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Hydraulischer Tieflöffelbagger zum Anbau an ein Trägerfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Tieflöffelbagger zum Anbau an ein Trägerfahrzeug, bestehend aus einem am Fahrzeug einhängbaren Rahmen mit seitlichen, nach unten ausfahrbaren Abstützstempeln und aus einem auf dem Rahmen quer verschiebbaren Schlitten für den seitlichen sowie für den vertikalen Schwenkantrieb des über einen Löffelstiel mit dem Baggerlöffel verbundenen Auslegers.
Bekannte, auf dem Markt befindliche Anbaugeräte dieser Art sind relativ schwer, teuer in der Herstellung und in der Wartung ; sie sind darüber hinaus nicht zum Anbau an übliche Schlepper oder landwirtschaftliche Hilfsfahrzeuge, wie kleinere geländegängige Lastwagen, geeignet. Auf Grund der schweren und teueren Ausführung kommen diese bekannten Anbaugeräte fast ausschliesslich dort zur Anwendung, wo bereits ein Fuhrpark von schwereren Erdbewegungsgeräten, wie Planierraupen, Schaufelladern u. dgl. zur Verfügung steht. Selbst in diesem Fall müssen an dem Trägerfahrzeug jedoch noch kostspielige Umbauten bzw. Veränderungen an der Hydraulikanlage vorgenommen werden. Bei Schaufelladern und Planiergeräten z.
B. ist die Hydraulikanlage höchstens während 1ff1/o der Arbeitszeit belastet, da während der ändern Zeit, nämlich während des Schürfens und der Fahrt zwischen der Lade- und Entladestelle alle erforderlichen Kräfte nur vom Antriebsmotor bzw. von den Rädern oder Raupen abgenommen werden. Ein auf einem Trägerfahrzeug montierter Tieflöffelbagger dagegen steht fest und sämtliche Bewegungen werden von der Hydraulikanlage gesteuert, die schnell überlastet und damit zu heiss wird, da sie nur für einen Planierbetrieb oder für den Betrieb eines Schaufelladers ausgelegt ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines anbaubaren Tieflöffelbaggers, dessen Anschaffung auch für einen kleinen Fuhrpark oder z. B. für einen Landwirt wirtschaftlich ist, bei dem Baggerarbeiten relativ selten vorkommen und bei dem die sonst notwendigen Hilfsmittel (Hubgerät oder Kran) und Werkzeuge zum An- und Abbauen des Tieflöffelbaggers an das Trägerfahrzeug fehlen.
Es kommt daher darauf an, ein bekanntes Anbaugerät in der Weise zu verbessern, dass es in erster Linie ein geringes Gewicht erhält und damit auch an kleinere Schlepper montiert werden kann, dass durch einfache, jedoch allen auftretenden Beanspruchungen genügende Konstruktion eine vereinfachte Fertigung, eine vereinfachte Wartung (Ersatzteile) und damit eine erhebliche Gesamtverbilligung, also ein selbst unter Berücksichtigung geringer Ausnutzung in seiner Anschaffung und in seiner Leistung wirtschaftliches Anbaugerät, entsteht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem hydraulischen Tieflöffelbagger der eingangs bezeichneten Art gemäss der Erfindung dadurch, dass der Rahmen aus einem oberen und einem unteren waagrechten Hohlprofil sowie aus zwei senkrechten, seitlich offenen U-Profilen besteht und an der Anbauseite einen oder mehrere odere Haken zur Verbindung mit einem oberen Lager sowie eine untere waagrechte Achse zur Verbindung mit unteren, nach oben offenen Lagerkonsolen auf dem Trägerfahrzeug aufweist und der verschiebbar an der Front- und Oberfläche anliegende Schlitten auf seiner Oberseite den seitlichen Schwenkantrieb für eine waagrechte Lagerplatte trägt,
deren hinteres Ende um eine senkrechte Schwenkachse auf der Oberfläche des Schlittens drehbar ist und an ihrem vorderen freien Ende als
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Lager für die vertikale Schwenkbewegung des Auslegers ausgebildet ist, wobei in den senkrechten seit- lich offenen U-Profilen des Rahmens als Abstützstempel dienende Hydraulikzylinder verschiebbar ge- führt sind, deren nach oben weisende Kolbenstangen in Axialrichtung fest, jedoch seitlich beweglich gehaltert sind, und in dem Raum zwischen den Rahmenprofilen ein in die Hydraulikanlage des Träger- fahrzeuges einschaltbarer, als Zusatztank dienender rohrförmiger Ölkühler untergebracht ist.
Der Rahmen für den Lagerschlitten erhält somit eine besonders einfache Konstruktion mit seitlich of- fenen senkrechten U-Profilen in Verbindung mit einer einfachen, jedoch sicheren Kupplungs- oder Ein- hängeeinrichtung. Der Rahmen wird darüber hinaus durch den eingebauten, als Zusatztank dienenden Ölkühler platzmässig gut ausgenützt und versteift. Der Ölkühler ist zum Anbau des Gerätes an solche
Trägerfahrzeuge notwendig, deren Hydraulikanlage für den Betrieb eines stationär arbeitenden Tieflöf- felbaggerszukleinist. Die in den seitlich offenen U-Profilen angeordneten, als Abstützstempel dienen- den Hydraulikzylinder führen zu einer leicht zugänglichen und einfach zu wartenden Bauweise.
Bei be- kannten Abstützstempeln sind die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder mit im Querschnitt rechtecki- gen Abstützstempeln verbunden, die teuer, schwer herstellbar und nicht spielfrei zu machen sind. Auf
Grund des vorhandenen Spiels kann bei am Rahmen angreifenden starken seitlichen Kräften eine Verbie- gung der Kolbenstangen eintreten, so dass die Abdichtung zwischen Kolbenstange und Zylinder zerstört wird. Erfindungsgemäss ist die Kolbenstange axial fest, jedoch seitlich beweglich gehalten, so dass bei auftretenden Biegekräften die Kolbenstange ausweicht und den Biegungen des Zylinders folgt.
Der rauhe Betrieb an Baustellen macht es erforderlich, den Schwenkantrieb möglichst geschützt, gemäss der Erfindung auf der Oberseite des Schlittens anzuordnen. Die leichte Konstruktion ist auch hier dadurch gewährleistet, dass die seitlichen Schwenkkräfte vom Antrieb direkt auf den Ausleger übertragen werden, indem der Ausleger entgegen der bisher bekannten Ausführung oben etwa in der gleichen Ebene wie der Schwenkantrieb gelagert ist. Damit erübrigt sich eine steife und schwere Verbindung zwischen dem oberen und unteren Lager, die sonst grossen Torsionskräften standhalten muss. Da der Auslegerzy- linder an der Lagerplatte angelenkt ist und sich unterhalb des Auslegers befindet, steht zum Anheben von Lasten die gesamte Kolbenquerschnittsfläche zur Verfügung, während beim Absenken die kleinere
Differenzkolbenfläche beaufschlagt wird.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Beispielen im einzelnen beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Anbaugerätes gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 2 eine Vorderansicht des Anbaurahmens mit abgenommenem Lagerschlitten ; Fig. 3 einen Querschnitt durch die Rahmenseitenteile und den darin aufgenommenen Ab- stützstempel nach der Schnittlinie III-III in Fig. 2 ; Fig. 4 einen Querschnitt durch den Anbaurahmen nach der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2, wobei der rohrförmige Ölkühler und eine Einhängevorrichtung zur Verbindung mit dem Fahrzeug eingezeichnet sind, und Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des
Hauptrahmens mit den am Trägerfahrzeug sitzenden Befestigungs- und Antriebseinrichtungen.
Fig. 6 zeigt einen Aufriss zu Fig. 2, von der Antriebsseite her gesehen.
Die wesentlichen Teile des Anbaugerätes sind in Fig. 1 gezeigt. Der Anbaurahmen 10 ist mit zwei Abstützstempeln 11 ausgestattet, die in U-förmigen Seitenteilen verschiebbar geführt sind. An der zum Fahrzeug weisenden Seite des Anbaurahmens ist eine Einhängevorrichtung befestigt, die aus oberen Haken 12 und aus einer in einem Abstand darunterliegenden Welle 13 besteht. Am Fahr- zeug sind entsprechende Aufnahmen vorgesehen, z. B. obere Gegenhaken oder Laschen für die Ha- ken 12 und untere Haken in Lagerkonsolen für die Welle 13. Auf die Welle 13 können hülsen- oderlagerförmige Zwischenstücke aufgesetzt werden, welche formschlüssig mit den Lagerkonsolen bzw. den dort verwendeten Sicherungselementen (Stift, Bolzen) in Eingriff treten und zur Verteilung der über- tragenen Kräfte dienen.
