Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Hin- und Herbewegung. Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung der Einrichtung in einem Schaufellader.
Schaufellader haben gewöhnlich eine von Hubarmen drehbar getragene Schaufel, welche mit an den Hubarmen angelenkten Kippzylindern über ein geeignetes Kippgestänge verbunden ist. Das Kippgestänge hält die Schaufel im allgemeinen in einer dauernd gekippten Lage, während sie angehoben oder von den Hubarmen heruntergelassen wird. Zusätzlich erlaubt das Kippgestänge ein Drehen der Schaufel vorwärts oder rückwärts, z. B. zwischen ihrer tragenden und entleerenden Lage, je nach Betätigung der Kippzylinder.
Es hat sich herausgestellt, dass es wünschenswert ist, eine Einrichtung zu schaffen, um die Schaufel automatisch in die richtige Lage zu bringen, um bestimmte Arbeiten durchzuführen. Automatische Einrichtungen, die dazu dienen, die Schaufel in die richtige Lage zu bringen. werden gewöhnlich zum Feststellen der Schaufel in einer Ladestellung verwendet, in welcher ihr Boden normalerweise parallel zum Erdboden verläuft. Die gedrehte Lage der Schaufel ist in dieser Stellung etwas kritisch und der Bedienungsmann kann die Schaufel nicht ganz sehen. wenn sie Bodenhöhe erreicht.
Die Ladestellung der Schaufel kann am besten durch das entsprechende Ausfahren der hydraulischen Kippzylinder begrenzt werden. Früher wurden gewöhnlich hydraulische Steuerventile zum Einstellen dieser Lage der Schaufel verwendet. Jedoch sind die Ventilteile im allgemeinen der Verschmutzung und anderen Überbleibseln beim Laden ausgesetzt, so dass sie dem Verrotten oder mechanischer Beschädigung untenvorfen sind. Solche Fehler verhindern gewöhnlich die wirksame Betätigung der Anordnung, welche dazu dient, die Schaufel in die richtige Lage zu bringen und behindern manchmal die Betätigung des gesamten Kippsteuersystems.
Im Schweizer Patent Nr. 505 259 ist ein System gezeigt, welches eine zwangsläufige der Lage der Schaufel entsprechende. elektrische Einrichtung vorsieht, um die Schaufel in die richtige Lage zu bringen. Während die in diesem Patent gezeigte Ausführung zu guten Ergebnissen geführt hat, hat sich ihre Anwendung bei grossen Maschinen als nur teilweise zufriedenstellend erwiesen, weil die notwendige Länge des Armes zum Halten des Schalters in der genauen Lage so gross ist. dass er die Schaufel behindert, wenn die Schaufel in die Tragstellung zurückgezogen wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist um ein erstes Organ geradlinig in Bezug auf ein zweites Organ zu bewegen, und eine elektrische Quotientenschaltvorrichtung vorgesehen ist, die folgende Bestandteile aufweist: mindestens einen elektrischen Schalter, der in der Nähe des zweiten Organs ortsfest angeordnet ist und Steuerkontakte zum Schliessen und Öffnen elektrischer Schaltkreise aufweist, eine mit den Steuerkontakten des Schalters und den genannten Mitteln elektrisch verbundene Schaltung, um eine Bewegung des ersten Organs in Bezug auf das zweite Organ zu steuern, eine zwischen dem ersten und dem zweiten Organ angeordnete federnde Vorrichtung und eine schwebende Betätigungsvorrichtung, die an der federnden Vorrichtung in der Nähe des Schalters aufgehängt ist und die Steuerkontakte betätigt,
wenn sich die federnde Vorrichtung aufgrund der Relativbewegung des ersten Organs in Bezug auf das zweite Organ ausdehnt oder zusammenzieht, wobei ein Quotientwert der Bewegung der Betätigungsvorrichtung zugeführt wird, um diese zum Schalten zu veranlassen, wenn sie sich in Bezug zum elektrischen Schalter bewegt.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschreiben. Es zeigen:
Fig. 1 den vorderen Teil eines Schaufelladers und eine teilweise schematische Darstellung eines Steuerkreises für die Laderschaufel als Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des oberen Endes des Zylinders zum Kippen und dessen Verlängerung.
Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht des axialen Rohres innerhalb der Verlängerung des Zylinders zum Kippen.
Fig. 4 einen Schnitt der Verlängerung des Zylinders zum Kippen entlang der Linie IV-IV der Fig. 2, und
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der Figur 2, welche ein anderes Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Steuersystems an dem Zylinder zum Kippen dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 11 mit einer im Punkt 13 an einem Paar von Hebelarmen 14 angelenkten Laderschaufel 12 dargestellt. Ein hydraulischer Antrieb zum Kippen oder Heben der Laderschaufel 12 mit einem Zylinder 16 und einer herausragenden Kolbenstange 17 ist über ein Kippgestänge, bestehend aus einem Hebel 19 und einer Stange 21, mit jedem der beiden Hebelarme 14 sowie der Laderschaufel 12 verbunden.
Anheben und Herablassen der Schaufel wird durch die Hubzylinder 15. welche zwischen dem Fahrzeug und den Hubarmen 14 angeordnet sind, bewerkstelligt.
Ein Steuerkreis zur Betätigung der Schaufel und insbesondere zur Betätigung des Zylinders 16 zum Kippen ist in dem schematischen Teil der Zeichnung allgemein mit 26 bezeichnet, dargestellt. Ein Steuerventil 27 weist einen Schieber 28 auf, welcher durch einen Betätigungshebel 29 wahlweise unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit von einer Pumpe und einer Einlassleitung 32 in das Kopfende oder das Stangenende des Zylinders 16 über Leitungen 33 bzw. 34 leiten kann.
Die Schaufel 12 kann durch Schieben des Hebels 29 und des Schiebers 28 nach links zurückgezogen oder in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn. im Sinne der Fig. 1 gedreht werden. Wenn der Schieber so geschoben wird, wird die Flüssigkeit von der Leitung 32 zum Stangenende des Zylinders 16 durch die Leitung 34 geleitet, so dass die Kolbenstange in den Zylinder 16 hineingezogen wird. Die Schaufel kann auch durch Schieben des Hebels 29 und des Schiebers 28 nach rechts ausgekippt oder in Richtung des Uhrzeigersinns, im Sinne der Fig. 1 gedreht werden. Dabei wird die Flüssigkeit durch die Leitung 33 zum Kopfende des Zylinders 16 geleitet, so dass die Kolbenstange 17 ausgefahren und die Schaufel in Uhrzeigersinn bewegt werden.
In Fig. 1 sind der Hebel und der Schieber in einer Lage dargestellt, in welcher der Zylinder 16 vom Kreislauf der Flüssigkeit getrennt ist, so dass der Zylinder 16 die Schaufel nicht bewegen kann.
Bei einem derartigen Steuerkreis ist es wünschenwert, dass der Bedienungsmann die Lage des Hebels 29 für ausgewählte Drehbewegungen der Schaufel einstellen und dann seine Aufmerksamkeit der Betätigung des Fahrzeuges widmen kann, während die Kippbewegung der Schaufel während ausgewählter Teile eines Ladevorganges automatisch begrenzt ist.
Zur Ausführung eines typischen Ladevorganges wird die Schaufel in eine Lage gebracht, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.
Das Fahrzeug fährt dann vorwärts, um Material in die Schaufel zu laden. Wie es bei solchen Vorgängen üblich ist, wird die Schaufel dann abwechselnd durch den Hubzylinder 15 angehoben und durch den Kippzylinder 16 zurückgezogen, um eine bessere Ladung der Schaufel zu erreichen. Dieser Vorgang wird gewöhnlich als das Rütteln der Schaufel bezeichnet.
Wenn die Schaufel vollständig beladen ist. wird sie in eine nicht dargestellte Traglage ganz zurückgezogen und von den Hubzylindern 15 in eine zum Ausleeren geeignete Lage angehoben. Wenn die Schaufel dann über einem Transportfahrzeug oder einem Abladeplatz steht, wird sie nach vorn im Uhrzeigersinn unter die in Fig. 1 dargestellte Drehstellung versetzt, um das Material aus der Schaufel zu schütten.
Während der oben beschriebene Arbeitsablauf durchgeführt wird, kann der Bedienungsmann voll mit dem Steuern und dem Zurückfahren des Fahrzeuges zum Ladeplatz beansprucht sein, um einen neuen Ladevorgang durchzuführen. Demnach ist es wünschenswert, dass er die Lage des Hebels 29 einstellen kann und die Schaufel automatisch in ihre Ladestellung zurückkehrt.
Ein Anschlagmechanismus 36 wirkt mit dem Hebel 29 zusammen um eine automatische Betätigung der Kippsteuerung zu erlauben. Der Anschlagmechanismus weist eine an einem drehbaren Hebel 38 angeordnete Anschlagrolle 37 auf. Der Hebel wird, wie in Fig. 1 zu sehen ist, durch eine Feder 39 nach links gedrückt, so dass die Anschlagrolle 37 beim Drehen des Hebels 29 von einer der Anschlagkerben 41 des Hebels 29 erfasst wird. Wenn die Schaufel ihre voll zurückgezogene oder volle Entladestellung erreicht hat, wird abhängig von der Bewegungsrichtung des Hebels 29 ein Servozylinder 42 durch eine Einrichtung, welche anschliessend beschrieben wird, betätigt, um den Hebel 38 nach rechts zu drehen, wodurch der Hebel 29 unter dem Einfluss einer Feder 40 innerhalb des Ventiles 27 in die in Fig. 1 dargestellte Lage gedreht werden kann. Das unterbricht den Strom der Flüssigkeit zum Zylinder 16.
