DE3246002C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung für ein am Auslegerarm eines Baggers oder ähnlichen Maschinen montiertes Werkzeug, wie ein Baggereimer, das an einem Aufsatz drehbar montiert ist, der am Auslegerarm der Maschine befestigt ist und einen Schaft aufweist, um den das Werkzeug durch mindestens einen Hydraulikzylinder gedreht werden kann.

Bei Maschinen zum Baggern und für Bauarbeiten, wie Baggermaschinen, Traktoren und dergleichen, die eine Einrichtung tragen, tritt manchmal die Notwendigkeit auf, die Einrichtung durch Krafteinwirkung zu drehen. Wenn die Drehung beispielsweise nicht größer sein muß als eine Viertel-Umdrehung, kann die Drehung mit hydraulischen Servozylindern ausgeführt werden, die allgemein bekannt sind und die für Kraftvorrichtungen für solche Maschinen geeignet sind. Manchmal wird aber eine weitere Drehung gefordert, und zwar bis zu einer vollständigen Umdrehung. Dies ist insbesondere der Fall, wenn in Tunneln oder auf steilen Böschungen oder Wänden gearbeitet wird, weil es notwendig sein kann, sowohl nach aufwärts, nach abwärts und seitwärts zu baggern oder einzuebnen.

Bei der Drehung einer Einrichtung um Winkel, die nicht viel kleiner sein als eine halbe Umdrehung, treten Schwierigkeiten auf, die Drehung mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders auszuführen, der gegen einen Hebelarm arbeitet. Deshalb ist es notwendig geworden, zu anderen Lösungen zu greifen, und es hat sich als schwierig erwiesen, Servoeinrichtungen zu finden, die in diesem Bereich den hydraulischen Zylinder ersetzen können. Drehmotoren verschiedener Arten erfordern Getriebegehäuse, und sie werden während der schweren Betriebsbedingungen, denen eine solche Einrichtung unterworfen ist, sehr stark beansprucht, wobei sie gleichzeitig einer ungünstigen Umgebung mit beträchtlichem Schmutz und beträchtlicher Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Deshalb werden robuste Konstruktionen verwendet, wobei sich aber gezeigt hat, daß diese eine kurze Lebensdauer haben und wenig zuverlässig sind. In vielen Fällen sind diese Schwierigkeiten hingenommen worden, und es sind Anordnungen verwendet worden, in denen eine Rotation um größere Winkel von Hand ausgeführt worden ist, nachdem gewisse Verbindungen gelöst worden sind.

Es ist auch eine Drehvorrichtung für eine Löffelbagger bekannt (DE-OS 17 59 523), die in einem besonderen Löffelgehäuse untergebracht ist und die aus einer von einem speziellen Hydraulikzylinder hin und her bewegbaren Zahnstange besteht, die in ein auf dem Drehzapfen des Baggerlöffels angeordnetes Ritzel eingreift. Diese Drehvorrichtung erfordert ein besonderes Löffelgehäuse und ist deshalb vergleichsweise aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei vergleichsweise einfachem Aufbau einen sehr großen Drehwinkel erreichen kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Aufsatz einen Zapfen hat, der mit einigem Abstand zum Schaft angeordnet ist und um den ein erster Lenker schwenkbar gelagert ist, daß das Werkzeug einen Zapfen hat, der mit Abstand zum rotierenden Schaft angeordnet ist und auf dem ein zweiter Lenker gelagert ist, wobei die freien Enden der Lenker schwenkbar miteinander verbunden sind, daß der erste Lenker aus zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Lenkerabschnitten besteht, so daß ein vorspringender Lenkerabschnitt entsteht, dessen Ende am Zapfen schwenkbar gelagert ist und der so lang ausgebildet ist, daß der Lenkerabschnitt in bestimmten Drehpositionen in bezug auf den Anlenkpunktzapfen hinter dem Schaft befindet, wodurch der Drehwinkel in der betreffenden Richtung vergrößert wird, bevor der Lenker mit seinem Abschnitt mit dem Schaft in Kontakt kommt.

Zwei Ausführungen der Erfindung sind im folgenden beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, die sich auf beide Ausführungsbeispiele bezieht,

Fig. 2 bis 7 verschiedene Arbeitspositionen der Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Schnitt nach der Linie VI-VI und in sechs verschiedenen Arbeitspositionen (die Position in Fig. 1 entspricht etwa der Position in Fig. 6), und

Fig. 8 bis 10 Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels in einem entsprechenden Schnitt.

Fig. 1 zeigt mit ausgezogenen Linien in einer Seitenansicht einen Baggereimer 1. Dieser wird von einem Arm 2 getragen, der mit strichpunktierten Linien dargestellt ist und der auf einer Baggermaschine oder dergleichen angeordnet ist. Der Eimer 1 ist mit dem Arm 2 mittels eines Schaftes 3 und eines Befestigungspunktes 4 für ein Lenkersystem 5 verbunden, so daß der Eimer um verschiedene Winkel in bezug auf den Arm mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 6 geschwenkt werden kann. Die Schäfte 3 und 4 sind an einem Aufsatz 7 montiert, und es trägt dieser Aufsatz wiederum mit Hilfe eines Schaftes 8, der unter rechten Winkeln zu den Schäften 3 und 4 verläuft, den Eimer 1 derart, daß dieser gedreht werden kann.

Der Aufsatz 7 ist an der Rückseite der Schnittlinie angeordnet, und er ist deshalb in den Fig. 2-10 mit strichpunktierten Linien dargestellt. Diese Darstellungen zeigen auch die Lage der Schäfte 3 und 4.

Wie in den Zeichnungen gezeigt, trägt der Aufsatz einen Zapfen 9, der mit einigem Abstand von dem Schaft 8 angeordnet ist. Von diesem ersten Zapfen 9 auf dem Aufsatz 7 erstreckt sich ein Lenkersystem 10 zu einem zweiten Zapfen 11, der an dem Eimer 1 angeordnet ist. Der Zapfen 11 ist an der oberen Wand 12 des Eimers befestigt, und sie bildet zusammen mit einer rückwärtigen Wand 13, einer Basis 14 und zwei Enden 15 alle Wände des Eimers. In dem Zentrum der rückwärtigen Wand 13 besitzt der Eimer eine Öffnung 16, die an der Basis 14 durch ein Baggerblatt 17 begrenzt ist.

Das Lenkersystem 10 umfaßt zwei Lenker, von denen jeder doppelt ist, einen ersten Lenker 18 und einen zweiten Lenker 19, der durch die beiden Hälften des ersten Lenkers 18 umgeben ist. Der Lenker 18 ist um einen rechten Winkel gebogen, so daß ein vorspringender Teil 36, der auf dem Zapfen 9 montiert ist, von dem verbleibenden Teil 35 vorspringt und der verbleibende Teil 35 mit dem Lenker 19 verbunden ist. Der Lenker 19 ist gerade und ist mit dem Zapfen 11 verbunden. Beide Lenker sind nebeneinander mit Hilfe eines zentrischen Lagers 20 miteinander verbunden.

Die Anordnung enthält auch einen ersten doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 21, dessen Kolbenstange 22 zwischen den beiden Hälften des Lenkers 18 an einem Zapfen 23 montiert ist. Der Hydraulikzylinder ist in einem Lager an einem Zapfen 24 in der oberen Wand 12 gelagert. Ein zweiter doppeltwirkender Hydraulikzylinder 25 besitzt eine Kolbenstange 26, die mit Hilfe eines Zapfens 27 zwischen den beiden Hälften des Lenkers 19 gelagert ist. Auch hier ist der Hydraulikzylinder in einem Lager an der oberen Wand 12 des Eimers und mit Hilfe eines Zapfens 28 gelagert. Die Hydraulikzylinder 21 und 25 sind in Fig. 1 nicht gezeigt, um so die Deutlichkeit zu vergrößern.

In dem in den Fig. 8-10 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die gleichen gerade beschriebenen Komponenten dargestellt. Jedoch sind hier die beiden Hydraulikzylinder 21 und 25 ersetzt durch einen einzelnen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 30, dessen Kolbenstange 31 an einem Zapfen 32 zwischen den beiden Hälften des Lenkers 19 gelagert ist. Hier ist der Hydraulikzylinder an der oberen Wand 12 des Eimers mit Hilfe eines Zapfens 33 gelagert.

In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Hydraulikzylinder so angeordnet, daß sie in einem bestimmten zusammenhängenden Zyklus betätigt werden, während sie die Drehung des Eimers 1 bewirken, wobei dieser Zyklus das Ausstrecken und das Zurückziehen der jeweiligen Kolbenstangen umfaßt. Wenn angenommen wird, daß der Arm der Baggermaschine sich in der in Fig. 1 gezeigten Position befindet, dann verläuft der Schaft 8 im wesentlichen vertikal. Der Arm erstreckt sich dann nach abwärts (s. Fig. 2-10), d. h., tatsächlich verläuft er im wesentlichen horizontal, während angenommen wird, daß die obere Wand des Eimers gemäß Fig. 1, wie sie in diesen Darstellungen gezeigt ist, horizontal verläuft.

