EP1541771B1 - Hydraulischer Schwenkantrieb für einen Greifer - Google Patents

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EP1541771B1
EP1541771B1 EP04026554A EP04026554A EP1541771B1 EP 1541771 B1 EP1541771 B1 EP 1541771B1 EP 04026554 A EP04026554 A EP 04026554A EP 04026554 A EP04026554 A EP 04026554A EP 1541771 B1 EP1541771 B1 EP 1541771B1
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EP
European Patent Office
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swivel
plunger
shaft drive
drive piece
piece
Prior art date
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EP04026554A
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EP1541771A1 (de
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Thomas c/o Kinshofer Friedrich
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Kinshofer GmbH
Original Assignee
Kinshofer GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/068—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the helical type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/005—Grab supports, e.g. articulations; Oscillation dampers; Orientation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/14—Grabs opened or closed by driving motors thereon
    • B66C3/16—Grabs opened or closed by driving motors thereon by fluid motors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E02F3/413—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with grabbing device

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic rotary actuator for a gripper, which has two forceps movable gripping arms, in particular clamshell buck, with two rotatably mounted in a shell carrier, mutually parallel pivot shafts whose shaft ends are connected to the gripping arms, and with a shaft drive piece which is parallel to the Swivel shafts is mounted displaceably and is in screw engagement with both pivot shafts, so that by pivoting the shaft drive piece, the pivot shafts are rotated in opposite directions.
  • Such a rotary actuator for a clamshell grab is from the DE 201 07 206 U1 known, in which the pivot shafts are each part of a hydraulic motor which is enclosed by the shell carrier formed as a closed housing.
  • each pipe sections which are longitudinally displaceable, but rotatably guided and are in screw engagement with the respective pivot shaft, so that a longitudinal displacement of the pipe pieces leads to a rotation of the pivot shafts.
  • the pipe sections are connected by a common center piece, with Together they form a piston, which is housed inside the housing, which forms the cylinder for the piston.
  • the housing defines on both sides of this piston in each case a pressure chamber which can be acted upon by hydraulic fluid.
  • the piston and the tube pieces provided thereon move in one or the other direction, so that the pivot shafts either swing open or pivot the gripper shells attached thereto.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an improved rotary actuator of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art and the latter further develops in an advantageous manner.
  • Preferably should be provided with a structurally simple construction, a larger center distance of the pivot shafts.
  • the rotary actuator is thus characterized according to the invention in that the shaft drive piece, which is in screw engagement with the pivot shafts, is driven by at least one plunger which can be acted upon hydraulically. It no longer forms the entire shaft drive piece of the piston acted upon by the hydraulic fluid, and accordingly the housing no longer has to act and be designed as a cylinder for the shaft drive piece. Due to the at least one plunger connected between the shell carrier and the shaft drive piece, a much smaller pressure chamber is achieved, so that only relatively small forces have to act and be intercepted even with a large center distance of the pivot shafts. In addition, the sealing of the pressure chamber is much easier. A seal between the shaft drive piece and the pivot shafts can also be omitted as a seal between the shaft drive piece and the entire assembly receiving shell carrier. It is sufficient if only the plunger is sealed against the piston acting on the pressure chamber.
  • the plunger engaging pressure chamber is provided in the shaft drive piece.
  • the plunger can be slidably seated in a cylindrical, in particular circular-cylindrical recess in the shaft drive piece and be supported by a protruding from the recess end portion relative to the shell carrier.
  • the plunger can be supported with its protruding from the recess end directly to the inner wall of the shell carrier. It is understood that, where appropriate, but also intermediate pieces such as piston rods and the like can be interposed.
  • the pressure piston acting on the plunger not in the shaft drive piece, but in the tray carrier.
  • the plunger is in this case slidably in a cylindrical recess in the shell carrier and is supported against the shaft drive piece, so that a displacement of the plunger in the cylindrical Recess in the shell carrier shifts the shaft drive piece accordingly.
  • the reverse arrangement described above with the slidable receiving the plunger in the shaft drive piece has the advantage of a more compact arrangement with a simplified shape of the tray carrier.
  • the at least one plunger can be designed double acting. He can do this in the manner of a double-acting hydraulic cylinder sitting in the cylindrical recess, that on both sides of the piston, a pressure chamber is limited, and supported for example on protruding from the chamber piston rods on both sides of the shell support.
  • a plurality of unilaterally acting plunger are provided, one of which serves to shift the shaft drive piece in a first direction and another of the displacement of the shaft drive piece in the opposite direction.