Der Hebel 38 wird nach rechts gedreht durch das Einleiten von Flüssigkeit in den Servozylinder 42 über eine Leitung 44, welcher gegen einen mit dem Hebel verbundenen Schieber 43 in dem Servozylinder wirkt. Der Durchgang der Flüssigkeit durch die Leitung 44 wird durch ein magnetbetätigtes, federbelastetes Ventil 46 gesteuert, welches normalerweise durch eine Feder so eingestellt ist, dass die Verbindung der Flüssigkeit zum Servozylinder 42 unterbrochen ist. Wenn eine derartige Verbindung verhindert wird, ist die Anschlagrolle 37 frei, um den Hebel 29 unter dem Einfluss der Feder 39 zu erfassen.
Jedoch wird bei Betätigung des Magnetventiles 46 Flüssigkeit durch die Leitung 44 zum Servozylinder 42 geleitet, so dass der Hebel in der beschriebenen Art gedreht wird.
In Fig. 2 ist zu sehen, dass der Zylinder 16 einen vorderen Abschnitt 51, einen Trennabschnitt 53 und einen überstehenden Abschnitt 55 aufweist. Wie dargestellt, tritt die Flüssigkeit durch die Leitung 33 in den überstehenden Abschnitt 55 durch eine Öffnung 57 ein. Die Flüssigkeit fliesst durch eine Kammer 59 in den Abschnitt 55 und dann durch die Öffnung 61 in dem Trennabschnitt 53 in den vorderen Teil 51 des Zylinders, wo sie gegen das Kopfende eines an der Kolbenstange 17 befestigten Kolbens 63 wirkt. Die in den Zylinder von der Leitung 33 eintretende Flüssigkeit veranlasst den Kolben und die Kolbenstange, sich nach rechts zu bewegen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, wodurch die Kolbenstange aus dem Zylinder herausgeschoben wird.
Das Zurückziehen der Kolbenstange wird durch Aufbringen eines Flüssigkeitsdruckes auf die Kolbenstangenseite des Kolbens 63 über eine Leitung 34 (Fig. 1) durchgeführt.
Die Anordnung zum Halten der Schaufel in ihrer Lage weist ein Paar annähernd innerhalb der Aussenwand überstehenden Abschnittes 55 angeordnete berührungslose Schalter 65 und 67 und eine Rohranordnung 69 auf, in welcher ein Steuermagnet 71 (Fig. 3) angeordnet ist.
Gewöhnlich besteht die Rohranordnung 69 aus einem nichtmagnetischen Rohr 73, von dem ein Ende innerhalb einer Büchse 75 befestigt und das entgegengesetzte Ende durch einen Stopfen 77 verschlossen ist. Der Steuermagnet 71 ist innerhalb eines an Federn 81 und 83 befestigten Gehäuses 79 eingeschlossen. Das entgegengesetzte Ende der Feder 81 ist an dem Stopfen 77 und das entgegengesetzte Ende der Feder 83 an einem Ansatz 85 befestigt, welcher an der Kolbenstange 17 mit einem Schraubenteil 87 angebracht ist.
In dieser besonderen Darstellung hat die Feder 83 zweimalsoviel wirksame Windungen wie die Feder 81. Während die Büchse 75 innerhalb des Trennabschnittes 53 mit einer Stiftschraube gehalten wird, wird das Rohr stationär innerhalb des überstehenden Abschnittes und Trennabschnittes gehalten.
Wenn die Feder 83 an der Kolbenstange 17 befestigt ist, veranlasst eine Bewegung der Kolbenstange nach rechts den Magneten 71, sich auch nach rechts zu bewegen. Ferner wird sich der Steuermagnet wegen des Verhältnisses der wirksamen Windungen zwischen den Federn 81 und 83 nach rechts um ein Drittel der Entfernung bewegen, um welche sich die Kolbenstange bewegt. So ändert offensichtlich eine Änderung des Verhältnisses der wirksamen Windungen auch die Entfernung, um welche sich der Steuermagnet bewegt. Eine Menge Schlitze oder Öffnungen 90 können in jedem Ende des Rohres 73 angeordnet sein, um den Druck auf beiden Seiten des Gehäuses 79 des Steuermagneten auszugleichen.
