DE3216507A1

DE3216507A1 - Mechanical shovel

Info

Publication number: DE3216507A1
Application number: DE19823216507
Authority: DE
Inventors: Wilfried Ing.(grad.) 5810 Witten Güthoff
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1982-05-03
Publication date: 1983-11-03

Abstract

In a mechanical shovel with a boom mounted on the top frame and pivotable in a vertical plane, a shovel arm pivotably mounted on the free end of the boom, and a shovel which is pivotably connected to the shovel arm and can be actuated by means of a hydraulic shovel cylinder and has a first bearing pin to pivotably mount it on the shovel arm and a second bearing pin to connect it in an articulated manner to one end of a coupler, the other end of which is connected in an articulated manner on the one hand to the shovel cylinder attached to the shovel arm and on the other hand to a guide link which is pivotably mounted on the front end of the shovel arm but behind the first bearing pin, and also with a cylinder for retracting and extending the boom, a cylinder for retracting and extending the shovel arm, and a control cylinder, the object of re-setting the different rotary angles of the shovel, for digging in the horizontal or on a slope, by means of a suitable guide link system between shovel cylinder and shovel, in such a way that both digging in the horizontal and on a slope are as far as possible carried out with an identical stroke of the shovel cylinder, is achieved in that the length of the guide link is at least approximately twice as large as the distance between the bearing pins, that the length of the coupler is at least approximately the same as the distance between the bearing pins, and that the articulation point of the guide link on the shovel arm, relative to the arm system line defined by the articulation point of the shovel on the shovel arm and by the articulation point of the shovel arm on the boom, is offset in the direction of the boom and downwards to an extent which corresponds at least approximately to half the distance between the two bearing pins.

Description

Die Erfindung betrifft einen Löffel bagger, der sowohl zumThe invention relates to a bucket excavator, which is used both for

Bearbeiten einer zur Standebene des Löffelbaggers im wesentlichen parallelen Schürfebene als auch zum Bearbeiten von Böschungen geeignet ist und geht aus von einem Löffel bagger mit einem am Obergestell gelagerten, in senkrechter Ebene schwenkbaren Ausleger, einem am freien Ende des Auslegers schwenkbar gelagerten Löffelstiel und einem mit dem Löffelstiel schwenkbar verbundenen Löffel, der mittels eines hydraulischen Löffelzylinders betätigbar ist und einen ersten Lagerbolzen zu seiner schwenkbaren Lagerung am Löffelstiel und einen zweiten Lagerbolzen zur gelenkigen Verbindung mit dem einen Ende einer Koppel aufweist, deren anderes Ende einerseits mit dem am Stiel angeschlossenen Löffel zylinder und andererseits mit einem Lenker gelenkig in Verbindung steht, der am vorderen Ende des Löffel stiels, aber hinter dem ersten Lagerbolzen, schwenkbar gelagert ist, sowie mit einem Zylinder zum Ein- und Ausfahren des Auslegers, einem Zylinder zum Ein- und Ausfahren des Löffelstiels und einem Steuerzylinder.Processing one to the standing plane of the backhoe essentially parallel digging plane as well as for working embankments is and goes from a spoon excavator with one mounted on the upper frame, in a vertical position Level pivotable boom, one pivotably mounted at the free end of the boom Dipperstick and a spoon pivotably connected to the dipperstick, which by means of of a hydraulic bucket cylinder and a first bearing pin for its pivotable mounting on the dipperstick and a second bearing pin for having an articulated connection with one end of a coupling, the other end of which on the one hand with the spoon cylinder connected to the handle and on the other hand with articulated to a handlebar that sticks at the front end of the bucket, but is pivotably mounted behind the first bearing pin, as well as with a cylinder for extending and retracting the boom, a cylinder for extending and retracting the Arm and a control cylinder.

Die DE-PS 18 OD 045 beschreibt einen Löffel bagger dieser Art, der die Einhaltung beliebig eingestellter Böschungsneigungen derart, daß der Baggerführer nur einen der hydraulischen Zylinder zu betätigen braucht, dadurch zwangsläufig gewährleistet, daß der zum Schwenken des Löffels dienende hydraulische Zylinder einerseits in der Nähe der Schwenkachse des Löffel stiels am Ausleger und andererseits an einem in der Nähe der Schwenkachse des Löffels am Löffelstiel gelagerten dreieckförmigen Umlenkhebel derart angreift und der Umlenkhebel mit dem Löffel über einen kurzen Lenker so verbunden ist, daß der Löffelstiel, der Umlenkhebel und der hydraulische Zylinder zusammen mit dem vorderen Ende des Auslegers ein großes Gelenkviereck bilden, welches über ein von dem dreieckförmigen Umlenkhebel gebildetes Umlenkdreieck mit einem von dem Umlenkhebel, dem Ende des Löffelstiels, dem Löffel und dem kurzen Lenker gebildeten kleinen Gelenkviereck gekoppelt ist, und daß bei gegebener Länge des Auslegers und gegebener Länge des Löffelstiels die Abmessungen der Gelenkvierecke sowie des Umlenkdreiecks so aufeinander abgestimmt sind und das große Gelenkviereck beim Einstellen des Schnittwinkels des Löffels auf die Neigung einer zu bearbeitenden Böschung mit Hilfe des zylindrischen Zylinders derart verändert und dadurch der Böschungsneigung angepaßt wird, daß der Löffel während der Kraftbewegungen unter Berücksichtigung der der Böschungsneigung entsprechenden Schwenkbewegungen des Auslegers annähernd über den gesamten Schwenkbereich des Löffelstiels entlang der Böschung parallel geführt wird.The DE-PS 18 OD 045 describes a spoon excavator of this type compliance with any set slope inclinations such that the excavator operator only needs to operate one of the hydraulic cylinders, thus inevitably ensures that the hydraulic cylinder used to pivot the bucket on the one hand near the pivot axis of the bucket stick on the boom and on the other hand on a triangular-shaped one mounted on the dipperstick near the pivot axis of the bucket Deflection lever engages in such a way and the deflection lever with the spoon over a short Handlebar is connected so that the dipperstick, the bell crank and the hydraulic The cylinder and the front end of the boom form a large four-bar linkage, which via a reversing triangle formed by the triangular reversing lever one of the bell crank, the end of the dipperstick, the spoon and the short handlebar formed small four-bar linkage is coupled, and that at Given the length of the boom and the given length of the dipperstick, the dimensions the four-sided hinge and the deflection triangle are so coordinated and that large hinge square when adjusting the cutting angle of the bucket to the slope a slope to be machined is changed in this way with the help of the cylindrical cylinder and thereby the slope inclination is adapted that the bucket during the power movements taking into account the swiveling movements corresponding to the slope inclination of the boom over almost the entire swivel range of the dipperstick parallel to the embankment.

Nach der DE-PS 24 39 967 wird zur Lösung der Aufgabe, den Löffel bagger durch Herabsetzung des Eigengewichtes hydraulischen Löffelantriebs mit einer größeren Reichweite zu versehen, der hydraulische Zylinder zum Betätigen des Löffels am Löffelstiel abgestützt und hydraulisch mit einem Hydraulikzylinder gekoppelt, dessen Kolbenstangenverschiebung dem jeweiligen Schwenkwinkel zwischen Ausleger und Löffelstiel entspricht.According to DE-PS 24 39 967 to solve the problem, the spoon excavator by reducing the weight of the hydraulic bucket drive with a larger one To provide reach, the hydraulic cylinder to operate the bucket on the dipper stick supported and hydraulically coupled to a hydraulic cylinder, its piston rod displacement corresponds to the respective swivel angle between the boom and the dipperstick.

In den Zeichnungen zeigen zur Verdeutlichung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe Fig. 1 einen Löffel bagger nach dem Stand der Technik mit besonders hervorgehobenen Maßen und charakteristischen Systemlinien; Fig. 2 eine nur diese Systemlinien für verschiedene Lagen des Auslegers entha-ltende schematische Darstellung; Fig. 3 eine Darstellung, ähnlich der nach Fig. 2 unter Einbeziehung der Löffel höhe; Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung für den Fall der geneigten Schürfebene.In the drawings show to illustrate the basis of the invention lying task Fig. 1 a spoon excavator according to the prior art with particularly highlighted dimensions and characteristic system lines; Fig. 2 one only this Schematic representation containing system lines for different positions of the boom; Fig. 3 shows a representation similar to that of FIG. 2 with the inclusion of the spoon height; FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 for the case of the inclined cutting plane.

In Fig. 1 bedeutet 1 das Fahrwerk des Löffelbaggers, 2 dessen Obergestell und 3 die Drehverbindung zwischen Fahrwerk 1 und Obergestell 2. Mit 4 ist der in senkrechter Ebene mittels des Auslegerzylinders 5 verschwenkbare, bei A am Obergestell 2 gelagerte Ausleger bezeichnet.In Fig. 1, 1 means the chassis of the backhoe, 2 its upper frame and 3 the rotary connection between chassis 1 and upper frame 2. 4 is the in vertical plane pivotable by means of the boom cylinder 5, at A on the upper frame 2 designated boom.

An der Spitze B des Auslegers 4 ist der Löffelstiel 6 schwenkbar angeschlossen, der mit Hilfe des Stielzylinders 7 bewegbar ist. Am vorderen Ende des Löffel stiels 6 ist mittels eines Lenkersystems 8, auf das noch zurückzukommen sein wird, der Löffel 9 schwenkbar montiert, der mittels des Löffelzylinders 10 betätigt wird. 11 ist die Schürfebene und 12 die Standebene des Löffelbaggers.The dipperstick 6 is pivotably connected to the tip B of the boom 4, which can be moved with the aid of the stick cylinder 7. At the front end of the spoon handle 6 is by means of a handlebar system 8, to which we will return, the Bucket 9 is pivotably mounted, which is actuated by means of the bucket cylinder 10. 11 is the digging level and 12 is the standing level of the backhoe.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Löffelbagger sind bekannt Maß I = lotrechter Abstand des Anlenkpunktes A des Auslegers 4 am Obergestell 2 von der Standebene 12; Maß II = Abstand des Anlenkpunktes A des Auslegers 4 am Obergestell 2 von der Spitze B des Auslegers 4 in der Betriebsstellung; (Systemlinie des Auslegers); Maß III = Länge des Stieles 6; (Stielsystemlinie); Maß IV = Höhe des Löffels 9.In the backhoe shown schematically in Fig. 1 are known Dimension I = perpendicular distance of the articulation point A of the boom 4 on the upper frame 2 from level 12; Dimension II = distance of the articulation point A of the boom 4 on the upper frame 2 from the tip B of the boom 4 in the operating position; (System line of the boom); Dimension III = length of the stem 6; (Stem system line); Dimension IV = height of the spoon 9.

Mit diesen Angaben kann die erforderliche Korrektur-Winkelverstellung des Löffels 9 auf der horizontalen Schürfebene 11 bzw. auf einer geneigten Schürfebene ermittelt werden.With this information, the required correction angle adjustment of the spoon 9 on the horizontal scraping plane 11 or on an inclined scraping plane be determined.

A. Bewegung auf horizontaler Schürfebene.A. Movement on the horizontal cutting plane.

Zuerst sollen die Verhältnisse bei einer horizontalen Schürfbewegung untersucht werden, wobei die Schürfebene 11 um die Höhe des Löffels 9 (Maß IV) unter der Standebene 12 liegt. In diesem Falle bewegt sich die Spitze B des Stiels 6 auf einer Geraden, die in der Standebene 12 liegt. Durch Auftragen des Maßes I über der Standebene 12 ist der Anlenkpunkt A des Auslegers 4 am Obergestell 2 festgelegt. Der Kreisbogen um diesen Punkt mit dem Maß II ergibt für alle Stiel stellungen den ersten geometrischen Ort (Fig. 2). First of all the conditions for a horizontal digging movement be examined, the digging plane 11 by the height of the spoon 9 (dimension IV) below the level 12 is. In this case, the tip B of the handle 6 moves up a straight line that lies in the standing plane 12. By applying the dimension I over of the standing level 12, the articulation point A of the boom 4 on the upper frame 2 is fixed. The arc around this point with the dimension II results in the positions for all handle first geometric location (Fig. 2).

Drei besondere Einstellungen des Stieles 6 sind: -a) die Strecklage C b) die Knicklage D c) die Lage E des Stieles 6 senkrecht zur Schürfebene 11.Three special settings of the handle 6 are: -a) the extended position C b) the bent position D c) the position E of the handle 6 perpendicular to the scraping plane 11.

Zeichnet man zur Standebene 12 eine Parallele P im Abstand des Maßes III, so schneidet diese Parallele P den Kreis mit dem Radius mit dem Maß II im Punkt d.One draws a parallel P at the distance of the dimension to the standing plane 12 III, this parallel P intersects the circle with the radius with the dimension II at the point d.

Das Lot von d auf die Schürfebene 11 trifft diese im Punkt d' und ist die besondere Einstellung des Stiels senkrecht zur Schürfebene 11 und entspricht der Stielsystemlinie. Die Gerade durch den Punkt d und den Anlenkpunkt A des Auslegers 4 am Obergestell 2 entspricht der Systemlinie des Auslegers 4. The perpendicular from d to the digging plane 11 meets this at point d 'and is the special setting of the handle perpendicular to the cutting plane 11 and corresponds the stem system line. The straight line through point d and articulation point A of the boom 4 on the upper frame 2 corresponds to the system line of the boom 4.

Der Winkel oC zwischen den beiden Systemlinien läßt sich in eine Nebenkonstruktion übertragen, die durch die Stielantriebsgeometrie erweitert wird. Durch die bekannten Maße des Stielzylinders (Lein und Laus) und des Stiels 6 lassen sich Strecklage C und Knicklage D bestimmen und als Winkel zwischen der Systemlinie des Auslegers 4 und derjenigen des Stiels in die Hauptkonstruktion übertragen, wie es in Fig.2 getan ist. Die Längen dieser im Punkt d angetragenen Schenkel C und D entsprechen dem Maß III. Die Endpunkte von Strecklage bzw. Knicklage werden mit a bzw. g gekennzeichnet. Der Kreisbogen R1 = Strecke vom Punkt A zum Punkt a um A und der Kreisbogen Rg = Strecke vom Punkt A zum Endpunkt g um A schneiden die Standebene 12. Damit liegen drei Punkte a', d', g' auf der Standebene 12 fest; Zweckmäßig wählt man zwischen diesen besonderen Stielstellungen noch einige Zwischenpunktein etwa gleichmäßiger Teilung, die mit b', c', e' und f' bezeichnet sind (vgl.The angle oC between the two system lines can be used in a secondary construction which is extended by the stick drive geometry. By the well-known Dimensions of the stem cylinder (flax and louse) and the stem 6 can be stretched Determine C and buckling position D and as the angle between the system line of the boom 4 and that of the stem transferred into the main construction, as shown in Fig.2 is done. The lengths of these legs C and D at point d correspond the degree III. The end points of the extended position and the bent position are marked with a and g. The circular arc R1 = distance from point A to point a around A and the circular arc Rg = The distance from point A to end point g around A intersects the standing plane 12. This means that lie three points a ', d', g 'fixed on the standing plane 12; Appropriately one chooses between These special handle positions still have a few intermediate points more evenly Divisions, which are marked with b ', c', e 'and f' (cf.

Fig. 3). Um alle Punkte a1 bis g' auf der Standebene 12 wird nun ein Kreis mit R = Maß III beschrieben. Diese Kreise schneiden den Kreis mit dem Radius R = Maß II und man erhält somit einen zweiten geometrischen Ort.Fig. 3). Around all points a1 to g 'on the standing plane 12 is now a Circle with R = dimension III described. These circles intersect the circle with the radius R = dimension II and you get a second geometric location.

Diese Schnittpunkte sind in Fig. 3 mit a, b, c, d, e f, g bezeichnet.These intersection points are denoted by a, b, c, d, e f, g in FIG. 3.

Die Geraden a-a', b-b', c-c' usw. geben die Lage der Stielsystemlinien in den einzelnen Stellungen wieder. Die zugehörigen Auslegersystemlinien sind entsprechend a-A, b-A, c-A usw..The straight lines a-a ', b-b', c-c 'etc. indicate the position of the stem system lines in the individual positions again. The associated boom system lines are accordingly a-A, b-A, c-A etc ..

Fällt man in allen Punkten a bis g auf der Standebene 12 das Lot auf die Schürfebene 11, so entspricht dieses Lot dem angestrebten Verhalten des Löffels. Man kann jetzt tabellarisch festhalten, wie sich der Winkel zwischen der Stielsystemlinie und dem zugehörigen Lot auf die Schürfebene von Stellung a' nach Stellung b', von Stellung b' nach Stellung c' usw. verändert.If you notice the plumb bob in all points a to g on the standing level 12 the scraping level 11, this plumb line corresponds to the desired behavior of the spoon. You can now record in a table how the angle changes between the handle system line and the corresponding perpendicular to the digging plane of position a ' after position b ', from position b' to position c 'etc. changed.

Das Lot von Punkt d' von der Standebene 12 auf die Schürfebene 11 bildet mit der Stielsystemlinie d-d' die auch durch Lotfällen erhalten wurde, den Winkel von 1800. In den Punkten c', b', a' ist der Winkel :?180°, in den Punkten e', f', g' ist er kleiner als 1800. Die Differenz zwischen dem Winkel in Punkt g' und dem Winkel im Punkt a' ist die insgesamt erforderliche Stielverstellung im Uhrzeigersinn um die Spitze des Stiels.The perpendicular from point d 'from the standing level 12 to the digging level 11 forms with the stem system line d-d ', which was also obtained by plumbing, the Angle of 1800. In the points c ', b', a 'the angle is:? 180 °, in the points e ', f', g 'it is less than 1800. The difference between the angle in point g' and the angle at point a 'is the total required handle adjustment clockwise around the tip of the stem.

Vergleicht man die Differenz von a'-b' mit b'-c' oder c'-d' so läßt sich feststellen, daß diese Änderung nicht linear verläuft.If one compares the difference of a'-b 'with b'-c' or c'-d 'so leaves find that this change is not linear.

B. Bewegung auf geneigter Schürfebene Im folgenden sollen die Verhältnisse bei in der Praxis wohl steilsten Neigung von 45" untersucht werden. Es wird dazu Bezug genommen auf Fig. 4.B. Movement on an inclined cutting plane The following describes the relationships at what is probably the steepest incline of 45 "to be investigated in practice Referring to FIG. 4.

Zunächst wird wieder der Punkt A ermittelt und um diesen ein Kreis mit dem Radius R vom Maß II gezeichnet. Ferner wird eine Führungsebenengerade 12' parallel zu einer Schürfebenengeraden 11' im Abstand des Maßes IV aufgetragen. Nunmehr werden aus später noch näher zu erläuternden Gründen die jeweiligen Stellungen der Systemlinien von Stiel 6 und Ausleger 4 zueinander aus der Horizontal untersuchung (vgl.First point A is determined again and a circle around it drawn with the radius R of dimension II. Furthermore, a straight line 12 ' Plotted parallel to a straight line of the digging plane 11 'at a distance of dimension IV. Now the respective positions of the System lines of stick 6 and boom 4 to each other from the horizontal investigation (see.

Fig. 3) übernommen. Die Strecklage ist auch hier die Strecke vom Punkt a"' (Stielspitze) zum Punkt A, d.h. dem Anlenkpunkt des Auslegers 4 am Obergestell 2. Die Knicklage ist durch die Strecke vom Punkt g"' zum Punkt A gegeben.Fig. 3) taken over. Here, too, the extended position is the distance from the point a "'(stick tip) to point A, i.e. the articulation point of the boom 4 on the upper frame 2. The buckling position is given by the distance from point g "'to point A.

Allerdings steht in Punkt d"' die Systemlinie des Stiels 6 nicht mehr senkrecht zur Schürfebene. Wichtig ist, daß gleiche Knickstellungen des Stieles 6 bei der horizontalen und bei der geneigten Schürfebene miteinander verglichen werden. Es werden also alle Strecken vom Punkt a' zum Punkt A bis Punkt g' zum Punkt A aus dem Horizontalentwurf mit dem Zirkel abgegriffen und durch Kreisbögen um den Punkt A in den Neigungsentwurf nach Fig. 4 auf der Führungsebenengeraden 12! abgetragen und hier mit a"' bis g"' gekennzeichnet. Kreisbögen mit dem Maß III um diese Punkte a"' bis g"' schneiden den Kreis mit Radius R von dem Maß II um den Punkt A und werden ebenfalls entsprechend mit a" bis g" gekennzeichnet. Die Verbindungslinien a"-a"', b"-b"', c " -c " ' usw. stellen auch hier die Systemlinien des Stieles 6 dar und die Verbindungslinien a -A> b'''-A> c'''-A usw. sind wiederum die Systemlinien des Auslegers 4.However, the system line of the stem 6 is no longer in point d "' perpendicular to the cutting plane. It is important that the handle is in the same kinked position 6 for the horizontal and with one another at the inclined cutting plane be compared. So there will be all distances from point a 'to point A to point g 'to point A from the horizontal draft tapped with the compass and through circular arcs around point A in the draft incline according to FIG. 4 on the straight line of the guide plane 12! removed and marked here with a "'to g"'. Circular arcs with the dimension III around these points a "'to g"' intersect the circle with radius R of dimension II around the Point A and are also marked accordingly with a "to g". The connecting lines a "-a" ', b "-b"', c "-c" 'etc. also represent the system lines of the stem 6 here and the connecting lines a -A> b "" - A> c "" - A etc. are again the System lines of the boom 4.

Die Winkel, die die Systemlinien von Stiel 6 und Ausleger 4 in a'"-a''/a'1-A/b'''-b''/b''-A usw. bilden, entsprechen den Winkeln a'-a/a-A/b'-b/b-A usw..The angles that the system lines of arm 6 and boom 4 in a '"- a' '/ a'1-A / b' '' - b '' / b '' - A etc., correspond to the angles a'-a / a-A / b'-b / b-A etc.

Bei Löffel baggern erfolgt die Drehung des Löffels um die Stiel spitze bekanntlich durch einen Zylinder, der vom Fahrer auf Ein- oder Ausfahren gesteuert wird, wodurch der Löffel im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Stielspitze gedreht werden kann (vgl. dazu Fig. 1).When digging with a spoon, the spoon is turned around the tip of the handle known by a cylinder that is controlled by the driver to extend or retract which rotates the spoon clockwise or counterclockwise around the tip of the handle can be (cf. FIG. 1).

Steuert der Fahrer diesen Zylinder, der in Fig. 1 mit 13 bezeichnet ist, nicht an, bleibt die Systemlinie des Löffels zur Systemlinie des Stiels unverändert, wenn dieser geknickt oder gestreckt wird. Um den Löffel parallel zur Schürfebene 11 zu halten, muß er laufend im Uhrzeigersinn verstellt werden. Dies wird durch den Steuerzylinder 13 bewirkt, der mit einem Ende am Stiel und mit dem anderen Ende am Ausleger angelenkt ist, so daß er durch die Streckung oder Knickung des Stiels ein- oder ausgefahren wird.If the driver controls this cylinder, which is designated by 13 in FIG. 1 is, not on, the system line of the spoon to the system line of the handle remains unchanged, if it is bent or stretched. Around the spoon parallel to the digging plane 11, it must be continuously adjusted clockwise. This is going through the control cylinder 13 causes the stick with one end and the other end is hinged on the boom, so that it is by the stretching or kinking of the stick is retracted or extended.

Steuerzylinder 13 und Löffelzylinder 10 sind bodenseitig und stangenseitig mit hydraulischen Leitungen verbunden, so daß sich die Stellbewegung des Steuerzylinders auf den Löffelzylinder überträgt.Control cylinder 13 and bucket cylinder 10 are on the bottom and connected on the rod side with hydraulic lines, so that the actuating movement of the control cylinder transfers to the bucket cylinder.

Unabhängig davon, wie die Anlenkpunkte des Steuerzylinders 13 angeordnet sind, verstellt sich, wenn sie einmal festliegen, der Steuerzylinder 13 und damit auch der Löffelzylinder 10 z.B. auf dem Weg von Punkt a' bzw. a " ' zum Punkt b' bzw. b" immer um das gleiche Maß, unabhängig davon, ob die untersuchte Schürfebene horizontal, unter 45", unter 30° geneigt abfallend oder ansteigend verläuft.Regardless of how the articulation points of the control cylinder 13 are arranged are adjusted, once they are fixed, the control cylinder 13 and thus also the bucket cylinder 10 e.g. on the way from point a 'or a "' to point b ' or b "always by the same amount, regardless of whether the explored mining plane runs horizontally, under 45 ", under 30 ° sloping downwards or upwards.

Bei der in Fig. 1 angenommenen Konstruktion des Löffelbaggers sind folgende Maße vorausgesetzt: Maß I = 1775 mm Maß II = 5165 mm Maß III = 2600 mm Maß IV = 1000 mm.In the construction of the backhoe assumed in FIG. 1 Assuming the following dimensions: Dimension I = 1775 mm Dimension II = 5165 mm Dimension III = 2600 mm Dimension IV = 1000 mm.

Der erreichte geradlinige Schnitt liegt bei etwa 4150 mm und zwar sowohl für die um 45" geneigte als auch für die horizontale Schürfebene.The straight cut achieved is around 4150 mm for both the 45 "inclined and horizontal digging planes.

Für dieses Ausführungsbeispiel gilt für die Korrektur-Winkelverstellung des Löffels entlang des Schürfweges folgendes: Während auf der horizontalen Schürfebene eine Drehung des Löffels um die Stielspitze von 107° erforderlich ist, um vom Punkt a' zum Punkt g' (Fig. 3) zu gelangen, darf die Drehung des Löffels um die Stielspitze bei einer um 45" geneigten Ebene nur 77° betragen, um hier ebenfalls vom Punkt a"' zum Punkt g"' (Fig. 4) zu gelangen.For this embodiment example applies to the correction angle adjustment of the spoon along the digging path: While on the horizontal digging plane a 107 ° rotation of the spoon around the tip of the handle is required to get away from the point a 'to get to point g' (Fig. 3), the rotation of the spoon around the tip of the handle is allowed with a plane inclined by 45 "are only 77 °, here also from point a" ' to get to point g "'(Fig. 4).

Hier setzt die Erfindung ein und löst die Aufgabe, durch ein geeignetes Lenkersystem zwischen Löffelzylinder und Löffel die unterschiedlichen Löffeldrehwinkel von 107° bzw. 77" so umzusetzen, daß beide mit möglichst gleichem Hub des Löffelzylinders erreicht werden.This is where the invention comes in and solves the problem with a suitable one Steering system between the bucket cylinder and the bucket, the different angles of rotation of the bucket of 107 ° or 77 "so that both with the same stroke of the bucket cylinder can be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Länge des Lenkers wenigstens annähernd doppelt so groß wie der Abstand der Lagerbolzen ist, daß die Länge der Koppel wenigstens annähernd gleich dem Abstand der Lagerbolzen ist und daß die Anlenkstelle des Lenkers am Löffelstiel gegenüber der durch die Anlenkstelle des Löffels am Löffelstiel und die Anlenkstelle des Löffel stiels am Ausleger definierten Stielsystemlinie in Richtung Ausleger und nach unten um ein Maß versetzt ist, das wenigstens annähernd der Hälfte des Abstandes zwischen den beiden Lagerbolzen entspricht.According to the invention this object is achieved in that the length of the Handlebar is at least approximately twice as large as the distance between the bearing bolts, that the length of the coupling is at least approximately equal to the distance between the bearing bolts is and that the articulation point of the handlebars on the dipper stick opposite the through the Articulation point of the spoon on the dipperstick and the articulation point of the spoon handle on the Boom defined stick system line in the direction of the boom and down around a Dimension is offset that is at least approximately half the distance between the corresponds to both bearing pins.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments of the invention are characterized in the subclaims.

An sich scheint die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe von vornherein unlösbar zu sein, wenn der Löffelzylinder z.B. innerhalb des für die Verstellung von 77" erforderlichen Hubes begrenzt wäre. Dann würde bei Durchfahren des Hubes von der einen zur anderen Endlage immer nur ein Winkel von 77" erreichbar sein.The problem on which the invention is based appears to be from the outset to be unsolvable if the bucket cylinder e.g. within the for adjustment would be limited by 77 "of the required stroke. Then when the stroke only an angle of 77 "can be reached from one end position to the other.

Es kann aber davon ausgegangen werden, daß ein solcher Zylinder mit hinreichend großem Hub ausgerüstet ist und daß zur Verstellung des Drehwinkels von 77" ein anderer Hubbereich im Zylinder genützt wird, als er für die Verstellung eines Drehwinkels von 107° verwendet wird.But it can be assumed that such a cylinder with is equipped with a sufficiently large stroke and that to adjust the angle of rotation of 77 "a different stroke range is used in the cylinder than for the adjustment a rotation angle of 107 ° is used.

Die beiden Hübe müssen zwar gleich oder möglichst gleich sein, können aber durchaus in verschiedenen Zylinderbereichen liegen.The two strokes must be the same or, if possible, the same but definitely lie in different cylinder areas.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 5 eine Darstellung eines üblichen Lenkersystems mit Koordinateneintragungen, anhand deren das Erfindungsprinzip erläutert werden sollen; Fig. 6 eine Systemdarstellung; Fig. 7 a eine Systemdarstellung zur Erläuterung der Berechnungsgrundlagen; Fig. 7 b eine der Fig. 7a ähnliche Systemdarstellung; Fig. 8 a eine Systemdarstellung ähnlich Fig. 7a; Fig. 8 b eine Systemdarstellung ähnlich Fig. 7b.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings will. FIG. 5 shows an illustration of a conventional steering system with coordinate entries, on the basis of which the principle of the invention is to be explained; 6 shows a system diagram; FIG. 7 a shows a system illustration to explain the calculation bases; FIG. Fig. 7 b shows a system illustration similar to FIG. 7 a; 8 a shows a system illustration similar to FIG. 7a; FIG. 8b shows a system illustration similar to FIG. 7b.

Der Löffel 21 weist zwei Lagerbolzen 22, 24 auf, von denen der eine 22 den Löffel 21 an der Stiel spitze 23 drehbar lagert, während der zweite 24 zur gelenkigen Lagerung an einer Koppel 25 vorgesehen ist, über die die Kraft des Löffelzylinders 26 auf den Löffel 21 wirksam wird.The spoon 21 has two bearing pins 22, 24, one of which 22 rotatably supports the spoon 21 on the handle tip 23, while the second 24 to articulated mounting is provided on a coupling 25, via which the force of the bucket cylinder 26 on the spoon 21 takes effect.

Die Verbindungslinie der beiden Lagerbolzen 22 und 24 soll in der weiteren Beschreibung als Abtriebshebel 27 bezeichnet werden.The line connecting the two bearing pins 22 and 24 should be in the further description are referred to as output lever 27.

Die strichpunktiert angedeutete Systemlinie dieses Abtriebhebels 27 deckt sich naturgemäß nicht mit den gefällten Loten auf die Punkte a' bzw. a'," bis g' bzw. g von der Standebene 12 auf die Schürfebene 11. Sie stellt aber genauso eine Bezugsgerade wie das Lot dar, die sich während der Schürfbewegung in ihrer Lage zur Schürfebene 11 nicht ändern sollte. Zeichnet man diese Abtriebshebel-Symmetrielinie in den Horizontal entwurf nach Fig. 3 bzw. in den Neigungsentwurf nach Fig. 4 ein, so ergeben sich auch hier die gleichen erforderlichen Stellwinkel von 107° bzw. 77".The system line, indicated by dash-dotted lines, of this output lever 27 naturally does not coincide with the fallen perpendiculars on points a 'or a', " to g 'or g from the standing level 12 to the digging level 11. But it is just the same a straight line of reference like the perpendicular, which is during the digging movement should not change in their position in relation to mining level 11. Draw this output lever symmetry line in the horizontal draft according to FIG. 3 or in the inclination draft according to FIG. 4, this also results in the same required adjustment angles of 107 ° or 77 ".

Neben der Koppel 25 gehört ein zweiter Lenker 28 zu diesem Lenkersystem,der einerseits am Stiel bei 29 und andererseits am Stangenauge 30 des Löffelzylinders 26 angelenkt ist. Die Verbindungsgerade durch die Punkte 29 und 30 ist die Systemlinie des Hebels 28 und soll als Antriebshebel bezeichnet werden.In addition to the coupling 25, a second link 28 belongs to this link system, the on the one hand on the handle at 29 and on the other hand on the rod eye 30 of the bucket cylinder 26 is hinged. The straight line connecting the points 29 and 30 is the system line of the lever 28 and shall be referred to as the drive lever.

In Fig. 6 sind zur Vereinfachung nur die Stellungen a' bzw. a " ' und g' bzw. g"' aus der Horizontal- bzw.In Fig. 6, for the sake of simplicity, only the positions a 'and a' '' and g 'or g "' from the horizontal or

Neigungskonstruktion herangezogen und mit a'H, g'H bzw. a"'N, g"'N bezeichnet. Aus diesen Stellungen sind die Winkel zwischen den Systemlinien von Abtriebshebel und Stiel bekannt und können entsprechend übertragen werden. Damit ist auch bildlich dargestellt, in welchem Bereich die Winkel von 107° und die von 77° wirksam sind.Inclination construction used and with a'H, g'H or a "'N, g"' N designated. From these positions are the angles between the system lines of Output lever and handle known and can be transferred accordingly. In order to is also shown in which area the angles of 107 ° and those of 77 ° are effective.

Veränderliche Größen sind a) die Länge der Koppel 25, b) die Länge des Antriebshebels 28, c) die Lage des Drehpunktes 29des Antriebshebels 28 am Stiel (Basis) und zwar sowohl in Richtung der eingezeichneten X-Achse als auch in Richtung der eingezeichneten Y-Achse.Variables are a) the length of the coupling 25, b) the length of the drive lever 28, c) the position of the pivot point 29 of the drive lever 28 on the stick (Base) both in the direction of the X-axis and in the direction the drawn Y-axis.

Die Länge des Abtriebshebels 27 kann zunächst als konstant angenommen werden, weil später durch mäßstäbliche Vergrößerung oder Verkleinerung des gesamten Systems nachkorrigiert werden kann, d.h. ein Angleich an die Dimensionen der Gesamtmaschine vornehmbar ist.The length of the output lever 27 can initially be constant accepted because later by scaling up or downsizing the whole System can be corrected, i.e. an adjustment to the dimensions of the overall machine is feasible.

Zunächst muß erreicht werden, daß beim Durchfahren des Winkels von 77° einerseits und beim Durchfahren des Winkels von 107° andererseits mit dem Abtriebshebel 27 um den Punkt Z für den Abtriebhebel 27 sich für beide Fälle gleiche Drehwinkel um dessen Drehpunkt Yam Stiel ergeben (vgl. dazu Fig. 7a und b).First of all it must be achieved that when passing through the angle of 77 ° on the one hand and when passing through the angle of 107 ° on the other hand with the output lever 27 about the point Z for the output lever 27 is the same angle of rotation for both cases to the pivot point of Yam stem (cf. Fig. 7a and b).

Es stellt sich heraus, daß die Differenz der beiden Drehwinkel des Abtriebshebels 30° beträgt.It turns out that the difference between the two angles of rotation of the Output lever is 30 °.

Lage des Abtriebshebels zur Stielsystemlinie: Stellung a"' N(Neigung) 1800 Stellung g' " N(Neigung) 103° Stellung a' H(Horizont; 154" Stellung g' H(Horizont) 47° Beispiel 1 (Fig. 7a, b) Abtriebshebel (7) 280 Ergebnis: Koppel (5) 300 aus 107° Abtrieb wird 74° Antrieb Antriebshebel (8) 425 aus 77° Abtrieb wird 52° Antrieb Basis x = 200, y = O S 30° # 22° Beispiel 2 Abtriebshebel (7) 280 Ergebnis: Koppel (5) 300 aus 107° Abtrieb wird 91° Antrieb Antriebshebel (8) 330 aus *77° Abtrieb wird 57° Antrieb Basis x = 235, y = 0 # 30° # 34° Beispiel 3 Abtriebshebel (7) 280 Ergebnis: Koppel (5) 300 aus 107° Abtrieb wird 60° Antrieb Antriebshebel (8) 515 aus 77" Abtrieb wird 45" Antrieb Basis x = 185, y = -105 A 30° /\ 15° Beispiel 4 Abtriebshebel (7) 280 Ergebnis: Koppel (5) 175 aus 107° Abtrieb wird 63" Antrieb Antriebshebel (8) 540 aus 77" Abtrieb wird 56,5° Antrieb Basis x= 60, y = -180 t 300 a 6,5° An den Beispielen 1 bis 4 ist zu erkennen, daß einerseits durch Vergrößerung des Antriebshebels 8, andererseits durch Verkleinerung der Koppel 5 vor allem aber durch einen größeren y-Negativ-Anteil der Basis die Lösung der gestellten Aufgabe gelingen kann.Position of the output lever to the handle system line: Position a "'N (inclination) 1800 position g '"N (inclination) 103 ° position a' H (horizon; 154" position g 'H (horizon) 47 ° Example 1 (Fig. 7a, b) output lever (7) 280 Result: coupling (5) 300 from 107 ° Output becomes 74 ° drive Drive lever (8) 425 from 77 ° output becomes 52 ° drive Base x = 200, y = O S 30 ° # 22 ° Example 2 output lever (7) 280 Result: coupling (5) 300 from 107 ° output becomes 91 ° drive, drive lever (8) 330 from * 77 ° output becomes 57 ° drive base x = 235, y = 0 # 30 ° # 34 ° Example 3 output lever (7) 280 Result: Coupling (5) 300 from 107 ° output becomes 60 ° drive drive lever (8) 515 from 77 "output becomes 45" drive base x = 185, y = -105 A 30 ° / \ 15 ° example 4 output lever (7) 280 Result: coupling (5) 175 from 107 ° output becomes 63 "drive Drive lever (8) 540 from 77 "output becomes 56.5 ° drive base x = 60, y = -180 t 300 a 6.5 ° From Examples 1 to 4 it can be seen that on the one hand by enlargement of the drive lever 8, on the other hand by reducing the size of the coupling 5 but above all a larger y-negative part of the base provides the solution to the task at hand can succeed.

Es sind jedoch Grenzen gesetzt, nämlich es darf der Antriebshebel 8 beispielsweise nicht so groß gewählt werden, daß die Wirklinie der Koppel 5 mit der Wirklinie der a'H-Linie zur Deckung kommt. Damit würde das Antriebsmoment für den Abtriebshebel 7 zu Null; auch die Koppel 5 kann nicht beliebig klein gewählt werden, weil sonst der Gesamtdrehwinkel des Abtriebshebels 7 nicht mehr durchfahren werden kann.However, there are limits, namely the drive lever may 8, for example, are not chosen so large that the line of action of the coupling 5 with the line of action of the a'H line is in line. This would be the drive torque for the output lever 7 to zero; also the coupling 5 cannot be chosen arbitrarily small because otherwise the total angle of rotation of the output lever 7 no longer traversed can be.

Die hier betrachtete Drehung bezieht sich nur auf die Schürfebene. Darüber hinaus muß vor allem noch Drehung zum Füllen des Löffels vorhanden sein.The rotation considered here relates only to the digging plane. In addition, there must be rotation to fill the spoon.

Durch eine systematische Versuchsreihe läßt sich auf jeden Fall die optimal mögliche Kombination von Koppellänge, Antriebshebellänge und Lage der Basis mit x und y finden, bei denen die vorhandene Winkeldifferenz des Abtriebshebels 7 in eine wesentlich kleinere Winkeldifferenz am Antriebshebel 8 umgewandelt wird.By means of a systematic series of experiments, the optimal possible combination of coupling length, drive lever length and position of the base with x and y, where the existing angular difference of the output lever 7 is converted into a much smaller angular difference on the drive lever 8.

Als Anweisung für den Konstrukteur gilt also die erfindungsgemäße Lehre: a) Es ist zunächst eine beliebige Länge des Abtriebshebels zu wählen, mit der die Untersuchung bis zum Ende durchgeführt werden kann.The instruction according to the invention therefore applies to the designer Teaching: a) It is first of all to choose any length of the output lever, with that the examination can be carried out to the end.

b) Die ermittelten Abtriebshebelstellungen sind an der Stielspitze anzutragen (Systemlinien wie nach Fig. 6).b) The determined output lever positions are at the tip of the handle to apply (system lines as in Fig. 6).

c) Der Antriebshebel ist etwa doppelt so lang wie der Abtriebshebel zu wählen.c) The drive lever is about twice as long as the output lever to choose.

d) Die Koppel ist etwa so lang wie der Abtriebshebel zu wählen.d) The coupling should be about as long as the output lever.

e) Die Basis ist halb so groß wie der Abtriebshebel zu wählen und zwar sowohl in positiver x-Richtung als auch in negativer y-Richtung.e) The base is half the size of the output lever to choose and both in the positive x-direction and in the negative y-direction.

Beispiel 5 (Fig. 8a, b) Abtriebshebel (7) 280 Ergebnis: Koppel (5) 280 aus 107° Abtrieb wird 58" Antrieb Antriebshebel (8) 560 aus 77" Abtrieb wird 46" Antrieb Basis x = 140, y = -140 ß 30° A 12" Eine weitere günstige Beeinflussung kann auch noch durch die Anordnung des Löffelzylinders vorgenommen werden. Legt man nämlich seine Wirkungslinie in Richtung der Verbindungslinie -a " 'N-g " 'N des Antriebshebels, so ergibt sich dadurch, bezogen äuf den Zylinderhub, der kleinste Drehwinkel des Antriebshebels. Unter Beibehaltung der Richtung der Wirkungslinie, nun aber angreifend an den Punkten a'H-g'H des Antriebshebels, ergibt sich ein wesentlich größerer Drehwinkel des Antriebshebels bei gleichem Zylinderhub.Example 5 (Fig. 8a, b) output lever (7) 280 result: coupling (5) 280 from 107 ° output becomes 58 "drive Drive lever (8) 560 from 77" output becomes 46 "drive base x = 140, y = -140 ß 30 ° A 12" Another cheap one The arrangement of the bucket cylinder can also be influenced will. If you place your line of action in the direction of the connecting line -a "'N-g"' N of the drive lever, this results in relation to the cylinder stroke, the smallest angle of rotation of the drive lever. While maintaining the direction of the Line of action, but now attacking points a'H-g'H of the drive lever, results a much larger angle of rotation of the drive lever with the same cylinder stroke.

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Claims

Backhoe excavator Patent claims 1. Backhoe excavator with one on the upper frame mounted boom that can be pivoted in a vertical plane, one at the free end of the Swiveling spoon handle and one with the dipper stick can be swiveled connected spoon which can be operated by means of a hydraulic spoon cylinder and a first bearing pin for its pivotable mounting on the dipperstick and a second bearing pin for articulated connection to one end of a coupling has, the other end on the one hand with the bucket cylinder connected to the stick and on the other hand is articulated with a handlebar connected to the front End of the arm but behind the first bearing pin pivotable is stored, as well as with a cylinder for extending and retracting the boom, with a cylinder for extending and retracting the dipperstick and a control cylinder, in that the length of the link (28) is at least approximately twice as large as the distance between the bearing pins (22, 24) is that the Length of the coupling (25) at least approximately equal to the distance between the bearing pins (22, 24) and that the articulation point (29) of the handlebar (28) on the dipperstick (23) opposite through the articulation point (22) of the spoon (21) on the dipperstick (23) and the articulation point (B) of the dipperstick (6) on the boom (4) defined stick system line in the direction Boom (4) and is offset downward by an amount that is at least approximately the Half of the distance between the two bearing pins (22, 24) corresponds.

2. Backhoe according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z ei c h ne t that the line of action of the bucket cylinder (26) in the direction of the connecting line the articulation point of the handlebar (28) on the rod eye (30) of the bucket cylinder (26) in its position in the extended position of the dipperstick and this articulation point in its Position is placed in the bent position of the dipperstick.