DE2342942C2

DE2342942C2 - Hydraulisch betätigter Löffelbagger

Info

Publication number: DE2342942C2
Application number: DE2342942A
Authority: DE
Inventors: Stephen H. Aurora Ill. Gill; Harvey A. Joliet Ill. Knell; Joseph M. Aurora Ill. Tucker III
Original assignee: Caterpillar Tractor Co 61629 Peoria Ill; Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-08-24
Filing date: 1973-08-23
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPS4952404A; DE2342942A1; US3862697A; CA1011687A; JPS5991236A; BE803529A; JPS60102432A; BR7306368D0

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch betätigten Löffelbagger gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Hochlöffelbagger dieser Art ist aus der US-PS 51 490 bekannt. Bei diesem bekannten Hochlöffelbagger ist der Löffel am Aufbau über vier gelenkig miteinander verbundene Hebelglieder, die das gesante Auslegergestänge bilden abgestützt, die gegeneinander und gegenüber dem Aufbau durch vier Hydraulikzylinder bewegbar sind. Dabei ist vorgesehen, daß eine bestimmte Stellung des Löffels und der Löffelstiel- bzw. zweier Auslegerclemente dadurch während der Bewegung der anderen Teile des Baggers fixiert werden kann, daß Ventile im Druckölzufluß und -abfluß eines entsprechenden Hydraulikzylinders gesperrt werden, so daß der Hydraulikzylinder seine jeweilige Stellung während der Dauer der Sperrung beibehält.

Aus der US-PS 32 39 083 ist ein Löffelbagger bekannt, bei dem der Löffel mittels eines Löffelstiels an einem Ausleger angeordnet ist. Mittels einer zusätzlichen Lenkeranordnung, die durch einen in der jeweiligen Stellung verriegelbaren Hydraulikzylinder verstellbar ist, kann der Baggerlöffel am Ende des Löffelstiels unabhängig von der Schwenkung und Stellung der übrigen Teile, Löffelstiel und Ausleger, in einer gewählten Stellung gehalten werden.

In beiden Fällen sind besondere Einrichtungen in der Hydrauliksteuerung erforderlich. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Kraftübertragung auf den Baggerlöffel durch das Hebelsystem eine sorgfältige und genaue Steuerung des I lebelsystems bzw. der das Hebelsystem betätigenden Hydraulikzylinder erfordert. Der Baggerführer muß mit entsprechender Aufmerksamkeit und Geschicklichkeit die Ventilsteuerungen bedienen. Diese besondere Aufmerksamkeil: führt zu schneller Ermüdung und Nachlassen der Leistungsfähigkeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Löffelbagger der bezeichneten Art zu schaffen, bei dem der Löffel auf einfache Weise auch bei Schwenkbewegungen des Auslegers in seiner eingestellten Winkelstellung gegenüber der Horizontalen gehalten werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Nach der Erfindung wird ein zusätzlicher Steuer-Hydraulikzylinder benutzt, der als Ausgleichszylinder wirkt, dessen Stellung von der Bewegung des Auslegers gesteuert wird. Wenn mit dem parallel zum Löffelstiel liegenden Hydraulikzylinder die Stellung des Löffels oder der Schaufel eingestellt ist, bleibt diese Stellung ohne zusätzliche Steuerungsmittel erhalten. Hiermit ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik eine wesentliche Vereinfachung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 vereinfacht eine Seitenansicht eines Hochlöffelbaggers, bei dem Ausleger und Löffelstiel zurückgezogen ist,

F i g. 2 eine Seitenansicht von F i g. 1 mit gestreckter Anordnung von Auslegerund Löffelstiel,

F i g. 3 eine Ansicht im allgemeinen entlang der Linie [II...IHderFig.2und

F i g. 4 ein Schema einer hydraulischen Steuerung des Baggers nach F i g. 1 —3.
Ein Hochlöffelbagger 12 ist mit einer aus Ausleger 20 und Löffelstiel 26 bestehenden Auslegergestänge 10 zum Führen und Betätigen eines Baggerlöffels 36 versehen. Der Bagger 12 weist einen Aufbau 14 für den Baggerführer auf. Der Aufbau ist drehbar ai:f einem Kettenfahrgestell 16 mittels Lagerelementen 18 aufgesetzt.

Der Ausleger 20 ist mit seinem einen Ende am Aufbau 14 um einen Drehpunkt 22 drehbar angelenkt, wobei zwischen dem Aufbau 14 und dem Ausleger 20 ein Paar Hydraulikzylinder 24 derart angeschlossen sind, daß damit die Hebeldrehung des Auslegers 20 um den Drehpunkt 22 gesteuert wird. F i g. 3 zeigt, wie die Hydraulikzylinder 24 im einzelnen einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Auslegers 20 angebracht sind.

