DE19612559A1

DE19612559A1 - Mehrzwecke-Baufahrzeug

Info

Publication number: DE19612559A1
Application number: DE19612559A
Authority: DE
Inventors: Hans Schaeff
Original assignee: Schaeff Karl & Co GmbH
Current assignee: Schaeff Terex GmbH and Co KG
Priority date: 1995-04-02
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: GB2299570B; DE19612559C2; US5778569A; GB2299570A; GB9606917D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrzwecke-Baufahrzeug, insbesondere einen Bagger-Schwenklader, mit einem entweder als Knick- oder Achslenker ausgeführten Fahrzeugrahmen, an dessen einem Ende ein Frontladegerät und an dessen anderem ein Heckbaggergerät angeordnet ist.

Baggerlader sind aus der Verbindung zwischen einem mit einem Frontladegerät versehenen Traktor und einem Heck-Anbaubagger entwickelt worden. Derzeit gebräuchlich sind vor allem Traktor- Baggerlader, die bei üblicher Bauweise einen Starr-Rahmen mit gleich großen Rädern, vorzugsweise eine Allradlenkung sowie eine vordere Pendelachse aufweisen.

Es sind auch knickgelenkte Baggerlader bekannt, an deren hinterer Fahrgestellhälfte ein Heckbagger und am Vorderwagen ein Frontladegerät montiert ist. Während bei Traktor-Bagger ladern und Starr-Rahmengeräten der Antriebsmotor meist vorne zwischen den Hubschwingen des Frontladegerätes angeordnet ist, wird er bei knickgelenkten Baufahrzeugen bevorzugt unterhalb der Kabine auf dem Hinterwagen untergebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrzwecke-Bau fahrzeug der eingangs genannten Art, vorzugsweise speziell für den Universal- und Rohrleitungsbau, Garten- und Landschaftsbau, zum Anlegen von Kanälen, Verlegen von Kabeln und Rohren, anzu geben, bei dem das übliche Frontladegerät durch ein Schwenk schaufelladegerät ersetzt und eine verbesserte Standsicherheit für einen weiteren Einsatzbereich dieser Mehrzwecke-Maschine gewährleistet ist.

Um bei solchen Mehrzwecke-Baufahrzeugen eine weitestgehend un beschränkte Einsatzfähigkeit beider Arbeitsgeräte während des Arbeitseinsatzes zu erreichen, bestehen aufgrund der Kombina tion eines Heck-Anbaubaggers und eines Schwenkladegerätes Probleme der Standsicherheit und der Bodenhaftung bei Fahrten auf unebenem Gelände. Aufgrund des hochliegenden Schwerpunktes eines Heckbaggers wird die Standfestigkeit bei Arbeiten am Hang oder auch bei schneller Kurvenfahrt negativ beeinflußt. Ande rerseits ist bei einem am vorderen Fahrzeugende angeordneten Schwenkschaufelladegerät erwünscht, die Ladeschaufel aus der Fahrzeuglängsachse heraus nach beiden Seiten verschwenken zu können und z. B. beim Legen eines Sandbettes in einem Graben die Maschine mit seitlich verschwenkter Ladeschaufel problemlos zu verfahren.

Vorbeschriebene Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale nach Anspruch 1 gelöst.

Da das Baufahrzeug nach der Erfindung geländegängig sein soll, aber bei zwei am Fahrzeugrahmen starr angebauten Achsen norma lerweise kein Bodenausgleich verfügbar ist, wird durch die vorgeschlagene Bauweise zwischen Vorder- und Hinterachse ein Ausgleich geschaffen. Die Pendellagerung kann mit einem oder zwei an sich bekannten sog. Verriegelungszylindern ausgestattet sein, die bei stationärem Baggereinsatz zur Erhöhung der Fahr zeug-Standfestigkeit insbesondere bei quer zur Fahrzeuglängs achse wirkenden Kräften verriegelt werden. Während des Schau felladerbetriebs und bei Fahrten des Baufahrzeuges können der oder die Verriegelungszylinder als Dämpfungselemente der Pendelung eingesetzt werden.

Die nahe dem jeweiligen Ende des Fahrzeugrahmens starr ange brachten Vorder- und Hinterachsen können entweder einzeln oder beide lenkbar, d. h. mit lenkbaren Rädern versehen sein. Bei An wendung des Erfindungsgedankens auf knickgelenkte Fahrzeuge kann für den vorbeschriebenen Bodenausgleich (Bodenkontakt sämtlicher Räder) die Pendellagerung beispielsweise in einem Knickpendelgelenk eingebaut/integriert sein.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Mehrzwecke-Baufahr zeuges sind nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bagger-Schwenkladers nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug nach Fig. 1, dessen beide Achsen als Lenkachsen ausgebildet sind,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrgestells eines Bagger- Schwenkladers nach der Erfindung mit einem dicht hinter der Vorderachse angeordneten Pendellager,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Fahrgestell nach Fig. 3 entlang der Linie a-a,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Fahrgestells gemäß einer anderen Ausführungsform mit einer über der Hinterachse und nahe dem Heckbagger angeordneten Pendellagerung,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie b-b in Fig. 5 durch die Pendeleinrichtung des Fahrgestells,

Fig. 7 eine Frontansicht des Baufahrzeugs nach Fig. 3, 5 und

Fig. 8 ein Hydraulikschema zur Erläuterung der Steuerung der Pendellagerung.

Fig. 1 zeigt einen Baggerlader mit einem über der Vorderachse 3 angeordneten Schwenkschaufelladegerät 2, das um eine senkrechte Achse 6 eines Drehlagers 7 schwenkbar ist. Das Drehlager steht entsprechend Fig. 3 und 7 mit dem Untergestell 22 und der Vorderachse 3 in fester Verbindung. Die Kabine 1 enthält einen nach vorn bzw. zum Ladegerät weisenden Fahrersitz sowie einen nach hinten gerichteten Fahrersitz mit Steuerung für den Heck bagger 4, der mittels einer auf einer Querführung 9 verstell baren Konsole nahe der Hinterachse 5 angeordnet ist und aus fahrbare Stützfüße 8 aufweist.

Gemäß Draufsicht in Fig. 2 sind Vorderachse 3 und Hinterachse 5 als starre Lenkachsen ausgebildet (Allradlenkung), obwohl bei Bedarf nur eine Lenkung der Fronträder oder nur eine Lenkung der Hinterräder vorhanden zu sein braucht. Der Schwenkkreis 11 veranschaulicht die seitliche Schwenkbarkeit von etwa 180° des Ladegerätes 1, bei der es von der Fahrzeuglängsmittelachse X aus nach beiden Seiten bis zu jeweils 90° um die senkrechte Achse 6 verstellt werden kann.

Entsprechend Fig. 3 enthält der Fahrzeugrahmen des Fig. 1 oder 2 entsprechenden Baufahrzeuges eine hinter dem vorderen, kürze ren Schwenklader-Untergestell 22 angeordnete Pendellagerung 21, so daß das vordere Untergestell 22 und das den Heckbagger tragende hintere Untergestell 26 um eine durch die Mitte der Pendellagerung 21 verlaufende waagerechte Längsachse relativ zueinander schwenken/pendeln können. Die Pendellagerung ist im Beispiel von Fig. 4 als Drehlager 20 ausgeführt, durch dessen freie Mittelöffnung 23 alle hydraulischen Versorgungsleitungen verlegt werden können. Auf dem Untergestell 22 hinter dem Pendellager 21 kann der Fahrzeugantriebsmotor längs oder quer eingebaut sein. Beiderseits des Pendellagerung 21, welche die beiden Untergestelle 22, 26 miteinander verbindet, sind diese Untergestelle durch Hydraulikzylinder 24 gegeneinander abge stützt, die als Pendelanschlag und als Verriegelungs- oder Dämpfungselemente wirksam sind.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 enthält das Fahrge stell des Bagger-Schwenkladers eine unmittelbar über der Hinterachse 5 angeordnete Pendeleinrichtung 31. Die Hinterachse 5 und der Heckbagger 4 sind durch ein hinteres, vorzugsweise kurzes Untergestell 32 einschließlich einer Lagerbüchse 36 zu einer um eine fahrzeugmittige Längsachse 33 schwenkbaren/pen delnden Einheit verbunden. Die Lagerbüchse 36 hat eine gewisse axiale Länge und ist auf am vorderen längeren, mit dem Schwenk ladegerät fest verbundenen Untergestell 22 unter Längsabständen angebrachten und bezüglich der Längsachse 33 zentrierten bzw. diese bildenden Gegenlagerteilen 34,35 gelagert.

Bei Ausführungsformen wie in Fig. 5 kann der Antriebsmotor längs oder quer unmittelbar hinter dem Schwenklader 2 eingebaut werden, um als Gegengewicht zum Heckbagger 4 zu wirken.

Bei der in Fig. 6 im Schnitt dargestellten Pendeleinrichtung 31 sind die wie in Fig. 4 wirksamen beidseitigen Zylinder 24 er kennbar, die als Pendelanschlag, als Verriegelungs- oder Dämpfungselemente zwischen den zueinander pendelnden vorderen und hinteren Untergestellen dienen.

Um aus dem wesentlichen Erfindungsmerkmal des vorbeschriebenen, nach Wunsch einstellbaren, beseitigbaren oder sperrbaren Boden ausgleiches zwischen den Rädern von Vorder- und Hinterachse eines aus Heckbagger und Schwenkladegerät kombinierten Baufahr zeugs optimalen Nutzen zu ziehen, kann die Pendellagerung zwi schen Vorder- und Hinterachse bzw. zwischen dem mit der Vor derachse 3 verbundenen Schwenklader-Untergestell 22 und dem mit der Hinterachse 5 verbundenen Heckbagger-Untergestell 32 auch in einer von den vorbeschriebenen Beispielen (Fig. 3, 5) abwei chenden Art gestaltet und bei Bedarf an anderen geeigneten Stellen des Baufahrzeuges zwischen Vorder- und Hinterachse angeordnet sein. Im Fall von knickgelenkten Baufahrzeugen ist die Pendeleinrichtung entweder in das Knickgelenk zwischen Vorderwagen und Hinterwagen integriert oder auch wie in Fig. 3 oder 5, jedoch mit dem Unterschied ausgeführt, daß sie in diesen Fällen den Vorderwagen und ein vorderes Untergestell, wie bei 22, bzw. den Hinterwagen und ein hinteres die Bagger einrichtung tragendes Untergestell, wie bei 32, gelenkig mit einander verbindet.

Die vorbeschriebene Pendellagerung kann bei Baggerbetrieb in jeder beliebigen Lage der Pendelstellung mit Hilfe der Zylinder 24 verriegelt werden, die in ungesperrtem Zustand als Dämpfungselemente dienen. Darüberhinaus können die Zylinder 24 auch aktiv mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, um die Standsicherheit und vor allem die Fahrsicherheit des Fahrzeugs zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird an der Vorderachse 3 die Veränderung der Radlasten zwischen linkem und rechtem Vorderrad gemessen und über einen elektronischen Rechner ein entspre chender Hydraulikdruck in die Kolbenseite des Stützzylinders 24 eingespeist, der sich auf der Seite des höher belasteten Rades befindet. Auf diese Weise wird die Kippkante von einem (bzw. zwei) in der Bodenebene gedachten Aufstandsdreieck(en) auf ein Aufstandsviereck vergrößert. Nicht nur beim Fahren und Arbeiten mit dem Schwenklader werden die Vorderräder ungleich belastet, sondern auch beim Lenken mit einem knickgelenkten Fahrzeug verlagert sich die Vorderachslast auf das Lenkinnenrad, und vor allem bei Straßenfahrt macht sich der hochliegende Schwerpunkt durch Einwirkung der Fliehkräfte bei Kurvenfahrt durch die Radlastunterschiede bemerkbar.

Fig. 7 zeigt das erfindungsgemäße Fahrzeug ähnlich Fig. 3 oder 5 oder auch bei der beschriebenen Ausführung als Knicklenker von vorn. Die Vorderachse 3 ist mit Schrauben an das Lader gestell 22 angeschraubt und in diesem Bereich eine starre Ein heit mit demselben. Entsprechend Fig. 7 und Fig. 8 wird an den freien Enden der Vorderachse (oder Hinterachse) z. B. über Spannungsaufnehmer 40 (Dehnmeßstreifen oder Druckdosen usw.) eine elektrische Größe entsprechend der jeweiligen Radlast F_L oder F_R aufgenommen. Ein Rechner (Prozessor) 41 wertet die Meßwerte der beiden Aufnehmer 40 aus. Wenn beide Werte etwa gleich sind (Ladeschaufel in Längsmittelachse), erhält das variable Druckventil 42 den Befehl: Hydraulikdruck p gegen 0. Steigt die Differenz der beiden Radlasten F_L/F_R (Ladeschaufel wird quergeschwenkt oder schnelle Kurvenfahrt), so erhöht das Ventil 42 entsprechend der Größe dieser Differenz den Hydrau likdruck p. Der Rechner erkennt, auf welcher Fahrzeugseite eine höhere Radlast wirkt und schaltet das Elektroventil 43 auf die entsprechende Seite (z. B. bei hoher Radlast rechts, Beauf schlagung des rechten Zylinders 24 mit Hydraulikdruck).

Über ein Umschaltventil 44 kann der Fahrer, wie oben beschrie ben, beide Zylinder 24 verriegeln/sperren. Zweckmäßigerweise werden der maximale Zylinderdruck p und die Fördermenge der Pumpe 45 auf das Fahrzeuggewicht und auf die bei bestimmter Fahrgeschwindigkeit zu erwartenden Kräfte abgestimmt; um die Energiekosten zu minimieren, kann ein Hydrospeicher in der Pumpenleitung die Fördermenge der Pumpe reduzieren.

Claims

1. Mehrzwecke-Baufahrzeug mit einem Frontladegerät und einem Heckbaggergerät und als auf Rädern fahrender Achs- oder Knick lenker, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Frontladegerät ein um eine senkrechte Achse (6) und aus der Fahrzeuglängsachse nach beiden Seiten um etwa 90° dreh bares Schwenkladegerät (10) bildet und oberhalb der Vorderachse (3) an ein Teil des Fahrrahmens bildendes vorderes Untergestell (22) fest angeschlossen ist,
- daß die Hinterachse (5) unmittelbar mit dem Heckbagger (4) oder einem den Heckbagger tragenden hinteren Untergestell (32) fest verbunden ist, das Teil des Fahrzeugrahmens bildet,
- daß die mit der Vorderachse (3) bzw. Hinterachse (5) einheit lich verbundenen vorderen und hinteren Untergestelle an geeig neter Stelle entlang der Fahrzeuglängsachse durch eine um diese Längsachse begrenzt pendelbare Pendellagerung (21; 34) sowie durch mit beidseitigem Abstand von der Pendellagerung angeord nete Zylinder (24) verbunden sind, durch welche die Pendellage rung in jeder beliebigen Pendelstellung verriegelbar ist,.

2. Baufahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (24) entweder verriegelbar oder dämpfend wirksam sind oder über Radlastaufnehmer (40) an einer Achse (3 oder 5) und über Steuergeräte (41-43) in Abhängigkeit von der Differenz der beidseitigen Radlasten jeweils auf der Fahrzeugseite mit der höheren Radlast aktiv mit Druck beaufschlagbar sind.

3. Baufahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkladegerät (10) und und das Schwenklader-Unterge stell (22) mittels eines Drehlagers (7) in Verbindung stehen, dessen senkrechte Drehachse (6) sich zentrisch im Bereich des Achskörpers der Vorderachse (3) befindet.

4. Baufahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendellagerung zwischen den mit der Vorderachse (3) bzw. Hinterachse (5) fest verbundenen Unterge stellteilen ein Drehlager (20) mit waagerechter Achse und einer zur Durchführung von Steuerleitungen freien Mittelöffnung (23) zwischen ineinander geführten ringförmigen Lagerteilen aufweist (Fig. 3, 4).

5. Baufahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Drehlager ausgeführte Pendellagerung dicht hinter der Vor derachse (3) und einem kurzen vorderen Untergestell (22) ange ordnet ist, so daß auf dem längeren hinteren Untergestell der Fahrzeug-Antriebsmotor eingebaut ist.

6. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Pendellagerung nahe oder über der Hinter achse (5) angeordnet ist.

7. Baufahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein kurzes Heckbagger-Untergestell im Be reich seines vorderen Endes mit der Hinterachse (5) starr ver bunden ist und eine im wesentlichen in der Fahrzeuglängsmittel achse angeordnete, waagerechte Lagerbüchse (33) aufweist, die auf einer, vorzugsweise an der Unterseite des vorderen Unterge stells gehaltenen längsgerichteten Lagerachse (34) gelagert ist.

8. Baufahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelwinkel der Pendellagerung im Be reich zwischen ungefähr ± 6° bis 12° liegt.

9. Baufahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vorderen und dem hinteren Untergestell, vorzugsweise im Bereich der Pendellagerung und seitlich von dieser ein oder zwei Zylinder (24) wirksam sind, die bei stationärem Baggereinsatz hydraulisch verriegelbar und im Schaufellader- bzw. Fahrbetrieb als Dämpfungselemente für die Pendelung einstellbar sind.