EP2489788A2 - Greifwerkzeug mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten - Google Patents

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EP2489788A2
EP2489788A2 EP12000502A EP12000502A EP2489788A2 EP 2489788 A2 EP2489788 A2 EP 2489788A2 EP 12000502 A EP12000502 A EP 12000502A EP 12000502 A EP12000502 A EP 12000502A EP 2489788 A2 EP2489788 A2 EP 2489788A2
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Rolf Mieger
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MIEGER, ROLF
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
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    • E02F3/3677—Devices to connect tools to arms, booms or the like allowing movement, e.g. rotation or translation, of the tool around or along another axis as the movement implied by the boom or arms, e.g. for tilting buckets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor

Definitions

  • the invention relates to a gripping tool with at least one hydraulic piston-cylinder unit according to the preamble of claim 1.
  • Hydraulic piston-cylinder units find wide applications in the drive of work tools, especially when pivoting high, low and trenching.
  • a hydraulically operated trenching bucket is known, which is pivotally mounted on a arranged at the front end of the excavator dipper support piece.
  • the pivoting movement of the bucket is effected by a piston-cylinder unit which is arranged in a carrier located in the upper edge region of the bucket.
  • the support piece is connected to a coupling rod, which engages the piston-cylinder unit.
  • the carrier is preferably tubular and receives the cylinder of the piston-cylinder unit.
  • the coupling rod is pivotally connected in its end regions with the supporting part of the construction machine and with the piston-cylinder unit.
  • the connection with the piston-cylinder unit is usually carried out by means of an arranged on the piston extension piece, which protrudes from the piston-cylinder unit receiving carrier.
  • a gripping tool in which the aforementioned problems would be solved in that the piston is slidably received in a cylinder designed as Doppelplunger cylinder and at least one protruding from the cylinder neckpiece, by means of which the piston with a coupling rod is connected so that a gripper cup serving as a working tool can be pivoted by a movement of the piston.
  • the piston is slidably received in a cylinder designed as Doppelplunger cylinder and at least one protruding from the cylinder neckpiece, by means of which the piston with a coupling rod is connected so that a gripper cup serving as a working tool can be pivoted by a movement of the piston.
  • the cylinder has fastening means, by means of which it can be attached to the working tool or on the support part of the pivot drive.
  • the object of the invention is to develop a generic gripping tool in such a way that it builds lower and is even less susceptible to interference even in rough operation on the construction site.
  • the extension piece is no longer brought out far up or down from the cylinder housing.
  • the manufacturing costs can be significantly reduced, since no more welding work to be performed here. Rather, the extension piece designed as a pin can be inserted directly through a bore provided in the piston.
  • the double plunger cylinder already existing significant advantage of fast assembly and disassembly and the easy replacement of the piston-cylinder unit is significantly improved by the particularly simple mounting option designed as a bolt neck piece.
  • the designed as a bolt lug is particularly advantageous centered through the piston. Due to this central articulation, an absolute synchronization of the gripping shells connected to the end piece is possible.
  • the extension can also be offset and guided off-center by the piston.
  • the cylinder is divided into two, wherein each part of the second-divided cylinder receives an end portion of the piston.
  • the piston in the region through which the bolt-shaped extension piece is inserted a larger diameter than the dipping into the cylinder portions end portions of the piston.
  • the bolt-like extension piece is led out on both sides of the piston and connected on both sides via coupling rods with gripping shells.
  • a pressure relief valve is arranged in the piston so that when a positive pressure in the space between the cylinder and piston pressure equalization can take place.
  • the pressure relief valve may be formed as a check valve which is aufsonbar to equalize the pressure in the cylinder parts pressure chambers by means of a push-up means, so that there is a pressure equalization. Due to this targeted production of pressure compensation can be dispensed with mechanical stops for grab trays.
  • the invention is not limited to a piston-cylinder arrangement. Rather, several cylinders can be arranged in parallel according to the invention.
  • FIG. 1 Figure a shows a partially sectioned side view of a gripping tool 10, in which the illustrated gripper shells 12 are shown in the closed and open positions.
  • FIG. 1b is a plan view of the piston-cylinder assembly 14 is shown.
  • the piston-cylinder assembly 14 consists of a piston 16, with its ends immersed in the respective parts 18 and 20 of a split cylinder.
  • the cylinder halves 18 and 20 thus form a so-called double plunger cylinder, in which the piston 16 is slidably received.
  • the gripper shells 12 are, as in FIG. 1a shown, via coupling rods 24 and 26, which are respectively connected to the gripper shells 12 moves.
