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Fahrbarer Frontschaufellader Die Erfindung bezieht sich auf einen
fahrbaren Frontschaufellader, dessen Ladeschwinge zwei sich seitlich des Fahrgestells
nach vorn erstreckende und die Ladeschaufel tragende Hubarme aufweist, auf welchen
zur Hubkrafterhöhung bei Hubbeginn je ein ungleicharmiger Winkelhebel gelagert ist,
von dem der eine Arm am Anfang der Hubbewegung der Ladeschwinge auf einem systemfesten
Lagerbock abrollt und der andere Arm mit einem hydraulischen Hubzylinder in Verbindung
steht.
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Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Art wird zu Beginn des
Hubes der Ladeschwinge eine wesentlich größere Hubkraft durch einen Winkelhebel
erzielt, der über einen Seilzug mit dem Hubzylinder in Verbindung steht. Eine derartige
Anordnung ist jedoch aufwendig, bedingt einen meist hoch aufragenden Hebebaum und
ist anfällig gegen Beschädigungen, Stöße und Witterungseinflüsse. In dem Bestreben,
den Hubzylinder möglichst kurz zu halten, können auch keine übermäßig großen Aushebungshöhen
erreicht werden.
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Eine einfachere Bauart des Frontschaufelladers entsprechend der Aufgabe,
bei Hubbeginn die an der Ladeschaufel angreifende Hubkraft zu erhöhen, ergibt sich
gemäß der Erfindung dadurch, daß der Winkelhebel unmittelbar an der Ladeschwinge
im Bereich ihrer unteren Begrenzung und hinter der Vorderachse des Fahrgestells
gelagert ist und auf der Oberseite Anschlagflächen aufweist, von denen die dem längeren,
sich auf dem Lagerbock auf der Vorderachse abrollenden Hebelarm zugeordnete Ans
:hlagfläche eine Rastfläche der abgesenkten Lades"hwinge stützt und die dem kürzeren,
unmittelbar an den Hubzylinder angeschlossenen Hebelarm zug,-ordnete Anschlagfläche
am Ende der Schwenkbewegung des Winkelhebels gegen eine weitere Rastfläche der Ladeschwinge
zur Anlage kommt.
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Es ist zwar bekannt, bei Frontschaufelladern den Efubzylinder unmittelbar
an der Ladeschwinge angreifen zu lassen, wobei sich das andere Ende des Zylinders
am Fahrgestell abstützt. Hierbei ist aber die Hubkraft unmittelbar nach dem Einstoßen
der Ladeschaufel in das zu ladende Gut verhältnismäßig gering, so daß es schwierig
ist, dieses loszureißen. Dagegen reicht die Hubkraft aus, das losgerissene Gut im
weiteren Hubvorgang gleichmäßig nach oben zu bewegen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Ladeschwingenarm
ein nach unten offenes Kastenprofil zur Aufnahme des Winkelhebels und der Rastflächen
auf.
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Zweckmäßigerweise ist der längere Hebelarm dieses Winkelhebels mit
auswechselbaren Verschleißauflagen versehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt;
es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines Frontschaufelladers, F i g. 2 eine Teilansicht
nach der Linie 2-2 in F i g.1, F i g. 3 ein Längsschnitt des Laders, F i g. 4 und
5 eine Darstellung der verschiedenen Hubstellungen des Laders, F i g. 6 ein Diagramm
des Momentenverlaufs über den Hubvorgang.
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Die Schaufelladeeinrichtung ruht auf einem Schlepper mit einem Rahmen
10, der sich auf zwei Achsen abstützt. Die Hinterachse trägt Räder 12 und die Vorderachse
11 Räder 13. Der Motor 14 des Schleppers ist hinten angeordnet, während sich der
Fahrersitz 15 in der vorderen Hälfte des Fahrzeuges befindet.
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Die Ladeschwinge 16 der Schaufelladeeinrichtung ist zu beiden Seiten
des Schleppers angeordnet, wobei jeder Schwingenarm kastenförmig ausgebildet ist
und sich aus zwei S-förmig gebogenen Platten 17 zusammensetzt, die durch Querplatten
18 verbunden sind: Die hinteren Enden der Schwingenarme sind seitlich vom Fahrersitz
drehbar am Schlepper auf Schwenkzapfen 19 gelagert, die zwischen dem Schlepper und
Seitenplatten 21 befestigt sind. Die Schwinge 16 erstreckt sich nach vorn
über die Vorderachse 11 des Schleppers, und zwar zwischen dem Schlepperkörper und
den Vorderrädern 13.
Die in bekannter Weise ausgebildete Schaufel
22 besitzt zwei Seitenwände, die durch eine Rückwand und Bodenplatten verbunden
sind. Eine Schneidkante 23 erstreckt sich über die Vorderkante der Bodenplatte und
den unteren Teil der Vorderkant der Seitenwände. Die Rückwand der Schaufel trägt
Befestigungsflansche24, in denen die Schwingenarme durch die Bolzen 25 schwenkbar
angeschlossen sind. Der Schwenkpunkt liegt an der unteren Kante der Flansche 24.
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Die Schwenkung der Schaufel 22 relativ zur Schwinge 16 erfolgt durch
Hydraulikzylinder26, über Hebel 27 und Verbindungsstangen 28. Jeder Hydraulikzylinder
26 ist mittels eines zwischen dem Schlepper und der Seitenplatte 21 vorgesehenen
Bolzens 30 am Schlepper befestigt und andererseits durch den Bolzen 31 mit dem Hebel
27 verbunden. Der Hebel 27 ist bei 32 zwischen den Seitenplatten 17 der Schwingenarme
schwenkbar gelagert, und sein anderes Ende ist bei 33 mit der Verbindungsstange
28 verbunden, die andererseits bei 34 schwenkbar an den Flanschen24 der Schaufel
angeschlossen ist. Der Bolzen 30 ist vor und unterhalb des Bolzens 19 angeordnet,
so daß beim Hub in der zurückgeschwenkten Transportstellung der Schaufel in etwa
eine Parallelführung erzielt wird.
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Die Mittel zum Schwenken der Ladeschwinge 16 bestehen aus zwei Hydraulikzylindern
40, zwei Winkelhebeln 41 und zwei Lagerböcken 42, wobei je ein Teil einem
Schwingenarm zugeordnet ist. Es wird im folgenden nur die Anordnung an einem Schwingenarm
beschrieben. Der Winkelhebel 41 ist zwischen den Platten 17 des Schwingenarmes auf
einem Bolzen 44 gelagert. Sein Hebelarm 45 ist kürzer als der Hebelarm 46 und durch
den Bolzen 48 mit der Kolbenstange des Zylinders 40 schwenkbar verbunden.
Das Kopfstück des Zylinders 40 ist durch den Bolzen 50 schwenkbar mit einem Träger
49 verbunden, der unterhalb des Rahmens 10 des Schleppers angebracht ist. Die Unterseite
des äußeren Endes des Hebelarmes 46 des Winkelhebels 41 trägt eine Verschleißauflage
52, die sich in der abgesenkten Stellung der Schwinge auf dem Lagerbock 42 abstützt,
der an der Vorderachse 11 durch ein Klemmstück 53 und Bolzen 54 befestigt ist. Der
Lagerbock 42 ist etwas nach vorn geneigt. Die Stützfläche des Lagerbockes ist gekrümmt
ausgebildet und ermöglicht ein leichtes Gleiten des Hebelarmes 46. Sie ist
ferner ebenfalls mit einer Verschleißauflage 55 versehen. Die Verschleißauflagen
sind leicht auswechselbar ; befestigt. Für den Winkelhebel 41 sind ferner ein Schwingenarm
und Rastflächen 57 und 58 vorgesehen, die durch eine zwischen den
Seitenplatten 17 der Schwinge 16 befindliche Endwand 59 versteift
sind. Die Rastflächen 57 und 58 sind so gelegt, daß in der abgesenkten Stellung
nach F i g. 1 die Fläche 58 auf der Oberseite des Hebelarmes 46 aufliegt, der sich
wiederum, wie aus F i g. 3 ersichtlich, auf dem Lagerbock 42 abstützt. Nachdem
die Schwinge um etwa ein Drittel des Hubes geschwenkt ist, kommt die Oberfläche
des Hebelarmes 45 des Winkelhebels 41 gegen die Fläche 58 zur Anlage, wie in F i
g. 4 und 5 gezeigt.
