24 verbunden. Dieser ist durch
eine Leitung 2S an den Druckstutzen einer Pumpe 26 angeschlossen, deren Saugrohr
27 in einen Flüssigkeitsbehälter 28 eintaucht. Vo.n dem Mehrwegschalter 24 führt
ferner eine Ablaufle-i,tung 2g zu dem Behälter 28. An die Leitungen j 22 und 23
sind Überdrucksicherheitsventile 30, 3i angeschlossen,deren Ablaufleitungen 32,
33 in die Leitung 2g münden. Außerdem ist an die Druckleitüng 2S ein überdrucksicherbeitsvent.i.l
34 angeschlossen, das ebenfalls mit der Ablaufleitn.ng 2g i verbunden i.st.
Der
Mehrwegschalter 24 ist in Fig. 2 bis 6 als Drehschieber mit zwei gekrümmten Kanälen
dargestellt, die bei bestimmten Stellungen dies Schiebers je zwei der an den Schieber
angeschlossenen Leitungen miteinander verbinden. Bei der Einstellung nach Fig. 2
fließt Druckflüssigkeit von der Pumpe 26 durch die Leitungen 25 und 22 nach dem
oberen Teil des Zylinders I9, während aus dessen unterem Teil durch. die Leitungen
23 und 29 Flüssigkeit in den Behälter 28 abfließt. Infolgedessen bewegt sich der
Kolben 20 nach unten, und die Wippe 6, 7, 8 führt eine Kippbewegung entgegen dem
Uhrzeigersinn (in Fig. I gesehen) aus, so daß das Schaufelrad 13 in eine tiefere
Lage abgesenkt wird.
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Wenn die gewünschte Höhenlage des Schaufelrades 13 erreicht ist, wird
der Drehschieber in die Lage nach Fig. 3 gedreht, so daß die Verbindungen zwischen
den Leitungen 22 und 23 unterbrochen werden. Infolgedessen sind der obere und der
untere Zylinderteil für sich abgesperrt, und der Kolben 2o ist an einer Verschiebung
gehindert. Die Pumpe 26 kann dabei weiterlaufen. Wenn der Druck in der Leitung 25
einen bestimmten. Wert erreicht hat, öffnet sich das Sicherheitsventil 34, so daß
die Druckflüssigkeit in den Behälter 28 abläuft und somit Schäden, an der Druckleitung
25 vermieden werden. Man kann einen Unterdruck in der Druckleitung 25 aber auch
dadurch vermeiden, daß der Mehrwegschalter 24 gemäß Fig. 5 so ausgebildet wird,
daß er, sobald die zu dem Zylinder I9 führenden Anschlußleitungen 22, 23 durch ihn
abgeschlossen werden., eine Verbindung zwischen der Druckleitung 25 und! der Ablaufleitung
29 des Pumpenkreislaufes herstellt. Dies kann bei Ausbildung des Mehrwegschalters
als Drehschieber in der Weise geschehen, daß zwischen den beiden gekrümmten Kanälen
diametral durch den Schieber eine Bohrung 35 geführt wird. Das Sicherheitsventil
34 entfällt dann.
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Soll das Schaufelrad 13 gehoben werden, so wird der Drehschieber in
die aus Fig. 4 ersichtliche Lage gebracht. Nunmehr fließt Druckflüssigkeit von der
Pumpe 26 durch die Leitungen 25 und 23 in den unteren Teil des Zylinders I9, während.
aus dessen oberem Teil durch die Leitungen 22 und 29 Flüssigkeit nach dem Behälter
28 abfließt. Der Kolben 2o bewegt sich daher nach oben, so daß die Wippe im entgegengesetzten
Sinn wie vorher gekippt und das Schaufelrad entsprechend gehoben wird..
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Infolge der Verbindung der erläuterten hydraulischen Einstellvorrichtung
mit der Spindel 18 können Kippbewegungen der Wippe 6, 7, 8 außerdem mittels der
Spindel 18 und der Spindelmutter 16 bewirkt werden. Durch das Zusammenwirken der
mechanischen und der hydraulischen Einstellmittel kann die Einstellung des Schaufelrades
über den gesamten Höhenbereich der Abbauböschung erreicht werden. Die Aufgaben der
beiden Einstellmittel können in der Weise aufgeteilt werden, daß mittels des Spindeltriebwerkes
der Übergang von einem hochliegenden Arbeitsbereich des Schaufelrades zu einem tiefliegenden
Arbeitsbereich oder umgekehrt erfolgt; während innerhalb dieser Arbeitsbereiche
die Einstellung durch die hydraulischen Mittel bewirkt wird. So kann man z. B. bei
vier in verschiedenen Höhen liegenden Abbaustufen gemäß Fig. I den Übergang von
der obersten Abbaustufe zu der darunterliegenden allein durch Betätigung der hydraulischen
Stellvorrichtung vollziehen; zum Übergang von der zweiten auf die dritte Abbaustufe
(von oben gerechnet) kann dagegen das Spindeltriebwerk z. B.. in einem Maß betätigt
werden, daß es dem Absenken um zwei Abbaustufen entspricht, und gleichzeitig mittels
der hydraulischen Vorrichtung ein Anheben im Ausmaß einer Abbaustufe bewirkt werden,
so daß das Schaufelrad insgesamt um die Höhe einer Abbaustufe abgesenkt wird. Der
Übergang von der dritten zur untersten Abbaustufe kann dann wieder ausschließlich
durch Betätigen der hydraulischen Stellvorrichtung erfolgen.
