[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Bagger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Bagger, wie insbesondere Schreitbagger mit fahrbarem Chassis und darauf angeordnetem Drehgestell mit Auslegern und daran angeordnetem Arbeitsgerät, wie Baggerschaufel als Arbeitsmittel, sind seit langem bekannt. Ein speziell geländetauglicher Bagger ist beispielsweise der Schreitbagger, wie er in den Patentschriften CH 678 542 und CH 650 299 offenbart ist. Schreitbagger weisen weitauskragende Tragarme bzw. Schreitfüsse an der Vorderseite und an der Rückseite eines Chassis bzw. Grundrahmens auf, welches als Unterbau für das Drehgestell dient. Diese Schreitfüsse können unabhängig voneinander in horizontaler und vertikaler Ebene verstellt werden, so dass die Spurweite und der Radabstand verändert werden können. Mit dieser Vorrichtung kann der Bagger bewegt werden.
Er kann damit einerseits fahrend bewegt werden, aber auch schreitend bewegt werden. Je nach Bedarf können diese Ausleger auch als Teleskoparme ausfahrbar gestaltet werden. Solche Schreitbagger können daher in unebenem und steilen, unwegsamen Gelände eingesetzt werden.
[0003] Bei Verwendung von vier Schreitfüssen werden beispielsweise zwei Schreitfüsse im hinteren Endbereich mit je einem Rad versehen und die vorderen Schreitfüsse ebenfalls mit je einem Rad. Zusätzlich können aber auch Abstützpratzen bzw. Stützfüsse an den zwei Schreitfüssen vorgesehen werden.
Die Fortbewegung eines solchen Schreitbaggers geschieht dadurch, dass durch Abstützen des Auslegers, in der Regel mit der Baggerschaufel, der Bagger vom Boden abgehoben wird, so dass die Stützfüsse frei werden und mit dem Ausleger der Bagger auf den Rädern gezogen oder gestossen werden kann bei der Ausführung mit Abstützpratzen. Nach jedem Zug wird der Bagger wieder auf die Pratzen an den Schreitfüssen abgesetzt und es kann ein weiterer, nächster Schreitschritt erfolgen. Bei der Ausführung mit vier Rädern ohne Abstützpratzen müssen nicht zwingend Räder des Schreitbaggers vom Boden abgehoben werden für die Fortbewegung. In diesem Fall kann der Bagger auch durch Schieben mit der Baggerschaufel bewegt werden oder aber auch mit einem eigenen Radantrieb.
Selbstverständlich ist der vorerwähnte Schreitbetrieb auch in der Radausführung mit vier Rädern ohne Abstützpratzen möglich.
[0004] Bei den bekannten Schreitbaggern erfolgt die Lenkung über das Schwenken der einzelnen Radträger bzw. über eine Achsschenkellenkung. Dies führt beim Schreitbagger mit seinen verstellbaren Rädern zum Problem, dass in gewissen Positionen nicht mehr die optimale Radstellung gegeben ist. Weitere Probleme liegen in der Steuerbarkeit, weil Radträger einzeln angesteuert oder hydraulisch gekoppelt werden müssen. Dies führt aber durch die Bedienung, die unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebshydraulikzylinder (bei einem wird aus-, beim anderen eingefahren) und wegen möglichen Leckagen im Hydrauliksystem zu Abweichungen in der Position der Räder.
Das Fahrzeug läuft nicht mehr präzise in der Spur, sondern hat einen sogenannten Vorlauf, weil das Räderpaar nicht mehr parallel zueinander ausgerichtet ist, sondern voneinander abgewinkelt positioniert ist. Die Lenkung erfordert daher sehr viel Geschick vom Fahrer und es sind dann keine grossen Geschwindigkeiten möglich. Ausserdem ist die Fahrpräzision deutlich eingeschränkt. Zusätzlich zu den vorerwähnten Problemen tritt auch ein grösserer Radverschleiss auf, weil an den Rädern bei einem durch die schwierigere Bedienung entstehenden Vorlauf stärkerer Verschleiss entsteht. Ausserdem wird das Fahren eines kleinen Wendekreises nur entsprechend begrenzt ermöglicht.
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Nachteile des vorerwähnten Standes der Technik zu beseitigen.
Insbesondere liegt die Aufgabe darin, einen Bagger dahingehend zu realisieren, dass ein spurtreues, präzises und einfaches Lenken ermöglicht wird, wobei die Realisierung mit verhältnismässig einfachen technischen Mitteln möglich sein soll. Insbesondere und vorzugsweise soll die Lösung für Schreitbagger realisiert werden für endlos drehbare Oberwagen. Also für Oberwagen, die bezüglich des Chassis beliebig drehen können, ohne dass diese an Endanschläge geführt und zurückgedreht werden müssen.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch den Bagger entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Bagger vorgesehen ist mit einem Chassis und einem Drehgestell mit einer Drehkranzlagerung, auf welchem drehbar um eine Drehachse ein Kabinenaufbau mit Antriebselementen angeordnet ist und mit einem am Kabinenaufbau angeordneten schwenkbeweglichen Ausleger mit daran angeordnetem Werkzeug und mit vier am Chassis in horizontaler und vertikaler Richtung beweglich angeordneten Tragarmen zur Fortbewegung und Abstützung des Baggers, wobei zwei hintere Tragarme je ein hinteres Rad aufnehmen und die zwei anderen vorderen Tragarme je ein vorderes Rad aufnehmen. Hierbei ist das Chassis zweiteilig ausgebildet in einen vorderen Chassisteil und einen hinteren Chassisteil.
An dem vorderen Chassisteil sind die zwei vorderen Tragarme angeordnet und an dem hinteren Chassisteil die zwei hinteren Tragarme. Die zwei Chassisteile sind hierbei gegeneinander um die Drehachse verkippbar gelagert angeordnet. Der Kabinenaufbau ist ebenfalls drehbar um diese Drehachse angeordnet und ist vorzugsweise als endlos drehbarer Kabinenaufbau bzw. Oberwagen ausgebildet. Der Drehpunkt bzw. die Drehachse des Oberwagens ist somit im Wesentlichen identisch mit der Drehachse der verkippbaren beiden vorderen und hinteren Chassisteile. Die Lenkung erfolgt somit über Lenkzylinder, welche die zwei Teile des Chassis relativ zueinander bewegen bzw. verkippen.
Selbstverständlich ist auch ein zusätzlicher Lenkeinschlag möglich über das Verstellen von je zwei Tragarmen oder durch Verschwenken von je zwei Rädern.
[0008] Mit der vorliegenden Anordnung ist es nun möglich, ein präzises Lenkverhalten zu erzeugen, welches das Steuern wesentlich vereinfacht. Ausserdem erlaubt die vorliegende Anordnung auch das Einstellen von kleinen Wendekreisen, womit die Manövrierbarkeit zusätzlich verbessert wird. Die Anordnung lässt sich mit verhältnismässig geringem Aufwand realisieren. Die Anordnung ermöglicht ausserdem, sämtliche Versorgungsmedien und Steuerleitungen im Zentralbereich der Drehachse anzuordnen und zwischen dem Kabinenaufbau bzw. dem Oberwagen und den beiden Chassisteilen mit den Rädern und den verschiedenen Antriebselementen hindurchzuführen.
Die Anordnung ist somit besonders gut geeignet für die Realisierung eines Bagger mit einem endlos drehbaren Kabinenaufbau.
[0009] Die Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise und mit schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1a<sep>einen Bagger gemäss Stand der Technik in Seitenansicht
<tb>Fig. 1b<sep>einen Bagger gemäss Stand der Technik in dreidimensionaler Ansicht
<tb>Fig. 2a<sep>ein einteiliges Chassis eines Baggers ohne Oberwagen gemäss Stand der Technik in Seitenansicht mit Tragarmen und Rädern
<tb>Fig. 2b<sep>in dreidimensionaler Darstellung die Anordnung gemäss Fig. 2a
<tb>Fig. 3a<sep>in Aufsicht schematisch eine Darstellung mit einteiligem Chassis und je zwei daran angeordneten Tragarmpaaren mit den daran angeordneten Radpaaren in neutraler Position
<tb>Fig. 3b<sep>Anordnung gemäss Fig. 3a mit einem verschwenkten Tragarmpaar und daran fix angeordneten parallel gestelltem Räderpaar
<tb>Fig. 3c<sep>Anordnung gemäss Fig. 3a mit verschwenkbaren Rädern
<tb>Fig. 3d<sep>Anordnung entsprechend Fig. 3c mit verschwenkten Rädern zur Einstellung eines Radeinschlages
<tb>Fig. 3e<sep>Anordnung in Neutralstellung entsprechend Fig. 3a und Fig. 3c mit verschwenkbarem Trägerpaar und verschwenkbarem Räderpaar
<tb>Fig. 3f<sep>Anordnung entsprechend Fig. 3e mit verschwenktem Trägerpaar und verschwenkten Rädern zur Einstellung eines Lenkeinschlages
<tb>Fig. 4<sep>in Aufsicht ein zweigeteiltes Chassis mit an den Chassisteilen befestigten verstellbaren Tragarmen und den dazugehörigen Rädern mit exzentrisch angeordnetem Drehpunkt zwischen den Chassisteilen zur Verkippung der Anordnung
<tb>Fig. 5a<sep>eine erfindungsgemässe Anordnung im Querschnitt mit zwei verkippbaren Chassisteilen verkippbar um die gemeinsame zentrale Drehachse, welche identisch ist mit der Drehachse des Oberwagens
<tb>Fig. 5b<sep>die Anordnung entsprechend Fig. 5a in dreidimensionaler Darstellung
<tb>Fig. 6a<sep>in Seitenansicht eine Darstellung der erfindungsgemässen Anordnung mit einer Lagerkombination aus zentrisch angeordnetem Drehkranz mit zentral angeordneter Bolzenlagerung mit Lagerbolzen
<tb>Fig. 6b<sep>die Anordnung entsprechend Fig. 6a in dreidimensionaler Darstellung
<tb>Fig. 7a<sep>eine Anordnung in Seitenansicht mit einem einzelnen Drehkranzlager für den Oberwagen und einem einzelnen Drehkranzlager für die Knicklenkung
<tb>Fig. 7b<sep>Anordnung entsprechend Fig. 7a in dreidimensionaler Darstellung
<tb>Fig. 8a<sep>im Querschnitt eine Anordnung mit zentralem Bolzenlager für die Knicklenkung, wobei der Bolzen gleichzeitig die Drehdurchführung für die Medien aufnimmt
<tb>Fig. 8b<sep>die Anordnung entsprechend Fig. 8a in dreidimensionaler Darstellung
[0010] In Fig. 1a ist ein Bagger in bekannter Ausbildung in Seitenansicht dargestellt und in Fig. 1b in perspektivischer Ansicht. Ein solcher Bagger besteht in bekannter Weise beispielsweise aus einem Chassisunterbau 1, der ein Drehgestell 2 mit Drehkranzlagerung aufnimmt, wobei das Drehgestell 2 den Kabinenaufbau 3 bzw. den Oberwagen mit den Antriebselementen darüber aufweist. Der Kabinenaufbau 3 mit den entsprechenden Anbauten, wie mit dem Schwenkausleger 10 und dem Teleskopausleger 11 und dem Arbeitswerkzeug 12, beispielsweise einer Baggerschaufel, sind drehbar um eine Achse 9 auf dem Chassis 1 angeordnet.
Am Chassis 1 sind die vorderen Tragarme 5 ¾, 5 ¾ ¾ und die hinteren Tragarme 4 ¾, 4 ¾ ¾ angeordnet, welche von je einem Hydraulikzylinder 15 höhenverstellbar und seitlich verstellbar angetrieben werden. An mindestens einem Tragarmpaar, vorzugsweise an allen vier Tragarmen, sind Räder 6, 7 angeordnet zur Fortbewegung des Baggers. Zusätzlich ist es in gewissen Fällen möglich und üblich, an einem Tragarmpaar Abstützpratzen bzw. Stützfüsse 8 anzuordnen je nach gewünschter Betriebsweise des Baggers. In den Fig. 2a und 2b ist der Bagger zur besseren Verdeutlichung ohne den drehbaren Oberwagen bzw.
Kabinenaufbau 3 mit den zugehörigen Elementen dargestellt.
[0011] Bagger der vorerwähnten Art wurden bis anhin dadurch gelenkt und somit fortbewegt, indem beispielsweise, wie in Fig. 3a und 3b dargestellt, ein Tragarmpaar 4 ¾, 4 ¾ ¾ mit dem zugehörigen fest angeordneten Räderpaar 6 ¾, 6 ¾ ¾ als Ganzes um die Drehpunkte 13 ¾, 13 ¾ ¾ parallel verschwenkt werden. Eine weitere Möglichkeit, einen Lenkeinschlag zu erzielen, besteht darin, dass ein Räderpaar 6 ¾, 6 ¾ ¾ um einen Drehpunkt 14 ¾, 14 ¾ ¾ parallel verschwenkt wird zur Radverstellung, wobei die Tragarme 4 ¾, 4 ¾ ¾ in ihrer ursprünglichen Position verbleiben, wie dies in den Fig. 3c und 3d schematisch dargestellt ist. Die Kombination der beiden vorerwähnten Möglichkeiten ist in den Fig. 3e und 3f schematisch dargestellt.
Hierbei wird sowohl ein Tragarmpaar 4 ¾, 4 ¾ ¾ um den Drehpunkt 13 ¾, 13 ¾ ¾ der Tragarmverstellung horizontal verschwenkt und gleichzeitig auch das Radpaar 6 ¾, 6 ¾ ¾ um die Drehpunkte 14 ¾, 14 ¾ ¾ zur Radverstellung verschwenkt.
[0012] Bei der vorerwähnten bisherigen Achsschenkellenkung bzw. Lenkung durch Tragarme ist die Bedienung schwierig, da jedes Rad einzeln geschwenkt werden muss. Da die Räder in der Höhe und Breite verstellt werden, entsteht auch ein variabler Radsturz mit entsprechenden Nachteilen. Durch die schwierige Bedienung ist ausserdem ein Vorlauf der Räder, also ein nicht paralleles Laufen der Räder, nicht zu vermeiden und es entsteht ein grösserer Radverschleiss. Ein ausreichend kleiner Wendekreis ist ausserdem nicht realisierbar.
[0013] Es ist ersichtlich, dass diese Art der Lenkung relativ komplex ist und mit entsprechenden Nachteilen behaftet ist.
Durch das komplizierte Steuern wird der Baggerführer ausserdem stark beansprucht, womit auch die Sicherheit des Betriebes beeinträchtigt wird. Es wurde schon versucht, bei bekannten und grossen Baumaschinen Probleme dieser Art zu verringern, indem beispielsweise bei schweren Schaufelbaggern oder bei schweren Transportlastwagen sogenannte Knicklenkungen zum Einsatz gekommen sind.
[0014] Bei derartigen bekannten Knicklenkungen sind die Fahrzeuge zweiteilig aufgebaut und verschwenken bzw. verkippen um ein Bolzenlager, wodurch entsprechend ein Lenkvorgang ermöglicht wird. Würde man nun entsprechend den bereits bekannten Knicklenkungen vorgehen und eine solche bei einem Schreitbagger vorsehen, würde dies zu einer Anordnung führen, wie diese in Aufsicht in Fig. 4 schematisch dargestellt ist.
Hierbei würde das Chassis 1 in zwei Teile aufgeteilt und an jedem Chassisteil wäre je ein hinteres Tragarmpaar 4 ¾, 4 ¾ ¾ und ein vorderes Tragarmpaar 5 ¾, 5 ¾ ¾ angeordnet. Jeder Tragarm weist wie bereits erwähnt je ein Rad 6 ¾, 6 ¾ ¾, 7 ¾, 7 ¾ ¾ auf. An einem der beiden Chassisteile ist ein Drehgestell 2 mit einer Drehkranzlagerung angebracht, woran der Kabinenaufbau 3 bzw. der Oberwagen mit dessen Anbauteilen um die im Wesentlichen vertikale Drehachse 9 drehbar montiert ist. Neben diesem Drehgestell 2 mit der Drehkranzlagerung ist das Bolzenlager 17 für die Knicklenkung angeordnet, welche die beiden Chassisteile in horizontaler Richtung schwenkbar miteinander verbindet. Hydraulikzylinder 16 ¾, 16 ¾ ¾ sind zwischen den beiden Chassisteilen beidseitig zum Bolzenlager 17 angeordnet, um die Schwenkbewegung zu erzeugen.
Eine derartige Lösung benötigt zusätzlichen Platz neben der Drehdurchführung und führt zu grossen Baulängen. Ein präziser Spurlauf ist dadurch ebenfalls nicht gewährleistet. Um den Spurlauf zu symmetrieren, ist eine künstliche Verlängerung der einen Seite des Fahrzeuges notwendig, um die Knicklenkung ins Zentrum zu versetzen. Dies wäre für den Transport und den Arbeitseinsatz nicht akzeptabel.
Bei der bevorzugten Ausführung eines Schreitbaggers mit endlos drehbarem Kabinenaufbau 3 ergibt sich zusätzlich das Problem der Durchführung der Medien vom Oberwagen auf die Chassisteile mit den Tragarmen.
[0015] Um die vorerwähnten Probleme zu lösen, wird erfindungsgemäss das Chassis 1 in zwei Teile 18 ¾, 18 ¾ ¾ aufgeteilt und die Chassisteile über eine zentral angeordnete Lagerung 19, 20 lateral, im Wesentlichen horizontal, verkippbar gelagert verbunden, wie dies in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist. Hierbei ist es wesentlich, dass die Achse der Lagerung für die Verkippung mit der Drehachse 9 des Kabinenaufbau 3 und dessen Drehgestell mit der Drehkranzlagerung im Wesentlichen zusammenfällt. Die Drehachse 9 ist bei horizontaler Ausrichtung des Baggers im Wesentlichen als vertikale Achse ausgerichtet.
Das eine Chassisteil 18 ¾ ist beispielsweise als vorderes Chassisteil definiert, an welchem die zwei vorderen Tragarme 5 ¾, 5 ¾ ¾ lateral und vertikal verschwenkbar angeordnet sind. Am anderen Chassisteil 18 ¾ ¾, welches dann das hintere Chassisteil bildet, sind dann entsprechend die zwei hinteren Tragarme 4 ¾, 4 ¾ ¾ angeordnet. Die Tragarme 4 ¾, 4 ¾ ¾, 5 ¾, 5 ¾ ¾ können je nach gewünschter Ausführungsform Mittel zur lateralen Verschwenkung oder zur vertikalen Verschwenkung oder auch mit deren Kombination ausgeführt werden. Die in der Fig. 5 dargestellte Anordnung zeigt eine Ausbildung mit zwei zusätzlichen Drehkranzlagerungen 19, 20 für die Lagerung der zwei verkippbaren Chassisteile 18 ¾, 18 ¾ ¾, welche nun eine Art Knicklenkungsanordnung darstellen.
Die beiden Chassisteile 18 ¾, 18 ¾ ¾sind hierbei derart ausgebildet, dass beispielsweise das hintere Chassisteil 18 ¾ ¾ über das vordere Chassisteil 18 ¾ beispielsweise überkragt und die beiden Teile mit einem oberen Drehkranzlager 19 und einem unteren Drehkranzlager 20 verkippbar beweglich um die Drehachse 9 verbindet. Die beiden Chassisteile 18 ¾, 18 ¾ ¾ sind hierbei seitlich derart verjüngt, dass eine Verkippung möglich ist, solange diese nicht aneinanderstossen, wobei hierbei mechanische Verkippungswinkel von gegen 90 deg. möglich sind, vorzugsweise bis 60 . Dieser Bereich ermöglicht eine sehr gute Manövrierbarkeit des Baggers. Der Kabinenaufbau 3 mit dessen Anbauten ist drehbar um die vertikale Achse 9 über eine Drehkranzlagerung 2, welche mit dem Chassis das Drehgestell bildet, am oberen Teil des zweiteiligen Chassis gelagert.
Dieses Drehkranzlager 2 ist hierbei beispielsweise an dem oberen überkragenden hinteren Chassisteil 18 ¾ ¾ angeordnet. Die bevorzugte Ausbildung entsprechend der Darstellung nach Fig. 5 ermöglicht nun in sehr vorteilhafter Weise sämtliche Versorgungsmedien wie Hydraulik, Pneumatik und Elektrik im Bereich der zentralen Drehachse 9 vom Oberwagen 3 zu den beiden Chassisteilen 18 ¾, 18 ¾ ¾ mit den Tragarmen 4 ¾, 4 ¾ ¾, 5 ¾, 5 ¾ ¾ und den daran befestigten weiteren Elementen wie Rädern hindurchzuführen für die Versorgung der verschiedenen benötigten Antriebselemente wie für die Verstellung der Tragarme und den Antrieb der Räder. Ausserdem können dadurch auch auf einfache Art gemessene Signale und Rückmeldungen aus dem Antriebsbereich zurückgeführt werden in den Kabinenaufbau 3, wo alle Signale zusammenlaufen müssen für die Steuerung des Baggers.
Der zentrale Durchführungsbereich 21 ermöglicht nun auch die Realisierung eines bevorzugten Baggers mit endlos drehbarem Kabinenaufbau 3. Es können somit auch Steurungsmittel, vorzugsweise elektronische, vorgesehen werden zur Ansteuerung des Auslenkungsgrades der Verkippung der Chassisteile, der Tragarme und der Räder und anderer Elemente nach Bedarf zum Betrieb und insbesondere zur einfachen Lenkung des Baggers. Diese Steuermittel können je nach Bedarf im Kabinenaufbau 3 und/oder an geeigneter Stelle an verschiedenen Orten des Baggers angeordnet werden. Vorzugsweise werden diese im Kabinenaufbau 3 zusammengeführt wo der Baggerführer die entsprechenden Kommandos gibt.
[0016] Eine weitere vereinfachte Ausbildung des erfindungsgemässen Baggers ist in den Fig. 6a und 6b dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird das untere Drehkranzlager 20 gemäss Fig. 5a weggelassen und ersetzt durch einen zentral unten angeordneten Lagerbolzen 22, dessen Achse ebenfalls identisch mit der Drehachse 9 ist. Diese Ausführung hat Kostenvorteile in der Ausführung, ist aber etwas weniger präzise als die Ausführung gemäss Fig. 5a. Selbstverständlich kann die Anordnung der Lager vertikal auch umgekehrt werden und dann der Drehkranz im unteren Teil angeordnet werden und der Lagerbolzen im oberen Bereich.
[0017] In den Fig. 7a und 7b ist eine weitere Variante dargestellt, wobei hier für die Knicklenkung nur ein einzelnes Drehkranzlager 19 eingesetzt wird.
Dies stellt eine weitere Vereinfachung des Baggers dar.
[0018] In den Fig. 8a und 8b ist eine erfindungsgemässe Anordnung dargestellt, bei welcher die Lagerung der Knicklenkung ohne Drehkranzlager 19, 20 ausgebildet ist, sondern ausschliesslich mit einem zentralen Bolzenlager 22. In diesem Fall kann das Bolzenlager 22 vorzugsweise gleichzeitig als hohler Bolzen ausgebildet werden, durch den die Drehdurchführung 23 läuft bzw. die Drehdurchführung selbst als Bolzen ausgebildet ist.
Solche Bolzen mit kombinierter Drehdurchführung können auch kombiniert werden mit zusätzlichen Drehkranzlagern 19, 20.
[0019] Die Ausbildung eines Baggers entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Realisierung einer sehr kompakten Fahrzeuglänge, wobei die gleichzeitige Nutzung des Innenraums für die Drehdurchführung und andere Komponenten durch den zentralen Kabinenaufbau und Knicklenkungsdrehpunkt ermöglicht wird, ohne dass unerwünschte Einschränkungen entstehen. Hierdurch ist eine einfache Bedienung des Baggers ermöglicht, weil die Breitenverstellung der Räder und die Lenkung getrennt erfolgen kann. Der Radsturz über den gesamten Verstellbereich der Räder bleibt nun im Wesentlichen gleich, da jetzt vorne und hinten beispielsweise und bevorzugt Parallelogramm-Radträger montiert werden können.
Die Lenkanordnung wirkt nun wie eine zentrale Knicklenkungsanordnung und ermöglicht nun einen präzisen Spurlauf. Die Ausbildung des erfinderischen Baggers ermöglicht auch eine sehr vorteilhafte Statik, was sich positiv auf das Fahrzeuggewicht auswirkt.
The invention relates to an excavator according to the preamble of claim 1.
Excavators, in particular walking excavator with mobile chassis and arranged thereon bogie with arms and arranged working equipment, such as excavator bucket as working equipment, have long been known. A special off-road excavator, for example, the walking excavator, as disclosed in the patents CH 678 542 and CH 650 299. Walking excavators have far-reaching support arms or walking feet on the front and on the back of a chassis or base frame, which serves as a foundation for the bogie. These walking feet can be adjusted independently of each other in the horizontal and vertical plane, so that the track and the wheelbase can be changed. With this device, the excavator can be moved.
On the one hand, it can be moved while driving, but it can also be moved by walking. Depending on requirements, these arms can also be designed as extendable telescopic arms. Such walking excavators can therefore be used on uneven and steep, rough terrain.
When using four Schreitfüssen example, two walking feet are provided in the rear end with one wheel and the front Schreitfüsse also with one wheel. In addition, but also Abstützpratzen or support feet are provided on the two Schreitfüssen.
The movement of such a walking excavator happens that by supporting the boom, usually with the bucket, the excavator is lifted from the ground, so that the support legs are free and pulled with the boom of the excavator on the wheels or can be pushed in the Version with outriggers. After each turn, the excavator is put down again on the claws on the crag feet and it can be done another, next walking step. In the version with four wheels without Abstützpratzen not necessarily wheels of the walking excavator must be lifted off the ground for movement. In this case, the excavator can also be moved by pushing with the bucket or even with its own wheel drive.
Of course, the aforementioned walking operation is also possible in the wheel design with four wheels without Abstützpratzen.
In the known walking excavators steering is done via the pivoting of the individual wheel or via a steering knuckle. This leads the walking excavator with its adjustable wheels to the problem that in certain positions is no longer given the optimal wheel position. Other problems are in the controllability, because wheel carriers must be individually controlled or hydraulically coupled. However, this leads to deviations in the position of the wheels due to the operation, the different speeds of movement of the drive hydraulic cylinders (one is off, the other retracted) and possible leaks in the hydraulic system.
The vehicle no longer runs precisely in the track, but has a so-called flow, because the pair of wheels is no longer aligned parallel to each other, but is positioned angled from each other. The steering therefore requires a lot of skill from the driver and then it is not possible high speeds. In addition, the driving precision is clearly limited. In addition to the aforementioned problems also occurs a greater wear on the wheel, because at the wheels at a resulting from the difficult operation flow greater wear occurs. In addition, the driving of a small turning circle is made possible only limited.
The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the aforementioned prior art.
In particular, the object is to realize an excavator to the effect that a punctually accurate, precise and easy steering is made possible, the realization of which should be possible with relatively simple technical means. In particular and preferably, the solution for walking excavators should be realized for endless rotatable superstructure. So for superstructure, which can rotate arbitrarily with respect to the chassis, without these must be guided at end stops and turned back.
The object is achieved by the excavator according to the features of claim 1.
The dependent claims define further advantageous embodiments.
The object is achieved according to the invention that an excavator is provided with a chassis and a bogie with a turntable bearing, on which a cabin structure with drive elements is rotatably mounted about a rotation axis and with a arranged on the cabin structure pivoting boom with attached tool and with four on the chassis in the horizontal and vertical direction movably arranged support arms for locomotion and support of the excavator, wherein two rear support arms each receive a rear wheel and the two other front support arms each receive a front wheel. Here, the chassis is in two parts formed in a front chassis part and a rear chassis part.
At the front chassis part the two front support arms are arranged and at the rear chassis part the two rear support arms. The two chassis parts are arranged here tilted relative to each other about the axis of rotation. The cabin structure is also rotatable about this axis of rotation and is preferably designed as an endlessly rotatable cabin structure or superstructure. The pivot point or the axis of rotation of the upper carriage is thus substantially identical to the axis of rotation of the tiltable two front and rear chassis parts. The steering thus takes place via steering cylinders which move or tilt the two parts of the chassis relative to one another.
Of course, an additional steering angle is possible on the adjustment of two support arms or by pivoting two wheels.
With the present arrangement, it is now possible to produce a precise steering behavior, which greatly simplifies the control. In addition, the present arrangement also allows the setting of small turning circles, whereby the maneuverability is further improved. The arrangement can be realized with relatively little effort. The arrangement also makes it possible to arrange all supply media and control lines in the central region of the axis of rotation and to pass between the cabin structure or the superstructure and the two chassis parts with the wheels and the various drive elements.
The arrangement is thus particularly well suited for the realization of an excavator with an endlessly rotatable cabin structure.
The invention will now be explained in more detail below, for example, and with schematic figures. Show it:
<Tb> FIG. 1a <sep> a digger according to the prior art in side view
<Tb> FIG. 1b shows a digger according to the prior art in a three-dimensional view
<Tb> FIG. 2a <sep> a one-piece chassis of an excavator without superstructure according to the prior art in side view with brackets and wheels
<Tb> FIG. 2b shows a three-dimensional representation of the arrangement according to FIG. 2a
<Tb> FIG. 3a <sep> in plan view schematically a representation with one-piece chassis and two each arranged thereon Tragarmpaaren with the wheel pairs arranged thereon in a neutral position
<Tb> FIG. 3b <sep> Arrangement according to Fig. 3a with a pair of pivoted arm and it fixedly arranged parallel set wheels pair
<Tb> FIG. 3c <sep> Arrangement according to FIG. 3a with pivotable wheels
<Tb> FIG. 3d <sep> Arrangement according to Fig. 3c with pivoted wheels for adjusting a Radeinschlages
<Tb> FIG. 3e <sep> Arrangement in neutral position corresponding to Fig. 3a and Fig. 3c with pivotable carrier pair and pivotable pair of wheels
<Tb> FIG. 3f <sep> Arrangement according to FIG. 3e with pivoted carrier pair and pivoted wheels for setting a steering angle
<Tb> FIG. 4 <sep> in supervision a two-part chassis with attached to the chassis parts adjustable support arms and the associated wheels with eccentric pivot point between the chassis parts for tilting the arrangement
<Tb> FIG. 5a <sep> an inventive arrangement in cross-section with two tiltable chassis parts tiltable about the common central axis of rotation, which is identical to the axis of rotation of the upper carriage
<Tb> FIG. 5b <sep> the arrangement according to Fig. 5a in three-dimensional representation
<Tb> FIG. 6a <sep> in side view a representation of the inventive arrangement with a bearing combination of centrally arranged turntable with centrally located pin bearing bearing pin
<Tb> FIG. 6b <sep> the arrangement according to FIG. 6a in three-dimensional representation
<Tb> FIG. 7a <sep> an arrangement in side view with a single slewing bearing for the superstructure and a single slewing ring bearing for the articulated steering
<Tb> FIG. 7b <sep> Arrangement according to FIG. 7a in three-dimensional representation
<Tb> FIG. 8a <sep> in cross-section an arrangement with a central pin bearing for the articulated steering, wherein the pin simultaneously receives the rotary feedthrough for the media
<Tb> FIG. 8b <sep> the arrangement according to FIG. 8a in three-dimensional representation
In Fig. 1a, an excavator is shown in a known training in side view and in Fig. 1b in perspective view. Such a digger consists in a known manner, for example, a chassis substructure 1, which receives a bogie 2 with slewing ring bearing, wherein the bogie 2 the cabin structure 3 and the superstructure with the drive elements over it. The cab structure 3 with the corresponding attachments, such as with the pivoting boom 10 and the telescopic boom 11 and the working tool 12, such as an excavator bucket, are rotatably arranged about an axis 9 on the chassis 1.
On the chassis 1, the front support arms 5 ¾, 5 ¾ ¾ and the rear support arms 4 ¾, 4 ¾ ¾ are arranged, which are each driven by a hydraulic cylinder 15 height adjustable and laterally adjustable. At least one pair of support arms, preferably on all four support arms, wheels 6, 7 are arranged for locomotion of the excavator. In addition, in certain cases it is possible and customary to arrange support arms or support feet 8 on a support arm pair depending on the desired mode of operation of the excavator. In Figs. 2a and 2b, the excavator for better clarity without the rotatable superstructure or
Cab structure 3 shown with the associated elements.
Excavators of the aforementioned type were previously steered thereby and thus moved by, for example, as shown in Fig. 3a and 3b, a pair of support arm 4 ¾, 4 ¾ ¾ with the associated fixed pair of wheels 6 ¾, 6 ¾ ¾ as a whole pivot around the pivot points 13 ¾, 13 ¾ ¾ parallel. Another way to achieve a steering angle is to turn a pair of wheels 6 ¾, 6 ¾ ¾ parallel around a pivot point 14 ¾, 14 ¾ ¾ to adjust the wheel, leaving the brackets 4 ¾, 4 ¾ ¾ in their original position , as shown schematically in Figs. 3c and 3d. The combination of the two aforementioned possibilities is shown schematically in FIGS. 3e and 3f.
Here, a pair of support arms 4 ¾, 4 ¾ is pivoted horizontally around the pivot point 13 ¾, 13 ¾ ¾ of the support arm adjustment and at the same time the pair of wheels 6 ¾, 6 ¾ are pivoted about the pivot points 14 ¾, 14 ¾ ¾ for the wheel adjustment.
In the aforementioned previous Achsschenkenkung or steering by support arms, the operation is difficult because each wheel must be pivoted individually. Since the wheels are adjusted in height and width, also creates a variable camber with corresponding disadvantages. The difficult operation is also a forward of the wheels, so a non-parallel running of the wheels, unavoidable and there is a greater wear on the wheel. A sufficiently small turning circle is also not feasible.
It can be seen that this type of steering is relatively complex and fraught with corresponding disadvantages.
Due to the complicated control of the excavator operator is also heavily stressed, which also affects the safety of the operation. Attempts have already been made to reduce problems of this type in known and large construction machines, for example by using so-called articulated steering systems for heavy shovel excavators or heavy transport trucks.
In such known articulated steering the vehicles are constructed in two parts and pivot or tilt about a pin bearing, whereby a steering operation is made possible accordingly. If one were to proceed according to the already known articulated steerings and provide such in a walking excavator, this would lead to an arrangement, as shown in plan view in Fig. 4 schematically.
In this case, the chassis 1 would be divided into two parts and each chassis part would each have a rear arm pair 4 ¾, 4 ¾ ¾ and a front arm pair 5 ¾, 5 ¾ ¾ arranged. Each arm has, as already mentioned, a wheel 6 ¾, 6 ¾, 7 ¾, 7 ¾ ¾. At one of the two chassis parts a bogie 2 is mounted with a turntable bearing, to which the cabin structure 3 and the superstructure is mounted with its attachments to the substantially vertical axis of rotation 9 rotatably. In addition to this bogie 2 with the turntable bearing the bolt bearing 17 is arranged for the articulated steering, which connects the two chassis parts in the horizontal direction pivotally together. Hydraulic cylinders 16 ¾, 16 ¾ are arranged between the two chassis parts on both sides of the pin bearing 17 in order to generate the pivoting movement.
Such a solution requires additional space in addition to the rotary feedthrough and leads to large overall lengths. A precise tracking is also not guaranteed. In order to balance the track, an artificial extension of the one side of the vehicle is necessary to put the articulation in the center. This would not be acceptable for transport and labor.
In the preferred embodiment of a walking excavator with endlessly rotatable cabin structure 3, there is additionally the problem of carrying out the media from the superstructure to the chassis parts with the support arms.
In order to solve the aforementioned problems, according to the invention, the chassis 1 is divided into two parts 18 ¾, 18 ¾ ¾ and the chassis parts connected via a centrally located storage 19, 20 laterally, substantially horizontally, tiltably connected, as shown in the Fig. 5a and 5b is shown. It is essential that the axis of storage for tilting with the axis of rotation 9 of the cabin structure 3 and the bogie with the turntable bearing substantially coincide. The axis of rotation 9 is aligned in the horizontal orientation of the excavator substantially as a vertical axis.
The one chassis part 18 ¾, for example, is defined as a front chassis part on which the two front support arms 5 ¾, 5 ¾ are arranged laterally and vertically pivotable. On the other chassis part 18 ¾ ¾, which then forms the rear chassis part, the two rear support arms 4 ¾, 4 ¾ ¾ are arranged accordingly. The support arms 4 ¾, 4 ¾ ¾, 5 ¾, 5 ¾ ¾ can be carried out depending on the desired embodiment means for lateral pivoting or for vertical pivoting or with their combination. The arrangement shown in FIG. 5 shows an embodiment with two additional slewing ring bearings 19, 20 for the mounting of the two tiltable chassis parts 18 ¾, 18 ¾, which now represent a type of articulation arrangement.
The two chassis parts 18 ¾, 18 ¾ ¾ are in this case designed such that, for example, the rear chassis part 18 ¾ ¾ over the front chassis part 18 ¾, for example, and the two parts with an upper swivel bearing 19 and a lower swivel bearing 20 tiltably movable around the axis of rotation 9 connects , The two chassis parts 18 ¾, 18 ¾ ¾ are laterally tapered so that a tilting is possible, as long as they do not abut each other, in which case mechanical tilt angle of about 90 deg. are possible, preferably to 60. This area allows a very good maneuverability of the excavator. The cabin structure 3 with its attachments is rotatably mounted about the vertical axis 9 via a turntable bearing 2, which forms the bogie with the chassis, at the upper part of the two-piece chassis.
This slewing ring 2 is here, for example, at the upper protruding rear chassis part 18 ¾ ¾ arranged. The preferred embodiment according to the representation of FIG. 5 now makes it possible in a very advantageous manner all supply media such as hydraulics, pneumatics and electrics in the region of the central axis of rotation 9 from the uppercarriage 3 to the two chassis parts 18 ¾, 18 ¾ ¾ with the support arms 4 ¾, 4 ¾ ¾, 5 ¾, 5 ¾ ¾ and the other elements attached to it, such as wheels, for the supply of the various required drive elements, such as the adjustment of the support arms and the drive of the wheels. In addition, signals and feedback signals from the drive area which are measured in a simple way can also be fed back into the cabin structure 3, where all signals must converge for the control of the excavator.
The central lead-through region 21 now also allows the realization of a preferred excavator with endlessly rotatable cabin structure 3. Steur means, preferably electronic, can thus be provided for controlling the degree of deflection of the tilting of the chassis parts, the support arms and the wheels and other elements as required for operation and especially for easy steering of the excavator. These control means can be arranged as required in the cabin structure 3 and / or at a suitable location at different locations of the excavator. Preferably, these are combined in the cabin structure 3 where the excavator operator gives the appropriate commands.
A further simplified embodiment of the inventive excavator is shown in Figs. 6a and 6b.
In this embodiment, the lower pivot bearing 20 is omitted according to FIG. 5a and replaced by a centrally located below bearing pin 22 whose axis is also identical to the axis of rotation 9. This embodiment has cost advantages in the design, but is somewhat less precise than the embodiment of FIG. 5a. Of course, the arrangement of the bearings can be vertically reversed and then the turntable in the lower part are arranged and the bearing pin in the upper part.
In Figs. 7a and 7b, another variant is shown, in which case only a single pivot bearing 19 is used for the articulated steering.
This represents a further simplification of the excavator.
8a and 8b an arrangement according to the invention is shown, in which the bearing of the articulated steering without slewing ring bearings 19, 20 is formed, but exclusively with a central pin bearing 22. In this case, the pin bearing 22 preferably at the same time as a hollow bolt be formed through which the rotary feedthrough 23 runs or the rotary feedthrough itself is designed as a bolt.
Such bolts with combined rotary feedthrough can also be combined with additional slewing bearings 19, 20.
The formation of an excavator according to the present invention allows the realization of a very compact vehicle length, wherein the simultaneous use of the interior for the rotary feedthrough and other components is made possible by the central cabin structure and articulation pivot point without undesirable restrictions. As a result, a simple operation of the excavator is possible because the width adjustment of the wheels and the steering can be done separately. The camber over the entire adjustment range of the wheels now remains essentially the same, since now front and rear, for example, and preferably parallelogram wheel carrier can be mounted.
The steering assembly now acts as a central articulation arrangement and now allows precise tracking. The design of the inventive excavator also allows a very advantageous static, which has a positive effect on the vehicle weight.