JPH04269217A - 土工装置に用いられるショベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土工装置、たとえば掘
削機、ホイールローダまたはこれに類したものに用いら
れるショベルであって、２つの側壁と、該側壁の間に配
置されていて前記両側壁を互いに結合しているショベル
底部とが設けられている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式のショベルは掘削機、ホ
イールローダまたは相応する作業装置のためのアタッチ
メントとして構成されていて、鋼から成る２つの側壁を
有している。これらの側壁は相互間隔をおいて互いにほ
ぼ平行に配置されている。前記両側壁の間には、同じく
鋼から成るショベル底部が延びている。このショベル底
部が前記両側壁を互いに結合させているので、少なくと
も片側の開いた容器形のショベルが形成されている。通
常、ショベル底部の下縁部には、楔形の収容ストリップ
が配置されている。この収容ストリップは複数の歯を備
えていて、この歯により、地面または収容したい材料に
ショベルを侵入させ易くしようとしている。

【０００３】前記歯および場合によっては前記ストリッ
プも、硬化させられた耐摩耗性の鋼から形成されていて
、摩耗時には交換されるか、または肉盛溶接によって修
理される。このようなショベルはロードショベルとも呼
ばれる。その他に、協働する２つのジョー形のショベル
から成る旋回ショベルがある。ジョー形の２つのショベ
ルは原則的に１つのロードショベルと同じ構造を有して
いる。なお、本発明は前記両タイプのショベルに関する
ものである。

【０００４】ショベルはたとえば掘削機の掘削腕の自由
端部に取り付けられて、掘削機のハイドロリック回路に
接続されるので、前記ショベルはブームおよび掘削腕と
共に旋回可能となって、かつ前記掘削腕に対して相対的
に移動調節可能となる。ショベルは通常、溝および穴を
掘削するため、堆積材料を運動させて収容するため、ま
た車両にばら材料を積み込むため、または材料を移動さ
せるために使用される。

【０００５】最近では、このようなショベルが、天然ま
たは合成の原料および建築材料の後処理において、つま
りリサイクルにおいても使用されている。この場合、た
とえばコンクリート建築材料の回収が挙げられる。コン
クリート建築物またはコンクリート建築部分を取り壊し
た後では、一般に比較的大きなコンクリート破片が生じ
る。このようなコンクリート破片は、再利用に簡単に供
給するには大き過ぎ、しかも重過ぎる。この理由から、
コンクリート破片は直接に破砕器具または別個の破砕装
置で所定のサイズにまで、つまりコンクリートの種類や
性質に関連して適当な再利用に供給され得るようなサイ
ズにまで粉砕される。

【０００６】搬送および積込または破砕装置への破片の
搬送の目的では、通常、土工装置、たとえば掘削機、ホ
イールローダまたはこれに類するものが使用される。こ
のような土工装置は前記形式のショベルを備えている。 このようにして収容された破砕材料は、まだ粉砕したい
比較的大きな破片の他に、破砕装置における別の粉砕が
不要であって、かつ場合によっては粉砕を行なうことす
らできないような小さなサイズのコンクリート破片をも
有している。それにもかかわらず、このような小さなサ
イズのコンクリート破片が破砕装置に供給されると、粉
砕したい大きな破片のための破砕装置の残りの容量が減
少してしまう。こうして、破砕装置の作業効率、つまり
単位時間当たりの破砕された材料の量が減少してしまう
。特に小さな粒度の材料は破砕装置においては最も望ま
しくない。それというのは、このような材料が破砕工具
において、高められた摩耗を、さもなければ機能故障を
生ぜしめてしまうからである。

【０００７】したがって、破砕材料を破砕装置に供給す
る前に前記破砕材料に対して前分級を行なうことが有利
である。このことは、ショベル底部に単数または複数の
スリットを有していて、特に固形物と液体との分離に使
用されるような公知のショベルによって行なうことがで
きる。このようなスリット配置形式の篩い作用は、確か
に液体と固形材料との分離においては、たとえば溝の掘
削または水下での掘削時にショベルによって収容された
土の脱水においては、十分である。しかしながら、この
ようなショベルを用いた破砕材料の分級は不可能である
ことが判った。その理由は、コンクリート破片が極めて
頻繁にスリットの手前で堆積してしまうか、または前記
スリットにひっかかってしまうので、前記スリットがそ
の分級作用を失ってしまうからである。こうして、所望
の篩い作用または分級作用が生じることなく多くの小片
材料がショベルに引き止められて、次いで破砕装置に到
達してしまうので望ましくない。