In der in Fig. 2 gezeigten Position weist somit die Eimeröffnung 16 nach links, und zwar basierend auf der Ansicht der die Darstellungen beobachtenden Person, die sich in der gleichen Position befindet wie der Fahrer der Maschine, von der der Arm 2 vorspringt. Somit ist es möglich, durch Schwenkung der Maschine nach seitwärts in diese Eimerposition zu baggern. Durch Rückziehung der Kolbenstange 22 des Hydraulikzylinders 21 und Ausstrecken der Kolbenstange 26 des Hydraulikzylinders 25 kann der Eimer gedreht werden, so daß die Eimeröffnung zunehmend in Richtung auf die Maschine orientiert sind. Durch hydraulische Verriegelung der doppeltwirkenden Hydraulikzylinder kann der Eimer in irgendeiner Drehposition festgeklemmt werden.

Fig. 3 zeigt ungefähr die 45°-Position von der nach links orientierten Position in Fig. 2. In Fig. 4 ist durch fortgesetzte Einziehung der Kolbenstange 22 und Ausstreckung der Kolbenstange 26 der Eimer so gedreht worden, daß seine Öffnung gerade in Richtung auf die Maschine zeigt. Dies ist eine normale Arbeitsposition, in welcher ein Baggern ausgeführt werden kann, indem der Arm mit der Eimeröffnung in Richtung auf die Maschine verschwenkt wird. Eine Entleerung kann stattfinden durch Anheben des Eimers und durch seine Verschwenkung nach auswärts, so daß die Eimeröffnung nach abwärts weist.

Fig. 5 zeigt den Eimer, wie er sich weiter gedreht hat, und zwar um weitere 45°, indem die die Kolbenstange 22 weiter eingezogen worden ist, indem die Kolbenstange 26 weiter ausgefahren worden ist. Die Kolbenstange 22 hat nun gerade etwa ihre innerste Position erreicht und muß nunmehr ihre Bewegung umkehren, während die Kolbenstange 26 ihre Auswärtsbewegung fortsetzt. Die "Totpunkte" für die beiden Hydraulikzylinder fallen somit nicht zusammen, was eine kontinuierliche Drehbewegung auf dem Teil des Eimers erleichtert, ohne daß irgendeine Ungewißheit an den Umkehrpunkten der Hydraulikzylinder auftritt. In Fig. 6 ist eine reine nach rechts seitwärts gerichtete Position der Eimeröffnung 16 erreicht worden, und wie durch die Darstellung gezeigt, hat die Kolbenstange 22 ihre Bewegung umgekehrt, während die Kolbenstange 26 noch weiter ausgestreckt wird. Die nächste Position ist in Fig. 7 gezeigt, und diese stellt die äußerste Position in dieser Bewegungsrichtung dar (in den Darstellungen ist der Eimer im Gegenuhrzeigersinn gedreht worden). Hier hat der Eimer die rein nach auswärts gerichtete Richtung für die Eimeröffnung 16 passiert. Ausgehend von der vorhergehenden Position bis zu dieser Position ist die Kolbenstange 22 die ganze Zeit nach auswärts gestoßen worden, während die Kolbenstange 26 ihre Bewegung umgekehrt hat, und während des Endes der Drehbewegung führt sie eine nach einwärts gerichtete Bewegung in dem Hydraulikzylinder aus.

Wie in den Fig. 2 und 7 gezeigt, wird die Bewegung begrenzt durch die Positionen, in denen der Lenker 18 an den Schaft 8 anstößt. Zwischen diesen extremen Positionen überschreitet die Drehung 270°. Dies ist erreicht worden durch eine koordinierte Bewegung der beiden Servozylinder. Die Bewegungg dieser Zylinder ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:

Um diese Bewegungszyklen auszuführen, ist es zweckmäßig, automatische Vorrichtungen vorzusehen, welche die Bewegung der Kolbenstange umkehren, wenn diese ihre jeweiligen vorbestimmten extremen Positionen erreicht hat. Die die Anordnung betätigende Person muß dann nur noch eines von zwei Ventilen öffnen, welches die Einlaßseite des hydraulischen Mediums in einer gewissen Drehposition des Eimers steuert, so daß auf diese Weise die Drehrichtung umgekehrt werden kann. Deshalb müssen die Ventile für die genannten äußersten Positionen Umschaltventile sein, so daß während der gewünschten Bewegung in einer der Richtungen beide Hydraulikzylinder Druckmedium auf der richtigen Seite des Kolbens in Abhängigkeit von der augenblicklichen Drehposition in dem Startaugenblick erhalten, so daß die gewünschte Drehrichtung erreicht bzw. beibehalten wird.

