EP4750952A1 - Greifervorrichtung und verfahren zum betreiben einer greifervorrichtung - Google Patents

Greifervorrichtung und verfahren zum betreiben einer greifervorrichtung

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Publication number
EP4750952A1
EP4750952A1 EP23801418.7A EP23801418A EP4750952A1 EP 4750952 A1 EP4750952 A1 EP 4750952A1 EP 23801418 A EP23801418 A EP 23801418A EP 4750952 A1 EP4750952 A1 EP 4750952A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
gripper
grab
actuating
control device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23801418.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas HUGL
David Pfeiffer
Andreas SCHUELL
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.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen 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 Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Publication of EP4750952A1 publication Critical patent/EP4750952A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E02F3/46—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor
    • E02F3/47—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor with grab buckets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/02—Bucket grabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/12—Grabs actuated by two or more ropes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E02F3/413—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with grabbing device

Definitions

  • the invention relates to a gripper device with a carrier device and a cable gripper arranged thereon, which has a gripper frame which is held on the carrier device via a holding cable and can be lowered and raised via the holding cable, at least two gripper blades which are mounted at a lower end of the gripper frame so as to be pivotable between a closed position and an open position, and an actuating device with an actuating cable for opening and closing the gripper blades, wherein the actuating cable is guided from the carrier device to the actuating device, the carrier device has a driven first cable winch for the holding cable and a driven second cable winch for the actuating cable and a control device with an input unit is arranged, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating a gripper device with a cable gripper, which has a gripper frame which is held on a carrier device via a holding cable and can be lowered and raised via the holding cable, at least two gripper blades which are pivotally mounted at a lower end of the gripper frame between a closed position and an open position, and an actuating device with an actuating cable for opening and closing the gripper blades, wherein the actuating cable is guided from the carrier device to the actuating device, the carrier device has a driven first cable winch for the holding cable and a driven second cable winch for the actuating cable and a control device with an input unit is arranged, according to the preamble of claim 12.
  • Grab devices are used in special foundation engineering to create trenches in the ground. Diaphragm walls can be constructed in these trenches to support and/or seal excavations or for other purposes, such as walls or foundations.
  • a so-called hydraulic gripper is known, for example, from EP 3 798 367 A1.
  • the movement for opening and closing the gripper blades is generated by a hydraulic cylinder mounted on the gripper frame.
  • rope grabs offer a significantly simplified and therefore lighter design.
  • One such rope grab is known, for example, from GB 2 126 981 A.
  • the actuating rope runs essentially parallel to the retaining rope of the actuating device of the Grab buckets to the carrier device.
  • the grab buckets can be opened or closed by unwinding or winding the operating cable onto the winch.
  • the invention is based on the object of specifying a gripper device and a method for operating the gripper device, with which efficient gripper operation and simple operation are achieved.
  • control device is designed to determine a specification for a cycle number and/or a lowering height and/or to suggest this to an operator depending on detected values from at least one of the detection devices, in particular depending on a detected fill level. Based on values stored in the control device, the control device can assess whether a cycle number and/or a lowering height set by the machine operator should be changed, for example to achieve a higher fill level or to avoid unnecessary repetitive processes.
  • the lowering height is understood to be the height above the hole bottom from which the grab is repeatedly lowered or dropped. This can preferably be between 0.2 m and three meters.
  • the control device can also determine a soil type, in particular whether the soil is hard or loose.
  • the specified number of cycles or lowering height can be adjusted via a depth profile. either automatically or at the suggestion of the control device by the machine operator.
  • the actuating cable can be directly linked to the grab buckets.
  • the actuating device it is advantageous for the actuating device to have an actuating carriage connected to the grab buckets via a linkage mechanism, and for the actuating carriage to be displaceable along the grab frame for pivoting the grab buckets.
  • the actuating carriage is preferably mounted on the grab frame so that it can be displaced in a longitudinal or vertical direction.
  • the linkage mechanism can comprise joints, linkage rods, or linkage cables.
  • An actuating carriage can, in particular, achieve the most uniform opening and closing movement of the grab buckets. This is advantageous for stabilizing the position of the rope grab.
  • the grab device can be used for a variety of tasks.
  • a preferred method variant involves removing soil using the rope grab and, in particular, creating a trench in the ground.
  • the rope grab can be designed, in particular, as a so-called diaphragm wall grab, with which a trench can be created for a sealing and/or retaining wall in the ground, for example, for an excavation enclosure.
  • Fig. 2 is a front view of the rope grab of the grab device of Fig. 1 with closed grab blades;
  • FIG.3 a front view of the rope grab according to Fig. 2 with open grab blades.
  • a gripper device 10 according to the invention, as shown in Fig. 1, comprises a mobile carrier device 12 with a crawler chassis as the undercarriage 14.
  • a superstructure 16 with an operator's cabin 17 is mounted on the undercarriage 14, rotatable about a vertical axis of rotation.
  • a control device including an input device for a machine operator.
  • a boom arm 18 is pivotally mounted on the superstructure 16 about a horizontal axis.
  • a holding cable 24 is guided on a head 20 of the boom arm 18 with deflection pulleys, to the end of which a rope grab 30 with a grab frame 32 and lower grab buckets 34 is attached.
  • the holding cable 24 can be actuated to raise and lower the rope grab 30 via a first cable winch 21 on the carrier device 12.
  • a second cable winch 22 for an actuating cable 44 is located on the carrier device 12, which is also guided via the head 20 to the rope grab 30 for actuating the grab buckets 34 at the lower end of the grab frame 32.
  • an actuating carriage 42 of an actuating device 40 for actuating the gripper blades 34 is mounted so as to be displaceable in a vertical longitudinal direction.
  • the end of the holding cable 24 is attached to the upper end of the actuating carriage 42, so that the cable gripper 30 is held by the actuating carriage 42.
  • a linkage mechanism 46 with linkage rods 47 is arranged at a lower end of the actuating carriage 42.
  • the linkage rods 47 are pivotally connected, on the one hand, to the actuating carriage 42 and, on the other hand, to one of the grab buckets 34.
  • the grab buckets 34 themselves are pivotally mounted at the lower end of the grab frame 32 via pivot bearings 35.
  • the pulley assembly 50 has at least one upper roller 52, which is rotatably mounted on the actuating carriage 42, and at least one lower roller 54, which is rotatably mounted on a lower region of the gripper frame 32.
  • the actuating cable 44 which is fed from above, may wrap around the rollers 52, 54 several times, forming loops 56 or pulleys, with the lower end of the actuating cable 44 being firmly connected to the gripper frame 32 or the actuating carriage 42.
  • the actuating carriage 42 is thus adjustably connected or coupled to the gripper frame 32 via the actuating cable 44.
  • the actuating carriage 42 is pulled downward relative to the gripper frame 32 by the pulley assembly 50 by pulling the actuating cable 44 upwards through the second cable winch 22.
  • the linkage rods 47 thereby press the gripper blades 34 downwards with an increased closing force, pivoting the gripper blades 34 about their pivot bearings 35 into the closed position shown in Fig. 2.
  • soil material When used in a slot in the ground, soil material can be gripped and enclosed between the grab buckets 34 with a closing force that is higher than the tensile force on the actuating cable 44.
  • forces in the holding cable 24 and the actuating cable 44 are detected via corresponding detection devices, which can be arranged, for example, on the cable winches 21, 22 or on the deflection pulleys on the head 20 of the boom arm 18.
  • a control device which is preferably arranged in the operator's cabin 17 on the carrier device 12, the winches 21, 22 can be controlled depending on the detected cable forces in such a way that either a stabilization of the rotational position of the cable gripper 30 about its longitudinal axis or a targeted rotation desired by the machine operator is achieved.
  • the machine operator only needs to make corresponding inputs regarding a possibly desired compensation mode for position stabilization or inputs regarding a desired rotational position of the steep gripper 30.
  • the control device can control the cable winches 21, 22 accordingly in order to bring about the desired rotational position of the cable gripper 30. This significantly simplifies and facilitates the control of a simply constructed rope gripper 30 for a machine operator.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung mit einem Trägergerät und einem daran angeordneten Seilgreifer, welcher einen Greiferrahmen, welcher über ein Halteseil an dem Trägergerät gehalten und über das Halteseil (24) absenkbar und anhebbar ist, mindestens zwei Greiferschaufeln, welche an einem unteren Ende des Greiferrahmens schwenkbar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition gelagert sind, und eine Betätigungseinrichtung mit einem Betätigungsseil zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln aufweist, wobei ein Betätigungsseil, von dem Trägergerät zu der Betätigungseinrichtung geführt ist, das Trägergerät eine angetriebene erste Seilwinde für das Halteseil und eine angetrie- bene zweite Seilwinde für das Betätigungsseil aufweist, und eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeeinheit angeordnet ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass für das Füllen der Greiferschaufeln durch die Eingabeeinheit in die Steuer- einrichtung eine Zykluszahl zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln und/oder zum Anheben und Absenken des Seilgreifers eingebbar ist und dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, entsprechend der eingegebenen Zykluszahl automatisch die Greiferschaufeln wiederholend zu öffnen und zu schließen beziehungsweise den Seilgreifer wiederholend anzuheben und abzusenken.

Description

GREIFERVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER GREIFERVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung mit einem Trägergerät und einem daran angeordneten Seilgreifer, welcher einen Greiferrahmen, welcher über ein Halteseil an dem Trägergerät gehalten und über das Halteseil absenkbar und anhebbar ist, mindestens zwei Greiferschaufeln, welche an einem unteren Ende des Greiferrahmens schwenkbar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition gelagert sind, und eine Betätigungseinrichtung mit einem Betätigungsseil zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln aufweist, wobei das Betätigungsseil von dem Trägergerät zu der Betätigungseinrichtung geführt ist, das Trägergerät eine angetriebene erste Seilwinde für das Halteseil und eine angetriebene zweite Seilwinde für das Betätigungsseil aufweist und eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeeinheit angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Greifervorrichtung mit einem Seilgreifer, welcher einen Greiferrahmen, welcher über ein Halteseil an einem Trägergerät gehalten und über das Halteseil absenkbar und anhebbar ist, mindestens zwei Greiferschaufeln, welche an einem unteren Ende des Greiferrahmens schwenkbar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition gelagert sind, und eine Betätigungseinrichtung mit einem Betätigungsseil zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln aufweist, wobei das Betätigungsseil von dem Trägergerät zu der Betätigungseinrichtung geführt ist, das Trägergerät eine angetriebene erste Seilwinde für das Halteseil und eine angetriebene zweite Seilwinde für das Betätigungsseil aufweist und eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeeinheit angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12. Greifervorrichtungen werden im Spezialtiefbau zum Erstellen von Schlitzen im Boden verwendet. In den Schlitzen können Schlitzwände zur Abstützung und/oder Abdichtung von Baugruben oder für andere Zwecke, etwa als Wände oder Fundamente, erstellt werden.
Greifervorrichtungen umfassen maßgeblich einen Greifer mit Greiferschaufeln, wobei der Greifer über ein Halteseil an einem Trägergerät, typischerweise einem Auslegerkran aufgehängt ist. Mit dem Halteseil kann ein Greifer in den Boden abgesenkt werden. Durch Schließen der Greiferschaufeln kann Bodenmaterial abgetragen und in dem Greifer aufgenommen werden. Anschließend wird der Greifer über das Halteseil wieder aus dem Boden rückgezogen und mit dem Trägergerät zu einer Entleerposition verschwenkt, an welcher die Greiferschaufeln zur Abgabe des Bodenmaterials geöffnet werden. Anschließend wird der Greifer wieder zurück in die Arbeitsposition verschwenkt und für einen erneuten Greifervorgang in den Schlitz im Boden eingeführt.
Es bestehen zwei unterschiedliche Arten von Greifern, die an derartigen Greifervorrichtungen eingesetzt werden, nämlich Hydraulikgreifer und Seilgreifer. Ein sogenannter Hydraulikgreifer ist beispielsweise aus der EP 3 798 367 A1 bekannt. Bei einem Hydraulikgreifer wird die Bewegung zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln durch einen Hydraulikzylinder erzeugt, welcher an dem Greiferrahmen angeordnet ist.
Derartige Hydraulikgreifer lassen sich durch das Hydrauliksystem relativ einfach bedienen und steuern. Allerdings werden zur Zu- und Abführung von Hydraulikfluid entsprechende Hydraulikleitungen benötigt, welche parallel zum Halteseil verlaufen. An dem Trägergerät sind entsprechende Leitungstrommeln für die Hydraulikleitungen mit entsprechenden Windenantrieben sowie eine entsprechend ausgelegte Hydraulikanlage vorzusehen. Hierdurch wird die Greifervorrichtung entsprechend vergrößert und auch kostenaufwändiger. Auch erfordert das Hydrauliksystem einen zusätzlichen Wartungsaufwand.
Demgegenüber bieten sogenannte Seilgreifer einen deutlich vereinfachten und damit auch leichteren Aufbau. Ein derartiger Seilgreifer ist beispielsweise aus der GB 2 126 981 A bekannt. Bei einem Seilgreifer wird die Öffnungs- und Schließbewegung der Greiferschaufeln durch ein Betätigungsseil bewirkt. Das Betätigungsseil verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu dem Halteseil von der Betätigungseinrichtung der Greiferschaufeln zu dem Trägergerät. Mittels einer eigenen Winde für das Betätigungsseil kann durch Abwickeln bzw. Aufwickeln des Betätigungsseils auf die Winde eine Öffnung oder eine Schließung der Greiferschaufeln erreicht werden.
Bei einem Seilgreifer können die aufwändigen Zuführungen von Hydraulikleitungen zum Greifer entfallen. Es ist lediglich ein zusätzliches Betätigungsseil mit einer entsprechenden Winde vorzusehen. Ein derartiges Betätigungsseil ist auch erheblich weniger wartungsintensiv als Hydraulikleitungen mit einem entsprechenden Hydrauliksystem.
Allerdings ist die Bedienung eines Seilgreifers nicht so einfach wie bei einem Hydraulikgreifer und es bedarf hierfür eines erfahrenen Maschinenbedieners. Ein Grund hierfür liegt maßgeblich darin, dass durch die Verwendung von drehenden Seilen, für das Halteseil und das Betätigungsseil, um den Greifer um seine Hochachse verdrehen zu können, in verschiedenenBetriebszuständen unerwünschte Drehmomente erzeugt werden können.
Zum Betrieb des Seilgreifers ist eine relativ feinfühlige Bedienung der entsprechenden Seilwinden notwendig. Dies erfordert vom Maschinenbediener eine gewisse Erfahrung und auch eine hohe Konzentration bei der Verfahrensdurchführung. Zudem werden die Seilwinden häufig mittels Fußpedalen bedient, so dass eine feinfühlige Bedienung der Seilwinden über mehrere Stunden für einen Maschinenbediener auch sehr anstrengend ist.
Bodenabhängig kann es nach einem Aufsetzen der geöffneten Greiferschaufeln auf einen Schlitzgrund und einem Schließen bei bestimmten, insbesondere festeren Böden vorkommen, dass die Greiferschaufeln nicht hinreichend gefüllt sind.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Greifervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Greifervorrichtung anzugeben, mit welchen ein effizienter Greiferbetrieb und eine einfache Bedienung erzielt werden.
Die Aufgabe wird zum einen durch eine Greifervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Greifervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass für das Füllen der Schaufeln durch die Eingabeeinheit in die Steuereinrichtung eine Zykluszahl zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln und/oder zum Anheben und Absenken des Seilgreifers eingebbar ist und dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, entsprechend der eingegebenen Zykluszahl automatisch die Greiferschaufeln wiederholend zu öffnen und zu schließen beziehungsweise den Seilgreifer wiederholend anzuheben und abzusenken.
Zum Erzielen eines gewünschten ausreichenden Füllgrades der Greiferschaufeln können die Greiferschaufeln nach dem Aufsetzen auf einen Schlitzgrund mehrfach geöffnet und geschlossen werden oder mehrfach auf den Schlitzgrund fallen gelassen werden, um so ausreichend Bodenmaterial zu lösen.
Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, einem Maschinenbediener die Möglichkeit einzuräumen, bei Bedarf ein Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln und/oder ein Absenken und Anheben des Greifers zum Füllen der Greiferschaufeln automatisch mit einer gewünschten Wiederholung durchzuführen zu lassen, indem in dieSteuereinrich- tung eine gewünschte Zykluszahl eingebbar ist. In der Steuereinrichtung ist ein Programm hinterlegt, welches dann entsprechend der Eingabe des Bedieners die Vorgänge mehrfach durchführt. Eine aufwändige und anstrengende Bedienung durch den Maschinenbediener durch sich wiederholende Bedienvorgänge entfällt hierdurch. Dieser wird so erheblich entlastet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass ein erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Füllgrades der Greiferschaufeln ausgebildet ist. Über die Erfassungseinrichtung, welche vorzugsweise mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht, kann so einem Maschinenbediener angezeigt werden, in welchem Umfang die Greiferschaufeln gefüllt sind und ob gegebenenfalls ein Vorgabewert zur Füllung der Greiferschaufeln erfüllt oder nicht erfüllt ist. Sollte ein Vorgabewert zu einer Mindestfüllung der Greiferschaufeln mit Bodenmaterial nicht erreicht sein, kann hierdurch mit der Steuereinrichtung automatisch oder insbesondere durch den Maschinenbediener die Wiederholautomatik, also das Durchführen einer bestimmten Zykluszahl von Betätigungsschritten zum Füllen der Greiferschaufeln, aktiviert oder ausgelöst werden. Grundsätzlich kann die erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Füllgrades der Greiferschaufeln in jeder geeigneten Weise ausgeführt sein, etwa als ein Ultraschallsensor, oder sie kann ein Kamerasystem umfassen. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die erste Erfassungseinrichtung mindestens einen Aufnehmer zum Erfassen einer Seilzugkraft umfasst. Der Aufnehmer ist vorteilhafterweise an dem Betätigungsseil vorgesehen, könnte jedoch alternativ oder ergänzend auch an dem Halteseil angeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann anhand der von dem mindestens einen Aufnehmer erfassten Werte einen Füllgrad der Greiferschaufeln bei einem nach-oben-Ziehen des Greifers bestimmen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass mindestens eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vertikalposition des Seilgreifers ausgebildet ist. Hierzu kann ein Aufnehmer an dem Halteseil und/oder dem Betätigungsseil oder an zumindest einer der Seilwinden angeordnet sein. Die zweite Erfassungseinrichtung steht dabei mit der Steuereinrichtung in Verbindung, durch welche ein vertikaler Abstand der Greiferschaufeln gegenüber einem Schlitz- oder Lochgrund ermittelbar ist. Über die Steuereinrichtung kann so bei einem wiederholten