EP1795697B1

EP1795697B1 - Bodenbearbeitungsgerät

Info

Publication number: EP1795697B1
Application number: EP05027009A
Authority: EP
Inventors: Jakob Härtl
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: US7568530B2; CN1978862A; DE502005007432D1; US20080011495A1; EP1795697A1; PL1795697T3; ATE433041T1; SG133511A1; CN1978862B

Description

Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein gattungsbildendes Bohrgerät geht beispielsweise aus der DE-A-195 14 288 hervor. Dieses Bohrgerät weist zum linearen Verschieben eines Bohrantriebes einen zweiseitig wirkenden Hydraulikzylinder auf. Ein derartiger Tandemzylinder weist ein durchgehendes Zylindergehäuse auf, zu dessen beiden Seiten jeweils ein Hubkolben ausfahrbar ist. Gegenüber einem einfach wirkenden Hubzylinder besitzt dieser Tandemzylinder den Vorteil einer besseren Knicksteifigkeit des auszufahrenden Hubkolbens aufgrund der geringeren Länge der beiden auszufahrenden Hubkolben.
Wie bei einem einfach wirkenden Zylinder entspricht auch bei dem Tandemzylinder die maximale Hublänge etwa der Einbaulänge der Hubzylindereinrichtung. Der Hubweg ist hierdurch begrenzt.
Aus der JP-A-09078971 geht ein Bodenbearbeitungsgerät mit einer entgegengesetzt wirkenden Hubzylinderanordnung hervor. Hierbei sind zwei seitliche, einfach wirkende Hubzylinder versetzt und verschiebbar zu einem Tandemzylinder angeordnet.
Auch bei dieser bekannten Hubzylinderanordnung ist die maximale Hublänge etwa auf die Einbaulänge des Tandemzylinders begrenzt.
Schließlich ist noch aus der DE-A-28 17 017 ein Horizontal-Pressbohrgerät bekannt, bei dem eine Bohrschnecke mittels zweier Haupthydraulikzylinder in den Boden eingepresst werden kann. Weiterhin sind zwei Nebenzylinder angeordnet, deren Hubkolben mit den Zylindergehäusen der Hauptzylinder verbunden sind, um so eine unabhängige Bewegung der Bohrschnecke gegenüber einem Bohrrohr zu erreichen. Auch bei dieser Anordnung ist die maximale Hublänge etwa auf die Einbaulänge der Hauptzylinder beschränkt.
Die DE 1 922 486 beschreibt einen hydraulischen Teleskopausschub-Ausleger mit zwei gekoppelten Zylinderräumen und darin angeordneten Hubkolben. Die beiden Hubkolben sind in entgegengesetzter Richtung zueinander ausfahrbar.
Aus der DE 2 353 106 ist eine Säulenbohrmaschine mit einer Tandemzylinderanordnung bekannt, mit welcher ein Bohrgerät gegenüber einer Basis verschoben werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bodenbearbeitungsgerät anzugeben, welches bei einem einfachen und stabilen Aufbau eine möglichst große Verschiebebewegung mittels einer Hubzylinderanordnung erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bodenbearbeitungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hubzylindereinrichtungen jeweils mindestens einen Hubzylinder mit Zylindergehäuse aufweisen, welche nebeneinander angeordnet und miteinander fest verbunden sind. Hierdurch wird eine stabile und insgesamt kompakte Verstelleinrichtung erreicht. Gegenüber einem einfach wirkenden Hubzylinder kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung bei gleicher Einbaulänge praktisch die doppelte Hublänge erreicht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Hubzylinder der beiden Hubzylindereinrichtungen gleich ausgebildet sind. Dies schafft die Möglichkeit der kostengünstigen Beschaffung von Gleichteilen. Insbesondere ist die Länge der einzelnen Zylindergehäuse oder der Hubzylinder im eingefahren und ausgefahrenen Zustand gleich. So kann eine optimale Ausnutzung der Baulänge im Verhältnis zum Hubweg erreicht werden. Bevorzugt sind zumindest alle Hubzylinder einer der Hubzylindereinrichtungen gleich.
