DE2342399B2

DE2342399B2 - Löffelbagger

Info

Publication number: DE2342399B2
Application number: DE2342399A
Authority: DE
Inventors: Nobuya Ibaraki Okabe (Japan)
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1972-08-28
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE2342399C3; JPS5233883B2; US3927781A; JPS4939905A; DE2342399A1

Description

)ic Erfindung bezieht sich auf einen Löffelbagger im Oberbegriff des Anspruchs I festgelegten GatBei einem gattungsgleichen Löffelbagger (DT-O! 14 84 758) ist der Hydraulikzylinder für die Betäti gung des Löffels mit einer Ecke einer dreiseitiger Platte gelenkig verbunden, die ihrerseits mit ihrer anderen Ecken einmal am Ausleger und zum ande ren am Löffelstiel angelenkt ist. Wird beim Planierer der Hydraulikzylinder des Löffelantriebs stillgesetzt so bewirkt die Schwenkbewegung des Löffelstiel; zwangsläufig eine Lageänderung der Platte und da mit eine Bewegung des Löffels, so daß die einma eingestellte Lage des Löffels während der Vorschubbewegung weitgehend erhalten bleibt. Es reicht aus bei diesem Löffelbagger beim Vorschub des Löffel; eLen einzigen Hydraulikzylinder zu betätigen, wobei unter Abstützung des Löffels auf dem Boden allerdings ein anderer Hydraulikzylinder frei ein- und ausfahrbar sein muß, so daß beim Vorschub nicht die Kraft von allen Zylindern hinreichend ausgenutzt werden kann. Auch bleibt hier das Verhältnis der vorn Hydraulikzylinder aufzubringenden Kraft zu der am Löffelzahn wirkenden Reaktionskraft eine reine Funktion der Hebelarme der beiden Kräfte. Damit werden der Leistungsfähigkeit derartiger Bagger Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Löffelbagger so zu verbessern, daß ohne Abstützung des Löffels auf dem Boden nur durch Betätigen des Löffelstielantriebszylinders der Löffel mit vergrößerter Vorschubkraft in horizontaler Richtung bewegt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierdurch wird die Leistungsfähigkeit wesentlich gesteigert, da in unterschiedlichen Höhenlagen der Löffel mit einer relativ großen Vorschubkraft horizontal nach vorn geschoben wird, da die Haltekräfte der übrigen Zylinder zur Verfügung bleiben.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Ein Allsführungsbeispiel eines Löffelbaggers nach der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bereits bekannten Löffelbaggers,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispicls des erfindungsgemäßen Löffelbaggers.

F i g. 3 eine die Arbeitsweise des Löffelbaggers nach F i g. 2 verdeutlichende Ansicht,

F i g. 4 die Beziehung zwischen einer Erdaushubkraft und der auftretenden Gegenkraft bei dem in F i g. I dargestellten Löffelbagger und

Fig. 5 die Beziehung zwischen der Erdaushubkraft und der auftretenden Gegenkraft bei dem Löffelbagger nach F i p. 2.

Fig. 2 zeigt einen Löffelbagger8 mit einem beweglichen Unterwagen 8 a mit einer Laufkette, einem auf dem beweglichen Unterwagen %a montierten drehbaren Mittelstück 8 b und einem auf dem drehbaren Mittelstiick 8 /; montierten schwenkbaren Obenvagen 8r. Der Oberwagen 8 c ist mit einem Führerhaus 8 d versehen.

Ein Ausleger 9 ist schwenkbar mit dem Oberwagen 8 c verbunden zur Bewegung in einer vertikalen Ebene zwischen einer liegenden und einer aufrechten Position durch die Wirkung eines Paars von Hydraulikzylindern 10, 10, ciie den Ausleger 9 betätigen. Jc-

der Hydraulikzylinder 10. 10 ist an einer der beiden Seiten des Auslegers 9 angeordnet und an seinem Unterende durch einen Zapfen 11 mit dem Oberwagen 8 c verbunden. Kolbenstangen 12, 12, die je in einem der beiden Hydraulikzylinder 10, 10 aufgenommen sind, sind mit dem Ausleger 9 durch Zapfen 13 verbunden.

Ein Löffelstiel 15 ist durch einen Zapfen 14 mit einem Vorderende des Auslegers 9 schwenkbar verbunden und ist wie der Ausleger 9 in einer vertikalen Ebene bewegbar durch einen für die Betätigung des Löffelstiels 15 vorgesehenen Hydraulikzylinder 16. Der Hydraulikzylinder 16 ist an seinem Unterende durch einen Zapfen 17 mit einem Hallearm 18 verbunden, der von der Unterseite eines vorderen Endabschnitts des Auslegers 9 nach unten ragt. Der Hydraulikzylinder 16 nimmt eine Kolbenstange 19 auf, die an ihrem Vorderende mit einem vorderen Endabschnitt des Löffelstiels 15 durch einen Zapfen 20 verbunden ist.

Ein Löffel 21 ist über einen Zapfen 2? mit dem Vorderende des Löffelstiels 15 verbunden und bewegt sich durch den zur Betätigung des Löffels 21 vorgesehenen Hydraulikzylinder 23 mit einer Gelenkbewegung. Der Hydraulikzylinder 23, der an seinem Unterende durch einen Zapfen 24 mit dem vorderen Endabschnitt des Auslegers 9 verbunden ist, nimmt eine Kolbenstange 25 auf, die an ihrem Vorderende über einen Zapfen 26 mit je einem Ende von starren Lenkern 27 und 28 verbunden ist. Das andere Ende des starren Lenkers 27 ist mit dem Vorderende der in dem Hydraulikzylinder 16 aufgenommenen Kolbenstange 19 und das andere Ende des starren Lenkers 28 mit dem Löffel verbunden.

Ein dem Hydraulikzylinder 16 zum Betätigen des Löffelstiels 15 wirksam zugeordneter hydraulischer Horizontierzylinder 29 ist zwischen dem Ausleger 9 und dem Löffelstiel 15 verbunden und ist dem Ausleger 9 und dem Löffelstiel 15 näherliegend angeordnet als der Hydraulikzylinder 16, so daß sich der hydraulische Horizontierzylinder 29 in den Löffelstiel 15 bewegen kann. Der hydraulische Horizontierzylinder 29 ist an seinem Unterende durch einen Zapfen 30 mit dem von der Unterreite des vorderen Endabschnitts des Auslegers 9 nach unten ragenden Haltearm 18 verbunden und nimmt eine Kolbenstange 31 auf, die durch einen Zapfen 32 mit der Unterseite eines im wesentlichen mittleren Abschnitts des Löffelstiels 15 verbunden ist.

Der hyd^raulische Horizontierzylinder 29 weist an der Ausfahrseite der Kolbenstange 31 eine Flüssigkeitskammer auf, die durch eine Leitung 33 in Verbindung mit Flüssigkeitskammern auf der Kolbcnstangenausfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10 gehalten wird, und eine weitere Flüssigkeitskammer an der Kolbcnstangeneinfahrseite, die durch eine weitere Leitung 34 mit Flüssigkeitskammern auf der Kolbenstangeneinfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10 gehalten wird.

Die Verbindung zwischen dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 und den Hydraulikzylindern 10, 10 dienen dem Zweck, den Baggerlöffel 21 horizontal nach außen zu schieben. Wenn der Löffelstiel 15 in Richtung des Pfeil.-. A in Fig. 2 durch den Hydraulikzylinder 16 geschwenkt wird, wird die Kolbenstange 31 zwangsläufig aus dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 herausgeschoben. Dies hat zur Folge, daß die Druckflüssigkeit in der Flüssigkeitskammer auf der Kolbenstangeneinfahrseite des hydraulischen Horizontierzylinders 29 zwangsläufig aus der Flüssigkeitskammer strömt und durch die Leitung 34 in die Flüssigkeitskammern auf der KoI-benslangeneinfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10 fließt. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Druckflüssigkeit in den Flüssigkeiiskammern auf der KoI-benstangenausfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10 durch die Leitung 33 in die Flüssigkeitskammer auf

ίο der Kolbenstangenausfahrseite des hydraulischen Horizontierzylinders 29 zurückkehrt. Dadurch wird bewirkt, daß sich der Ausleger 9 in die liegende Position bewegt.

Wenn der Löffelstiel 15 in eine dem Pfeil/1 entgegengesetzte Richtung geschwenkt wird, kann der Ausleger 9 in die aufrechte Position bewegt werden. Die Hydraulikzylinder 10, 10 und 29 sind derart konstruiert, daß sie einander gleich sind in bezug auf die Durchmesser 'hrer Kolben und Kolbenstangen oder in bezug auf das Verhältr·,-., des Druckaufnahmebereichs, so daß das Auftreten eines Vakuums verhindert wird, das infolge zu großer ode^r zu geringer Flüssigkeitszuführung auftreten könnte, wenn der vorgenannte Arbeitsschritt durchgeführt wird.

Die Position, in der der Unterteil des Hydraulik;".-linders 23 durch den Zapfen 24 mit dem Ausleger 9 verbunden ist. ist so gewählt, daß in der Ebene von Fig. 2 durch die Zapfen 14, 20, 26 und 24 ein Viereck gehildet wird, so daß ein als Zahn ausgebildeter Abschnitt 21 α des Löffels 21 in bezug auf die Horizontale unter einem vorgegebenen Winkel gehalten werden kann, wenn der Löffelstiel 15 geschwenkt und der Ausleger 9 zwischen der liegenden und der aufrechten Position bewegt wird. Die Hydraulikzylinder 10. 16 und 23 können voneinander unabhängig betätigt werden durch die Betätigung von Steuerhebeln, die im Führerhaus 8 d vorgesehen sind.

Beim Betrieb des Baggers wird Druckflüssigkeit einer Flüssigkeitskammer auf der Kolbenstangenausfahrseite des Hydraulikzylinders 16 zur Betätigung des Löffelstiels 15 zugeführt, wenn der Löffel 21 in einer Position V liegt, in der er, wie F i g. 2 zeigt, nahe dem Baggerfahrzeiig liegt. Dadurch wird die Kolbenstange 19 aus dem Zylinder 16 geschoben.

wodurch der Löffelstiel 15 in die Richtung des Pfeils A um den Zapfen 14 am Vorderende des Auslegers 9 geschwenkt wird. Infolgedessen wird die Kolbenstange 31 zwangsläufig aus dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 geschoben, und die Druckflüssigkeit in der Flüssigkcitsl· immer auf rlcr Koicenstangeneinfahrseite des hydraulischen Horizontierzylinders 29 strömt in die Flüssigkeitsl ammer auf der Kolbensiangeneinfahrseite jedes Hydraulikzylinders 10 durch die Leitung 34 zur Betätigung des Auslegers 9. Infolgedessen schieben sich die Kolbenstangen 12 in d'j jeweiligen Hydraulikzylinder 10, so daß sich der Ausleger 9 in die liegende Position bewegt. Auf diese Weise wird der Löffel 21 nach vorn horizontal von dem Baggerfahrzeug weggeschoben in eine Position VI (vgl. Fig. 3), während der Grsbzahn durch das von den Zapfen 14, 20, 26 und 24 gebildete Viereck in der horizontalen Lage gehalten wird. Wenn der Löffel 21 aus dieser Lage in eine Position VII bewegt wird, in der das Vorderende des Löffels 21 höher liegt als sein Hinterende, so kann durch den Löffel 21 Erde ausgehoben und in dem Löffel gehalten werden.

Durch Betätigung nur des Hydraulikzylinders 16

ist es möglich, den Löffel 21 horizontal nach vorn von dem Baggerfahrzeug wegzubewegen, so daß der Löffel Erde aushebt. Indem der Löffel 21 mit der darin enthaltenen ausgebaggerten Erde horizontal nach vorn von einer strichpunktiert gezeigten Position VIII in eine strichpunktiert gezeigte Position IX bewegt wird, ist es möglich, den Baggerlöffel in eine Lage zu bewegen, in der der Löffelinhalt in einen Lastwagen gekippt werden kann.

Wenn der Ausleger 9 in die aufrechte Position be- ίο wegt werden soll, indem die Kolbenstangen 12, 12 aus den Hydraulikzylindern 10, 10 herausgeschoben werden, während der Löffel 21 horizontal nach außen von dem Baggerfahrzeug wegbewegt wird in eine Position nach Fig. 3, wirkt Druckflüssigkeit auf die Flüssigkeitskammern auf der Kolbenstangenausfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10. Die auf die Flüssigkeitskammern auf der Kolbenstangenausfahrseitc der Hydraulikzylinder 10, 10 wirkende Druckflüssigkeit kann auf diese Weise auf die Flüssigkeitskammer auf der Kolbenstangenausfahrseite des Horizontierzylinders 29 durch die Leitung 33 wirken, wobei der Hydraulikzylinder 16 zum Betätigen des Löffelstiels 15 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist.

Der Löffelbagger nach F i g. 2 und 5 ist derart konstruiert, daß die Kraft, mit der beim Ausbaggern von Erde der Löffel 21 horizontal nach vorn von dem Baggerfahrzeug weggeschoben wird, größer ist als die Kraft, mit der der Löffel 3 eines bereits bekannten Löffelbaggers nach Fig. 1 und4 in die gleiche Richtung geschoben wird, so daß die Leistungsfähigkeit beim Ausbaggern von Erde gesteigert wird. Im allgemeinen wird, wenn eine Schaufel horizontal nach vorn geschoben und ihr Vorderende höher als ihr Hinterende angehoben wird bei der Durchführung eines Erdanshubvorganges, eine Gegenkraft zu der Kraft erzeugt, mit der Erde ausgehoben wird. Wenn eine Gegenkraft Fl auf die Kraft, mit der der Eirdaushubvorgan.g durchgeführt wird, am Zahn des Löffels 3 des Baggers gemäß F i g. 4 erzeugt wird, gleichen sich die Gegenkraft Fl und eine von einem Hydraulikzylinder 6 zum Betätigen des Arms erzeugte Kraft P wie folgt aus:

P-I = Fl- m

(I)

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/ = Abstand zwischen dem Punkt am Vorderende eines Auslegers 2, an dem ein Löffelstiel 1 an seinem Unterende schwenkbar gelagert ist, und dem Hydraulikzylinder 6 zum Betätigen des Löffelstiels 1,

m = Abstatid zwischen dem Punkt am vorderen Endabschnitt des Auslegers 2, an dem der Löffelstiel 1 an seinem Unterende schwenkbar gelagert ist, und dem Punkt, an dem die Gegenkraft F1 erzeugt wird.

Von der Gleichung (1) ausgehend kann die Gegenkraft Fl wie folgt ausgedrückt werden:

Fl = l/m-P

(2)

Wenn eine Gegenkraft F 2 auf die Kraft, mit der der Erdaushub durchgeführt wird, am Zahn des Löffels 21 des Löffelbaggers gemäß F i g. 5 erzeugt wird, gleichen die Gegenkraft Fl und eine Kraft Q, di von dem im Betrieb befindlichen hydraulischen Hc rizontierzylinder 29 ausgeübt wird, sich wie folg

P-V -l· Q-η = Fl-m'

(3)

/' = Absland zwischen dem Zapfen 14 am vorde ren Endabschniu des Auslegers 9, an dem de Löffelstiel 15 an seinem Unterteil schwenkba gelagert ist, und dem Hydraulikzylinder 16,

n' — dem Abstand zwischen dem Zapfen 14 unc dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 unc

tri = Abstand zwischen dem Zapfen 14 und den Punkt, an dem die Gegenkraft Fl erzeugt wird

Ausgehend von Gleichung (3) kann die Gegenkraf F 2 wie folgt ausgedrückt werden:

Fl

Γ m'

P f-

(4)

Die Gegenkraft Fl beim Löffelbagger nach Fi g. 1 und 4 ist daher um ", Q größer als die Gegenkraf'

F1 bei dem Löffelbagger nach F i g. 1 und 3.

Die von dem hydraulischen Horizcntierzylinder 25 ausgeübte Kraft Q kann entweder positiv oder nega tiv sein. Die Kraft β ist dann positiv, wenn der Arbeitswinkel θ der am gezahnten Abschnitt 21 a de: Löffels 21 erzeugten Gegenkraft Fl derart ist, daC die Gegenkraft Fl von oben auf die Fläche des gezahnten Abschnitts 21a wirkt; die Kraft Q ist danr negativ, wenn der Arbeitswinkel θ der am gezahnter Abschnitt 21 α des Löffels 21 erzeugten Gegenkrafl Fl derart ist, daß die Gegenkraft von unten auf die Fläche des gezahnten Abschnitts 21 α wirkt. Wenn der Arbeitswinkel (-) der Gegenkraft Fl positiv ist, u?!terliegen die Hydraulikzylinder 10, 10 zur Betätigung des Auslegers 9 einer Kraft, die dazu tendien, die Kolbenstangen 12, 12 in ihre jeweiligen Zylinder 10, 10 einzuschieben. So wird in den Flüssigkeitskammern auf den Kolbenstangenausfahrseiten dei Zylinder 10, 10 ein Druck erzeugt und durch die Leitung 33 zu dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 übertragen, wo in der Flüssigkeitskammer auf de Kolbenstangenausfahrseite desselben ein Druck erzeugt wird, und dadurch wird die Kolbenstange 31 aus dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 herausgeschoben. Wenn der Arbeitswinkel θ der Gegenkraft Fl negativ ist, wird ein zu dem vorher beschriebenen Arbeitsschritt umgekehrter Arbeitsschritt durchgeführt.

Wenn ein Erdaushubvorgang stattfindet, ist in den meisten Fällen der Arbeitswinkel θ der Gegenkraft Fl positiv, und der Löffelbagger nach Fig. 2 und4 übt eine um -^₇ Q größere Aushubkraft aus als der

Löffelbagger nach Fig. 1 und 3. Wenn der Arbeitswinkel (-) jedoch negativ ist, wird die ausgeübte Aushubkraft um ebensoviel verringert. Dies bietet den Vorteil, daß das Baggerfahrzeug am Abrutschen gehindert wird, da es zu diesem Zeitpunkt einer nach oben orientierten Kraft ausgesetzt ist und da seine Greifkraft in bezug auf den Boden dadurch verringert ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Löffelbagger mit einem schwenkbaren Oberwagen, an dem vorn der in vertikaler Ebene schwenkbare Ausleger gelagert ist, mit wenigstens einem am Oberwagen abgestützten und mit der Kolbenstange am Ausleger angreifenden Hydraulikzylinder zum Schwenken des Auslegers, mit einem über einen Zapfen arn Vorderende des Auslegers schwenkbar gehaltenen Löffelstiel, mit einem Hydraulikzylinder zum Betätigen des Löffelstiels, mit einem am Vorderende des Löffelstiels schwenkbar gelagerten Löffel und mit einem zum Betätigen des Löffels dienenden Hydraulikzylinder, der an einem Paar von miteinander verbundenen Lenkern angreift, von denen einer mit einem vorderen Endabschnitt des Löffelstiels und der andere Lenker mit dem Löffel verbunden ist gekennzeichnet durch einen hydraulischen Horizontierzylinder (29), der einerseits ,τη der Unterseite des Auslegers (9) abgestützt und mit seiner Kolbenstange am anderen Ende um Löffelstiel (15) etwa miitig angeschlossen ist. wobei der hydraulische Horizontierzylinder (29) mit seiner kolbenseitifen Flüssigkeitskammer über eine Leitung (33) mit der kolbenseitigen Flüssigkeitskammer des Hydraulikzylinders (10) zum Betiitigen des Auslegers (9) und mit seiner kolbenstangcnseitigen Flüssigkeitskammer über eine weiierc Leitung (34) mit der kolbenstangenseitigen Flüssickeitsk^mmer des Hydraulikzylinders (10) zum Betätigen des Auslegers (9) in Verbindung steht.

2. Löffelbagger nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Horizontierzylinder (29) und zwei vorgesehene Hydraulikzylinder (10. 10) zum Betätigen des Auslegers (9) untereinander gleich sind in bezug auf den Durchmesser ihrer Kolben und Kolbenstangen oder in bezug auf das Verhältnis der Drucküber- ;o tragungsflächen. so daß etwa gleich große Flüssigkeitsmengen austauschbar sind.

3. Löffelbagger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Betätigen des Löffels (21) dienende Hydraulikzylinder (23) an tier Verbindungsstelle der beiden Lenker (27, 28) angreift.

4. Löffelbagger nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (23) z.um Betätigen des Löffels (21) (durch einen Zapfen (24) schwenkbar am Ausleger (9) abgestützt ist und daß dieser Zapfen (24), tier Zapfen zur schwenkbaren Halterung des Löffelstieis (15) am Vorderende des Auslegers (9), die als Zapfen (26) ausgebildete Verbindung«- Helle zwischen den beiden Lenkern (27, 28) und die als Zapfen (20) ausgebildete Anschlußstelle ties einen Lenkers (27) am Löffelstiel (15) ein etwa parallelogrammartiges Gelenkviereck bilden. 6c