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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kippen einer Ladeschaufel, vorzugsweise eines Schaufelbaggers gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Baggerfahrzeuge mit Ladeschaufeln sind bekannt. Sie dienen einerseits dazu, Material auszuheben und an einem definierten Ort abzulegen, werden aber auch oft nur zum Transport von Material in der Ladeschaufel eingesetzt.
Die Ladeschaufel ist zu diesem Zweck um eine Achse im wesentlichen normal zur Fahrtrichtung kippbar am Grundrahmen eines in der Regel höhenverstellbaren Auslegers des Baggerfahrzeugs gelagert. Dadurch kann der Inhalt der Ladeschaufel durch Kippen derselben entleert werden.
Es sind auch Baggerfahrzeuge bekannt, deren Ladeschaufel zusätzlich um eine Achse seitlich zur Fahrtrichtung, also um eine Achse parallel zur Fahrtrichtung kippbar gelagert ist. Die Ladeschaufel kann dadurch nicht nur nach vorne in Bezug auf die Fahrtrichtung sondern auch seitlich gekippt werden. Dies bringt Vorteile beim Abladen des Inhalts der Ladeschaufel, da das Baggerfahrzeug nicht frontal auf den Abladebereich zufahren muss, was aus Platzgründen des öfteren nicht möglich ist. Das Rangieren des Baggerfahrzeuges, um in eine bestimmte Entladeposition zu gelangen, entfällt in vielen Fällen, was zu einer Zeitersparnis führt.
Um die Gefahr von Unfällen zu minimieren, verlangt der Gesetzgeber in vielen Ländern, dass die Ladeschaufel im nicht seitlich ausgekippten Zustand (Transportzustand) mechanisch verriegelt ist. Auch in jenen Ländern, wo dies der Gesetzgeber nicht vorsieht, wird die Sicherheit des Baustellenpersonals durch diese Massnahme erheblich gesteigert.
Bei bekannten Systemen erfolgt eine solche Verriegelung beispielsweise hydraulisch. Der Hydraulikkreis, der den für das Kippen erforderlichen Hydraulikzylinder steuert, ist in diesem Fall jedoch nicht ausreichend und es muss ein zusätzlicher Hydraulikkreis mit Betätigungsmöglichkeit für die Verriegelung vorgesehen werden.
In der US 3 203 565 wird eine in zwei Richtungen seitlich kippbare Ladeschaufel beschrieben, die mehrere Verriegelungsvorrichtungen aufweist, welche das unbeabsichtigte Kippen während der Fahrt verhindern sollen. Eine dieser Verriegelungsvorrichtungen ist über einen separaten Zusatzhydraulikzylinder angetrieben und nicht über den das Kippen verursachenden Haupthydraulikzylinder, was somit zusätzlichen Platz-, Montage- und Kostenaufwand darstellt. Eine weitere Verriegelungsvorrichtung wird zwar über den Haupthydraulikzylinder betätigt, allerdings ist der Verriegelungsmechanismus kompliziert und somit fehleranfällig ausgeführt.
So wird ein Bolzen in einem Langloch eines Lagerelementes von einer Seite auf die gegenüberliegende Seite verschoben, wodurch ein weiterer Bolzen einen Verriegelungsbolzen, welcher mittels einer Feder vorgespannt ist und von dieser in eine Halterung gedrückt wird, aus derselben herausdrückt, wodurch die Verriegelung der Ladeschaufel am Grundrahmen freigegeben wird. Wenn bei dieser Verriegelungsvorrichtung etwa die Feder versagt, ist die Verriegelung nicht mehr gegeben, unabhängig von der Funktionsfähigkeit des Haupthydraulikzylinders.
Die US 3 885 694 beschreibt eine seitlich kippbare Ladeschaufel, die ebenfalls in zwei Richtungen kippbar ist und mehrere Verriegelungsvorrichtungen aufweist, die das unbeabsichtigte Kippen während der Fahrt verhindern sollen. Diese Verriegelungsvorrichtungen sind aber nicht direkt mit dem Haupthydraulikzylinder für die Kippbewegung verbunden. Die Verriegelungsvorrichtungen sind vielmehr fix am Grundrahmen angebracht und werden nicht direkt über die Bewegung eines Hydraulikzylinders betätigt, sondern indirekt durch komplettes Verschieben der Ladeschaufel, das über direkt mit dem Haupthydraulikzylinder verbundene Mitnehmerelemente erfolgt. Auch bei dieser Lösung sind mehrere Hydraulikzylinder erforderlich.
Es ist auch bekannt, mechanische Verriegelungen vorzusehen. Diese sind jedoch handbetätigt, was dazu führt, dass der Fahrer des Baggerfahrzeugs nach jedem Betätigen der Ladeschaufel
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aussteigen muss, um die mechanische Verriegelung durchzuführen. Dies bedeutet jedoch einen beträchtlichen Zeitverlust, so dass in der Regel für kurze Fahrten diese Verrieglung nicht durchgeführt wird, was das Unfallrisiko beträchtlich erhöht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Baggerfahrzeug mit seitlich auskippbarer Ladeschaufel vorzusehen, welches die beschriebenen Nachteile verhindert und mithilfe des bereits vorhandenen Hydraulikzylinders eine Verriegelung der Ladeschaufel bewirkt.
Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung des Problems durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die erfindungsgemässe bewegliche Lagerung des Hydraulikzylinders am Grundrahmen, ist es möglich, aufgrund der alleinigen Betätigung des Hydraulikzylinders, die zum Kippen der Ladeschaufel erforderlich ist, die Verriegelung der Ladeschaufel gegen seitliches Kippen zu bewirken. Aus dem Merkmal, dass das Lagerelement einerseits beweglich am Grundrahmen angeordnet ist und andererseits fix mit dem Gehäuse des Hydraulikzylinders verbunden ist, ergibt sich, dass die Hubbewegung des Hydraulikzylinders zuerst dazu dient, dass Lagerelement am Grundrahmen zu verschieben. Erst wenn das Lagerelement wieder in eine Ruheposition am Grundrahmen gekommen ist, kann sich der Hydraulikzylinder daran abstützen und dessen Hubbewegung kann zum Kippen der Ladeschaufel verwendet werden. Diese Beweglichkeit gilt natürlich auch in der umgekehrten Richtung.
Das bedeutet, dass die letzten Zentimeter der Hubbewegung des Hydraulikzylinders nicht mehr dazu dienen, die Ladeschaufel in die nichtgekippte Position zu bringen, sondern das Lagerelement von seiner einen Ruheposition in seine andere zu bringen. Die Bewegung, die dabei vom Lagerelement ausgeführt wird, dient dazu, das am Lagerelement fix angeordnete Verriegelungselement von einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition zu bringen und umgekehrt.
Die Beweglichkeit des Lagerelementes am Grundrahmen wird dabei gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 durch ein im Lagerelement angeordnetes Langloch gewährleistet, in welchem ein vom Grundrahmen getragener Bolzen gleitet. Die Bewegungsrichtung des Lagerelementes kann dadurch exakt vorgegeben werden. Gleichzeitig erfolgt dadurch natürlich die Vorgabe der Bewegungsrichtung des Verriegelungselementes.
Das Merkmal des Anspruchs 3 beschreibt eine bevorzugte Anordnung des Lagerelements.
Durch die Ausrichtung des Langlochs gemäss dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 4 wird die im Vergleich zur Horizontalen schiefe Lage des Hydraulikzylinders ausgeglichen, so dass eine im wesentlichen horizontale Längsbewegung des Lagerelements und somit des Verriegelungselementes dieses in die Aufnahme führt und wieder daraus entfernt. Die Bewegung des Lagerelementes erfolgt exakt in Richtung der Längsachse des Langlochs, so dass auch das am Lagerelement angeordnete Verriegelungselement genau dieser Bewegungsrichtung folgt. Die Aufnahme muss daher so ausgerichtet werden, dass das Verriegelungselement hinein und wieder herausgeführt werden kann.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 wird das Verriegelungselement nicht nur in die dafür vorgesehene Aufnahme (Lasche) geschoben, sondern presst zusätzlich diese und somit die Ladeschaufel gegen den Grundrahmen, wodurch eine Art Anzugsmoment entsteht.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 präzisieren, dass der Hydraulikzylinder einerseits am Grundrahmen sowohl dreh- als auch längsbeweglich gelagert ist und andererseits an der Ladeschaufel nur drehbeweglich. Auf diese Art und Weise wird die erfindungsgemässe Funktion der Verriegelung ermöglicht.
Durch das Vorsehen eines Federelements gemäss dem kennzeichnenden Merkmal des An-
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spruchs 7, wird die Gleitbewegung im Langloch während einer eventuellen Schwebestellung beim Seitenkippvorgang oder während eines Lastwechsels gedämpft.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 beschreiben eine bevorzugte Ausführungsform des Verriegelungselementes.
Im Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines Auslegers eines Baggerfahrzeugs samt Ladeschaufel Fig. 2 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kippen einer Ladeschaufel in verriegeltem
Zustand Fig. 3 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kippen einer Ladeschaufel in entriegeltem
Zustand Fig. 4 eine Ansicht eines Auslegers eines Baggerfahrzeugs samt Ladeschaufel in seitlich gekipptem Zustand Fig. 5 eine detaillierte Ansicht einer Ladeschaufel samt Hydraulikzylinder und Verriegelungs- mechanismus in nichtgekipptem Zustand Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines Auslegers 12 eines Baggerfahrzeugs. Der Ausleger 12 besteht aus einem Grundrahmen 7, welcher eine Ladeschaufel 5 trägt. Diese ist um eine Achse seitlich zur Fahrtrichtung kippbar angeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt das Kippen um die Drehachse 11. Die Ladeschaufel 5 ist des weiteren um ihre Längsachse, also eine Drehachse normal zur Drehachse 11kippbar. Die Ausbildung dieser Kippmöglichkeit ist jedoch nicht Gegenstand dieser Anmeldung so dass lediglich darauf hingewiesen wird, dass das Kippen in an sich bekannter Weise auch um diese Achse möglich ist.
Zum Verriegeln der Ladeschaufel ist eine Verriegelungsmechanismus wie in Figuren 2 und 3 ersichtlich, vorgesehen. Das Kippen der Ladeschaufel 5 erfolgt über einen Hydraulikzylinder 1.
Dieser ist einerseits drehbar an der Ladeschaufel 5 gelagert und andererseits drehbar und längsverschieblich am Grundrahmen 7. Die Lagerung am Grundrahmen 7 erfolgt über ein Lagerelement 2, welches fix mit dem Gehäuse des Hydraulikzylinders 1 an dessen Stirnseite verbunden ist, vorzugsweise angeschweisst ist. Das Lagerelement 2 weist ein Langloch 3 auf, in welchem ein Zylinderlagerbolzen 10 gleiten kann, der zwei parallel zueinander verlaufende Schenkel 13 des Grundrahmens miteinander verbindet, die das Lagerelement 2 zwischen sich aufnehmen. Am Lagerelement 2 ist ein Verriegelungselement 4 angeordnet, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Bolzen ausgebildet ist. Ein Federelement 9, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Druckfederelement ausgebildet ist, stützt das Lagerelement 2 zusätzlich am Grundrahmen 7 ab.
In der in Fig. 2 ersichtlichen verriegelten Stellung der Ladeschaufel 5 (Transportstellung) befindet sich das Verriegelungselement 4 in einer an der Ladeschaufel angeordneten Aufnahme 8, die als Lasche ausgebildet ist. Der Zylinderlagerbolzen 10 liegt an der sich vom Hydraulikzylinder 1 weiter entfernt befindlichen Innenseite 14 des Langlochs 3 an. Ein weiteres Zusammenziehen des Hydraulikzylinders 1 ist in diesem verriegelten Zustand nicht mehr möglich. Die Ladeschaufel 5 ist gegen unbeabsichtigtes, seitliches Kippen gesichert.
Soll die Ladeschaufel 5 nun gekippt werden, erfordert dies die Entriegelung der Vorrichtung.
Dies geschieht durch Betätigung des Hydraulikzylinders 1, der zu diesem Zweck ausgefahren wird. Die ersten Zentimeter dieser Ausfahrbewegung dienen jedoch nicht dem Kippen der Ladeschaufel 5, sondern dazu, das Lagerelement 2 von einer Position wie in Fig. 2 ersichtlich in eine Position wie in Fig. 3 ersichtlich zu bewegen. Da die Lagerung des Hydraulikzylinders 1 an der Ladeschaufel 5 keine Längsbeweglichkeit zulässt, jene Lagerung am Grundrahmen 7 aber schon, verschiebt sich das Lagerelement 2 entlang einer Bahn, die durch das Langloch 3, insbesondere dem Verlauf der Längsachse 17 des Langlochs 3, vorgegeben ist, bis der Zylinderlagerbolzen 10 an der dem Hydraulikzylinder 1 näherliegenden Seite 15 des Langlochs ansteht.
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In dieser Position wurde durch die Längsbewegung des Lagerelementes 2, das Verriegelungselement 4 aus der Aufnahme 8 gezogen, wodurch die Ladeschaufel 5 entriegelt wurde. Erst dann kann sich der Hydraulikzylinder 1 am Grundrahmen 7 wieder fix abstützen und der weitere Hub dient zum Kippen der Ladeschaufel 5.
Das Federelement 9 dient dabei zur Dämpfung der Bewegung des Lagerelementes 2 während einer Schwebestellung beim Seitenkippvorgang oder während eines Lastwechsels.
Es ist vorgesehen, dass die Achse 17 des Langlochs mit der Achse 16 des Hydraulikzylinders einen Winkel a einschliesst der kleiner, gleich 20 beträgt, vorzugsweise kleiner als 10 . Dadurch wird die Schrägstellung des Hydraulikzylinders ausgeglichen, so dass das Verriegelungselement 4 eine im wesentlichen horizontale Bewegung in die Aufnahme 8 vollführen kann. Die Schrägstellung des Hydraulikzylinders ist abhängig vom Typ des Baggerfahrzeugs und variiert daher von Fahrzeug zu Fahrzeug.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Achse 17' des Langlochs 3 mit der Achse 19 der Verriegelungslasche 8 ebenfalls einen Winkel einschliesst. Dadurch wird im Falle der oben beschriebenen Verriegelungsbewegung die Ladeschaufel 5 nicht nur in die Aufnahme 8 eingeführt, sondern zusätzlich gegen den Grundrahmen gepresst, wodurch das Aufeinanderschlagen von Ladeschaufel 5 und Grundrahmen 7 während des Transports insbesondere während des Leertransports verhindert wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Schrägansicht des Auslegers 12 eines Baggerfahrzeugs, jedoch mit seitlich gekippter Ladeschaufel 5. Das Verriegelungselement 4 ist zu diesem Zweck wie bereits beschrieben, aus der an der Ladeschaufel 5 angeordneten Aufnahme 8 (in dieser Fig. nicht sichtbar), einer Lasche, im Zuge der Bewegung des Hydraulikzylinders 1 entfernt worden.
Fig. 5 zeigt nochmals vergrössert Ladeschaufel 5 samt Hydraulikzylinder 1, Lagerelement 2, Verriegelungselement 4 und Aufnahme 8 in verriegeltem Zustand.
Patentansprüche : 1. Vorrichtung zum Kippen einer an einem Grundrahmen (7) angeordneten Ladeschaufel (5) eines Schaufelbaggers, seitlich zur Fahrtrichtung, mit einem das Kippen verursachenden
Hydraulikzylinder (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Gehäuse des Hydraulik- zylinder (1) verbundenes, ein Verrieglungselement (4) aufweisendes Lagerelement (2), über welches der Hydraulikzylinder (1) beweglich am Grundrahmen (7) gelagert ist, vorge- sehen ist, und das Lagerelement (2) in Abhängigkeit von der Bewegung des Hydraulikzy- linders (1) bewegt wird und das Verriegelungselement (4) in eine dazu passende an der
Ladeschaufel (5) angeordnete Aufnahme (8), vorzugsweise eine Verriegelungslasche schiebt bzw. daraus entfernt.