EP0347371B2 - Brechzange zum Abräumen von Bauwerken, insbesondere von Mauern aus armiertem Beton - Google Patents
Brechzange zum Abräumen von Bauwerken, insbesondere von Mauern aus armiertem Beton Download PDFInfo
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- EP0347371B2 EP0347371B2 EP89810349A EP89810349A EP0347371B2 EP 0347371 B2 EP0347371 B2 EP 0347371B2 EP 89810349 A EP89810349 A EP 89810349A EP 89810349 A EP89810349 A EP 89810349A EP 0347371 B2 EP0347371 B2 EP 0347371B2
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
- E02F3/965—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of metal-cutting or concrete-crushing implements
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- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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- B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
- B28D1/222—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising by pressing, e.g. presses
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- E04G23/00—Working measures on existing buildings
- E04G23/08—Wrecking of buildings
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Definitions
- the invention lies in the field of construction machinery and relates to a crusher guided by a construction machine for clearing structures, in particular structures made of reinforced concrete, according to the preamble of patent claim 1.
- the cutting levers are provided with bumps which have to be welded on when they are worn.
- a separating blade attached to a separate shoulder of the cutting lever for cutting reinforcements in the concrete is arranged on each cutting lever. The breaking of the concrete and the separation of reinforcements can be done in a pair of pliers cuts.
- only the free end of the cutting lever is equipped with an exchangeable crushing jaw.
- the object of the invention is the creation of a concrete pliers with which the separation of the reinforcement and the breaking of the concrete in succession in the same plier cut is possible and worn bumps on the cutting levers can be replaced with little effort.
- the pliers device shown in Figure 1 consists of the following essential components.
- the pliers parts 1 and 1 ' which, by interacting, represent the pliers function.
- Due to the central axis of rotation here, the pliers parts are divided into two parts, the pliers levers 3,3 'and the cutting levers 4,4'.
- the pliers parts are pivotally mounted on a pliers body 7.
- Hydraulic actuating pistons 10, 10 ' actuate the two parts of the pliers, the point of application of the force on the pliers levers 3, 3' is arranged on the outer ends 9, 9 'of the pliers levers.
- a force actuating element a double-acting hydraulic piston 10, 10 'is provided, the operation of which will be discussed later.
- a pliers stem 11, 11 ' is arranged on the pliers parts 1, 1' outside of the axes of rotation 2.2 'in the direction of the cutting levers 4, 4' and represents a kind of pliers in itself.
- This pliers stem 11, 11 ' carries a cutting edge 6, 6' for cutting reinforcements, especially reinforcing irons.
- each cutting lever 4,4 'of the pliers parts 1,1' carries a pliers cutting edge 5,5 '.
- Each of these cutting edges 5,5 ' has at least two pliers bumps 12,12', which are interchangeable in a special embodiment.
- the pliers cutting edge 5 is detachably fastened to the pliers part 1 with, for example, screws 13.
- FIGS 2 and 3 show the concrete tongs open and closed in the assembled state.
- the pincer bumps 12, 12 'are to be noted which are here renamed rear bumps A and front bumps B.
- the rear humps A cause a so-called bite, with which the break point is identified and thus the break is provoked.
- the front humps cause a so-called afterbite, with which the provoked break is put into practice.
- the distance between the cusps A and B denotes the length of the lever over which the refractive power would decrease if the cusps were the same size.
- the humps are of different heights, namely in such a way that the inner humps A with the smaller lever length and the greater force effect attack earlier and thus exert the initial refractive power, while the outer humps B with the longer lever length and the smaller force effect Apply the force a little later to the surface to be cracked and thus take over the final refractive power.
- the breaking effect of the pliers parts can be adjusted to different breaking thicknesses (wall thicknesses) by the distance between two bumps and by the height of the bumps according to the opening width.
- the crushing knuckles are designed to be detachable and replaceable.
- different pliers blades 5,5 'with the correspondingly molded or attached pliers bumps 12,12' are designed to be insertable into the cutting lever part 4,4 'and with fastening means, as shown in the figure by a screw 13, for example. attached to the cutting levers.
- the cusps are releasably inserted as such, similar to sift teeth in the jaw, in the cutting levers 4, 4 'or in an intermediate carrier, similar to the pliers cutting 5.5'.
- the claws cusps, with cutting edge and root, are inserted a tapered opening and are secured, for example, by a cross pin. Since the pliers bumps exert their breaking effect under pressure, they do not have to be secured against well-known tensile forces. It is therefore sufficient to insert the cross pin through a depression in the cusp root so that it is only pinched. This will be discussed in more detail in connection with FIG. 6.
- pincer bumps which consist of a hardened material
- the pliers can be well normalized. So all interchangeable pincer bumps have roots of the same size and design. The cusp edge is built up at different heights on such a standard root. In this way, each pair of pliers can be inserted at the point A or B, depending on the desired bite profile for the pre-bite and the post-bite, if necessary also for an intermediate bite if more than two pliers bumps are to be arranged on the cutting lever 4,4 '. It is easy to see that any biting characteristic can be produced in this way.
- FIG. 4 shows the concrete pliers seen from the side, in which representation the rather surprisingly narrow cutting levers 4 are also visible from this side.
- the cutting lever thickness is approx. 40 mm
- the total thickness of the pliers is just over 30 cm (this corresponds to the model T-3 of the crusher series).
- the lever proportions H: h and H: A for the inner tongs and H: B for the outer tongs are clearly visible. It is clear that intermediate pincers can also be used, which exert their corresponding breaking effect within the proportion H: h in connection with the preliminary and / or cooperation with the other pincers.
- the suspension device 8 on which the concrete tongs are rotatably mounted about their longitudinal axis, should also be mentioned. This free rotation is necessary to avoid damaging torsional forces on the hydraulic booms to which the concrete tongs are attached. So the pliers can be attached to the masonry and closed. Any rotation or tilting of the pliers is then avoided by the rotatability of the suspension device.
- the concrete pliers according to the invention should also be able to cut through the reinforcing bars cast into the concrete either in the same or in a subsequent work step, for which purpose a pliers stem 11, 11 'for receiving a separating blade 6, 6' is provided on each plier part 1, 1 '.
- a pliers stem 11, 11 'for receiving a separating blade 6, 6' is provided on each plier part 1, 1 '.
- the separating blades 6, 6' are detachably and interchangeably fastened in the pliers stem.
- the breaking of the concrete is based on the wedge effect with which the surface layer of the concrete wall is driven apart.
- New pincer bumps have a better wedge effect than blunt pincer bumps.
- the inner pincer bumps are subjected to greater force and therefore wear out faster than the outer pincer bumps. Since the pincer bumps can now be replaced individually and therefore the exchange is also more cost-effective, the breaking performance can be kept much higher at the same cost as before.
- there is the possibility of an optimal hump arrangement with regard to hump height which effectively adds to the improved breaking performance.
- the same can also apply to the separating blades 6, 6 ', the shape and arrangement of which can also be varied to increase the shear effect.
- FIGS. 5A, B and C show refractive power or cutting force diagrams as a function of the wall thickness or steel thickness.
- the force attack on the material to be cleared is shown at the inner pliers bumps at point A, at the outer pliers bumps at point B and between the separating blades at different operating pressures.
- the operating pressures are 150, 175, 200 and 225 bar.
- the refractive power is between 35 and 60 tons between the inner, 20 to 36 tons between the outer pliers bumps for wall thicknesses of 10 to 40 cm (see also legend to Figure 1) and the cutting force between the separating blades is between 50 to 80 tons for reinforcing bars between 10 and 40 mm.
- the proportions of the pliers levers are approximately as follows: the distance from the axis of rotation 2.2 'of a pliers part 1.1' to the force application point in the pliers lever 3.3 ', transferred to the cutting lever 4.4', is sufficient between the inner and outer pliers bumps in points A and B. In this way, the inner pincer bumps experience a higher breaking pressure than the forceps lever force and the outer pincer bumps experience a slightly smaller one.
- the refractive power diagrams correspond to a pair of pliers with a maximum opening of 45 cm. It can be seen that the refractive power begins to decrease, a little over 25 cm between the inner tongs at wall thicknesses, a little over 20 cm between the outer tongs at wall thicknesses. The reason for this is the pliers geometry, which in the case of pliers depends on the length of the cutting lever or the length of the pliers. While the pliers lever length is constant, the cutting lever length varies (in the example discussed by approx. 25 cm).
- the force on the tong levers 3,3 ' is exerted hydraulically by a double-acting cylinder.
- the double-acting cylinder has a flying piston and is operated with both piston surfaces, which means that the hydraulic pressure is on one side of the piston on the outer piston crown and on the other Put the piston side at the same time on the inner (lower) piston crown.
- the approximate doubling of the piston area in one direction of action almost gives the force of two hydraulic cylinders.
- a pressure intensifier which usually has to be used to obtain the necessary refractive power of 30 to 40 tons at an operating pressure of approx. 150 bar.
- the usual known pressure intensifiers have a translation effect of approximately a factor of 2 to 4.
- FIG. 9 shows the basic illustration of such a cylinder: areas A with 2 times the largest area or pressure for closing the crusher via the hydraulic inlets 90, 90 ', slowly and with the highest pressure closing, ie great force, that is, the effect of two cylinders is expressed; Surfaces B with 2 times the smallest surface for opening the crushing tongs via the hydraulic inlets 91,91 ', opening quickly and with low pressure.
- the overall effect is as follows, slow if a lot of force is used and fast if little force is used, which results in an optimal work cycle.
- FIG. 6 now shows the device with the interchangeable pliers bumps in one embodiment, with which the concrete pliers can be used with the exact "bit" or only new teeth.
- the entire part represents a pliers cutting edge 5, as can also be seen in FIG. 1 with molded cusps.
- This pliers cutting edge consists here in detail of a bump bed 60 with the recesses 62 and 64 for receiving the pointed bumps 61 and 63.
- These bumps are made of a hardened material and it is also the actual wearing parts which, if blunt, are replaced. However, the solubility is not only due to wear, but also to achieve a work profile which is formed by a variable hump height and hump arrangement.
- the hump 61 is the higher hump A and the hump 63 is the lower hump B. Together, they form a work profile.
- the bump bed 60 is also designed here so that it contributes to the work profile.
- the working profile causes a different breaking effect depending on the forceps opening, which can be used accordingly.
- tables can be created on the basis of which the correct cusp beds and the corresponding cusps in the corresponding number can be read and selected for a specific breaking effect.
- the cusp bed 60 is screwed onto the cutting lever 4 of the concrete pliers, for example, for which the screws 67 and 68 are shown.
- the pincer bumps 61, 63 are inserted into the recesses 62, 64 in the bump bed. So that the pressure force transmission from the bumps to the bump bed is ensured on the one hand and the bumps can be easily removed from their seat again, the bumps in the seating area 61 ', 63' (slightly towards the bottom) are tapered.
- the humps are fixed in the hump bed with cross pins 65, 66. Since the pincer bumps are not subjected to tension, this type of fixation is sufficient.
- FIG. 7 shows an embodiment of a pincer with a hard metal tip, with which very good results were achieved.
- the hard metal tip 70 is simply pressed into a steel bed 72 of the cusp and held by the press tension.
- a heavy-duty clamping sleeve 73 serves as an intermediate insert between the bump bed and the steel bed for the hard metal tip of the entire pincer bump.
Description
- Die Erfindung liegt im Gebiet der Baumaschinen und betrifft eine von einer Baumaschine geführte Brechzange zum Abräumen von Bauwerken, insbesondere von Bauwerken aus armiertem Beton, gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Das Abbrechen von Mauerwerk, insbesondere von solchem aus armiertem Beton, bereitet einige Schwierigkeiten bezüglich Lärmentwicklung und Zeitbedarf. Wenn bei einem nicht armierten Mauerwerk das Niederreissen oder Niederschlagen, eventuell auch Sprengen mit verschiedenen geeigneten Hilfsmitteln durchführbar ist, schränken sich die vorhandenen Möglichkeiten bei Mauerwerken aus armiertem Beton drastisch ein. So wird mit allen möglichen Mitteln versucht solche Bauwerke abzubrechen, mit Meisseln, Hämmern, Zangen und anderen Zerstörungsmitteln. Doch stets war dieses Tun einerseits mit viel Lärm und andererseits aber auch mit einer auffallend geringen Leistungsfähigket verbunden.
- Betonbauwerke sind, heute weiss man das, zu unrecht als Jahrhundertbauwerke ausgelegt. Insbesondere in Verbindung mit ihrerArmierung, einem die Spannungen aufnehmendes Gitterwerkaus Stahl, entstehen Probleme der Dauerhaftigkeit (Standzeit) und damit einhergehend zunehmend die Probleme des Abbrechens und Abräumens von solchen Bauwerken. Die frühesten Kostproben von dem was uns heute Schwierigkeiten bietet, erhielt man damals beim Wegräumen der nutzlos gewordenen Bunker nach dem zweiten Weltkrieg. Diese zähen Bauwerke konnten zu jener Zeit nur mit mühsamer Handarbeit mittels Presslufthammer und Schweissbrenner beseitigt werden und, abgesehen von einem kleinen, durch Maschinen ersetzten Teil der Handarbeit, ist das heute noch so geblieben. Armierter Beton ist schwierig abzureissen, lärmig und zeitraubend allemal.
- Am vorteilhaftesten scheint heute der Einsatz von Betonzangen, mit welchen der Beton zerschnitten oder geknackt wird. Diese hydraulisch angetriebenen Zangen arbeiten, verglichen mit den noch mehrheitlich eingesetzten Presslufthämmern geräuscharm und ausserdem recht schnell. Allerdings ist der gerätemässige Aufwand nicht unerheblich. Betonzangen arbeiten nur in einem relativ schmalen Arbeitsbereich optimal, sodass für verschiedene Mauerdicken Zangen mit verschiedenen "beissdicken" zum Einsatz gelangen.
- Es ist bekannt, dass ein Mauerwerk aus Beton relativ druckempfindlich ist. Unter Druck gesetzt, neigt eine Betonschicht zur Rissbildung. Diese Eigenschaft wird mit den Betonzangen, die eine Keilwirkung auf die Betonoberfläche ausüben, ausgenützt. Allerdings sind die Brechkräfte, die aufgewendet werden müssen, recht hoch. Sie liegen in einem Grössenbereich von 40 bis 120 Tonnen und darüber, welche Kraft auf die Zangenhebel wirken muss, um den Beton auf diese Weise zerbrechen zu können.
- Bei einer aus der GB-A-2146918 bekannten Betonzange sind die Schneidhebel mit Höckern versehen, die bei Abnützung aufgeschweisst werden müssen. Dies bedeutet jedoch einen verhältnismässig langen Betriebsunterbruch. Mit den Höckern ist an jedem Schneidhebel eine auf einer abgesetzten Schulten des Schneidhebels befestigte Trennklinge zum Schneiden von Armierungen im Beton angeordnet Das Brechen des Betons und das Trennen von Armierungen kann in einem Zangenschnitt vorgenommen werden. Bei einer weiteren, aus WO-A-880213 bekannten Betonzange ist lediglich das freie Ende der Schneidhebel mit einer auswechselbaren Brechbacke ausgerüstet.
- Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Betonzange, mit der das Trennen der Armierung und das Brechen des Betons nacheinander im gleichen Zangenschnitt möglich ist und bei der abgenützte Höcker an den Schneidhebeln mit geringem Aufwand auswechselbar sind.
- Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung erreicht.
- Mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren, wird nun eine Ausführungsform der Erfindung eingehend diskutiert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine in ihre Bestandteile zerlegte Betonzange gemäss Erfindung in geöffnetem Zustand gezeichnet, es ist das Beispiel einer Brechzange mit lediglich 250 kg Eigengewicht und klein(st)en Abmessungen H.B.T = 920.950.312 mm und einer Oeffnung von 450 mm, für die auch die genannten Brechkräfte gelten;
- Fig. 2
- die Betonzange gemäss Figur in montiertem und geöffnetem Zustand und
- Fig. 3
- die Betonzange gemäss Figur 1 in montiertem und geschlossenem Zustand und
- Fig. 4
- die Betonzange gemäss Figur 1 von der Schmalseite gesehen.
- Fig. 5
- A,B,C zeigen die Brechkraft bzw. Schneidkraft der Zange gemäss Figur 1 als Diagramm in Funktion zur Mauer- bzw. Stahldicke, wobei die Brechkraft an einem inneren Punkt A und an einem äusseren Punkt B in der Zangenöffnung und in der Schneideinrichtung gemessen wurde.
- Fig. 6
- zeigt eine Ausführungsform der auswechselbaren Zangenhöcker, welche lediglich eingesteckt und lagegesichert werden können und
- Fig. 7
- zeigt eine Ausführungsform eines auswechselbaren Zangenhöckers, wie er in der Ausführungsform gemäss Figur 6 verwendet werden kann.
- Fig. 8
- zeigt die Bemessung der Bisshöhe zur Mauerdicke und die daraus resultierende Spielzeit.
- Fig. 9
- zeigt einen hydraulischen Antrieb, wie er in der Brechzange gemäss Erfindung verwendet wird.
- Die in Figur 1 gezeigte Zangenvorrichtung besteht aus folgenden wesentlichen Bauteilen. Die Zangenteile 1 und 1', die durch ihr Gegeneinanderwirken die Zangenfunktion darstellen. Die Zangenteile 1 und 1' schwenken um zwei Drehachsen 2 und 2'. Diese beiden Drehachsen sind um einen bestimmten Abstand voneinander entfernt Dieser Abstand wird an späterer Stelle noch diskutiert. Durch die hier ca. mittig liegende Drehachse werden die Zangenteile in zwei Teile aufgeteilt in die Zangenhebel 3,3' und in die Schneidhebel 4,4'. Die Zangenteile sind auf einem Zangenkörper 7 schwenkbar gelagert. Hydraulische Betätigungskolben 10,10' betätigen die beiden Zangenteile, der Angriffspunkt der Kraft an den Zangenhebeln 3,3' ist an den äusseren Enden 9,9' der Zangenhebel angeordnet. Als Kraft betätigungselement ist ein doppelt wirksamer hydraulischer Kolben 10,10' vorgesehen, auf dessen Arbeitsweise später noch eingegangen wird.
- An den Zangenteilen 1,1' ist ausserhalb der Drehachsen 2,2' in Richtung der Schneidhebel 4,4' ein Zangenvorbau 11,11' angeordnet, der für sich eine Art Zange darstellt. Dieser Zangenvorbau 11,11' trägt je eine Schneide 6,6' zum Schneiden von Armierungen, speziell Armier-Eisen. Zum Brechen von Beton trägt jeder Schneidhebel 4,4' der Zangenteile 1,1' eine Zangenschneide 5,5'. Jede dieser Schneiden 5,5' weist mindestens zwei Zangenhöcker 12,12' auf, die in einer speziellen Ausführungsform austauschbar sind. Die Zangenschneide 5 ist mit bspw. Schrauben 13 am Zangenteil 1 lösbar befestigt.
- Die Figuren 2 und 3 zeigen die Betonzange in montiertem Zustand geöffnet und geschlossen. Zu beachten sind diesmal nur die Zangenhöcker 12,12', die hier in hintere Höcker A und vordere Höcker B umbezeichnet sind. Die hinteren Höcker A bewirken einen sogenannten Vorbiss, mit welchem die Bruchstelle vorbezeichnet und damit der Bruch provoziertwird. Die vorderen Höcker bewirken einen sogenannten Nachbiss, mit welchem der provozierte Bruch in die Tat umgesetzt wird. Der Abstand zwischen den Höckern A und B bezeichnet die Hebellänge, auf welcher die Brechkraft, wären die Hökker gleich gross, abnehmen würde. Aber genau aus diesem Grund sind die Höcker verschieden hoch, nämlich so, dass die inneren Höcker A mit der kleineren Hebellänge und der grösseren Kraftwirkung früher angreifen und so die initiale Brechkraft ausüben, während die äusseren Höcker B mit der grösseren Hebellänge und der kleineren Kraftwirkung die Kraft etwas später auf die zu knackende Unterlage aufbringen und so die finale Brechkraft übernehmen.
- Auf diese Weise lässt sich die Brechwirkung der Zangenteile bei gegebener Betriebskraft durch den Abstand zwischen zwei Höckern und durch die Höhe der Höcker entsprechend der Oeffnungsweite auf verschiedene Brechdicken (Mauerdicken) einstellen.
- Um diese Einstellmöglichkeit zu bewerkstelligen, sind die Brech-Hökker lös- und austauschbar ausgestaltet. Gemäss einer Ausführungsform (Figur 1) sind verschiedene Zangenschneiden 5,5' mit den entsprechend angeformten oder aufgesetzten Zangenhöckern 12,12' in den Schneidhebelteil 4,4' einsetzbar ausgestaltet und mit Befestigungsmitteln, wie in der Figur bspw. durch eine Schraube 13 dargestellt, an den Schneidhebeln befestigt.
- In einer anderen Ausführungsform sind die Höcker als solche, ähnlich wie Sfiftzähne in den Kiefer, in die Schneidhebel 4,4' oder in einen Zwischenträger, ähnlich den Zangenschneiden 5,5' lösbar eingesetzt Die Zangen-Höcker, mit Schneide und Wurzel, stecken in einer sich verjüngenden Oeffnung und sind bspw. durch einen Querstift gesichert. Da die Zangenhöcker ihre Brechwirkung unter Druck ausüben, müssen sie nicht gegen namhafte Zugkräfte gesichert sein. Damit ist es ausreichend, den Querstift durch eine Einsenkung in der Höckerwurzel zu stecken, sodass er lediglich eingeklemmt ist. Im Zusammenhang mit Figur 6 wird darauf noch näher eingegangen.
- Diese Ausführungsform hat grosse Vorteile deswegen, weil die Zangen-Höcker, die aus einem gehärteten Material bestehen, vorfabriziert werden können. Ferner können die Zangen höcker gut normiert werden. So haben alle austauschbaren Zangenhöcker gleich grosse und gleich gestalteten Wurzeln. Auf einer solchen Normwurzel baut sich die Höckerschneide verschieden hoch auf. Auf diese Weise kann jeder Zangen höcker an der Stelle Aoder B eingesteckt werden, je nach gewünschtem Biss-Profil für den Vorbiss und den Nachbiss, ggf. auch für einen Zwischenbiss, wenn am Schneidhebel 4,4' mehr als zwei Zangenhöcker angeordnet sein sollen. Es ist leicht einzusehen, dass auf diese Weise jede beliebige Beiss-Charakteristik hergestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil (siehe Figur 8): Mit der verschiedenen Länge der Zangenhöcker, welche die Höhe H bildet, wird das maximale Oeffnungsmass der Zange bestimmt. In diesem Beispiel beim Norm-Einsatz beim Bisspunkt A/A (Fig. 2 und 3) in der X-Achse entsprechend 300 mm. Innerhalb dieser Achsen X und Y wird bei voll geöffneter Zange der maximale Weg und damit die Mauerdicke bestimmt. Um eine kleine "Spielzeit" bei maximaler Kraft zu erhalten, bedarf es der Festlegung des richtigen Oeffnungsmasses, sie wird aus dem Kraftdiagramm in Figur 5 ersichtlich. Wenn nun eine Mauer von bspw. 250 mm Dicke gebrochen werden muss, wird diese Oeffnung und die "Spielzeit" (Zubeissen/Aufmachen) optimal sein, während bei einer Mauer von "nur" 150 mm Dicke die Höckerhöhe zu vergrössern wäre, um die Spielzeit ebenso gering zu halten, was sich auf die gesamte Abräumzeit niederschlägt. Dies passiert dann, wenn die Brechzange eine gewisse Schliessstrecke quasi ins Leere beissen muss. Auf diese Weise, nämlich die Anpassung des Arbeitsprofils derart, dass neben der veränderten Brechwirkung auch die Spielzeit minimiert wird, lässt sich der Arbeitsgang auch zeitlich rationalisieren.
- Figur 4 zeigt die Betonzange von der Seite gesehen, in welcher Darstellung die eher überraschend schmal wirkenden Schneidhebel 4 auch von dieser Seite sichtbar sind. In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Schneidhebeldicke ca. 40mm, die Gesamtdicke der Zange ist etwas über 30cm (dies entspricht dem Modell T-3 der Brechzangenserie). Gut erkennbar sind die Hebelproportionen H:h bzw. H:A für die inneren Zangenhöcker und H:B für die äusseren Zangen höcker. Es ist klar, dass auch dazwischenliegende Zangenhökker eingesetzt werden können, die innerhalb der Proportion H:h im Zusammenhang mit der Vor- und/oder Zusammenarbeit mit den anderen Zangenhöckern ihre entsprechende Brechwirkung ausüben.
- Noch zu erwähnen ist die Aufhängevorrichtung 8, an welcher die Betonzange um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. Diese freie Rotierbarkeit ist nötig, um schädliche Torsionskräfte auf die Hydraulikausleger, an denen die Betonzange befestigt ist, zu vermeiden. So kann die Zange an das Mauerwerk angesetzt und geschlossen werden. Ein eventuelles Drehen oder Verkanten der Zange wird dann durch die Drehbarkeit der Aufhängevorrichtung vermieden.
- Aufgabengemäss soll die Betonzange gemäss Erfindung aber auch entweder im gleichen oder in einem nachfolgenden Arbeitsgang die im Beton eingegossenen Armierungsstäbe durchtrennen können, wofür an jedem Zangenteil 1,1' ein Zangenvorbau 11,11' zur Aufnahme einer Trennklinge 6,6' vorgesehen ist. Gleich wie die Zangenhöcker 12,12' sind die Trennklingen 6,6' lös- und austauschbar im Zangenvorbau befestigt.
- In den Figuren 2 und 3 ist die Wirkungsweise dieses Trennmechanismus' leicht erkennbar. Ist die Zange ganz offen, so stehen die Trennklingen ebenfalls offen (Figur 2). Wird die Zange langsam geschlossen, so schliessen sich die Trennklingen und sind geschlossen, das heisst, die Armatur ist durchtrennt, wenn die inneren Zangenhöcker zu ihrer Brechwirkung ansetzen. Wenn die Zange geschlossen ist (Figur 3), sind die Trennklingen vollständig aneinander vorbeigeschoben. Damit die Trennklingen 6,6', die auch aus einem gehärteten Material bestehen, nicht auf das Mauerwerk aufschlagen können, sind sie ein wenig versenkt angeordnet, wie dies aus Figur 2 gut zu ersehen ist. Auch ist die Oeffnungsweite des Trennmechanismus der üblichen Dicke von Armierungsstäben angepasst, bspw. 40 mm, was für alle denkbaren Armierungen ausreichen dürfte.
- Bevor auf die Brechkraftdiagramme eingegangen wird, soll noch auf einen weiteren Vorteil derAustauschbarkeit der Zangenhöcker und auch der Trennklingen aufmerksam gemacht werden. Das Brechen des Beton beruht auf der Keilwirkung, mit der die Oberflächenschicht der Betonmauer auseinander getrieben wird. Neue Zangenhöcker üben eine bessere Keilwirkung aus, als stumpfe Zangenhöcker. Ausserdem sind die inneren Zangenhöcker einer grösseren Kraft ausgesetzt und verschleissen dadurch rascher als die äusseren Zangenhöcker. Da nun die Zangenhöcker einzeln ausgetauscht werden können und deshalb der Austausch auch kostengünstiger ist, kann mit dem gleichen Kostenaufwand wie früher die Brechleistung wesentlich höher gehalten werden. Dazu kommt noch die Möglichkeit einer optimalen Höckeranordnung bezüglich Höckerhöhe, die sich wirkungsmässig zur verbesserten Brechleistung addiert Dasselbe kann auch für die Trennklingen 6,6' gelten, deren Form und Anordnung zur Erhöhung der Scherwirkung auch variiert werden kann.
- Die Figuren 5A,B und C zeigen Brechkraft- bzw. Schneidkraftdiagramme in Abhängigkeit zur Mauerdicke bzw. Stahldicke. Gezeigt ist der Kraftangriff auf das abzuräumende Material an den inneren Zangenhöckern am Punkt A, an den äusseren Zangenhöckern am Punkt B und zwischen den Trennklingen bei verschiedenen Betriebsdrücken. Die Betriebedrücke sind 150, 175, 200 und 225 bar. Die Brechkraft liegt zwischen 35 und 60 Tonnen zwischen den inneren, 20 bis 36 Tonnen zwischen den äusseren Zangenhöckern für Mauerdicken von 10 bis 40 cm (siehe auch Legende zu Figur 1) und die Schneidkraft zwischen den Trennklingen liegt zwischen 50 bis 80 Tonnen für Armierungsstäbe zwischen 10 und 40 mm. Die Proportionen der Zangenhebel sind ungefähr folgende: die Distanz von der Drehachse 2,2' eines Zangenteils 1,1' zum Kraftangriffspunkt im Zangenhebel 3,3', reicht, auf den Schneidhebel 4,4'übertragen, zwischen die inneren und äusseren Zangenhöcker in den Punkten A und B. Auf diese Weise erfahren die inneren Zangenhöcker einen höheren Brechdruck als der Zangenhebelkraft entspricht und die äusseren Zangenhöcker einen etwas kleineren.
- Die Brechkraftdiagramme entsprechen einer Zange mit einer maximalen Zangenöffnung von 45 cm. Man sieht, dass die Brechkraft nach zu lassen beginnt, zwischen den inneren Zangenhöckern bei Mauerdicken etwas über 25 cm, zwischen den äusseren Zangenhöckern bei Mauerdicken etwas über 20 cm. Der Grund dafür ist die Zangengeometrie, die bei einer Zange von der Schneidhebellänge bzw. der Zangenhebellänge abhängt. Während die Zangenhebellänge konstant ist, variiert die Schneidhebellänge (im besprochenen Beispiel um ca. 25cm).
- Die Kraft auf die Zangenhebel 3,3' wird hydraulisch durch einen doppelt wirksamen Zylinder ausgeübt. Der doppelt wirksame Zylinder weist einen fliegenden Kolben auf und wird mit beiden Kolbenoberflächen betrieben, das heisst, der Hydraulikdruck wird auf einer Kolbenseite auf den äusseren Kolbenboden und auf der anderen Kolbenseite gleichzeitig auf den inneren (unteren) Kolbenboden gegeben. Auf diese Weise erhält man bei einer sehr kurzen Bauform der Betonzange durch die ungefähre Verdoppelung der Kolbenfläche in einer Wirkungsrichtung nahezu die Kraft von zwei hydraulischen Zylindern. Damit erspart man sich einen Druckübersetzer, der in der Regel eingesetzt werden muss, um die nötige Brechkraft von 30 bis 40 Tonnen bei einem Betriebsdruck von ca. 150 bar zu erhalten. Die üblichen bekannten Druckübersetzer haben eine Uebersetzungswirkung von ungefähr Faktor 2 bis 4. Figur 9 zeigt die Prinzipdarstellung eines solchen Zylinders: Flächen A mit 2 mal grösster Fläche bzw. Druck zum Schliessen der Brechzange über die Hydraulikeinlässe 90,90', langsam und mit höchstem Druck schliessend, also grosse Kraft, das heisst, die Wirkung von zwei Zylindern kommt zum Ausdruck; Flächen B mit 2 mal kleinster Fläche zum Oeffnen der Brechzange über die Hydraulikeinlässe 91,91', schnell und mit niederem Druck öffnend. Die Gesamtwirkung ist folgende, langsam wenn viel Kraft gebraucht wird und schnell, wenn wenig Kraft gebraucht wird, was einen optimalen Arbeitstakt ergibt.
- Figur 6 zeigt nun die Einrichtung mit den auswechselbaren Zangenhöckern in einer Ausführungsform, mit welcher der Betonzange jeweils das genau passende "Gebiss" oder lediglich neue Zähne eingesetzt werden können. Der gesamte Teil stellt eine Zangenschneide 5 dar, wie sie mit angeformten Höckern auch in Figur 1 zu sehen ist. Diese Zangenschneide besteht hier im Detail aus einem Höckerbett 60 mit den Ausnehmungen 62 und 64 zur Aufnahme der spitzen Höcker 61 und 63. Diese Höcker sind aus einem gehärteten Material gefertigt und es sind auch die eigentlichen Verschleissteile, die, wenn einmal stumpf, ausgewechselt werden. Die Lösbarkeit ist jedoch nicht nur des Verschleisses wegen, sondern auch zur Erzielung eines Arbeitsprofiles, welches durch eine variierbare Höckerhöhe und Höckeranordnung gebildet wird. Um beim Beispiel zu bleiben, ist der Höcker 61 der höhere Höcker A und der Höcker 63 der niedrigere Höcker B. Zusammen bilden sie so ein Arbeitsprofil. Nun ist hier auch das Höckerbett 60 so ausgebildet, dass es zum Arbeitsprofil beiträgt. Man könnte das Höckerbett aber auch ohne Absetzung ausgestalten und dafür längere und kürzere Höcker einsetzen oder gleich grosse Hökker verschieden tief einbetten et cetera.
- Wie oben schon dargelegt, bewirkt das Arbeitsprofil je nach Zangenöffnung eine verschiedene Brechwirkung, die entsprechend ausgenützt werden kann. Beispielsweise lassen sich auf der Basis empirischer Erkenntnisse Tabellen anlegen, aufgrund welcher für eine bestimmte Brechwirkung die richtigen Höckerbetten und die entsprechenden Höcker in der entsprechenden Anzahl abgelesen und ausgewählt werden können.
- Das Höckerbett 60 wird auf den Schneidhebel 4 der Betonzange bspw. aufgeschraubt, wofür die Schrauben 67 und 68 eingezeichnet sind. In das Höckerbett werden die Zangenhöcker 61,63 in die Ausnehmungen 62,64 eingelassen. Damit die Druckkraftübertragung von den Höckern zum Höckerbett einerseits gewährleistet ist und die Höcker auch wieder leicht aus ihrem Sitz genommen werden können, sind die Höcker im Sitzbereich 61',63' (gegen unten leicht) verjüngt. Mittels Querstiften 65,66 werden die Höcker im Höckerbett fixiert. Da die Zangenhöcker nicht auf Zug beansprucht werden, reicht diese Art der Fixierung völlig aus.
- Figuren 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zangenhöckers mit einer Hartmetallspitze, mit welcher sehr gute Resultate erzielt wurden. Die Hartmetallspitze 70 wird lediglich in ein Stahlbett 72 des Höckers eingepresst und durch die Pressspannung gehalten. Eine Schwerspannhülse 73 dient als Zwischeneinsatz zwischen Höckerbett und Stahlbett für die Hartmetallspitze des ganzen Zangenhöckers.
- Wenn hier im Beispiel eine Zangenschneide mit nur zwei Höckern diskutiert wurde, soll aber doch erwähnt werden, dass eine Zangenschneide drei oder vier, ggf auch mehr Höcker aufweisen kann, was weiter oben mit dem Begriff "Gebiss" schon dokumentiert wurde.
Claims (3)
- Brechzange zum Abräumen von Bauwerken, insbesondere aus armiertem Beton, mit einem Zangenkörper (7) zur Aufnahme von zwei, über je ein eigenes Drehzentrum (2, 2') schwenkbaren Zangenteilen (1, 1'), die vom Drehzentrum weg in einen Zangenhebel (3, 3') für den Kraftangriff und in einen Schneidhebel (4, 4') für die Ausübung der Brechkraft aufgeteilt sind, wobei jeder Schneidhebel (4, 4') mit mindestens einem in Bezug auf das Drehzentrum (2, 2') inneren (A) und einem äußeren (B) Höcker versehen ist und wobei die Zangenteile (1, 1') vom Drehzentrum (2, 2') weg einen gegenüber den Höckern (A,B) als Hebel vorstehenden Zangenvorbau (11, 11') aufweisen, der Zangenvorbau (11, 11') Träge einer Trennklinge (6, 6') ist und die Trennklinge (6, 6') in Bezug auf das Drehzentrum (2, 2') in einem kleineren Abstand als demjenigen der Höcker (A,B) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Höcker (A, B) jedes Schneidhebels (4, 4') in einem Hökkerbett (60) eingesetzt sind, das seinerseits lösbar an dem Schneidhebel (4, 4') abgestützt ist. - Brechzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker (A, B) am Höckerbett (60) angeformt sind.
- Brechzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zangenhebeln (3, 3') ein aus zwei Zylindern (10, 10') und zwei durch eine gemeinsame Kolbenstange verbundene Kolben ausgebildeter Linearmotor angreift.
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