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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ladegerät mit einem Drehteller zur
Verbindung mit einer Basismaschine, einem Haupt- und einem Nebenausleger,
die gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der Hauptausleger
mit dem Drehteller verbunden ist, sowie mit einem Hub- und einem
Manövrierzylinder,
die diese Ausleger betätigen.
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Ein
solcher Lader findet insbesondere in Forst- bzw. Holzeinbringmaschinen
Einsatz. Dabei ist ein Ende des Ladegeräts gewöhnlich mit einer Holz-Handhabungseinrichtung – bspw.
einer Säge oder
Erntemaschine – oder
Fällkopf
oder einem Greifer für
Energie-Feuerholz – ausgerüstet. Die
Arbeitsfläche
und die Bewegungsbahn eines solchen Laders ermöglichen das Bearbeiten und
den Einschlag von Waldholz entweder selektiv – bspw. Ausdünnen des
Bestandes – oder
in Form des End- oder Gruppeneinschlags. Die Lader sind gemeinhin
bspw. über eine
Schürzenplatte
mit einer Basis- bzw. Forstmaschine verschraubt.
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Es
ist bekannt, bei Forstmaschinen einen Stammlader zu verwenden, der
einen Hub- und einen separaten Nebenausleger mit separaten Bewegungspfaden
und betätigenden
Hydraulikzylindern aufweist, so daß die Bewegungspfade dieser
Zylinder und Ausleger sich nicht schneiden. Die Bewegungspfade des Hub-
und des Nebenauslegers sind also nicht miteinander verbunden. Im
Einsatz müssen
zwei separate Bewegungen gleichzeitig ausgeführt werden, so daß man bspw.
eine waagerechte Bewegung mit dem Ende des Nebenauslegers innerhalb
dessen Arbeitsbereich erzeugt.
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Es
ist auch herkömmlich,
teleskopartig aus- und einfahrbare Einrichtungen zu verwenden, um den
Arbeitsbereich des Laders zu vergrößern. Die gleichzeitige Anwendung
des Auslegers und der Teleskopanordnung ist hinsichtlich der Bewegungspfade
jedoch schwierig; bei der Verwendung in kurzer Entfernung muß die Teleskopanordnung
eingefahren werden.
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Wird
dem Ende des Laders eine horizontale Bewegung erteilt, springt es
infolge der separaten Betätigung
der Ausleger der bekannten Konstruktion auf und nieder, anstatt
sich direkt und gleichmäßig zu bewegen,
wie es für
die Last oder die Hydraulik wünschenswert
wäre. Eine
solche unstetige Bewegung erhöht
den Energieverbrauch des Laders und steigert nachteiligerweise auch
die Belastung der Ausleger.
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Weiterhin
weist ein herkömmlicher
Lader einen Drehteller auf, der auf eine Forst- bzw. Basismaschine
montiert und mit einer vertikalen Säule versehen ist. Diese vertikale
Säule ist
herkömmlicherweise mit
einem Hubausleger versehen, der von einem Hubzylinder geführt wird
und an einem Ende einen zweiten bzw. Nebenausleger aufweist, den
ein Schwingzylinder betätigt.
Um den Arbeitsbereich des Laders zu vergrößern, wird die Ausfahreinrichtung
im zweiten Ausleger so weit wie möglich von der Basismaschine
entfernt angeordnet. Dadurch liegt der Schwerpunkt des Laders hoch
und weit von der Basismaschine entfernt. So wird das Gleichgewicht
der Forstmaschine beeinträchtigt,
die dadurch zur Stabilisierung im Einsatz eine höhere Masse haben muß.
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Die
Belastung des vom Hub- und Nebenauslegers wird auch von den Punktlasten
erhöht,
die der Hub- und der Schwingzylinder erzeugen. Bei herkömmlichen
Ladern erzeugt der Hubzylinder eine Punktlast auf den Auslegern,
da er üblicherweise
an nur einem Punkt an diesen befestigt ist. Weiterhin ist der Befestiger
für das
untere Ende des Schwingzylinders üblicherweise mittig mit dem
Hubausleger verschweißt.
Die Ausleger neigen allgemein zu Brüchen, die von den vorgenannten
Punkten ausgehen. Um derartige Brüche zu verhindern, hat man
gewöhnlich
für die
Ausleger – auf
Kosten des Gesamtgewichts der Vorrichtung – Werkstoffe gewählt, die
so fest wie möglich
waren.
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Da
der Betätigungszylinder
für den
Hubausleger gewöhnlich
unter diesem liegt, ist er oft Schlägen ausgesetzt. Bei aufgestelltem
Lader können
das Ende des Nebenauslegers oder eine dort angesetzte Arbeitseinrichtung
oder ein von ihr erfaßter
Baumstamm leicht auf den ungeschützten
Hubzylinder aufschlagen. Die entfernte Lage des Betätigungszylinders
des Nebenauslegers im Auslegeraufbau ist ebenfalls problematisch,
da im Waldeinsatz der Schwingzylinder beim Anheben durch ein im
Arbeitsbereich befindliches massives Hindernis beschädigt werden
kann.
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Es
gibt also bei den bekannten Anordnungen mehrere Problembereiche.
Es war daher schwierig, die Ausleger zu führen, denn es mußten zwei
oder drei voneinander unabhängige
Bewegungen erzeugt werden. Weiterhin waren die Betätigungszylinder
der Ausleger infolge ihrer Lage im Einsatz Beschädigungen ausgesetzt. Schließlich entstanden
infolge der Lage der Betätigungszylinder
schädliche
Belastungen im Lader, die zu Brüchen
in der Anordnung oder zu einem schweren Auslegeraufbau führten.
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Die
DE-1 100 901 zeigt einen fahrbaren Kran oder Bagger, dessen Ausleger
am Fahrgestell vor dem Fahrersitz um eine feste Horizontalachse
verschwenkbar gelagert ist. Der Kranausleger besteht aus zwei Teilen,
die jeweils auf der der Last des Auslegers zugewandten Seite von
zwei Hydraulikzylindern betätigt
werden. Damit besteht eine nicht unerhebliche Gefahr der Beschädigung der
zwei Hydraulikzylinder durch eine vom Kran angehobene Last, wenn
diese heftig ausschwingt und/oder sehr sperrig ist.
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Die
DE 37 29 456 zeigt einen
verfahrbaren Ausleger (zur Ausführung
von Hebe-, Verlade- und Transportarbeiten etc.), welcher einen an
einem Fahrwerk gelagerten Drehkranz aufweist, an dem das eine Ende
eines ersten Armes des Auslegers schwenkbar angebracht ist, dessen
anderes Ende mit dem einen Ende eines zweiten Armes des Auslegers
gelenkig verbunden ist, wobei der Drehkranz und der erste Arm sowie
der erste Arm und der zweite Arm mittels mehrerer Zylinder-Kolben-Einheiten miteinander
gekoppelt sind. Diese Hydraulik-Zylinder-Einheiten
sind über-
oder nebeneinander vor dem Ausleger und seitlich davon angeordnet,
was wiederum leicht zu Beschädigungen
der Hydraulik-Zylinder
durch die Last führen
kann. Außerdem wird
die Gesamtanordnung durch die seitlich angeordneten Zylinder unnötig breit,
was zusätzlich
die Sicht des Kranführers
behindert. Schließlich
führt die seitliche
Anordnung der Betätigungszylinder
am Ausleger zu unnötig
einseitigen Belastungen desselben, was eine großzügige Dimensionierung des Auslegers
und somit ein unnötig
hohes Gewicht nach sich zieht.
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Hiernach
ist es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, das Ladegerät der eingangs
genannten Art schlank auszubilden sowie einseitige Belastungen des
Auslegers zu vermeiden und zugleich die Gefahr der Beschädigung des
Ladegerätes
bzw. insbesondere der Betätigungszylinder
zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In
der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung sind der Hub- und der
Nebenausleger beide als „Ausleger" bezeichnet. Der
Hub- und der Manövrierzylinder,
die die Ausleger führen,
sind auch als Betätigungszylinder
bezeichnet.
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Die
Erfindung bietet erhebliche Vorteile. So sind bei dem erfindungsgemäßen Lader
der Hub- und der Manövrierzylinder,
die die Ausleger führen, übereinander
auf dem Hauptausleger befestigt. Dadurch erhält man für den Lader einen schmalen
Aufbau, so dass das Sichtfeld des Maschinenfahrers im Einsatz besser
als bei den bekannten Einrichtungen ist. Weiterhin sind die Zylinder
nahe an der Basismaschine angeordnet und folglich geschützt, wenn
diese sich bewegt; weiterhin liegen sie auf der anderen Seite des
Hauptauslegers und sind folglich vor Aufschlägen des Nebenauslegers oder
an diesem befindlicher Lasten geschützt.
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Infolge
der vorteilhaften Lage der Betätigungszylinder
des erfindungsgemäßen Laders
sind die von den Zylindern erzeugten Lasten über mehrere Punkte ent lang
der Ausleger verteilt, so daß auf
einen einzelnen Auslegerteil wirkende Lasten gering bleiben. Bspw.
ist die untere Befestigung des Manövrierzylinders vorzugsweise
mit der Befestigungseinrichtung des Hauptauslegers zusammengefaßt, so daß die vom
Manövrierzylinder
erzeugte Last sich nur geringfügig
zur Mitte der Ausleger hin verschiebt. Weiterhin verteilt sich bspw.
bei einem Lader nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung die Punktlast des Hubzylinders auf mindestens drei
Punkte auf den Auslegern, so daß die
Belastung der Ausleger minimal bleibt. Reicht die Befestigung des
Hubzylinders höher
als die Mitte der Länge
des Hubauslegers, verringert sich die Belastung der Ausleger. Die
Hubbewegung des Laders belastet den Hauptausleger vorzugsweise auf
Druck, nicht auf Biegung oder Zug, was gefährlich wäre.
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Indem
man in den erfindungsgemäßen Ladern
den Hauptausleger so anordnet, daß er ohne vertikale Säule an einer
niedrigen Stelle beginnt, läßt sich
der Schwerpunkt der Anordnung mit Vorteil an die Basismaschine heran
verlegen, so daß der
Aufbau auch der Konstruktion insgesamt niedrig bleibt. Dieser niedrige
Aufbau ist auch dahingehend vorteilhaft, daß er das Sichtfeld des Maschinenfahrers
freihält.
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Die
Bewegungsbahn des erfindungsgemäßen Laders
ist ideal, da die horizontale Transferbewegung der Anordnung sich
innerhalb ihres gesamten Arbeitsbereichs mit nur einem einzigen
Zylinder, d.h. dem Manövrierzylinder
durchführen
läßt; daher ist
die Laderbewegung sehr gleichmäßig und
glatt. Innerhalb des gesamten Arbeitsbereichs der Ausleger bleiben
die Winkel der Haupt- und des Nebenauslegers bezüglich der Vertikalebene im
wesentlichen gleich, so daß der
Schwerpunkt des Laders immer so nahe wie möglich am Befestigungspunkt
und an der Basismaschine bleibt.
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Der
Manövrierzylinder,
daß den
Lader führt, bewegt
das Ende der Ausleger im Arbeitsbereich des Laders auf einer im
wesentlichen direkten Linie. Der Hubzylinder der Anordnung führt seinerseits
nur die Hubbewegung der Ausleger aus, so daß die Laderbewegungen problemlos
steuerbar sind. Mittels der erfindungsgemäßen Steuerung ist der Weg zum
Ziel der kürzestmögliche,
so daß man
Energie spart und der Lader so gering wie möglich belastet wird. Da der Lader
folglich weniger stark belastet wird als bekannte Konstruktionen
und da seine Betätigungseinrichtungen
relativ zueinander vorteilhafter angeordnet sind als in den bekannten
Anordnungen, ist der Lader im Gewicht leicht. Im Einsatz arbeitet
ein solcher erfindungsgemäßer Lader
mit einem um etwa 20 % gegenüber
den bekannten Konstruktionen geringeren Energieverbrauch; desgl.
ist er im Einsatz schätzungsweise
20 % schneller als diese.
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Die
vom Manövrierzylinder
erzeugte Ein- und Auswärts-Transferbewegung
des Laders erfolgt in beiden Richtungen vorzugsweise mit der gleichen Transferkraft,
da die kleine Druckkraft des Manövrierzylinders
vom Gewicht der Arme erhöht
wird, wenn diese in eine gradlinige Position gesenkt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Laders
zeigen.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
der Erfindung, bei der die Betätigungszylinder über eine Führungsgestänge an die
Ausleger angelenkt sind, und
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der die Betätigungszylinder
nur einendig an den Nebenausleger angelenkt sind.
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Ein
erfindungsgemäßer Lader
weist einen Drehteller 2 auf, der drehbar auf dem Chassis
einer Forstmaschine, d.h. einer Basismaschine 1 gelagert ist.
Die Ausleger der Vorrichtung sind auf dem Drehteller über eine
Montageplatte 2a montiert; es handelt sich um einen Hauptausleger 3 und
einen Nebenausleger 4. Die Ausleger werden von zwei Betätigungszylindern,
d.h. einem Hubzylinder 5 und einem Manövrierzylinder 6 betätigt. Der
Hubzylinder ist auf der dem Nebenausleger 4 gegenüberliegenden
Seite des Hauptauslegers und im wesentlichen parallel zu diesem
angeordnet und mit seinem ersten Ende am Drehteller festgelegt.
So verläuft
der Manövrierzylinder 6 zwischen
dem Hubzylinder und dem Hauptarm und ist mit dem Fuß des Hauptauslegers
bspw. über ein
Montagestück 7 verbunden,
das bspw. an den Fuß des
Hauptauslegers angesetzt ist.
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Nach
der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform wird die Bewegungsbahn
des Laders von einem Führungsgestänge bestimmt,
das im Schnittpunkt des Haupt- mit dem Nebenausleger liegt und mit
einer Stabilisatorstange 8 und dem Hauptausleger gesteuert
wird. In diesem Fall ist der Hubzylinder 5 mit einer Verbindungsplatte 9 und
diese mit dem Stabilisator 8 verbunden. Die Verbindungsplatte weist
auch ein angelenktes Hilfsjoch 10 auf, das mit einem Ende
am Hauptausleger 3 – vorzugsweise etwa
mittig – angelenkt
ist. Der Manövrierzylinder 6 ist
mit einem Ende mit diesem Hilfsjoch vorzugsweise so verbunden, daß der Anlenkpunkt
des Hilfsjochs an der Verbindungsplatte und der des Manövrierzylinders
am Hilfsjoch sich decken.
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Der
Stabilisator 8 überträgt die Betätigungsbewegung
der Betätigungszylinder
derart auf das Gestänge,
daß, wenn
eine in diesem enthaltene angelenkte Stange 11 relativ
zu einer Armanordnung 12 bewegt wird, die Betätigungsbewegung
sich auf den mit einem Ende der Stange verbundenen Nebenausleger 4 überträgt.
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Der
Hauptausleger 3 überträgt seinerseits die
Betätigungsbewegung
der Zylinder so auf das Gestänge,
daß eine
Faltplatte 13 und ein Ende der Armanordnung 12 am
Ende des Hauptarms befestigt sind. Die Faltplatte und die Armanordnung übertragen
daher (letztere über
die angelenkte Stange) die Betätigungsbewegung
jeweils auf den Nebenausleger.
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Nach
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wie die 2 sie zeigt, wird die Bewegungsbahn
des Laders dadurch geführt, daß der Hub- und der Manövrierzylinder 5, 6 mit
dem dem Drehteller 2 abgewandten Ende am Nebenausleger
befestigt sind. Der Nebenausleger ist dann mit dem Hauptausleger
gelenkig so verbunden, daß er sich
beiderseits des Schwenkpunkts fortsetzt und am Nebenausleger einen
Schwenkhebel 4a, der auf der Seite der Betätigungszylinder
liegt, sowie einen Übertragungshebel 4b bildet,
der starr mit dem Schwenkhebel verbunden ist.
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Sowohl
der Hub- als auch der Manövrierzylinder 5, 6 sind
dann an die Verbindungsplatte 9 angesetzt, die im Schwenkhebel 4a des
Nebenauslegers vorgesehen ist. In dieser Anordnung werden die Betätigungsbewegungen
der Betätigungszylinder
direkt auf den Nebenausleger übertragen,
so daß diese sich
schnell und präzise
bewegt.
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Um
den Arbeitsbereich einer solchen Vorrichtung zu verbessern, läßt sie sich,
wie in 2 gezeigt, mit einem teleskopartig ausfahrbaren
Nebenausleger ausrüsten,
so daß man
trotz des gedrängten
Aufbaus der Konstruktion einen ausreichend großen Arbeitsbereich erhält.
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Im
Aufbau des erfindungsgemäßen Laders ist
infolge des niedrigen Aufbaus des Montagestücks 7, das den Hauptausleger
aufnimmt, der Abstand des Be festigungspunks des Hauptauslegers 3 zu
Basismaschine 1 gering; daher befindet der Schwerpunkt der
Anordnung sich nahe der Basismaschine, so daß der Lader einen niedrigen
Aufbau hat.
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Da
der Hub- und der Manövrierzylinder 5, 6 sich
im wesentlichen in der gleichen Scherebene wie der Hauptausleger 3 befinden,
weist die erfindungsgemäße Anordnung
einen schmalen Aufbau auf. Da der Hub- und der Manövrierzylinder
sich nahe der Basismaschine 1 befinden, sind sie bei sich
bewegendem Lader geschützt;
wenn auch erfindungsgemäß auf der
anderen Seite des an den Hauptauslegers 3 angelenkten Nebenauslegers 4 angeordnet, sind
sie vor Schlägen
des Nebenauslegers oder eines an diesen angelenkten Arbeitsgeräts 14 geschützt.
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Dieser
Aufbau ermöglicht
eine Verteilung der Kräfte
des Hub- und des Manövrierzylinders 5, 6 auf mehrere
Punkte der Ausleger, so daß die
auf diese wirkenden Lasten so gering wie möglich bleiben.
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Im
Einsatz des Laders lassen die Ausleger sich mit einer einzigen Steuerbewegung
aus- oder einfahren. In einem solchen Fall betätigt bspw. in der Anordnung
der 1 der Manövrierzylinder 6 ein Vieleck,
dessen Seiten aus dem Stabilisator 8, der Verbindungsplatte 9,
dem Hilfsjoch 10, dem Ende des Hauptauslegers 3,
der Hebeleinrichtung 12 und der angelenkten Stange 11 der
Anordnung bestehen. Wird das Vieleck vom Manövrierzylinder 6 mit
einer Transferkraft in der Zylinder-Längsrichtung beaufschlagt, sind
die Winkel des Vielecks so änderbar, daß der Haupt-
und der Nebenausleger sich im wesentlichen gleichzeitig und um gleiche
Strecken bewegen, d.h. ihre Bewegungen erfolgen synchron. Dadurch
erhält
man eine im wesentliche gradlinige Bewegung des Endes des Nebenauslegers 4 im
Arbeitsbereich. Hält
man bspw. den Abstand zwischen der Verbindungsplatte 9 und
dem Drehteller konstant, d.h. ändert sich
die Länge
des Hubzylinders nicht, aber wird der Kolben des Manövrierzylinders
in den Zylinder eingezogen, so daß die Länge des Zylinders sich verringert,
schwenkt der Hauptausleger zur Basismaschine. Diese Schwenkbewegung
wird auf den Nebenausleger 4 übertragen und zwingt diesen
zum Schwenken um einen Winkel gleich dem Schwenkwinkel des Hauptauslegers.
Weiterhin erzeugt die Längsbewegung
des Kolbens des Manövrierzylinders
eine Schwenkbewegung des Hilfsjochs 10 sowie eine Steuerbewegung,
die der Stabilisator 8 und die Stange 11 auf den
Nebenausleger 4 übertragen,
so daß dessen
Ende zum Hauptausleger hin oder von diesem weg geführt wird.
Der Haupt- und der Nebenausleger schwenken also proportional mit dem
Ausfahren des Laders.
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Eine Änderung
der Länge
des Hubzylinders 5 beeinflußt die Höhe des Endes des Nebenauslegers.
Daher läßt eine
Bewegung des Kolbens des Hubzylinders in seine Längsrichtung über den
Stabilisator 8 und die Stange 11 den Hauptausleger
relativ zu seinem Fuß schwenken,
so daß durch
die Bewegung des Endes des Hauptauslegers zusammen, mit der der
angelenkten Stange das Ende des Nebenauslegers gehoben und gesenkt
wird. Auf diese Weise werden die Wege der Auslegers sowie die Höhe des Endes
des Nebenauslegers über
der Basis gewählt.
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Die
Bewegungsbahn des Laders wird ideal, da die horizontale Bewegung
innerhalb des gesamten Arbeitsbereichs des Laders mit nur einem
Zylinder, d.h. dem Manövierzylinder 6 erzeugt
wird; die Bewegung des Laders erfolgt also glatt und gleichmäßig.