  • a pair of first plunger and a pair of second plunger are provided.
  • Said pair of first plunger serves to move the shaft drive piece in a first direction, which corresponds to a pivoting of the gripping arms.
  • Said pair of second plunger serves to move the shaft drive piece in a second direction, which corresponds to a pivoting together of the gripping arms.
  • the first plunger and the second plunger are each arranged symmetrically to a plane which forms the plane of symmetry to the two pivot shafts. As a result, tilting of the shaft drive piece is prevented. Uniform forces act on both pivot shafts.
  • the first plunger are perpendicular to a line connecting the two pivot shafts spaced apart.
  • the second plungers are advantageously spaced apart from one another parallel to the straight line connecting the two pivot shafts.
  • the plungers could all have the same cross-sectional area. Preferably, however, the plungers have different cross-sectional areas.
  • the plungers causing the pivoting of the gripping arms can have a larger cross-sectional area than the plungers, which cause the pivoting arms of the gripping arms. Due to the overall larger cross-sectional area of the or the plunger for pivoting together greater forces for the pivoting together of the gripper can be achieved at the same hydraulic pressure.
  • the shaft drive piece has two engagement portions, which are each provided with an internal thread toothing and each sit on one of the pivot shafts, as well as a connecting the two engagement portions centerpiece on which engages the at least one plunger.
  • a plurality of cylindrical recesses may be formed in the center piece, which are open to opposite sides of the center piece and each receive a plunger.
  • the arrangement of several mutually offset plunger since the cylindrical recesses can overlap each other in depth.
  • the centerpiece does not need to twice accommodate the depth of the cylindrical recesses for the plunger, so that a particularly short-building arrangement can be achieved.
  • the shell carrier is formed as a closed housing from which protrude substantially only the shaft ends of the pivot shafts.
  • the remaining sections and components of the pivot drive can be arranged inside the closed housing, so that a total encapsulated construction is achieved, which protects the pivot drive from external environmental influences.
  • the housing may advantageously consist of two to the longitudinal axes of the pivot shafts substantially vertical end walls and two housing halves which connect the end walls together.
  • the end walls preferably have on their inner sides supporting surfaces for the plunger.
  • the shaft drive piece may be spaced from the housing walls by a gap.
  • the shaft drive piece may be free from seals to the housing.
  • the seals between the shaft drive piece and the pivot shafts can be omitted.
  • the shaft drive piece has suitable pressure connections, which can be connected to the hydraulic supply of the gripper-bearing hoist.
  • the pivot drive shown in the drawings comprises a shell carrier 1, which is designed as a housing and can be coupled in a conventional manner to the stem of an excavator or other hoist.
  • the shell carrier 1 may have on its upper side an annular pivot bearing 2 and a rotary drive associated therewith 3 in order to rotate the gripper about an upright axis can.
  • the shell support 1 comprises two mutually parallel end walls 4 and 5, which are interconnected by two housing half-shells 6, 7, which extend substantially perpendicular to the end walls 4 and 5 (see. FIG. 1 ).
  • the two end walls 4 and 5 have a substantially elliptical shape and define together with the housing half-shells 6 and 7 a cylindrical, in section substantially elliptical interior.
  • two pivot shafts 8 and 9 are arranged, which are arranged parallel to each other and spaced from each other.
  • the two pivot shafts 8 and 9 are rotatable in the end walls 4 and 5, but axially fixed and protrude with their pin-shaped shaft ends out of the housing.
  • At the pin-shaped shaft ends 10 can be coupled in a manner known per se, gripper shells, which are not shown in the drawing, rotatably, so that the gripper shells by turning the pivot shafts 8 and 9 can be pivoted up and down.
  • the pivot shafts 8 and 9 are provided on its lying in the interior of the shell carrier 1 section with a helical toothing 11.
  • a shaft drive piece 12 is engaged, which is arranged in the interior of the shell carrier 1 and is mounted displaceably parallel to the longitudinal axes of the pivot shafts 8 and 9.
  • the shaft drive piece 12 comprises at opposite ends tubular engagement portions 13 which sit on the pivot shafts 8 and 9 and each having a helical internal toothing, which is in threaded engagement with the respective toothing 11 of the pivot shafts 8 and 9. If the shaft drive piece 12 is displaced in the direction parallel to the pivot shafts 8 and 9, the pivot shafts 8 and 9 are rotationally driven in opposite directions, as a result of which the gripper shells fastened to the shaft ends 10 open and close.