  • the pivoting movement is impressed on the gripper shells 12 via the coupling rods 24 by the movement of the piston 16 in the Doppelplunger cylinder 18, 20.
  • the coupling rods 24 and 26 are articulated to a pivot piece 28.
  • the extension piece 28 is like the FIGS. 1 a and 1 b can be seen, designed as a bolt inserted through a recessed in the piston 16 hole is. Like that FIGS. 1 a and 1b can be seen, the bore for receiving the bolt 28 is arranged symmetrically in the center of the piston 16.
  • FIG. 2 shows a detail according to FIG. 1 in a simplified embodiment, in which some parts have been omitted.
  • the cylinder parts 18 and 20 are usually connected to hydraulic lines 30 and 32.
  • cylinder parts 18 and 20 are sealed off from the pistons 16 via seals 34 and 36.
  • a longitudinal pressure equalization line 38 is arranged, which connects the two pressure chambers 40 and 42 within the cylinder parts 18 and 20.
  • a spring-loaded check valve 44 is arranged on one side of the pressure equalization line 38.
  • This valve can by means of a in the FIG. 2 shown abutment means 46, which is shown here as a mandrel, pushed open and thus when the piston approaches the cylinder wall 48 of the cylinder part 20.
  • the spike-like Auftschikar 46 pushes the spring-loaded valve ball of the pressure compensating valve 44 to the rear, so that a pressure equalization between the pressure chamber 42 and the pressure chamber 40 within the cylinder parts 18 and 20 takes place.
  • a claw grab with two gripping shells 12 has been described as gripping tool.
  • any other gripping tool designs which can be realized with a corresponding double plunger cylinder are encompassed by the invention.
  • several double-plunger cylinders can also be arranged parallel to one another, as can be seen, for example, in US Pat EP 0 957 209 B1 is described.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Greifwerkzeug (10) mit mindestens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (14) mit wenigstens einem Kolben (16), der in einem als Doppelplungerzylinder ausgeführten Zylinder verschiebbar aufgenommen ist und zumindest ein aus dem Zylinder herausragendes Ansatzstück (28) aufweist, mittels dessen der Kolben mit mindestens einer Koppelstange (24,26) derart verbindbar ist, dass eine als Arbeitswerkzeug dienende Greiferschale (12) durch eine Bewegung des Kolbens verschwenkbar ist, wobei das Ansatzstück (28) als Bolzen durch den Kolben hindurch geführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Greifwerkzeug mit mindestens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten finden beim Antrieb von Arbeitswerkzeugen, insbesondere beim Verschwenken von Hoch-, Tief- und Grabenräumlöffein breite Anwendungen. Aus der DE 94 07 859 U ist ein hydraulisch betriebener Grabenräumlöffel bekannt, der an einem am vorderen Ende des 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 296 21 253 U ist ferner ein Schwenkadapter zum Verschwenken eines Werkzeugs, 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 den 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 EP 0 957 209 B1 ist ein Greifwerkzeug bekannt, bei dem die vorgenannten Probleme dadurch gelöst würden, daß der Kolben in einem als Doppelplunger-Zylinder ausgeführten Zylinder verschiebbar aufgenommen ist und zumindest ein aus dem Zylinder herausragendes Ansatzstück aufweist, mittels dessen der Kolben mit einer Koppelstange so verbindbar ist, daß eine als Arbeitswerkzeug dienende Greiferschale durch eine Bewegung des Kolbens verschwenkbar ist. Hier ergibt sich gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik der Vorteil, daß der Anbau des Ansatzstückes beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen bereits vor der Montage der Kolben-Zylinder-Einheit möglich ist. Dies ist konstruktiv dadurch möglich, 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.
  • Bei dieser vorbekannten Lösung wird außen an dem Kolben mindestens ein Ansatzstück angeschweißt, das durch einen entsprechenden Schlitz im Zylinder herausgeführt wird. Durch diese Konstruktion baut die Kolben-Zylinder-Anordnung vergleichsweise hoch und benötigt viel Platz. Darüber hinaus muß der Spalt im Zylinder durch ein mit dem Ansatzstück verbundenes Abdeckelement, das üblicherweise als Blechstreifen ausgebildet ist, abgedeckt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Greifwerkzeug derart weiterzubilden, daß es niedriger baut und auch bei rauhem Betrieb auf der Baustelle noch weniger störanfällig ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird ausgehend von einem gattungsgemäßen Greifwerkzeug gemäß der EP 0 957 209 B1 das Ansatzstück als Bolzen unmittelbar durch den Kolben hindurch geführt.
  • Hierdurch läßt sich zum einen eine niedrige Bauweise realisieren, da das Ansatzstück nicht mehr weit nach oben oder unten aus dem Zylindergehäuse herausgeführt wird. Darüber hinaus lassen sich die Fertigungskosten wesentlich verringern, da hier keine Schweißarbeiten mehr auszuführen sind. Vielmehr läßt sich das als Bolzen ausgeführte Ansatzstück unmittelbar durch eine im Kolben vorgesehene Bohrung hindurch stecken. Der beim Doppelplunger-Zylinder bereits vorhandene wesentliche Vorteil der schnellen Montage und Demontage bzw. des problemlosen Auswechselns der Kolben-Zylinder-Einheit wird durch die besonders einfache Montagemöglichkeit des als Bolzen ausgeführten Ansatzstückes noch wesentlich verbessert.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
  • So ist das als Bolzen ausgeführte Ansatzstück besonders vorteilhaft mittig durch den Kolben geführt. Aufgrund dieser mittigen Anlenkung ist ein absoluter Gleichlauf der an das Ansatzstück angeschlossenen Greifschalen möglich.
  • Alternativ kann das Ansatzstück auch versetzt und außermittig durch den Kolben geführt sein.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Zylinder zweigeteilt, wobei jeder Teil des zweitgeteilten Zylinders einen Endbereich des Kolbens aufnimmt. Hierdurch bedingt ist in den Zylinder kein Schlitz zur Durchführung des Ansatzstückes mehr notwendig.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat der Kolben in dem Bereich, durch den das bolzenförmige Ansatzstück gesteckt ist, einen größeren Durchmesser als die in die Zylinderbereiche eintauchenden Endbereiche des Kolbens. Hierdurch kann die Festigkeit der Kolbenstange in dem Bereich, in der die Bohrung zur Aufnahme des Bolzens geschwächt ist, gesteigert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das bolzenartige Ansatzstück beidseitig aus dem Kolben herausgeführt und beidseitig über Koppelstangen mit Greifschalen verbunden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im Kolben ein Überdruckventil derart angeordnet, daß bei Entstehen eines Überdrucks in den Raum zwischen Zylinder und Kolben ein Druckausgleich stattfinden kann. Schließlich kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Überdruckventil als Rückschlagventil ausgebildet sein, das zum Druckausgleich der in den Zylinderteilen bestehenden Druckräumen mittels eines Aufstoßmittels aufstoßbar ist, so daß hier ein Druckausgleich stattfindet. Aufgrund dieses gezielten Herstellens eines Druckausgleichs kann auf mechanische Anschläge für Greifschalen verzichtet werden. Schließlich ist die Erfindung nicht nur auf eine Kolben-Zylinder-Anordnung beschränkt. Vielmehr können erfindungsgemäß auch mehrere Zylinder parallel angeordnet sein.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
    • Figur 1a, 1b:
    zwei unterschiedliche Ansichten, teilweise geschnitten, eines erfindungsgemäßen Greifwerkzeugs und
    Figur 2:
    eine Detailansicht, teilweise geschnitten, der Kolben-Zylinder-Anordnung gemäß Figur 1.
  • Die Figur 1 a zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Greifwerkzeugs 10, bei dem die dargestellten Greiferschalen 12 in geschlossener und geöffneter Position dargestellt sind. In Figur 1b ist eine Draufsicht auf die Kolben-Zylinder-Anordnung 14 dargestellt. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 14 besteht aus einem Kolben 16, der mit seinen Enden in die jeweiligen Teile 18 und 20 eines geteilten Zylinders eintauchen. Die Zylinderhälften 18 und 20 bilden somit einen sogenannten Doppelplunger-Zylinder, in dem der Kolben 16 verschiebbar aufgenommen ist.
  • An den jeweiligen Enden der Zylinderteile 18 und 20 sind Lagerteile 22 angeschweißt, an denen die jeweiligen Greiferschalen 12 verschwenkbar gelagert sind. Die Greiferschalen 12 werden, wie in Figur 1a gezeigt, über Koppelstangen 24 und 26, die jeweils mit den Greiferschalen 12 verbunden sind, bewegt. Die Schwenkbewegung wird den Greiferschalen 12 über die Koppelstangen 24 durch die Bewegung des Kolbens 16 in den Doppelplunger-Zylinder 18, 20 aufgeprägt. Hierzu sind die Koppelstangen 24 und 26 an einem Anlenkstück 28 angelenkt.
