DE2342399C3

DE2342399C3 - Löffelbagger

Info

Publication number: DE2342399C3
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: 1975-10-30
Also published as: DE2342399A1; JPS4939905A; DE2342399B2; US3927781A; JPS5233883B2

Description

)ie Erfindung bezieht sich auf einen Löffelbagger im Oberbegriff des Anspruchs 1 festgelegten Gat-Bei einem gattungsgleichen Löffelbagger (DT-OS 14 84 758) ist der Hydraulikzylinder für die Betätigung des Löffels mit einer Ecke einer dreiseitigen Platte gelenkig verbunden, die ihrerseits mit ihren anderen Ecken einmal am Ausleger und zum anderen am Löffelstiel angelenkt ist. Wird beim Planieren der Hydraulikzylinder des Löffelantriebs stillgesetzt, so bewirkt die Schwenkbewegung des Löffelstiels zwangsläufig eine Lageänderung der Platte und damit eine Bewegung des Löffels, so daß die einmal eingestellte Lage des Löffels während der Vorschubbewegung weitgehend erhalten bleibt. Es reicht aus, bei diesem Löffelbagger beim Vorschub des Löffels einen 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 vom 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, einsn derartigen Löffelbagger so zu verbessern, daß ohne Abstützung des Löffels auf dem Boden nur durch Betätigen des Löffelstielantriebr~linders der Löffel mit vergrößerter Vorschubkraft in horizontaler Richtung bewegt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 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 Ausführungsbeispiel eines Löffelbaggers nach der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines bereits bekannten Löffelbaggers,

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Löffelbaggers,

Fig. 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. 1 dargestellten Löffelbagger und

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

Fig.2 zeigt einen Löffelbagger8 mit einem beweglichen Unterwagen 8 a mit einer Laufkette, einem auf dem beweglichen Unterwagen 8 a montierten drehbaren Mittelstück 8 b und einem auf dem drehbaren Mittelstück 8 b montierten schwenkbaren Oberwagen 8 c. 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, die den Ausleger 9 betätigen. Je-

3 4

der Hydraulikzylinder 10, 10 ist an einer der beiden keitskamrner auf der Kolbenstam-eneinfahrseite des

Seiten des Auslegers 9 angeordnet und an seinem hydraulischen Horizonüerzylinders 29 zwangsläufig·

Unterende durch einen Zapfen 11 mit dem Oberwa- aus der Flüssigkeitskammer strömt und durch die

gen 8 c verbunden. Kolbenstangen 12, 12, die je in Leitung 34 in die Flüssigkeitskammern auf der Ko!-

einem der beiden Hydraulikzylinder 10, 10 aufge- 5 benstangeneinfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10

Kommen sind, sind mit dem Ausleger 9 durch Zapfen fließt. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Druck-

13 verbunden. flüssigkeit in den Flüssigkeitskammern auf der KoI-

Ein Löffelstiel 15 ist durch einen Zapfen 14 mit benstangenausfahrseiie der Hydraulikzylinder 10, 10

einem Vörderende des Auslegers 9 schwenkbar ver- durch die Leitung 33 in die Flüssigkeitskammer auf

bunden und ist wieder Ausleger 9 in einer vertikalen _i0 der Kolbenstangenausfahrseite des hydraulischen

Ebene bewegbar durch einen für die Betätigung des Horizontierzylinders 29 zurückkehrt. Dadvch wird

Löffelstiels 15 vorgesehenen Hydraulikzylinder 16. bewirkt, daß sich der Ausleger 9 in die liegende Posi-

Der Hydraulikzylinder 16 ist an seinem Unterende tion bewegt.

durch einen Zapfen 17 mit einem Haltearm 18 ver- Wenn der Löffelstiel 15 in eine dem Pfeil A entgebunden, der von der Unterseite eines vorderen End- 15 gengesetzte Richtung geschwenkt wird, kann der abschnitts des Auslegers 9 nach unten ragt. Der Hy- Ausleger 9 in die aufrechte Position bewegt werden. draulikzylinder 16 nimmt eine Kolbenstange 19 auf, Die Hydraulikzylinder 10, 10 und 29 sind derart die an ihrem Vorderende mit einem vorderen Endab- konstruiert, daß sie einander gleich sind in bezug auf schnitt des Löffelstiels 15 durch einen Zapfen 20 die Durchmesser ihrer Kolben und Kolbenstangen verbunden ist. .. 20 oder in bezug auf das Verhältnis des Druckaufnah-

Ein Löffel 21 ist über einen Zapfen 22 mit dem mebereichs, so daß das Auftreten eines Vakuums Vorderende des Löffelstiels 15 verbunden und be- verhindert wird, das infolge zu großer oder zu gerinwegt sich durch den zur Betätigung des Löffels 21 ger Flüssigkeitszuführung auftreten könnte, wenn der vorgesehenen Hydraulikzylinder 23 mit einer Ge- vorgenannte Arbeitsschritt durchgeführt wird,
lenkbewegung. Der Hydraulikzylinder 23, der an sei- 25 Die Position, in der der Unterteil des Hydraulikzynem Unterende durch einen Zapfen 24 mit dem vor- linders 23 durch den Zapfen 24 mit dem Ausleger 9 deren Endabschnitt des Auslegers 9 verbunden ist, verbunden ist, ist so gewählt, daß in der Ebene von nimmt eine Kolbenstange 25 auf, die an ihrem Vor- Fig. 2 durch die Zapfen 14, 20, 26 und 24 ein Vierderende über einen Zapfen 26 mit je einem Ende von eck gebildet wird, so daß ein als Zahn ausgebildeter starren Lenkern 27 und 28 verbunden ist. Das an- 30 Abschnitt 21 α des Löffels 21 in bezug auf die Horidere Ende des starren Lenkers 27 ist mit dem Vorder- zontale unter einem vorgegebenen Winkel gehalten ende der in dem Hydraulikzylinder 16 aufgenomme- werden kann, wenn der Löffelstiel 15 geschwenkt nen Kolbenstange 19 und das andere Ende des star- und der Ausleger 9 zwischen der liegenden und der ren Lenkers 28 mit dem Löffel verbunden. aufrechten Position bewegt wird. Die HydrauUkzylin-

Ein dem Hydraulikzylinder 16 zum Betätigen des 35 der 10, 16 und 23 können voneinander unabhängig Löffelstiels 15 wirksam zugeordneter hydraulischer betätigt werden durch die Betätigung von Steuerhe-Horizontierzylinder 29 ist zwischen dem Ausleger 9 bein, die im Führerhaus 8 d vorgesehen sind,
und dem Löffelstiel 15 verbunden und ist dem Aus- Beim Betrieb des Baggers wird Druckflüssigkeit leger 9 und dem Löffelstiel 15 näherliegend angeord- einer Flüssigkeitskammer auf der Kolbenslangenausnet als der Hydraulikzylinder 16, so daß sich der hy- 40 fahrseite des Hydraulikzylinders 16 zur Betätigung draulische Horizontierzylinder 29 in den Löffelstiel des Löffelstiels 15 zugeführt, wenn der Löffel 21 in 15 bewegen kann. Der hydraulische Horizontierzy- einer Position V liegt, in der er, wie F i g. 2 zeigt, linder 29 ist an seinem Unterende durch einen Zap- nahe dem Baggerfahrzeug liegt. Dadurch wird die fen 30 mit dem von der Unterseite des vorderen Kolbenstange 19 aus dem Zylinder 16 geschoben, Endabschnitts des Auslegers 9 nach unten ragenden 45 wodurch der Löffelstiel 15 in die Richtung des Haltearm 18 verbunden und nimmt eine Kolben- Pfeils A um den Zapfen 14 am Vorderende des Ausstange 31 auf, die durch einen Zapfen 32 mit der Un- Iegers9 geschwenkt wird. Infolgedessen wird die terseite eines im wesentlichen mittleren Abschnitts Kolbenstange 31 zwangsläufig aus dem hydraulides Löffelstiels 15 verbunden ist. sehen Horizontierzylinder 29 geschoben, und die

Der hydraulische Horizontierzylinder 29 weist an 50 Druckflüssigkeit in der Flüssigkeiiskammer auf der der Ausfahrseite der Kolbenstange 31 eine Flüssig- Kolbenstangeneinfahrseite des hydraulischen Horikeitskammer auf, die durch eine Leitung 33 in Ver- zontierzylinders 29 strömt in die Flüssigkeitskammer bindung mit Flüssigkeitskammern auf der Kolben- auf der Kolbenstangeneinfahrseite jedes Hydraulikstangenausfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10 ge- Zylinders 10 durch die Leitung 34 zur Betätigung des halten wird, und eine weitere Flüs^igkeitskammer an 55 Auslegers 9. Infolgedessen schieben sich die Kolbender Kolbenstangeneinfahrseite, die durch eine wei- stangen 12 in die jeweiligen Hydraulikzylinder 10, so tere Leitung 34 mit Flüssigkeitskammern auf der daß sich der Ausleger 9 in die liegende Position be-Kolbenstangeneinfahrseite der Hydraulikzylinder 10, wegt. Auf diese Weise wird der Löffel 21 nach vorn 10 gehalten wird. horizontal von dem Baggerfahrzeug weggeschoben in

Die Verbindung zwischen dem hydraulischen Ho- «o eine Position VI (vgl. F i g. 3), während der Grab-

rizontierzylinder 29 und den Hydraulikzylindern 10, zahn durch das von den Zapfen 14, 20, 26 und 24

10 dienen dem Zweck, den Baggerlöffel 21 horizon- gebildete Viereck in der horizontalen Lage gehalten

tal nach außen zu schieben. Wenn der Löffelstiel 15 wird. Wenn der Löffel 21 aus dieser Lage in eine Po-

in Richtung des Pfeils A in Fig. 2 durch den Hy- sition VII bewegt wird, in der das Vorderende des

draulikzylinder 16 geschwenkt wird, wird die KoI- 65 Löffels 21 höher liegt als sein Hinterende, so kann

benstange 31 zwangsläufig aus dem hydraulischen durch den Löffel 21 Erde ausgehoben und in dem