  • the engagement portions 13 of the shaft drive piece 12 are interconnected, through the center piece 14 of the shaft drive piece 12.
  • the shaft drive piece 12 may be an integrally integral casting.
  • the shaft drive piece 12 may be a welded sheet metal profile piece.
  • a plurality of plungers are provided which act on said center piece 14 of the shaft drive piece 12.
  • FIG. 2 shows, a total of four plungers are provided, which are arranged crosswise and each extending parallel to the pivot shafts.
  • Two first plunger 15 are arranged vertically above one another in the illustrated embodiment in the plane of symmetry of the pivot shaft drive.
  • Two second plunger 16 are arranged perpendicular to the said plane of symmetry spaced from each other in a plane which also contains the two pivot shafts 8 and 9.
  • the second plungers 16 have, as FIG. 2 shows a slightly larger cross section than the first plunger 15. Both first plunger 15 have the same cross section. Likewise, the two second plunger 16 have the same cross section.
  • the plungers 15 and 16 are each formed circular cylindrical and stuck in circular cylindrical recesses 17 and 18 which are formed in the middle piece 14 of the shaft drive piece 12 each as a blind hole.
  • the mentioned cylinder recesses 17 and 18 define together with the end faces of the plungers 15 and 16 seated in the recesses pressure chambers 19 and 20 (cf. FIG. 1 ), which are acted upon with pressurized fluid to displace the plunger 15 and 16 relative to the shaft drive piece 12.
  • the pressure chambers 19 and 20 can be acted upon by pressure fluid from the external hydraulic supply via pressure ports which are not specifically shown in the drawings.
  • the pressurized fluid supply or discharge into and out of the pressure chambers 19 and 20 can take place through the walls of the cylinder recesses 17 and 18 or else through the plungers.
  • the plungers 15 and 16 have a protruding from the cylinder recesses 17 and 18 end portion 21 and 22, which is supported relative to the respective end wall 4 or 5, in particular immediately adjacent thereto.
  • the cylinder recesses 17 and 18 are open to opposite sides of the shaft drive piece 12 so that all the first plunger 15 are supported on the one end wall 4, while all second plunger 16 are supported on the opposite end wall 5 of the shell carrier 1.
  • the support of the plunger 15 and 16 causes when pressurizing the pressure chambers 19 or 20, not the plunger 15 or 16 move, but the shaft drive piece 12 is moved accordingly.
  • the shaft drive piece 12 need not be sealed against the pivot shafts 8 and 9 nor against the walls of the shell carrier 1, since it is no longer the space between shaft drive piece 12 and shell carrier 1, which serves as a pressure chamber. It only need the plungers 15 and 16 are hydraulically tight in the respective cylinder recess 17 and 18 sit.
  • suitable sealing means for example in the form of sealing rings.
  • corresponding sealing means for example in the form of sealing rings, may be provided on the circumference of the plunger to its end seated in the recess.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwenkantrieb für einen Greifer, der zwei zangenartig bewegbare Greifarme besitzt, insbesondere Zweischalengreifer, mit zwei in einem Schalenträger drehbar gelagerten, zueinander parallelen Schwenkwellen, deren Wellenenden mit den Greifarmen verbindbar sind, sowie mit einem Wellenantriebsstück, das parallel zu den Schwenkwellen verschieblich gelagert ist und mit beiden Schwenkwellen jeweils in Schraubeingriff steht, so dass durch Verschieben des Wellenantriebsstücks die Schwenkwellen gegenläufig verdreht werden.
  • Ein solcher Schwenkantrieb für einen Zweischalengreifer ist aus der DE 201 07 206 U1 bekannt, bei dem die Schwenkwellen jeweils Teil eines Hydraulikmotors sind, der von dem als geschlossenes Gehäuse ausgebildeten Schalenträger umschlossen ist. Auf den beiden Schwenkwellen, die die Greifarme bzw. Greifschalen aufund zuschwenken, sitzen jeweils Rohrstücke, die längsverschieblich, jedoch drehfest geführt sind und mit der jeweiligen Schwenkwelle in Schraubeingriff stehen, so dass eine Längsverschiebung der Rohrstücke zu einer Drehung der Schwenkwellen führt. Die Rohrstücke sind durch ein gemeinsames Mittelstück verbunden, mit dem zusammen sie einen Kolben bilden, der im Inneren des Gehäuses, das für den Kolben den Zylinder bildet, aufgenommen ist. Das Gehäuse begrenzt zu beiden Seiten dieses Kolbens jeweils einen Druckraum, der mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist. Je nachdem, welcher der beiden Druckräume mit Hydraulikfluid beaufschlagt wird, bewegt sich der Kolben und die daran vorgesehenen Rohrstücke in die eine oder in die andere Richtung, so dass die Schwenkwellen die daran befestigten Greiferschalen entweder aufschwenken oder zuschwenken.