In Fig. 4 ist ein Schnitt des berührungslosen Schalters 65 dargestellt, welcher im Aufbau mit dem berührungslosen Schalter 67 identisch ist. Wenn sich der Steuermagnet 71 in Fig. 3 nach rechts bewegt, öffnet sich der berührungslose Schalter 65. Wenn sich der Magnet nach links bewegt, wird der berührungslose Schalter geschlossen. Grundsätzlich besteht die Schalteranordnung aus einem Zungenschalter 91 und einem vormagnetisierenden Magneten 93, welcher aussermittig innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 95 angeordnet sind. Das Gehäuse hat einen verjüngten, in einem Stopfen 99 angeordneten Teil 97. Der Stopfen 99 ist innerhalb eines Teiles 101 befestigt, welches in dem Abschnitt 55 befestigt oder angeordnet ist. Eine Mutter 103 hält das Gehäuse 95 in der vorbestimmten Lage.
Wenn der Zungenschalter im Gehäuse 95 aussermittig angeordnet ist, kann der Punkt, an dem der Schalter öffnet oder schliesst, durch Lösen der Mutter 103 und Drehen des Gehäuses eingestellt werden. Eine genauere Erörterung und Darstellung eines Schalters, der als berührungsloser Schalter in diesem Fall verwendet werden kann, ist im erstgenannten Patent zu finden.
Zur Begrenzung des Auskippens der Schaufel schliesst der Schalter 67, wenn der Kolben aus dem Zylinder herausragt und wenn der Steuermagnet die Lage erreicht, welche anzeigt, dass die Schaufel ganz abgekippt ist, wodurch der Kippvorgang angehalten wird. Bei der Bewegung des Steuermagneten nach links wird der Schalter 67 wieder geöffnet. Der Schalter 67 wird zur Steuerung des Anhaltens beim Auskippen verwendet, damit das Steuerventil 27 in seine neutrale Lage zurückkehrt, wenn die Schaufel die ausleerende Lage erreicht.
Die Schalter 65 und 67 sind in Reihe mit dem Magneten 105 des Magnetventiles 46 geschaltet. Wenn der Magnet 105 betätigt wird, bewirkt er, dass sich das Magnetventil in die in Fig. 1 dargestellte Lage bewegt, so dass der Servozylinder druckbeaufschlagt wird, wodurch er zum Abziehen der Anschlagrolle 37 aus einer der Kerben 41 dient, damit das Steuerventil 27 in eine neutrale Lage zurückkehren kann.
Die Schalter 65 und 67 sind auch in Reihe mit einer Batterie 107, einem normal geöffneten Druckschalter 109 und einem Hauptschalter 111 geschaltet, welcher den gesamten Stromkreis des Laders 11 steuert. Der Schalter 109 bleibt während der Betätigung des Fahrzeuges geschlossen, wirkt jedoch automatisch zur Unterbrechung des Stromkreises mit dem Magneten 105, wenn die Maschine kurzgeschlossen ist, während der Schalter 111 geschlossen ist.
Wenn der Bedienungsmann des Fahrzeuges während der Betätigung den Hebel 29 nach links oder in die zurückziehende Lage bewegt, wird die Anschlagrolle 37 von der unteren Kerbe 41 erfasst, wodurch diese dazu dient, den Hebel in der Lage zu halten, so dass der Bedienungsmann seine Aufmerksamkeit dem Fahren des Fahrzeuges widmen kann. In dieser Stellung tritt Flüssigkeit am Kolbenstangenende des Zylinders 51 durch die Leitung 34 ein, wodurch die Kolbenstange 17 in den Zylinder hineingezogen wird. Das wiederum bewirkt, dass sich der Steuermagnet 71 nach links bewegt und dass beim Vorbeigehen in der Nähe des Schalters 65 der Schalter geschlossen und der Magnet 105 betätigt wird, so dass das Magnetventil 46 in die dargestellte Lage bewegt wird.
Wie vorher erklärt, veranlasst dieses den Hebel 38, sich nach rechts zu bewegen, so dass sich der Hebel 29 durch die Kraft der Feder 39 in seine neutrale Lage drehen kann. Wenn der Bedienungsmann den Hebel nach rechts oder in Auskipplage bewegt, tritt die Flüssigkeit am Kopfende des Zylinders durch die Leitung 33 ein. Wenn die Kolbenstange 17 aus dem Zylinder ausgefahren wird, bewegt sich der Steuermagnet 71 nach rechts. Wenn er in der Nähe des Schalters 65 vorbeigeht, öffnet sich dieser, aber wenn er in der Nähe des Schalters 67 vorbeigeht. schliesst sich dieser. Das Schliessen des Schalters 67 betätigt das Magnetventil 46 in der vorher beschriebenen Weise.
So kann der Bedienungsmann des Fahrzeuges die Laderschaufel in die zurückziehende oder entleerende Lage bringen und dann seine Aufmerksamkeit anderen Arbeiten zuwenden. wobei er sich darauf verlassen kann. dass die Schaufel in ihrer zurückgezogenen oder entleerenden Lage stehen bleibt und das Steuerventil in die neutrale Lage zurückkehrt.
Unter Bezugnahme auf die in Fig. 5 dargestellte abgeänderte Ausführungsart der Erfindung sind die Teile des Aufbaues. welche annähernd identisch und eindeutig den in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellten Teilen gleich sind. sind ähnlich bezeichnet. jedoch innerhalb der Hunderterreihe . So wird die Kolbenstange 17 die Kolbenstange 117 in dem abgeänderten Ausführungsbeispiel. der Zylinder 51 wird Zylinder 151 usw. Daher müsste eine Bezugnahme auf das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel genügen, um ein klares Verständnis für die Verhältnisse und den Aufbau der Teile. welche derart ähnlich bezeichnet sind. zu schaffen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein nicht magnetisches
Gehäuse 301 an der Aussenseite des Zylinders 151 angeordnet. Das Ende der Feder 181 welches nicht an dem Steuermagnetgehäuse 179 befestigt ist. ist an einem Arm 203 am oberen
Ende des Zylinders 151 angebracht. Das Ende der Feder 183.
welches nicht an dem Gehäuse 179 des Steuermagneten befestigt ist. ist an einem Arm 205 mit dem Gewindestück 187 betestigt. Der Arm 205 ist an der Kolbenstange 117 befestigt, so dass beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder
151 der Arm 705 dazu dient, über die Federn den Steuermagneten nach rechts zu ziehen. Er geht so in der Nähe von Schaltern 165 und 167 vorbei, welche innerhalb eines Gehäuses 207 angeordnet sind. Das Gehäuse 207 ist auf dem Zylinder 151 so angeordnet, dass es teilweise das Gehäuse 201 umfasst.
Die Verwendung dieses abgeänderten Ausführungsbeispieles führt zum gleichen Ergebnis, wie das zuerst beschriebene Ausführungsbeispiel, erlaubt jedoch die Anwendung des Systems, wenn der Platz nicht für einen Trennabschnitt und einen überstehenden Abschnitt ausreicht. welche am Kopfende des Zylinders angefügt werden. So ist diese Anordnung in
Längsrichtung kompakter, während das gleiche gewünschte
Ergebnis erzielt wird.
Kurz zusammengefasst wird ein die Lage der Schaufel begrenzender Schalter von einem zwischen einem Federpaar befestigten Magneten gesteuert, wobei eine der Federn an dem
Zylinder und die andere an der Kolbenstange eines Steue rungszylinders zum Ausleeren einer Laderschaufel angeordnet ist. Die Steuerung der Schalter relativ zur Gesamtbewegung der Kolbenstange in dem kleinen Raum des Anordnungsberei ches der Schalter wird durch die Anordnung eines Magneten mit einer vorbestimmten Anzahl wirksamer Windungen in jeder der Federn bewerkstelligt, so dass sich der Magnet nur in einem vorbestimmten Verhältnis zum Betrag des Kolben stangenweges bewegt.
Ferner ist ein Steuermagnet zum Betätigen des Schalters zwischen zwei Federn vorgesehen, so dass beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder die Federn gestreckt werden und der Steuermagnet an dem berührungslosen Schalter vorbeigezogen wird. Während der Steuermagnet zwischen zwei Federn angeordnet ist, von denen eine an dem Zylinder und die andere an der Kolbenstange befestigt ist, steht die Entfernung, um die er sich bewegt, im Verhältnis zur Entfernung, welche die Kolbenstange zurücklegt, abhängig von der Anzahl der wirksamen Windungen in jeder der zwei Federn. So kann durch Steuerung der Anzahl der wirksamen Windungen auf jeder Seite des Steuermagnetes die Bewegung des Magneten in ein vorbestimmtes Verhältnis zvr Bewegung der Kolbenstange gebracht werden.
Das erlaubt die Steuerung der berührungslosen Schalter relativ zum gesamten Weg der Kolbenstange auf einer kleinen Länge in Bezug auf die Länge des Zylinders.
Als weitere Ausführungsform der Erfindung kann der berührungslose Schalter, wie er im erstgenannten Patent beschrieben ist, exzentrisch in Bezug auf das Steuerungsgehäuse angeordnet werden, so dass eine Drehung des Schalters die Lage ändert. in welcher der Steuerungsmagnet den Schalter zum Öffnen oder Schliessen veranlasst.
Wenn es gewünscht wird, kann ferner ein Teil der berührungslosen Schalter durch den Steuermagneten betätigt werden, um das Auskippen der Schaufel zu begrenzen, wodurch die strukturellen Beanspruchungen in den Armen vermindert werden.
The invention relates to a device for generating a back and forth movement. The invention also relates to the use of the device in a shovel loader.
Shovel loaders usually have a shovel rotatably supported by lifting arms which is connected to tilting cylinders articulated on the lifting arms via a suitable tilting linkage. The tilt linkage generally maintains the bucket in a permanently tilted position while it is raised or lowered from the lift arms. In addition, the tilt linkage allows the bucket to be rotated forwards or backwards, e.g. B. between their supporting and emptying position, depending on the actuation of the tilt cylinder.
It has been found to be desirable to provide some means of automatically positioning the bucket to perform certain operations. Automatic devices that are used to move the shovel into the correct position. are commonly used to lock the bucket in a loading position where its bottom is normally parallel to the ground. The rotated position of the bucket is somewhat critical in this position and the operator cannot see the bucket completely. when it reaches ground level.
The best way to limit the loading position of the bucket is to extend the hydraulic tilt cylinders accordingly. In the past, hydraulic control valves were commonly used to adjust this position of the bucket. However, the valve parts are generally exposed to contamination and other debris during loading, so that they are susceptible to rotting or mechanical damage. Such errors usually prevent the effective operation of the arrangement which serves to position the bucket and sometimes impede operation of the entire tilt control system.
In the Swiss patent no. 505 259 a system is shown, which an inevitable corresponding to the position of the blade. provides electrical equipment to bring the shovel into the correct position. While the design shown in this patent has led to good results, its use in large machines has proven only partially satisfactory because the length of the arm necessary to hold the switch in the exact position is so great. that it obstructs the bucket when the bucket is withdrawn into the carrying position.
The device according to the invention is characterized in that it has means to move a first organ in a straight line with respect to a second organ, and an electrical quotient switching device is provided which has the following components: at least one electrical switch which is stationary in the vicinity of the second organ is arranged and has control contacts for closing and opening electrical circuits, a circuit electrically connected to the control contacts of the switch and said means to control a movement of the first organ with respect to the second organ, one arranged between the first and the second organ resilient device and a floating actuating device which is suspended from the resilient device near the switch and actuates the control contacts,
when the resilient device expands or contracts due to the relative movement of the first organ with respect to the second organ, a quotient value of the movement being supplied to the actuation device in order to cause it to switch when it moves with respect to the electrical switch.
The subject matter of the invention is described in more detail below with reference to the drawing, which shows a preferred embodiment. Show it:
1 shows the front part of a shovel loader and a partially schematic representation of a control circuit for the loader shovel as an embodiment of the invention.
Fig. 2 is a partially sectioned side view of the upper end of the cylinder for tilting and its extension.
Figure 3 is a sectional side view of the axial tube within the extension of the cylinder for tilting.
Fig. 4 shows a section of the extension of the cylinder for tilting along the line IV-IV of Fig. 2, and
Fig. 5 is a view similar to Fig. 2 showing another embodiment of the arrangement of the control system on the cylinder for tilting.
1 shows a vehicle 11 with a loader shovel 12 articulated at point 13 on a pair of lever arms 14. A hydraulic drive for tilting or lifting the loader shovel 12 with a cylinder 16 and a protruding piston rod 17 is connected to each of the two lever arms 14 and the loader shovel 12 via a tilting rod consisting of a lever 19 and a rod 21.
Raising and lowering of the bucket is accomplished by the lifting cylinders 15, which are arranged between the vehicle and the lifting arms 14.
A control circuit for actuating the shovel and in particular for actuating the cylinder 16 for tilting is shown generally with 26 in the schematic part of the drawing. A control valve 27 has a slide 28 which, by means of an actuating lever 29, can optionally conduct pressurized hydraulic fluid from a pump and an inlet line 32 into the head end or the rod end of the cylinder 16 via lines 33 and 34, respectively.
The paddle 12 can be retracted by sliding the lever 29 and slide 28 to the left or in a counterclockwise direction. be rotated in the sense of FIG. When the slide is pushed in this way, the liquid is directed from the line 32 to the rod end of the cylinder 16 through the line 34 so that the piston rod is drawn into the cylinder 16. The shovel can also be tipped out by pushing the lever 29 and the slide 28 to the right or turned clockwise in the sense of FIG. 1. The liquid is guided through the line 33 to the head end of the cylinder 16 so that the piston rod 17 is extended and the shovel is moved clockwise.
In Fig. 1, the lever and the slide are shown in a position in which the cylinder 16 is separated from the fluid circuit, so that the cylinder 16 cannot move the blade.
In such a control circuit it is desirable that the operator can adjust the position of the lever 29 for selected rotations of the bucket and then devote his attention to operating the vehicle, while the tilting movement of the bucket is automatically limited during selected parts of a loading process.
To carry out a typical loading process, the shovel is brought into a position as shown in FIG.
The vehicle then moves forward to load material into the bucket. As is customary in such operations, the bucket is then alternately raised by the lift cylinder 15 and withdrawn by the tilt cylinder 16 in order to achieve better loading of the bucket. This process is commonly referred to as shaking the bucket.
When the bucket is fully loaded. it is completely withdrawn into a supporting position, not shown, and raised by the lifting cylinders 15 into a position suitable for emptying. When the shovel is then over a transport vehicle or a dump, it is moved forward clockwise below the rotational position shown in Fig. 1 in order to pour the material out of the shovel.
While the above-described workflow is being carried out, the operator can be fully occupied with steering and driving the vehicle back to the loading area in order to carry out a new loading process. Accordingly, it is desirable that he can adjust the position of the lever 29 and that the bucket automatically returns to its loading position.
A stop mechanism 36 cooperates with the lever 29 to allow automatic actuation of the tilt control. The stop mechanism has a stop roller 37 arranged on a rotatable lever 38. As can be seen in FIG. 1, the lever is pressed to the left by a spring 39, so that the stop roller 37 is gripped by one of the stop notches 41 of the lever 29 when the lever 29 is rotated. When the bucket has reached its fully retracted or fully unloading position, depending on the direction of movement of the lever 29, a servo cylinder 42 is actuated by a device which will be described below to turn the lever 38 to the right, whereby the lever 29 is under the influence a spring 40 within the valve 27 can be rotated into the position shown in FIG. This interrupts the flow of liquid to the cylinder 16.
The lever 38 is rotated to the right by the introduction of liquid into the servo cylinder 42 via a line 44 which acts against a slide 43 connected to the lever in the servo cylinder. The passage of the liquid through the line 44 is controlled by a solenoid-operated, spring-loaded valve 46 which is normally set by a spring so that the connection of the liquid to the servo cylinder 42 is interrupted. If such a connection is prevented, the stop roller 37 is free to grasp the lever 29 under the influence of the spring 39.
However, when the solenoid valve 46 is actuated, liquid is passed through the line 44 to the servo cylinder 42, so that the lever is rotated in the manner described.
In FIG. 2 it can be seen that the cylinder 16 has a front section 51, a separating section 53 and a protruding section 55. As shown, the liquid enters the protruding portion 55 through conduit 33 through an opening 57. The liquid flows through a chamber 59 into the section 55 and then through the opening 61 in the separating section 53 into the front part 51 of the cylinder, where it acts against the head end of a piston 63 attached to the piston rod 17. The liquid entering the cylinder from line 33 causes the piston and piston rod to move to the right as shown in the drawing, thereby pushing the piston rod out of the cylinder.
The retraction of the piston rod is performed by applying fluid pressure to the piston rod side of the piston 63 via a line 34 (FIG. 1).
The arrangement for holding the shovel in its position has a pair of contactless switches 65 and 67 arranged approximately within the outer wall protruding section 55 and a pipe arrangement 69 in which a control magnet 71 (FIG. 3) is arranged.
The tube assembly 69 usually consists of a non-magnetic tube 73, one end of which is secured within a sleeve 75 and the opposite end is closed by a plug 77. The control magnet 71 is enclosed within a housing 79 fastened to springs 81 and 83. The opposite end of the spring 81 is fastened to the plug 77 and the opposite end of the spring 83 is fastened to a shoulder 85 which is attached to the piston rod 17 with a screw part 87.
In this particular illustration, the spring 83 has twice as many effective turns as the spring 81. While the sleeve 75 is held within the separating section 53 with a stud screw, the tube is held stationary within the protruding section and separating section.
When the spring 83 is attached to the piston rod 17, movement of the piston rod to the right causes the magnet 71 to move to the right as well. Furthermore, because of the ratio of the effective turns between the springs 81 and 83, the control magnet will move to the right by a third of the distance that the piston rod moves. A change in the ratio of the effective turns obviously also changes the distance by which the control magnet moves. A number of slots or openings 90 may be located in each end of the tube 73 to equalize the pressure on either side of the housing 79 of the control magnet.
FIG. 4 shows a section of the contactless switch 65, which is identical in structure to the contactless switch 67. When the control magnet 71 moves to the right in FIG. 3, the non-contact switch 65 opens. When the magnet moves to the left, the non-contact switch is closed. The switch arrangement basically consists of a reed switch 91 and a pre-magnetizing magnet 93, which are arranged eccentrically within a cylindrical housing 95. The housing has a tapered part 97 arranged in a plug 99. The plug 99 is fastened within a part 101 which is fastened or arranged in the section 55. A nut 103 holds the housing 95 in the predetermined position.
If the reed switch is arranged eccentrically in the housing 95, the point at which the switch opens or closes can be set by loosening the nut 103 and rotating the housing. A more detailed discussion and illustration of a switch that can be used as a non-contact switch in this case can be found in the former patent.
To limit the tipping of the shovel, the switch 67 closes when the piston protrudes from the cylinder and when the control magnet reaches the position which indicates that the shovel has tipped completely, whereby the tipping process is stopped. When the control magnet is moved to the left, the switch 67 is opened again. The switch 67 is used to control the dump stop so that the control valve 27 returns to its neutral position when the bucket reaches the emptying position.
The switches 65 and 67 are connected in series with the magnet 105 of the solenoid valve 46. When the magnet 105 is actuated, it causes the solenoid valve to move into the position shown in FIG. 1, so that the servo cylinder is pressurized, whereby it serves to pull the stop roller 37 from one of the notches 41 so that the control valve 27 in a neutral position can return.
The switches 65 and 67 are also connected in series with a battery 107, a normally open push button switch 109 and a main switch 111 which controls the entire circuit of the charger 11. The switch 109 remains closed during operation of the vehicle, but acts automatically to break the circuit with the magnet 105 if the machine is short-circuited while the switch 111 is closed.
If the operator of the vehicle moves the lever 29 to the left or into the retracted position during operation, the stop roller 37 is caught by the lower notch 41, which serves to hold the lever in position so that the operator can pay attention can devote to driving the vehicle. In this position, liquid enters the piston rod end of the cylinder 51 through the line 34, whereby the piston rod 17 is drawn into the cylinder. This in turn causes the control magnet 71 to move to the left and, when passing near the switch 65, the switch is closed and the magnet 105 is actuated, so that the magnet valve 46 is moved into the position shown.
As previously explained, this causes the lever 38 to move to the right so that the lever 29 can rotate to its neutral position by the force of the spring 39. When the operator moves the lever to the right or in the dump position, the liquid enters the head of the cylinder through line 33. When the piston rod 17 is extended from the cylinder, the control magnet 71 moves to the right. If he passes near switch 65, it will open, but if he passes near switch 67. closes this. Closing the switch 67 actuates the solenoid valve 46 in the manner previously described.
In this way, the operator of the vehicle can bring the loader shovel into the retracting or emptying position and then turn his attention to other work. whereby he can rely on it. that the scoop remains in its retracted or emptying position and the control valve returns to the neutral position.
With reference to the modified embodiment of the invention shown in Fig. 5, the parts of the structure. which are approximately identical and clearly the same as the parts shown in the preferred embodiment. are labeled similarly. but within the hundreds. Thus, the piston rod 17 becomes the piston rod 117 in the modified embodiment. the cylinder 51 becomes cylinder 151 and so on. Therefore, reference to the embodiment described above should suffice in order to have a clear understanding of the relationships and structure of the parts. which are labeled so similar. to accomplish.
In this embodiment it is a non-magnetic one
Housing 301 arranged on the outside of the cylinder 151. The end of the spring 181 which is not attached to the control magnet housing 179. is on an arm 203 at the top
End of the cylinder 151 attached. The end of the spring 183.
which is not attached to the housing 179 of the control magnet. is attached to an arm 205 with the threaded piece 187. The arm 205 is attached to the piston rod 117 so that when the piston rod extends out of the cylinder
151 the arm 705 serves to pull the control magnet to the right via the springs. It thus passes in the vicinity of switches 165 and 167 which are arranged within a housing 207. The housing 207 is arranged on the cylinder 151 so that it partially surrounds the housing 201.
The use of this modified embodiment leads to the same result as the embodiment described first, but allows the system to be used when there is not enough space for a separating section and a protruding section. which are added to the head of the cylinder. So this arrangement is in
Longitudinal direction more compact, while the same desired
Result is achieved.
Briefly summarized, a switch limiting the position of the blade is controlled by a magnet fastened between a pair of springs, one of the springs being connected to the
Cylinder and the other is arranged on the piston rod of a steering cylinder for emptying a loader shovel. The control of the switches relative to the total movement of the piston rod in the small space of the arrangement area of the switches is accomplished by arranging a magnet with a predetermined number of effective turns in each of the springs, so that the magnet is only in a predetermined proportion to the amount of the piston rod path moved.
Furthermore, a control magnet for actuating the switch is provided between two springs, so that when the piston rod is extended out of the cylinder, the springs are stretched and the control magnet is pulled past the contactless switch. While the control magnet is located between two springs, one of which is attached to the cylinder and the other to the piston rod, the distance it moves is in proportion to the distance the piston rod travels, depending on the number of effective springs Coils in each of the two springs. Thus, by controlling the number of active turns on each side of the control magnet, the movement of the magnet can be brought into a predetermined ratio for the movement of the piston rod.
This allows the contactless switches to be controlled relative to the entire travel of the piston rod over a small length in relation to the length of the cylinder.
As a further embodiment of the invention, the non-contact switch, as described in the first-mentioned patent, can be arranged eccentrically with respect to the control housing, so that a rotation of the switch changes the position. in which the control magnet causes the switch to open or close.
Further, if desired, some of the non-contact switches can be actuated by the control magnet to limit the dumping of the bucket, thereby reducing structural stresses in the arms.