Die Fig. 8-10 zeigen eine wahlweise Ausführung, bei der nur ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist. Die drei Positionen in den Fig. 8-10 zeigen, daß eine mehr beschränkte Bewegung mit nur einem Zylinder erreicht werden kann, da es nicht möglich ist, die Totpunkte der Lenker zu überschreiten. Wenn die Totpunkte mit nur einem Zylinder erreicht werden und wenn zur Überschreitung des Totpunktes die Bewegungsrichtung des Hydraulikzylinders umgekehrt werden muß, dann tritt an dem Totpunkt entweder eine Verriegelungswirkung oder eine undefinierte Bewegung auf, und es ist nicht möglich, festzulegen, in welcher Richtung die Drehung sich fortsetzt. Es ist somit möglich, solche Totpunkte zu überwinden, indem man zwei Hydraulikzylinder verwendet, die außer Phase miteinander arbeiten, so daß sie nicht gleichzeitig ihre Bewegung umkehren. Es hat sich aber gezeigt, daß mit der Anordnung nach den Fig. 8-10 unter Verwendung nur eines Hydraulikzylinders es möglich ist, eine Gesamtdrehbewegung von 170° zu erreichen, wobei die dargestellte Anordnung unter Verwendung von zwei Lenkern verwendet ist, von denen einer um einen Winkel gebogen ist.

Es wird erwähnt, daß die dargestellte Anordnung voraussetzt, daß es erforderlich ist, einen durchgehenden Schaft 8 zu besitzen. Infolgedessen kommen in extremen Positionen die Lenker in Kontakt mit dem Schaft, und diese Positionen stellen die äuersten Drehpositionen dar. Deshalb bezieht sich diese Anordnung nicht auf Anordnungen, in denen eine Nockenwelle oder dergleichen das Zentrum des Schaftes passieren kann, eine Anordnung, die aus verschiedenen Gründen praktisch nicht ausführbar ist für den hier angenommenen Anwendungsbereich.

Die dargestellte Anordnung ist besonders für Baggereimer geeignet, jedoch kann sie auch mit anderen Einrichtungen ausreichender Größe verwendet werden, so daß sie dem Drehmechanismus angepaßt ist. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung können Baggerblätter sein.

Claims (3)

1. Drehvorrichtung für ein am Auslegerarm eines Baggers oder ähnlichen Maschinen montiertes Werkzeug (1), wie ein Baggereimer (1), das an einem Aufsatz (7) drehbar montiert ist, der am Auslegerarm (2) der Maschine befestigt ist und einen Schaft (8) aufweist, um den das Werkzeug (1) durch mindestens einen Hydraulikzylinder (1) gedreht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (7) einen Zapfen (9) hat, der mit einigem Abstand zum Schaft (8) angeordnet ist und um den ein erster Lenker (18) schwenkbar gelagert ist, daß das Werkzeug (1) einen Zapfen (11) hat, der mit Abstand zum rotierenden Schaft (8) angeordnet ist und auf dem ein zweiter Lenker (19) gelagert ist, wobei die freien Enden der Lenker schwenkbar miteinander verbunden sind, daß der erste Lenker (18) aus zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Lenkerabschnitten (35, 36) besteht, so daß ein vorspringender Lenkerabschnitt (36) entsteht, dessen Ende am Zapfen (9) schwenkbar gelagert ist und der so lang ausgebildet ist, daß der Lenkerabschnitt (35) in bestimmten Drehpositionen sich in bezug auf den Anlenkpunktzapfen (9) hinter dem Schaft (8) befindet, wodurch der Drehwinkel in der betreffenden Richtung vergrößert wird, bevor der Lenker (18) mit seinem Abschnitt (36) mit dem Schaft (8) in Kontakt kommt.

2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Hydraulikzylinder (30, 31) vorgesehen ist, der einerseits an dem Werkzeug (1) und andererseits an dem zweiten Lenker (19) befestigt ist, so daß dieser geschwenkt werden kann und den ersten Lenker (18) mit sich nimmt, so daß das Werkzeug relativ zu dem Aufsatz (7) mit seinem Zapfen (9) gedreht wird.

3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder (21, 25) mit den Lenkern (18, 19) verbunden ist, wobei die Hydraulikzylinder so angeordnet und mit den Lenkern verbunden sind, daß sie im Hinblick auf die Erreichungg ihrer jeweiligen Endpunkte des Hubes der Kolbenstange (22, 26) außer Phase miteinander arbeiten, und daß die Hydraulikzylinder so an eine Steuervorrichtung angeschlossen sind, daß sie an den jeweiligen Hubendpunkten ihre Bewegungsrichtung umkehren, so daß durch Überbrückung der Endpunkte jedes Hydraulikzylinders mit Hilfe fortgesetzter Bewegung auf dem Teil des anderen Hydraulikzylinders die Drehbewegung über die jeweiligen Endpunkte innerhalb eines Drehsektors von etwa 360° fortgesetzt werden kann.