DE1020935B

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Publication number: DE1020935B
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Description

Die Erfindung betrifft einen Schiirfkubelzug mit einer Zugmaschine und einem auf diese aufgesattelten einachsigen Schürfkübelanhänger, dessen Schürfkübel mit dem durch einen Sahubmotor angetriebenen Anhängerfahrgestell einen starren Bauteil bildet, der durch ein an dem Schürfkül>el in einer waagerechten Achse angedenktes starres Zugjoch mit der Zugmaschine verbunden ist.

Zur Erzielung einer zufriedenstellenden. Sohüorfleistung eines durch Zug- und Schubmaschine angetriebenen SchiirfkiibeⁱIzuges muß dieser so ausgelegt sein, daß bei Beginn des Schürfvorganges an dm beiden Antriebsachsen, .insbesondere aber an der Antriebsachse der Schuhmaschine, eine ausreichende Belastung der Räder vorhanden ist, um die den Boden abhebende Schneidkante des Schürfkübels mit der nötigen Kraft und Geschwiindigkek vorschieben zu können. Um dies zu ermöglichen, muß ein erheblicher Teil des Schürf kübel gewichtes bei Beginn des Schürf vorganges auf der Antriebsachse der Sohubmaschme lasten. Andererseits darf der von der Antriebsachse der Schubmaschine getragene Gewichts an teil nicht zu groß sein, da das Sahürfvermögen des Schürfkübels beeinträchtigt werden würde, wenn die Schneidkante mit einem zu geringen Gewiahtsanteil belastet wäre.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, einen mit einer Zug- und einer Schubmaschine ausgerüsteten Schürfkübelzug so auszulegen, daß ohne Beeinträchtigung des Grabvermögens von den Antriebsrädern des Gerätes, insbesondere bei Beginn des Schürf Vorganges, ein maximales Antriebsmomemt übertragen werden kann.

Ein solcher Schürfkübelzug besteht im allgemeinen aus drei Bauelementen, die durch Gelenkkupplungen miteinander verbunden sind, nämlich der Zugmaschine, einem aus Trägern mit Querträger und nach hinten gerichteten Armen bestehenden Zugjoch und einem aus dem Schürfkübel, dessen Rahmen und dem Schubmotor bestehenden Bauteil. Bed dieser Zusammenstellung aus drei durch Gelenkkupplungen miteinander verbundenen Bauelementen kann der von der Zugmaschine aufgenommene Gewichts anteil des eigentlichen Schürfkübels durch die Gelenkkupplung zwischen Zugmaschine und Zugjoch direkt auf die Zugmaschiinenantriebsräder übertragen werden. Da außerdem beim Fahren an der Hinterachse der Zugmaschine ein Moment auftritt, welches die Vorderachse anzuheben sucht, wird noch ein weiteres Gewicht auf die Antriebsräder der Zugmaschine übertragen, so daß l>ei !Beginn des Ladevorganges auch von der Zugmaschine ein großes Anzugsmoment aufgebracht wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Schürfkübelzug mit einer Zugmaschine und einem auf diese aufgesattelten Schürfkübelzug mit rückwärtigem Antriebsmotor

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte, Bremen, Feldstr. 24

Beansprudite Priorität: V. St. v. Amerika vom 28. Januar 1950

Stewart Fearing Armington, Willoughby₁ Ohio, und William Joseph Adams, Santa Cruz, Ohio (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

einachsigen Schürfkübelanhänger, dessen Schürfkübel mit dem durch einen Schubmotor angetriebenen Anhängerfahrgestell einen starren Bauteil bildet, der durch ein an dem Schürfkübel in einer waagerechten Achse angelenktes starres Zugjoch mit der Zugmaschine verbunden ist, wenigstens ein Fünftel des Gesamtgewichts des aus dem Schürfkübel, dem Anhängerfahrgestell mit Schubmotor und dem Zugjoch bestehenden Schürfkübel anhänger« hinter der Antriebsachse des Anhängers angeordnet ist. Der Abstand des Schwerpunktes des Scbubmotors von der Antriebsachse des Anhängers beträgt vorzugsweise etwa 37 ^J/2°/o des Abstände des Schwerpunktes des be-Iadenen Schürfkübels von der Antriebsachse. Die Länge des über die Antriebsachse des Anhängers nach hinten herausragenden Teiles des Aruhängerfahrgestells beträgt vorzugsweise etwa 76% des Abstandes zwischen dem Schwerpunkt des Schürfkübels und der Antriebsachse des Anhängers. Der Schürfkübel-

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anhänger ist dabei vorzugsweise so mit der Zug_t' n^ascfene verbunden, daß eine Schwenkbewegung des ϊ . Ät&ängers gegenüber der Zugmaschine um eineLängs- \äÄse4nöglich ist.

""Die sich durch die ernndungsgemäße Ausbildung eines Schürfkübelzuges ergebenden Vorteile sollen an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Fig. 1 stellt eine Seitenansicht des Schürfkübelzuges,

Fig. 2 eine schematiche Darstellung der Lastverteilung des Schürfkübelzuges der Fig. 1, und zwar sowohl in leerem als auch in beladenem Zustand,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht des hinteren Teiles der Fig. 1 und

Fig. 4 einen Querschnitt nach 4-4 der Fig. 3, in dem die Antriebsräder fortgelassen sind, dar.

Der in Fig. 1 dargestellte Sohürfkübelzug enthält einen Schürfkübel 10 mit zwei parallelen Seitenwänden Il_j die durch Kastenträger 12, 13, 14 und 15 miteinander verbunden sind. Der Kastenträger 15 hat im Querschnitt die Form eines Dreiecks; er trägt die Grabklinge 16 sowie das Gelenk 18 für den Auswerfer 17. Der Auswerfer 17 verläuft in sanfter Krümmung nach oben. Seine Rückwand 17' reicht in der BeladesteMung bis unter den Querträger 13. Der Schürfkübel 10 ist vorn durch die schwenkbare Verschlußklappe 20 verschlossen, die starr mit den Armen 21 verbunden ist, die bei 22 an dem Schürfkübel 10 angelenkt sind.

Fest mit dem Schürfkübel 10 verbunden, und zwar mit den hinteren Querträgern 13 bzw. 14 verschweißt, sind die nach hinten gerichteten Träger 35 a, 35 b, 35 c und 35 d (Fig. 3 und 4). Diese Träger konvergieren nach hinten und enden in einem kurzen Querträger 35 e (Fig. 3). Diese hintere starre Verlängerung des Schürfkübels 10 trägt den Sohuibmotor 44 und die Räder 33 des Sahürfkübelanhängers, die mittels der Antriebsachse 34 gelagert sind. Ein hydraulischer Zylinder 19 dient zum Anheben des Auswerfers 17. Der Schürfkübel 10 mit dem den Schubmotor 44 tragenden AnhängerfahrgesteW bildet den hinteren der drei starren Bauteile des Schürfkübelzuges.

Eine aus zwei nach hinten divergierenden, gekrümmten Trägern 23 (Fig. 1) bestehende Zugstange ist vorn durch die Gelenkkupplung 24 mit dem starren Fahrgestelkahmen der Zugmaschine verbunden. Die hinteren Enden der Träger 23 sind mit einem Rohrträger 26 verschweißt, der seinerseits mit den zu beiden Seiten des Schürfkübels 10 angeordneten, nach hinten gerichteten Schwenkarmen 27 fest verbunden ist. Die Schwenkairme 27 sind bei 28 gelenkig mit dem Schürfkübel 10 verbunden. Der Rohrträger 26 trägt die hydraulischen HebeAOrrichtungen 29, die die Seile 30 und 32 betätigen. Das Seil 30 greift an dem vorderen Querträger 12 des Schürfkübeiis 10 an und dient zum Heben und Senken des Schürfkübels. Das Seil 32 greift an der Verschlußklappe 20 an und dient zium Heben und Senken der Verschlußklappe. Das aus den Trägern 23, dem Rohrtrager 26 und den Schwenkarmen 27 bestehende Zugjoch, das die Hebezylinder 29 sowie die Kupplung 24 trägt, ist der mittlere starre Bauteil des Schürfkübelzuges.

Die den vorderen starren Bauteil bildende Zugmaschine besteht aus dem Fahrgestel!rahmen 36, der die Vorderräder 37 und die Hinterräder 38 trägt. Der Zugmotor 40 treibt die Hinterräder 38 der Zugmaschine an.

Der Schürfkübelzug wird durch die Zugmaschine mit dem Zugniotor 40 gezogen und durch den Schürf-

kübel anhänger mit dem Schubmotoi' 44 gesclioljeii. Iis ist zu l>eachten, daß der Schubmotor 44 im wesentlichen die gleiche Stärke hat wie der Zugmotor 40 und daß er in. keiner Weise etwa einen Hi'lfsmotor von geringerer Leistung darstellt. Der Schubmotor44 ruht auf Trägern 45, die fest mit dem hinteren Rahmen 35 verbunden sind. Die Antriebswelle 44a- des Schubmotors 44 ist mittels eines Kardangetriebes und einer geneigten (in der Zeichnung nicht dargestellten) Welle mit einer Kupplung 46 a eines Getriebes 46 verbunden. Das Getriebe- treibt die Kupplung 47, die mittels einer (in der Zeichnung ebenfalls' nicht dargestellten) Welle die mit den Rädern 33 verbundene Antriebsachse 34 des Anhängers antreibt. Der Schubmotor 44 besitzt einen Brennstoffbehälter 48, ein Luftfiiter 49 und einen Kühler 50.

In Fig. 2 sind die Gewichte der verschiedenen Bauteile des in Fig. 1 dargestellten Schürfkübelzuges sowie die erii η dungsgemäße Verteilung dieser Gewichte auf die verschiedenen Achsen eingetragen. Die Gesamtlänge des Sabürfkübelanhängers zwischen den Linien A und B beträgt etwa 8,85 m, der Abstand zwischen der hinteren, durch die Linie C markierten Antriebsachse 34 und dem durch die LinieD markierten Schwerpunkt des Schubmotors 44 etwa 1,12 m. Hierbei beträgt das Gesamtgewicht des Zugjochs, des Schürfkübels mit Anhängerfahrgestell und des Schubmotors 44 16770kg. Hiervon liegen 13150kg vor der durch die Linie C markierten hinteren. Antriebsachse 34 und etwa 3620 kg hinter der Antriebsachse 34. Diese 3620 kg wirken an einem Hebelarm, der dem Abstand der Linien- C und D entspricht. Es ist klar, daß dieses verhältnismäßig große, über die hintere Antriebsachse 34 hinausragende Gewicht einen Teil des vor der Antriebsachse 34 liegenden Gewichtes des Schürf.külxilanhängens ausgleicht. Aus Fig. 2 ist weiter ersichtlich, daß das Gesamtgewicht der Zugmaschine allein 9180 kg betragt; dies wird etwa gleichmäßig auf die durch die Linie E markierte Vorderachse und die durch die Linie F markierte Antriebsachse 39 der Zugmaschine verteilt. Die auf der Waage bestimmten tatsächlichen Gewichte lassen erkennen, daß ohne die Belastung durch den Schürfkübel 10 etwa 4810 kg auf die Vorderachse und etwa 4370 kg auf die Antriebsachse 39 der Zugmaschine wirken. Die Gesamtbelastung auf der Waage ergab für die durch die LinieF markierte Antriebsachse 39 der Zugmaschine ein Gewicht von 8550 kg. Wird hiervon die von der Zugmaschine herrührende Belastung von 4370 kg abgezogen, so ergibt sich, daß von dem Gesamtgewicht von. 13 150 kg des leeren Sdhürfküibelanhängers nur 4180 kg auf die vordere Kupplung und die Antriebsachse 39 der Zugmaschine übertragen werden.

Das Gewiclit an den durch die Linie C markierten Rädern 33 des Schürfkübelanbängers wurde zu 12 590 kg gewogen. Dieses Gewicht schließt die über die hintere Antriebsachse 34 nach hinten herausragenden 3620 kg sowie die vor der Antriebsachse 34 liegenden 8970 kg des Gesamtgewichtes des Schürfkübelanhängers von 13 150 kg ein. Es ist ersichtlich, daß das Gewicht von 3260 kg des über die Antriebsachse 34 nach hinten hinausragenden Bauteiles, der den Schubmotor 44 und Teile des AnhangerfahTgesteils enthält, zwischen 21 und 22°/o, d.h. etwa ein Fünftel des Gesamtgewichtes des Schürfkübelanhängers, darstellt. Der Umstand, daß ein großes Gewicht über die hintere Antriebsachse 34 hinausragt und als Gegengewicht für einen ziemlich großen Teil des Gesamtgewichtes des Schürfkübels 10 dient, ergibt daher die

Claims

1 Urach t licht Belastung von 12 590 kg, die auf die I linterräder 33 wirkt und eine gute Schubwirkung des Schubniotors 44 ermöglicht. Wenn das Fahrzeug mit seiner größtmöglichen Ladung von etwa 18,4 obm von dicht gepackter, gefrorener, schlammiger Erde beladen ist, 'beträgt die Belastung an der Vorderachse der Zugmaschine 6070 kg. Die Belastung der Hinterräder 38 der Zugmaschine beträgt 20 100 kg. Die Belastung der Räder 33 des Anhängers beträgt 28 900 kg. Das Gewicht des Ladegutes beträgt 29 120 kg. Durch Rechnung findet man, wie in Fig. 2 dargestellt, daß die Vorderräder 37 der Zugmaschine durch die Beladung eine zusätzliche Belastung von 1260 kg erhalten. Die Belastung der Antriebsräder 38 der Zugmaschine wurde um II 550 kg und die der Antriebsräder 33 des Anhängers um 16310 kg erhöht. Rechnet man dies in Anteile der Endzuladung um, so ergibt sich, daß 4,2 lVo der Zuladung auf die Vorderräder der Zugmaschine, 39,7 °/o auf die Antriebsräder der Zugmaschine und 56,1% auf die Antriebsräder 33 des Anhängers entfallen. Dies ist eine sehr vorteilhafte Verteilung der Nutzlast, denn sie bringt eine zusätzliche Belastung der Antriebsräder 38 der Zugmaschine und der Antriebsräder 33 des Anhängers mit sich, wobei die größere Belastung auf die Antriebsräder 33 des Anhängers entfällt, die mit einer größeren Bereifung ausgestattet sind als die Antriebsräder der Zugmaschine. Es könnte vermutet werden, daß das Gewicht des Schürfkübels 10 weitgehend von der Grabklinge 16 getragen wird, die auf dem Erdboden entlang gleitet, und daß infolgedessen das auf den Antriebsrädern 33 des Anhängers lastende Gewicht nicht groß genug ist, um die erforderliche Vorschubkraft zu erzeugen. Die Erfahrungen der Praxis haben gezeigt, daß dies nicht der Fall ist. Die Vorschubkraft des Schürfkübels 10 braucht nicht sehr groß zu sein, wenn der Kübel leer ist und zu arbeiten beginnt; sobald der Schürfkübel 10 jedoch zu arbeiten beginnt, ist schon innerhalb weniger Sekunden eine wesentliche Last darin angesammelt, die die AnpressungSikraft der Räder erhöht. Wie aus den Zahlenangaben der Fig. 2 hervorgeht, nimmt die prozentuale Belastung der Antriebsräder 33 des Anhängers durch die Beladung des Schürfkübels 10 sehr schnell zu, wodurch die Schubkraft entsprechend erhöht wird. Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, liegt der Schwerpunkt des Schubmotors 44 der Schubmaschine etwa 1,12 m hinter der Antriebsachse 34; der Schwerpunkt des Sdiürfkübels und der Nutzlast liegt etwa 3 tu vor dieser Achse. Diese beiden Lasten bringen einen .stärken Druck auf die Antriebsräder 33 des Anhängers hervor, und zwar gerade dort, WO· er erwünscht ist. Der Schubmotor 44 der Schubmaschine hai das Bostrelxn, die Vorderkante des Schürfkübeis 10 zu IieUn und einen Teil des auf der Grabklinge16 liegenden Druckes fortzunehmen. Offensichitlich ist alXT diese Wirkung nicht groß genug, um dieSchürf-Ieistung der Maschine zu beeinträchtigen, da der Schürfkübel 10 in sehr wirkungsvoller Weise beladen wird. Die Wirkung des Gegengewichts von 3620kg hinter den Antriebsrädern 33 des Anhängers wird also mit der Beladung verhältnismäßig gering. Eine weitere zu 1 pachtende Wirkung ist das auf die Antriebsräder 33 wirkende Drehmoment. Sobald die: Schuhmaschine 44 Ugimit, den Schürfkübel 10 zu Ix-Iaden, wird ein Drehmoment auf die Antriebsachse 34 ülxTtrageii. welches das Bestreben hat, den Schürfkübel 10 zu heben und den Schubmotor 44 zu senken. Da der Schürfkübel 10 ursprünglich schon viel schwerer ist als der Schubmotor 44 und da der Schürfkübel 10 mit der Beladung noch viel schwerer wird, beeinflußt dieses Drehmoment die Sohürfleistung des Schürfkübels nicht. Dagegen erzeugt es eine viel größere Belastung der Antriebsräder 33 des Anhängers, da es die Tendenz hat, den Schürfkübel 10 anzuheben, und da es dadurch als Reaktionswirkung einen zusätzlichen Druck auf die Antriebsräder 33 überträgt. Eine ähnliche Wirkung findet bei den. Antriebsrädern 38 der Zugmaschine statt. Sobald diese beginnen, sich zu drehen, werden die Vorderräder der Zugmaschine entlastet. Dadurch wird ein zusätzliches Gewicht auf die Antriebsräder 38 der Zugmaschine übertragen, wodurch wiederum eine bessere Zugwirkung erreicht wird; je größer die Zugkraft nach vorn ist, um so größer wird die Belastung der Antriebsräder 38 und die daraus resultierende Zugwirkung. Diese beiden Arten der Übertragung eines Drehmomentes auf die Antriebsräder 33 und 38 sind wegen der in den Gesarotaufbau eingeschalteten' Gelenke möglich. Die Übertragung eines Teiles des Gewichtes der Zugmaschine auf die Antriebsräder 38 ist möglich, da die Zugmaschine das Bestreben haben kann, sich über die Kupplung 24, die· den horizontalen Querzaiifen 24 ο enthält, aufzurichten. Die Übertragung eines Teiies des Schürfkübalgewiohtes und des Drebiiiomentes auf die Antriebsräder 33 des Anhängers ist möglich wegen der gelenkigen Verbindung28 zwiisclien dem Zugjoch und dem Schürfkübel 10 und wegen der schwenkbaren Verbindung zwischen dem Zugjocli und der Zugmaschine mittels der Kupplung 24. Man muß sich vergegenwärtigen, daß die mit dem Vorderende des Schürfkübels 10 verbundenen Hübseile 30 während des Beladens im allgemeinen locker sind. Der Schiirfkülielzug nadi der Erfindung ist so ausgebildet, daß in lxdadenem Zustand eine bestmögliche Gewiohtsverteiliing auf die Antriebsräder 33 des Anhängers und auf die Antriebsräder 38 der Zugmaschine'erzielt wird. 11 ierzu sind die Antriebsachsen 34 des Anhängers und damit auch die Antriebsräder 33 des Anhängers verhältnismäßig weit nach vorn gerückt worden, und zwar derart, daß wenigstens ein Fünftel des Gewichtes aus dem Schürfkübelanhänger hinter der Antriebsachse 34 des Anhängers angeordnet ist. DieseAnordniing erspart eine beträchtliche hydraulische Hebearbeit, die benötigt wird, um den gefüllten Schürfkübel 10 zu heben. Patentansprüche:

1. Schiirfkiilxdzug mit einer Zugmaschine und einem auf diese aufgesattelten einachsigen Schürfkiibelanhänger, dessen Schürfkübel mit dem durch einen Schubmotor angetriebenen Anhängerfahrgestell einen starren Bauteil bildet, der durch ein an dem SchürfkülKl in einer waagerechten Achse angelenkte« starres Zugjoch mit der Zugmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein ]⁷ünftol des Gesamtgewichtes des aus dem SclTiirfkiilK¹I (10), dem Anhänger fahrgestell mit Schubmotor (44) und dem Zugjoch (23 bis 28) bestehenden Schürfkübelanhängers hinter der Antriebsachse (34) des Anhängers angeordnet ist.

2. Schürfkübelzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Schwerpunktes des Schubmotors (44) von der Antriebsachse (34)

des Anhängers etwa 37¹h°/o- des Abstandes des Schwerpuniktes des beladenen Schürfkübels (10) von der Anfri ängerachse (34) beträgt.

3. Schürfküibelzug nach AnⁱSpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des über die Antriebsachse (34) des Anhängers nach hinten herausragenden Teiles des Anhänger fahrgestell Ies (35) etwa 76°/o des Abstandes des Schwerpunktes des

belademen Schürfkübels (10) von der Antriebsachse (34) beträgt.

4. Schürfkübel zug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennizeiahnet, daß der Schürfkübelanhänger mit dem Sohuibmotor (44) so mit der Zugmaschine verbunden ist, daß eine Schwenkbewegung des Anhängers gegenüber der Zugmaschine um eine Längsachse möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen