DE3842281C2 - Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug - Google Patents
Vorrichtung für ein ArbeitsfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug,
insbesondere einen Löffelbagger, mit einer vertikal schwenkbaren Arm
konstruktion, an der eine um eine sich in Mittelposition des Fahrzeugs
nach vorn und hinten erstreckende Achse bzw. Längsachse schwenkbaren
Schaufel angelenkt ist, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei einem herkömmlichen Arbeitsfahrzeug sind Schaufel und
Armkonstruktion über eine Längsachse und eine Gestänge, das entweder
auf der rechten oder linken Seite der Längsachse angeordnet ist,
miteinander verbunden, und ein einzelner Zylinder sorgt für die
Schwenkbewegung der Schaufel. Diese Ausbildung ist in der japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 53-9445 beschrieben.
Nachteilig bei dieser bekannten Ausbildung sind jedoch die hohen Kosten
und darüber hinaus die extreme Festigkeit, über welche die Längsachse
verfügen muß, nachdem sich die Reaktionskräfte, die entstehen, wenn
sich das Fahrzeug im Zuge der Erdbewegung vorwärts oder rückwärts
bewegt, nicht nur auf das Gestänge, sondern auch auf den Befestigungs
punkt der kompliziert ausgebildeten Längsachse konzentrieren. Ein
weiterer Nachteil ist zu bemerken, wenn bei Aushubarbeiten die Schaufel
anstelle von Stützfüßen mit dem Boden in Kontakt gebracht werden.
Der Hydraulikdruck des Zylinders ist angrenzend an die Kolbenstange
und auf deren Bodenseite zu diesem Zeitpunkt gesperrt, doch neigt
der Innendruck dazu, am kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders
gegenüber dem Innendruck am Boden des Kolbens anzusteigen, wenn
das Fahrzeug unter den Reaktionskräften der Aushubarbeit seitlich
schaukelt. Folglich besteht die Gefahr, daß sich bei einem mit dem
kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders verbundenen Hydraulikkreis
ein Entlastungszustand einstellt und zu unbeabsichtigtem Kippen des
Fahrzeugs führt.
Die DE-OS 31 50 307, insbesondere Fig. 1 und 2, beschreibt eine
Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Sie enthält
eine vertikal schwenkbare Armkonstruktion, eine an einer sich in
Mittelposition des Fahrzeugs nach vorne und nach hinten erstreckenden
Längsachse schwenkbare Schaufel (Schild) und ein Paar Hydraulikzylinder,
die auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Längsachse
angeordnet sind und erlauben, daß die Schaufel (Schild) mit den
Verlängerungen der Hydraulikzylinder in entgegengesetzten Richtungen
schwenkbar ist.
An dem hydraulisch verstellbaren Planierschild erfolgt der Kraftfluß
von dem Schild auf das Fahrzeug über Schubträger, die mittels
Klemmeinrichtungen am Schubrahmenschenkel 1 gehalten werden. Zur
Verstellung der Schubträger sind hydraulische Stellzylinder vorgesehen
Die in der Fig. 5 gezeigten Elemente bewirken zwar eine Führung,
sind aber sehr komplex aufgebaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für Arbeits
fahrzeuge der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese bei
niedrigen Herstellungskosten stabil ist gegenüber Reaktionskräften, die
bei Erdbewegungsarbeiten entstehen, und sicher ist gegen seitliches
Kippen des Fahrzeugs, wenn anstelle einer Hilfsstütze die Schaufel
benutzt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion werden die
Reaktionskräfte, die bei der Vorwärts- und Rückwärtsbe
wegung des Fahrzeugs während der Ausführung von Erd
arbeiten entstehen, auf die Längsachse und auf die zu
beiden Seiten der Längsachse angeordneten Eingriffsele
mente verteilt. Selbst wenn sich die Reaktionskraft zur
linken oder rechten Seite der Schaufel hin verlagert,
wird sie anstatt einer Konzentration auf die Längsachse,
wie das beim Stand der Technik der Fall ist, von einem
der Eingriffselemente aufgenommen.
Wenn bei Aushubarbeiten nun die Schaufel anstelle eines
Stützfußes mit dem Boden in Kontakt gebracht wird, ver
teilt sich die Reaktionskraft auf den rechten und den
linken Hydraulikzylinder. Wenn das Fahrzeug seitlich
schaukelt, wird die auf das kolbenstangenseitige Ende
eines der Zylinder wirkende Reaktionskraft gleichzeitig
auch durch das untere Ende des anderen Zylinders auf
genommen. Folglich wird ein Anstieg des Innendrucks an
dem kolbenstangenseitigen Ende eines der Zylinder durch
das untere Ende des anderen Zylinders kontrolliert, so
daß eine Entlastung des mit den beiden Zylindern je
weils verbundenen Hydraulikkreises nicht eintreten kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht also bei größt
möglicher Wirtschaftlichkeit eine größere Stabilität
der Vorrichtung bei Erdbewegungsarbeiten, näm
lich durch die preiswerte Anordnung von Eingriffsele
menten an einander gegenüberliegenden seitlichen Posi
tionen, ohne eine teuere Verstärkung der Anschlußstel
len der ohnehin kompliziert ausgeführten Längsachse.
Darüber hinaus ist bei vorliegender Erfindung die Ge
fahr, daß bei Benutzung der Schaufel anstelle einer
Stützvorrichtung das Fahrzeug zur Seite kippt, relativ
gering, so daß Aushubarbeiten bei größerer Stabilität
des Fahrzeugs und mit größerer Sicherheit ausgeführt
werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sind die Eingriffselement so ausgebildet, daß sie eine
Schwenkbewegung der Schaufel innerhalb eines vorgegebe
nen Bereiches um bzw. an der Längsachse erlauben eben
so wie eine Bewegung in Längsrichtung des Fahrzeugs,
nämlich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs hin zur
Armkonstruktion und weg von der Armkonstruktion.
Außerdem erlauben die Eingriffselemente auch eine Wälz
bewegung der Schaufel relativ zur Armkonstruktion, der
art, daß die Schaufel durch einen Steuermechanismus
einstellbar ist. Die Eingriffselemente können darüber
hinaus über ein geeignetes Spiel verfügen, so daß, wenn
die Vorder- oder Rückseite der Schaufel bei Erdbewe
gungsarbeiten eingesetzt wird, die Eingriffselemente
in bezug auf die Schaufel eine Aufnahme- bzw. Puffer
funktion oder eine Zugfunktion ausüben und so den Steu
ermechanismus vor Reaktionskräften schützen.
Über die Anlenkung der Schaufel hinaus kann diese auch
noch durch die Eingriffselemente gestützt bzw. gehalten
sein. Dadurch läßt sich die Konstruktion für die Anlen
kung der Schaufel relativ leicht ausbilden, das heißt
bei Erdbewegungsarbeiten erfolgt die Abstützung mit
einer Festigkeit, die bei Benutzung der Schaufelrück
seite geringer ist als bei Benutzung der Schaufelvor
derseite. Die Abstützung der Schaufel gegenüber in
Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs auftre
tenden Reaktionskräften, die durch die Eingriffselemente
zur Verfügung gestellt wird, dient zum Schutz der
Gelenkverbindung der Schaufel vor Verformungen und Be
schädigungen, zu denen es häufig dann kommt, wenn die
Schaufel alleine durch die Gelenkverbindung gehalten
ist.
Ferner erlauben die Eingriffselement eine relativ leichte
Ausbildung des Steuermechanismus, das heißt dieser
muß nur über soviel Festigkeit verfügen, wie für die
Abstützung der Schaufel gegenüber vertikal wirkenden
Reaktionskräften nötig ist. Auch die Konstruktion für
die Anlenkung der Schaufel muß lediglich über soviel
Festigkeit verfügen, daß eine Schwenkbewegung der Schau
fel möglich ist. Die erfindungsgemäße Vorrich
tung hat sowohl in bezug auf den Steuermechanismus als
auch auf die Anlenkkonstruktion den Vorteil leichten
Baugewichts und niedriger Kosten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung
im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Löffelbaggers, der
mit einer erfindungsgemäßen Vorrich
tung ausgestattet ist;
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung;
Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 1-1
von Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie m-m von
Fig. 2;
Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie n-n von
Fig. 3;
Fig. 6 eine Vorderansicht einer Bulldozer-Vorrich
tung nach einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 7 eine Rückansicht der Bulldozer-Vorrichtung
von Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht der Bulldozer-Vorrichtung
von Fig. 6;
Fig. 9 eine Vorderansicht einer Bulldozer-Vorrich
tung nach einer dritten Ausführungsform der
Erfindung.
Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung erfolgt im
Zusammenhang mit einem Löffelbagger als ein Beispiel
für ein Arbeitsfahrzeug.
Der Löffelbagger weist eine Vorrichtung 1 auf,
die an einem Raupenfahrwerk 2 befestigt ist, auf wel
chem sich eine Drehbühne 5 abstützt. Auf der Drehbühne
5 befindet sich der Motorbereich 3, die Fahrerkabine 4
und das Arbeitsgerät 6.
Die in den Fig. 2 und 4 gezeigte Vorrich
tung weist eine Armkonstruktion 8 auf, die mit Hilfe
eines Hubzylinders 7 relativ zum Raupenfahrwerk 2 in
vertikaler Richtung schwenkbar ist. Die Armkonstruktion
8 trägt eine Schaufel 10, die über einen Gelenkzapfen 9
derart an der Armkonstruktion 8 befestigt ist, daß sie
an einer sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken
den Achse P schwenkbar ist, und zwar unter Steuerung
über ein Paar Hydraulikzylinder 11, die auf den ein
ander gegenüberliegenden Seiten des Gelenkbolzens 9
quer zum Fahrzeug angeordnet sind und sich zwischen der
Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 erstrecken. Die
Hydraulikzylinder 11 weisen Hauptzylinderkörper auf,
die mit oberen Positionen der Armkonstruktion 8
verbunden sind, und Kolbenstangen, die mit unteren Po
sitionen der Schaufel verbunden sind, derart, daß die
Schaufel 10 mit den Verlängerungen der Hydraulikzylin
der 11 in entgegengesetzten Richtungen schwenkbar ist.
Das heißt die Schaufel 10 wird durch den Hubzylinder 7
angehoben und gesenkt und in bezug auf ihre Wälzbewe
gung durch die Hydraulikzylinder 11 gesteuert.
Eine Vorrichtung, die den Eingriff bzw. die Verbindung
zwischen der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 be
wirkt, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figu
ren 3 und 5 beschrieben.
Diese Vorrichtung, nämlich eines der in den Zeichnungen
dargestellten Eingriffselemente 14, weist ein armseiti
ges Eingriffsteil 12 auf, das auf jeder der einander ge
genüberliegenden Seiten des Gelenkbolzens 9 mit der
Armkonstruktion 8 verschraubt ist und auch als eine Hal
terung für die Aufnahme eines der Hydraulikzylinder 11
dient, und ein schaufelseitiges Eingriffsteil 13, das
auf jeder der einander gegenüberliegenden Seiten des
Gelenkbolzens 9 in entgegengesetzter Relation mit dem
armseitigen Eingriffsteil 12 an der Rückfläche der
Schaufel 10 befestigt ist. Das Eingriffselement
14 hält die Schaufel 10 innerhalb eines vorgegebenen Be
wegungsbereichs in Längsrichtung des Fahrzeugs relativ
zur Armkonstruktion 8 und verhindert, daß eine in Längs
richtung des Fahrzeugs auf die Schaufel 10 wirkende Re
aktionskraft auf die Hydraulikzylinder 11 und den Ge
lenkbolzen 9 ausgeübt wird. Die Funktions- bzw. Wir
kungsweise des Eingriffselements 14 ist wie folgt:
Das schaufelseitige Eingriffsteil 13 und das armseitige
Eingriffsteil 12 definieren zwischen sich in Querrich
tung des Fahrzeugs einen Zwischenraum und sorgen damit
für ein gewisses Spiel, wodurch das schaufelseitige
Eingriffsteil 13 um die Achse P relativ zum armseitigen
Eingriffsteil 12 nach oben und unten schwenkbar
ist dadurch eine Schwenkbewegung der Schaufel 10 um bzw.
an der Achse P erlaubt.
Wenn die Vorderseite der Schaufel 10 im Rahmen von Erd
bewegungsarbeiten zum Einsatz kommt, wirkt auf die
Schaufel 10 eine Rückwärts-Reaktionskraft, wobei dann
aufgrund des Spiels zwischen der Schaufel 10 und der
Armkonstruktion 8 eine nach hinten weisende Arbeitsflä
che 13a des schaufelseitigen Eingriffsteils 13 in
Kontakt gelangt mit einer nach vorne weisenden Arbeits
fläche 12 des armseitigen Eingriffsteils 12, wodurch
die Schaufel 10 durch das armseitige Eingriffsteil 12
abgestützt bzw. unterstützt ist.
Wenn die Rückseite der Schaufel 10 zum Einsatz kommt,
wirkt eine Vorwärts-Reaktionskraft auf die Schaufel 10,
wobei dann die nach vorne weisenden Arbeitsfläche 13b
des schaufelseitigen Eingriffsteils 13 in Kontakt ge
langt mit der nach hinten weisenden Arbeitsfläche 12b
des armseitigen Eingriffsteils 12 und die Schaufel 10
dadurch gegen eine Vorwärtsbewegung gehalten wird.
Wie Fig. 2 zeigt, trägt die Schaufel 10 an ihren gegen
überliegenden seitlichen Enden Messer 15 als Einrich
tung zum Einebnen von Quergefällen etc. Die Seiten
schneider bzw. Messer 15 sind lösbar befestigt und
weisen Schneidkanten auf, die in einem Neigungswinkel
von 0° nach außen abragen.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Dabei ist die Schaufel 10 über ein Ku
gellager 109 um die Längsachse P schwenkbar an der Arm
konstruktion 8 befestigt. Die Eingriffselemente weisen
in diesem Fall Anlenkelemente 112 auf, die eine relati
ve Schwenkbewegung zwischen der Schaufel 10 und der Arm
konstruktion 8 ermöglichen. Wie bei der vorstehend be
schriebenen Ausführungsform sind die Anlenkelemente 112
auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Längs
achse P angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs. Jedes Anlenkelement 112 ist über ein
Kugellager mit der Schaufel 10 und der Armkonstruk
tion 8 verbunden. Die Hydraulikzylinder 111 dieser Aus
führungsform entsprechen den Hydraulikzylindern 11 der
vorhergehenden Ausführungsform.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Hier ist die Schaufel 10 an einer Halterung 208
so befestigt, daß sie um bzw. an der Längsachse P
schwenkbar ist, und die Halterung 208 ist an dem vorde
ren Ende der Armkonstruktion 8 um bzw. an einer verti
kalen Achse O schwenkbar befestigt. Ein Paar rechter
und linker Winkel- bzw. Schwenkzylinder 213 erstreckt
sich zwischen der Armkonstruktion 8 und der Halterung
208 und bewirkt die Schwenkbewegung der Schaufel 10
nach vorne und nach hinten. Bei dieser Ausführungsform
bewirken Hydraulikzylinder 211 die vertikale Schwenkbe
wegung der Schaufel 10.
Claims (3)
1. Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere für einen Löffelbagger,
mit einer vertikal schwenkbaren Armkonstruktion (8), an der eine
um eine sich in Mittelposition des Fahrzeugs nach vorne und hinten
erstreckende Achse bzw. Längsachse (P) schwenkbare Schaufel
(10) angelenkt ist, wobei ein Paar Hydraulikzylinder (11), die auf
einander gegenüberliegenden Seiten der Längsachse (P) angeordnet
sind, ein Verschwenken der Schaufel (10) um die Längsachse (P)
bewirken,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Eingriffselemente (14) zur Abstützung der Schaufel (10)
an der Armkonstruktion (8) im wesentlichen in Längsrichtung des
Fahrzeuges ausgerichtet sind, wobei ein Eingriffselement (14) auf
der seinen Seite und das andere auf der anderen Seite der Längsachse
(P) jeweils mit Abstand zu dieser angeordnet und so ausgebildet
sind, daß der Kraftfluß von der Schaufel (10) auf die
Armkonstruktion (8) und umgekehrt über die Stirnflächen (12a,
13a, 12b, 13b) der Eingriffselemente (14) erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaufel (10) mit Hilfe eines an der Armkonstruktion (8)
vorgesehenen Kugellagers (109) Gelenkbolzens (9) um die bzw. an der Längsachse (P)
schwenkbar ist.
3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Anlenkelemente (112) zur Abstützung
der Schaufel (10) an der Armkonstruktion im wesentlichen in
Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind, wobei ein Anlenk
element (112) auf der einen Seite und das andere auf der anderen
Seite der Längsachse (P) jeweils mit Abstand zu dieser zwischen
der Schaufel (10) und der Armkonstruktion (8) angeordnet sind,
und daß die Anlenkelemente (112) über Kugellager jeweils mit
der Schaufel (10) und der Armkonstruktion (8) verbunden sind.
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