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Grabenbagger Die Erfindung bezieht sich auf Bagger und insbesondere
auf nach rückwärts schaufelnde Bagger.
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Nach rückwärts schaufelnde Bagger sind naturgemäß in bezug auf ihre
Baggergeschwindigkeit, ihre Kapazität, die Baggertiefe und die Konfiguration des
auszubaggernden Grabens begrenzt. Es besteht schon lange ein Bedürfnis nach einem
mit einer endlosen Schaufelkette arbeitenden, nach rückwärts schaufelnden Bagger,
der diese Beschränkungen überwindet.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen nach rückwärts schaufelnden,
mit einer endlosen Schaufelkette arbeitenden Bagger zu schaffen, dessen Grabenbaggergeschwindigkeit,
Kapazität und Tiefe bedeutend verbessert sind. Bei einem solchen Bagger kann die
endlose Schaufelvorrichtung sowohl in Längsrichtung als auch seitlich verschoben
werden, und es wird der Vorrichtung eine Vorschubkraft erteilt. Weiterhin ist es
Aufgabe der Erfindung, einen Bagger der vorgenannten Art zu schaffen mit Mitteln
zur Beförderung von Abtragegut nach rechts oder links in bezug auf den Bagger.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Bagger der vorgenannten
Art zu schaffen, dessen endlose Schaufelvorrichtung kreisförmig, dreieckig, trapezförmig
oder rechteckig ist, so daß Gräben der genannten Konfigurationen ausgebaggert werden
können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Bagger der vorgenannten Art
zu schaffen, bei dem Abtragegut von den Schaufeln weggeführt und um eine vorbestimmte
Entfernung seitlich von dem Bagger weg befördert werden kann.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Bagger der vorgenannten
Art zu schaffen, dessen Aufbau einfach ist, der billig in der Herstellung und hochwirksam
im Betrieb ist.
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Die vorgenannten Aufgaben werden gelöst mittels einer herkömmlichen
nach rückwärts schaufelnden Maschine mit einem Kettenfahrwerk oder einem gummibereiften
Fahrwerk, das einen vertikal einstellbaren Ausleger aufweist, wobei die üblicherweise
vorgesehene Stange mit einer Schaufel vom äußeren Ende des Auslegers entfernt worden
sind. Eine langgestreckis endlose Baggerschaufelvorrichtung ist lösbar zwischen
ihren Enden am äußeren Ende des Auslegers befestigt mittels eines Paares von im
Abstand voneinander vorgesehenen parallelen Haltearmen, die an ihren inneren Enden
an dem Ausleger befestigt sind; dabei ist die Schaufelvorrichtung drehbar an den
Außenenden der Haltearme so befestigt, daß die Vorrichtung in-einer im wesentlichen
vertikalen Ebene rotieren kann.
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Die endlose Schaufelvorrichtung ist in Längsrichtung verschiebbar
durch einen hydraulischen Kolben-Zylinder-Mechanismus, der an einem Ende in der
Nähe der Auslegerspitze zwischen seinen Enden befestigt ist und am anderen Ende
in der Nähe des Oberteils der Vorrichtung. Der genannte Kolben-Zylinder-Mechanismus
dient auch dazu, die Vorrichtung aufrecht zu halten, wenn dies gewünscht wird. Eine
seitliche Verschiebung wird ermöglicht durch einen umsteuerbaren hydraulischen Rotor
oder hydraulischen Motor, der zwischen dem Ende des Auslegers
und
der Vorrichtung zwischen deren Enden angeordnet ist und den Ausleger und die Vorrichtung
verbindet. Der Rahmen der endlosen Schaufelvorrichtung kann aus lösbaren Gliedern
gebildet sein, so daß die Vorrichtung in vorbestimmten Längen zusammengesetzt werden
kann, um Gräben von vorbestimmter Tiefe auszubaggern. Eine die Schaufeln tragende
endlose Zahnkette oder ein Gelenkmechanismus ist an der Vorrichtung vorgesehen und
wird angetrieben durch ein geeignetes Antriebsmittel, beispielsweise einen hydraulischen
Zahnkettenmotor, über einen Satz von Gegenrädern, die alle vorzugsweise am Unterende
der Vorrichtung vorgesehen sind, um den Bagger schaufeln mehr Vortrieb zu verleihen;
es ist jedoch zu beachten, daß die genannten Gegenräder und der Motor auch in der
Mitte oder am Oberende der Vorrichtung angeordnet sein können. Ein solcher Zahnkettenmotor
ist umsteuerbar, so daß im Erdreich oder sonstigem Abtragegut steckengebliebene
Schaufeln befreit werden können. Erdreich kann von dem Bagger weggeschafft werden
mittels eines Bohrers und einem mit diesem zusammenwirkenden Erdabfuhrkübel, der
am Oberende der Vorrichtung angeordnet ist und seitlich in bezug auf die Vorrichtung
bewegbar ist, so daß Erdreich ein beträchtliches Stück nach rechts oder links von
der Vorrichtung entfernt abgekippt werden kann, falls dies erwünscht ist. Die endlose
Schaufelvorrichtung kann für das Ausbaggern von Gräben entsprechender Konfiguration
kreisförmig, dreieckig, trapezförmig oder rechteckig im Längsschnitt ausgebildet
sein.