Horizontierzylinder 29 herausgeschoben. Dies hat Löffel gehalten werden,

zur Folee. daß die Druckflüssigkeit in der Flüssig- 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 Fi g. 3, wirkt Druckflüssigkeit auf die Flüssigkeitskammern auf der Kolbenstangenausfahrseite der Hydraulikzylinder 10, 10. Die auf die Flüssigkeitskammern auf der Kolbenstangenausfahrseite 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 F i g. 1 und 4 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 Erdaushubvorganges, eine Gegenkraft zu der Kraft erzeugt, mit der Erde ausgehoben wird. Wenn eine Gegenkraft F1 auf die Kraft, mit der der Erdaushubvorgang durchgeführt wird, am Zahn des Löffels 3 des Baggers gemäß F i g. 4 erzeugt wird, gleichen sich die Gegenkraft F1 und eine von einem Hydraulikzylinder 6 zum Betätigen des Arms erzeugte Kraft P wie folgt aus:

gleichen die Gegenkraft Fl und eine Kraft Q, die von dem im Betrieb befindlichen hydraulischen Horizoniierzylinder 29 ausgeübt wird, sich wie folgt aus:

P-/ = FIm

0)

45

Pl' + Qn' = F2-m'

(3)

/' = Abstand zwischen dem Zapfen 14 am vorderen Endabschnitt des Auslegers 9, an dem der Löffelstiel 15 an seinem Unterteil schwenkbar gelagert ist, und dem Hydraulikzylinder 16,

ri — dem Abstand zwischen dem Zapfen 14 und dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 und

m' = Abstand zwischen dem Zapfen 14 und dem Punkt, an dem die Gegenkraft F 2 erzeugt wird.

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

F2 =

P +

(4)

/ = 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 = Abstand 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 F1 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.

Die Gegenkraft F 2 beim Löffelbagger nach F i g. 2 und 4 ist daher um -", Q größer als die Gegenkraft

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

Die von dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 ausgeübte Kraft Q kann entweder positiv oder negativ sein. Die Kraft Q ist dann positiv, wenn der Arbeitswinkel θ der am gezahnten Abschnitt 21 a des Löffels 21 erzeugten Gegenkraft F 2 derart ist, daß die Gegenkraft F 2 von oben auf die Fläche des gezahnten Abschnitts 21 α wirkt; die Kraft Q ist dann negativ, wenn der Arbeitswinkel θ der am gezahnten Abschnitt 21 α des Löffels 21 erzeugten Gegenkraft F 2 derart ist, daß die Gegenkraft von unten auf die Fläche des gezahnten Abschnitts 21 α wirkt. Wenn der Arbeitswinkel θ der Gegenkraft F 2 positiv ist, unterliegen die Hydraulikzylinder 10, 10 zur Betätigung des Auslegers 9 einer Kraft, die dazu tendiert, die Kolbenstangen 12, 12 in ihre jeweiligen Zylinder 10, 10 einzuschieben. So wird in den Flüssigkeitskammern auf den Kolbenstangenausfahrseiten der Zylinder 10, 10 ein Druck erzeugt und durch die Leitung 33 zu dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 übertragen, wo in der Flüssigkeitskammer auf der Kolbenstangenausfahrseite desselben ein Druck erzeugt wird, und dadurch wird die Kolbenstange 31 aus dem hydraulischen Horizontierzylinder 29 herausgeschoben. Wenn der Arbeitswinkel θ der Gegenkraft F 2 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 F 2 positiv, und der Löffelbagger nach F i g. 2 und 4

übt eine um —Q größere Aushubkraft aus als der

Löffelbagger nach Fig. 1 und 3. Wenn der Arbeitswinkel θ 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

Patentansprüche:

1. Löffelbagger mit einem schwenkbaren Oberwagen, an dem vom der in vertikaler Ebene schwenkbare Ausleger gelage.t ist, mit wenigstens einem am Oberwagen abgestützten und m:t der Kolbenstange am Ausleger angreifenden Hydraulikzylinder zum Schwenken des Auslegers, mit einem über einen Zapfen am Vorderende des Auslegers schwenkbar gehaltenen Löffelstiel, mit einem Hydraulikzylinder zum Betätigen des Löffelstieb, 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 ao einerseits an der Unterseite des Auslegers (9) abgestützt und mit seiner Kolbenstange am anderen Ende am Löffelstiel (15) etwa mittig angeschlossen ist, wobei der hydraulische Horizontierzylinder (29) mit seiner kolbenseitigen Flüssigkeitskammer über eine Leitung (33) mit der kolbenseitigen Flüssigkeitskammer des Hydraulikzylinders (10) zum Betätigen des Auslegers (9) und mit seiner kolbenstangenseitigen Flüssigkeitskammer über eine weitere Leitung (34) mit der kolbenstangenseitigen Flüssigkeitskammer des Hydraulikzylinders (10) zum Betätigen des Auslegers (9) in Verbindung steht.

2. Löffelbagger nach Anspruch 1, 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 Druckübertragungsflächen, 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 der Verbindungsstelle der beiden Lenker (27, 28) angreift.

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