DE1784870B1

DE1784870B1 - Baggerschaufel mit Grabzähnen und Verfahrenzum Betätigen der Baggerschaufel

Info

Publication number: DE1784870B1
Application number: DE19681784870
Authority: DE
Inventors: J Sonerud
Original assignee: SVENSKA HYMAS AB
Current assignee: SVENSKA HYMAS AB
Priority date: 1967-09-28
Filing date: 1968-09-27
Publication date: 1971-12-30
Also published as: NO120729B; GB1211462A; BE721577A; US3645021A; FR1585990A; CH501784A; DK118598B; NL6813888A

Description

Diese Antriebsart des Hammers erfordert jedoch eine 15 schlossenen Raum 4, der durch Außenwände 5 der Druckluftquelle in Form eines Kompressors, der ge- Baggerschaufel 1 und eine Innenwand 6 des Schauwöhnlich in Baggern nicht zur Verfügung steht, also felhohlraums 2 begrenzt wird. An einem Teil der speziell für diesen Zweck eingebaut werden muß. Außenwand 5 sind Befestigungsflansche 7 angebracht, Darüber hinaus muß die Druckluftquelle durch ein die zur Befestigung der Baggerschaufell an einem verhältnismäßig aufwendiges Leitungssystem mit 20 Ausleger od. dgl. dienen. An der Innenseite der Ineinem pneumatischen Arbeitszylinder gekoppelt wer- nenwand 6 sind innerhalb des geschlossenen Räuden, in dem der Hammer zur stoßweisen Beaufschlagung eines oder mehrerer Grabzähne gleitend gelagert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 25 Federstützrahmen 9 trägt zentral angeordnete, sich einer Baggerschaufel der eingangs genannten Art an in Querrichtung erstreckende Lager 10, 11, die beide Stelle des pneumatischen Übertragungsmittels ein
mechanisches, konstruktiv einfaches, möglichst wartungsfreies Übertragungsmittel vorzusehen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Er- 30 ausgebildet, welche zur Lagerung von Armen 14, 15 findung darin, daß das elastische Übertragungsmittel dienen, von denen sich jeder in zwei Schenkel 14', eine Blattfeder ist, die an der Baggerschaufel ange- 14" bzw. 15', 15" verzweigt, deren Enden mit einem schlossen und an einem freien Ende mit dem Harn- Hammer 16 verbunden sind. Der Hammer 16 ist in mer versehen ist. Hierdurch wird erreicht, daß die der Mitte mit einem Schlitz 17 versehen, durch den für Druckluftbetrieb erforderlichen verhältnismäßig 35 ein Ende 18 jeder Blattfeder 8 hindurchgreift. Der

mes 4 zwei Blattfedern 8 gelagert, die beide in ihrer Mitte mit der Innenwand 6 durch einen dazwischenliegenden Federstützrahmen 9 verankert sind. Der

aus den Seiten des Federstützrahmens 9 herausragen, und zwar senkrecht zur Längsrichtung der Blattfedern 8. Die Lager 10, 11 sind als Kugellager 12,13

aufwendigen und komplizierten pneumatischen Einrichtungen entfallen und die Herstellungs- und Betriebskosten der Baggerschaufel herabgesetzt werden.

Hammer 16 wirkt mit einer inneren Endfläche 19 eines Grabzahns 3 zusammen. Jeder Grabzahn 3 ist in Längsrichtung durch eine an einer Stelle 20 gezeigte Stift-Schlitz-Verbindung gesetzten Grenzen

Vorteilhafterweise kann der Hammer zwei Arme 4° hin- und herbewegbar gelagert. Der Federstützrahaufweisen, die einerseits mit dem freien Ende der men 9 ist außerdem mit Gelenken 21, 22 für zwei Blattfeder verbunden und andererseits an der An- Hebelarme 23 bzw. 24 versehen, die sich parallel zu schlußstelle der Blattfeder an der Baggerschaufel ge- den Blattfedern 8 erstrecken und die starr mit einem lenkig gelagert sind. Dadurch kann eine gute Schlag- Paßstück 25 am anderen Ende 26 der Blattfedern 8 führung des Hammers erzielt werden. Weitere 45 verbunden sind. Das in Form eines Kragarms ausMerkmale der Erfindung sind Gegenstand der An- gebildete Paßstück 25 weist einen Drehstift 27 auf, sprüche 3 bis 9.

Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betätigen der
Baggerschaufel nach der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Blattfeder in nahe ihrer 50 lagert ist, die in einem Lagerrahmen 31 drehbar Eigenfrequenz liegende Schwingungen versetzt wird geführt wird. Die Welle 30 wird durch eine Kette 32 und der Schwingungsausschlag des freien Endes der eines Hydraulikmotors 33 angetrieben. Für jede Blattfeder so groß ist, daß der Hammer das rück- Blattfeder 8 ist zu beiden Seiten des Lagerrahmens wärtige Ende des Grabzahns dann beaufschlagt, 31 ein Zapfen 29 und eine Kurbelstange 28 vorgesewenn sich der Grabzahn der rückwärtigen Endstel- 55 hen. Wenn der Hydraulikmotor 33 zu laufen beginnt, lung nähert, wohingegen der Hammer den Grabzahn dann erteilen die Kurbelstange 28 und der Zapfen nicht beaufschlagt, wenn der Grabzahn in die Nähe 29 den Enden 26 der Blattfedern 8 eine Schwingder vorderen Endstellung gelangt. bewegung, an der auch die Hebelarme 23, 24 teil-

Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren zum Betäti- nehmen. Diese Schwingbewegungen verursachen eine gen der Baggerscliaufel nach der Erfindung besteht 60 entsprechende Reaktion am anderen Ende 18 der darin, daß die Blattfeder in nahe ihrer Eigenfrequenz Blattfeder 8, die zur Folge hat, daß diese Enden 18 liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die der Blattfedern 8 ebenfalls schwingen und den Ham-Grabzähne mit dem Boden im Eingriff stehen, wo- mer 16 sowie die Arme 14, 15 in schwingende Behingegen die Blattfeder in über ihrer Eigenfrequenz wegung versetzen, wodurch der Hammer 16 auf die liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die Grab- 65 Endflächen 19 der Grabzähne 3 schlägt,
zähne mit dem Boden außer Eingriff stehen. Durch In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform einer

dieses Verfahren wird erreicht, daß die größte Schlag- Baggerschaufel dargestellt, bei der den Grabzähnen wirkung des Hammers auf die Grabzähne dann eine Greif- oder Hackbewegung erteilt wird, wäh-

durch den es mit einer Kurbelstange 28 gelenkig verbunden ist, deren anderes Ende mit einem Zapfen 29 in Verbindung steht, der auf einer Welle 30 ge-

rend sich die Baggerschaufel in den Erdboden eingräbt. Diese Ausführungsform weist eine Baggerschaufel 32' auf, die auf einem Ausleger 33' schwenkbar gelagert ist. Die Grabbewegungen der Baggerschaufel 32' erfolgen mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 34, der zwischen dem Ausleger 33' und dem vorderen Teil der Baggerschaufel 32' angeordnet ist. Die Baggerschaufel 32' ist mit Grabzähnen 35 versehen, die an dem Ende einer Kolbenstange 36 angeordnet sind, welche an ihrem oberen Ende einen Kolben 37 trägt und zwischen zwei Wandabschnitten, einem inneren Abschnitt 38 und einem äußeren Abschnitt 39 verschoben werden kann. Der äußere Wandabschnitt 39 bildet die vordere, äußere Begrenzungswandung der Baggerschaufel 32' und mündet in einen oberen Abschnitt 40, der die obere äußere Wandung der Baggerschaufel 32' darstellt. Der innere Wandabschnitt 38 mündet in einem Wandabschnitt 41, der sich parallel zu dem oberen Abschnitt 40 erstreckt. Der obere Abschnitt 40 und der Wandabschnitt 41 sind an ihren äußeren Enden durch eine kurze Wand 42 verbunden. Die unteren Enden der Wandabschnitte 38 und 39 sind mit Führungen 43 bzw. 44 für die inneren Teile der Grabzähne 35 versehen. Auf der Kolbenstange 36 ist zwischen dem Kolben 37 und den Führungen 43, 44 eine Schraubenfeder 45 angeordnet. In demselben Gleitweg wie der Kolben 37 befindet sich ein Hammer 46, der die Oberseite des Kolbens 37 beaufschlagt, um auf diese Weise die Grabzähne 35 stoßartig anzutreiben. Der Hammer 46 ist über ein Gestängeglied 47 mit einer Blattfeder 48 verbunden, die im praktischen Anwendungsfall aus einem Blattfedersatz besteht.

Das andere Ende der Blattfeder 48 oder des Blattfedersatzes ist an einem festliegenden Kragarm 49 befestigt, der an der kurzen Wand 42 angebracht ist. Die Blattfeder 48 wird durch einen stationären Anschlagkörper 50 gegen die Oberfläche einer rotierenden Exzenterwelle 51 gedrückt, die auf einer Antriebswelle 52 sitzt, welche ihrerseits mit einem Antrieb in Verbindung steht.

Der Hammer 16, 46 ist an der im wesentlichen linearen Blattfeder 8 bzw. 48 aufgehängt, die eine bestimmte Resonanzfrequenz aufweist. Falls die Blattfeder 8 bzw. 48 ungestört mit ihrer Resonanzfrequenz angetrieben wird, dann würde die Amplitude des Hammers 16, 46 immer größer werden, und die Blattfeder 8 bzw. 48 könnte brechen. Wenn die Blattfeder 8 bzw. 48 beispielsweise mit einer Drehzahl von 500 Upm angetrieben wird, treten die größten Stoßkräfte dann auf, wenn diese Drehzahl unmittelbar über der Resonanzfrequenz der Blattfeder 8 bzw. 48 liegt. Falls die Drehzahl über diese Resonanzfrequenz ansteigt, verkleinert sich die Amplitude, und bei einer Drehzahl von beispielsweise 1000 Upm bleibt der Hammer 16 bzw. 46 praktisch stationär. Mittels hydraulischer oder pneumatischer Anschlagvorrichtungen werden die Bewegung des Hammers 16 bzw. 46 gebremst, wenn die Grabzähne 3, 35 der Baggerschaufel 1, 32' nicht länger mit dem Erdboden in Berührung stehen, d. h., wenn die Baggerschaufel 1, 32' angehoben wird. Eine andere Einrichtung, die Drehzahl des Antriebs wesentlich über der Resonanzfrequenz zu halten, besteht darin, automatische Drehzahlregler anzuordnen.

Die Blattfeder 8 oder 48 ist so ausgebildet, daß sie sich beim Beschleunigen des Hammers 16, 46 möglichst starr, während des Stoßhubs verhältnismäßig elastisch und nach Vollendung des Stoßhubs möglichst steif verhält.

Für die so ausgebildete Blattfeder 8 bzw. 48 ist zur Erzielung einer gewünschten Resonanzschwingung nur ein verhältnismäßig enger Drehzahlbereich des Antriebs erforderlich. Praktische Versuche mit der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Baggerschaufel haben ergeben, daß mit der Blattfeder 8 von einer Gesamtlänge von 385 mm und einer Länge zwischen den Berührungspunkten des Hammers 6 und der Mitte der Blattfeder 8 von 412,5 mm und einer größten Dicke der Blattfeder 8 von 112 mm eine Drehzahl von 700 Upm als ideale Drehzahl erreichen wird, wobei der Kurbelradius des Kurbelzapfens 29 eine Länge von 35 mm aufwies, eine Länge von 155 mm auf der Kurbelstange 28 gemessen wurde, ein Hammergewicht von 12,6 kg und ein Grabzähnegewicht von 86 kg vorhanden waren. Auf diese Weise ließen sich bei der genannten Drehzahl Betriebsverhältnisse schaffen, unter denen eine große Stoßkraft an den Grabzahn 3 abgegeben wird und bei denen der Hammer 6 nicht eine begrenzte Amplitude überschreitet, sobald die Baggerschaufel 1 angehoben wird, d. h. sobald die Grabzähne 3 nicht mehr mit dem Erdboden im Eingriff stehen, und der Hammer 6 sich in seiner am weitesten außerhalb liegenden Stellung befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es günstig, die Drehzahl bei 700 Upm oder etwas darüber zu halten. Dadurch wird der Einsatz von zusätzlichen Einrichtungen zur Begrenzung der Amplitude vermieden. Diese Einrichtungen sind teuer, da sie in der Lage sein müssen, die Energie der großen auftretenden Stoßkräfte aufzunehmen.

Eine Abänderung der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Baggerschaufel ist insofern möglich, als das eine Ende der Blattfeder 8 bzw. der Blattfedereinheit anstatt durch die dargestellte Exzenterwelle 51 und Kurbelstange 28 durch einen hin- und herbeweglichen Kolben-Zylinder-Antrieb angetrieben werden kann. Des weiteren können bei der Ausführungsform von F i g. 1 die Arme 14, 15 und Hebelarme 23, 24 weggelassen werden. Der Kurbelmechanismus läßt sich so abändern, daß er das Ende 26 der Blattfeder 8 über ein geeignetes Paßstück betätigt, während der Hammer 16 unmittelbar mit dem Ende 18 der Blattfeder 8 verbunden werden kann. Auch läßt sich die Blattfeder 8 in dem Federstützrahmen 9 so führen, daß ein doppelarmiger Hebel entsteht.

Claims

Patentansprüche:

1. Baggerschaufel mit Grabzähnen, die in ihrer Längsrichtung zwischen einer vorderen und einer rückwärtigen Endstellung hin- und herbewegbar gelagert sind und bei der ein durch ein elastisches Übertragungsmittel in Bewegung versetzbarer Hammer zum stoßweisen Beaufschlagen des rückwärtigen Endes mindestens eines Grabzahns vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Übertragungsmittel eine Blattfeder (8, 48) ist, die an der Baggerschaufel (1, 32') angeschlossen und an einem freien Ende mit dem Hammer (16, 46) versehen ist.

2. Baggerschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (16) zwei

Arme (14, 15) aufweist, die einerseits mit dem freien Ende der Blattfeder (8) verbunden und andererseits an der Anschlußstelle der Blattfeder (8) an der Baggerschaufel (1) gelenkig gelagert sind.

3. Baggerschaufel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (14 bzw. 15) des Hammers (16) aus zwei übereinanderliegenden Schenkeln (14', 14" bzw. 15', 15") besteht.

4. Baggerschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) in ihrer Mitte an einem Federstützrahmen (9) abgestützt ist, der mit Lagern (10, 11) für die Arme (14, 15) des Hammers (16) und mit Gelenken (21, 22) für die Lagerung von Hebelarmen (23, 24) versehen ist, die mit ihren den Gelenken (21, 22) entgegengesetzten Enden mit dem dem Hammer (16) gegenüberliegenden angetriebenen Ende der Blattfeder (8) über ein Paßstück (25) in Verbindung stehen.

5. Baggerschaufel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (25) mit einer Kurbelstange (28) eines Kurbelmechanismus gekoppelt ist.

6. Baggerschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) in ihrer Mitte schwenkbar gelagert ist.

7. Baggerschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (48) durch eine rotierende Exzenterwelle (51) angetrieben ist, die an der an einem Anschlagkörper (50) der Baggerschaufel (32') anliegenden Blattfeder (48) zwischen dem an der Baggerschaufel (32') angeschlossenen Ende und dem mit dem Hammer

(46) versehenen Ende der Blattfeder (48) angreift und diese gegen den Anschlagkörper (50) drückt.

8. Baggerschaufel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (50) zwischen dem an einem an der Baggerschaufel (32') befestigten Kragarm (49) abgestützten Ende der Blattfeder (48) und der Exzenterwelle (51) angeordnet ist.

9. Baggerschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grabzähne (3, 35) in einer Stift-Schlitz-Verbindung zwischen den Endstellungen hin- und herbewegbar sind.

10. Verfahren zum Betätigen der Baggerschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder in nahe ihrer Eigenfrequenz liegende Schwingungen versetzt wird und der Schwingungsausschlag des freien Endes der Blattfeder so groß ist, daß der Hammer das rückwärtige Ende des Grabzahns dann beaufschlagt, wenn sich der Grabzahn der rückwärtigen Endstellung nähert, wohingegen der Hammer den Grabzahn nicht beaufschlagt, wenn der Grabzahn in die Nähe der vorderen Endstellung gelangt.

11. Verfahren zum Betätigen der Baggerschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder in nahe ihrer Eigenfrequenz liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die Grabzähne mit dem Boden im Eingriff stehen, wohingegen die Blattfeder in über ihrer Eigenfrequenz liegende Schwingungen versetzt wird, wenn die Grabzähne mit dem Boden außer Eingriff stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen