DE2758929A1

DE2758929A1 - Hubarmanordnung

Info

Publication number: DE2758929A1
Application number: DE19772758929
Authority: DE
Inventors: Frank August Grooss; Gerald Paul Simmons
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1979-06-21
Also published as: US4162872A; ZA784664B; JPS6225821B2; CA1081170A; JPS5488603A

Description

77-S-3016-859362

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, 111., U.S.A.

Hubarmanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Vorderladerfahrzeuge, und zwar insbesondere auf eine Hubanordnung, die auch bei Vorderladern mit niedriger Bauhöhe verwendet werden kann, d. h. bei Vorderladern, die auch beispielsweise im Bergbau und anderen nur eine geringe Höhe zulassenden Anwendungsfällen benutzt werden.

Vorderlader sind bereits allgemein bekannt und werden mit verschiedenen Kombinationen von Hubarmen, Kipparmen sowie Zylindern zur Betätigung derselben ausgestattet, um so einen Kübel nach seiner Beladung anzuheben, zu entleeren und den Kübel dann wieder in eine erneute Ladeposition zurückzubringen. Die meisten Vorderlader besitzen jedoch keinen kompakten Aufbau oder eine niedrige Fahrzeughöhe, wobei die Hub- und Kipparme so massiv wie notwendig ausgebildet wurden und die Schwenkpunkte wurden dort angeordnet, wo es für die Erreichung der gewünschten Bewegungen zweck mäßig war.

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Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Die Erfindung sieht einen Vorderlader oder Frontlader vor, der ein Paar von geformten Hubarmen aufweist, die schwenkbar mit einem Turm am Lader verbunden sind, und die ferner starr miteinander in Verbindung stehen, und zwar durch eine unregelmäßig geformte rohrförmige Querstrebe, die mit Endplatten mit den entsprechenden Hubarmen verbunden ist. Zusammenpassende Platten sind mit entgegengesetzten Seiten der Hubarme verbunden, und zwar in Ausrichtung mit den Endplatten auf der Querstrebe, um so ein Paar von Lagerhalterungen für das eine Ende der Hubzylinder vorzusehen. Die Querstrebe ist innen mit Verstärkungen in Ausrichtung mit Bügeln an der Außenseite derselben ausgestattet, wobei diese Bügel gemeinsam mit den Endplatten die Kipparme tragen. Die Kipparme sind mit Kippzylindern verbunden, welche von den Türmen getragen werden. Die Kipparme und die Hubarme sind mit dem Kübel derart verbunden, daß dieser die entsprechenden Kipp- und Hubfunktionen ausführen kann.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Querstrebe innenliegende Stege und Versteifungselemente aufweist, welche der Torsion und Biegung der Querstrebe widerstehen. Die Endplatten an der Querstrebe verstärken zusammen mit den Außenplatten der Hubarme die schmälsten Punkte der Arme und dienen als Verbindung für die Hubzylinder.

Die erfindungsgemäße verbesserte Anordnung sieht eine starre Hubarmanordnung vor, welche es ermöglicht, den Kübel in allen gewünschten Bewegungsarten zu betätigen, wobei aber eine niedrige Bauhöhe und die strukturelle Integrität des Fahrzeugs erreicht wird.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung, ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen anhand der Zeichnung;

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in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Vorderladefahrzeug mit geringer

Bauhöhe; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Vorderendteil des Fahrzeugs der Fig. I₁ wobei einige Merkmale der Erfindung

dargestellt sind; Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht des erfindungsgemäßen

Hubarms; Fig. 4 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Hubarmgebilde

mit der erfindungsgemäfien Querstrebe (Querträger); Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4; Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 4; Fig. 7 eine Seitenansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 4; Flg. 8 eine perspektivische Ansicht der Kippgelenkanordnung

verbunden mit dem Turm des Vorderladerfahrzeuge; Fig. 9 eine schematische Ansicht des Hubarms und Kübels in der unteren und einer angehobenen Position.

Bs sei nunmehr das bevorzugte AusfUbrungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In Fig. 1 ist ein Fahrzeug IO der Vorderladerbauart dargestellt, und zwar mit einer niedrigen Bauhöhe, wobei dieses Fahrzeug einen auf einem Paar von Rädern 14 angeordneten Rückteil 12 aufweist, der eine Hauptantriebsmaschine 16 und eine Fahrerkabine 18 besitzt. Das Fahrzeug besitzt einen auf Rädern 19 angeordneten Vorderteil 20, der gelenkig bezüglich des Rückteils 12 angeordnet ist. Der Vorderteil 20 besitzt einen Rahmen 21 (,Fig. 9), auf dem ein Turmgebilde 22 befestigt ist, um die mit einem Kübel 26 verbundene Hub- und Kippanordnung 24 für das Anheben und Kippen des Kübels zu tragen.

Wie in den Figuren 2 und 8 gezeigt, weist die Hub- und Kippanordnung 24 Hubarme 28 und 30 auf, die mit einem Endteil schwenkbar am oberen Teil 32 des Turmgebildes 22 angeordnet sind, und die am anderen Endteil schwenkbar mit den unteren Rückteilen des Kübels 26 verbunden sind. Die Anordnung 24

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weist ebenfalls die Kipparme 36 und 38 auf, die schwenkbar mit dem Mittelteil der Hubarme 28 und 30 verbunden sind, und mit einem Endteil über Verbindungselemente 40 bzw. 42 mit den oberen Rückteilen des Kübels 26 in Verbindung stehen. Die Hubzylinder 48 und 50 erstrecken sich zwischen den unteren Teilen der Türme 22 und den Mittelteilen der Hubarme 28 und 30, um die Hub- und Kippanordnung 24 und den Kübel 26 anzuheben und abzusenken. Kippzylinder 52 und 54 erstrecken sich zwischen Armen an den oberen Teilen der Türme 22 und zwischen den oberen Teilen der Kipparme 36 und 38, um den Kübel 26 um die Halterung des Kübels an den Hubarmen 28 und 30 zu kippen.

Um einen angemessenen Zwischenraum vorzusehen, und um den Kübel 26 so dicht als möglich an den Vorderrädern 19 und dem Turtflgebilde 22 anzuordnen, und um das Kippen des Kübels im wesentlichen um die Verbindungsachse zwischen Hubarmen 28, 30 und Kübel zu ermöglichen, wurden die Hubarme 28 und 30 verkürzt und in ihrer Form geändert, und die Lagen der Verbindungen zwischen den Hubarmen und den Kipparmen wurden geändert. Die Masse der Hubarme 28, 30 wurde reduziert, und es wurde ein Teil 60 am Mittelteil jedes Arms herausgeschnitten, wobei um diesen Mittelteil herum die Endplatten 74, eines unregelmäßig geformten rohrförmigen Querträgers oder Querstegs 62 verbunden wurden, der sich zwischen den Hubarmen 28 und 30 erstreckt.

Die Querstrebe (Querträger) 62 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, im Querschnitt unregelmäßig geformt und besitzt einen Verstärkungssteg 64, der sich in Längsrichtung von einem Ende der Strebe aus zum anderen Ende hin erstreckt. Der Steg 64 trägt die längeren mit Abstand angeordneten Seitenwände 66 und 68 der Querstrebe 62. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist ein Paar von mit Abstand angeordneten Innenversteifungen oder Querstreben 70 und 72 vorgesehen, die sich in Querrichtung zur Längsachse der Querstrebe 62 erstrecken, und quer zum in Längsrichtung verlaufenden Steg 64, um so die

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Wände 66 und 68 in der Richtung quer zur Längsachse der Querstrebe zu tragen. An den Enden der Querstrebe 62 sind Endplatten 74 und 76 angeschweißt oder in anderer Weise daran befestigt, wobei Jede der Endplatten 74 und 76 sich von der Querstrebe 62 aus nach außen erstreckende Teile 78 und besitzt. Eine Öffnung 82 ist im Teil 78 ausgebildet, und eine Öffnung 84 ist im Teil 80 ausgebildet, wobei die Öffnung in der Endplatte 74 mit der öffnung 85 im Hubarm 30 ausgerichtet ist, während die Öffnung 84 in der Endplatte 76 mit der Öffnung 85 im Hubarm 28 ausgerichtet ist. Die Endplatten 74 und 76 sind starr an den Hubarmen 28 und 30 befestigt, wobei die öffnungen 82 mit den Ausschnitt-Teilen 60 in den entsprechenden Armen ausgerichtet sind.

Eine tropfenförmige Außenplatte 90 ist durch Schweißen oder dgl. an der Außenoberfläche der entsprechenden Arme 28 und 30 um die Ausschnitte 60 in den Armen herum befestigt, wobei jede Platte 90 eine hindurchgehende öffnung 92 darinnen ausgebildet aufweist; die öffnung 92 ist mit den öffnungen 82 in den Endplatten 74 und 76 der Querstrebe 62 ausgerichtet. Jede Außenplatte 90 ist mit Abstand gegenüber den Endplatten 74, 76 angeordnet (vgl. Fig. 5), wobei die Stangenenden 94 der Hubzylinder 48 und 50 schwenkbar durch Stifte 95 mit den Platten 90, 74 und 90, 76 verbunden sind. Die erwähnten Stifte 95 erstrecken sich zwischen den öffnungen 92 in der Platte 90 und den Öffnungen 82 in den Platten 74, 76,wobei das Zylinderende 96 der Hubzylinder 48 und 50 schwenkbar mit dem Unterteil des Turms 22 verbunden ist. Die anderen Endteile der Hubarme 28 und 30 sind schwenkbar durch Stifte 35 am unteren Rückteil des Kübels 26 befestigt. Die Betätigung der Hubzylinder 48 und 50 hebt und senkt die Hubarme 28 und 30 um die Stifte 31 an den oberen Endteilen der Türme 22 herum. Die Endplatten 74, 76 auf der Querstrebe 62 und die Außenplatten 90, 90 sind beide um die herausgeschnittenen Mitteltelle 60 der Hubarme 28, 30 herum derart befestigt, daß die Festigkeit erhöht und der Mittelteil der Hubarme getragen wird.

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1Ο

Die Querstrebe 62 besitzt, wie in Figuren 2, 4 und 8 gezeigt, starr an den anderen Oberflächen der Wand 68 der Querstrebe 62 befestigte Bügel 99, die mit den Verstärkungselementen oder Streben 70 und 72, ausgebildet im Inneren der Querstrebe 62, ausgerichtet sind. Die Bügel 99 besitzen hindurchgehende Öffnungen 100, die mit Öffnungen 97 im Körper der Kipparme 36 und 38 und mit den Öffnungen 84 in den Endplatten 74, sowie mit den Öffnungen 85 in den Hubarmen 28, 30 ausgerichtet sind. Ein Stift 101 läuft durch die ausgerichteten Öffnungen 100, 97, 84 und 85 in Bügel 99, Kipparm 36, Platte 74 und Hubarm 28, wobei ein zweiter Stift 101 durch die Öffnungen in dem Bügel 99, Kipparm 38, Platte 76 und Hubarm 30 verläuft. Die erfindungsgemäßen Kipparme 36 und 38 besitzen kurze Schenkel 104, die sich quer zur Längsachse derselben erstrecken, wobei mit dem Schenkel beispielsweise durch einen Stift ein Stangenende 106 der Kippzylinder 52 und 54 verbunden ist, während die Zylinderenden 107 der Kippzylinder 52 und 54 schwenkbar durch Stifte 108 mit den Verlängerungen 110 der Türme 22 verbunden sind. Die unteren Endteile der Kipparme 36 und 38 sind durch Stifte 112 mit den Verbindungselementen 40 und 42 verbunden, die ihrerseits durch Stifte 114 mit den Wänden von Hohlräumen verbunden sind, welche in der oberen hinteren Oberfläche des Kübels 26 ausgebildet sind.

Die unregelmäßige rohrförmige Konstruktion der Querstrebe erteilt dieser eine hohe Torsionsfestigkeit. Der in Längsrichtung verlaufende Verstärkungssteg 64 und die Verstärkungsstreben 70 und 72 an der Innenseite der Querstrebe 62 tragen die Wände 66, 68 der Querstrebe 62 und vergrößern die Torsionssteifheit und die seitliche Steifheit der Querstrebe 62. Die Torsionssteifheit und die baulich verstärkten Wände 66, 68 der Querstrebe 62 ergeben zusammen mit den starr befestigten Endplatten 74 und 76 verbunden an den Hubarmen 28 und 30 ein relativ starres Hubarmgebilde, welches keine Verdrehung oder Verbiegung bezüglich der Hubarme zuläßt.

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Auf diese Weise kann der Kübel 26 um die Achse der Verbindungsstifte zwischen den Hubarmen 28, 30 und dem Kübel verkippt werden, und der Kübel kann um die Achse der Stifte 31 herum zwischen den Hubarmen 28, 30 und dem Turm 22 des Fahrzeugs angehoben werden, ohne daß ein Fressen oder Brechen der Hub- und Kipp-Armanordnung auftritt. Erfindungsgemäß ist somit die Geometrie der Verbindungen derart getroffen, daß der Kübel stets auf einer konstanten Lage unabhängig von der erhöhten Position des Kübels gehalten wird; d. h. wenn der Boden des Kübels sich beim Anheben von der Oberfläche auf Niveau befindet, so bleibt er im wesentlichen auf Niveau über den gesamten Bewegungsbereich des Kübels hinweg.

Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein Frontentladefahrzeug mit geringer Bauhöhe vor, bei dem der Kübel so nahe als möglich an den Vorderrädern 19 angeordnet ist, ohne daß dadurch die Festigkeit oder Manövrierfähigkeit verloren geht; die erfindungsgemäßen Hubarme 28, 30 sind verkürzt und im Mittelteil derart geformt, daß die untere Position der Hubarme 28, 30 abgesenkt ist; eine unregelmäßig geformte, verstärkte, rohrförmige Querstrebe 62 besitzt Endplatten 74, 76, die nicht nur mit Außenplatten 90 an jedem Arm 28, 30 zur Befestigung der Hubzylinder 48, 50 an den Armen 28, 30 zusammenarbeiten, sondern die auch mit Bügeln 99 zusammenarbeiten, welche von der Querstrebe getragen werden, um die Kipparme 36, 38 zu tragen; die entsprechenden Platten 74, 76 verstärken die Hubarme 28, 30 und die verstärkte Querstrebe 62 besitzt eine innere Steifheit 70, 72, die der Torsion und Biegung widersteht, um so ein kompaktes Hubgebilde vorzusehen.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Merkmale und Einzelheiten sei ausdrücklich auf die am gleichen Tage (wie die vorliegende Anmeldung) von der Anmelderin eingereichten Patentanmeldungen verwiesen, die folgende Anwaltsnktenzeichen tragen:

77-3-3012, 77-S-3013, 77-S-3O14, 77-3-3015, und

77-3-3017.

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Claims

ANSPRÜCHE

ΓΐΛ Bei einem Vorderladerfahrzeug mit einem Rahmen und einem Kübel eine Hub- und Kippanordnung am Rahmen zur Bewegung des Kübels und mit einem Paar von im wesentlichen parallelen Hubarmen schwenkbar,an einem Ende befestigt am Rahmen und am anderen Ende am Kübel, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine Querstrebe (62) zwischen den Hubarmen (28,30) erstreckt, und an diesen befestigt ist, daß die Querstrebe (62) einen rohrförmigen Querschnitt aufweist und darinnen einen Längssteg (64) zur Erhöhung der Torsionsfestigkeit der Querstrebe (62) aufweist, wobei ein Hubzylinder (48,50) schwenkbar zwischen dem Rahmen (21) und jedem der Hubarme (28,3O) liegt, und wobei ferner ein Paar von Kipparmen (36,38) schwenkbar mit den Hubarmen (28,30) verbunden ist, und wobei schließlich ein Kippzylinder (52,54) schwenkbar mit jedem der Kipparme (36,38) und dem Rahmen (21) verbunden ist, und wobei Mittel die Kipparme (36,38) mit dem Kübel (26) oberhalb der Verbindung (35) der Hubarme (36,38) mit dem Kübel (26) verbinden.
2. Frontlader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (62) quer verlaufende Verstärkungsstreben (70,72) darinnen aufweist, wobei ein Paar von Bügeln (99) von der Querstrebe (62) in Ausrichtung mit diesen quer angeordneten Verstärkungsstreben (70,72) getragen wird, und wobei jeder dieser Bügel (99) ein Ende eines Stifts (101) trägt, der die Schwenkverbindung von den Kipparmen (36,38) mit den Hubarmen (28,30) vorsieht.
3. Frontladerfahrzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (62) starr daran befestigte Endplatten (74,76) aufweist, die an den Innenseiten der mit Abstand angeordneten Hubarme (28,30) befestigt sind.

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4. Frontladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Außenplatten (90) starr an den Außenflächen der Hubarme (28,30) in Ausrichtung mit den Endplatten (74,76) auf der Querstrebe (62) befestigt sind, wobei diese Außenplatten (90) und die Endplatten (74,76) den Hubarmen (28,30) erhöhte Starrheit erteilen.
5. Vorderladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hubarm (28,30) einen Ausschnitt (60) im Mittelteil aufweist, und daß die Querstrebe (62) Endplatten (74,76) besitzt, welche an den Hubarmen (28,30) längs der Kantenteile der Ausschnitte (60) befestigt sind.
6. Vorderladerfahrzeug mit einer niedrigen Bauhöhe, gekennzeichnet durch ein Paar von im wesentlichen parallelen Hubarmen (28,30), die schwenkbar an einem vom Rahmen (21) getragenen Turm (22) befestigt sind, einen schwenkbar mit den Hubarmen (28,30) verbundenen Kübel (26), eine Querstrebe (62) mit starr an jedem Ende befestigten Endplatten (74,76), die mit den Hubarmen (28,30) verbunden sind, ein Paar von Kipparmen (36,38), ein Paar von von der Querstrebe (62) getragenen Bügeln (99), Schwenkmittel, die sich von einem der Bügel (90) aus durch jeden Kipparm (36,38) und in einen der Hubarme (28,30) erstrecken, um jeden Kipparm (36,38) am Hubarm (28,30) schwenkbar zu lagern, Mittel zum Anheben und Absenken der Hubarme (28,30), und Mittel zum Kippen der Kipparme, wodurch der Kübel (26) angehoben und abgesenkt sowie gekippt wird.
7. Vorderladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (62) ein Rohrglied ist, welches mindestens einen in Längsrichtung angeordneten Steg (64) und mindestens zwei sich quer zum Steg (64) erstreckende Verstärkungsstreben (70,72) aufweist.

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8. Vorderladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (90) an der Querstrebe (62) in Ausrichtung mit den Verstärkungsstreben (70,72) befestigt sind.
9. Vorderladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenplatte (90) an jedem Hubarm (28,30) in Ausrichtung mit einer Endplatte (78) der Querstrebe (72) befestigt ist.
10. Vorderladerfahrzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubarme (28,30) Ausschnitte (60) in Ausrichtung mit einem Teil der Außenplatten (90) und der Endplatten (78) aufweisen.
11. Vorderladerfahrzeug mit einem Rahmen, einem vom Rahmen getragenen Hauptantrieb, am Rahmen angeordneten und durch den Hauptantrieb angetriebenen Rädern, einem Kübel und eine Hub- und Kippanordnung für den Kübel, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Kippanordnung (24) ein Paar von im wesentlichen parallelen Hubarmen (28,30) schwenkbar befestigt an einem Turm (22) getragen vom Rahmen (21) und schwenkbar befestigt am Kübel (26) aufweist, daß sich eine Querstrebe (62) zwischen den Hubarmen (28,30) erstreckt und eine erste Platte (78) an jedem Ende verbunden mit den Hubarmen (28,30) aufweist, daß eine zweite Platte (90) mit der entgegengesetzten Seite jedes Armes (28,30) verbunden ist, wobei jede zweite Platte (90) und die ausgerichtete erste Platte (78) ausgerichtete öffnungen (82,92) zur Aufnahme eines Stifts (94) zur Verbindung eines Endes eines Zylinders (48,50) mit jedem Arm (28,30) aufweisen, und wobei das

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andere Ende des Hubzylinders (48,50) schwenkbar mit dem Turm (22) verbunden ist, und wobei ferner ein Paar von Kipparmen (36,38) vorgesehen sind und wobei sich ein Schwenklager (101) von jedem der Kipparme (36,38) aus erstreckt und an einem Ende durch die erste Platte (78) und den zugehörigen Hubarm (28,30) getragen wird, und wobei von der Querstrebe (62) Mittel (99) getragen werden, um das andere Ende der zuletzt genannten Schwenkverbindung (97) zu tragen, wobei sich schließlich ein Kippzylinder (52,54) zwischen dem Turm (22) und dem einen Ende jedes der Kipparme (36,38) erstreckt und Mittel das andere Ende der Kipparme (36,38) mit dem Kübel (26) verbinden.
12. Vorderlader nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (62) rohrförmig im Querschnitt ausgebildet ist und einen Steg (64) sich in Längsrichtung hindurcherstreckend aufweist, wobei ein Paar von Streben (70,72) vorgesehen ist, die sich quer zu dem Steg (64) innerhalb des Rohrs (62) erstrecken.
13. Vorderlader nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die von der Querstrebe (62) zur Halterung der Schwenkverbindung getragenen Mittel ein Bügel (99) sind, die an der Querstrebe (62) befestigt sind.
14. Vorderlader nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (99) mit den Verstärkungsstreben (78) in der Querstrebe (62) ausgerichtet sind.
15. Vorderlader nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Platten (78) und die zweiten Platten (90) eine Ausschnittöffnung (60) in der Unterkante jedes der Hubarme (28,30) überbrücken.