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Die
Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät für die Oberflächenbearbeitung
von Wegen und Straßen, mit
einem Geräterahmen
und einer Halterung für
den Anbau an einem Fahrzeug, wobei der Geräterahmen an der Halterung über eine
Schwenkeinrichtung mit Freiheitsgraden aufgehängt ist, die eine Verschwenkung
des Geräterahmens
in einer Horizontalebene und in einer Vertikalebene erlaubt und
ein Gelenk mit Freiheitsgraden aufweist, die eine Verschwenkung
in der Horizontalebene und Vertikalebene erlaubt, wobei die Schwenkeinrichtung
ferner eine Führungseinrichtung
aufweist, die die Verschwenkbarkeit des Geräterahmens an dem Gelenk auf
eine bestimmte Vertikalebene beschränkt.
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Zur
Reinigung von Wegen und Straßen
werden häufig
kleine bis mittelgroße
Universalschlepper verwendet, die an ihrer Vorderseite einen Frontkraftheber
aufweisen, an dem ein entsprechendes Arbeitsgerät, beispielsweise in Form eines
Kehrgerätes oder
eines Schneeräumers,
angebracht werden kann. Solche Frontkraftheber sind beispielsweise
in der
DE 296 08 244
U1 beschrieben. Das Arbeitsgerät hat einen Geräterahmen
und eine Halterung für
die Anbringung an den Frontkraftheber.
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Zwischen
der Halterung und dem Geräterahmen
des Arbeitsgeräts
befindet sich eine Schwenkeinrichtung, die eine Verschwenkung des
Geräterahmens
gegenüber
der Halterung in einer Horizontalebene und in einer sich quer zur
vorgesehenen Fahrtrichtung erstreckenden Vertikalebene erlaubt.
Die Verschwenkbarkeit in der Horizontalebene soll es ermöglichen,
das Arbeitsgerät
in einem vorgesehenen Winkel zur Fahrtrichtung einzustellen. Diese
Einstellung wird in der Regel bei der Anbringung des Arbeitsgerätes an dem
Fahrzeug vorgenommen. Die Verschwenkbarkeit in der Vertikalebene
soll es dem Arbeitsgerät
erlauben, seine Stellung an Unebenheiten oder Neigungen der Straßen und
Wege anzupassen. In den meisten Fällen haben nämlich die
Arbeitsgeräte
eigene Stützräder, die
dazu dienen, das Arbeitsgerät
in einem bestimmten Abstand zur Oberfläche des Weges beziehungsweise
der Straße
zu halten.
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Bei
den bekannten Arbeitsgeräten
besteht die Schwenkeinrichtung aus zwei in Fahrtrichtung hintereinander
angeordneten Schwenkachsen. Die erste Schwenkachse ist halterungsseitig
angeordnet und erlaubt eine Verschwenkung in der Horizontalebene,
d. h. um eine vertikale Achse. An dieser Schwenkachse ist ein Zwischenstück aufgehängt, das eine
zweite, sich in horizontaler Richtung erstreckende Schwenkachse
aufweist, an der der Geräterahmen
aufgehängt
ist und die eine Verschwenkung in einer sich quer zur Fahrtrichtung
erstreckenden Vertikalebene erlaubt. Die Anordnung kann auch umgekehrt
getroffen sein.
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Die
bekannte Schwenkeinrichtung hat erhebliche Nachteile. So liegen
die Schwerpunkte von Arbeitsgerät
und Fahrzeug sehr weit auseinander, was insbesondere bei der Fahrt
mit angehobenem Arbeitsgerät
zu instabilem Fahrverhalten mit starken Nickbewegungen führt. Außerdem ist
der Raumbedarf entsprechend groß.
Schließlich
ist die Schwenkeinrichtung auch aufwendig und dementsprechend teuer.
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In
der
CH 324 382 A ist
ein gattungsgemäßes Arbeitsgerät in Form
eines Straßenschneepfluges
offenbart, bei dem der Geräterahmen
an einer Halterung über
ein Schwenkeinrichtung mit Freiheitsgraden aufgehängt ist,
die eine Verschwenkung des Geräterahmens
in einer Horizontalebene und in einer Vertikalebene erlaubt. Das
Gelenk ist als Kugelgelenk ausgebildet und im unteren Bereich des
Geräterahmens
angeordnet. Obenseitig ist eine Führungseinrichtung vorgesehen,
die die Verschwenkbarkeit des Geräterahmens auf eine bestimmte
Vertikalebene beschränkt.
Dabei wird der Geräterahmen mittels
zweier entgegengesetzt wirkender Blattfederpakete in einer bestimmten
Stellung gehalten, aus der er nur gegen die Wirkung eines Blattfederpaketes auslenken
kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwenkeinrichtung eines
Arbeitsgerätes
der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie konstruktiv
weniger aufwendig ist und deshalb kostengünstiger hergestellt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Gelenk im oberen Bereich des Geräterahmens angeordnet ist. Grundgedanke
der Erfindung ist es also, das vorzugsweise als Kugelgelenk ausgebildete
Gelenk so anzuordnen, dass der Geräterahmen pendelartig aufgehängt ist,
so dass er aufgrund der Einwirkung der Schwerkraft selbständig eine
bestimmte Stellung einnimmt, wenn auf ihn keine auslenkende Kraft
einwirkt.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
ermöglicht
eine sehr kompakte Schwenkeinrichtung, wobei sich eine besonders
platzsparende Ausbildung dann ergibt, wenn Gelenk und Führungseinrichtung
in einer Vertikalebene untereinander angeordnet sind. Der Schwerpunkt
des Arbeitsgerätes
rückt hierdurch erheblich
näher an
den des Fahrzeuges heran, was entsprechend positive Auswirkungen
auf das Fahrverhalten hat. Außerdem
ist diese Art der Schwenkeinrichtung kostengünstiger herzustellen.
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Wenn
Gelenk und Führungseinrichtung
in einer Vertikalebene untereinander angeordnet sind, sollte bei
einem Kardanwellenantrieb das Kardangelenk in dieser Vertikalebene
liegen. Dies vermeidet Verschränkungen
im Kardanwellenantrieb.
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Die
Führungseinrichtung
sollte im unteren Bereich des Geräterahmens vorgesehen sein,
so daß bei
einem Kardanwellenantrieb die Kardanwelle zwischen Gelenk und Führungseinrichtung
verläuft.
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Die
Führungseinrichtung
kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Eine einfache Ausbildung
ergibt sich dann, wenn die Führungseinrichtung zwei
Führungselemente
aufweist, die formschlüssig ineinandergreifen
und relativ zueinander beweglich sind. Dabei kann das eine Führungselement
einen Führungsschlitz
aufweisen, in den das Führungselement
einfaßt.
Letzteres ist dann zweckmäßigerweise bolzenförmig ausgebildet.
Dabei kann das eine Führungselement,
das den Führungsschlitz
enthält,
halterungsseitig angeordnet sein.
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Nach
der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Führungseinrichtung eine Federanordnung aufweist,
die bestrebt ist, den Geräterahmen
in einer Horizontalebene zu halten. Dies ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn das Arbeitsgerät
in angehobener Stellung verfahren wird. Die Federanordnung kann
zwei gegeneinandergerichtete Federn aufweisen, die außenseitig
an der Halterung und innenseitig am Führungselement des Geräterahmens
befestigt ist.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels
näher veranschaulicht.
Es zeigen:
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1:
eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes;
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2:
eine Draufsicht auf das Arbeitsgerät gemäß 1;
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3:
einen Schnitt durch Halterung und Schwenkeinrichtung des Arbeitsgerätes gemäß den 1 und 2 in
der Ebene B-B (2) und
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4:
einen Schnitt durch Halterung und Schwenkeinrichtung des Arbeitsgerätes gemäß den 1 und 2 in
der Ebene A-A (2).
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Bei
dem in den Figuren dargestellten Arbeitsgerät handelt es sich um ein Reinigungsgerät 1,
das frontseitig eine sich quer zur vorgesehenen Fahrtrichtung erstreckende
Besenwalze 2 aufweist, welche obenseitig und an den Seiten
durch ein Gehäuse 3 abgedeckt
ist. Die Besenwalze 2 ist um eine horizontale Achse 4 drehbar
gelagert und wird über
eine Antriebskette 5 angetrieben, welche auf einer Seite der
Besenwalze 2 verläuft
und dort in einem Kettengehäuse 6 gekapselt
ist. Die Antriebskette 5 umschließt ein Kettenrad 7,
welches auf einer Antriebswelle 8 sitzt, die sich parallel
zur Achse 4 der Besenwalze 2 bis zu einem mittig
sitzenden Winkelgetriebe 9 erstreckt. Die Antriebswelle 8 ist
durch ein Schutzrohr 10 gekapselt. Das Winkelgetriebe 9 hat
einen Welleneingang 11 mit einem Kardangelenk 12,
wobei nur der eine Teil des Kardangelenks 12 zu sehen ist.
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Das
Gehäuse 3 ist
rückseitig
an einem sich parallel zur Achse 4 erstreckenden Rahmenblech 13 angebracht.
Es erstreckt sich über
die gesamte Breite des Gehäuses 3.
In beiden äußeren Bereichen sind
Fahrwerke 14, 15 angebracht, welche Federelemente 16, 17 aufweisen
und an denen Stützräder 18, 19 gelagert
sind. In der Mitte weist das Rahmenblech 13 zwei beabstandete
Vertikalstreben 20, 21 mit Ösen 22 auf. An diesen
Vertikalstreben 20, 21 kann das Reinigungsgerät 1 angehoben
werden.
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An
der Rückseite
des Rahmenbleches 13 ist ein insgesamt mit 23 bezeichnetes
Schwenkrahmenteil angebracht. Das Schwenkrahmenteil 23 hat
einen oberen Schwenkrahmenabschnitt 24 und einen unteren
Schwenkrahmenabschnitt 25. Letzterer ist an der Unterseite
des Winkelgetriebes 9 angeschraubt und mit der Rückseite
des Rahmenbleches 13 verbunden. Der obere Schwenkrahmenabschnitt 24 ist
an dem unteren Schwenkrahmenabschnitt 25 angeschweißt und mit
dem Rahmenblech 13 über
die Vertikalstreben 20, 21 verbunden.
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Für die Anbringung
an einem Frontkraftheber ist ein in etwa dreieckförmiger Halterungsrahmen 26 vorgesehen.
Er bildet den rückseitigen
Abschluß des
Reinigungsgerätes 1.
Zwischen Halterungsrahmen 26 und Schwenkrahmenteil 23 befindet
sich eine Schwenkeinrichtung 27, welche eine Verschwenkung des
Schwenkrahmenteils 23 mit den damit verbundenen Teilen
erlaubt. Die Schwenkeinrichtung 27 hat folgenden Aufbau.
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An
dem Halterungsrahmen 26 ist ein U-förmiges Joch 28 befestigt,
dessen vertikale Schenkel 29, 30 an ihren freien
unteren Enden über
eine Querstrebe 31 verbunden sind. In der Mit te des Jochs 28 ist
eine Kugelpfanne 32 ausgebildet, in der eine Kugel 33 beweglich
geführt
ist. Kugelpfanne 32 und Kugel 33 bilden gemeinsam
ein Kugelgelenk.
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Die
Kugel 33 wird von einem Schraubenbolzen 34 durchsetzt,
dessen unteres Ende mit dem oberen Schwenkrahmenabschnitt 24 fest
verbunden ist. Hierzu hat der Schraubenbolzen 34 einen
Bund 35, gegen den das freie Ende des oberen Schwenkrahmenabschnittes 24 mittels
einer von unten aufgeschraubten Mutter 36 verspannt ist.
Auf das obere Ende des Schraubenbolzens 34 ist ebenfalls
eine Mutter 37 aufgeschraubt, durch die der Bund 35 gegen
die Unterseite der Kugel 33 gespannt wird.
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An
der Frontseite der Querstrebe 31 sind Haltestege 38, 39 angeschweißt, die
Aufnahmeöffnungen
für eine
sich horizontal und parallel zur Querstrebe 31 erstreckende
Führungsstange 40 aufweisen.
In den Freiraum zwischen Querstrebe 31 und Führungsstange 40 greift
ein Führungsbolzen 41 ein, welcher
an der Unterseite des unteren Schwenkrahmenabschnittes 25 befestigt
ist und in Normalstellung vertikal nach unten vorsteht. Der Durchmesser des
Führungsbolzens 41 entspricht
im wesentlichen dem Abstand zwischen Querstrebe 31 und
Führungsstange 40,
so daß der
Führungsbolzen 41 zwischen
beiden im wesentlichen spielfrei geführt wird. Im Bereich des unteren
Endes des Führungsbolzens 41 sind
zwei auf Zug beanspruchte Schraubenfedern 42, 43 angebracht,
die sich von dem Führungsbolzen 41 quer
zu den Enden der Schenkel 29, 30 des Jochs 28 erstrecken
und dort in Halteringe 44, 45 einfassen. Die Schraubenfedern 42, 43 sind
identisch und üben auf
den Führungsbolzen 41 eine
solche Kraft auf, daß er
normalerweise in Vertikalstellung damit in der Mitte zwischen den
beiden Haltestegen 38, 39 ge halten wird.
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Aufgrund
der vorbeschriebenen Schwenkeinrichtung 27 kann der sich
vor der Schwenkeinrichtung 27 befindliche Teil des Reinigungsgerätes 1 um eine
horizontale Achse verschwenken, beispielsweise um Unebenheiten oder
Veränderungen
der Neigung einer Straße
oder eines Weges folgen zu können.
Der Schwenkpunkt wird dabei durch Kugelpfanne 32 und Kugel 33 gebildet.
Die Schwenkbewegung hat zur Folge, daß sich der Führungsbolzen 41 entgegen
der Wirkung von einer der beiden Schraubenfedern 42, 43 in
Richtung auf einen der beiden Haltestege 38, 39 bewegt.
Der Schwenkwinkel wird dabei durch die Haltestege 38, 39 begrenzt.
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Gleichzeitig
kann der von der Schwenkeinrichtung gesehene vordere Teil des Reinigungsgerätes 1 um
eine vertikale Achse und damit in einer Horizontalebene verschwenken,
d. h. dieser Teil des Reinigungsgerätes 1 läßt sich
in einem gewünschten Winkel
zur Fahrtrichtung ausrichten. Gewöhnlich geschieht die Ausrichtung
so, daß sich
die Achse 4 der Besenwalze 2 im rechten Winkel
zur Fahrtrichtung erstreckt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
die Besenwalze 2 gegenüber
der Fahrtrichtung schräg zu
stellen.
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Die
Einstellung erfolgt bei der Anbringung des Halterungsrahmens 26 an
dem hier nicht näher dargestellten
Frontkraftheber eines Fahrzeuges. Hierzu ist eine Einstellstrebe 46 vorgesehen,
welche sich im wesentlichen horizontal erstreckt. An einem Ende
ist sie auf einen Vertikalbolzen 47 aufgesetzt, der an
dem Rahmenblech 13 und der Vertikalstrebe 20 angebracht
ist. Am anderen Ende hat die Einstellstrebe 46 drei Aufnahme löcher 48, 49, 50.
In dem gezeigten Beispiel ist sie mit dem mittleren Aufnahmeloch 49 auf
einen Haltebolzen 51 aufgesteckt, welcher an dem Joch 28 angebracht
ist. Auf diese Weise wird der vordere Teil des Reinigungsgerätes 1 in
einem bestimmten Winkel zur Fahrtrichtung gehalten. Durch Aufstecken
der Einstellstrebe 46 mit einem der anderen Aufnahmelöcher 48, 50 auf
den Haltebolzen 51 kann die Achse 4 der Besenwalze 2 schräg zur Fahrtrichtung
eingestellt werden, und zwar einmal zur einen und einmal zur anderen
Richtung.
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Es
versteht sich, daß die
Angabe „Verschwenkbarkeit
in Horizontalebene” exakt
nur für
den Fall zutrifft, daß sich
der Führungsbolzen 41 – wie dargestellt – exakt
vertikal erstreckt. Eine Verschwenkung des vorderen Teils des Reinigungsgerätes 1 in
der Vertikalebene, d. h. um eine Horizontalachse, hat bei dieser
Ausführung
der Schwenkeinrichtung 27 zwangsläufig zur Folge, daß sich die
Horizontalebene entsprechend neigt. In Sinne der vorstehenden Beschreibung
soll auch in diesem Fall von einer Verschwenkbarkeit in Horizontalebene
beziehungsweise Verschwenkung um eine Vertikalachse gesprochen werden.