EP4183934A1 - Schwenkrotator für eine arbeitsmaschine - Google Patents

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EP4183934A1
EP4183934A1 EP22207716.6A EP22207716A EP4183934A1 EP 4183934 A1 EP4183934 A1 EP 4183934A1 EP 22207716 A EP22207716 A EP 22207716A EP 4183934 A1 EP4183934 A1 EP 4183934A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotator
head part
radial piston
drive
tilt
Prior art date
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Pending
Application number
EP22207716.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Marlow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pister Kugelhaehne GmbH
Original Assignee
Pister Kugelhaehne GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pister Kugelhaehne GmbH filed Critical Pister Kugelhaehne GmbH
Publication of EP4183934A1 publication Critical patent/EP4183934A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3627—Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with a hook and a longitudinal locking element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • 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
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • 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
    • E02F3/3681—Rotators
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B13/00—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
    • F01B13/04—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
    • F01B13/06—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement
    • F01B13/061—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement the connection of the pistons with the actuated or actuating element being at the outer ends of the cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a swivel rotator for a working machine, in particular an excavator or a comparable construction or working machine.
  • Such pivoting devices are used for lateral pivoting and simultaneous rotation of a tool or implement attached to the machine.
  • a digging bucket can be pivoted to the right and/or left with respect to the axis of an excavator arm and, at the same time, endlessly rotated about a rotation axis that is essentially perpendicular to the pivot axis.
  • the swivel rotator also known as a tiltrotator, serves as a flexible "wrist" for the excavator arm, which gives the excavator maximum freedom of movement when using its attachment. This ensures that the attachment tool can be used in different directions without moving the excavator itself. This significantly expands the area of application and the flexibility as well as the working speed.
  • Such swivel rotators usually include a head part or a head plate, which can be attached to the excavator arm, and a rotator, ie a rotary part, which is mounted on the head part so that it can pivot about a pivot axis.
  • the tool can be attached to the free lower end of the rotator, preferably via an intermediate quick coupler.
  • a hydraulic swivel drive is used to swivel the attachment around the swivel axis, and a rotary drive to rotate the attachment around the axis of rotation.
  • the swiveling is carried out either by one or two hydraulic piston-cylinder units or by a motor with high-helix thread.
  • the rotary drive usually takes place by means of a worm gear with a helical drive shaft, the so-called worm, and a gear wheel, the so-called worm wheel, in which the worm engages.
  • a worm gear with a helical drive shaft the so-called worm
  • a gear wheel the so-called worm wheel
  • DE 10 2013 205 935 A1 discloses a coupling device for an excavator attachment with a pivoting drive comprising a pivoting pivot bearing and two cylinder bodies.
  • AT516867A1 discloses a suspension for coupling devices with an integrated pivoting device comprising hydraulic cylinders as drive elements.
  • swivel rotators for excavators have to be as compact and light as possible.
  • the torque should be as large as possible, especially for the swivel drive, in order to be able to swivel heavy and wide attachments, such as an excavator shovel, or other loads.
  • a high-helix drive for the pivoting movement can only be arranged in the middle and takes up overall height.
  • Such a high-helix drive has a relatively high weight, but can apply only a relatively small pivoting moment.
  • Laterally arranged working cylinders can apply a comparatively high pivoting moment and also have a simple structure.
  • the swivel angle is relatively small and is less than 45°.
  • the working cylinders extend to the side when swivelling, so that there is a risk of damage to the cylinders and/or the hydraulic hoses, for example when digging a trench.
  • the invention is based on the technical problem of designing an improved swivel rotator that is characterized by a strong and robust swivel drive that requires little installation space and can nevertheless generate a very high swivel torque.
  • the solution to the problem is based on a swivel rotator according to the preamble of the first claim.
  • the task is solved in that the swivel drive includes a radial piston motor with a hydraulic drive mechanism.
  • Radial piston engines are known per se, both with a pneumatic and with a hydraulic drive. They are based on the radial piston principle.
  • Several working cylinders are arranged radially around a drive shaft, which can also be designed as a crankshaft, similar to a radial engine.
  • the working cylinders are connected to the feed and return via a rotary valve control.
  • the pistons are in contact via rollers with a stationary cam ring, which has a control cam on its inside.
  • the pistons are pressed against the inner wall of the cam ring by the hydraulic pressure and follow its curvature. In this way, the axial stroke movement of the pistons is converted into a radial movement of the drive shaft, comparable to a cam mechanism.
  • Hydraulic radial piston engines are characterized by a very high torque at low speeds. Due to their integrated design with a narrow housing in which the entire hydraulic drive is located, they only take up very limited space and are very well suited for attachment.
  • the swivel rotator according to the invention with at least one radial piston motor as the swivel drive is characterized by maximum compactness, low weight and, above all, a very high swivel torque.
  • a further advantage is the constant slewing moment over the entire slewing angle and the possibility of slewing movements of more than 50 degrees on each side.
  • the radial piston motor is preferably flanged to the head part.
  • the head part has a motor flange arranged coaxially with the pivot axis, and the radial piston motor has an open housing which contains the hydraulic drive unit.
  • This housing of the radial piston motor can then be flanged onto the motor flange of the head part.
  • a completely encapsulated radial piston motor can also be attached to the head part.
  • the use of a radial piston motor with an open housing, which is closed by connecting it to the motor flange of the head part has the advantage that the swivel drive only takes up minimal installation space.
  • the radial piston motor expediently drives a drive flange which is rotatably mounted on the head part. Inside the rotator is an output flange which is non-rotatably connected to the input flange.
  • the swivel drive comprises two radial piston motors, preferably two identical radial piston motors, which are arranged coaxially to the swivel axis on two opposite sides of the head part.
  • Hydraulic radial piston motors can easily be provided with a freewheel, in which the rollers of the pistons no longer have contact with the cam ring and the drive shaft can therefore rotate freely.
  • the freewheel is realized by additional connections, with which hydraulic lines are connected to the tank, while at the same time the housing is subjected to relatively low pressure via an additional connection. With such a freewheel, the attachment tool can swing freely on the excavator arm and is therefore well protected against unintentional effects of force.
  • the tiltrotator has a head part 10 with a motor flange 11 and a connecting part 12 with connecting bolts 13 for attachment to an excavator arm (not shown).
  • the motor flange 11 of the head part 10 is designed in the manner of a bracket and encloses a rotator 20, which represents the heart of the device.
  • the rotator 20 is pivoted about a horizontal pivot axis 22 in the motor flange 11 of the head part 10, so that it is opposite the head part 10 in both directions Sides, ie to the right and left, can be pivoted.
  • the rotator 20 carries a quick coupler 50 on its underside.
  • the rotator 20 can endlessly rotate the quick coupler 50 about a rotation axis 21 that runs perpendicular to the pivot axis 22 .
  • In the middle of the rotator 20 there is a rotary feedthrough 23 for the hydraulic lines of the attachment tool (not shown), for example a gripper.
  • the rotator 20 is driven by a rotary drive 30 with a hydraulic motor 31, which sets the (not visible) rotor of the rotator 20 into a clockwise or counterclockwise rotation via a worm gear (not visible).
  • the rotator 20 is pivoted by means of a pivot drive 40 which comprises two identical radial piston motors 41 .
  • the radial piston motors 41 are flanged to the motor flange 11 of the head part 10 and are arranged coaxially to the pivot axis 22 on two opposite sides of the head part 10 in a mirror-inverted manner.
  • the exploded view in 3 shows the swivel drive 40 in more detail.
  • the radial piston motor 41 has a shell-shaped open housing 42 in which the hydraulic power unit is seated, which drives a drive shaft 43 with external teeth.
  • the drive shaft 43 is non-rotatably connected to a drive flange 44 .
  • the drive flange 44 is rotatably mounted in a bearing mount 14 of the motor flange 11 by means of a pivot bearing 45 .
  • the drive flange 44 closes the open housing 42 of the radial piston motor 41 in a pressure-tight manner at the front towards the head part 10 .
  • the rotator 20 has an internal output flange 24 (cf. 3 ), which is rotatably connected to the drive flange 44 by bolts. On the opposite side sits coaxially and mirror-invertedly a second radial piston motor of the same design, which is connected to the rotator 20 in exactly the same way.
  • the hydraulic power unit comprises a round cylinder block 46 which is non-rotatably connected to the drive shaft 43 by internal teeth.
  • Nine pistons 47 are arranged here radially or in a star shape in the cylinder block 46 and are in contact with a cam ring 49 via rollers 48 .
  • the rollers 48 slide on the inner contour of the cam ring 49 and are supported laterally. In this way, the linear radial movement of the pistons 47 is converted into a rotary movement of the cylinder block 46 and the drive shaft 43 connected to it.
  • the rotary drive 30 and the swivel drive 40 function independently of one another, so that the rotator 20 can rotate endlessly and swivel out to the side at the same time.
  • FIG 5 three positions of the rotator 20 relative to the head part 10 can be seen. From its vertical starting position, the rotator 20 can be swiveled out to the right or left by up to 50°.
  • the rotator 20 On its underside, the rotator 20 carries a quick-change device 50, which also serves as an adapter for different attachments.
  • a digging bucket coupled to the quick-change device 50 can not only rotate about its vertical axis, but can also swing out to both sides transversely to the axis of rotation and be fixed in a specific angular position.

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Abstract

Schwenkrotator für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Bagger, mit: einem Kopfteil (10), das an die Arbeitsmaschine anbaubar ist; einem Rotator (20), der an dem Kopfteil schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist, zum Rotieren eines Anbauwerkzeugs um eine Rotationsachse, die senkrecht zu der Schwenkachse verläuft; ferner einem Schwenkantrieb (40) zum Verschwenken des Rotators (20) um diese Schwenkachse. Der Schwenkantrieb (40) umfasst einen Radialkolbenmotor (41) mit hydraulischem Triebwerk. Der Radialkolbenmotor (41) ist an das Kopfteil (10) angeflanscht und hat ein offenes Gehäuse (42), welches das hydraulische Triebwerk enthält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkrotator für eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Bagger oder eine vergleichbare Bau- bzw. Arbeitsmaschine.
  • Solche Schwenkvorrichtungen dienen dem seitlichen Verschwenken und gleichzeitigen Rotieren eines an der Maschine angebauten Werkzeugs bzw. Arbeitsgeräts. Beispielsweise kann ein Grablöffel nach rechts und/oder links in Bezug auf die Achse eines Baggerarms verschwenkt und gleichzeitig um eine Rotationsachse, die im Wesentlichen senkrecht zu der Schwenkachse steht, endlos rotiert werden. Der Schwenkrotator, auch Tiltrotator genannt, dient dem Baggerarm als flexibles "Handgelenk", das dem Bagger maximale Bewegungsfreiheit beim Einsatz seines Anbaugeräts gibt. Dadurch wird erreicht, dass das Anbauwerkzeug in verschiedenen Richtungen verwendet werden kann, ohne den Bagger selbst zu bewegen. Das erweitert den Einsatzbereich und die Flexibilität sowie die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich.
  • Üblicherweise umfassen derartige Schwenkrotatoren ein Kopfteil bzw. eine Kopfplatte, die an den Baggerarm anbaubar ist, sowie einen Rotator, also ein Drehteil, das an dem Kopfteil schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist. An das freie untere Ende des Rotators lässt sich das Werkzeug anbauen, vorzugsweise über einen zwischengesetzten Schnellwechsler. Ein hydraulischer Schwenkantrieb dient zum Verschwenken des Anbaugeräts um die Schwenkachse, ein Rotationsantrieb zum Rotieren des Anbaugeräts um die Rotationsachse.
  • Für den Schwenkantrieb haben sich im Wesentlichen zwei unterschiedliche Antriebskonzepte durchgesetzt: Entweder erfolgt die Verschwenkung durch einen bzw. zwei hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten oder durch einen Motor mit Steilgewinde.
  • Der Rotationsantrieb erfolgt üblicherweise mittels eines Schneckenradgetriebes mit schraubenförmiger Antriebswelle, der sogenannten Schnecke, und einem Zahnrad, dem sogenannten Schneckenrad, in das die Schnecke eingreift. Dadurch wird eine vollständige bzw. endlose Drehung eines Rotors mitsamt dem angebauten Werkzeug um die Rotationsachse möglich.
  • DE 20 2011 108 526 U1 offenbart einen Dreh-/Schwenkantrieb für Baggeranbauwerkzeuge mit Kippantriebsmitteln umfassend einen längs verschieblich geführten Kolben, der mit einer zugehörigen Kippantriebsachse, die sich koaxial zur Kippachse erstreckt, zusammenwirkt.
  • DE 20 2011 100 482 U1 beschreibt einen Drehschwenkantrieb für Anbauwerkzeuge mit einem ersten Kupplungsteil zum Ankuppeln an einen Auslegerstiel, einem zweiten Kupplungsteil zum Ankuppeln eines Anbauwerkzeugs sowie einer zwischen den beiden Kupplungsteilen angeordneten Antriebsvorrichtung mit einer Kippantriebswelle und einem längs verschieblichen Kolben, der mit der Kippantriebswelle und/oder einem Antriebsgehäuse in Schraubeingriff steht.
  • DE 10 2013 205 935 A1 offenbart eine Ankuppeleinrichtung für ein Baggeranbaugerät mit einem Schwenkantrieb umfassend eine Schwenkdrehlagerung und zwei Zylinderkörpern.
  • AT 516867 A1 offenbart eine Aufhängung für Kupplungsvorrichtungen mit integrierter Schwenkvorrichtung umfassend Hydraulikzylinder als Antriebselemente.
  • Trotz ihres komplexen Aufbaus mit Schwenkantrieb und Rotationsantrieb müssen Schwenkrotatoren für Bagger möglichst kompakt bauen und so leicht wie möglich sein. Gleichzeitig soll aber das Drehmoment insbesondere für den Schwenkantrieb möglichst groß sein, um auch schwere und breite Anbauwerkzeuge, wie zum Beispiel eine Baggerschaufel, oder andere Lasten verschwenken zu können.
  • Ein Steilgewindeantrieb für die Schwenkbewegung lässt sich konstruktionsbedingt nur mittig anordnen und beansprucht Bauhöhe. Ein solcher Steilgewindeantrieb hat relativ hohes Gewicht, kann aber nur ein relativ geringes Schwenkmoment aufbringen.
  • Seitlich angeordnete Arbeitszylinder können zwar ein vergleichsweise hohes Schwenkmoment aufbringen und haben zudem einen einfachen Aufbau. Der Schwenkwinkel ist aber relativ klein und liegt unter 45°. Außerdem fahren die Arbeitszylinder beim Schwenken seitlich aus, sodass die Gefahr einer Beschädigung der Zylinder und/oder der Hydraulikschläuche, zum Beispiel bei einem Grabenaushub, gegeben ist.
  • Innenliegende, über Kreuz angeordnete Arbeitszylinder sind zwar besser gegen Beschädigung geschützt; der erzielbare Schwenkwinkel ist allerdings noch kleiner und liegt nur bei ca. 40°. Außerdem ist das Schwenkmoment nicht-linear.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen verbesserten Schwenkrotator zu konzipieren, der sich durch einen starken und robusten Schwenkantrieb auszeichnet, der wenig Bauraum beansprucht und trotzdem ein sehr hohes Schwenkmoment aufbringen kann.
  • Bei der Lösung der Aufgabe wird ausgegangen von einem Schwenkrotator gemäß dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Schwenkantrieb einen Radialkolbenmotor mit hydraulischem Triebwerk umfasst.
  • Radialkolbenmotoren sind an sich bekannt, sowohl mit pneumatischem als auch mit hydraulischem Antrieb. Sie basieren auf dem Radialkolbenprinzip. Mehrere Arbeitszylinder sind radial um eine Antriebswelle, die auch als Kurbelwelle ausgebildet sein kann, angeordnet, ähnlich wie bei einem Sternmotor. Die Arbeitszylinder sind über Drehschiebersteuerung mit Zulauf und Rücklauf verbunden. Die Kolben haben über Rollen Kontakt mit einem feststehenden Hubring, der an seiner Innenseite eine Steuerkurve aufweist. Die Kolben werden durch den hydraulischen Druck gegen die Innenwandung des Hubrings gedrückt und folgen dabei deren Kurvatur. Auf diese Weise wird die axiale Hubbewegung der Kolben in eine radiale Bewegung der Antriebswelle umgesetzt, vergleichbar etwa einem Kurvengetriebe.
  • Hydraulische Radialkolbenmotoren zeichnen sich durch ein sehr hohes Drehmoment bei geringen Drehzahlen aus. Aufgrund ihrer integrierten Bauform mit einem schmalen Gehäuse, in dem sich das gesamte hydraulische Triebwerk befindet, beanspruchen sie nur sehr begrenzten Bauraum und sind für einen Anbau sehr gut geeignet.
  • Der erfindungsgemäße Schwenkrotator mit wenigstens einem Radialkolbenmotor als Schwenkantrieb zeichnet sich durch maximale Kompaktheit, geringes Gewicht und, vor allem, sehr großes Schwenkmoment aus. Der Schwenkrotator wird dadurch kleiner, leichter, robuster, stärker und ist gegen Verschmutzung und Beschädigung weniger anfällig als etwa Schwenkrotatoren mit außen- oder innenliegenden Hydraulikzylindern oder einem Steilgewindeantrieb. Ein weiterer Vorteil ist das über den gesamten Schwenkwinkel konstante Schwenkmoment sowie die Möglichkeit, Schwenkbewegungen von über 50 Winkelgraden je Seite auszuführen.
  • Bevorzugt ist der Radialkolbenmotor an das Kopfteil angeflanscht. Kopfteil und Radialkolbenmotor, dessen Gehäuse von außen an das Kopfteil angesetzt, vorzugsweise aufgeschraubt wird, bilden eine integrale Einheit.
  • Vorteilhaft hat das Kopfteil einen koaxial zur Schwenkachse angeordneten Motorflansch und hat der Radialkolbenmotor ein offenes Gehäuse, welches das hydraulische Triebwerk enthält. Dieses Gehäuse des Radialkolbenmotors kann dann an den Motorflansch des Kopfteils angeflanscht werden. Alternativ kann auch ein komplett gekapselter Radialkolbenmotor an das Kopfteil angebaut werden. Der Einsatz eines Radialkolbenmotors mit offenem Gehäuse, das durch die Verbindung mit dem Motorflansch des Kopfteils geschlossen wird, hat jedoch den Vorteil, dass der Schwenkantrieb nur minimalen Bauraum beansprucht.
  • Zweckmäßig treibt der Radialkolbenmotor einen Antriebsflansch an, welcher an dem Kopfteil drehbar gelagert ist. Im Innern des Rotators sitzt ein Abtriebsflansch, welcher mit dem Antriebsflansch drehfest verbunden ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkrotators umfasst der Schwenkantrieb zwei Radialkolbenmotoren, vorzugsweise zwei gleiche Radialkolbenmotoren, welche koaxial zur Schwenkachse an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kopfteils angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die jeweiligen Antriebswellen der Radialkolbenmotoren sehr kurz gehalten werden können; dadurch kann die Schwenkachse mitten durch den Rotator gelegt werden.
  • Hydraulische Radialkolbenmotoren können recht einfach mit einem Freilauf versehen werden, bei dem die Rollen der Kolben keinen Kontakt mehr mit dem Hubring haben und somit die Antriebswelle frei drehbar ist. Realisiert wird der Freilauf durch zusätzliche Anschlüsse, mit denen Hydraulikleitungen zum Tank verbunden werden, während gleichzeitig das Gehäuse über einen weiteren Anschluss mit relativ geringem Druck beaufschlagt wird. Durch einen solchen Freilauf kann das Anbauwerkzeug am Baggerarm frei pendeln und ist dadurch gegen unbeabsichtigte Krafteinwirkungen gut geschützt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Abbildungen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Schwenkrotator, perspektivisch;
    Fig. 2
    den Schwenkrotator von Fig. 1 in Seitenansicht, teilweise geschnitten;
    Fig. 3
    den Schwenkantrieb des Schwenkrotators von Fig. 1, in Explosionsdarstellung;
    Fig. 4
    das hydraulische Triebwerk eines Radialkolbenmotors;
    Fig. 5
    den Schwenkrotator von Fig. 1 mit nach rechts und links verschwenktem Rotator.
  • Der Schwenkrotator hat ein Kopfteil 10 mit einem Motorflansch 11 und einem Verbindungsteil 12 mit Verbindungsbolzen 13, die dem Anbau an den (nicht dargestellten) Arm eines Baggers dienen.
  • Der Motorflansch 11 des Kopfteils 10 ist in der Art eines Bügels ausgebildet und umgreift einen Rotator 20, der das Herz des Geräts darstellt. Der Rotator 20 ist in dem Motorflansch 11 des Kopfteils 10 um eine horizontale Schwenkachse 22 schwenkbar gelagert, sodass er gegenüber dem Kopfteil 10 nach beiden Seiten, also nach rechts und links, verschwenkt werden kann. An seiner Unterseite trägt der Rotator 20 einen Schnellwechsler 50. Gleichzeitig kann der Rotator 20 den Schnellwechsler 50 um eine Rotationsachse 21, die senkrecht zu der Schwenkachse 22 verläuft, endlos drehen. In der Mitte des Rotators 20 sitzt eine Drehdurchführung 23 für die Hydraulikleitungen des (nicht dargestellten) Anbauwerkzeugs, zum Beispiel eines Greifers.
  • Angetrieben wird der Rotator 20 durch einen Rotationsantrieb 30 mit einem Hydraulikmotor 31, der über ein (nicht sichtbares) Schneckengetriebe den (nicht sichtbaren) Rotor des Rotators 20 in eine Rotationsbewegung im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt.
  • Die Verschwenkung des Rotators 20 erfolgt mittels eines Schwenkantriebs 40, der zwei gleiche Radialkolbenmotoren 41 umfasst. Die Radialkolbenmotoren 41 sind an den Motorflansch 11 des Kopfteils 10 angeflanscht und koaxial zur Schwenkachse 22 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kopfteils 10 spiegelbildlich angeordnet.
  • Die Explosionsdarstellung in Fig. 3 zeigt den Schwenkantrieb 40 genauer. Der Radialkolbenmotor 41 hat ein schalenförmig ausgebildetes offenes Gehäuse 42, in dem das hydraulische Triebwerk sitzt, welches eine Antriebswelle 43 mit Außenverzahnung antreibt. Die Antriebswelle 43 ist mit einem Antriebsflansch 44 drehfest verbunden. Der Antriebsflansch 44 ist mittels eines Drehlagers 45 in einer Lageraufnahme 14 des Motorflanschs 11 drehbar gelagert. Der Antriebsflansch 44 schließt das offene Gehäuse 42 des Radialkolbenmotors 41 nach vorne zum Kopfteil 10 hin druckdicht ab.
  • Der Rotator 20 hat einen innenliegenden Abtriebsflansch 24 (vergl. Fig. 3), der mit dem Antriebsflansch 44 durch Schraubbolzen drehfest verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite sitzt koaxial und spiegelbildlich ein zweiter, gleich ausgebildeter Radialkolbenmotor, der in genau der gleichen Weise mit dem Rotator 20 verbunden ist.
  • Fig. 4 erläutert das Prinzip des Radialkolbenmotors 41. Das hydraulische Triebwerk umfasst einen runden Zylinderblock 46, der durch eine Innenverzahnung mit der Antriebswelle 43 drehfest verbunden ist. Neun Kolben 47 sind hier radial bzw. sternförmig im Zylinderblock 46 angeordnet und über Rollen 48 mit einem Hubring 49 in Kontakt. Die Rollen 48 gleiten auf der Innenkontur des Hubrings 49 und stützen sich dabei seitlich ab. Auf diese Weise erfolgt eine Umsetzung der linearen radialen Bewegung der Kolben 47 in eine Drehbewegung des Zylinderblocks 46 und der damit verbundenen Antriebswelle 43.
  • Der Rotationsantrieb 30 und der Schwenkantrieb 40 funktionieren unabhängig voneinander, sodass der Rotator 20 gleichzeitig endlos rotieren und seitlich ausschwenken kann.
  • In Fig. 5 sind drei Stellungen des Rotators 20 gegenüber dem Kopfteil 10 zu sehen. Aus seiner vertikalen Ausgangsposition kann der Rotator 20 nach rechts oder nach links bis zu 50° ausgeschwenkt werden.
  • An seiner Unterseite trägt der Rotator 20 eine Schnellwechselvorrichtung 50, die gleichzeitig als Adapter für unterschiedliche Anbaugeräte dient. Beispielsweise kann ein an den Schnellwechsler 50 angekuppelter Grablöffel nicht nur um seine vertikale Achse rotieren, sondern zusätzlich auch quer zur Rotationsachse zu beiden Seiten hin ausschwenken und in einer bestimmten Winkellage festgestellt werden.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Kopfteil
    11
    Motorflansch
    12
    Verbindungsteil
    13
    Verbindungsbolzen
    14
    Lageraufnahme
    20
    Rotator
    21
    Rotationsachse
    22
    Schwenkachse
    23
    Drehdurchführung
    24
    Abtriebsflansch
    30
    Rotationsantrieb
    31
    Hydraulikmotor
    40
    Schwenkantrieb
    41
    Radialkolbenmotor
    42
    Gehäuse
    43
    Antriebswelle
    44
    Antriebsflansch
    45
    Drehlager
    46
    Zylinderblock (Radialkolbenmotor)
    47
    Kolben
    48
    Rolle (Kolben)
    49
    Hubring
    50
    Schnellwechselvorrichtung

Claims (11)

  1. Schwenkrotator für eine Arbeitsmaschine, insbesondere Bagger, mit
    einem Kopfteil (10), das an die Arbeitsmaschine anbaubar ist;
    einem Rotator (20), der an dem Kopfteil (10) schwenkbar um eine Schwenkachse (22) gelagert ist, zum Rotieren eines Anbauwerkzeugs um eine Rotationsachse (21) senkrecht zu der Schwenkachse (22);
    einem Schwenkantrieb (40) zum Verschwenken des Rotators (20) um die Schwenkachse (22);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Schwenkantrieb (40) einen Radialkolbenmotor (41) mit hydraulischem Triebwerk umfasst.
  2. Schwenkrotator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialkolbenmotor (41) an das Kopfteil (10) angeflanscht ist.
  3. Schwenkrotator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kopfteil (10) einen koaxial zur Schwenkachse angeordneten Motorflansch (11) hat;
    der Radialkolbenmotor (41) ein offenes Gehäuse (42) hat, welches das hydraulische Triebwerk enthält;
    das Gehäuse (42) des Radialkolbenmotors (41) an den Motorflansch (11) des Kopfteils angeflanscht ist.
  4. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Radialkolbenmotor (41) einen Antriebsflansch (44) antreibt, welcher an dem Kopfteil (10) drehbar gelagert ist, und der Rotator (20) einen Abtriebsflansch (24) hat, welcher mit dem Antriebsflansch (44) drehfest verbunden ist.
  5. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialkolbenmotor (41) ein hydraulisches Triebwerk mit einem im Wesentlichen runden Zylinderblock (46) und sternförmig in dem Zylinderblock angeordnete Zylinder und Kolben (47), die über Rollen (48) mit einer Kurvenbahn eines Hubrings (49) in Kontakt sind, umfasst.
  6. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialkolbenmotor (41) einen Freilauf hat.
  7. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (40) zwei Radialkolbenmotoren (41) umfasst, welche koaxial zur Schwenkachse (22) an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kopfteils (10) angeordnet sind.
  8. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (10) den Rotator (20) bügelartig umgreift.
  9. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (10) ein Verbindungsteil (12) mit Verbindungsmitteln zum Anbau an die Arbeitsmaschine hat.
  10. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator (20) an seinem freien Ende eine Schnellwechselvorrichtung (50) trägt.
  11. Schwenkrotator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotator (20) eine koaxial zur Rotationsachse (21) angeordnete Drehdurchführung (23) für die Hydraulikleitungen des Anbauwerkzeugs umfasst.
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