  • Obwohl dieser vorbekannte Schwenkantrieb für Greifer große Vorteile besitzt, insbesondere sehr kompakt und kleinbauend ist und durch die gekapselte Bauweise der Hydraulikmotoren vor den rauen Umgebungseinflüssen bei Baustellenbetrieb geschützt ist, ist er in mehrerer Hinsicht verbesserungsfähig. Einerseits ist mit diesem vorbekannten Schwenkantrieb nur ein begrenzter Achsabstand der Schwenkwellen realisierbar. Sollen die Schwenkwellen für den entsprechenden Typ von Greiferschalen einen vorbestimmten, großen Abstand voneinander haben, entstehen bei der Druckbeaufschlagung des als Kolben wirkenden Wellenantriebsstücks sehr große, kaum noch zu beherrschende Kräfte, denen das Gehäuse bei vertretbarer konstruktiver Auslegung kaum zu widerstehen vermag. Andererseits bedarf dieser vorbekannte Schwenkantrieb aufwendiger Abdichtungen des als Kolben wirkenden Schwenkantriebsstücks zum einen gegenüber den Schwenkwellen und zum anderen gegenüber dem Gehäuse.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schwenkantrieb der genannten Art zu schaffen, der Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise soll mit einem konstruktiv einfachen Aufbau ein größerer Achsabstand der Schwenkwellen vorgesehen werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schwenkantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Schwenkantrieb zeichnet sich also erfindungsgemäß dadurch aus, dass das Wellenantriebsstück, das mit den Schwenkwellen in Schraubeingriff steht, von zumindest einem hydraulisch beaufschlagbaren Plungerkolben angetrieben wird. Es bildet nicht mehr das ganze Wellenantriebsstück den vom Hydraulikfluid beaufschlagten Kolben, so dass dementsprechend das Gehäuse nicht mehr als Zylinder für das Wellenantriebsstück fungieren und ausgebildet sein muss. Durch den zumindest einen, zwischen den Schalenträger und das Wellenantriebsstück geschalteten Plungerkolben wird eine vom Volumen her sehr viel kleinere Druckkammer erreicht, so dass auch bei großem Achsabstand der Schwenkwellen nur verhältnismäßig geringe Kräfte wirken und abgefangen werden müssen. Zudem ist die Abdichtung der Druckkammer wesentlich einfacher. Eine Dichtung zwischen dem Wellenantriebsstück und den Schwenkwellen kann ebenso entfallen wie eine Dichtung zwischen dem Wellenantriebsstück und dem die gesamte Anordnung aufnehmenden Schalenträger. Es ist ausreichend, wenn lediglich der Plungerkolben gegenüber der den Kolben beaufschlagenden Druckkammer abgedichtet ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die den Plungerkolben beaufschlagende Druckkammer in dem Wellenantriebsstück vorgesehen. Der Plungerkolben kann verschieblich in einer zylindrischen, insbesondere kreiszylindrischen Ausnehmung in dem Wellenantriebsstück sitzen und sich mit einem aus der Ausnehmung herausragenden Endabschnitt gegenüber dem Schalenträger abstützen. Um eine besonders kompakte, kurzbauende Anordnung zu erreichen, kann sich der Plungerkolben mit seinem aus der Ausnehmung herausragenden Ende direkt an der Innenwandung des Schalenträgers abstützen. Es versteht sich, dass hier ggf. jedoch auch Zwischenstücke wie Kolbenstangen und dergleichen zwischengeschaltet sein können.
  • Grundsätzlich wäre es auch möglich, die den Plungerkolben beaufschlagende Druckkammer nicht in dem Wellenantriebsstück, sondern in dem Schalenträger anzuordnen. Der Plungerkolben sitzt in diesem Fall verschieblich in einer zylindrischen Ausnehmung in dem Schalenträger und stützt sich gegenüber dem Wellenantriebsstück ab, so dass eine Verschiebung des Plungerkolbens in der zylindrischen Ausnehmung im Schalenträger das Wellenantriebsstück entsprechend verschiebt. Die umgekehrte, zuvor beschriebene Anordnung mit der verschieblichen Aufnahme des Plungerkolbens im Wellenantriebsstück besitzt jedoch den Vorteil einer kompakteren Anordnung bei vereinfachter Form des Schalenträgers.