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Eine Norschubkraft wird auf die endlose Schaufelvorrichtung übertragen
durch einen Kolben-Zylinder-Mechanismus, der drehbar am Oberende des Auslegers oder
in dessen Nähe zwischen seinen Enden und an seinem anderen Ende an dem Sahrwerk
oberhalb der Stelle, an der der Ausleger mit dem Fahrwerk verbunden ist, befestigt
ist.
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Die Schaufeln werden durch einen oder mehrere hydraulische Motoren
angetrieben, die an dem Rahmen der endlosen Schaufelvorrichtung in jeder beliebigen
Position befestigt sind, so daß erforderlichenfalls eine maximale Energie zuführung
gewährleistet ist. Die Hauptenergie für die hydraulischen Motoren, welche das kontinuierliche
Schaufelsystem antreiben, wird durch eine-Pumpe an der primären Energiequelle der
Baggermaschine geliefert.
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Der erfindungsgemäße Bagger wird hauptsächlich verwendet zum Graben,
Ausschachten, Grabenbaggern, Planieren und für Aufräumungsarbeiten. Es ist zu beachten,
daß die primäre Energiequelle ein voll hydraulischer nach rückwärts schaufelnder
Grabenbagger ist, bei dem der als "Stange und Schaufel" bekannte Ansatz entfernt
ist und der als Ausleger bekannte normale Ansatz an seinem äußeren Ende am Rahmen
der endlosen Schaufelvorrichtung befestigt ist. Der hydraulische Zylinder, der die
nunmehr entfernte rückwärts grabende Schaufel steuerte, wird nunmehr dazu verwendet,
die endlose Baggerschaufelvorrichtung anzutreiben. Die früher für den die eine Schaufel
steuernden hydraulischen Zylinder verwendete Energie ist die für die erfindungsgemäße
Vorrichtung verfügbare Energie.
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Dieses kontinuierliche Schaufelsystem kann mit jedem der verschiedenen
Arten von herkömmlichen hydraulischen rückwärts schaufelnden Bagger verwendet werden,
wobei diese entweder auf Gleisketten oder auf Bädern laufen und mit oder ohne Drehscheibe
ausgebildet sein können, einschließlich der in der Landwirtschaft verwendeten Hack-
und Grabgeräte.
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Das vorbeschriebene System der baukastenählichen Rahmenteile kann
so aufgebaut sein, daß, wenn die Rotationsebene der Schaufeln senkrecht zur Längslinie
des auszubaggernden Grabens verläuft, der Graben eine Vielzahl von Querschnittsformen
erhalten kann. Die Abflachung des Grabens und die Neigung
der Grabenseiten
stellen daher für den Bauunternehmer kein Problem mehr dar, wie es bisher der Fall
gewesen ist. Der Boden des ausgebaggerten Grabens kann eben oder gewölbt sein.