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Die Arbeitsaufteilung zwischen den mechanischen und! den hydraulischen
Einstellmitteln kann je nach den, gegebenen Erfordernissen auch auf irgendeine andere
Art erfolgen. Zweckmäßig wird man die Grobeinstellung über große Bereiche mittels
des Spindeltriebwerkes und die Feineinstellung innerhalb .dieser Bereiche durch
die hydraulischen Mittel ausführen.
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Man erreicht durch die Bauart nach der Erfindung, daß sowohl das Spindeltriebwerk
16, I8 als auch die hydraulische Einstellvorrichtung I9, 2o trotz des großen Arbeitsbereiches
der gesamten Einstellvorrichtung nur mäßig große Abmessungen erhalten. Insbesondere
wird der Zylinder I9 nicht übermäßig lang, so daß sich seine Führungsflächen ohne
zu großen Kostenaufwand einwandfrei bearbeiten lassen. Dabei kann der Zylinder I9
ohne weiteres eine so große Länge erhalten, daß auch in der obersten Lage des Kolbens
2o dieser noch einen genügend großen Abstand von der Führung 2 1 der Kolbenstange
behält, so daß eine ausreichende Basis zur Abstützung der Kolbenstange gegenüber
seitlichen Kräften bestehenbleibt.
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Die Sicherheitsvorrichtungen der hydraulischen Stellvorrichtung sprechen
an, wenn auf den Schaufelradausleger in dessen Bewegungsebene Kräfte wirken, die
Schäden am Schaufelrad, Zerstörungen in der Einstellvorrichtung oder in den Gelenken.
der Wippe oder auch Überbeanspruchungen in der Stahlkonstruktion hervorrufen könnten,
so daß die Gefahr der Beschädigung dieser Teile und: somit die Gefahr von län:ggren
Betriebsunterbrechungen wesentlich verringert ist. Diese Sicherheitsvorrichtungen
beseitigen außerdem die Gefahr, daß das Gerät beim Auftreten von unvorhergesehenen
großen Kräften in der Blewegungsebene des Schaufelradauslegers umkippt. Zum Beispiel
kann es vorkommen;, daß infolge. eines Ausbruches dies oberhalb des Schaufelrades
befin idlichen Böschungsteiles das Schaufelrad durch die abrutschenden Massen. überschüttet
und nach unten gedrückt wird. Es wirkt dann auf die Wippe ein überaus großes Kippmoment,
das den Kolben- 2o nach unten zu drücken sucht. Infolgedessen erhöht sich der
Druck
in dem unteren Teil des Zylinders I9 über das zulässige Maß hinaus, so daß das Überdruckventil
31 geöffnet wird und ein Teil der Flüssigkeit über die Leitung 33 abläuft. Infolge
der hierdurch eintretenden Entlastung wird ein größerer Schaden vermieden. Umgekehrt
kann es auch vorkommen, daß infolge eines Gebirgsrutsches am Fuße der Abbauböschung
eine Materialaufschiebung entsteht, die unter das Schaufelrad greift und dieses
anhebt. Infolgedessen wirkt auf die Wippe 6, 7, 8 ein starkes Kippmoment, das den
Kolben 2o nach oben zu schieben sucht. Da hierbei der Druck in dem oberen Zylinderteil
über den zulässigen Wert ansteigt, öffnet sieh das Überdruckventil 30, so daß ebenfalls
ein größerer Schaden verhindert wird. -Wenn sich der Kolben 2o bei geschlossenen
Leitungen 22, 23 infolge einer Überbelastung nach unten oder oben hin bewegt und
dabei das Überdrucksicherheitsventil 31 bzw. 30 geöffnet wird, entsteht in .dem
der Bewegungsrichtung des Kolbens entgegengerichteten Teil des Zylinders ein Unterdruck.
Um dies zu vermeiden, kann man gemäß Fig. 6 zwischen die an dien Zylinder I9 angeschlossenen
Leitungen 22 und: 23- mit Hilfe von Verbindungsleitungen 36, 37 ein doppelseitig
wirkendes Überdrucksicherheitsventil 38 einschalten, das je nach der Druckrichtung
des Kolbens 2o von dem unteren nach dem oberen Teil des Zylinders I9 oder aber in
umgekehrter Richtung Flüssigkeif übertreten läßt. Es wird also ein Ausgleich zwischen
beiden. Zylinderteilen bewirkt, so daß ein schädlicher Unterdruck in einem Zylinderteil
nicht auftreten kann. Hierbei entfallen die in Fig. 2 dargestellten, nach dem Behälter
28 entleerenden Überdrucksicherheitsventile 30, 3I.
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Die Erfindung ist nicht nur in solchen Fällen mit Vorteil anzuwenden,
in denen eine Ausleger eines Baggers, Absetzers oder Kranes gehoben und gesenkt
werden soll, sondern. auch bei irgendwelchen anderen Bewegungen schwerer Geräteteile.
Zum Beispiel kann man eine Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft auch
zur Verschiebung von Verteilereinrichtungen bei Beladeanlagen anwenden.