  • Um die Schwenkwellen in beide Richtungen antreiben und die Greifarme aufschwenken und zuschwenken zu können, kann der zumindest eine Plungerkolben doppelt wirkend ausgebildet sein. Er kann hierzu nach Art eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders so in der zylindrischen Ausnehmung sitzen, dass auf beiden Seiten des Kolbens eine Druckkammer begrenzt ist, und sich beispielsweise über aus der Kammer herausragenden Kolbenstangen beidseitig am Schalenträger abstützen. Vorzugsweise jedoch sind mehrere jeweils einseitig wirkende Plungerkolben vorgesehen, von denen einer der Verschiebung des Wellenantriebsstücks in eine erste Richtung und ein anderer der Verschiebung des Wellenantriebsstücks in die entgegengesetzte Richtung dient.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind ein Paar erste Plungerkolben sowie ein Paar zweite Plungerkolben vorgesehen. Das genannte Paar erster Plungerkolben dient dem Verschieben des Wellenantriebsstücks in eine erste Richtung, die einem Aufschwenken der Greifarme entspricht. Das genannte Paar zweiter Plungerkolben dient dem Verschieben des Wellenantriebsstücks in eine zweite Richtung, die einem Zusammenschwenken der Greifarme entspricht. Durch das Vorsehen jeweils mehrerer Plungerkolben für das Verschieben des Wellenantriebsstücks in eine Richtung können mit einfachen, im Querschnitt kreisförmigen Plungerkolben ausreichende Querschnittsflächen der Druckkammern erreicht werden, um die notwendigen Drehmomente zu erzeugen. Um eine gleichmäßige Beaufschlagung der in eine Richtung wirkenden Plungerkolben zu erreichen, sind die zu den ersten Plungerkolben gehörenden Druckkammern sowie die zu den zweiten Plungerkolben gehörenden Druckkammern jeweils zueinander parallel geschaltet, so dass in den Druckkammern jeweils derselbe Druck herrscht.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Plungerkolben und die zweiten Plungerkolben jeweils symmetrisch zu einer Ebene angeordnet, die die Symmetrieebene zu den beiden Schwenkwellen bildet. Hierdurch wird ein Verkanten des Wellenantriebsstücks unterbunden. Es wirken gleichmäßige Kräfte auf beide Schwenkwellen. In Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Plungerkolben senkrecht zu einer die beiden Schwenkwellen verbindenden Geraden voneinander beabstandet. Die zweiten Plungerkolben sind vorteilhafterweise parallel zu der die beiden Schwenkwellen verbindenden Geraden voneinander beabstandet.
  • Grundsätzlich könnten die Plungerkolben alle dieselbe Querschnittsfläche besitzen. Vorzugsweise besitzen die Plungerkolben jedoch unterschiedliche Querschnittsflächen. Insbesondere können die das Zusammenschwenken der Greifarme bewirkenden Plungerkolben eine größere Querschnittsfläche besitzen als die Plungerkolben, die das Aufschwenken der Greifarme bewirken. Durch die insgesamt größere Querschnittsfläche des oder der Plungerkolben für das Zusammenschwenken können bei gleichem Hydraulikdruck größere Kräfte für das Zusammenschwenken des Greifers erreicht werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung besitzt das Wellenantriebsstück zwei Eingriffsabschnitte, die jeweils mit einer Innengewindeverzahnung versehen sind und jeweils auf einer der Schwenkwellen sitzen, sowie ein die beiden Eingriffsabschnitte verbindendes Mittelstück, an dem der zumindest eine Plungerkolben angreift. Insbesondere können in dem Mittelstück mehrere zylindrische Ausnehmungen ausgebildet sein, die zu gegenüberliegenden Seiten des Mittelstücks hin offen sind und jeweils einen Plungerkolben aufnehmen. Besonders vorteilhaft ist dabei die Anordnung mehrerer zueinander versetzter Plungerkolben, da die zylindrischen Ausnehmungen einander in der Tiefe überlappen können. Mit anderen Worten ausgedrückt braucht das Mittelstück nicht zweimal die Tiefe der zylindrischen Ausnehmungen für den Plungerkolben aufnehmen, so dass eine besonders kurzbauende Anordnung erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Schalenträger als geschlossenes Gehäuse ausgebildet, aus dem im wesentlichen nur die Wellenenden der Schwenkwellen herausragen. Die restlichen Abschnitte und Komponenten des Schwenkantriebs können im Inneren des geschlossenen Gehäuses angeordnet sein, so dass eine insgesamt gekapselte Bauweise erreicht wird, die den Schwenkantrieb vor äußeren Umgebungseinwirkungen schützt. Das Gehäuse kann vorteilhafterweise aus zwei zu den Längsachsen der Schwenkwellen im wesentlichen senkrechten Stirnwandungen sowie zwei Gehäusehalbschalen bestehen, die die Stirnwandungen miteinander verbinden. Die Stirnwandungen besitzen auf ihren Innenseiten vorzugsweise Abstützflächen für die Plungerkolben.
