CH647831A5 - Bucket apparatus for making trenches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaufelvorrichtung zur Herstellung von Gräben, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Schaufelvorrichtungen bekannt, die unter einem bestimmten zweckmässigen Winkel mit ihrem Radkörper starr am Ende des tragenden Auslegers befestigt sind und deren Antrieb über ausserhalb des Radkörpers angeordnete Zahnradgetriebe durch Elektromotoren erfolgt. Die Zahnradgetriebe besitzen allgemein an den letzten Übersetzungsstufen sogenannte Überlastkupplungen, die bei plötzlich auftretenden Überlastmomenten die Zahngetriebe durch selbständiges Auskuppeln vor der Bruchgefahr schützen.

Es sind weiter Schaufelvorrichtungen bekannt, in deren Radkörper Planetengetriebe angeordnet sind. Diese Schaufelräder dienen allgemein zur Aufnahme von Schüttgütern oder Abraum in Tagebauen. Der diesen bekannten Schaufelvorrichtungen gemeinsame Nachteil bei ihrer Verwendung zur Herstellung von Gräben besteht darin, dass sie durch ihre starre Befestigung an den sie tragenden Auslegern nur wenig geeignet sind, ein beliebiges Grabenprofil herzustellen, da die sich ergebende Projektion ihrer kreisförmigen Schaufelbahn von dem Winkel des Auslegers zur Grabenlängsachse als Grabenform abhängig ist. Je weiter der Ausleger aus der Längsrichtung des Trägerfahrzeuges ausgeschwenkt ist, desto mehr nähert sich die sich ergebende Grabenform einem unerwünschten bzw. nicht immer erwünschten Kreisabschnitt.

Weiterhin wurde eine Schaufelvorrichtung zur Herstellung von Gräben an Eisenbahngleisen vorgeschlagen, die einen hydraulischen Antrieb besitzt und bei der ein umlaufender Schaufelradkranz auf einem nicht umlaufenden Schaufelradträger mit nur wenig geringerem Durchmesser gelagert ist, die Hydraulikmotoren mit Vorgelegein den oberen Zonen des Schaufelradträgers symmetrisch angeordnet sind und der Schaufelradträger eine mittige Ausnehmung aufweist, durch die der tragende Ausleger hindurchragt, und der Schaufelradträger gegenüber dem tragenden Ausleger mittels einer kreuzgelenkartigen Lagerung sphärisch beweglich ist.

Bei dieser vorgeschlagenen Schaufelvorrichtung besteht neben dem Vorteil, dass sie gegenüber ihrem tragenden Ausleger in gewissen Grenzen beweglich ist, jedoch der Nachteil, dass die Lagerung des Schaufelradkranzes auf dem Schaufelradträger wie auch der Zahnkranz relativ nahe am Umfang befindlich ist und deshalb in der unteren Zone des Bodenaushubes einer starken Verschmutzung mit meist feuchtem Schüttgut ausgesetzt ist. Dies hat zwangsweise einen ökonomisch nicht vertretbar hohen Verschleiss der Lagerung und des Antriebes zur Folge. Ein weiterer Mangel ist darin zu sehen, dass mit dem durch den Schaufelradträger hindurchragenden Ausleger ein Schwenken des Schaufelrades um eine senkrechte Achse nur beschränkt möglich ist. Dies schränkt den Einsatz der Schaufelvorrichtung für das Herstellen von Gräben unmittelbar neben dem Gleis und auch die Aufnahme von Schüttgut in dieser Zone beträchtlich ein. Weiterhin erschwert dies auch die Einnahme einer günstigen Transportstellung des Schaufelrades auf dem Trägerfahrzeug.

Es ist Ziel der Erfindung, die Einsatzmöglichkeit eines gegenüber seines tragenden Auslegers sphärisch beweglichen Schaufelrades für die Herstellung von Gräben, insbesondere an Eisenbahngleisen, zu erweitern und dabei für die Antriebselemente eine ökonomisch vertretbare Lebensdauer zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaufelvorrichtung mit einem Ausleger mit Förderband und einem gegenüber dem Ausleger mittels eines Kreuzgelenkes sphärisch gelagerten Schaufelrad zu schaffen, bei dem die Betriebselemente vor erhöhtem Verschleiss infolge Verschmutzung geschützt sind und mit dem ein Schwenken um die im wesentlichen vertikale Achse des Kreuzgelenkes ohne Behinderung durch den tragenden Ausleger möglich ist.

Gemäss der Erfindung wird dies erreicht, indem ein scheibenförmiger Schaufelradkörper an einer zentralen Flanschwelle eines im Schaufelrad angeordneten mehrstufigen Stirnradgetriebes angeflanscht ist, das Stirnradgetriebe aus einem zentralen Stirnrad, horizontal-symmetrisch gegenüberliegenden Vorgelegen und mehreren auf jeweils ein Vorgelege wirkenden Hydraulikmotoren besteht und von einem Tragkörper getragen ist, der mit Tragarmen am vertikalen Gelenkteil des Kreuzgelenkes verbunden ist. Die vertikale Gelenkachse des Kreuzgelenkes kann über der horizontalen Gelenkachse angeordnet und in ihrer Stellung zum Ausleger mittels eines Druckmittelzylinders verstellbar sein. Die Tragarme sind vorzugsweise V-förmig in einem Winkel zuein2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ander angeordnet und ihre Länge bzw. der Abstand des Tragkörpers bis zur vertikalen Gelenkachse ist so gross, dass der Tragkörper um das äussere Ende des Auslegers aus einer Mittelstellung nach beiden Seiten um jeweils einen rechten Winkel bis zu einer an der Längsseite des Auslegers anliegenden Stellung schwenkbar ist. In der oberen Zone des Tragkörpers ist mit Vorteil in Verlängerung der zur seitlichen Austragung des Fördergutes dienenden schiefen Ebene eine auf das Transportband des Auslegers weisende Schurre zwischen den Tragarmen angeordnet. Im Bereich der horizontalen Gelenkachse des Kreuzgelenkes kann eine im wesentlichen halbkreisförmige Führungsbahn, deren Mittelpunkt unter der Verlängerung der vertikalen Gelenkachse liegt, angeordnet sein, auf deren Umfang zwei Seile gegenläufig geführt sind, die einerseits am Tragkörper und andererseits über Druckmittelzylinder mit an den Kolbenstangen gelagerten losen Rollen am Ausleger befestigt sind. Am Tragkörper kann weiterhin zentrisch eine zweiteilige Klaue angeordnet sein, die die Führungsbahn von aussen formschlüssig und gleitend umschliesst. Mit der Anordnung eines mehrstufigen zentralen Stirnradgetriebes, das über eine Flanschwelle mit dem scheibenförmigen Schaufelradkörper verbunden ist, ergeben sich gegenüber den bekannten Schaufelrädern mehrere Vorteile, die sich auf die Lebensdauer des gesamten Antriebes und als Erweiterung des Anwendungswertes einer Schaufelvorrichtung günstig auswirkt. Die zentrische Anordnung eines Stirnrades, das mit symmetrisch sich gegenüberliegenden Vorgelegen in Eingriff steht, ist gegenüber äusseren Einflüssen bestmöglich geschützt, so dass ein durch Verschmutzung hervorgerufener erhöhter Verschleiss vermieden wird, und die Symmetrie der Vorgelege vermeidet einseitige Lagerbelastungen der rotierenden Bauelemente. Bei der Verwendung von Hydraulikmotoren zum Antrieb des Schaufelrades entfällt eine mechanische Überlastkupplung, indem einer Bruchgefahr durch ein plötzlich auftretendes Überlastmoment in einfacher Weise durch die Zuordnung von Druckbegrenzungsventilen vorgebeugt werden kann.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Schaufelrad aus einer Mittelstellung bei in Verlängerung der Längsachse des tragenden Auslegers stehender Drehachse nach beiden Seiten um die vertikale Drehachse des Kreuzgelenkes bis in eine seitlich des Auslegers anliegende bzw. parallele Stellung geschwenkt werden kann. Dabei ist die vertikale Drehachse des Kreuzgelenkes unabhängig von einer beispielsweise geländebedingten veränderlichen Neigung des Auslegers mittels des zwischen dem Kreuzgelenk und dem Ausleger angeordneten Druckmittelzylinders immer in der Vertikalen zu halten. Damit wird eine Verfälschung eines einmal eingestellten Grabenprofiles durch eine Veränderung der Auslegerneigung vermieden. Die grosse Beweglichkeit des Schaufelrades gegenüber dem Ausleger ermöglicht es auch, Bodenmassen unmittelbar neben dem tragenden Fahrzeug und parallel der Arbeitsfahrtrichtung aufzunehmen.

Für die Transportstellung des Schaufelrades ist weiterhin von Vorteil, dass dieses in seitlich neben dem Ausleger befindlicher Stellung auf dem Trägerfahrzeug zwischen oder neben den Längsträgern zu transportieren ist. Damit ist die für ein Schienenfahrzeug zulässige Profilhöhe weitgehend auszunutzen, so dass der Durchmesser des Schaufelrades nicht mit Rücksicht auf die bisher übliche Transportstellung quer zur Fahrzeuglängsrichtung durch die Profilbreite beschränkt wird. Dies bedeutet eine erhebliche Erhöhung der Aufnahme- und Förderleistung. Diese Transportstellung des Schaufelrades ist weiterhin deshalb vorteilhaft, weil bei Überführungsfahrten die Sicht vom Traktionsmittel aus nicht beeinträchtigt ist.

647831

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schaufelvorrichtung

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schaufelvorrichtung

Fig. 3 eine Seitenansicht des Schaufelrades mit der Darstellung der Hydraulikantriebe,

Fig. 4 einen Halbschnitt des Schaufelrades in der Ebene A-A der Fig. 3,

Fig. 5 einen Halbschnitt des Schaufelrades in der Ebene B-B der Fig. 1.

Ein Ausleger 1 ist an seinem vorderen Teil gabelförmig ausgebildet und besitzt an den Gabelenden Lagerstelle 2 mit horizontaler Achse, in denen ein Kreuzgelenk 3 gelagert ist, das aus einem Gelenkkörper 4 mit Lagerstellen 5 mit vertikaler Gelenkachse sowie in diesenLagerstellen 5 mittels einer Steckachse 6 angelenkten Traglager 7 besteht. Das Traglager 7 besitzt V-förmig gespreizte Arme 8, die mit einem im wesentlichen runden Tragkörper 9 in seiner oberen Zone verbunden sind. Am oberen Ende des Gelenkkörpers 4 ist die Kolbenstange eines Druckmittelzylinders 10 gelagert, der andererseits am Ausleger angelenkt ist, so dass das Kreuzgelenk 3 einschliesslich des Tragkörpers 9 durch Beaufschlagung des Druckmittelzylinders 10 gegenüber dem Ausleger 1 um die horizontale Achse der Lagerstellen 2 verstellbar ist. An seinem Umfang besitzt der Tragkörper 9 Schieissflächen 11, die in der oberen Zone zwischen den Armen 8 von einer zwischen die Lagerstellen 2 weisende Schurre 12 unterbrochen wird.

Unterhalb der Ebene, in der sich die Lagerstellen 2 befinden, ist eine Umlenkrolle 13 für ein Transportband 14 angeordnet, das für die weitere Beförderung der aufgenommenen Bodenmassen bestimmt ist. An der Anlenkung des Kreuzgelenkes 3 in der Nähe der Lagerstellen 2 ist eine radial verlaufende Führungsbahn 15, deren Mittelpunkt unterhalb der vertikalen Verlängerung der Steckachse 6 liegt, fest mit dem Gelenkkörper 4 verbunden. Über diese Führungsbahn 15 sind in Führungsrinnen Seile 16,16a gegenläufig geführt, die jeweils einerseits an einem festen Anlenkpunkt 17,17a am Tragkörper 9 befestigt und andererseits über an den Kolbenstangen von Druckmittelzylindern 18,18a gelagerten und in längs des Auslegers 1 verlaufenden Geradführungen 19,19a geführten Rollen 20,20a umgelenkt und an Festpunkten 21, 21a auf der Oberfläche des Auslegers 1 angelenkt sind. Durch eine unterschiedliche Beaufschlagung der Druckmittelzylinder 18,18a ist somit ein kontinuierliches Schwenken des Kreuzgelenkes 3 um die im wesentlichen vertikale Achse der Steckachse 6 möglich. Zweckmässig besitzt der Tragkörper 9 in seinem Zentrum eine zweiteilige Klaue 22, die die Führungsbahn 15 von aussen formschlüssig und gleitend umschliesst und sowohl als zusätzliche Abstützung des Tragkörpers 9 gegenüber dem Ausleger 1 dient, wie auch ein Herabgleiten der Schwenkseile 16,16a vom Umfang der Führungsbahn 15 verhindert.

In horizontal sich gegenüberliegenden Ausnehmungen 23 des Tragkörpers 9 sind Vorgelege 24 angeordnet, welche jeweils über Ritzel 25 von mehreren zentrisch um das Vorgelege 24 angeordneten Hydraulikmotoren 26 antreibbar sind. Im Ausführungsbeispiel sind für das jeweilige Vorgelege 24 drei Hydraulikmotore vorgesehen. Die Vorgelege 24 stehen mit einem zentrischen Stirnrad 27 in Eingriff, dessen Nabe als Hülse 28 ausgebildet und mittels Wälzlager im Tragkörper 9 gelagert ist. Innerhalb der Hülse 28 ist eine Flanschwelle 29 verdrehfest geführt, auf deren Flansch ein scheibenförmiger Schaufelradkörper 30 mit am Umfang befindlichen

3

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

647831 4

Ausnehmungen 31 und Schaufeln 32 befestigt ist. Die Schau- Befestigungselementen so eingerichtet, dass sie für die entge-feln 32 sind insgesamt mit ihren nicht näher bezeichneten gengesetzte Drehrichtung umsetzbar sind.

B

3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

647831 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaufelvorrichtung zur Herstellung von Gräben, insbesondere, Entwässerungs- und Kabelgräben an Eisenbahngleisen, mit einem von einem Ausleger mit einem Förderband über ein Kreuzgelenk sphärisch beweglich getragenen Schaufelrad, dadurch gekennzeichnet, dass ein scheibenförmiger Schaufelradkörper (30) an einer zentralen Flanschwelle (29) eines im Schaufelrad angeordneten mehrstufigen Stirnradgetriebes angeflanscht ist, das Stirnradgetriebe aus einem zentralen Stirnrad (27), horizontal-symmetrisch gegenüberliegenden Vorgelegen (24) und mehreren auf jeweils ein Vorgelege (24) wirkenden Hydraulikmotoren (26) besteht und von einem Tragkörper (9) getragen ist, der mit Tragarmen (8) mit dem vertikalen Gelenkteil des Kreuzgelenkes (3) verbunden ist.

2. Schaufelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Gelenkachse des Kreuzgelenkes (3) über der horizontalen Gelenkachse angeordnet und in ihrer Stellung zum Ausleger (1) mittels eines Druckmittelzylinders (10) verstellbar ist.

3. Schaufelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (8) V-förmig in einem Winkel zueinander angeordnet sind und ihre Länge bzw. der Abstand des Tragkörpers (9) bis zur vertikalen Gelenkachse des Kreuzgelenkes (3) so gross ist, dass der Tragkörper (9) um das äussere Ende des Auslegers (1) aus einer Mittelstellung nach beiden Seiten um jeweils einen rechten Winkel bis zu einer an der Längsseite des Auslegers (1) anliegenden Stellung schwenkbar ist.

4. Schaufelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen Zone des Tragkörpers (9) in Verlängerung der zur seitlichen Austragung des Fördergutes dienenden schiefen Ebene eine auf das Transportband (14) des Auslegers (1) weisende Schurre (12) zwischen den Tragarmen (8) angeordnet ist.

5. Schaufelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der horizontalen Gelenkachse des Kreuzgelenkes (3) eine im wesentlichen halbkreisförmige Führungsbahn (15), deren Mittelpunkt unter der Verlängerung der vertikalen Gelenkachse liegt, angeordnet ist, auf deren Umfang zwei Seile (16,16a) gegenläufig geführt sind, die einerseits am Tragkörper (9) und andererseits über Druckmittelzylinder (18; 18a) mit an den Kolbenstangen gelagerten losen Rollen (20; 20a) am Ausleger (1) befestigt sind.

6. Schaufelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragkörper (9) zentrisch eine zweiteilige Klaue (22) angeordnet ist, die die Führungsbahn (15) von aussen formschlüssig und gleitend umschliesst.