Anheben und Absenken der Greiferschaufeln bei jedem Arbeitsgang zum Füllen der Greiferschaufeln eine definierte Höhe zum Lochgrund eingestellt werden, aus welcher dann ein Absenken, insbesondere ein Fallenlassen, des Greifers auf den Lochgrund erfolgen kann. Der definierte vertikale Abstand zwischen Lochgrund und der Höhe zum Absenken/Fallenlassen der Greiferschaufeln kann durch die Steuereinrichtung automatisch bestimmt und vorgegeben oder durch einen Maschinenbediener eingestellt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Steuereinrichtung mit einem Verdrehmodus ausgebildet ist, in welchem die Seilwinden derart angesteuert werden, dass eine gezielte Verdrehung des Seilgreifers um eine vertikale Längsachse erzeugbar ist. Ausgehend insbesondere von einer stabilen Drehlage kann durch einen Maschinenbediener durch entsprechende Betätigung der Seilwinden, bevorzugt über eine Eingabevorrichtung wie z. B. ein Daumenrad an einem Joystick, eine gewünschte Veränderung der Drehlage bewirkt werden. Dabei kann die Steuereinrichtung auch so ausgebildet sein, dass ein Wert oder ein Maß für eine gewünschte Verdrehung durch den Maschinenbediener über eine Eingabeeinrichtung vorgegeben wird, wobei durch die Steuereinrichtung entsprechend der Programmlogik die Winden so betätigt werden, dass sich die gewünschte veränderte Drehlage einstellt. Die Drehlage ist bei einem Schlitzwandgreifer bedeutsam, da der Greiferrahmen zur Führung des Greifers im Schlitz an den Schlitzwänden ausgebildet ist. Der Querschnitt des Greiferrahmens ist somit an den Schlitzquerschnitt angepasst, so dass keine oder kaum eine Spielfreiheit besteht und der Greifer mit hoher Lagegenauigkeit in den Schlitz einzuführen ist.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass mindestens eine dritte Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drehposition des Seilgreifers und/oder einer Veränderung der Drehposition ausgebildet ist. Dies kann durch eine optische Erfassungseinrichtung, einen Drehwinkelgeber, ein Gyroskop am Seilgreifer oder in sonstiger geeigneter Weise erfolgen. Somit kann eine Rückkopplung zur Drehposition beziehungsweise zur Verdrehung des Greifers bei einer Ansteuerung durch die Steuereinrichtung erfolgen, so dass eine Regelung der Drehposition beziehungsweise der Verdrehung erfolgen kann. Dies ermöglicht eine besonders genaue Einstellung der Drehlage des Seilgreifers.
Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise dadurch ausgeführt, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, abhängig von erfassten Werten zumindest einer der Erfassungseinrichtungen, insbesondere abhängig von einem erfassten Füllgrad, eine Vorgabe für eine Zykluszahl und/oder eine Absenkhöhe zu ermitteln und/oder einer Bedienperson vorzuschlagen. Anhand von in der Steuereinrichtung hinterlegten Werten kann diese beurteilen, ob eine vom Maschinenbediener eingestellte Zykluszahl und/oder eine Absenkhöhe geändert werden sollte, etwa um einen höheren Füllgrad zu erzielen oder unnötige Wiederholvorgänge zu vermeiden. Unter der Absenkhöhe ist die Höhe über dem Lochgrund zu verstehen, von welcher der Greifer wiederholend abgesenkt oder fallen gelassen wird. Diese kann vorzugsweise zwischen 0,2m und drei Metern betragen. Abhängig von einer eingestellten Zykluszahl und/oder Absenkhöhe und der damit erreichten Füllung der Greiferschaufeln kann von der Steuereinrichtung auch eine Bodenart ermittelt werden, insbesondere ob ein harter oder lockerer Boden vorliegt. Insbesondere bei einem Grund mit unterschiedlichen Bodenschichten kann so über einen Tiefenverlauf eine Anpassung der vorgegebenen Zykluszahl bzw. Absenkhöhe erfolgen, entweder automatisch oder auf Vorschlag der Steuereinrichtung durch den Maschinenbediener.
Grundsätzlich kann das Betätigungsseil direkt an den Greiferschaufeln angelenkt sein. Zur Erzielung möglichst hoher Schließkräfte ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass die Betätigungseinrichtung einen Betätigungsschlitten aufweist, welcher über einen Anlenkmechanismus mit den Greiferschaufeln verbunden ist, und dass der Betätigungsschlitten zum Verschwenken der Greiferschaufeln entlang des Greiferrahmens verschiebbar ist. Der Betätigungsschlitten ist dabei vorzugsweise in einer Längsrichtung oder vertikalen Richtung verschiebbar an dem Greiferrahmen gelagert. Der Anlenkmechanismus kann Gelenke, Anlenkstangen oder Anlenkseile umfassen. Durch einen Betätigungsschlitten kann insbesondere eine möglichst gleichmäßige Öffnungs- und Schließbewegung der Greiferschaufeln bewirkt werden. Dies ist für eine Lagestabilisierung des Seilgreifers vorteilhaft.
Besonders hohe Schließkräfte können vorzugsweise dadurch erzielt werden, dass an dem Betätigungsschlitten eine Flaschenzuganordnung vorgesehen ist, mit welcher eine Krafterhöhung zum Schließen der Greiferschaufeln erzeugbar ist. Durch eine Flaschenzuganordnung kann entsprechend der Anzahl der Züge eine Vervielfachung der Kraft am Betätigungsseil zum Schließen der Greiferschaufeln erreicht werden. Die Flaschenzuganordnung ist insbesondere zwischen dem Betätigungsschlitten und dem unteren Ende des Greiferrahmens positioniert. Die Rollen der Flaschenzuganordnung, welche einerseits am Betätigungsschlitten und andererseits am Greiferrahmen gelagert sind, können von dem Betätigungsseil umschlungen sein, dessen unteres Ende an dem Greiferrahmen oder Betätigungsschlitten befestigt ist. Hierbei ergibt sich eine entsprechende Verlängerung der Wegstrecke des Seiles zum Betätigen des Betätigungsschlittens mit der gewünschten Krafterhöhung.
Besonders vorteilhaft ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, dass zum Bedienen ein Anzeigeschirm für die Steuereinrichtung vorgesehen ist. Der Anzeigeschirm kann dabei insbesondere als ein Touchscreen ausgebildet sein, auf welchem zumindest ein Teil der Bedienelemente für einen Maschinenbediener verwirklicht ist.
Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die Eingabeeinheit ein Bedienpult für eine Bedienperson aufweist. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Anzeigeschirm für die Steuereinrichtung vorgesehen ist. Mit einem Bedienpult und/oder einem Anzeigeschirm kann eine effiziente Eingabe und/oder Auswahl der Zykluszahl beziehungsweise der Absenkhöhe von einem Maschinenbediener vorgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Steuereinrichtung eine Zykluszahl zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln und/oder zum Anheben und Absenken des Seilgreifers eingegeben wird und dass durch die Steuereinrichtung entsprechend der eingegebenen Zykluszahl automatisch die Greiferschaufeln wiederholend geöffnet und geschlossen werden beziehungsweise der Seilgreifer wiederholend angehoben und abgesenkt wird.
Mit dem Verfahren können die zuvor beschriebenen Vorteile bei der erfindungsgemäßen Greifervorrichtung erzielt werden. Das Verfahren kann insbesondere mit der erfindungsgemäßen Greifervorrichtung, insbesondere wie vorausgehend beschrieben, ausgeführt werden.
Die Greifervorrichtung kann insbesondere für unterschiedliche Aufgaben eingesetzt werden. Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht darin, dass mittels des Seilgreifers Boden abgetragen und insbesondere ein Schlitz im Boden erstellt wird. Der Seilgreifer kann insbesondere als ein sogenannter Schlitzwandgreifer ausgeführt werden, mit welchem ein Schlitz für eine Dicht- und/oder Stützwand im Boden etwa für eine Baugrubenumschließung erstellt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben, welches schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Greifervorrichtung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Seilgreifers der Greifervorrichtung von Fig. 1 mit geschlossenen Greiferschaufeln; und
Fig.3 eine Vorderansicht des Seilgreifers entsprechend Fig. 2 mit geöffneten Greiferschaufeln. Eine erfindungsgemäße Greifervorrichtung 10 gemäß Fig. 1 weist ein mobiles Trägergerät 12 mit einem Raupenfahrwerk als Unterwagen 14 auf. Auf dem Unterwagen 14 ist drehbar um eine vertikale Drehachse ein Oberwagen 16 mit einer Bedienkabine 17 gelagert. Innerhalb der Bedienkabine 17 befindet sich eine Steuereinrichtung einschließlich einer Eingabeeinrichtung für einen Maschinenbediener.
An dem Oberwagen 16 ist schwenkbar um eine horizontale Achse ein Auslegerarm 18 angelenkt. An einem Kopf 20 des Auslegerarms 18 mit Umlenkrollen ist ein Halteseil 24 geführt, an dessen Ende ein Seilgreifer 30 mit einem Greiferrahmen 32 und unteren Greiferschaufeln 34 angehängt ist. Über eine erste Seilwinde 21 am Trägergerät 12 kann das Halteseil 24 zum Heben und Senken des Seilgreifers 30 betätigt werden. Weiterhin befindet sich an dem Trägergerät 12 eine zweite Seilwinde 22 für ein Betätigungsseil 44, welches über den Kopf 20 ebenfalls zu dem Seilgreifer 30 zum Betätigen der Greiferschaufeln 34 am unteren Ende des Greiferrahmens 32 geführt ist.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Greifervorrichtung 10 wird nachfolgend in Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 näher erläutert.
In einem Mittenbereich des Greiferrahmens 32 ist ein Betätigungsschlitten 42 einer Betätigungseinrichtung 40 zum Betätigen der Greiferschaufeln 34 in einer vertikalen Längsrichtung verschiebbar gelagert. Am oberen Ende des Betätigungsschlittens 42 ist das Ende des Halteseils 24 angebracht, so dass der Seilgreifer 30 über den Betätigungsschlitten 42 gehalten ist.
An einem unteren Ende des Betätigungsschlittens 42 ist ein Anlenkmechanismus 46 mit Anlenkstangen 47 angeordnet. Die Anlenkstangen 47 sind einerseits an dem Betätigungsschlitten 42 und andererseits an einer der Greiferschaufeln 34 gelenkig angebunden. Die Greiferschaufeln 34 sind selbst über Schwenklager 35 schwenkbar am unteren Ende des Greiferrahmens 32 gelagert. Durch eine Relativverschiebung des Betätigungsschlittens 42 in Bezug auf den Greiferrahmen 32 können die Greiferschaufeln 34 geöffnet und geschlossen werden. Durch eine Relativverschiebung des Betätigungsschlittens 42 nach oben werden die Anlenkstangen 47 nach oben gezogen, wobei die Greiferschaufel 34 um ihre Schwenkachsen 35 in ihre Öffnungsposition geschwenkt werden, welche anschaulich in Fig. 3 dargestellt ist. Unterhalb des Betätigungsschlittens 42 ist eine Flaschenzuganordnung 50 für das Betätigungsseil 44 vorgesehen. Die Flaschenzuganordnung 50 weist mindestens eine obere Rolle 52, welche drehbar an dem Betätigungsschlitten 42 gelagert ist, und mindestens eine untere Rolle 54 auf, welche drehbar an einem unteren Bereich des Greiferrahmens 32 gelagert ist. Die Rollen 52, 54 werden ggf. mehrfach von dem von oben zugeführten Betätigungsseil 44 unter Ausbildung von Umschlingungen 56 oder Zügen umschlungen, wobei das untere Ende des Betätigungsseils 44 fest mit dem Greiferrahmen 32 oder dem Betätigungsschlitten 42 verbunden ist. Der Betätigungsschlitten 42 ist somit über das Betätigungsseil 44 verstellbar mit dem Greiferrahmen 32 verbunden oder gekoppelt.
Ausgehend von der Öffnungsposition gemäß Fig. 3 wird durch Ziehen des Betätigungsseiles 44 nach oben durch die zweite Seilwinde 22 der Betätigungsschlitten 42 durch die Flaschenzuganordnung 50 relativ zum Greiferrahmen 32 nach unten gezogen. Dabei drücken die Anlenkstangen 47 die Greiferschaufeln 34 mit einer erhöhten Schließkraft nach unten, wobei die Greiferschaufeln 34 um ihre Schwenklager 35 in die Schließposition gemäß Fig. 2 verschwenkt werden.
Bei einem Einsatz in einem Schlitz im Boden kann dabei mit einer gegenüber der Zugkraft am Betätigungsseil 44 erhöhten Schließkraft Bodenmaterial gegriffen und zwischen den Greiferschaufeln 34 eingeschlossen werden.
Nach einem Ziehen des Seilgreifers 30 aus einem Schlitz im Boden und nach einem Bewegen zu einer Entleerposition kann die Zugkraft an dem Betätigungsseil 44 reduziert werden. Auf diese Weise verschiebt sich der Greiferrahmen 32 aufgrund seiner Gewichtskraft relativ zum Betätigungsschlitten 42 nach unten, so dass über die Anlenkstangen 47 die Greiferschaufeln 34 in ihre Öffnungsposition zurückgeschwenkt werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Diese beschriebene Anordnung ist nur beispielhaft. Grundsätzlich können auch andere Flaschenzuganordnungen mit unterschiedlichen Seilanlenkungen und einem unterschiedlichen Anlenkmechanismus gewählt werden, welche eine vergleichbare Greiferschaufelbetätigung ermöglichen.
Bei dem Betätigen des Seilgreifers 30 ist eine Abstimmung der Kräfte und Bewegungen zwischen dem Halteseil 24 und dem Betätigungsseil 44 notwendig, um insbesondere aufgrund einer sogenannten Schlagrichtung bei gewickelten drehenden Seilen die Drehmomente in den einzelnen Seilen und damit die Drehmomente des angehängten Seilgreifers 30 um seine Längsachse so zu steuern, dass nur dann eine gewünschte Drehung des Seilgreifers 30 auftritt, wenn dies für den Bauablauf erforderlich ist.
Gemäß der Erfindung werden über entsprechende Erfassungseinrichtungen, welche etwa an den Seilwinden 21 , 22 oder an den Umlenkrollen am Kopf 20 des Auslegerarms 18 angeordnet sein können, Kräfte in dem Halteseil 24 und dem Betätigungsseil 44 erfasst. Über eine Steuereinrichtung, welche vorzugsweise in der Bedienkabine 17 am Trägergerät 12 angeordnet ist, können abhängig von den erfassten Seilkräften die Winden 21 , 22 so angesteuert werden, dass entweder eine Stabilisierung der Drehlage des Seilgreifers 30 um seine Längsachse oder eine gezielte, vom Maschinenbediener gewünschte Verdrehung erreicht wird. Seitens des Maschinenbedieners sind lediglich entsprechende Eingaben zu einem eventuell gewünschten Ausgleichsmodus zur Lagestabilisierung oder Eingaben zu einer gewünschten Drehposition des Steilgreifers 30 notwendig. Basierend hierauf kann die Steuereinrichtung die Seilwinden 21 , 22 entsprechend ansteuern, um die gewünschte Drehlage des Seilgreifers 30 zu bewirken. Hierdurch wird die Steuerung eines einfach aufgebauten Seilgreifers 30 in erheblichem Maße für einen Maschinenbediener vereinfacht und erleichtert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 Greifervorrichtung mit einem Trägergerät (12) und einem daran angeordneten Seilgreifer (30), welcher einen Greiferrahmen (32), welcher über ein Halteseil (24) an dem Trägergerät (12) gehalten und über das Halteseil (24) absenkbar und anhebbar ist, mindestens zwei Greiferschaufeln (34), welche an einem unteren Ende des Greiferrahmens (32) schwenkbar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition gelagert sind, und eine Betätigungseinrichtung (40) mit einem Betätigungsseil (44) zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln (34) aufweist, wobei das Betätigungsseil (44) von dem Trägergerät (12) zu der Betätigungseinrichtung (40) geführt ist, das Trägergerät (12) eine angetriebene erste Seilwinde (21 ) für das Halteseil (24) und eine angetriebene zweite Seilwinde (22) für das Betätigungsseil (44) aufweist und eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeeinheit angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass für das Füllen der Greiferschaufeln durch die Eingabeeinheit in die Steuereinrichtung eine Zykluszahl zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln (34) und/oder zum Anheben und Absenken des Seilgreifers (30) eingebbar ist und dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, entsprechend der eingegebenen Zykluszahl automatisch die Greiferschaufeln (34) wiederholend zu öffnen und zu schließen beziehungsweise den Seilgreifer (30) wiederholend anzuheben und abzusenken. 2. Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Füllgrades der Greiferschaufeln (34) ausgebildet ist.
3. Greifervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinrichtung mindestens einen Aufnehmer zum Erfassen einer Seilzugkraft umfasst.
4. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Vertikalposition des Seilgreifers (30) ausgebildet ist.
5. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit einem Verdrehmodus ausgebildet ist, in welchem die Seilwinden (21, 22) derart angesteuert werden, dass eine gezielte Verdrehung des Seilgreifers (30) um eine vertikale Längsachse erzeugbar ist.
6. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drehposition des Seilgreifers (30) und/oder einer Veränderung der Drehposition ausgebildet ist.
7. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, abhängig von erfassten Werten zumindest einer der Erfassungseinrichtungen, insbesondere abhängig von einem erfassten Füllgrad, eine Vorgabe für eine Zykluszahl und/oder eine Absenkhöhe zu ermitteln und/oder einer Bedienperson vorzuschlagen. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung einen Betätigungsschlitten (42) aufweist, welcher über einen Anlenkmechanismus (46) mit den Greiferschaufeln (34) verbunden ist, und dass der Betätigungsschlitten (42) zum Verschwenken der Greiferschaufeln (34) entlang des Greiferrahmens (32) verschiebbar ist. Greifervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Betätigungsschlitten (42) eine Flaschenzuganordnung (50) vorgesehen ist, mit welcher eine Krafterhöhung zum Schließen der Greiferschaufeln (34) erzeugbar ist. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit ein Bedienpult für eine Bedienperson aufweist. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigeschirm für die Steuereinrichtung vorgesehen ist. Verfahren zum Betreiben einer Greifervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit einem Seilgreifer (30), welcher einen Greiferrahmen (32), welcher über ein Halteseil (24) an einem Trägergerät (12) gehalten und über das Halteseil (24) absenkbar und anhebbar ist, mindestens zwei Greiferschaufeln (34), welche an einem unteren Ende des Greiferrahmens (32) schwenkbar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition gelagert sind, und eine Betätigungseinrichtung (40) mit einem Betätigungsseil (44) zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln (34) aufweist, wobei das Betätigungsseil (44) von dem Trägergerät (12) zu der Betätigungseinrichtung (40) geführt ist, das Trägergerät (12) eine angetriebene erste Seilwinde (21) für das Halteseil (24) und eine angetriebene zweite Seilwinde (22) für das Betätigungsseil (44) aufweist und eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeeinheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für das Füllen der Greiferschaufeln in die Steuereinrichtung eine Zyk- luszahl zum Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln (34) und/oder zum Anheben und Absenken des Seilgreifers (30) eingegeben wird und dass durch die Steuereinrichtung entsprechend der eingegebenen Zyklus- zahl automatisch die Greiferschaufeln (34) wiederholend geöffnet und geschlossen werden beziehungsweise der Seilgreifer (30) wiederholend angehoben und abgesenkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Seilgreifers (30) Boden abgetragen und insbesondere ein Schlitz im Boden erstellt wird.
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