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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für
eine oder mehrere flexible Leitungen am Ende eines Schwenkarms
einer Hebevorrichtung sowie eine Hebevorrichtung, die mit einer
solchen Vorrichtung ausgestattet ist, insbesondere zum Ausheben
von Gräben im Boden.
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Die Patentinhaberin hat bereits in ihrem französischen Patent
Nr. 92 12046, welches unter der Nr. 2 696 767 veröffentlicht
worden ist, eine Vorrichtung zum Ausheben von Gräben im Boden
beschrieben.
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Diese Vorrichtung ist mit einem Schwenkarm versehen, an dessen
oberem Ende ein Gestell mittels Kabeln aufgehängt ist.
Fräswalzen, die am unteren Ende des Gestells angebracht sind, werden
in Drehrichtung angetrieben und heben das Erdreich aus, in dem
das Gestell in den Boden herabgelassen wird, um den Aushub zu
realisieren.
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Eine mit dem Gestell verbundene flexible Leitung ermöglicht den
Abtransport des Abraums aus der Umgebung der Fräswalzen zur
Brunnenoberfläche.
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Die flexible Leitung erstreckt sich vertikal von dem Gestell
bis zum oberen Ende des Schwenkarms, wo sie eine Krümmung
durchläuft und sich dann etwa parallel zu dem Arm in
horizontaler Richtung bis zu einer Aufwickeleinrichtung erstreckt, die
neben dem Arm angeordnet ist.
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Andere flexible hydraulische Leitungen, die durch das Gestell
verlaufen, folgen demselben Weg zwischen dem Gestell und den
seitlich des Arms angeordneten Aufwickeleinrichtungen.
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Am oberen Ende des Arms ist eine Führungsvorrichtung
angeordnet, um den Leitungen eine progressive Krümmung zu erteilen,
wobei soweit wie möglich zu starke Beanspruchungen der
flexiblen Leitungen vermieden werden sollen.
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Im Hinblick darauf, dass der Arm schwenkbar ist, um angehoben
und abgesenkt zu werden, wobei er seinen Neigungswinkel ändert,
ist es verständlich, dass die flexiblen Leitungen über einen
Bereich variabler Länge gebogen werden, wobei der Bereich mit
der Höhe, in der sich das obere Armende befindet wächst.
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Wenn sich also der Arm in einer unteren, etwa horizontalen
Position befindet, verlaufen die horizontalen Leitungen von einer
vertikalen in eine etwa horizontale Lage, wobei sie sich am
Ende des Arms über die Führungsvorrichtung über ein Viertelkreis,
also 90% abrollen, während die flexiblen Leitungen in der
oberen Position des Arms, in der dieser 45º zur Horizontalen
geneigt ist, von einer vertikalen Richtung in eine 45º-geneigte
Richtung übergehen, wobei sich die Leitungen über einen etwa
Dreiachtelkreis, also 135º über die Führungsvorrichtung
abrollen.
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Es ist also verständlich, dass die Führungsvorrichtung, um eine
gute Führung der flexiblen Leitungen sicherzustellen, mit den
flexiblen Leitungen tangential in Kontakt kommt, und zwar
gleichzeitig im vertikalen Bereich der flexiblen Leitungen und
in ihrem parallel zum Arm verlaufenden Bereich:
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Wie dem gemäß in Fig. 1 zu sehen ist, wo zur besseren
Verständlichkeit nur eine einzelne flexible Leitung dargestellt
ist, muss die Führungsvorrichtung 1 sich über einen Winkel von
135º erstrecken, um die flexible Leitung 2 in geeigneter Weise
zu stützen, wenn sich der Arm 3 in seiner oberen Position befindet.
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Aber für die anderen Positionen des Arms, und insbesondere in
seiner in Fig. 2 dargestellten horizontalen Position, liegt
die flexible Leitung 2 nur über einen Winkel von 90º auf der
Führungsvorrichtung 1 auf, die dann einen sich nach unten ·
erstreckenden inaktiven Abschnitt von 45º trägt, der das
Nachobenfahren des Gestells 4 behindert. Das Gestell 4 kann daher
nur bis auf einen Abstand h an den Arm 3 heranfahren.
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Ein solcher Abstand des Gestells relativ zum Arm mag zwar bei
Bohrgeräten mit großen Abmessungen akzeptabel sein, dies trifft
aber nicht bei kompakten Geräten zu, bei denen man versucht,
die Höhe soweit wie möglich zu reduzieren.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, hat man bisher eine in Fig.
3 dargestellte Führungsvorrichtung verwendet, die so gestaltet
ist, dass sie sich nur um einen Viertelkreis, also um 90º,
erstreckt und so ein maximales Nachobenfahren des Gestells 4
ermöglicht, ohne dass dieses gegen den unteren Teil der
Führungsvorrichtung 1' anschlägt, wenn sich der Arm in seiner
horizontalen Position befindet.
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In den anderen Positionen des Arms, wie es beispielsweise in
Fig. 4 veranschaulicht ist; ist die flexible Leitung 2
schlecht geführt, denn die Führungsvorrichtung I' verläuft
nicht tangential zu dem vertikalen Abschnitt der Leitung 2,
wodurch es zu einem Bruch C der flexiblen Leitungen kommen kann
und somit ein frühzeitiges Unbrauchbarwerden der Leitung
erfolgt.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine Führungsvorrichtung für
flexible Leitungen vor, die die oben genannten Probleme löst
und die besonders einfach und wirtschaftlich ist.
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Die vorliegende Erfindung hat eine Führungsvorrichtung zum Ge
genstand für mindestens eine flexible Leitung am äußeren Ende
eines Arms, der um eine erste feststehende Gelenkachse
schwenkbar ist, wobei die flexible Leitung einen Längenabschnitt
aufweist, der sich entlang dem Arm erstreckt, und einen
Längenabschnitt, der vom äußeren Ende des Arms aus nach unten gerichtet
ist, und wobei an dem äußeren Ende des Arms ein zum Stützen der
Leitung dienendes Tragteil angeordnet ist, welches der Leitung
eine geeignete Krümmung erteilt, um jeglichen Bruch der Leitung
zumindest in der unteren Position des Arms zu vermeiden,
dadurch gekennzeichnet, dass sich das Tragteil über eine
ausreichende Länge erstreckt, um die flexible Leitung in der höchsten
Position des Arms abzustützen, ohne dass die Leitung einen
Schaden erleidet, dass das Tragteil einerseits an dem Arm um
eine erste Schwenkachse und andererseits an einem starren
Verbindungsglied um eine zweite Schwenkachse schwenkbar befestigt
ist, dass das starre Verbindungsglied seinerseits um eine
zweite feststehende Gelenkachse drehbar gelagert ist, und dass die
beiden feststehenden Gelenkachsen und die beiden Schwenkachsen
in den vier Eckpunkten eines verschiebbaren Parallelogramms
derart angeordnet sind, dass das Tragteil beim Bewegen des Arms
zu sich selbst parallel bleibt.
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Die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung ist also mit einem
Tragteil versehen, welches die nötige Länge aufweist, um die
flexiblen Leitungen in geeigneter Form abzustützen, ohne dass
diese beschädigt werden, und zwar auch dann nicht, wenn sich
der Arm in seiner oberen Position befindet; aber aufgrund der
Tatsache, dass das Tragteil zu sich selbst parallel bleibt,
entsteht nicht der Nachteil, dass das Tragteil, wenn der Arm
seine untere Position einnimmt, mit seinem unteren Teil nach
unten über den Arm vorsteht und das Anheben des Gestells, an
welchem die festen Leitungen sitzen, behindert.
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Tatsächlich weist das Tragteil der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wenn der Arm eine horizontale Position einnimmt, einen
überschüssigen Bereich auf, auf dem die flexiblen Leitungen
nicht aufliegen, jedoch befindet sich dieser überschüssige
Bereich z. T. oberhalb der Vorrichtung und behindert in keiner
Weise das Anheben des Gestells.
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Welche Position auch immer der Arm einnimmt, die
erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine geeignete Führung der flexiblen
Leitungen sicher und verursacht keine Behinderung beim Anheben
des Gestells.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Tragteil derart an dem Arm befestigt, dass sein überstehender
Bereich, wie er oben definiert ist, in der Dicke des Arms
verschwindet bzw. in diese eindringt, wenn der Arm seine untere
Position einnimmt.
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Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung
besteht das starre Verbindungsglied, welches das Tragteil mit der
zweiten feststehenden Gelenkachse verbindet, aus einer Stange,
die etwa die gleiche Länge wie der Arm aufweist, der sich
parallel zu diesem erstreckt.
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Vorzugsweise besteht das Tragteil aus einer Folge von Rollen,
d. h., dass es eine Folge von Rollen aufweist, deren Achsen
parallel zueinander und senkrecht zu der Achse der flexiblen
Leitung verlaufen, wobei die Rollen, von der Seite aus gesehen,
auf einem Kreisbogen angeordnet sind.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Hebevorrichtung, die mit
einer oben beschriebenen Vorrichtung versehen ist, und
insbesondere eine Hebevorrichtung zum Ausheben von Gräben im Boden
mittels Fräswalzen, mit einer Plattform, die auf einem
Fahrgestell sitzt, einem Hebearm, der auf der Plattform angelenkt
ist, einem Gestell, das am oberen Ende des Arms aufgehängt ist,
Fräswalzen, die drehbar antreibbar und am unteren Ende des
Gestells befestigt sind, mindestens einer mit einer horizontalen
Achse versehenen Aufwickeleinrichtung, welche auf der Plattform
neben dem Arm angeordnet ist und eine flexible Leitung trägt,
die zum Abtransport des Abraums aus der Umgebung der Fräswalzen
zur Bodenoberfläche vorgesehen ist, sowie einer oder mehrerer
flexibler hydraulischer Leitungen, die sich vom oberen Bereich
des Gestells bis zur Aufwickeleinrichtung erstrecken, wobei sie
zwischen dem Gestell und dem oberen Ende des Arms vertikal und
zwischen dem oberen Ende des Arms und der Aufwickeleinrichtung
parallel zur Achse des Arms verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
dass unter anderem eine Führungsvorrichtung, wie sie oben
beschrieben ist, am oberen Ende des Arms vorgesehen ist, um den
flexiblen Leitungen eine geeignete Krümmung zu erteilen, um
jeglichen Bruch der Leitungen im Bereich des oberen Endes des
Arms zu vermeiden.
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Um die Erfindung besser verständlich zu machen, sind
Ausführungsformen als Beispiele mit Bezug auf die folgenden
Zeichnungen beschrieben, die jedoch die Erfindung nicht einschränken
sollen:
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- Die Fig. 1 bis 4, die bereits beschrieben worden sind,
zeigen schematische Ansichten, die das technische Problem,
welches die vorliegende Erfindung zu lösen sucht,
verständlich machen sollen,
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- die Fig. 5 und 6 zeigen schematische Ansichten analog zu
den Fig. 1 bis 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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- die Fig. 5A zeigt eine Schnittansicht gemäß der Linie VA-VA
aus Fig. 5.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen schematische Ansichten einer
Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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In der Zeichnung ist aus Gründen der Klarheit nur eine einzige
flexible Leitung dargestellt.
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Die schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß der
Erfindung, die durch die Fig. 5 und 6 gegeben ist, erlaubt ein
besseres Verständnis des Funktionsprinzips dieser Vorrichtung.
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Das Ensemble der Rollen 5, von denen Fig. 5A als Schnitt eine
Rolle zeigt und die ein Tragteil im Sinne der Erfindung bilden,
ist am oberen Ende des Arms 6 auf einer Schwenkachse 7
befestigt, die etwa horizontal und senkrecht zur Längsachse des Arms
angeordnet ist.
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Das Tragteil 5 ist vorzugsweise aus zwei parallelen Platten 5a
zusammengesetzt, zwischen denen die Achsen befestigt sind, auf
welchen die Rollen 5b gelagert sind. Die Achsen der Rollen 5b
sind in der Projektion auf die Platten 5a entlang einem
Kreisbogen angeordnet.
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Der Arm 6 ist seinerseits am einem fest mit einer Plattform 9
verbundenen Sockel 8 angelenkt, und zwar um eine Gelenkachse
10, die parallel zu der Achse 7 verläuft.
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An demselben Sockel 8 ist eine starre Stange 11 angelenkt, und
zwar um eine Gelenkachse 12, die parallel zu den Achsen 7 und
10 liegt. Die Stange 11 weist etwa die gleiche Länge auf wie
der Arm 6.
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An ihrem dem Sockel 8 abgewandten Ende ist die Stange 11 mit
dem Ensemble der Rollen 5 verbunden, und zwar über eine
Schwenkachse 13, die parallel zu den Achsen 7, 10 und 12
verläuft.
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In Übereinstimmung mit der Erfindung sind die vier Achsen 7,
10; 12 und 13 in den vier Ecken eines Parallelogramms
angeordnet, und zwar dergestalt, dass bei einer Verschwenkung des Arms
die Ebene, die die Achsen 7 und 13 enthält, parallel zu der
Ebene verbleibt, die mit dem Sockel 8 verbunden ist und durch
die Achsen 10 und 12 definiert ist.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, verbleibt das Ensemble der
Rollen 5 parallel zu sich selbst, und zwar unabhängig von dem
Neigungswinkel des Arms 6.
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In der in Fig. 5 dargestellten Position des Arms, in welcher
dieser einen Neigungswinkel von 45º aufweist, umspannt die
flexible Leitung 2 das Ensemble der Rollen über einen Winkel von
135º, wobei die flexible Leitung sowohl in ihrem vertikalen als
auch in ihrem parallel zu dem Arm verlaufenden Bereich
tangential in die Rollen einläuft.
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Wenn der Arm horizontal angeordnet ist, wie in Fig. 6
dargestellt, liegt das Ensemble der Rollen 5 immer tangential zu der
flexiblen Leitung, und zwar in dem vertikalen Bereich und in
dem horizontalen Bereich der Leitung, jedoch dient dabei ein
oberer Teil des Ensembles der Rollen 5, der 45º übersteigt,
nicht zur Führung der flexiblen Leitung.
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Nichtsdestoweniger steht dieser überschüssige Teil des
Ensembles der Rollen nicht nach unten über den Arm vor und
behindert nicht die Aufwärtsbewegung des Gestells gegen den Arm.
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Wenn man also den Winkel, den der Arm 6 mit der horizontalen
einschließt, als a und den Maximalwert dieses Winkels mit am,
und wenn man den Mittelpunktswinkel, der dem Kreisbogen
entspricht, auf welchem die Rollen 5b angeordnet sind, mit b
bezeichnet, so erhält man folgende Gleichung:
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b = 90 Grad + am
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Unter diesen Bedingungen sind die beiden Enden der flexiblen
Leitung 2 unabhängig von der Neigung des Arms zwischen 0 Grad
und am Grad stets tangential mit dem Kreisbogen, der durch die
Rollen 5b definiert ist, verbunden.
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So ist es verständlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
in der Lage ist, die flexible Leitung derart zu führen, dass
sie ihm eine progressive Krümmung verleiht, durch die Sie vor
jeglichem vorzeitigen Verschleiß geschützt ist, wobei
gleichzeitig die Kompaktheit der Hebevorrichtung, auf der die
Führungsvorrichtung installiert ist, beibehalten wird.
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In den Fig. 7 und 8 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zum
Ausheben von Gräben im Boden dargestellt, die von der
Führungsvorrichtung gemäß der Erfindung Gebrauch macht.
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Diese Vorrichtung umfasst ein Fahrgestell 14, auf welchem eine
Plattform 15 angeordnet ist, die eine mit einer horizontalen
Achse versehene Aufwickeleinrichtung 16, einen Sockel 17 und
Hebeeinrichtungen 18 trägt, die einen an dem Sockel 17
angelenkten Arm 19 betätigen.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in diesen Zeichnungen die
flexible Leitung nicht dargestellt.
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An dem der Aufwickeleinrichtung 16 entfernt gelegenen Ende des
Arms ist ein Rollenensemble 20 befestigt, deren Achsen parallel
zueinander angeordnet sind und auf einem etwa kreisförmigen
Bogen liegen, wobei das Rollenensemble über eine starre
Metallstange 21 mit dem Sockel 17 verbunden ist und die Stange
einerseits an dem Rollenensemble 20 und andererseits an dem
Sockel 17 angelenkt ist.
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In Fig. 7 wird auf die Positionszahlen 7, 10, 12, 13
verwiesen, die den Schwenk- und Gelenkachsen in den Fig. 5 und 6
entsprechen.
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Der Arm und die Stange sind so dimensioniert und angeordnet,
dass sie die beiden gegenüberliegenden Seiten eines
verschiebbaren Parallelogramms bilden, dank dessen das Rollenensemble 20
parallel zu sich selbst verbleibt.
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Sowohl in der oberen Position des Arms, wie in Fig. 8
dargestellt, als auch in der unteren Position des Arms, wie in Fig.
7 dargestellt, erfolgt die Verbindung des Rollenensembles mit
den beiden an das Rollenensemble angrenzenden Bereichen der
flexiblen Leitung tangential.
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Wenn sich der Arm in seiner oberen Position befindet, wie in
Fig. 8 dargestellt, liegt die (nicht dargestellte) flexible
Leitung auf der gesamten Länge des Rollenensembles auf, also
etwa über einen Bogen von 135º.
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In der unteren Position des Arms, wie in Fig. 7 dargestellt,
zeigt das Rollenensemble einen überstehenden Bereich, der sich
in der Dicke des Arms befindet und die Aufwärtsbewegung des
(nicht dargestellten) Gestells keineswegs behindert.
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Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einer besqnderen
Ausführungsform beschrieben ist, ist es klar, dass sie keineswegs
auf diese beschränkt ist und dass sie auch bei anderen
unterschiedlichen Varianten und Ausführungsformen anwendbar ist,
ohne den Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen
beschrieben ist, zu verlassen.
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Insbesondere ist klar, dass sich die Erfindung beliebig bei der
Führung einer oder mehrerer flexibler Leitungen anwenden lässt.