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Verriegelungseinrichtung für Schaufellader mit einer seitlich abkippbaren
Schaufel." Die Er-findung betrifft Schaufellader mit einer auf einem Tragrahmen
seitwärts abkippbaren Schaufel. Der Tragrahmen ist mit einer äm vorderen Ende eines
Fahrzeugs in der Art eines Traktors angebrachten Kipparmanordnung schwenkbar verbunden.
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Mittels der Kipparmanordnung kann der Tragrahmen und somit auch die
an diesem befestigte Schaufel nach aufwärts oder abwärts um eine waagerechte Achse
zum Graben bzw. zur Aufnahme von Schüttgut bei verschiedenen Stellungen der Schaufel
gekippt werden. Die Schaufel kann auf dem Tragrahmen nach der einen oder der anderen
Seite abgekippt werden.
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bei allen seitlich abkippbaren Schaufelanordnungen besteht ein sehr
schwieriges Problem darin, eine ausreichende Verriegelungsverbindung zwischen der
SohauSelschale und ihrem Tragrahmen zu erreichen, damit die während des Grabens
auftretenden hohen Kräfte von der Schaufel auf ihren Tragrahmen übertragen werden.
Es wurden für verschiedene Bauarten von seitlich abkippbaren Schaufeln verschiedene
Verriegelungsvorrichtungen entwickelt. Soweit bekannt ist, weisen diese Vorrichtungen
alle einen beweglichen Mechanismus auf, welcher von einer Verriegelungslage in eine
Entriegelungslage und umgekehrt bewegt werden muss. Das heisst, nachdem die Schaufel
abgekippt wurde und in ihre Grabstellung auf dem Tragrahmen zurückbewegt wurde,
muss der Mechanismus von seiner Entriegelungslage in seine Verriegelungslage gebracht
werden, damit die Schaufel auf ihrem Tragrahmen fest verriegelt wird.
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Wenn ein Grabvorgang ausgeführt wurde und die Schaufel gefüllt wurde,
muss der Mechanismus wieder von seiner Verriegelungslage in seine Entriegelungslage
gebracht werden, damit die Schaufel zum seitlichen Abkippen über dem Tragrahmen
freigegeben wird. Da der Mechanismus in der Verriegelungslage imstande sein muss,
sehr grosse in jeder Richtung durch den Grabvorgang auftretende Kräfte von der Schaufel
auf den Tragrahmen zu übertragen, erwies es sich als ausserordentlich schwierig,
die borderungen nach funktionell abhängiger Festigkeit und Lebensdauer bei annehmbarem
Kostenaufwand zusammen zu erfüllen.
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Nach dem Hauptziel der Erfindung soll die notwendige Verriegelangswirkung
zwischen dem Schaufelkorper und seinem Tragrahmen für den Grabvorgang geschaffen
werden, ohne dass ein Verriegelungsmechanismus mit durch eine Bedienungsperson zu
betätigenden beweglichen Elementen erforderlich ist. Dieses Ziel wird durch eine
neuartige Anordnung von feststehenden jeweils an der Schaufel bzw. dem Tragrahmen
befestigten Eingriffselementen erreicht. Die Eingriffselemente sind so angeordnet
und geformt, dass sie in jeder Grabstellung die Schaufel automatisch durch ihr Zusammenwirken
verriegeln und die verschiedenen auftretenden Grabkräfte bei verschiedenen Grab
stellungen von der Schaufel auf den Tragrahmen durch Drehmomente dbertragen. Wenn
keine Grabkräfte mehr vorhanden sind, erlaubt es die neuartige Anordnung der Eingriffsteile,
dass sie voneinander frei kommen, sodass sie das seitliche Abkippen der Schaufel
auf dem Tragrahmen nicht stören.
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Insbesondere weist die neuartige Verriegelungskonstruktion zwischen
dem Tragrahmen und der Schaufel wenigstens eine Traverse auf, welche einen Teil
der Tragrahmenkonstruktion bildet und welche ein Eingriffsteil mit im wesentlichen
der Form eines umgekehrten U aufnimmt. Das Eingriffsteil ist an der Unterseite der
Schaufel befestigt. Die Tragrahmentraverse ist senkrecht zur Achse angeordnet, um
welche die Schaufel auf dem Tragrahmen kippt.Somit kann das an der Unterseite der
Schaufel befestigte Eingriffsteil beim Beginn des Kippens
der Schaufel
von der Tragrahmentraverse frei kommen Das Traversenteil auf dem Tragrahmen kann
irgendeine gewünschte Form besitzen, es kann etwa runde, rechteckige oder eine andere
polygonale Form besitzen Das komplementäre U-förmige Teil kann gerade Seiten oder
Schenkel besitzen, welche über die Tragrahmentraverse passen und mit dieser die
Verriegelung bilden.
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Gegebenenfalls kann der Tragrahmen mit einer Anordnung aus zwei parallelen
in Abstand voneiaander befindlichen Traversen versehen sein, welche mit komplementären
Eingriffsteilen mit der Form eines umgekehrten U zllsammenwirken7 weiche an der
Unterseite der Schaufel befestigt sind. Die beiden Tragrahmentraversen sind dabei
in verschiedenen Höhen. bezüglich der Kippachse der Schaufel angeordnet Die Schaufel
besitzt vorzugsweise Rinnenform und ist an beiden Seiten offen. In diesem Fall .sind
die Eingriffsteile. mit der Form eines umgekehrten U an einer an der Unterseite
der Schaufel befindlichen Versteift'ngkonstruktion befestigt.
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Bei einer zweckmässigen Ausführungsform gemäss Erfindung besteht die
Schaufel aus einem konkaven Blech, welches mit Endversteifungsteilen verbunden ist.
Die EndversteiBungsteile sind an den Seiten der Schaufel angesetzt und lassen die
Höhe der Schaufel gegen deren seitliche Enden hin zunehmen.
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An der Unterseite des Blechs sind Bodenversteitungsteile befestwert,
welche die Kupplungsteile mit der Form eines umgekehrten U aufnehmen.
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Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
ErlOuterung verschiedener Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Fig. 1 zeigt eine Rtickansicht eines Schaufelladers gemäss einer Ausfthrungsform
der Erfindung, wobei die Schaufel in der Grabstellung auf ihrem Tragrahmen gezeigt
ist.
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Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei jedoch die Schaufel
nach rechts zum Abladen nach der Seite gekippt ist.
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Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des in den Fig.1 und 2 gezeigten Schaufelladers
und das Vorderteil der i'ahrzeugkonstruktion, an welcher der Schaufellader befestigt
ist, Fig. 4 und 5 zeigen der Fig. 3 ähnliche Ansichten, welche abgewandelte Konstruktionen
für die Tragtraverse und ein umgekehrtes U-förmiges Eingriffsteil an der Unterseite
der Schaufel zeigen.
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Wie aus den Zeichnungen und insbesondere aus den Fig.1 bis 3 ersichtlich
ist, weist der Schaufellader 1 zwei Hauptteile auf, nämlich einen Tragrahmen 2 und
eine Schaufel 3. Die SChaufel 3 besitzt, wie dies aus den Zeichnungen hervorgeht,
eine
konkave Form. Sie ist an beiden Seiten offen und besteht aus gewalztem Blech 4.
Die Schaufel 3 besitzt an jeder ihrer Enden ein eigens hergestelltes konisches Teil
5. Die konischen Teile 5 dienen zur Versteifung des Blechs und zur Vergrdsserung
der Hohe der Schaufel nach ihren Seiten hin, wobei jedoch die konkave Form der Schaufel
erhalten bleibt.
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Die Schaufel kann auf dem Tragrahmen 2 zum seitlichen Abkippen in
eine gehobene Lage gekippt werden, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. In der gezeigten
Ausführungsform kann das Kippen selektiv nach jeder Seite mittels einer zweckmässigen
Einrichtung ausgeführt werden, welche an sich bekannt ist. Zu diesem Zweck ist an
der linken Seite ein Durchgangsloch 6 als Aufnahme für eine Drehachse vorgesehen,
wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Ein ähnliches Durchgangsloch 7 ist an der rechten
Seite des Tragrahmens zur Aufnahme einer Drehachse an dieser Seite vorgesehen. An
beiden Seiten der Schaufel sind an der Unterseite des konkaven Bleohs 4 kastenförmige
Versteifungsteile 8, 8' vorgesehen und diese sind mit DurchgangslUchern-9 und 10
versehen. Die Durchgangslöcher 9 und 10 sind mit den Durchgangslöchern 6 bzw.? fluchtend
an entgegengesetzten Seiten des Tragrahmens angeordnet. Um die Drehachse für ein
Kippen der Schaufel 3 nach rechts zu schaffen, wie dies aus Fig, 3 ersichtlich ist,
ist in die fluchtenden Löcher 7 und 10 ein Drehbolzen 11 eingesetzt.Zum Kippen der
Schaufel um ihre Drehachse nach aufwärts wird eine
Hydraulik-Kolben-Zylinder-Anordnung
verwendet. Der Zylinder 13 der Kolben-Zylinder-Anordnung ist an seinem untersten
Ende 14 an einem von zwei parallel im Abstand angeordneten zylindrischen Rohren
15, 15' schwenkbar befestigt. Die Rohre 15, 15' bilden einen Teil der Tragrahmenkonstrultion
und erstrecken sich quer ueber dieser. Das obere Ende der Kolbenstange 16 der Kolben-Zylinder-Anordnung
ist bei 17 an der Verbindung der beiden Versteifungsteile 8 in der Mittellinie der
Schaufel schwenkbar angebracht. Wenn somit die Kolben-Zylinder-Anordnung in Tätigkeit
gesetzt wird, bewegt sich die Kolbenstange 16 aus dem Zylinder 13 und schwenkt die
Schaufel nach aufwärts. Zum Schwenken der Schaufel nach links muss der Drehzapfen
ii einfach in die Löcher 6 und 9 an der linken Seite der Schaufel eingesetzt werden.
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An Stelle der von Hand einzusetzenden Drehbolzen können andere bekannte
Anordnungen verwendet werden, bei welchen die Drehbolzen hydraulisch und selektiv
betätigt werden, sodass die Kippwirkung auf der erwünschten Seite der Schaufel eintritt.
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Der Schaufellader mit dem Tragrahmen und der Schaufel wird an dem
Vorderende eines Fahrzeugs 18 in der Art eines Traktors mittels zweier paralleler
im Abstand befindlicher Arme 19,20 und 19',20', getragen. Die Arme können unabhängig
voneinander in einer senkrechten Ebene mittels an dem Fahrzeug 18 angebrachten nicht
gezeigten Kolben-Zylinder-Anordnungen bewegt
werden. Die oberen
Arme 19, 19' sind jeweils mittels Drehzapfen 21, 21' mit jeweils einem Ende eines
Paars paralleler in Abstand von einander angeordneter Platten 22, 22' verbunden.
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Die Platten 22, 22' sind an der Unterseite des Tragrahmens quer zur
Achse der Rohre 15, 15' befestigt. Die unteren Arme 20, 20' sina.jeweils durch Drehzapfen-23,
23' mit dem anderen Ende jeder der in Abstand angeordneten Platten 22, 22' sohwenkbar
verbunden. Die unteren Arme 20, 20' ermoglichen somit ein Anheben und Absenken des
Tragrahmens und der Schaufel bezAglich des Bodens, wahrend die andere Gruppe von
Armen 19, 19' ein Schwenken des Tragrahmens und der Schaufelum eine von den unteren
Drehzapfen 23, 23' gebildete Achse erlaubt. Dadurch kann mit verschiedenen Schaufelstellungen
gegraben werden und Material in die Schaufel geladen und nachfolgend durch ein Kippen
der SchauSel.auf ihrem Tragrahmen zur Seite abgekippt werden.
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Gemäss Erfindung ist es vorgesehen, die Schaufel und den Tragrahmen
für das Graben zu verriegeln. Dies wird nicht durch einen beweglichen Verriegelungsmechanismus
sondern vielmehr durch an der Schaufel bzw. dem Tragrahmen angebrachte stationäre
Eingriffeteile bewerkstelligt. Das mit dem Tragrahmen verbundene stationäre Eingriffsteil
ist die Konstruktion mit den zylindrischen Röhren 15, 15'. Das mit der Schaufel
verbundene stationäre Eingriffsteil wird von einer an der Unterseite der Schaufel
befindlichen Konstruktion mit der Form
eines umgekehrten U gebildet.
Dieses Eingriffsteil greift an der Rohrkonstruktion 15, 15' an, wenn die Schaufel
auf dem Tragrahmen in einer Arbeitslage, d.h. zum Graben, ruht. Die andere Arbeitslage
ist die Abkipplage, welche in Fig. 2 gezeigt ist.. In der in den Fig.. 1 bis 3 gezeigten
Aus£Whrungsform sind vier umgekehrte U-förmige Eingriffsteile verwendet.
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Zwei Eingriffsteile 2t, 24' sind an der Innenfläche des Schaufelversteifungsteils
8 angebracht, welche an den Rohren 15, 15' nahe bei einem ihrer Enden angreifen.
Zwei ähnliche Eingriffsteile 25, 25' in Form eines umgekehrten U, welche an der
Innenfläche des anderen Schaufelversteifungsteils 8' befestigt sind, greifen an
den Rohren 15, 15' an deren entgegengesetzten Enden an. Es ist zu beachten, dass
die Tragrahmenrohre 15, 15' sich in verschiedenen Hohen bezüglich der Seitenkippachse
der Schaufel befinden. Durch den Verriegelungseingriff zwischen den Teilen 24, 24'
und 25, 25' in Form eines umgekehrten U und den Rohren 15, 15' während Grabarbeitsgängen
werden alle in irgendeiner Richtung auf die Fuhrung,d.h. auf die Arbeitskante 3a
der Schaufel,Ubertragenen Kräfte von der Schaufel durch die Verriegelungsteile 24,
24' und 25, 25' auf die Rohre 15; 15' übertragen, wobei sie mit diesem durch erhebliche
Drehmomente verriegelt sind. Eine Vektordarstellung dessen ist in Fig, 3 mittels
Pfeilen gegeben, Der dick ausgezogene Pfeil an der Vorderkante 3a der Schaufel weist
in Richtung der angreifenden Grab-Reaktionsiraft,
und die dünn
ausgezogenen Pfeile weisen in die Richtungen, in welche diese Kraft von der Schaufel
auf den Tragrahmen durch die Verriegelungskonstruktionen 24,24', 25,25' und 15,15'
dbertragen wird.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Seiten oder Schenkel der
Eingriffsteile in Form eines umgekehrten U parallel zu den Rohren 15 und 15' angeordnet.
Sie können somit zum Kippen der Schaufel auf dem Tragrahmen hochbewegt werden, wenn
die Grabkräfte auf die Schaufel nicht mehr einwirken.
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Die in Fig. 4 gezeigte abgewandelte Ausführungsform ist derwenigen
der Fig.1 - 9 ähnlich. Lediglich die beiden Tragrahmen 26,26' besitzen rechteckige
Gestalt, und die Eingriffsteile 27,27' mit der Form eines umgekehrten U besitzen
die gleiche Gestalt, wobei die Schenkel des U senkrecht zu dem die Schenkel verbindenden
Bogen verlaufen.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten abgewandelten Ausührungsform ist lediglich
ein Rohr am Tragrahmen vorgesehen, während bei den in den Fig.1-4 gezeigten Ausführungsformen
eine Konstruktion mit zwei Rohren vorgesehen ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist,
besitzt das einzige Rohr 28 des Tragrahmens rechteckige Gestalt und die Eingriffsteile
29 mit der Form eines umgekehren U, welche nahe den entgegengesetzten Enden des
Rohrs; wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen, angeordnet
sind,
besitzen im wesentlichen die gleiche Gestalt, so die Schenkel und das Verbindungsstück
des U an den drei Seiten des Rechteckrohres 28 wie im Fall von Fig. 4 anliegen.
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Wie bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform sind eine
von der Schaufel aufgenommene Grabreaktionskraft und die Richtungen, in welcher
diese Kraft von der Schaufel auf den Tragrahmen durch die Verriegelungskonstruktion
übertragen wird, in Fig.4 und 5 durch Pfeile gezeigt.
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Über die drei verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
hinaus ist es -augenscheinlichi dass die relativen Lagen der Verriegelungsteile
umgekehrt werden können, d.h.
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die Rohrteile kennen einen Teil der Schaufelkonstruktion bilden, während
die iomplementären Teile mit Form einen Teil der Tragrahmenkonstruktion bilden können.
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Selbstverständlich sind andere konstruktive Ausbildungen der Verriegelungsteile
von Schaufel und Tragrahmen ausführbar,ohne dass der Wesens- und Schutzbereich der
Erfindung verlassen wird.
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Durch die Konstruktion gemäss Erfindung kann die Schaufel mit dem
Tragrahmen verriegelt werden. Dabei imiss kein besonderer beweglicher Verriegelungsmechanismus
verwendet werden, welcher eine gesonderte Betätigung zum Verriegeln der Schaufel
in der Grabstellung und zum Freigeben der Schaufel zum seitlichen
Abkippen
erfordert. Es können Jedoch verschiedene Arten von Verriegelungsmechanismen in Verbindung
mit der Erfindung verwendet werden. Die Erfindung bietet grosse Vorteile, da ein
wesentlicher Teil der Beanspruchungen aufgenommen ist, welcher bei herkömmlichen
Schaufelladern au den VerriegelungsmechanismNs-ausgeübt wird. Dies ist zB..besGnders
vorteilhaft in Fällen, in welchen der Verriegelungsmechanismus Drehzapfen aufweist,
welche als Schwenklager dienen und welche infolge der beim Grabebetrieb auftretenden
hohen Beanspruchungen wahrscheinlich beschädigt werden. Darüberhinaus wird die Schaufelvon
den Kupplungsteilen beim seitlichen Abkippen geführt, wenn sie auf dem Tragrahmen
zur Seite und aus der Grabestellung heraus bewegt wird.
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Patentansprüche