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Durch die Verwendung von hydraulischen Mitteln, eine Vielzahl von
Startkontrollgeschwindigkeiten der Baggerschaufeln und Zuführung der Vorschubkraft
ist eine Einstellung auf die unterschiedlichsten Bedingungen von einfachem bis zu
schwierigem Ausbaggern möglich.
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Das Abtragegut, das durch die Verwendung des endlosen Schaufelsystems
ausgebaggert wird, wird nach oben und zu einem Bereich befördert, wo sich die Schaufeln
auf den vorgenannten Bohr- oder Bandförderer entleeren, der ebenfalls hydraulisch
betrieben wird, und dieses System befördert das ausgebagger te Gut zu einem der
Baggerstelle benachbarten und parallel zu dieser liegenden Ablagerungsbereich. Ein
weiterer Vorteil eines solchen Schaufelsystems, das an dem Ausleger befestigt ist,
besteht darin, daß um feste Objekte herum unterschiedliche Umrisse und Krümmungen
ausgebaggert werden können, was durch die Schwingbewegung des rotierenden Baggers
in einer parallel zur Baggerlinie verlaufenden Exkavationsebene erleichtert wird.
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Ein beachtlicher Vorteil bei der Anwendung eines hydraulischen Motors
zum Antreiben der endlosen oder kontinuierlichen Schaufeln besteht in der Möglichkeit,
den Motor umzusteuern, wenn man auf Bereiche trifft, die schwer auszubaggern sind
und normalerweise entweder den direkten mechanischen Antrieb zum Stillstand kommen
lassen und/oder mechanische Verbindungen, wie beispielsweise Scherbolzen, abschneiden
und unterbrechen.
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Durch die Anwendung von hydraulischen Mitteln und ein einfaches, in
die Leitung eingebautes uberlastungsschutz- oder Entlastungsventil wird bei Aufbau
von übermäßigen hydraulischen Drücken das Vent 1 wirksam.
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Der Vorschub und die Geschwindigkeiten der endlosen Schaufelvorrichtung
sind gemäß den angetroffenen Baggerbedingungen variabel durch die Anwendung einer
automatischen Verstellspule oder einer ähnlichen Vorrichtung in den Ventisteuermitteln
des Baggers. Alle Steuermittel für die Tiefe, das Vorrücken, die Geschwindigkeit
und die Vorschubwirkung der endlosen Schaufelvorrichtung sind steuerbar ohne wesentliche
Veränderungen eines herkömmlichen hydraulischen, nach rückwärts schaufelnden Baggers.
Zusätzlich würden alle herkömmlichen Hand- und Fußsteuermittel einen nahezu identischen
Betrieb bewirken, wenn die Maschine ordnungsgemäß als nach rückwärts schaufelnder
Bagger ausgestattet wäre, wobei spezielle Bedienungsanweisungen und Ermpdung eliminiert
wären.
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Wenn man die Enrgieanlagen und die Einschätzung gemäß der Pferdekraft
von Maschinen existierender kontinuierlicher Eimerbagger und Heberadbagger in Betracht
zieht1sowie die Funktion der Exkavation, die mit Breite x Tiefe (Querschnitt gemessen
in m2) x Geschwindigkeit in m/min bezeichnet werden kann, so wird bei gleicher Größe
weit mehr Leistung erhalten mit der endlosen Schaufelvorrichtung gemäß der Erfindung,
wobei sich noch der Vorteil einer durch den angetriebenen Ausleger leichter erreichbaren
maximalen Baggertiefe ergibt.
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Die Grab- und Baggerleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
theoretisch als 100 % wirksam angesehen werden aufgrund der kontinuierlichen Arbeitsleistung
im Gegensatz zu einem einfachen rückwärts schaufelnden Bagger, der nur mit einem
theoretischen Leistungsfaktor von ungefähr 50 ffi gräbt und baggert. Ein einfacher
rückwärts schaufelnder Bagger hat einen Verlust von etwa 50 ffi seines gesamten
Arbeitszyklus.