  • Das Wellenantriebsstück kann von den Gehäusewandungen durch einen Spalt beabstandet sein. Insbesondere kann das Wellenantriebsstück frei von Dichtungen zu dem Gehäuse hin sein. Ebenso können die Dichtungen zwischen dem Wellenantriebsstück und den Schwenkwellen entfallen.
  • Um die in dem Mittelstück des Wellenantriebsstücks ausgebildeten Druckkammern für die Plungerkolben mit Hydraulikfluid beaufschlagen zu können, besitzt das Wellenantriebsstück geeignete Druckanschlüsse, die mit der Hydraulikversorgung des den Greifer tragenden Hebezeugs verbindbar sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Teilschnittansicht eines Schwenkantriebs für einen Zweischalengreifer nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der eine der Schwenkwellen sowie zwei der Plungerkolben des hydraulischen Antriebs zum Drehen der Schwenkwellen freigeschnitten sind,
    Fig. 2:
    einen vertikalen Längsschnitt senkrecht zu den Schwenkwellen durch den Schwenkantrieb aus Fig. 1,
    Fig. 3:
    einen horizontalen Längsschnitt durch den Antrieb aus den vorhergehenden Figuren, der die Schnittebene enthaltend die beiden Schwenkwellen zeigt, und
    Fig. 4:
    einen vertikalen Querschnitt parallel zu den Schwenkwellen, der eine Schnittebene zeigt, die der Symmetrieebene zwischen den beiden Schwenkwellen entspricht.
  • Der in den Zeichnungen dargestellte Schwenkantrieb umfasst einen Schalenträger 1, der als Gehäuse ausgebildet ist und in an sich üblicher Weise an den Stiel eines Baggers oder eines anderen Hebezeugs ankuppelbar ist. Wie Figur 1 zeigt, kann der Schalenträger 1 an seiner Oberseite ein ringförmiges Drehlager 2 sowie einen diesem zugeordneten Drehantrieb 3 aufweisen, um den Greifer um eine aufrechte Achse drehen zu können.
  • Der Schalenträger 1 umfasst zwei zueinander parallele Stirnwandungen 4 und 5, die durch zwei Gehäusehalbschalen 6, 7 miteinander verbunden sind, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Stirnwandungen 4 und 5 erstrecken (vgl. Figur 1). Die beiden Stirnwandungen 4 und 5 besitzen eine im wesentlichen elliptische Form und begrenzen zusammen mit den Gehäusehalbschalen 6 und 7 einen zylindrischen, im Schnitt im wesentlichen elliptischen Innenraum.
  • Im Inneren des von dem Schalenträger 1 gebildeten Gehäuses sind zwei Schwenkwellen 8 und 9 angeordnet, die parallel zueinander angeordnet und voneinander beabstandet sind. Die beiden Schwenkwellen 8 und 9 sind in den Stirnwandungen 4 und 5 drehbar, jedoch axial fest gelagert und ragen mit ihren zapfenförmigen Wellenenden aus dem Gehäuse heraus. An den zapfenförmigen Wellenenden 10 können in an sich bekannter Weise Greiferschalen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, drehfest angekuppelt werden, so dass die Greiferschalen durch Verdrehen der Schwenkwellen 8 und 9 auf- und zugeschwenkt werden können.
  • Wie Figur 1 zeigt, sind die Schwenkwellen 8 und 9 auf ihrem im Inneren des Schalenträgers 1 liegenden Abschnitt mit einer schraubenförmigen Verzahnung 11 versehen.
