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Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Mobilbagger, mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Rad- oder Mobilbagger ist beispielsweise in der
DE 20 2007 016 894 U1 dargestellt. Solche Mobilbagger, die auch als Kran zum Heben von Gegenständen verwendet werden können, werden zur besseren Abstützung der Arbeitsmaschine gegen den Erdboden, insbesondere bei großen Lasten bzw. Auslegeweiten und bei weichem Untergrund mit einem Raupen-Fahrwerk umgerüstet. So kann das komplette Radfahrwerk durch ein Vollraupensystem ersetzt werden, was jedoch sehr hohe Kosten und Beeinträchtigungen beim Straßeneinsatz verursachen kann. Zunehmend werden auch bei Agrarmaschinen sog. Halbraupen eingesetzt, insbesondere bei feuchten Bodenverhältnissen wie z. B. auf moorigen Böden. Dabei wird das übliche gummibereifte Antriebsrad oder meist die Zwillingsbereifung komplett gegen je eine Halbraupe ausgetauscht. Dieser Umbau erfordert einen erheblichen Zeitaufwand für die Umrüstung und noch relativ hohe Kosten, da z. B. das übliche Antriebsrad gegen eine Art großes Kettenrad in der Halbraupe ausgetauscht wird.
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Mit solchen Halbraupen lassen sich Fahrkomfort und -geschwindigkeit durch Verwendung von Gummilaufbändern anstelle der bisher verwandten Stahlketten erhöhen. Insbesondere die Straßenfahrt bringt jedoch hohen Verschleiß mit sich, da die Raupen oder Gummilaufbänder hoch beansprucht werden. Dies liegt auch an der Abweichung zwischen den Mittellinien der Antriebsachse und den Schwenkachsen von Pendelarmen für die Umlenk- und/oder Abstützrollen (sog. Bogie-Achsen). Zudem müssen die Achsgehäuse meist besonders stabil und damit schwer ausgeführt sein, um die auftretenden Achslasten abzufangen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehend genannten Nachteile bei einer Arbeitsmaschine, insbesondere bei einem Mobilbagger zu vermeiden, ohne allzu hohe zusätzliche Kosten zu verursachen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch die vorgeschlagene Ausführung wird insbesondere ein vorteilhafter Umbausatz für eine Arbeitsmaschine in Form eines Rad- oder Mobilbaggers geschaffen. Dabei kann das übliche Antriebsrad, meist Zwillingsrad für die Halbraupe weiterverwendet werden, so dass die Anzahl der zusätzlichen Bauteile pro Halbraupe reduziert wird. Zudem wird dadurch der Federungskomfort verbessert. In vorteilhafter Weise kann dabei der Umbausatz mit den Halbraupen als komplett „geschraubter” Bausatz ausgeführt werden, so dass keine Schweißarbeiten usw. erforderlich, welche die Festigkeit und damit Sicherheit des Fahrwerks beeinträchtigen könnten. Zudem ergibt sich eine besonders hohe Standfestigkeit und Geländegängigkeit der Arbeitsmaschine. Meist reicht die Anbringung von zwei Halbraupen an der angetriebenen Starrachse des Rad- bzw. Mobilbaggers aus, um auch bei großen Lasten und Auslegeweiten eine ausreichende Kipp- und/oder Seitenstabilität zu gewährleisten.
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Ein weiterer Vorteil einer verlängerten Aufstandsfläche durch das Raupenband bzw. Raupenkette liegt darin, dass die Arbeitsmaschine im Einsatz weniger schwankt und dementsprechend der Fahrer entlastet wird, da er weniger auf die Höhensteuerung von Vorsatzgeräten (Baggerschaufel, Kranzange, Säge für den Holzeinsatz, etc.) achten muss. Durch diese Verwendung von ggf. durch Hydraulikzylinder sperrbaren Halbraupen (sog. Verblockung) wird die Standsicherheit von Arbeitsmaschinen somit erheblich verbessert. Die im Vergleich zu Reifen um ein Vielfaches vergrößerte Aufstandsfläche der Halbraupen verursacht zudem eine deutlich verringerte Bodenverdichtung, insbesondere bei der Holzfällung bzw. -rückung. Gleichzeitig können die Halbraupen aufgrund der größeren Aufstandsfläche höhere Zugkräfte übertragen. Das beschriebene Fahrwerk kann die erwünschten Vorteile kostengünstiger als die bisher bekannten Raupenfahrwerke verwirklichen, da bereits vorhandene Maschinenteile, wie insbesondere Zwillingsräder weiterverwendet werden können. Zusammen mit der Schildabstützung vor der Lenkachse können so im Auslegerbetrieb gerade im Waldeinsatz die Halbraupen mit Hydraulikzylindern und damit hoher Kraft gegen den Boden gedrückt werden, so dass sich eine hohe Abstützkraft ergibt. Wenn solche Hydraulikzylinder mit einem Stickstoffspeicher ausgerüstet sind, können sie zugleich auch als Federung und zur Spannung/Straffung der Halbraupen dienen.
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Bevorzugt sind solche Zylinder auch den Umlenkrollen zugeordnet, so dass nach deren (hydraulisch gesteuerten) Verkürzung das Raupenband oder die Kette zum An- oder Abbau einfacher abgenommen werden kann. Hierbei kann die Halbraupe jeweils an einer Zwillingsbereifung geführt sein. Obwohl es möglich ist, die Raupenkette der Halbraupe durch Zahnelemente an der Außenseite der Zwillingsbereifung zu führen, ist es bevorzugt, dass das Raupenband der Halbraupe zwischen den Reifen der Zwillingsbereifung geführt ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders exakte Führung. Für eine besonders hohe Traktion ist zudem zwischen den Reifen der Zwillingsräder ein Antriebsritzel (Turas) angeordnet, so dass sich ein formschlüssiger Eingriff in die Raupenkette bzw. das Raupenband und damit hohe Traktion ergibt, aber dennoch eine rasche Montage bzw. Demontage möglich ist.
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Ein wesentlicher Vorteil liegt in der besonders stabilen Lagerung des Pendelarms an dem zugeordneten Lagersegment, das der jeweiligen Halterung an der Achse benachbart ist. Der Lagerdurchmesser kann hierbei etwa den Felgendurchmesser der Zwillingsräder betragen, so dass sich gegenüber ansonsten verwendeten „kleinen” Lagerbuchsen oder Lagerbolzen unterhalb der zentralen Antriebsscheibe eine wesentlich höhere Tragfähigkeit ergibt. Ein besonderer Vorteil dieser Lagersegmente ist, dass die Schwenkachse des Pendelarms mit dem Achszentrum der Antriebsachse identisch ist, so dass kaum Biegespannungen auftreten und damit hohe Traglasten zu erzielen sind. Die Lagersegmente sind hierbei an einer Seite, bevorzugt der Unterseite offen, so dass diese einfach über die Achse gestülpt werden können und die zugehörigen Halterungen rasch zu verschrauben sind. Zusammen mit einer (durchgehenden) Abstützschiene wird eine stabile Tragkonstruktion für die Halbraupen Achskörper erzielt. Diese „schraubbare” Anbringung ist erlaubt es zudem, dass das Halbraupen-Fahrwerk für den Geländeeinsatz mit geringem Montageaufwand zum Reifenfahrwerk zurückgerüstet werden kann, beispielsweise im Sommer bei trockenen Bedingungen. Bei feuchtem Untergrund kann dann der Radbagger einfach und schnell mit dem Halbraupen-Fahrgestell nach- bzw. umgerüstet werden, insbesondere bei wechselnden Einsatzbedingungen, um so die Arbeitsmaschine ohne große Einschränkungen im Einsatz zu halten. Mancher Betrieb, der einen Mobilbagger besitzt, kann somit auf einen Vollraupenbagger mit seinen Transportproblemen verzichten, aber nahezu alle entsprechenden Arbeiten durchführen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine Antriebsachse eines Mobilbaggers mit einer Halbraupe in Perspektivansicht,
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2 eine Seitenansicht gemäß 1 auf eine Halbraupeneinheit,
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3 eine Vorderansicht zur Achse hin, und
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4 eine Draufsicht analog zu 3.
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In den Figuren ist jeweils eine Halbraupeneinheit 4 auf einer Radseite montiert, während auf der anderen Radseite (noch) keine Bauteile montiert sind, also die Radnabe 1c (meist mit einem Planetengetriebe) frei liegt und hier gut erkennbar ist. Eine solche am Unterwagen eines Mobilbaggers (nicht dargestellt) angeordnete Achse 1 besteht aus zwei Achsrohren 1a, die zwischen sich ein Differential 1b aufnehmen. Das meist mittig angeordnete Differential 1b ist mit einer Vielzahl von Schrauben an den Achsrohren 1a befestigt, die je eine (hier strichpunktiert angedeutete) Antriebswelle 1' zu den Radnaben 1c hin in sich aufnehmen. An der Radnabe 1c ist je ein Schraubenkranz 1d vorgesehen, an dem hier Zwillingsräder 2 zu befestigen sind. Die geschlossenen, stabilen Achsrohre 1a (z. B. aus Stahlguss) weisen an ihrer Oberseite meist Abflachungen oder vorbereitete Schraubbohrungen auf, um daran Begrenzungsanschläge zum Unterwagen hin anzubringen. An dieser Stelle ist hier eine bügelartige, unten offene Halterung 3 über das Achsrohr 1a gestülpt und verschraubt. Die Halterung 3 weist hier nach oben hin einen Ausleger 3a auf, an den ein Hauptzylinder zur Begrenzung der Pendelbewegung der Halbraube 4 angeschlossen werden kann (vgl. 4). Zudem ist an der Halterung 3 ein Lagersegment 3b befestigt, bevorzugt angeschweißt, das an der Unterseite offen ist und damit ebenfalls über das Achsrohr 1a gestülpt werden kann. Am Umfang des Lagersegments 3b sind über einen Umfangswinkel von ca. 270° viele Bohrungen vorgesehen, an denen ein Lager-Innenring angeflanscht werden kann. Durch den großen Durchmesser dieser Lagerung 6 (vgl. deren Wälzkreis in 2) ergibt sich eine besonders hohe Tragfähigkeit, um die Pendelbewegung der Halbraupe 4 von meist ±20° in der Vertikalebene sicher abzustützen.
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Die Halterung 3 geht im unteren Bereich des Auslegers 3a in eine Abstützschiene 3c über, die sich bevorzugt entlang der Achse 1 bis zur anderen Radseite (hier mit der Halbraupe 4 dargestellt) erstreckt. Dadurch werden die bügelförmigen Halterungen 3 und die beiden endseitigen Lagersegmente 3b weiter stabilisiert. Die Achsrohre 1a bleiben somit weitgehend frei von Querkräften. Bei besonders großen Differentialen 1b ist es auch möglich, die Abstützschiene 3c nur bis zum Differential 1b zu führen und dort zu verschrauben. Wesentlich ist hier auch, dass das Zentrum der Lagersegmente 3b achsgleich mit der Achse 1 bzw. deren Antriebswellen 1' ist, so dass die Verschwenkung des hier nur schematisch in Strichpunktlinien angedeuteten Pendelarms 5 achsgleich erfolgt, um Biegebeanspruchungen gering zu halten. Dieser Schwing- oder Pendelarm 5 (vgl. 2 und 4) ist etwa rautenförmig (oder doppelt dreiecksförmig) gestaltet und trägt an seinen beiden Enden Umlenkrollen 4a, 4b der Halbraupe 4.
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In 2 ist eine Halbraupe 4 im montierten Zustand in Seitenansicht dargestellt. Zwischen den beiden Umlenkrollen 4a, 4b ist das vom Rad-Fahrwerk übliche Rad 2 ersichtlich, das in vorteilhafter Weise hier in der Halbraupe 4 weiterverwendet werden kann. Dahinter ist der etwa rautenförmige Pendelarm 5 erkennbar, der mit einem z. B. aus dem Kranbau handelsüblichen Groß-Wälzlager als Lagerung 6 jeweils am Lagersegment 3b gelagert ist, nämlich wie oben erwähnt verschraubt ist. Hierdurch sind besonders hohe Achslasten möglich. Der Pendelarm 5 kann bei dieser Bauweise auch geteilt ausgeführt sein, so dass die Umlenkrollen 4a, 4b voneinander unabhängig gefedert sind. Dies erfolgt bevorzugt mit einem exzentrisch gelagerten Nabenträger 4a' an den Umlenkrollen 4a, 4b, so dass mit daran angelenkten, kleineren Zylindern 7 (mit Gasspeicher) auch die Spannung der Raupenkette 4c bzw. des Raupenbands eingestellt werden kann. Das obere Ende der Zylinder 7 ist hier an Lageraugen 5a des Pendelarms 5 angelenkt und damit gut vor Verschmutzung oder Beschädigung geschützt.
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Aus 3 ist die schmale Bauweise des Pendelarms 5 gut ersichtlich, ebenso die stabile Abstützung über die Abstützschiene 3c. Über der Halterung 3 ist zudem noch ein spitzzulaufender Anschlag 3d erkennbar, der die Bewegung gegenüber dem Unterwagen begrenzen kann. In 4 ist die entsprechende Darstellung in Draufsicht gezeigt, wobei die Anordnung des Hauptzylinders 8 am Ausleger 3a ersichtlich ist. Hierdurch wird die Hauptfederbewegung des Pendelarms 5 begrenzt bzw. mit einem Stickstoffspeicher gedämpft. Der Pendelarm 5 ist bevorzugt aus zwei Stahlplatten geformt, die zwischen sich die Lageraugen 5a bilden, aber auch die Nabenträger 4a' und den Außenring der Lagerung 6 zwischen sich aufnehmen können. Als Umlenkrollen 4a, 4b werden bevorzugt Laufradscheiben aus dem Panzerbau oder aus Vollketten-Fahrwerken verwendet, wobei diese die aufgelegte Raupenkette 4c (oder ein Raupenband aus Hartgummi) sicher führen.
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Mit dem Hauptzylinder 8 kann der Pendelarm 5 einseitig nach unten gedrückt werden, so dass sich mit der Halbraupe 4 eine große, verblockte Abstützfläche ergibt. Zur Demontage des Halbraupen-Fahrwerks können die Zylinder 7 verkürzt werden, so dass die Kette bzw. das Band 4c leicht von den Rädern 2 und Umlenkrollen 4a, 4b abgenommen werden kann. Hierzu ist ggf. das äußere Rad eines Zwillingsrades 2 zu lösen, insbesondere wenn zwischen den Zwillingsrädern 2 ein Antriebsritzel zum formschlüssigen Antrieb der Raupenkette 4c vorgesehen ist. Nach Wiederaufsetzen des äußeren Rades am Zwillingsrad 2 und Lösen der verschraubten Halterungen 3 an der Achse 1 sowie Abnahme der damit verbundenen Lagersegmente 3b und Lagerungen 6 bzw. Pendelarme 5 kann der Rückbau zu einem Radfahrwerk relativ rasch vollzogen werden. Die Umrüstung des Radbaggers zu einem Halbraupen-Fahrzeug erfolgt dann in umgekehrter Reihenfolge ebenfalls relativ einfach. Damit kann der Umbausatz auch an verschiedenen Radbaggern universell eingesetzt werden, wobei ggf. nur die Halterungen 3 anzupassen sind. Durch die Weiterverwendung der vorhandenen (Zwillings-)Räder 2 bleibt der Abrollumfang nahezu gleich, so dass keine Anpassungen (z. B. für Tachometer etc.) vorzunehmen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007016894 U1 [0002]
