EP0957209B1

EP0957209B1 - Hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit für einen Schwenktrieb

Info

Publication number: EP0957209B1
Application number: EP99107892A
Authority: EP
Inventors: Rolf Mieger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2019-04-21
Also published as: DE59914187D1; ATE353999T1; EP0957209A2; EP0957209A3; US6260470B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Greifwerkzeug mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten finden beim Antrieb von Arbeitswerkzeugen, insbesondere beim Verschwenken von Hoch-, Tief- und Grabenräumlöffeln breite Verwendung. Aus der DE-U-94 07 859 ist ein hydraulisch betriebener Grabenräumlöffel bekannt, der an einem am vorderen Ende eines Bagger-Löffelstiels angeordneten Tragstück schwenkbar gelagert ist. Die Verschwenkbewegung des Löffels wird durch eine Kolben-Zylinder-Einheit bewirkt, die in einem im oberen Randbereich des Löffels befindlichen Träger angeordnet ist. Das Tragstück ist mit einer Koppelstange verbunden, an der die Kolben-Zylinder-Einheit angreift. Der Träger ist vorzugsweise rohrförmig ausgebildet und nimmt den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit auf. Aus der DE-U-296 21 253 ist ferner ein Schwenkadapter zum Verschwenken eines Werkzeuges, wie z.B. eines Grabenräumlöffels, bekannt, bei dem die Kolben-Zylinder-Einheit in einer Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, die gegenüber dem Tragstück der Baumaschine verschwenkbar ist. Auch in diesem Fall befindet sich die Kolben-Zylinder-Einheit vorzugsweise in einem rohrförmigen Träger.
Die Koppelstange ist in ihren Endbereichen schwenkbar mit dem Tragteil der Baumaschine sowie mit der Kolben-Zylinder-Einheit verbunden. Die Verbindung mit der Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt üblicherweise mittels eines auf dem Kolben angeordneten Ansatzstückes, das aus dem die Kolben-Zylinder-Einheit aufnehmenden Träger herausragt.
Eine derartige Anordnung hat zum Nachteil, daß die Montage des Ansatzstückes grundsätzlich erst nach dem Einschieben der Kolben-Zylinder-Einheit in den Träger erfolgen kann. Hieraus ergibt sich ein verhältnismäßig geringer Vorfertigungsgrad des Schwenktriebes, da der Anbau des Ansatzstückes an die Kolbenstange vor dem Einbau des Zylinders in einen Träger nicht möglich ist.
Aus der FR-A-2487880 ist ein Greifwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Greifwerkzeug mit einfachmontierbaren Kolben-Zylinder-Einheiten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem gattungsgemäßen Greifwerkzeug durch Anspruch 1 gelöst. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der Anbau des Ansatzstükkes beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen bereits vor der Montage der Kolben-Zylinder-Einheit möglich ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit erfindungsgemäß nicht in einen Träger eingeschoben wird, sondern selbst als Träger der Kolben-Zylinder-Einheit fungiert. Dies wird dadurch erreicht, daß der Zylinder Befestigungsmittel aufweist, mittels derer dieser am Arbeitswerkzeug oder auch am Tragteil des Schwenktriebes befestigt werden kann. Damit wird ein Einschieben des Zylinders in einen Träger überflüssig und die Vorfertigung des Kolbens mit Ansatzstücken entsprechend ermöglicht.
Weiterhin ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung, da die Kolbenstange erfindungsgemäß als Monoteil mit geschweißtem Ansatzstück herstellbar ist. Darüber hinaus sind geringere Baulängen als bei vorbekannten Schwenktrieben erzielbar, da durch die schmalere Ausführung des angeschweißten Ansatzstückes ein entsprechend schmalerer Zylinder verwendbar ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die schnelle Montage und Demontage bzw. das problemlose Auswechseln der Kolben-Zylinder-Einheit.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß der Zylinder der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit als Doppelplungerzylinder ausgeführt ist. Hierbei wird eine Kolbenstange verwendet, die in ihren Endbereichen in jeweils einem der Endbereiche des Zylinders bewegbar aufgenommen ist.
Die an beiden Stirnseiten des Kolbens vorgesehenen und mit Druck beaufschlagbaren Kammern des Doppelplungerzylinders können unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß entsprechend der unterschiedlichen Flächen je nach Bewegungsrichtung des Kolbens unterschiedliche Kräfte einleitbar und somit unterschiedliche Geschwindigkeiten des Kolbens realisierbar sind. Eine derartige Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Greifer verwendet wird, da hier beim Öffnen bzw. Schließen des Greifers oftmals unterschiedliche Geschwindigkeiten erforderlich sind.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Befestigungsmittel des Kolbens als Ansatzstück ausgeführt ist, das aus dem Zylinder herausragt und an dem die Koppelstange verschwenkbar angeordnet werden kann. Die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder führt zu einer entsprechenden Bewegung des mit dem Kolben verbundenen Ansatzstückes, wodurch mittels der an dem Ansatzstück angelenkten Koppelstange bei Kolbenbewegung ein entsprechendes Verschwenken der Kolben-Zylinder-Einheit bzw. des daran befestigten Greifwerkzeuges bewirkt wird.
Dabei kann der Zylinder eine oder mehrere schlitzförmige Ausnehmungen aufweisen, durch die sich das Ansatzstück erstreckt, wobei das Ansatzstück ein Abdeckelement aufweist, durch das die Ausnehmung in allen Positionen des Kolbens abdeckbar ist. Das Abdeckelement kann mit dem Ansatzstück verschraubt oder auch verschweißt sein und dient in erster Linie dazu, Verschmutzungen der Kolben-Zylinder-Einheit zu vermeiden. Darüber hinaus verhindert es das unbeabsichtigte Eingreifen in die schlitzförmige Ausnehmung des Zylinders.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Ansatzstück mit dem Kolben verschraubt oder verschweißt. Ein Vorteil der verschweißten Ausführung besteht darin, daß ein schmales Ansatzstück verwendbar ist, das entsprechend einen schmalen Zylinder erforderlich macht. Ein weiterer Vorteil des Schweißens besteht in einer Kostenreduzierung. In beider Fällen (verschraubt oder verschweißt) ist der Anbau des Ansatzstückes an den Kolben vor dem Einbau der Kolben-Zylinder-Einheit möglich. Insbesondere ergibt sich auch der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit schnell montierbar und demontierbar und bei Wechsel der Anforderungen entsprechend auch problemlos gegen eine Kolben-Zylinder-Einheit anderer Ausführung auswechselbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens zwei sich radial von diesem erstreckende Ansatzstücke vorgesehen. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß Spezialwerkzeuge, beispielsweise mit mehreren synchron zu bewegenden Komponenten, wie z.B. Greifer, mittels der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit antreibbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zylinder der erfindungsgemäßen hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit aus zwei Endstücken und wenigstens einem Mittelteil besteht, das lösbar mit den Endstücken verbunden ist. Eine derartige Ausgestaltung des Zylinders gibt die Möglichkeit an die Hand, die Länge des Zylinders und damit auch den Schwenkwinkel durch die entsprechende Wahl des Mittelteils frei zu wählen. Das Mittelteil ist vorzugsweise an den Endstücken angeflanscht.
Das Mittelteil kann die schlitzförmige Ausnehmung zur Durchführung des Ansatzstückes des Kolbens aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß das Mittelteil eine Lasche aufweist, mittels derer die Kolben-Zylinder-Einheit in dem Tragteil des Schwenktriebes schwenkbar lagerbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1:: Eine teilweise geschnittene Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Ansatzstück,
Fig. 2:: eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Kolbenstange mit zwei gegenüberliegend angeordneten, sich radial erstreckenden Ansatzstücken,
Fig. 3:: einen Längsschnitt und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Einheit mit Querbohrung,
Fig. 4:: eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Einheit mit angeflanschtem Mittelteil,
Fig. 5:: eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Einheit mit angeflanschtem Mittelteil, wobei das Mittelteil eine Lasche zum Verschwenken der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist,
Fig. 6:: eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines nicht zur Erfindung gehörenden Grabenräumlöffels mit der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit gemäß Fig. 1,
Fig. 7:: eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines nicht zur Erfindung gehörenden Grabenräumlöffels mit der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit gemäß Fig. 3,
Fig. 8:: eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Greifers mit einer Kolbenstange gemäß Fig. 2,
Fig. 9:: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit mit Greifer und
Fig. 10:: eine Querschnittsansicht einer Greifvorrichtung mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Vorderansicht und einer Seitenansicht eine Kolben-Zylinder-Einheit 10, bei der ein Kolben 20 in dem Doppelplungerzylinder 30 verschiebbar aufgenommen ist. Der Doppelplungerzylinder 30 weist auf seiner Oberseite eine schlitzförmige Ausnehmung 33 auf, durch die sich das Ansatzstück 22 erstreckt.
Das Ansatzstück 22 ist mit dem Kolben 20 verschraubt. Es weist eine Bohrung zur Aufnahme einer schwenkbar fixierten Koppelstange auf.
Das Ansatzstück 22 ist ferner mit dem als Blechstreifen ausgeführten Abdeckelement 24 verbunden. Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes Eingreifen in die schlitzförmige Ausnehmung 33 sowie eine Verschmutzung der Kolben-Zylinder-Einheit 10 wirksam in allen Positionen des Kolbens 20 verhindert.
Fig. 1, rechts zeigt in einer Seitenansicht, daß auf der Außenseite des Doppelplungerzylinders 30 Laschen 32 angeordnet sind, mittels derer die Kolben-Zylinder-Einheit 10 bzw. der Doppelplungerzylinder 30 befestigt werden kann. In den Laschen 32 sind senkrecht angeordnete Bohrungen 34 vorgesehen. Die Laschen 32 sind mit dem Doppelplungerzylinder 30 verschweißt.
In Fig. 2 zeigt in einer Vorderansicht und in einer Seitenansicht eine Kolbenstange 20, die zwei sich gegenüberliegende und radial von der Kolbenstange 20 erstrekkende Ansatzstücke 22' und 22" aufweist. Jedes der Ansatzstücke 22' und 22" weist eine Bohrung zur Aufnahme einer Koppelstange auf. Eine derartige Kolbenstange 20 ist beispielsweise für den Spezialeinsatz mit synchron bewegten Werkzeugen vorgesehen.
Fig. 3 zeigt eine Kolben-Zylinder-Einheit 10, bei der die Kolbenstange 20 in dem Doppelplungerzylinder 30 verschiebbar aufgenommen ist. Wie insbesondere aus Fig. 3, rechts hervorgeht, sind an dem Kolben 20 zwei sich horizontal erstreckende Ansatzstücke 22' und 22'' vorgesehen. Durch diese erstreckt sich die Bohrung 23. Im unteren Bereich des Doppelplungerzylinders 30 sind die Laschen 32 zur Befestigung der Kolben-Zylinder-Einheit 10 vorgesehen, die jeweils eine senkrecht verlaufende Bohrung 34 aufweisen.
In Fig. 4 ist in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 dargestellt, bei dem die Endstücke 36, 36' des Doppelplungerzylinders 30 durch ein angeflanschtes Mittelteil 38 miteinander in Verbindung stehen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Länge des Zylinders und damit auch den Schwenkwinkel des Schwenktriebes durch die Wahl des Mittelteils 38 beliebig einzustellen. Gemäß Fig. 4 weist der Kolben 20 das Ansatzstück 22 auf, wozu das Mittelteil auf seiner Oberseite eine entsprechende Aussparung 33 umfaßt.
In Fig. 5 ist ebenfalls eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Endstücke 36, 36' des Doppelplungerzylinders durch das Mittelteil 38 miteinander verbunden sind. Das angeflanschte Mittelteil 38 weist die Laschen 50 auf, die jeweils eine Bohrung aufweisen und die zur verschwenkbaren Fixierung der Kolben-Zylinder-Einheit bzw. eines daran angeordneten Werkzeuges an einem Tragteil dienen. Wie bereits gemäß Fig. 4 erläutert, weist die Kolbenstange 20 ein Ansatzstück 22 auf, das sich durch eine schlitzförmige Aussparung 33 des Mittelteils 38 erstreckt.
In Fig. 6 ist ein nicht zur Erfindung gehörender Grabenräumlöffel 70 in einer Seiten- und einer Vorderansicht dargestellt. Der Grabenräumlöffel 70 ist mittels der Laschen 80 schwenkbar an einem Tragteil 90 beispielsweise eines Bagger-Löffelstiels verbunden.
Im oberen Bereich des Grabenräumlöffels 70 befindet sich die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit 10, die mit dem Grabenräumlöffel 70 mittels der Laschen 32 verschraubt ist. Auf der Oberseite der Kolben-Zylinder-Einheit 10 ragt das Ansatzstück 22 heraus. Dieses ist mittels der rechts und links davon angeordneten Koppelstangen 40 mit dem Tragteil 90 verbunden. Eine Bewegung des nicht dargestellten Kolbens durch Aufbringen eines Drucks in der entsprechenden Kammer des Doppelplungerzylinders 30 bewirkt eine Verschiebung des Ansatzstückes 22, die aufgrund der Anordnung der Koppelstange 40 zu einem Verschwenken des Grabenräumlöffels 70 gegenüber dem Tragteil 90 führt.
Fig. 7 zeigt eine nicht zur Erfindung gehörende Anordnung eines Grabenräumlöffels 70 gemäß Fig. 6, wobei als Kolben-Zylinder-Einheit 10 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verwendet wurde. Hier erfolgt die Fixierung der Koppelstangen 40 an den Ansatzstücken, die sich seitlich von dem Kolben erstrecken. Die Koppelstangen 40 werden mittels eines sich durch die Bohrung 23 erstreckenden Bolzens schwenkbar mit dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 10 verbunden. Wie bereits gemäß Fig. 6 erläutert, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 10 auf der Oberseite des Grabenräumlöffels 70 mit diesem mittels der Laschen 32 verschraubt.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 eingesetzt wird, bei der der Kolben 20 gemäß Fig. 2 ausgeführt ist. Danach erstrekken sich gegenüberliegend auf zwei Seiten des Kolbens radial die Ansatzstücke 22', 22''. An diese sind mittels der entsprechenden Bohrungen Koppelstangen 40 zum synchronen Antrieb der Greifzangen 100 einer Greifvorrichtung angeordnet.
In Fig. 9 ist eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 10 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 umfaßt den bewegbar in den Doppelplungerzylinder 30 aufgenommenen Kolben 20. Dieser weist das Ansatzstück 22 auf, das schwenkbar mit zwei Koppelstangen 40 verbunden ist. An den Koppelstangen 40 ist ferner schwenkbar die Greifschale 110 der Greifvorrichtung angeordnet.
Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 weist in ihrem oben dargestellten Endbereich als Befestigungsmittel die Lasche 32 auf, in der die Bohrung 34 zur Montage der Kolben-Zylinder-Einheit 10 an einem Tragteil vorgesehen ist.
Fig. 9 verdeutlicht ferner, daß die unten angeordnete Kammer des Doppelplungerzylinders 30 einen geringeren Durchmesser und somit eine geringere Querschnittsfläche aufweist als die den Kolben 20 im oben dargestellten Endbereich des Doppelplungerzylinders 30 begrenzende Kammer. Entsprechend der unterschiedlichen Querschnittsflächen sind unterschiedliche Kräfte und Geschwindigkeiten bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens 20 und somit beim Öffnen und Schließen der Greifschale 110 realisierbar.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei der mehrere erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheiten 10 parallel zueinander angeordnet sind. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 10 weisen jeweils den Doppelplungerzylinder 30 auf, in dem bewegbar der Kolben 20 geführt wird. Aus diesem erstreckt sich radial das Ansatzstück 22, das mittels der Koppelstangen 40 mit der Greifschale 110 schwenkbar verbunden ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der Darstellung gemäß Fig. 10 nur ein Kolben 20 mit Ansatzstück 22 und Koppelstangen 40 sowie nur eine Greifschale 110 dargestellt.
Die weiteren (nicht dargestellten) Greifschalen erstrecken sich jeweils radial nach außen von den einzelnen Kolben-Zylinder-Einheiten 10. Die einzelnen Kolben-Zylinder-Einheiten 10 sind mittels der Befestigungsmittel 120 untereinander bzw. mit einem Gestell verbunden.
Neben der dargestellten Ausführung mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten 10 ist es ebenso möglich, nur eine Kolben-Zylinder-Einheit zu verwenden. Damit entsprechend viele Greifschalen 110 schwenkbar angeordnet und simultan betätigt werden können, ist es in diesem Fall erforderlich, daß der Kolben 20 vier sich radial erstreckende Ansatzstücke 22 aufweist, die über Koppelstangen 40 mit den entsprechenden Greifschalen 110 schwenkbar in Verbindung stehen.
Neben der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform mit vier Kolben-Zylinder-Einheiten 10 ist es ebenso möglich, je nach Bedarf mehr oder weniger Kolben-Zylinder-Einheiten bzw. Greifschalen vorzusehen.

Claims

Greifwerkzeug mit mindestens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (10) mit wenigstens einem Kolben (20),
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser kolben (20) in einem als Doppelplungerzylinder (30) ausgeführten Zylinder verschiebbar aufgenommen ist und zumindest ein aus dem Zylinder herausragendes Ansatzstück (22) aufweist, mittels dessen der Kolben (20) mit einer Koppelstange (40) derart verbindbar ist, daß eine als Arbeitswerkzeug dienende Greiferschale durch eine Bewegung des Kolbens (20) verschwenkbar ist, wobei der Zylinder (30) Befestigungsmittel (120) aufweist, mittels derer der Zylinder (30) mit einem als Tragteil dienenden Gestell verbunden ist.
Greifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden Stirnseiten des Kolbens (20) vorgesehenen und mit Druck beaufschlagbaren Kammern des Doppelplungerzylinders (30) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Greifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder eine oder mehrere schlitzförmige Ausnehmungen (33) aufweist, durch die sich das Ansatzstück (22) erstreckt, wobei das Ansatzstück (22) ein Abdeckelement (24) aufweist, durch das die schlitzförmige Ausnehmung (33) in allen Positionen des Kolbens (20) abdeckbar ist.
Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück (22) mit dem Kolben (20) verschraubt oder verschweißt ist.
Greifwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (20) zwei sich radial von diesem erstreckende Ansatzstücke (22', 22") vorgesehen sind.