  • Mit beiden Schwenkwellen 8 und 9 steht ein Wellenantriebsstück 12 in Eingriff, das im Inneren des Schalenträgers 1 angeordnet und parallel zu den Längsachsen der Schwenkwellen 8 und 9 verschieblich gelagert ist. Das Wellenantriebsstück 12 umfasst an gegenüberliegenden Enden rohrförmige Eingriffsabschnitte 13, die auf den Schwenkwellen 8 und 9 sitzen und jeweils eine schraubenförmige Innenverzahnung besitzen, die mit der jeweiligen Verzahnung 11 der Schwenkwellen 8 und 9 in Schraubeingriff steht. Wird das Wellenantriebsstück 12 in Richtung parallel zu den Schwenkwellen 8 und 9 verschoben, werden die Schwenkwellen 8 und 9 gegensinnig rotatorisch angetrieben, wodurch die an den Wellenenden 10 befestigten Greiferschalen auf- und zuschwenken.
  • Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind die Eingriffsabschnitte 13 des Wellenantriebsstücks 12 miteinander verbunden, und zwar durch das Mittelstück 14 des Wellenantriebsstücks 12. Das Wellenantriebsstück 12 kann ein integral einstückiges Gussteil sein. Alternativ kann das Wellenantriebsstück 12 ein geschweißtes Blechprofilstück sein.
  • Um das Wellenantriebsstück 12 verschieben und hierdurch die Schwenkwellen 8 und 9 rotatorisch antreiben zu können, sind mehrere Plungerkolben vorgesehen, die das genannte Mittelstück 14 des Wellenantriebsstücks 12 beaufschlagen. Wie Figur 2 zeigt, sind insgesamt vier Plungerkolben vorgesehen, die über Kreuz angeordnet sind und sich jeweils parallel zu den Schwenkwellen erstrecken.
  • Zwei erste Plungerkolben 15 sind in der gezeichneten Ausführungsform vertikal übereinander in der Symmetrieebene des Schwenkwellenantriebs angeordnet. Zwei zweite Plungerkolben 16 sind senkrecht zu der genannten Symmetrieebene voneinander beabstandet in einer Ebene angeordnet, die auch die beiden Schwenkwellen 8 und 9 enthält. Die zweiten Plungerkolben 16 besitzen, wie Figur 2 zeigt, einen etwas größeren Querschnitt als die ersten Plungerkolben 15. Beide erste Plungerkolben 15 besitzen denselben Querschnitt. Ebenso besitzen die beiden zweiten Plungerkolben 16 den gleichen Querschnitt.
  • Die Plungerkolben 15 und 16 sind jeweils kreiszylindrisch ausgebildet und stecken in kreiszylindrischen Ausnehmungen 17 und 18, die in dem Mittelstück 14 des Wellenantriebsstücks 12 jeweils als Sackloch ausgebildet sind. Die genannten Zylinderausnehmungen 17 und 18 begrenzen zusammen mit den Stirnflächen der in den Ausnehmungen sitzenden Plungerkolben 15 und 16 Druckkammern 19 bzw. 20 (vgl. Figur 1), die mit Druckfluid beaufschlagbar sind, um die Plungerkolben 15 bzw. 16 relativ zu dem Wellenantriebsstück 12 zu verschieben. Die Druckkammern 19 und 20 können dabei über - in den Zeichnungen nicht eigens gezeigten - Druckanschlüsse von der externen Hydraulikversorgung her mit Druckfluid beaufschlagt werden. Die Druckfluidzufuhr bzw. -abfuhr in die bzw. aus den Druckkammern 19 und 20 kann dabei durch die Wandungen der Zylinderausnehmungen 17 und 18 oder aber auch durch die Plungerkolben hindurch erfolgen.
  • Die Plungerkolben 15 und 16 besitzen einen aus den Zylinderausnehmungen 17 und 18 heraustretenden Endabschnitt 21 bzw. 22, der gegenüber der jeweiligen Stirnwandung 4 oder 5 abgestützt ist, insbesondere unmittelbar daran ansteht. Wie Figur 1 zeigt, sind die Zylinderausnehmungen 17 und 18 zu gegenüberliegenden Seiten des Wellenantriebsstücks 12 hin offen, so dass sich alle ersten Plungerkolben 15 an der einen Stirnwandung 4 abstützen, während sich alle zweiten Plungerkolben 16 an der gegenüberliegenden Stirnwandung 5 des Schalenträgers 1 abstützen. Die Abstützung der Plungerkolben 15 und 16 bewirkt, dass bei Beaufschlagung der Druckkammern 19 oder 20 sich nicht die Plungerkolben 15 oder 16 bewegen, sondern das Wellenantriebsstück 12 entsprechend verschoben wird.
  • Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, braucht das Wellenantriebsstück 12 weder gegenüber den Schwenkwellen 8 und 9 noch gegenüber den Wandungen des Schalenträgers 1 abgedichtet zu werden, da es nicht mehr der Raum zwischen Wellenantriebsstück 12 und Schalenträger 1 ist, der als Druckraum dient. Es brauchen lediglich die Plungerkolben 15 und 16 hydraulisch dicht in der jeweiligen Zylinderausnehmung 17 und 18 sitzen. Wie Figur 1 zeigt, können zum offenen Ende der Zylinderausnehmungen 17 und 18 hin an der Wandung der jeweiligen Ausnehmung geeignete Dichtmittel beispielsweise in Form von Dichtringen angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können am Umfang der Plungerkolben zu deren in der Ausnehmung sitzenden Ende hin entsprechende Dichtmittel beispielsweise in Form von Dichtringen vorgesehen sein.

Claims (10)

  1. Hydraulischer Schwenkantrieb für einen Greifer, der zwei zangenartig bewegbare Greifarme besitzt, insbesondere Zweischalengreifer, mit zwei in einem Schalenträger (1) drehbar gelagerten, zueinander parallelen Schwenkwellen (8, 9), deren Wellenenden (10) mit den Greifarmen verbindbar sind, sowie einem Wellenantriebsstück (12), das parallel zu den Schwenkwellen (8, 9) verschieblich gelagert ist und mit beiden Schwenkwellen (8, 9) jeweils in Schraubeingriff steht, so dass durch Verschieben des Wellenantriebsstücks (12) die Schwenkwellen (8, 9) gegenläufig verdreht werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein hydraulisch beaufschlagbarer Plungerkolben (15, 16) zum Verschieben des Wellenantriebsstücks (12) vorgesehen ist.
  2. Schwenkantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Plungerkolben (15, 16) in einer zylindrischen, insbesondere kreiszylindrischen Ausnehmung (17, 18) in dem Wellenantriebsstück (12) verschieblich aufgenommen ist und sich mit einem aus der Ausnehmung (17, 18) herausragenden Endabschnitt gegenüber dem Schalenträger (1) abstützt.
  3. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster Plungerkolben (15) zum Verschieben des Wellenantriebsstücks (12) in eine erste Richtung, die einem Aufschwenken der Greifarme entspricht, und ein zweiter Plungerkolben (16) zum Verschieben des Wellenantriebsstücks (12) in eine zweite Richtung, die einem Zusammenschwenken der Greifarme entspricht, vorgesehen sind.
  4. Schwenkantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Paar erste Plungerkolben (15) und/oder ein Paar zweite Plungerkolben (16) vorgesehen sind.
  5. Schwenkantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten Plungerkolben (15) und die zweiten Plungerkolben (16) jeweils symmetrisch zu einer Symmetrieebene zu den Schwenkwellen (8, 9) angeordnet sind und/oder in verschiedene Richtungen voneinander beabstandet sind.
  6. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein erster Plungerkolben (15) mit einer kleineren Querschnittsfläche als ein zweiter Plungerkolben (16) vorgesehen ist.
  7. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wellenantriebsstück (12) zwei vorzugsweise rohrförmige Eingriffsabschnitte (13), die jeweils mit einer Innengewindeverzahnung versehen sind und jeweils auf einer der Schwenkwellen (8, 9) sitzen, sowie ein die beiden Eingriffsabschnitte (13) verbindendes Mittelstück (14) aufweist, an dem der zumindest eine Plungerkolben (15, 16) angreift.
  8. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wellenantriebsstück (12) frei von Dichtungen zum Schalenträger (1) und/oder zu den Schwenkwellen (8, 9) ausgebildet ist.
  9. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schalenträger (1) als geschlossenes Gehäuse ausgebildet ist, aus dem im wesentlichen nur die Wellenenden (10) der Schwenkwellen (8, 9) herausragen, wobei vorzugsweise das Gehäuse zwei zu den Längsachsen der Schwenkwellen (8, 9) im wesentlichen senkrechte Stirnwandungen (4, 5) aufweist, die miteinander durch zwei Gehäusehalbschalen (6, 7) verbunden sind und zumindest eine Abstützfläche für den zumindest einen Plungerkolben (15, 16) besitzen.
  10. Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wellenantriebsstück (12) und/oder der zumindest eine Plungerkolben (15, 16) Druckanschlüsse aufweisen, über die die zwischen dem Wellenantriebsstück (12) und dem zumindest einen Plungerkolben vorgesehene Druckkammer (19, 20) mit Druckfluid beaufschlagbar ist.
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