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Die Länge der verschiedenen Glieder und die Abmaße der Hydraulikzylinder
müssen auf die Schleppergröße abgestimmt werden, um die Hubcharakteristik nach F
i g. 6 zu erreichen. Obwohl Abweichungen möglich sind, wird eine besonders gute
Funktion erzielt, wenn das Hubmoment im ersten Drittel des Hubes etwa doppelt so
groß ist wie dasjenige, das beim übrigen Hub zur Verfügung steht. Im allgemeinen
wird bei Vollendung des ersten Drittels des Hubes so viel Freiheit vom bearbeiteten
Material erzielt, daß eine wesentlich geringere Hubkraft erforderlich ist, um die
Schaufel auf die volle Entleerungshöhe zu heben. Während der letzten zwei Drittel
des Hubes wird das Hubmoment nach und nach um etwa die Hälfte abnehmen, entsprechend
der Abnahme des wirksamen Hebelarmes, gemessen als senkrechter Abstand des Schwenkzapfens
19 von der Wirkungslinie des Hydraulikzylinders 40. Die Steuerung der Hydraulikanlage
kann in beliebiger, bekannter Weise ausgebildet sein.
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Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß beim Ausfahren der Zylinder
40, der Winkelhebel 41 um den Bolzen 44 geschwenkt wird, wobei
sich der Hebelarm 46 auf den Lagerbock 42 abstützt. Die resultierende Kraft,
die im Punkt 44 angreift, liegt daher günstig zum Schwenkzapfen 19 der Schwinge
16. Wesentlich ist dabei, daß der Vektor der Abstützkraft am Lagerbock
42 in der untersten Stellung der Schwinge etwa lotrecht gerichtet ist. Wenn
die Zylinder 40 vollständig eingezogen sind, so ist die Schaufel sicher über die
Rastfläche 57, den Hebelarm 46 und den Lagerbock 42 auf der Vorderachse
11 abgestützt. Da der wirksame Hebelarm 46 länger ist als der wirksame
Hebelarm 45, kann die Länge der Hydraulikzylinder relativ kurz gehalten werden.
Wenn die wirksame Länge des Hebelarmes 46 relativ zu der wirksamen Länge
des Hebelarmes 45 vergrößert wird, so wird ein längerer Zylinder 40 erforderlich,
um etwa die gleiche Hubhöhe zu erreichen. Die mögliche Länge der Zylinder
40 ist jedoch begrenzt, da eine genügende Bodenfreiheit der Maschine gewahrt
werden muß. Es ist auch ungünstig, bei gleicher Bodenfreiheit zur Erzielung einer
größeren Zylinderlänge den Befestigungspunkt 50 nach hinten zu verlegen, da sich
damit der Angriffswinkel an der Schwinge 16 verschlechtert. Auch die Länge
der Schwinge 16 und die Länge des Schwenkzapfens 19 müssen beachtet werden, da die
volle Schaufel sich möglichst nahe am Schlepper befinden soll, um mit möglichst
wenig Gegengewichten an der Rückseite des Schleppers äuskommen zu können. Weiterhin
ist es erwünscht, den Schwenkzapfen 19 möglichst weit nach vorn zu legen, um eine
Scherwirkung zwischen der Ladeschwinge und der Seitenwand des Fahrersitzes zu vermeiden,
die eine stetige Gefährdung des Fahrers darstellen würde. Unter Berücksichtigung
aller dieser Gesichtspunkte zeigt die erfindungsgemäße Ausführung eine optimale
Lösung des Problems, einen günstigen Momentenverlauf während des Hubvorganges zu
erzielen.
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F i g. 4 zeigt die Stellung des Winkelhebels 41 nach Beendigung des
ersten Drittels des Hubes. Wenn die Oberseite des Hebelarmes 45 gegen die Rastfläche
58 zur Anlage kommt, wird beim weiteren Ausfahren des Zylinders 40 der Hebelarm
46 vom Lagerbock 42 abgehoben. In den oberen zwei Dritteln des Hubes
ist die Beanspruchung der Ladeeinrichtung wesentlich geringer, und der Hub kann
mit größerer Geschwindigkeit bei geringerer Hubkraft erfolgen.