  • Das Ansatzstück 28 ist, wie den Figuren 1 a und 1 b zu entnehmen ist, als Bolzen ausgeführt, der durch eine im Kolben 16 ausgenommene Bohrung hindurch gesteckt ist. Wie den Figuren 1 a und 1b zu entnehmen ist, ist die Bohrung zur Aufnahme des Bolzens 28 symmetrisch in der Mitte des Kolbens 16 angeordnet.
  • Hierdurch läßt sich ein Gleichlauf bei der Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Greifschalen realisieren.
  • Die Figur 2 zeigt ein Detail gemäß Figur 1 in vereinfachter Ausführungsform, bei der einige Teile weggelassen wurden. Hier ist dargestellt, daß die Zylinderteile 18 und 20 in üblicherweise mit Hydraulikleitungen 30 und 32 verbunden sind.
  • Des Weiteren sind die Zylinderteile 18 und 20 über Dichtungen 34 und 36 gegenüber den Kolben 16 abgedichtet.
  • Innerhalb des Kolben 16 ist eine längs verlaufende Druckausgleichsleitung 38 angeordnet, die die beiden Druckräume 40 und 42 innerhalb der Zylinderteile 18 und 20 verbindet. Auf einer Seite der Druckausgleichsleitung 38 ist ein federvorbelastetes Rückschlagventil 44 angeordnet. Dieses Ventil kann mittels eines in der Figur 2 dargestellten Aufstoßmittels 46, das hier als Dorn dargestellt ist, aufgestoßen und damit geöffnet werden, wenn sich der Kolben an die Zylinderwand 48 des Zylinderteils 20 annähert. In diesem Fall stößt das dornartige Auftstoßmittel 46 die federvorbelastete Ventilkugel des Druckausgleichsventils 44 nach hinten, so daß ein Druckausgleich zwischen der Druckkammer 42 und der Druckkammer 40 innerhalb der Zylinderteile 18 und 20 erfolgt. Aufgrund dieses Druckausgleichsmechanismus ist das Vorsehen von mechanischen Anschlägen beim Aufsteuern der Greifschalen 12, wie sie nach dem Stand der Technik teilweise vorgesehen wurde, nicht mehr nötig, da bei Erreichen der entsprechenden Endposition das Druckausgleichsventil geöffnet wird und somit eine weitere Öffnungsbewegung der Greifschalen 12 verhindert wird. Auch wenn ein entsprechender Druckausgleichmechanismus beim Schließen der Greifschalen 12 nicht notwendig ist, könnte grundsätzlich ein entsprechender Druckausgleichmechanismus auch in umgekehrter Bewegungsrichtung noch vorgesehen sein.
  • Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde als Greifwerkzeug ein Schalengreifer mit zwei Greifschalen 12 beschrieben. Anstelle dieser Ausführungen sind auch beliebig andere Greifwerkzeugausführungen, die mit einem entsprechenden Doppelplunger-Zylinder realisierbar sind, von der Erfindung umfaßt. Hierzu können bei Mehrschalengreifern beispielsweise auch mehrere Doppelplunger-Zylinder parallel zueinander angeordnet werden, wie dies beispielsweise auch in der EP 0 957 209 B1 beschrieben ist.

Claims (9)

  1. Greifwerkzeug mit mindestens einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit mit wenigstens einem Kolben, der in einem als Doppelplungerzylinder ausgeführten Zylinder verschiebbar aufgenommen ist und zumindest ein aus dem Zylinder herausragendes Ansatzstück aufweist, mittels dessen der Kolben mit mindestens einer Koppelstange derart verbindbar ist, daß eine als Arbeitswerkzeug dienende Greiferschale durch eine Bewegung des Kolbens verschwenkbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ansatzstück als Bolzen durch den Kolben hindurch geführt ist.
  2. Greifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück mittig durch den Kolben geführt ist.
  3. Greifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück versetzt und außermittig durch den Kolben geführt ist.
  4. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder zweigeteilt ist, wobei jeder Teil des zweigeteilten Zylinders einen Endbereich eines Kolbens aufnimmt.
  5. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in dem Bereich, durch den das bolzenförmige Ansatzstück gesteckt ist, einen größeren Durchmesser aufweist als die in die Zylinderbereiche eintauchenden Endbereiche des Kolbens.
  6. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bolzenartige Ansatzstück beidseitig aus dem Kolben herausgeführt ist und beidseitig über Kolbenstangen mit Greifschalen verbunden sind.
  7. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben ein Überdruckventil integriert ist.
  8. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil als Rückschlagventil ausgebildet ist, das zum Druckausgleich der in den Zylinderteilen bestehenden Druckräumen mittels einem Aufstoßmittel aufstoßbar ist.
  9. Greifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinder parallel angeordnet sind.
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