【０００８】前記欠点を克服する目的で、回転ドラム、
つまり篩いドラムの形のアタッチメントを使用すること
が試みられた。このドラムは閉鎖可能な開口を有してお
り、この開口を介して、分級したい材料を収容すること
ができる。開口の閉鎖後に、このドラムは振動させられ
、これによって、このドラムに含まれた材料は常時転動
されて前分級されるか、もしくは篩分けされる。しかし
ながらこのような回転ドラムは構造的に極めて手間がか
かり、したがって高価となるだけでなく、前記ドラムを
別の目的で、たとえば「篩残分」を積み込むために使用
することができない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のショベルを改良して、ショベル内にある
材料の迅速かつ良好な分級もしくは分離が信頼性良く達
成されるようなショベルを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記ショベル底部が少なくとも部
分的に格子体によって形成されており、該格子体がショ
ベルに支承されていて、振動を加えられるようにした。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、ショベル底部が少なく
とも部分的に、ショベルに支承された格子体から成って
おり、この格子体はショベルに対して相対的に振動させ
ることができる。格子体に基づき、ショベル内に位置す
る材料の前分級または篩分を達成することができる。こ
の場合に、格子体の閉塞は、材料を常時運動状態に保つ
振動運動に基づき有効に回避されている。これによって
、分級して除去したい小さな破片と粗大の破砕材料との
良好で迅速な分級を達成することができる。さらに、格
子体に振動を加えることなく本発明によるショベルを使
用することもできる。これによって、このショベルの作
用形式は、分級作用を有しないか、もしくは極めて僅か
な分級作用しか有しない汎用のロードショベルまたは旋
回ショベルに相当する。こうして、本発明によるショベ
ルは多目的に使用可能となり、したがって廉価に使用可
能となる。

【００１２】請求項２に記載したように、ショベル底部
全体が格子体によって形成されていると、分級したい材
料の極めて迅速な分離を達成することができ、しかも特
に、材料がショベル内で範囲ごとに堆積して、篩い作用
を低減させてしまうことが回避されている。この場合、
前記格子体が前記側壁に支承されていると有利である。 その理由は、前記側壁が剛性的であって、比較的高い安
定性を有しているので、前記格子体の可動性がこの支承
によって損なわれることはないからである。

【００１３】ロードショベルおよび旋回ショベルは既に
述べたように、ショベル底部の収容縁部に楔状の横断面
のストリップを有しており、このストリップは一般に耐
摩耗性の歯を有している。請求項３に記載の構成に基づ
き、材料の収容時に大きな押圧力および剪断力が前記格
子体およびその支承部に作用することなく材料がこの楔
状のストリップを介して上方に前記格子体に沿って滑動
することが保証されている。

【００１４】請求項５に記載したように、前記格子体が
浮動式に支承されていると、一方では振動運動が可能に
なり、他方では前記格子体がショベルの剛性全体に寄与
する。有利であると判った振動減衰器、たとえばゴム金
属接着支承部を介しての支承はコスト的に廉価に実現す
ることができ、しかも極めて僅かなノイズ発生のもとで
前記格子体の運動を可能にし、このことは、作業スペー
スにおける条件ならびに環境保護の点で有利である。ま
た、振動がショベルの取付け点を介して掘削機の掘削腕
に伝達されることはない。前記格子体が各側壁に２つの
振動減衰器を介して支承されていると、前記格子体の傾
げを十分に回避することができ、したがって高い分級作
用を保証することができる。

【００１５】請求項８に記載したように、振動運動を形
成する目的でハイドロリックモータが使用されると、こ
のハイドロリックモータを土工装置、たとえば掘削機、
ホイールローダまたはこれに類するものに所属のハイド
ロリック装置に接続することが簡単にできるので、付加
的な駆動装置が不要となる。

【００１６】前記ハイドロリックモータと前記格子体と
の間に伝動装置を配置することにより、運動経過に関し
ても、運動速度に関しても、前記ハイドロリックモータ
の被駆動機構の運動を適当な振動運動に変換することが
可能になる。この場合に、請求項１１に記載した偏心体
伝動装置が構造的に比較的単純で、かつ故障が発生しに
くい。このことは、建築現場において通常生ぜしめられ
る困難な作業条件のもとでは極めて有利となる。

【００１７】振動安定的でかつ分級効果の点で好都合で
ある構成は、前記ハイドロリックモータと前記伝動装置
とがショベル底部のほぼ真ん中で、かつ前記両側壁の間
のほぼ真ん中に配置されていることによって得られる。 このような構成は、前記ハイドロリックモータと前記伝
動装置とが、前記両側壁に設けられた振動減衰器の間の
ほぼ真ん中に配置されていることによってさらに最適化
される。

【００１８】円形の振動運動が実施されると、極めて良
好な篩い作用もしくは分級作用が得られることが判った
。しかしながら、分級したい材料もしくは篩分したい材
料に関連して、線状の振動運動または円形の振動運動と
線状の振動運動との組合せも可能である。この場合、前
記振動運動は前記側壁の平面に対してほぼ平行に行われ
るか、または前記平面に対してほぼ垂直に行われ得る。 前記側壁の平面に対してほぼ平行に行われる運動は、前
記格子体が前記側壁に支承されている場合に、支承力が
前記側壁の平面において作用し、不都合な横方向力が小
さく保持され得るという利点をもたらす。

【００１９】請求項１８に記載したように、前記格子体
が鎌形の板セグメントから成っていて、この板セグメン
トが前記側壁の平面に対してほぼ平行に並んで配置され
ていると、前記格子体の高い安定性を得ることができる
。たとえば取り壊したいコンクリート部分にショベルの
裏側が衝突した場合でも、前記格子体の変形が起こらな
い。その理由は、鎌形の板セグメントのほぼ板平面にお
いて力が前記板セグメントに導入されるので、したがっ
て簡単に導出可能となるからである。

【００２０】振動周波数が約２０００ｍｉｎ−１であり
、かつ／または振動振幅が約５〜１０ｍｍであると、良
好な分級作用と、掘削機もしくはホイールローダの極め
て僅かな振動負荷とを得ることができることが判った。 しかしながら、分級したい材料と、ショベルおよび掘削
機もしくはホイールローダの構造とに関連して、別の周
波数もしくは振幅も本発明による装置の利点を得る目的
で表示されていてもよい。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００２２】図１に示したように、掘削機の形の土工装
置は台車１３を有しており、この台車には、上部構造体
が回転可能に支承されている。この上部構造体は運転室
１１とモータ１２とを有しており、このモータは掘削機
１０を運動させる目的でも、この掘削機に取り付けられ
た付属装置を運動させる目的でも働く。さらに前記上部
構造体には、ブーム１４が組み付けられており、このブ
ームにはさらに掘削腕１５が接続されている。ブーム１
４と掘削腕１５とは互いに相対的にかつ掘削機上部構造
体に対しても、公知のハイドロリック式の作動駆動装置
によって運動可能である。掘削腕１５の自由端部には、
ショベル２０が組み付けられており、このショベルはピ
ストンシリンダユニット１６によって、図１の図平面内
で掘削腕１５に対して相対的に旋回可能である。

【００２３】図２〜図４には、ショベル２０の拡大図が
示されている。特に図３から認められるように、ショベ
ル２０は２つの側壁２１を有しており、これらの側壁は
横桁２１ａを介して上側で互いに結合されていて、さら
に前記横桁と、下側に設けられた切削カッタ２１ｂとを
介して補強されている。前記横桁２１ａには、接続ラグ
２０ａが固定されており、この接続ラグを介してショベ
ルは掘削腕１５の自由端部に取付け可能となる。切削カ
ッタ２１ｂには、歯２９が組付けられており、この歯に
よって、収容したい材料へのショベルの侵入が容易とな
る。側壁２１と横桁２１ａと切削カッタとは耐変形性の
剛性的なフレームを形成している。

【００２４】このフレームには、格子体２３が挿入され
ており、この格子体はショベル底部を形成している。格
子体２３は鎌形の多数の板セグメント２２から成ってお
り、これらの板セグメントは側壁２１の平面に対してほ
ぼ平行に並んで配置されていて、複数の横方向ビーム２
７もしくは２８によって間隔をおいて保持されている。 切削カッタ２１ｂは図２に示したように、楔状の横断面
を有している。ショベルの内部に位置する上縁部２１ｃ
は、この範囲における板セグメント２２の上面２２ａよ
りも高く位置しているので、前記板セグメントは破砕材
料の収容時に前方からショベルの作業圧によって負荷さ
れないようになっている。

【００２５】格子体２３は振動減衰器２５を介して側壁
２１に支承されており、この場合、各側壁には２つの振
動減衰器が設けられている。格子体２３のこのような支
承に基づき、側壁２１と横桁２１ａと切削カッタとによ
って形成された剛性的なフレームに対して相対的な前記
格子体の運動が可能となる。

【００２６】格子体２３には、ハイドロリックモータ２
４が配置されており、このハイドロリックモータは図１
に示したように圧力媒体導管２４ａを介して掘削機のハ
イドロリック回路に接続されている。ハイドロリックモ
ータ２４と格子体２３との間には、伝動装置２６が設け
られている。この伝動装置は特に図２に示したように偏
心体伝動装置として構成されている。ハイドロリックモ
ータ２４が駆動されると、偏心体が図２における図平面
内で回転し、これによって、格子体２３は励振されて図
２の図平面もしくはこの図平面に対して平行な平面にお
いて円形の振動運動を実施する。このような円形の振動
運動は側壁２１の平面に対してほぼ平行に行われる。前
記振動運動に基づき、ショベル２０に位置する材料は常
時運動状態に保持されて、有効に分級される。この場合
、良好な分級作用を得るためには５〜１０ｍｍの振幅で
十分となることが判った。振動周波数は約２０００ｍｉ
ｎ−１であると望ましい。しかしこの場合、分級したい
材料の種類や性質に関連して、別の振動周波数でも良好
な結果を得ることができる。

【００２７】特に図４から判るように、ハイドロリック
モータ２４と伝動装置２６とは支承部もしくは振動減衰
器２５の間のほぼ真ん中に取り付けられており、前記振
動減衰器を介して格子体が側壁２１に接続されている。 さらに図１から判るように、支承部もしくは振動減衰器
２５の軸線と、ハイドロリックモータ２４もしくは伝動
装置２６の軸線とが極めて僅かにしかずらされていない
ので、全体的に振動安定的な構成が得られる。

【００２８】回転振動の代わりに、線状の振動運動を実
施することもできる。しかしこの場合には、図示の偏心
体伝動装置の代わりに、ハイドロリックモータの回転運
動を線状の振動運動に変換する別の構造の伝動装置が必
要となる。さらに、本発明は側壁の平面に対して平行に
行われる振動に限定されるものではなく、側壁の平面、
つまり図３および図４の図平面に対してほぼ垂直の方向
で格子体を励振させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるショベルを備えた掘削機の側面図
である。

【図２】図４のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向で見たショベルの概略
図である。

【図４】図２の矢印ＩＶの方向で見たショベルの概略図
である。

【符号の説明】

１０　　掘削機、　　１１　　運転室、　　１２　　モ
ータ、　　１３　　台車、　　１４　　ブーム、　　１
５　　掘削腕、　　１６　　ピストンシリンダユニット
、　　２０　　ショベル、２０ａ　　接続ラグ、　　２
１　　側壁、　　２１ａ　　横桁、　　２１ｂ　　切削
カッタ、　　２２　　板セグメント、　　２３　　格子
体、　　２４　　ハイドロリックモータ、２５　　振動
減衰器、　　２６　　伝動装置、　　２７，２８　　横
方向ビーム、　　２９歯

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　土工装置に用いられるショベルであっ
   て、２つの側壁と、該側壁の間に配置されていて前記両
   側壁を互いに結合しているショベル底部とが設けられて
   いる形式のものにおいて、前記ショベル底部が少なくと
   も部分的に格子体（２３）によって形成されており、該
   格子体がショベル（２０）に支承されていて、振動を加
   えられるようになっていることを特徴とする、土工装置
   に用いられるショベル。
2. 【請求項２】　　前記ショベル底部全体が格子体（２３
   ）によって形成されている、請求項１記載のショベル。
3. 【請求項３】　　ショベルの収容縁部を形成していて前
   記ショベル底部の自由な下縁部に配置されているストリ
   ップが設けられていて、該ストリップが、ショベル内部
   に向かって楔状に拡大した横断面を有しており、前記ス
   トリップの内側の上縁部が、前記ストリップに続いてい
   る範囲に位置する前記格子体の上面よりも高く位置して
   いる、請求項１または２記載のショベル。
4. 【請求項４】　　前記格子体（２３）が前記側壁（２１
   ）に支承されている、請求項１から３までのいずれか１
   項記載のショベル。
5. 【請求項５】　　前記格子体（２３）が浮動式に支承さ
   れている、請求項１から４までのいずれか１項記載のシ
   ョベル。
6. 【請求項６】　　前記格子体（２３）が振動減衰器（２
   ５）を介して支承されている、請求項５記載のショベル
   。
7. 【請求項７】　　前記格子体（２３）が２つの振動減衰
   器（２５）を介して各側壁（２１）に支承されている、
   請求項６記載のショベル。
8. 【請求項８】　　前記格子体（２３）がハイドロリック
   モータ（２４）によって駆動されるようになっている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のショベル。
9. 【請求項９】　　前記ハイドロリックモータ（２４）が
   土工装置のハイドロリック回路に接続されている、請求
   項８記載のショベル。
10. 【請求項１０】　　前記ハイドロリックモータ（２４）
    と前記格子体（２３）との間に伝動装置（２６）が接続
    されている、請求項８または９記載のショベル。
11. 【請求項１１】　　前記伝動装置が偏心体伝動装置（２
    ６）として構成されている、請求項１０記載のショベル
    。
12. 【請求項１２】　　前記ハイドロリックモータ（２４）
    と前記伝動装置（２６）とが、ショベル底部のほぼ真ん
    中でかつ、前記両側壁（２１）の間のほぼ真ん中に配置
    されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載
    のショベル。
13. 【請求項１３】　　前記ハイドロリックモータ（２４）
    と前記伝動装置（２６）とが、前記両側壁（２１）に設
    けられた振動減衰器の間のほぼ真ん中に配置されている
    、請求項１から１２までのいずれか１項記載のショベル
    。
14. 【請求項１４】　　前記格子体（２３）がほぼ円形の振
    動運動を実施するようになっている、請求項１から１３
    までのいずれか１項記載のショベル。
15. 【請求項１５】　　前記格子体（２３）がほぼ線状の振
    動運動を実施するようになっている、請求項１から１４
    までのいずれか１項記載のショベル。
16. 【請求項１６】　　前記振動運動が前記側壁（２１）の
    平面に対してほぼ平行に行われるようになっている、請
    求項１から１５までのいずれか１項記載のショベル。
17. 【請求項１７】　　前記回転運動が前記側壁（２１）の
    平面に対してほぼ垂直に行われるようになっている、請
    求項１から１６までのいずれか１項記載のショベル。
18. 【請求項１８】　　前記格子体が鎌形の板セグメント（
    ２２）から成っており、該板セグメントが前記側壁（２
    １）の平面に対してほぼ平行に互いに並んで配置されて
    いて、少なくとも２つの横方向支持体（２７，２８）に
    よって保持されている、請求項１から１７までのいずれ
    か１項記載のショベル。
19. 【請求項１９】　　振動周波数が約２０００ｍｉｎ−１
    である、請求項１から１８までのいずれか１項記載のシ
    ョベル。
20. 【請求項２０】　　振動振幅が約５〜１０ｍｍである、
    請求項１から１９までのいずれか１項記載のショベル。