Die Hebelanordnung für den Löffel 36 umfaßt außerdem den Löffelstiel 26, der mit seinem einen Ende an einem Löffelstiel-Anlenkpunkt 28 am äußeren Ende des Auslegers 20 angelenkt ist und mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 30, der an Drehpunkten 32 und 34 am Ausleger 20 bzw. am Löffelstiel 26 angebracht ist, um den Drehpunkt 28 bewegt werden kann. Dieser Hydraulikzylinder 30 ist unterhalb des Auslegers 20 angelenkt, aber wie Fig. 3 zeigt, aus der Mitte nach einer Seite verschoben.

Am äußeren Ende des Löffelstiels 26 ist in einem Drehpunkt 38 der Löffel 36 drehbar angebracht. Die Drehbewegung des Löffels 36 um den Drehpunkt 38 wird von einem Paar einzeln auf jeder Seite des Stiels 26 befindlichen, an einem Drehpunkt 42 des Auslegers 20

f>5 angelenkten Hydraulikzylindern 40 gesteuert. Der Drehpunkt 42 hat vom äußeren Ende des Auslegers 20 einen solchen Abstand, daß er zwischen den Drehpunkten 22 und 28 liegt. Die Kolbenstangen der Löffel-Hy-

draulikzylinder 40 stehen an einem Drehpunkt 44 in Wirkverbindung mit Hebelgliedern 48, 50 eines Löffelgelenkglieds 46. Die Hebelglieder 48, 50 sind bei 52 am Löffel 36 bzw. bei 54 am Stiel 26 angelenkt.

Die Hydraulikzylinder 40 und der Stiel 26 bilden gegenüberliegende Seiten einer im wesentlichen parallelogrammartigen Anordnung. Das Löffelgelenkglied 46 und das zwischen den Drehpunkten 28 und 42 gelegene Stück des Auslegers 20, bilden die dritte bzw. vierte Seite des Parallelogramms. Diese Hebelanordnung ist jedoch nicht immer ein genaues Parallelogramm, da die durch die Hydraulikzylinder 40 gebildete Seite sich in der Länge ändern kann. Das Hebelglied 50 darf ebenfalls länger sein als die Entfernung zwischen den Drehpunkten 28 und 42, um einen angemessenen Hebelarm für den Löffel zu bilden.

Ein Steuer-Hydraulikzylinder 56, nachfolgend als Steuerzylinder 56 bezeichnet, ist einerseits an einem Drehpunkt 58 am Aufbau 14 und andererseits an einem Drehpunkt 60 am Ausleger 20 angelenkt. Der Steuerzylinder 56 ist, s. F i g. 3, unterhalb des Auslegers 20 neben dem Löffelstiel-Zylinder 30 angebracht.

Der Steuerzylinder 56 hat hier eine pumpenartige Funktion; die in ihm vorhandene Flüssijkeitsmenge wird von beiden Seiten des Kolbens nach den entsprechenden Seiten der Kolben der Hydraulikzylinder 40 gedrückt. Dies geschieht durch die Wirkung der Bewegung des Auslegers 20, der die Kraft für die Betätigung des Steuer-Hydraulikzylinders 56 aufbringt.

Wie in dem Hydraulik-Schema der F i g. *■ dargestellt, sind das Kopf-Ende des Steuerzylinders 56 mit den Kopf-Enden der den Löffel steuernden Zylinder 40 und das Kolbenstangen-Ende des Steuerzylinders 56 mit den Kolben-Stangen-Enden der Zylinder 40 durch Hydraulik-Leitungen verbunden. Die Zylinder 40 werden über ein Steuerventil 62 bedient, welches gestattet, die Druckflüssigkeit von einer Pumpe 64 über Leitungen 66 und 68 wahlweise nach der einen oder anderen Kolbenseite der Zylinder 40 und von dort zu einem Sammelbehälter 70 zu fördern. Der Steuerzylinder 56 und die Hydraulikzylinder 40 müssen derart zueinander passend ausgewählt werden, daß sie das richtige Volumen für die gewünschte relative Bewegung haben.

Zu Beginn des Grabvorganges befinden sich der Löffel 36 und das sie betätigende Auslegergestänge 10 in der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung. Der Löffelstiel-Hydraulikzylinder 30 wird dann ausgestreckt, dreht den Stiel 26 um den Drehpunkt 28 und bewegt den Lö^rfel 36 nach vorwärts in die mit gestrichelten Linien gezeichnete Stellung der Fig. 1. Die Löffel-Hydraulik-Zylinder 40 bewegen sich in dieser Phase als im wesentlichen in der Länge unveränderliche Hebel-Glieder und veranlassen den Löffel, sich im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 38 zu drehen, so daß der Löffel im wesentlichen auf dem gleichen Niveau bleibt.

Um beim Einschneiden in den Boden auf diesem

ίο gleichen Nivau zu bleiben, werden die Ausleger-Hydraulik-Zylinder 24, durch den Baggerführer gesteuert, zu Beginn des Einschneide-Vorgangs ein wenig ausgestreckt und dann zusammengezogen, um den Ausleger 20 während des Endabschnitts des Einschneide-Vorgangs zu senken. Da der Steuerzylinder 56 ebenfalls zusammengeschoben wird, wenn der Ausleger 20 gesenkt wird, fließt die Druckflüssigkeit vom Kopf-Ende des Steuerzylinders 56 zu den Kopf-Enden der Hydraulikzylinder 40 und veranlaßt diese, sich etwas auszustrecken. In F i g. 4 ist das Steuer-Ventil 62 in der Schließ-Sieüung gezeichnet. Die Geometrie der aus den Löffel-Zylindern 40, dem Stiel 26, dem Löffelgelenkgüed 46 und dem Ausleger-Teilstück zwischen den Drehpunkten 28 und 42 gebildeten parallelogrammartigen Hebelanordnung gleicht die Streckung der Zylinder 40 deren aus, daß der Löffel 36 seine Stellung bezüglich des Niveaus beibehält.

Am Ende des Füllvorgangs werden dann die Zylinder 40 derart gestreckt, daß sich der Löffel 36 im Gegenzeigersinn um den Drehpunkt 38 in die in Fi g. 2 mit ausgezogenen Linien gezeichnete Tragestellung dreht. Dann werden die Ausleger-Zylinder 24 gestreckt und drehen den Ausleger 20 um den Drehpunkt 22, wodurch der Löffel 36 in die in F i g. 2 gestrichelt gezeichnete Hoch-Stellung gehoben wird. Das Anheben des Auslegers 20 veranlaßt aber die Streckung des Steuerzylinders 56 und sorgt dafür, daß die Druckflüssigkeit vom Kolbenstangen-Ende des Zylinders 56 zu den Kolbenstangen-Enden der Zylinder 40 c^es Löffels 36 fließt. Das veranlaßt wiederum diese Löffel-Zylinder 40, sich zusammenzuziehen und infolgedessen den Löffel 36, sich um den Drehpunkt 38 zu drehen mit der Folge, daß der Löffel 36 seine Stellung in bezug auf das Grundniveau beibehält, wenn er angehoben wird.

Der Löffel 36 wird abgekippt, indem die Zylinder 40 zusammengezogen werden. Danach werden Löffel und Ausleger in die Ausgangsstellung zurückgebracht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Hydraulisch betätigter Löffelbagger mit einem Fahrgestell, einem darauf drehbaren Aufbau, mit auf dem Aufbau schwenkbarem Ausleger, an dessen äußerem Ende der Löffelstiel schwenkfähig angeordnet ist, dessen freies Ende den Löffel schwenkfähig trägt, mit einem den Ausleger schwenkenden Hydraulikzylinder, der einerseits am Aufbau und andererseits am Ausleger angelenkt ist, mit einem den Löffelstiel betätigenden Hydraulikzylinder, der am Ausleger und am Löffelstiel angreift, mit einem den Löffel schwenkenden, mit dem Ausleger schwenkfähig verbundenen und am Löffel angreifenden Hydraulikzylinder und mit einer Steuereinrichtung zum Halten des Löffels in einer gegenüber der Horizontalen eingestellten Winkelstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyiinderräume eines am Aufbau (14) und am Ausleger (20) angelenkten zusätzlichen Steuer-Hydraulikzylinders (56) parallel mit den gleichen Zyiinderräumen des Löifei-Hydrauükzyiinders (40) verbunden sind und daß infolge Schwenkbewegungen des Auslegers (20) das dem Steuer-Hydraulikzylinder (56) entweichende Druckmittel zu dem mittels eines Steuerventils (62) von der Druckmittelpumpe (64) abgeschalteten Löffel Hydraulikzylinder (40) fließt.

2. Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löffel-Hydraulikzylinder (40) am Ausleger (20) mit Abstand zum Löffelstiel-Anlenkpunkt (28) angeschlossen ist und im wesentlichen parallel zum Löffelstiel (26) "erläuft.