An der dem Fahrzeug abgekehrten Seite des Rahmens 10 liegt ein Lagerschlitten 14 an, der mit einem den Rahmenoberteil umgreifenden Bauteil aufliegt und den Schlitten bei seiner Q uerverschie- bung am Rahmen festhält. Eine an der Oberseite des Schlittens 14 befestigte senkrechte Schwenkach- se 15 lagert eine waagrecht verlaufende Platte 16, die an ihrem vorderen Ende zu einem Lager- kopf erweitert ist. Im Bereich ihres rückwärtigen Endes steht die Platte 16 mit dem Antrieb 17 für die seitliche Schwenkbewegung in Verbindung. An der Unterseite des Lagerschlittens 14 sitzt eine untere Schwenkachse 18, welche mit der oberen Schwenkachse ausgefluchtet ist. Auf dieser unteren
Schwenkachse 18 ist eine untere Platte 19 gelagert, die über ein senkrechtes Versteifungsprofil 20 mit der oberen Platte 16 starr verbunden ist.
Die obere Platte 16 nimmt in ihrem vorderen enfeu- tertsen Ende die Schwenkachse 21 des Auslegers 22 auf, während an der unteren Platte 19 eine
Welle zur schwenkbaren Anlenkung des Arbeitszylinders 23 für den Ausleger 22 gelagert bzw. be-
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festigt ist. Die Kolbenstange 24 des Arbeitszylinders 23 ist im Bereich des vorderen Endes des Auslegers schwenkbar mit diesem verbunden. Aus der beschriebenen Anordnung lässt sich erkennen, dass die Kräfte des Schwenkantriebes 17 auf kürzestem Weg über Verbindungslaschen 25 zur oberen Platte 16 und damit auf den Ausleger 22 übertragen werden.
Aus diesem Grunde kann auf eine bei bekannten Bauarten übliche robuste Bemessung der Drehsäule verzichtet werden ; die Drehsäule besteht im vorliegenden Fall aus dem Versteifungsprofil 20, das auf Grund seiner Befestigung an den oberen und unteren Platten 16 bzw. 19 einen ausreichenden Abstand von der Schwenkachse erhält, damit ein möglichst grosser Schwenkbereich, 1800, erzielt werden kann. Als weiterer Vorteil der oberen Anlenkung des Auslegers 22 und der darunterliegenden Anlenkung des Arbeitszylinders 23 ist zu werten, dass zum Ausheben einer Last mit dem am Löffelstiel 26 befestigten Baggerlöffel 27 die gesamte Kolbenfläche im Arbeitszylinder 23 zur Verfügung steht.
Entgegen bekannten Konstruktionen wird gemäss der Erfindung der Anbaurahmen selbst als Träger bzw. als Führung für den querverschiebbaren Lagerschlitten ausgenutzt, so dass sich, abgesehen von der ohnehin leichten Hohlprofilbauweise, weitere Gewichtseinsparungen durch Fortfall einer besonderen Schlittenführung ergeben. Das mehrseitig Anliegen des Schlittens 14 an dem Anbaurahmen 10 erweist sich im Hinblick auf den rauhen Betrieb, Verschmutzung und Korrosion bei derartigen Geräten ebenfalls als besonders günstig. Soll der Lagerschlitten 14 seitlich versetzt werden, so sind an ihm einige in Fig. 4 angedeutete Schrauben zu lösen, die in entsprechende Gewindebohrungen auf der Vorderseite des Rahmens 10 (vgl. Fig. 2) eingreifen, während die oberen senkrechten Schrauben als Klemmschrauben wirken können.
In Fig. 2 ist der Anbaurahmen 10 mit angenommenem Lagerschlitten 14 gezeigt. Der Rahmen 10 besteht aus zwei Längsholmen 28 mit rechteckigem Hohlprofil und zwei U-förmigen Seitenteilen 29, deren offene Seiten nach aussen weisen. Die miteinander verschweissten Profile lassen einen Innenraum in dem Rahmen frei, in dem ein Zusatzöltank 30 untergebracht werden kann. Dieser Öltank 30 besteht zweckmässigerweise aus dünnwandigen Rohren, so dass über ihn das im Kreislauf befindliche Öl abgekühlt und auf Grund des Tankvolumens in seiner Menge erheblich vergrössert wird. Durch die geschweisste Hohlprofil-Konstruktion ist der Anbaurahmen 10 besonders leicht und verwindungssteif. Falls erforderlich, können zusätzliche Querstreben zwischen den Längsholmen 28 vorgesehen sein.
DasU-Profilder Rahmenseitenteile 29 (Fig. 2,3 und 4) dient zur Aufnahme auswechselbarerFührungsringe 31 fürdieAbstützstempel 11. DieFührungsringe 31sindinindemU-Profil eingesetzten querverlaufenden Platten 32 gelagert und dienen zur Gleitlagerung für den ausfahrbaren Hubzylinder 33, der an seinem unteren Ende eine kegelförmige Fuss platte 34 trägt, von der zwei nach unten gerichtete, sich kreuzende Querstege 35 vorstehen. Auf Grund der Kegelform kann bei ausgefahrenen Stempeln die Erde seitlich nicht so leicht verdrängt werden, während anderseits die Querstege 35 dazu beitragen, dass bei hartem unebenem Boden die Abstützkraft mittig auf den Abstützstempel übertragen wird.
Da der Hubzylinder 33 als Abstützstempel dient und beweglich ist, muss die Kolbenstange 36 festgehalten werden. Dies geschieht im vorliegenden Fall beispielsweise mittels zweier an ihr durch Sprengringe 37 in Abstand gehaltene Flansche 38, 38a welche zwischen sich eine im Seitenrahmenteil 29 befestigte Querplatte 39 aufnehmen. Die Querplatte 39 enthält eine grössere Öffnung 40 als der Durchmesser der Kolbenstange 36, damit sich die Kolbenstange immer auf die Mittelachse der Führungsringe einstellen kann, d. h. damit ihre horizontal wirkenden Seitenkräfte, herrührend aus Fluchtungsfehlern der Stempelführungen oder aus äusseren Kräften beim Arbeiten mit dem Baggerlöffel, femgehalten werden. Auf diese Weise entsteht eine sichere und ohne die Fertigung erschwerende Toleranzen herzustellende, einfache Stempelführung.
Die Kolbenstange 36 ist hohl aus- geführt und enthält ein durchgehendes Rohr 41. Das Rohr 41 und der durch das Rohr gebildete Ringraum in der Kolbenstange stellen die beiden hydraulischen Zuführungskanäle zur Hub- oder Absenkbewegung des Abstützstempels 11 dar, wobei in der Kolbenstange 36 ein äusserer Anschluss 39a und eine entsprechende innere Öffnung zur Beaufschlagung der DifferenzkolbenflächeimHubzylinder vorgesehen sind.
Soll ein Führungsring 31, die Kolbenstange 36 oder der Hubzylinder 33 ausgewechselt werden, so löst man nur den oberen Sprengring 37 und die hydraulischen Anschlüsse, worauf sich der Hubzylinder mit Kolbenstange aus den Führungsringen im Seitenteil 29 nach unten herausziehen lässt, so dass auch die Führungsringe freiliegen.
Der Rahmen 102 des Tieflöffelbaggers kann entsprechend starr mit einem oder mehreren oberen
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Haken 115 und einer unteren waagrecht verlaufenden Welle 116 ausgestattet sein, die von der Rahmenrückseite in Richtung auf das Fahrzeug weisen. Am Trägerfahrzeug sind in entsprechendem Höhenabstand obere Laschen oder Gegenhaken 118 oder eine waagrechte Welle vorgesehen, während die untere am Hauptrahmen 102 befestigte Welle 116 in mit dem Trägerfahrzeug starr verbundenen Lagerkonsolen 119 aufgenommen wird. Zur Sicherung des Anbaugerätes in angeschlossenem Zustand können Sicherungsstifte oder Bolzen 120 in an sich bekannter Weise Anwendung finden.
Um die Welle 116 oder entsprechende Wellenstümpfe in den Lagerkonsolen 119 formschlüssiger und sicherer zu lagern, können lagerförmige Zwischenstücke 117 zur Anwendung kommen, die man über die Wellenstümpfe 116 schiebt und die in den Lagerkonsolen 119 aussen formschlüssig mit den Sicherungselementen 120 in Eingriff treten. Die Zwischenstücke 117 haben die Aufgabe die vom Anbaugerät auf die Lagerkonsolen 119 des Schleppers 112 übertragenen Kräfte gleichmässiger auf die Sicherungselemente 120 zu verteilen. Sie können zu diesem Zweck innen zur Aufnahme der Welle zylindrisch sein und aussen eine zur Weiterleitung der Kräfte auf die Lagerkonsolen 119 bzw. auf die Sicherungselemente 120 zweckmässige andere Gestalt aufweisen, damit die Sicherungselemente sich bei den auftretenden Beanspruchungen nicht verformen.
Bei entsprechender Ausgestaltung der Lagerkonsolen 119 können die Zwischenstücke 117, z. B. die Welle 116, halb oder mehr umgebende Lagerschalen oder geschlitzte Hülsen sein.
Die Antriebsverbindung zwischen dem Trägerfahrzeug und dem Anbaugerät besteht aus der am Trä- gerfahrzeug befindlichenzapfwelle 121, auf deren Profil eine Hohlwelle 122 mit entsprechendem Innenprofil soweit verschoben, wird, bis die mit ihr kardanisch verbundene weitere Muffe 123 auf die ebenfalls kardanisch angelenkte Zapfwelle 124 der im Hauptrahmen untergebrachten Pumpe 125 aufgeschoben werden kann.
In Fig. 6 ist schematisch der Aufbau des Hauptrahmens und der in ihm und an ihm gelagerten Hydraulikaggregate dargestellt. Man erkennt bei 125 die Hydraulikpumpe, welche über ihre Zapfwelle 124 vom Trägerfahrzeug angetrieben wird. Über Druckleitungen 126 werden die oben liegenden Steuerorgane 127 beaufschlagt, mit denen der Ausleger 104 und die Stützfüsse 103 betätigt werden. Das überschüssige und das aus den Arbeitszylindern abfliessende Öl gelangt über die Steuerorgane 127 und die Rücklaufleitung 128 in einen Ölfilter 129 und von dort in einen Vorratsbehälter 130, der sich direkt oberhalb der Pumpe 125 befindet. Die Pumpe ist auf die Zapfwellendrehzahl abgestimmt und steht auf Grund der zweckmässigen Anordnung über eine nur kurze Leitung 131 mit dem Vorratsbehälter in Verbindung.
Da die Pumpe direkt auf dem Anbaugerät untergebracht ist, werden auch die notwendigen Leitungen zu den Steuerorganen kürzer, und der Wirkungsgrad wird verbessert. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die bei fehlender Pumpe auf dem Anbaugerät üblichen Leitungskupplungen, Absperrorgane und zusätzlichen Sicherheitsventile eingespart werden können. Durch die räumlich gedrängte Unterbringung von Pumpe und Vorratsbehäl- terergibt sich bei Neutralstellung der Steuerorgane ein besonders kurzer Ölkreislauf, was darüber hinaus zur Verringerung von Leistungsverlusten beiträgt.
Der An- und Abbau des Tieflöffelbaggers an ein beliebiges mit Zapfwelle und Dreipunktaufhängung oder andern Halterungen versehenes Trägerfahrzeug erfolgt derart, dass über die zusammenschiebbare Gelenkwelle die Hydraulikpumpe an die Zapfwelle angeschlossen wird. Auf Grund der im Anbaugerät untergebrachten Hydraulikanlage ist ein besonders leichtes Anhängen des Anbaugerätes auf an Trägerfahrzeuge mit starren Anlenkpunkten gewährleistet, da nach Einschalten des Zapfwellenantriebes der Bagger durch Betätigen der angebauten hydraulischen Stützfüsse 103 ohne zusätzliche Hilfsmittel bequem in die Lage der Anhängestellen gebracht werden kann.
Auf Grund der erfindungsgemässen Ausgestaltung des Anbaugerätes wird erreicht, dass der Schwerpunkt des Gerätes sehr dicht am Fahrzeug liegt und eine günstige Transportlage gewährleistet ist.
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