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Der grundsätzlich vorgesehene hydraulische Ausleger kann auch mit
einer als Rad ausgebildeten endlosen Schaufelvorrichtung ausgestattet sein, die
als Werkzeug zum Beladen von Lastwagen oder zum Transport von Objekten verwendet
wird, je nachdem, ob sie zum Ausbaggern oder zur Handhabung von Material verwendet
wird. Die Rotation des Rades findet in einer Ebene parallel zur Böschung oder dem
Ablagebereich statt und hat eine Schneidwirkung im Lauf der Exkavation zur Polge,
die einem Plandreh- oder Stirnfräsvorgang an einer Werkzeugmaschine gleicht.
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Die Nützlichkeit der erfindungsgemäßen endlosen Schaufelvorrichtung
besteht in der beträchtlichen Velringerung des von einem Bauunternehmer zu investierenden
Kapitals, der bisher nicht nur einen Schaufelbagger, sondern auch einen fortlaufenden
Grabenbagger einsetzen mußte, um zwei spezifische Arten von Arbeit auszuführen.
Mit der vorliegenden Erfindung ergibt sich für den Bauunternehmer nur eine größere
Investition in Form des Schaufelbaggers sowie eine verhältnismäßig weit geringere
Investition für das zusätzliche kontinuierliche oder endlose Baggerschaufelgerät.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigen: Figur 1 eine seitliche
Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Schaufelbaggermaschine; Figur 2 eine vergrößerte
Darstellung entlang der Linie 2-2 von Figur 1; Figur 3 eine vergrößerte seitliche
Aufsicht auf die endlose Schaufelvorrichtung von Figur 1, wobei eine abgewandelte
Ausführungsform derselben gezeigt ist;
Figur 4 eine Endaufsicht
auf die Vorrichtung von Figur 3; Figur 5 eine seitliche Aufsicht auf eine abgewandelte
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen endlosen Schaufelvorrichtung; Figur 6 eine
seitliche Aufsicht auf abgewandelte Kettenglieder, die mit der Vorrichtung von Figur
5 Verwendung finden; Figur 7 eine seitliche Aufsicht auf eine weitere abgewandelte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen endlosen Schaufelvorrichtung; Figur 8 eine
Endaufsicht auf die Vorrichtung von Figur 7; Figur 9 eine seitliche Aufsicht auf
eine längliche trapezförmige endlose Schaufelvorrichtung; Figur 10 eine abgewandelte
Ausführungsform der in Figur 9 gezeigten Vorrichtung; Figur 11 eine weitere abgewandelte
Ausführungsform der Vorrichtung von Figur 9; Figur 12 eine seitliche Aufsicht auf
eine rechteckige endlose Schaufelvorrichtung; und Figur 19 eine seitliche Aufsicht
auf eine kreisförmige endlose Schaufelvorrichtung.
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Die Erfindung wird zwar im folgenden unter Bezugnahme auf Bagger mit
Kettenfahrwerk oder gummibereiftem Fahrwerk beschrieben, es ist jedoch selbstverständlich,
daß die Erfindung auch bei anderen Arten von Baggern Anwendung finden kann.
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Der im folgenden gebrauchte Ausdruck "Zugmaschine" bezieht sich auf
Kettenfahrwerke, gummibereifte Fahrwerke, landwirtschaftliche Zugmaschinen und alle
Baggerzugmaschinen mit einem Ausleger.
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Die Zeichnungen zeigen einen herkömmlichen Schaufelbagger mit einer
Zugmaschine 10, an der ein vertikal einstellbarer Ausleger 12 befestigt ist, wobei
die übliche Grabstange und -schaufel vom äußeren Ende des Auslegers entfernt worden
sind. Eine aufrechte langgestreckte endlose Grabschaufel-oder Baggervorrichtung
14 ist lösbar zwischen ihren Enden mit dem äußeren Ende des Auslegers 12 wirksam
verbunden mittels geeigneter Befestigungsmittel, wie beispielsweise einem Paar von
im Abstand voneinander liegenden parallelen Haltearmen 16 und 17, die an ihren inneren
Enden starr mit dem Ausleger mittels Schraubenbolzen 18 und 19 befestigt sind; die
Vorrichtung 14 ist mittels des Schraubenbolzens 20 drehbar mit den Außenenden der
Haltearme 16, 17 verbunden, so daß die Vorrichtung in einer im wesentlichen vertikalen
Ebene rotieren kann.
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Eine Längsverschiebung in der Positionierung der Vorrichtung 14 in
bezug auf den Ausleger 12, wie sie durch den unterbrochenen Pfeil in Figur 1 angedeutet
ist, wird erhalten durch einen hydraulischen Kolben-Zylinder-Mechanismus 22, der
an einem Ende drehbar mit dem Haltearm 24 an der Oberseite des äußeren Abschnitts
des Auslegers 12 zwischen dessen Enden befestigt ist und an seinem anderen Ende
mit dem Oberteil der Vorrichtung 14 mittels des Haltearmes 25 und des Schraubenbolzens
26 verbunden ist. Ein derartiger Eolben-Zylinder-Mechanismus 22 dient auch dazu,
die Vorrichtung 14 aufrecht zu halten, falls dies gewünscht wird. Auf diese Weise
kann die Vorrichtung 14 selektiv unter einem Winkel zur Vertikalen in der Längsebene
des Auslegers 12 positioniert werden.
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Eine seitliche Verschiebung, wie sie durch die unteren Pfeile in Figur
4 angedeutet ist, wird erreicht mittels geeigneter Rotationsmittel in Form eines
umsteuerbaren hydraulischen Rotors oder hydraulischen Motors 30 (Figuren 3 und 4),
der
zwischen dem Ende des Auslegers 12 und der Vorrichtung 14 zwischen
deren Enden angeordnet ist und den Ausleger 12 und die Vorrichtung 14 miteinander
verbindet. Daher kann die Vorrichtung 14 unter einem Winkel zur Vertikalen in einer
zur Längsebene des Auslegers 12 im rechten Winkel verlaufenden Ebene positioniert
werden. Sätze von Kugelgleitlagern 31, 32 und 35 sind i ier gezeigten Weise vorgesehen
und gestatten eine freie Bewegung der jeweiligen Teile bei Durchführen einer seitlichen
Verschiebung.
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Gemäß Figur 5 besteht der Rahmen der endlosen Schaufelvorrichtung
14 aus lösbaren Baukastenabschnitten 34 und 35, so daß die Vorrichtung 14 zum Ausgraben
von Gräben vorbestimmter Tiefe eine vorbestimmte Länge erhalten kann. Ein kontinuierliches
Gelenksystem, wie beispielsweise eine die Schaufeln tragende endlose Zahnkette 38,
ist an der Vorrichtung 14 vorgesehen und wird von einem umsteuerbaren hydraulischen
Zahnkettenmotor 39 über einen Satz von zusammenwirkenden Gegenrädern 40, 41 und
42 angetrieben. In Figur 5 sind der Motor und die Gegenräder am Oberende der Vorrichtung
14 positioniert. In Figur 7 sind der Motor und die dazugehörigen Gegenräder vorzugsweise
alle am Unterteil der Vorrichtung positioniert, um den Grab- oder Baggerschaufeln
44, die im Abstand voneinander an der Kette 38 befestigt sind, mehr Vortrieb zu
geben. Der Zahnkettenmotor 39 ist umsteuerbar, so daß im Erdreich oder Abtragegut
steckengebliebene Schaufeln freigelegt werden können. In Figur 7 weisen die zusammenwirkenden
Gegenräder ein Antriebszahnrad 45 auf.
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Erdreich oder sonstiges Abtragegut wird von dem Bagger oder der Schaufelvorrichtung
14 mittels eines Erdreichzuführ- oder Erdreichabfährbohrers 50 (Figur 5) und eines
damit zusammenwirkenden Erdreichabführkübels 51, die beide am Oberteil der Vorrichtung
14 angeordnet sind, wegbefördert.
