EP4402319A1 - Vorrichtung zum einbringen eines fundamentpfahls - Google Patents

Vorrichtung zum einbringen eines fundamentpfahls

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EP4402319A1
EP4402319A1 EP22808751.6A EP22808751A EP4402319A1 EP 4402319 A1 EP4402319 A1 EP 4402319A1 EP 22808751 A EP22808751 A EP 22808751A EP 4402319 A1 EP4402319 A1 EP 4402319A1
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EP
European Patent Office
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screw
pivot axis
rotary drive
screwing
screw foundation
Prior art date
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EP22808751.6A
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EP4402319B1 (de
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Günther THURNER
Martin Thurner
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Krinner Innovation GmbH
Original Assignee
Krinner Innovation GmbH
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Publication of EP4402319A1 publication Critical patent/EP4402319A1/de
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/56—Screw piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down
    • 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
    • E02F3/06—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging screws
    • 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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    • E02F3/3677—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

Definitions

  • the invention relates to a screwing-in device for a screw foundation attached to an excavator arm.
  • Screwing devices which are attached to an excavator arm, by means of which screw foundations can be screwed into the ground, are known.
  • US 4,199,033 describes a screw foundation to be driven into the ground by means of a rotary device attached to an excavator arm.
  • the rotary device in the form of a hydraulic drive unit is attached to the excavator boom arm, on which there is a clamping device for the screw foundation on its side facing the ground, in which the screw foundation is clamped and finally screwed into or out of the ground with the hydraulic drive unit by means of the excavator becomes.
  • the rotary device drives the screw foundation to rotate about its longitudinal axis.
  • a pivot axis extending radially to the drive unit runs on the opposite side of the rotating device from the screw foundation, ie in its upper part.
  • the screw foundation can thus be introduced into a floor area in any direction, including in the horizontal direction. So that the rotary device can be pivoted with respect to the attachment to the excavator arm, this pivot axis is arranged in the upper area of the rotary device and is held on both sides by means of angle plates.
  • the front part of the excavator arm can be pivoted sideways about another axis together with the hydraulic drive device with clamped screw foundation.
  • all pivot axes are arranged in such a way that they do not intersect.
  • the pivot axis running in the radial direction of the drive unit is arranged in the upper area of the rotary device, so that it runs relatively far away from the center of mass or from the area of the center of gravity of the rotary device.
  • this known device has the disadvantage that although the excavator arm is deflected as far as possible, this is associated with a higher tilting moment of the screw foundation. When screwing in, the screw foundation can therefore wobble mentes, which makes it difficult to screw in reliably and securely at a desired, defined angle.
  • US 2011/0 225 855 A1 describes a device for bringing in a burial container in the form of a large screw foundation, the screw foundation is provided with a swiveling clamping device and is screwed in the direction of the longitudinal axis of the coffin container and swiveling about a vertical, in the longitudinal direction of the screw-in vehicle directed axis as well as a direction that can be pivoted transversely thereto and can be erected in any direction of introduction and can also be screwed into the ground in this position.
  • hydraulic cylinders attached to the outside at the end of the transport vehicle and connected to the tensioning device are provided, which must be adjusted by the vehicle driver using his skills to avoid skewing torques when screwing in.
  • the object of the invention is compared to this known device is to create such an arrangement of a screwing device together with such a suspension on the excavator arm, by means of which screwing the ground screw occurs with as little skewing torque as possible.
  • the screwing device for a screw foundation attached to an excavator boom arm is designed as a gimbal suspension and has a rotary drive for receiving the screw foundation, ie with a clamp.
  • the gimbal suspension is designed in such a way that the screw foundation can be rotated about its longitudinal axis for screwing in or out and can be pivoted about a first pivot axis, which is arranged at the front end of the excavator boom arm, wherein the first pivot axis intersects the longitudinal axis of the ground screw.
  • the gimbal suspension can be pivoted about a second pivot axis, which is arranged in such a way that it penetrates the rotary drive in its radial direction.
  • the second pivot axis is arranged in the area of the center of mass of the rotary drive, which is preferably located in the lower part of the rotary drive in the direction of the screw foundation.
  • the second pivot axis has a common point of intersection at least with the longitudinal axis of the screw foundation.
  • both pivot axes of the gimbal mount i. H. the first pivot axis and the second pivot axis
  • the skewing torque occurs when there is an axis offset between the load application point and the screw-in axis. Screwing in by means of the device according to the invention is thus possible essentially without any skewing torque.
  • a particularly preferred exemplary embodiment is given when not only does the second pivot axis form a common point of intersection with the longitudinal axis of the screw foundation, but also when the first pivot axis also runs through this common point of intersection.
  • the turning device i.e. the rotary drive together with the screw foundation, can also be rotated laterally in relation to the excavator boom arm and in this position even in a horizontal arrangement in a floor area. be screwed into the side walls of a ditch, for example.
  • the fork provided as part of the gimbal suspension is preferably arranged on the head of the excavator boom arm in such a way that the second pivot axis runs through the fork ends in such a way that it intersects the longitudinal axis of the screw foundation.
  • a ring which, in its interior, accommodates the rotary drive in a functionally identical manner to that described above, with the second pivot axis also intersecting the longitudinal axis of the screw foundation.
  • the ring is created, so to speak, by the two fork ends being extended around the rotary drive, which preferably has a cylindrical outer shape, so that the fork ends merge into one another, as a result of which a closed ring is formed.
  • a screw foundation can also be screwed in horizontally or in a direction in which the longitudinal axis of the screw foundation runs in the direction of the ground surface, the gimbal suspension can be pivoted to a corresponding extent about the first pivot axis.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a screwing-in device in the form of a gimbal suspension for screw foundations according to the invention, attached to an excavator arm;
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 in a side view
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 in plan view with a fork-shaped holder for the gimbal suspension
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in which the fork-shaped fastening of the gimball suspension has an annular holder
  • FIG. 5 shows the screwing-in device with a partially screwed-in screw foundation with acting lateral force and torque curve in a gimbal suspension according to the invention
  • FIG. 6 shows a screwing-in device with a suspension mounted above the rotary drive, with the lateral force and moment progression shown.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a screwing-in device 1 for a screw foundation 2 , which is attached to an excavator arm 3 as a gimbal suspension with a rotary drive 4 by means of a fork-like holder 9 .
  • the ground screw 2 is fastened or connected to the rotary drive 4 by means of a clamping device 8, namely on the flange area of the ground screw 2.
  • the ground screw 2 is screwed in or out about its longitudinal axis by means of the screwing device 1 in the form of a gimbal suspension 5 rotatable.
  • the screw foundation 2 with the gimbal suspension and thus with the rotary drive 4 can be pivoted about a first pivot axis 6 and thus in the transverse direction to the longitudinal extension of the excavator boom arm 3 .
  • the turning device 1 can be pivoted about a second pivot axis 7 , specifically in a plane imaginary through the longitudinal extension of the excavator boom arm 3 .
  • the rotary drive 4 is held laterally by a bracket in the form of a fork 9, which is attached on one side to the head of the excavator boom arm 3 and through which the second pivot axis 7 runs in the radial direction through the rotary drive 4 at the opposite end of the fork.
  • the pivot axes 6, 7 are now arranged such that both the first pivot axis 6 and the second pivot axis 7 each intersect the longitudinal axis 5 of the screw foundation 2, ie they have at best an existing offset on the longitudinal axis 5 to one another.
  • the ground screw 2 is to be inserted essentially horizontally into the ground, for example, pivoting about the first pivot axis 6 with the entire gimbal suspension at the head of the excavator boom arm 3 is possible, so that the screw foundation 2 then, so to speak, to the excavator boom arm 3 in the lateral direction pointing can be screwed in or screwed out of the ground. Bringing it into the horizontal above all makes it easy to pick up and couple large screw foundations in particular.
  • the common point of intersection of the first pivot axis 6 with the longitudinal axis 5 of the ground screw 2 is denoted by the reference number 12, whereas the common point of intersection between the second pivot axis 7 and the longitudinal axis 5 of the ground screw 2 is shown with the reference number 11.
  • the point of intersection 12 of the first pivot axis 6 with the longitudinal axis 5 of the ground screw 2 and the point of intersection 11 between the second pivot axis 7 and the longitudinal axis 5 of the ground screw 2 form a common point of intersection.
  • screwing in the screw foundation 2 can be done particularly well because the skewing torque in this exemplary embodiment is small and is particularly easy to handle when screwing in the screw foundation 2 or when unscrewing it.
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 in a side view.
  • the offset in the direction of the longitudinal axis 5 of the screw foundation 2 between the first longitudinal axis 6 and the second pivot axis 7 running in the radial direction through the mounting of the rotary drive 4 is clearly visible. All other functions and movement sequences correspond to those explained in connection with Figure 1 became; they will therefore not be repeated.
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 in plan view.
  • the second pivot axis 7 is shown, which runs in the radial direction through the rotary drive 4 through the fork 9 arranged at the front head end of the excavator boom arm 3 .
  • the first pivot axis 6 arranged essentially perpendicularly or at right angles thereto, which runs through the rotatably mounted head on the excavator boom arm 3 and at the same time through the longitudinal axis 5 of the screw foundation 2, which is not shown and runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • the same reference numbers designate the same parts.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment that is modified compared to FIGS.
  • the course of the axes and the mobility of the gimbal suspension correspond to those of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3.
  • Only the fork-shaped attachment for the rotary drive 4 was modified in such a way that the ends of the fork 9 are extended around the rotary drive 4 and merge into one another , so that the fastening device for the rotary drive 4 is designed as a closed ring 10 .
  • FIG. 5 shows a basic representation of the transverse force and moment progression in a gimbal suspension for the screwing-in device 1, ie the rotary drive 4 with the screw foundation 2 according to the invention already partially screwed into the ground.
  • the common point of intersection of the pivot axes 6 and 7 through the center of mass in the lower area of the rotary drive 4 is drawn, whereby the distance between the torque application and the flange of the screw foundation 2, on which the rotary drive 4 acts, has the smallest possible distance.
  • the transverse force is constant for the entire area from the center of gravity of the rotary drive 4 to the ground, whereas the moment increases linearly up to the ground.
  • the magnitude of the moment acting on the flange is qualitatively defined with the quantity 17 measured by the double arrow.
  • Reference number 15 represents the transverse force curve and 16 the moment curve.
  • FIG. 6 shows the suspension of a rotary device 4 as is known in the prior art.
  • the suspension of the rotary device 4 is arranged at the front end of the excavator boom arm above the rotary device 4, so that from the outset the screwing device tends to swing together with the screw foundation 2, which ultimately also leads to an increased tendency to pull askew when screwing in.
  • the wobbling or tipping of the ground screw 2 cannot be easily compensated for by the excavator operator having special skills for guiding the excavator.
  • FIG. 6 shows that the transverse force profile is constant over the entire area from the suspension to the ground surface, whereas the torque profile increases linearly.

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Abstract

Es wird eine an einem Baggerauslegearm (3)angebrachte Eindrehvorrichtung (1) für ein Schraubfundament (2) beschrieben, deren Aufhängung als eine mit einer das Schraubfundament (2)aufnehmenden, einen Drehantrieb (4) aufweisende GimbalAufhängung ausgebildet ist. Die GimbalAufhängung ist so ausgebildet, dass das Schraubfundament (2) um seine Längsachse (5) zum Einschrauben oder Ausschrauben drehbar ist und um eine erste Schwenkachse (6) am vorderen Ende des Baggerauslegearms (3) schwenkbar ist. Die erste Schwenkachse (6) schneidet die Längsachse (5). Die GimbalAufhängung ist um eine zweite Schwenkachse (7) schwenkbar, welche den Drehantrieb (4) in dessen radialer Richtung durchdringt. Die zweite Schwenkachse (7) verläuft im Bereich des Masseschwerpunktes des Drehantriebs (4) und weist zumindest mit der Längsachse (5) des Schraubfundaments (5) einen gemeinsamen Schnittpunkt (11) auf.

Description

VORRICHTUNG ZUM EINBRINGEN EINES FUNDAMENTPFAHLS
Die Erfindung betrifft eine an einem Baggerauslegerarm angebrachte Eindrehvorrichtung für ein Schraubfundament.
Eindrehvorrichtungen, welche an einem Baggerauslegerarm angebracht sind, mittels welcher Schraubfundamente in den Boden eingedreht werden können, sind bekannt. US 4 199 033 beschreibt ein mittels einer an einem Baggerauslegerarm angebrachten Dreheinrichtung in den Erdboden einzubringendes Schraubfundament. Am Baggerauslegerarm ist die Dreheinrichtung in Form einer hydraulischen Antriebseinheit befestigt, an welcher sich an dessen dem Boden zugewandter Seite eine Einspannvorrichtung für das Schraubfundament befindet, in welcher das Schraubfundament eingespannt ist und schließlich mit der hydraulischen Antriebseinheit mittels des Baggers in den Boden oder aus diesem herausgeschraubt wird. Die Dreheinrichtung treibt das Schraubfundament zum Drehen um dessen Längsachse an. Eine sich radial zur Antriebseinheit erstreckende Schwenkachse verläuft auf der dem Schraubfundament gegenüberliegenden Seite der Dreheinrichtung, d. h. in deren oberen Teil. Damit ist das Schraubfundament in beliebige Richtungen, auch in waagerechte Richtung, in einen Bodenbereich einbringbar. Damit die Dreheinrichtung bezüglich der Befestigung am Baggerarm durchschwenkbar ist, ist diese Schwenkachse im oberen Bereich der Dreheinrichtung angeordnet und beidseitig davon mittels Winkelblechen gehalten. Zusätzlich ist der vordere Teil des Baggerauslegerarmes zusammen mit der hydraulischen Antriebsvorrichtung mit eingespanntem Schraubfundament um eine weitere Achse seitlich verschwenk- bar. Sämtliche Schwenkachsen sind zum einen so angeordnet, dass sie sich nicht schneiden. Zum anderen ist die in radialer Richtung der Antriebseinheit verlaufende Schwenkachse im oberen Bereich der Dreheinrichtung angeordnet, so dass sie relativ weit entfernt vom Masseschwerpunkt bzw. vom Bereich des Schwerpunktes der Dreheinrichtung verläuft. Mit den drei Antriebsachsen ist es zwar möglich, ein Schraubfundament in unterschiedlichen Winkeln in das Erdreich, und zwar je nach Anforderung, einzudrehen. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass zwar eine größtmögliche Auslenkung des Baggerarmes gegeben ist, was jedoch mit einem höheren Kippmoment des Schraubfundamentes verbunden ist. Beim Einschrauben kann es daher zu einem Kippeln des Schraubfunda- mentes kommen, was ein zuverlässiges und sichereres Einschrauben unter einem gewünschten definierten Winkel erschwert. Durch die Anordnung der drei Schwenkachsen ohne Schnittpunkt zueinander ergibt sich ein Schiefziehmoment, welches beim Nach-Unten- Drücken des Baggerauslegerarmes durch eine Vorschubkraft entsteht, sobald ein Achsversatz des Lastangriffspunktes zur Eindrehachse vorhanden ist. Dieses Schiefziehmoment bewirkt, dass das einzuschraubende Einschraubfundament aus der gewünschten Einschraubrichtung herausläuft. Dies kann bei der bekannten Einrichtung nur durch den Baggerfahrer versucht werden zu kompensieren. Damit ist der Eindrehvorgang stark von der Fertigkeit des Baggerführers, den Einschraubvorgang im gewünschten Sinne auszuführen, abhängig-
In US 2011/0 225 855 A1 ist eine Vorrichtung zum Einbringen eines Beerdigungsbehälters in Form eines großen Schraubfundamentes beschrieben, das Schraubfundament ist mit einer schwenkbaren Spanneinrichtung versehen und ist durch Schrauben in Richtung der Längsachse des Sargbehälters und Schwenken um eine senkrechte, in Längsrichtung des Einschraubfahrzeuges gerichtete Achse sowie um eine quer dazu verschwenkbare Richtung in jede beliebige Einbringrichtung aufrichtbar und in dieser Position auch in den Boden einschraubbar. Dazu sind außen am Ende des Einbringfahrzeuges angebrachte, mit der Spanneinrichtung verbundene Hydraulikzylinder vorgesehen, welche zur Vermeidung von Schiefziehmomenten beim Einschrauben vom Fahrzeugführer mit seinen Fertigkeiten verstellt werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber dieser bekannten Einrichtung darin, eine solche Anordnung einer Eindrehvorrichtung zusammen mit einer solchen Aufhängung am Baggerauslegerarm zu schaffen, mittels welchem ein Einschrauben des Schraubfundamentes möglichst schiefziehmomentfrei auftritt.
Diese Aufgabe wird mit einer an einem Baggerauslegerarm angebrachten Eindrehvorrichtung zum Einschrauben eines Schraubfundamentes mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung ist die an einem Baggerauslegerarm angebrachte Eindrehvorrichtung für ein Schraubfundament als eine Gimbal-Aufhängung ausgebildet und weist einen Drehantrieb zur Aufnahme des Schraubfundamentes, d. h. mit einer Einspannung, auf. Gemäß der Erfindung ist die Gimbal-Aufhängung so ausgebildet, dass das Schraubfundament um seine Längsachse zum Einschrauben oder Ausschrauben drehbar ist und um eine erste Schwenkachse, welche am Vorderende des Baggerauslegerarmes angeordnet ist, schwenkbar ist, wobei die erste Schwenkachse die Längsachse des Schraubfundamentes schneidet. Zusätzlich ist die Gimbal-Aufhängung um eine zweite Schwenkachse schwenkbar, welche so angeordnet ist, dass sie den Drehantrieb in dessen radialer Richtung durchdringt. Die zweite Schwenkachse ist im Bereich des Masseschwerpunktes des Drehantriebs angeordnet, welcher vorzugsweise im in Richtung auf das Schraubfundament befindlichen unteren Teil des Drehantriebs liegt. Die zweite Schwenkachse weist zumindest mit der Längsachse des Schraubfundamentes einen gemeinsamen Schnittpunkt auf.
Dadurch, dass beide Schwenkachsen der Gimbal-Aufhängung, d. h. die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse, keinen Versatz zur Längsachse des Schraubfundamentes aufweisen, kann das Moment, das beim Nach-Unten-Drücken des Baggerauslegerarmes durch die Vorschubkraft entsteht, vermieden bzw. klein gehalten werden. Das Schiefziehmoment tritt gerade dann auf, wenn ein Achsversatz des Lastangriffspunktes zur Eindrehachse vorhanden ist. Das Eindrehen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist damit im Wesentlichen schiefziehmomentfrei möglich. Je tiefer im Drehantrieb, bezogen auf die Einspannstelle des Schraubfundamentes, die zweite Schwenkachse angeordnet ist, umso geringer sind die auftretenden Momente und umso leichter kann also das Biegemoment, welches auf das Schraubfundament während des Einschraubvorganges wirkt, klein gehalten werden. Dies trifft vor allem zu, wenn bei eventuell auftretenden Hindernissen im Boden der Baggerführer korrigierend eingreift. Letztlich geht es darum, dass das Moment, welches am Flansch, d. h. an der Einspannstelle des Schraubfundamentes wirkt, gering gehalten werden kann. Wichtig, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, ist also die Anordnung der Achsen zueinander, dass zumindest sowohl die erste Schwenkachse als auch die zweite Schwenkachse jeweils die Längsachse des Schraubfundamentes schneiden, wobei zwischen beiden durchaus ein Versatz vorhanden sein kann. Solange beide Schwenkachsen die Längsachse des Schraubfundamentes schneiden, kann das Schiefziehmoment vermieden oder zumindest sehr klein gehalten werden. Eine tiefliegende Schwenkachse reduziert zudem die wirksame Knicklänge. Dadurch besteht bei größeren Vorschubkräften ein geringeres Risiko des Ausknickens.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiels ist dann gegeben, wenn nicht nur die zweite Schwenkachse mit der Längsachse des Schraubfundamentes einen gemeinsamen Schnittpunkt bildet, sondern wenn auch die erste Schwenkachse durch diesen gemeinsamen Schnittpunkt verläuft. Bei einer derartigen Anordnung der Schwenkachsen zueinander kann sichergestellt werden, dass das Schraubfundament in der gewünschten Richtung in den Boden eingeschraubt werden kann, und zwar ohne dass es besonderer Fertigkeiten des Baggerfahrers bedarf. Wenn die zweite Schwenkachse im Drehantrieb möglichst weit in dessen unterem Bereich dort, wo der Masseschwerpunkt des Drehantriebs verläuft, angeordnet ist, dann ist ein freies Durchschwenken des Drehantriebs durch seine beispielsweise gabelförmige oder ringförmige Aufhängung am Baggerarm nicht möglich. Es sei denn, man will beispielsweise eine gabelförmige Aufhängung mit langen Gabeln vorsehen, die wiederum Instabilitäten und Schwingungen nachsichziehen könnten. Da aber die erste Schwenkachse über ein Gelenk am vorderen Ende des Baggerauslegerarmes angeordnet ist, kann die Eindrehvorrichtung, d. h. der Drehantrieb zusammen mit dem Schraubfundament, bezogen auf der Baggerauslegerarm, auch seitlich gedreht werden und in dieser Position sogar in einer waagerechten Anordnung in einem Bodenbereich, beispielsweise in die Seitenwände eines Grabens eingedreht werden.
Vorzugsweise ist die als Teil der Gimbal-Aufhängung vorgesehene Gabel am Kopf des Baggerauslegerarmes so angeordnet, dass durch die Gabelenden die zweite Schwenkachse so verläuft, dass sie die Längsachse des Schraubfundamentes schneidet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Ring vorgesehen, welcher in seinem Innern den Drehantrieb funktionsgleich zu dem zuvor Beschriebenen aufnimmt, wobei die zweite Schwenkachse die Längsachse des Schraubfundamentes ebenfalls schneidet. Der Ring entsteht sozusagen dadurch, dass eine Verlängerung der beiden Gabelenden soweit um den Drehantrieb herum erfolgt, welcher vorzugsweise eine zylindrische Außenform hat, dass die Gabelenden ineinander übergehen, wodurch ein geschlossener Ring gebildet ist.
Damit ein Schraubfundament eben auch waagerecht bzw. in einer Richtung einschraubbar ist, bei welcher die Längsachse des Schraubfundamentes in Bodenoberflächenrichtung verläuft, ist die Gimbal-Aufhängung um die erste Schwenkachse entsprechend weit ver- schwenkbar.
Weitere Vorteile, Details und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der nachfolgenden Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine an einem Baggerauslegerarm angebrachte Eindrehvorrichtung in Form einer Gimbal-Aufhängung für Schraubfundamente gemäß der Erfindung in dreidimensionaler Ansicht;
Figur 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in Seitenansicht; Figur 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in Draufsicht mit gabelförmiger Halterung des Gimbal-Aufhängung;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die gabelförmige Befestigung der Gimball-Aufhängung eine ringförmige Halterung aufweist;
Figur 5 die Eindrehvorrichtung mit teilweise eingedrehtem Schraubfundament mit wirkendem Querkraft- und Momentenverlauf bei einer Gimbal-Aufhängung gemäß der Erfindung; und
Figur 6 eine Eindrehvorrichtung mit oberhalb des Drehantriebs angebrachter Aufhängung mit eingezeichnetem Querkraft- und Momentenverlauf.
In Figur 1 ist in dreidimensionaler Darstellung eine Eindrehvorrichtung 1 für ein Schraubfundament 2 dargestellt, welche als Gimbal-Aufhängung mit einem Drehantrieb 4 mittels einer gabelartigen Halterung 9 an einem Baggerauslegerarm 3 angebracht ist. Das Schraubfundament 2 ist mittels einer Einspannvorrichtung 8 an dem Drehantrieb 4 befestigt bzw. mit diesem verbunden, und zwar am Flanschbereich des Schraubfundamentes 2. Mittels der Eindrehvorrichtung 1 in Form einer Gimbal-Aufhängung ist das Schraubfundament 2 zum Zwecke des Einschraubens oder Ausschraubens um seine Längsachse 5 drehbar. Darüber hinaus ist das Schraubfundament 2 mit der Gimbal-Aufhängung und damit mit dem Drehanantrieb 4 um eine erste Schwenkachse 6 und damit in Querrichtung zur Längserstreckung des Baggerauslegerarmes 3 schwenkbar.
Des Weiteren ist die Eindrehvorrichtung 1 um eine zweite Schwenkachse 7 schwenkbar, und zwar in einer durch die Längserstreckung des Baggerauslegerarmes 3 gedachten Ebene. Der Drehantrieb 4 wird seitlich von einer Halterung in Form einer Gabel 9 gehalten, welche auf der einen Seite mit dem Kopf des Baggerauslegerarmes 3 befestigt ist und durch welche am gegenüberliegenden Ende der Gabel die zweite Schwenkachse 7 in radialer Richtung durch den Drehantrieb 4 verläuft. Die Schwenkachsen 6, 7 sind nun so angeordnet, dass sowohl die erste Schwenkachse 6 als auch die zweite Schwenkachse 7 jeweils die Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 schneidet, d. h. sie besitzen allenfalls einen auf der Längsachse 5 vorhandenen Versatz zueinander. Da beide Schwenkachsen jeweils die Längsachse 5 schneiden, wird erreicht, dass das Schiefziehmoment, welches durch die Vorschubkraft beim Nach-Unten-Drücken des Baggerauslegerarmes 3 entsteht, sobald ein Achsversatz des Lastangriffspunktes zur Eindrehachse vorhanden ist, gering ist. Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass der Schnittpunkt der zweiten Schwenkachse 7 mit der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 im Masseschwerpunkt des Drehantriebs 4 verläuft, welcher im unteren Bereich des Drehantriebs 4 angeordnet ist. Mit unterem Bereich ist zu verstehen, dass der auf den Flansch des Schraubfundamentes 2 weisende untere Teil des Drehantriebs 4 nahe der Einspannvorrichtung 8 am Flansch des Schraubfundamentes 2 angeordnet ist, d. h. deutlich weiter nach unten verschoben ist, als dies bei einer Aufhängung im Stand der Technik bekannt ist.
Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, dass bei der dargestellten Größe der Gabel 9 zur Befestigung des Drehantriebs 4 innerhalb der Gimbal-Aufhängung das Schraubfundament 2 zusammen mit dem Drehantrieb 4 nicht so weit um die Schwenkachse 7 geschwenkt werden kann, dass das Schraubfundament 2 gegebenenfalls in einer Richtung parallel zur Bodenoberfläche, d. h. durchaus auch in waagerechter Richtung, ausgerichtet werden kann. Denn der obere Bereich des Drehantriebs 4 würde an den vorderen, kopfseitigen Bereich des Baggerauslegerarmes 3 anschlagen. Würde man die Länge der Gabel 9 so weit in Richtung parallel zur ersten Schwenkachse 6 verlängern, dann wäre möglicherweise ein Durchschwenken des Drehantriebs 4 durch den Bereich zwischen der Gabel 9 und vorbei am Kopf des Baggerauslegerarmes 3 möglich, die Länge der Gabelarme würde aber im Betrieb zu Instabilitäten und Schwingungen führen können, die erst recht für ein sicheres und sauberes und winkeldefiniertes Einschrauben des Schraubfundamentes 2 in den Boden abträglich wäre. Soll beispielsweise das Schraubfundament 2 im Wesentlichen waagerecht beispielsweise in den Boden eingebracht werden, so ist eine Schwenkung um die erste Schwenkachse 6 mit der gesamten Gimbal-Aufhängung am Kopf des Baggerauslegerarmes 3 möglich, so dass das Schraubfundament 2 dann sozusagen zum Baggerauslegerarm 3 in seitliche Richtung weisend einschraubbar oder auch ausschraubbar aus dem Boden ist. Das Bringen in die Waagrechte ermöglicht vor allem ein leichtes Aufnehmen und Koppeln von insbesondere großen Schraubfundamenten. Der gemeinsame Schnittpunkt von erster Schwenkachse 6 mit der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 ist mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet, wohingegen der gemeinsame Schnittpunkt zwischen der zweiten Schwenkachse 7 und der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 mit der Bezugsziffer 11 gezeigt ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden der Schnittpunkt 12 der ersten Schwenkachse 6 mit der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 und der Schnittpunkt 11 zwischen der zweiten Schwenkachse 7 und der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 einen gemeinsamen Schnittpunkt . Das bedeutet, dass sich die erste Schwenkachse 6, die zweite Schwenkachse 7 und die Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 in dem gemein- samen Schnittpunkt schneiden. In diesem Fall kann das Eindrehen des Schraubfundamentes 2 besonders gut erfolgen, weil das Schiefziehmoment bei diesem Ausführungsbeispiel klein ist und besonders leicht zu handhaben ist beim Eindrehen des Schraubfundamentes 2 bzw. bei dessen Ausdrehen.
In Figur 2 ist das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in Seitenansicht dargestellt. Deutlich erkennbar ist der in Richtung der Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 vorhandene Versatz zwischen der ersten Längsachse 6 und der durch die Halterung des Drehantriebs 4 in radialer Richtung verlaufenden zweiten Schwenkachse 7. Alle anderen Funktionen und Bewegungsabläufe entsprechen denen, die in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurden; sie werden daher nicht wiederholt.
In Figur 3 ist das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 in Draufsicht gezeigt. Zum einen ist die zweite Schwenkachse 7 eingezeichnet, welche durch die am vorderen Kopfende des Baggerauslegerarmes 3 angeordnete Gabel 9 in radialer Richtung durch den Drehantrieb 4 verläuft. Des Weiteren eingezeichnet ist die im Wesentlichen senkrecht bzw. rechtwinklig dazu angeordnete erste Schwenkachse 6, welche durch den drehbar gelagerten Kopf am Baggerauslegerarm 3 und gleichzeitig durch die nicht eingezeichnete senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Längsachse 5 des Schraubfundamentes 2 verläuft. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Teile.
In Figur 4 ist ein gegenüber den Figuren 1 bis 3 modifiziertes Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Verläufe der Achsen und die Beweglichkeit der Gimbal-Aufhängung entsprechen denen des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1 bis 3. Lediglich die gabelförmige Befestigung für den Drehantrieb 4 wurde dahingehend modifiziert, dass die Enden der Gabel 9 um den Drehantrieb 4 herum verlängert sind und ineinander übergehen, so dass die Befestigungseinrichtung für den Drehantrieb 4 als geschlossener Ring 10 ausgebildet ist.
Figur 5 zeigt in prinzipieller Darstellung den Querkraft- und den Momentenverlauf bei einer Gimbal-Aufhängung für die Eindrehvorrichtung 1 , d. h. den Drehantrieb 4 mit teilweise bereits in den Boden eingedrehtem Schraubfundament 2 gemäß der Erfindung. Eingezeichnet ist der gemeinsame Schnittpunkt der Schwenkachsen 6 und 7 durch den im unteren Bereich des Drehantriebs 4 liegenden Masseschwerpunkt, wodurch die Distanz zwischen dem Momentenangriff und dem Flansch des Schraubfundamentes 2, an welchem der Drehantrieb 4 angreift, einen geringstmöglichen Abstand aufweist. Für den gesamten Bereich vom Masseschwerpunkt des Drehantriebs 4 bis zum Boden ist die Querkraft konstant, wohingegen das Moment linear bis zum Boden zunimmt. Die Größe des am Flansch angreifenden Momentes ist qualitativ mit der durch den Doppelpfeil bemessenen Größe 17 definiert. Die Bezugsziffer 15 stellt den Querkraftverlauf und 16 den Momentenverlauf dar.
Demgegenüber ist in Figur 6 die Aufhängung einer Dreheinrichtung 4, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, gezeigt. Dort ist die Aufhängung der Dreheinrichtung 4 am vorderen Ende des Baggerauslegerarmes oberhalb der Dreheinrichtung 4 angeordnet, so dass von vornherein die Eindrehvorrichtung zusammen mit dem Schraubfundament 2 zum Pendeln neigt, was letztlich auch zur verstärkten Neigung zum Schiefziehen beim Einschrauben führen wird. Das Kippeln bzw. Kippen des Schraubfundamentes 2 ist jedenfalls nicht ohne weiteres durch besondere Fähigkeiten zum Führen des Baggers durch den Baggerführer ausgleichbar. In Figur 6 ist gezeigt, dass über den gesamten Bereich von der Aufhängung bis zur Bodenoberfläche der Querkraftverlauf konstant ist, wohingegen der Momentenverlauf linear zunimmt. Qualitativ ist das am Flansch des Schraubfundamentes 2 angreifende Moment eingezeichnet und durch die Bezugsziffer 17 durch den Doppelpfeil auch gekennzeichnet. Der Vergleich zwischen den Ausbildungen zwischen dem Stand der Technik gemäß Figur 6 mit der Ausbildung gemäß der Erfindung gemäß Figur 5 zeigt, dass das bei Korrekturen des Baggerfahrers entstehende Moment im Bereich des Flansches, welches Schäden am Schraubfundament bewirken kann, betragsmäßig erheblich größer ist als bei der Ausbildung gemäß Figur 5.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Eindrehvorrichtung
2 Schraubfundament
3 Baggerauslegerarm
4 Drehantrieb
5 Längsachse Schraubfundament
6 erste Schwenkachse Aufhängung
7 zweite Schwenkachse Aufhängung
8 Einspannvorrichtung
9 Gabel
10 Ring
11 Schnittpunkt zweite Achse mit Längsachse Schraubfundament
12 Schnittpunkt erste Achse mit Längsachse Schraubfundament
15 Querkraft
16 Moment
17 am Flansch angreifendes Moment

Claims

ANSPRÜCHE
1. An einem Baggerauslegerarm (3) angebrachte Eindrehvorrichtung (1) für ein Schraubfundament (2), welche eine Aufhängung aufweist, welche als eine das Schraubfundament (2) aufnehmende, einen Drehantrieb (4) aufweisende Gimbal- Aufhängung ausgebildet ist, wobei die Gimbal-Aufhängung so ausgebildet ist, dass das Schraubfundament (2) um seine Längsachse (5) zum Einschrauben oder Ausschrauben drehbar ist und um eine erste Schwenkachse (6) am Vorderende des Baggerauslegerarmes (3) schwenkbar ist, welche die Längsachse (5) schneidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Gimbal-Aufhängung um eine zweite Schwenkachse (7) schwenkbar ist, welche den Drehantrieb (4) in dessen radialer Richtung durchdringt, wobei die zweite Schwenkachse (7) im Bereich des Masseschwerpunktes des Drehantriebs (4) verläuft und zumindest mit der Längsachse (5) des Schraubfundamentes (2) einen gemeinsamen Schnittpunkt (11) aufweist.
2. Eindrehvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (6) die zweite Schwenkachse (7) schneidet.
3. Eindrehvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese mittels einer Gabel (9) den Drehantrieb (4) aufnimmt.
4. Eindrehvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese den Drehantrieb (4) mittels eines diesen umfassenden Ringes (10) aufnimmt.
5. Eindrehvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gimbal-Aufhängung um die erste Schwenkachse (6) so weit verschwenkbar ist, dass die Längsachse (5) des Schraubfundamentes (2) in Richtung auf die Bodenoberfläche verläuft, in welcher das Schraubfundament (2) montierbar oder demontierbar ist.
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