Erfindungsgemäß weist die erste Hubzylindereinrichtung mindestens zwei Hubzylinder und die zweite Hubzylindereinrichtung einen Hubzylinder auf, der mittig zu den mindestens zwei Hubzylindern der ersten Hubzylindereinrichtung angeordnet ist. Die Hubzylinder können dabei beispielsweise auf einer Linie oder dreiecksförmig zueinander angeordnet sein. Durch einen einzigen mittigen Hubzylinder sowie zwei nebengeordneten Hubzylindern können Kippmomente aufgrund der versetzten Anordnung vermieden werden. Selbstverständlich kann die erste Hubzylindereinrichtung auch drei, vier oder mehr Zylinder aufweisen, welche ringförmig oder in sonstiger Weise gleichmäßig verteilt um die zentral angeordnete zweite Hubzylindereinrichtung angeordnet sind. Auch die zweite Hubzylindereinrichtung kann aus mehreren Hubzylindern, etwa aus einem Paket von zwei, drei, vier oder mehr Hubzylindern, bestehen, wobei dieses Paket dann mittig zur ersten Hubzylindereinrichtung angeordnet sein kann.
Eine zweckmäßige Weiterbildung besteht nach der Erfindung darin, dass der mittige Hubzylinder der zweiten Hydraulikzylindereinrichtung unterschiedlich ausgebildet ist zu den umgebenden Hubzylindern der ersten Hydraulikzylindereinrichtung. Beispielsweise kann der mittige Hubzylinder mit einer stärkeren Hubkraft und mit einem knicksteiferen Hubkolben ausgebildet sein, so dass eine gleiche Kraftaufbringung und Steifigkeit wie durch die umgebenden Hydraulikzylinder erreicht wird.
Eine gute Montierbarkeit ergibt sich nach der Erfindung dadurch, dass ein Adapterglied vorgesehen ist, an dem einerseits die mindestens zwei Hubzylinder der ersten Hydraulikzylindereinrichtung und andererseits ein zentrales Anschlusselement angeordnet sind. Die Hubzylinderanordnung kann somit wie ein einzelner Hydraulikzylinder angeschlossen werden. Dies gewährt die Möglichkeit, in einfacher Weise bestehende Geräte umzurüsten, so dass für diese nahezu eine Verdoppelung des Verschiebeweges erreichbar ist.
Weiter ist es nach der Erfindung besonders zweckmäßig, dass die Zylindergehäuse über mindestens ein starres Trägerelement miteinander fest verbunden sind. Die Zylindergehäuse können dabei durch entsprechende Befestigungseinrichtungen lösbar an einem plattenförmigen, starren Träger befestigt sein. Die einzelnen Hubzylinder können so in einfacher Weise ausgetauscht werden, so dass gewünschte Hublängen und Stellkräfte einstellbar sind. An dem Trägerelement kann auch eine gemeinsame Anschlusseinrichtung für die Hydraulikversorgung vorgesehen sein. Dies vereinfacht die Zuführung von Hydraulikleitungen und vermeidet Behinderungen und Kollisionen.
Eine Verbesserung der Stabilität und Knicksteifigkeit ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, dass die Basis eine Linearführung aufweist, an welcher das mindestens eine Trägerelement anliegt und daran entlang geführt ist. Die zusätzliche Führung des Trägerelementes mit den Zylindergehäusen führt zu einer zusätzlichen Versteifung, was der Knickgefahr vorbeugt.
Nach der Erfindung ist diese Ausführungsform dadurch weitergebildet, dass die Linearführung an einem aufstellbaren Mast angeordnet ist, und dass die Linearführung zum Führen des Trägerelementes und des Schlittens ausgebildet ist. Es muss somit keine separate Führungseinrichtung vorgesehen sein, sondern das Trägerelement wird an der vorhandenen Schlittenführung mitgeführt.
Weiterhin ist es nach der Erfindung bevorzugt, dass zwei plattenförmige Verbindungsglieder vorgesehen sind, die an den Endbereichen der Zylindergehäuse befestigt sind. Dies führt ebenfalls zu einer Verbesserung der Steifigkeit. Die Verbindungsglieder können am Trägerelement angeordnet sein.
Weiterhin ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass an dem Schlitten ein Bodenbearbeitungswerkzeug angeordnet ist. Dies kann insbesondere ein Bohrwerkzeug sowie der dazugehörige Bohrantrieb oder ein einzupressender Pfahl und das dazugehörige Halte- oder Spannelement sein. Zusätzlich oder alternativ kann am Schlitten ein Rüttler vorgesehen sein. Grundsätzlich können an dem Schlitten auch andere Werkzeuge, Antriebe oder sonstige Geräte angeordnet sein, welche linear zu verschieben sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Hubanordnung kann grundsätzlich auch für verschiedenste Anwendungszwecke zum Einsatz kommen, wobei die Anwendung als Bodenbearbeitungsgerät für den Tiefbau oder zur Gewinnung von Bodenschätzen besonders bevorzugt ist. Das Bodenbearbeitungsgerät kann insbesondere ein Bohrgerät und/oder ein Rüttelgerät sein.
Die Erfindung ermöglicht es, bei geringer Totlänge der Hubzylinderanordnung lange Vorschubwege zu erhalten. Im Hinblick auf die Kraftaufnahme ist es besonders vorteilhaft, dass die Hubzylinder der beiden Hubzylindereinrichtungen parallel zueinander verlaufen. Geeigneterweise verlaufen die Hubzylinder auch parallel zur Führungsrichtung der Linearführung und/oder zum Mast. Eine besonders hohe Knicksteifigkeit kann dadurch erhalten werden, dass die Hubzylinder rotationssymmetrisch zur Vorschubrichtung der Hubzylinderanordnung vorgesehen werden.
Die Erfindung kann in einfacher Weise bei üblichen Bodenbearbeitungsvorrichtungen realisiert werden, indem die erfindungsgemäße Hubzylinderanordnung am Anlenkpunkt eines bekannten Vorschubzylinders angeordnet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das schematisch in der Zeichnung dargestellt ist. In der einzigen Zeichnung zeigt:

Figur 1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes bei zusammengeschobener Hubzylinderanordnung.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes mit einer Hubzylinderanordnung 20 ist schematisch in Figur 1 in einer eingefahrenen Position dargestellt. Das Bodenbearbeitungsgerät weist einen Schlitten 12 auf, der mittels der Hubzylinderanordnung 20 relativ zu einer Basis 14 verfahrbar ist. Der Schlitten 12 kann zur Halterung eines Bodenbearbeitungswerkzeuges dienen und insbesondere einen Dreh- und/oder Rüttelantrieb für ein Bodenbearbeitungswerkzeug aufweisen.
Der Schlitten 12 ist längsverschiebbar an einem Mast 3, der insbesondere als Mäkler oder als Ausleger ausgebildet sein kann, gelagert. Hierzu weist der Mast 3 zwei randseitige, längs verlaufende Schienenelemente 4, 4' auf, an welchen der Schlitten 12 verschiebbar eingreift. Die stark vereinfacht dargestellte Basis 14 kann beispielsweise ein Teil eines Fahrwerks sein, an dem auch der Mast 3 angeordnet sein kann. Die Basis 14 kann auch verschiebbar bezüglich dem Mast 3 vorgesehen sein.
Die Hubzylinderanordnung 20 weist eine erste Hubzylindereinrichtung 30 mit zwei ersten Hubzylindern 32 und 36 sowie eine zweite Hubzylindereinrichtung 40 mit einem zweiten Hubzylinder 42 auf, wobei die ersten Hubzylinder 32 und 36 jeweils ein Zylindergehäuse 33 beziehungsweise 37 aufweisen und der zweite Hubzylinder 42 ein Zylindergehäuse 43. Die Zylindergehäuse 33, 37 und 43 der ersten Hubzylindereinrichtung 30 und der zweiten Hubzylindereinrichtung 40 verlaufen parallel zueinander und liegen in einer Ebene, wobei der zweite Hubzylinder 42 mittig zwischen und gleich beabstandet zu den beiden ersten Hubzylindern 32 und 36 angeordnet ist. Die Hubzylinder 32, 36, 42 sind doppelwirkend und über eine gemeinsame Anschlusseinrichtung an einem Trägerelement 21 hydraulisch betätigt.
Im Inneren der Zylindergehäuse 33, 37 und 43 verlaufen verschiebbare Hubkolben 63, 67 beziehungsweise 73. Die Hubkolben 63, 67 der ersten Hubzylindereinrichtung 30 sind aus den entsprechenden Zylindergehäusen 33 beziehungsweise 37 in Richtung auf die Anlenkung der Basis 14, in der Figur nach rechts, ausfahrbar. Der Hubkolben 73 der zweiten Hubzylindereinrichtung 40 ist hingegen in Richtung auf den Anlenkpunkt des Schlittens 12, in der Figur nach links, aus seinem Zylindergehäuse 43 ausfahrbar. Die zweite Hubzylindereinrichtung 40 ist somit gegenläufig zur ersten Hubzylindereinrichtung 30 ausgebildet.
Die Hubkolben 63, 67 der ersten Hubzylindereinrichtung 30 sind verschiebefest mit der Basis 14 verbunden, der Hubkolben 73 der zweiten Hubzylindereinrichtung 40 hingegen mit dem Schlitten 12. Zur Verbindung der Hubkolben 63, 67 der ersten Hubzylindereinrichtung 30 mit der Basis 14 ist stirnseitig an den ersten Hubzylindern 32, 36 ein quer zur Vorschubrichtung verlaufendes, plattenförmiges Adapterglied 26 vorgesehen, an dem die Hubkolben 63 und 67 über zwei koaxiale Bolzenverbindungen 101, 101' angelenkt sind. Das als quer zur Vorschubrichtung verlaufendes Joch ausgebildete Adapterlied 26 ist seinerseits an einem zentralen Anschlusselement 28 über eine Bolzenverbindung an der Basis 14 angebolzt. Die Bolzenverbindung zwischen dem Adapterglied 26 und der Basis 14 ist mittig angeordnet, so dass die erfindungsgemäße Hydraulikzylinderanordnung bei bestehenden Geräten eine herkömmliche Hydraulikzylindervorrichtung ersetzen kann. Das Adapterglied 26 weist zwei Führungsschuhe 27, 27' auf, mit denen das Adapterglied 26 ausknicksicher längsverschiebbar am Mast 3 geführt ist. Diese Führungsschuhe 27, 27' stehen jeweils an einem der Schienenelemente 4, 4' in Eingriff. Die Schienenelemente 4, 4' können hierzu beispielsweise eine längs verlaufende Nut aufweisen, in welche die Führungsschuhe 27, 27' eingreifen.
Der Hubkolben 73 der zweiten Hubzylindereinrichtung 40 ist über eine weitere Bolzenverbindung 102 am Schlitten 12 lösbar befestigt.
Die Zylindergehäuse 33, 37 und 43 der beiden Hubzylindereinrichtungen 30 und 40 sind untereinander fest über zwei Verbindungsglieder 24, 24' verbunden, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel das Trägerelement 21 bilden. Die Verbindungsglieder 24, 24' sind als quer zur Vorschubrichtung verlaufende Joche ausgebildet, die an den beiden Stirnseiten der Zylindergehäuse 33, 43 und 37 angeordnet sind. Auch die Verbindungsglieder 24, 24' sind in Vorschubrichtung, das heißt in Längsrichtung des Mastes 3, verschiebbar am Mast 3 geführt. Hierzu weisen auch die Verbindungsglieder 24, 24' jeweils zwei Führungsschuhe auf, die ähnlich wie die Führungsschuhe 27, 27' des Adapterglieds 26 ausgebildet sein können. Beispielhaft ist einer der Führungsschuhe der Verbindungsglieder 24, 24' in der Figur mit dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet. Die Führungsschuhe 110 der Verbindungsglieder 24, 24' bilden eine rückseitige Führungseinrichtung, durch die das Trägerelement 21 wie der Schlitten 12 am Mast 3 führbar ist.
Neben den Verbindungsgliedern 24, 24' kann das schlittenartige Trägerelement 21 zusätzliche Trägerplatten aufweisen, in denen die Zylindergehäuse 33, 37 und 43 verschiebefest aber lösbar aufgenommen sind. Diese Trägerplatten können beispielsweise als Querbalken mit Durchführungsöffnungen für die Zylindergehäuse 33, 37 und 43 ausgebildet sein.
Das Verbindungsglied 24 weist zwei Durchbrüche auf, durch welche die Hubkolben 63 und 67 der ersten Hubzylindereinrichtung 30 verlaufen. Das zweite, in der Figur linksseitig angeordnete Verbindungsglied 24' weist einen Durchbruch für den Hubkolben 73 der zweiten Hubzylindereinrichtung 40 auf.

Claims

Bodenbearbeitungsgerät, insbesondere für den Tiefbau, mit einem Schlitten (12), der relativ zu einer Basis (14) mittels einer Hubzylinderanordnung (20) verschiebbar ist, welche einerseits am Schlitten (12) und andererseits an der Basis (14) angeschlossen ist und zwei entgegengesetzt wirkende Hubzylindereinrichtungen (30; 40) aufweist, welche jeweils mindestens einen Hubzylinder (32, 36; 42) mit Zylindergehäuse (33, 37; 43) aufweisen, welche nebeneinander angeordnet und miteinander fest verbunden sind, wobei eine erste Hubzylindereinrichtung (30) mindestens zwei Hubzylinder (32, 36) und eine zweite Hubzylindereinrichtung (40) einen Hubzylinder (42) aufweist, der mittig zu den mindestens zwei Hubzylindern (32, 36) der ersten Hubzylindereinrichtung (30) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Adapterglied (26) vorgesehen ist, an dem einerseits die mindestens zwei Hubzylinder (32, 36) der ersten Hubzylindereinrichtung (30) angelenkt sind und andererseits ein zentrales Anschlusselement (28) angeordnet ist, mit welchem die Hubzylinderanordnung wie ein Hydraulikzylinder anschließbar ist.
Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hubzylinder (32, 36; 42) der beiden Hubzylindereinrichtungen (30; 40) gleich ausgebildet sind.
Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mittige Hubzylinder (42) der zweiten Hydraulikzylindereinrichtung (40) unterschiedlich ausgebildet ist zu den umgebenden Hubzylindern (32, 36) der ersten Hydraulikzylindereinrichtung (30).
Bodenbearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zylindergehäuse (33, 37; 43) an einem starren Trägerelement (21) befestigt sind.
Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Basis (14) eine Linearführung aufweist, an welcher das mindestens eine Trägerelement (21) anliegt und daran entlang geführt ist.
Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Linearführung an einem aufstellbaren Mast angeordnet ist, und
dass die Linearführung zum Führen des Trägerelementes (21) und des Schlittens (12) ausgebildet ist.
Bodenbearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei plattenförmige Verbindungslieder (24, 24') vorgesehen sind, die an Endbereichen der Zylindergehäuse (33, 37; 43) befestigt sind.
Bodenbearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Schlitten (12) ein Bodenbearbeitungswerkzeug angeordnet ist.