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In den Figuren 7 und 8 wird Erdreich von den Schaufeln 44 auf eine
endlose Pörderbandanordnung 52 abgeladen, die seitlich nach rechts oder links in
bezug auf die Vorrichtung bewegbar ist (Figur 8), so daß Erdreich unmittelbar neben
der Vorrichtung auf einen Haufen 53 oder in einem beträchtlichen seitlichen Abstand
von der Vorrichtung 14 auf einen Haufen 54 aufgeschüttet werden kann. Figur 6 veranschaulicht
eine abgewandelte, die Schaufeln tragende endlose Zahnkette, die aus gekrümmten
oder teilweise gekrümmten Gliedern 48 gleicher Größe gebildet ist, von denen jedes
Zahnradzähne 49 aufweist.
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Jedes Glied 48 hat den gleichen Teilkreisdurchmesser und Zahneingriffswinkel
wie das Antriebszahnrad. Vorzugsweise sind die Schaufeln an jedem zweiten Gelenk
der Zahnkette angeordnet.
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Gemäß den Figuren 9 bis 13 kann die endlose Schaufelvorrichtung 14
dreieckig, trapezförmig oder rechteckig im Längsschnitt sein zwecks Ausbaggerung
von Gräben entsprechender Querschnittsform. Figur 9 zeigt eine vertikal verlängerte
trape: förmige Ausführungsform 55. Figur 10 zeigt eine dreieckige Ausführungsform
56. Figur 11 zeigt eine in horizontaler Richtung verlängerte trapezförmige Ausführungsform
57.
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Figur 12 zeigt eine rechteckige Ausführungsform 58. Figur 13 zeigt
eine kreisförmige Konfiguration 59. In diesem Fall wird der Graben ausgebaggert,
indem die Vorrichtung in einer Ebene im rechten Winkel zur Ebene des Auslegers angeordnet
wird und dann auf eine vorbestimmte Tiefe ausgebaggert wird, wonach die Vorrichtung
zur Erdoberfläche bewegt und in Längsrichtung des Grabens um eine der Breite der
Schaufeln entsprechende Entfernung verschoben wird, wonach wiederum auf die vorbestimmte
Tiefe ausgebaggert wird.
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Eine Vorschubkraft wird der endlosen Schaufelvorrichtung 14 erteilt
über einen Kolben-Zylinder-Mechanismus 60 (Figur 1), der drehbar an dem Haltearm
61 an der Oberseite des Auslegers
desselben 12 zwischen den Enden/befestigt
ist und mit seinem anderen Ende am Haltearm 62 an der Zugmaschine 10 an einer Stelle
63 befestigt ist, und zwar oberhalb der Stelle, an der der Ausleger 12 an der Zugmaschine
befestigt ist. Weiterhin ist ein hydraulischer Kolben-Zylinder-Mechanismus 70 vorgesehen,
der an einem Ende an der Stelle 71 zwischen den Enden des Auslegers 12 drehbar an
dem Ausleger befestigt ist und mit dem anderen Ende an der Zugmaschine 10 befestigt
ist, und zwar unterhalt der Stelle 72, an welcher der Ausleger an der Zugmaschine
befestigt ist; der Mechanismus 70 wird zum Anheben und Absenken des Auslegers verwendet.
Der Eolben-Zylinder-Mechanismus 60 übt zusammen mit dem Kolben-Zylinder-Mechanismus
70 eine selektive nach unten gerichtete Vorschubkraft auf den Ausleger aus. Die
Kolben-Zylinder-Mechanismen 60 und 70 greifen hydraulisch so ineinander, daß sie
zusammenwirken bei der Beaufschlagung des Auslegers mit der genannten Vorschubkraft.
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Wie bereits erwähnt, werden die Schaufeln 44 (Figur 5) über ihre endlose
Schaufelkette 38 durch einen oder mehrere hydraulische Motoren 39 angetrieben, die
an dem Rahmen der endlosen Schaufelvorrichtung in jeder geeigneten Stellung so montiert
sein können, daß bei Bedarf eine maximale Energiezuführung stattfindet. Die dio
hydraulische Hauptenergie für die das endlose Schaufelsystem antreibenden hydraulischen
Motoren wird von einer konventionellen Pumpe in der Hauptenergiequelle der Zugmaschine
10 geliefert.
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Patentansprüche: