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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kompaktlader von der
Art enthaltend die in dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zum Ausdruck
gebrachten Eigenschaften.
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Nachstehend
wird insbesondere auf Erdbaumaschinen Bezug genommen, und zwar von
der Kategorie, die in dem Fachbereich unter dem Namen „skid steer
loader" bekannt
sind, und für
welche die betreffende Erfindung vorzugsweise bestimmt ist, obwohl
sie generell in allen Bereichen der Erdbaumaschinen anwendbar wäre.
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Erdbaumaschinen
bestehen aus einem auf vier Rädern
montierten Rahmen, aus wenigsten einem Gelenkarm, befestigt an dem
Rahmen und ein Arbeitswerkzeug tragend, und aus einer auf dem Rahmen
montierten Kabine für
einen Bediener. Alternativ kann der Rahmen anstatt mit Rädern auch
mit Raupen ausgestattet sein.
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Erdbaumaschinen
enthalten ausserdem ein motorisiertes Antriebssystem und ein Aktiviersystem für den Arm.
Jede Maschine ist ebenfalls mit einem elektrischen System versehen.
Typischerweise wird die Maschine durch einen sich in der Kabine
befindlichen Bediener aktiviert, der zwei Steuerhebel oder andere
gleichwertige Elemente betätigt,
von denen einer rechts und einer links von dem Bediener angeordnet
ist, an geschlossen der eine an das Antriebssystem und der andere
an das Betätigungssystem
für den
Arm.
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Das
Antriebssystem und das Betätigungssystem
für den
Arm sind gebildet durch zwei hydraulische Servo-Regelkreise, jeder
enthaltend wenigstens eine motorgetriebene Pumpe und eine Anzahl von
Leitungen und Ventilen; jeder Kreis ist zwischen einem Steuerhebel
und dem entsprechenden aktivierten Element angeschlossen.
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In Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik enthalten die Kabinen eine Trägerstruktur,
in welcher ein Raum beschrieben ist, versehen mit einem Sitz für den Bediener.
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Andere
Kabinen sind mit Türen
und/oder Fenstern versehen, montiert zum Schliessen der Trägerstruktur,
um den Bediener von der äusseren
Umgebung zu isolieren.
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In
dem unteren Teil der Struktur sind ebenfalls Öffnungen vorgesehen, die es
dem Bediener erlauben, die an dem Rahmen montierten Steuerhebel zu
bewegen.
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Diese
Kabinen sind typischerweise an dem vorderen Abschnitt des Rahmens
montiert, wo die Steuerhebel installiert sind, so dass sich die
Hebel selbst in der korrekten Position befinden.
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Die
Kabine kann starr auf dem Rahmen montiert sein oder, wie es zum
Beispiel durch das US-Patent 5,520,500, das US-Patent 5,551,826 und das US-Patent 4,408,672
gelehrt wird, mit Hilfe einer Schwenkverbindung, welche das Kippen
der Kabine entweder nach vorn oder nach hinten erlaubt.
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Im
Falle einer schwenkbaren Montage müssen auch Befestigungspunkte
vorgesehen sein, um zu verhindern, dass die Kabine im Betriebszustand gekippt
werden kann.
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Bei
der herkömmlichen
Konstruktionsform sind alle Betriebselemente der Maschine direkt
an dem Rahmen montiert.
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Diese
Betriebselemente enthalten Steuerorgane, den das Arbeitswerkzeug
tragenden Gelenkarm, den Motor und die hydraulischen und elektrischen
Systeme, welche die Steuerorgane mit dem Motor und dem Gelenkarm
verbinden.
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Bei
den herkömmlichen
Lösungen
erstrecken sich daher keine Teile von Betriebselementen bis in die
Kabine, da letztere auf dem Rahmen entsprechend der Position montiert
ist, in welcher die Steuerorgane angeordnet sind.
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Das
US-Patent 5,520,500 und das US-Patent 5,551,826 sehen dagegen eine
andere Lösung als
die herkömmliche
vor, und zwar dadurch, dass der Gelenkarm nicht an dem Rahmen befestigt
ist, sondern an den Seitenwänden
der Kabine, welche daher tragfähig
und entsprechend bemessen sein müssen.
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Diese
Lösung
erfordert folglich, dass sich ein Teil des Hydraulikkreises für die Servo-Steuerung des
Armes ebenfalls bis in die Kabine erstreckt, da der Hydraulikkreis
den Arm mit dem Motor und mit dem entsprechenden Steuerhebel verbinden
muss, beide montiert an dem Rahmen.
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Um
diesen Aspekt mit dem Kippen der Kabine in Einklang zu bringen,
sieht das US-Patent 5,551,826 vor, dass die hydraulischen und elektrischen
Anschlüsse,
die sich zwischen dem Rahmen und der Kabine erstrecken, eine geeignete
Länge haben,
um den Hebebetrieb der Kabine selbst nicht zu behindern.
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Ebenfalls
sind Erdbaumaschinen bekannt, bei welchen Elemente zur Vibrationsdämpfung zwischen
den Kabinen und dem Rahmen eingesetzt sind, auf welchem die Kabinen
montiert sind (s. zum Beispiel US-Patent 5,551,826 und US-Patent 4,150,474,
in welchen Gummipuffer vorhanden sind). Der oben beschriebene Stand
der Technik weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.
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Ein
erster Nachteil ist durch das Geräusch dargestellt, das durch
den Motor und die Hydrauliksysteme erzeugt wird. Obwohl die Kabinen
mit Türen und/oder
Fenstern zur besseren Isolierung des Bedieners von den Aussengeräuschen versehen
werden können,
erreicht die dabei erreichte Geräuschreduzierung
keinen zufriedenstellenden Grad.
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Dies
ist zurückzuführen auf
die Tatsache, dass der untere Teil der Kabine mit Öffnungen
versehen ist, um dem Bediener das Erreichen der Steuerhebel zu erlauben,
und somit ist der Kabinenraum nicht vollkommen von der darunter
liegenden Maschine isoliert.
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Ein
zweites Problem ist durch den Staub gegeben, welcher eine beachtliche
Quelle der Belästigung
für den
Bediener ist, und welcher, wie das Geräusch, durch die Öffnungen
in die Kabine eindringt, die in ihrem Boden entsprechend den Steuerhebeln vorhanden
sind.
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Ein
weiteres Problem ist durch die Vibrationen der Maschinen gegeben,
welche auf den Bediener übertragen
werden. Diese Vibrationen erreichen beachtliche Stärken und
beziehen die ganze Maschine mit ein, Kabine eingeschlossen, und
bildet somit eine erhebliche Quelle der Belästigung für den Bediener.
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Auch
nicht das Einsetzen von vibrationsdämpfenden Elementen zwischen
den Kabinen und den Rahmen der Maschinen, auf welchen die Kabinen
montiert sind, hat diese Probleme vollständig gelöst.
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Die
Steuerhebel, welche direkt an dem Rahmen befestigt sind, werden
von allen Vibrationen der Maschine betroffen und übertragen
diese auf den Bediener.
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Die
nach den Lehren des US-Patentes 5,520,500 und des US-Patentes 5,551,826
hergestellten Kabinen sind auch von weiteren Nachteilen betroffen,
die sich auf die Montage der Kabinen an den Erdbaumaschinen während der
Herstellung beziehen.
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Die
Konstruktion der Erdbaumaschinen erfolgt an einer Montagestrasse,
und die verschiedenen Teile der Maschine werden an dem Rahmen in den
verschiedenen Phasen der Montagestrasse angebaut.
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Einige
dieser Teile enthalten jedoch wiederum zahlreiche Einzelteile und
müssen
somit vorher anderswo zusammengesetzt werden.
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Insbesondere
die Kabine, die Seitenwände, Dach,
Bodenteil und Sitz enthält,
wird vorher zusammengesetzt und dann auf dem Rahmen entsprechend
den Steuerhebeln positioniert und befestigt.
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Bei
Erdbaumaschinen nach dem US-Patent 5,520,500 und dem US-Patent 5,551,826
ist das Verfahren zur Montage der Maschine besonders kompliziert.
Der Arm und die Kabine können
nicht unabhängig
voneinander für
sich zusammengesetzt und dann an dem Rahmen montiert werden, da
der Arm an den Wänden
der Kabine montiert werden muss.
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Es
ist ebenfalls aus
US 5,060,742 ein
Arbeitsfahrzeug bekannt, insbesondere ein Landwirtscharfts- oder
Baufahrzeugtraktor, welcher eine Kabine hat, deren unterer Teil
teilweise zwischen den Hinterrädern
des Fahrzeugs angeordnet ist und wenigstens einen Teil der Kraftübertragung
abdeckt. Um einen entsprechenden Zugang für Wartungs-, Reparatur-, Austausch-
und Reinigungsarbeiten der Teile unterhalb der Kabine zu haben,
ohne grosse Schwierigkeiten und mit nur einem geringen Zeitaufwand, kann
die Kabine nach dem Entfernen der Hinterräder seitlich um eine Kippachse
gekippt werden, die parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs ver läuft.
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Ausserdem
beschreibt das Patent
GB 1,185,848 eine
lösbare
Steuereinheit für
Industriefahrzeuge, wie Bagger. An der Steuereinheit befestigt und
zusammen mit dieser lösbar
sind ein Sitz und eine Anzahl von Steuerungen und/oder Instrumenten,
die zum Steuern der Maschine erforderlich sind. Die Anschlüsse an solche
Steuerungen und/oder Instrumente erfolgen über eine Verbindungsstation
in der Einheit.
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In
dieser Situation ist die technische Aufgabe, welche die Grundlage
für die
vorliegende Erfindung bildet, einen Kompaktlader vorzusehen, welcher
die vorgenannten Nachteile überwindet.
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Eine
andere technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kabine
für einen
Kompaktlader zu erhalten, welche während des Betriebes einen guten
Grad an Geräusch-,
Staub- und Vibrationsreduzierung in ihrem Inneren erreicht. Eine
weitere technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine
Kabine für
einen Kompaktlader zu erhalten, die eine verhältnismässig leichte und schnelle Montage
erlaubt.
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Die
spezifische technische Aufgabe und die erwähnten Zwecke werden im wesentlichen
erreicht durch einen Kompaktlader, wie er in den beiliegenden Patentansprüchen beschrieben
ist.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen deutlicher aus der
detaillierten Beschreibung einer vorgezo genen, doch nicht ausschliesslichen
Ausführung
einer Kabine für
Erdbaumaschinen hervor, dargestellt in den beiliegenden Zeichnungen, in
welchen:
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1 eine
Frontansicht in der Erhebung von einer Kabine für Erdbaumaschinen nach der
vorliegenden Erfindung ist;
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2 ist
eine Seitenansicht in der Erhebung der Kabine aus 1,
montiert auf einer Erdbaumaschine;
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3 ist
die Maschine aus 2 mit der Kabine in angehobener
Position;
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4 ist
ein Detail des Elementes zum Befestigen der Kabine an der Erdbaumaschine;
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5 ist
ein Detail eines Elementes zum Anlenken der Kabine an die Erdbaumaschine;
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6 ist
eine schematische Ansicht der hydraulischen und elektrischen Kreise
der Kabine nach der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die vorgenannten Abbildungen ist mit der Nummer 1 insgesamt
eine Kabine für
Erdbaumaschinen nach der vorliegenden Erfindung bezeichnet.
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Die
Kabine 1 kann auf einem Rahmen 2 einer Erdbaumaschine 3 montiert
werden und enthält eine
Trägerstruktur 4,
die eine Bedienungsstation 5 für einen Bediener beschreibt,
und Befestigungsmittel 6 zum Befestigen der Trägerstruktur 4 an
dem Rahmen 2.
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Die
Trägerstruktur 4 ist
eingegrenzt durch zwei Seitenwände 7,
durch eine untere Wand 8, durch ein Dach 9 und
durch einen unteren Teil (10).
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Bei
der gezeigten Ausführung
ist der vordere Teil 11 der Trägerstruktur 4 offen,
um dem Bediener den Zugang zu der Bedienungsstation 5 zu
erlauben.
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Bei
anderen Ausführungen
kann er durch eine Tür
verschlossen sein.
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An
den Seiten des vorderen Teils 11 sind zwei Griffe 12 vorgesehen,
an welchen sich der Bediener beim Einsteigen in die Kabine 1 festhalten kann.
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Der
untere Teil 10 ist eine Fläche, die einen angehobenen,
einen Sitz 14 für
den Bediener tragenden Bereich 13 aufweist, sowie einen
abgesenkten Bereich 15 als Halt für die Füsse des Bedieners, positioniert
vor dem angehobenen Bereich 13.
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Die
Kabine 1 enthält
ebenfalls Mittel 16 zum Steuern der Erdbaumaschine 3,
angeordnet innerhalb der Trägerstruktur 4 entsprechend
der Bedienungsstation 5.
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Die
genannten Steuermittel 16 können durch den Bediener aktiviert
werden, um die Betriebselemente 18, 19 der Erdbaumaschine 3 zu
steuern.
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Die
Betriebselemente 17, 18, 19 enthalten generell
ein System für
den Antrieb der Erdbaumaschine 3, welches auf die Räder 17 (oder
Raupen) wirkt, und einen Gelenkarm 18, welcher ein Arbeitswerkzeug 19 trägt (in den 2 und 3 ist
das Werkzeug zum Beispiel eine Schaufel).
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Die
Steuermittel 16 enthalten wenigstens einen Steuerhebel 20,
montiert an dem unteren Teil 10 der Kabine 1.
Insbesondere enthalten bei der gezeigten Ausführung die Steuermittel 16 zusätzlich zu
dem Steuerhebel 20 einen zweiten Steuerhebel 21.
Einer der Steuerhebel 20, 21 dient zum Steuern
der Bewegungen der Erdbaumaschine 3, während der andere zum Steuern
des das Arbeitswerkzeug 19 tragenden Gelenkarmes 18 dient.
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Die
beiden Steuerhebel 20, 21 sind an den beiden Seiten
der Bedienungsstation 5 montiert, und zwar vor dem Sitz 14,
um durch den sich auf dem Sitz 14 befindlichen Bediener
gegriffen zu werden.
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Die
Steuermittel 16 enthalten ausserdem wenigstens eine Steuertafel 22 zum Überwachen
des Betriebes der Maschine 3, montiert in der Trägerstruktur 4 und
ausgerichtet zu der Bedienungsstation 5.
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Die 1 zeigt
die Steuertafel 22 an dem Dach 9 der Kabine 1 befestigt,
sie kann aber auch an einer der Seitenwände 7 befestigt sein.
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Die
Kabine 1 enthält
ausserdem Verbindungsmittel 23, um die Steuermittel 16 betrieblich
an die Betriebselemente 17, 18, 19 der
Erdbaumaschine 3 anzuschliessen und folglich die Aktivierung
der Maschine 3 selbst zu erlauben.
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Die
Verbindungsmittel 23 enthalten eine Anzahl von hydrau lischen
Leitungen 24, angeschlossen an die Steuermittel 16,
sowie eine Anzahl von Halbkupplungen 25, angeschlossen
an wenigstens einen Teil der hydraulischen Leitungen 24 (6).
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Die
Halbkupplungen 25 können
mit einer entsprechenden Anzahl von Halbkupplungen 26 verbunden
werden, die an ein Hydrauliksystem des Rahmens 2 angeschlossen
sind (6). Vorteilhafterweise ist bei der vorgezogenen
Ausführung
der Abschnitt der Leitungen 24, an welchem die Anzahl von Halbkupplungen 25 montiert
ist, zu wenigstens einem Bündel 27 zusammengefasst,
und die Halbkupplungen 25 sind zu wenigstens einem Block 28 gruppiert,
und zwar an einem Ende 29 des Bündels 27 (6).
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Der
Block 28 wird dann an der Trägerstruktur 4 auf
solche Weise befestigt, dass das Kuppeln und Entkuppeln der Halbkupplungen 25, 26 erleichtert wird.
Die Verbindungsmittel 23 enthalten ausserdem wenigstens
einen elektrischen Kreis 30, der im Betrieb mit den genannten
Steuermitteln 16 verbunden ist und wenigstens ein Terminal 31 aufweist,
das an ein entsprechendes Terminal 32 eines elektrischen Kreises 33 der
Erdbaumaschine anschliessbar ist. Das Terminal 31 ist ebenfalls
an der Trägerstruktur 4 befestigt.
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Vorteilhafterweise
ist das Terminal 31 des elektrischen Kreises 30 der
Kabine ein Ausgang, während
das Terminal 32 des elektrischen Kreises 33 der
Maschine ein Stecker ist, der in den Ausgang eingesetzt werden kann.
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An
den elektrischen Kreis 30 der Verbindungsmittel sind beide
Steuerhebel 20, 21 und die Steuertafel 22 angeschlossen.
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Was
die Befestigungsmittel 6 betrifft, enthalten diese wenigstens
ein Scharnierelement 34 (5) und wenigstens
ein Blockierelement 35 (4).
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Das
Scharnierelement 34 enthält ein fest mit der Trägerstruktur 4 verbundenes
rohrförmiges
Element 36, geeignet, zwischen zwei gebohrten Befestigungselementen 37 eingesetzt
zu werden, die fest mit dem Rahmen 2 verbunden sind, an
welchem das rohrförmige
Element 36 durch Einschieben eines durchgehenden Bolzens 38 befestigt
werden kann.
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Bei
der gezeigten Ausführung
ist das Scharnierelement 36 am vorderen Teil der Trägerstruktur 4 befestigt
und das rohrförmige
Element 36 ist mit seiner horizontalen Achse quer zu der
Kabine 1 angeordnet, um das Kippen der Kabine 1 nach
vorn zu erlauben, wie in 3 gezeigt ist.
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Insbesondere
sind die Scharnierelemente 34 zwei, beide montiert vorn
an der genannten Trägerstruktur 4.
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Das
Blockierelement 35 ist aus wenigstens einem Flansch 39 gebildet,
fest verbunden mit der Kabine 1, und durch wenigstens einen
Bolzen 40, der durch den genannten Flansch 39 geht
und mit dem Rahmen 2 der Erdbaumaschine 3 verbunden
werden kann (4).
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Insbesondere
enthält
bei der vorgezogenen Ausführung
das Blockierelement 35 ausserdem wenigstens ein Vibrationsdämpferelement 41,
das vollkommen zwischen dem Flansch 39 und dem Rahmen 2 eingesetzt
werden kann.
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Wie 4 zeigt,
enthält
das Vibrationsdämpferelement 41 vorteilhafterweise
zwei elastische Lager 42, eins angeordnet zwischen dem Flansch 39 und
dem Rahmen 2 und das andere zwischen dem Kopf des Bolzens 40 und
dem Flansch 39.
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Die
vorgezogene Ausführung
ist mit zwei Blockierelementen 35 versehen, die hinten
an der Trägerstruktur 4 befestigt
sind. Bei alternativen Ausführungen
kann die Position der Scharnierelemente mit jener der Blockierelemente
ausgewechselt werden, so dass die Kabine nach hinten anstatt nach vorn
gekippt werden kann, wobei beide Lösungen funktionsmässig gleichwertig
sind.
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Die
Kabine 1 kann ebenfalls wenigstens einen Kupplungspunkt 43 für wenigstens
eine pneumatische Zylinderfederung 44 enthalten, um das
Kippen der Kabine 1 selbst zu erleichtern.
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Vorteilhafterweise
kann die Kabine 1 auch einen Ansatz 45 enthalten,
ausgebildet als Haube und montiert hinten an der Trägerstruktur 4 und
dazu bestimmt, den Motor der Erdbaumaschine 3 abzudecken.
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Beim
Montieren der Kabine werden der Sitz 14, die Steuer hebel 20, 21,
die Steuertafel 22, die Griffe 12 und alle anderen
zweckmässigen
Teile an der Trägerstruktur 4 montiert.
Die hydraulischen Leitungen 24 mit den entsprechenden Halbkupplungen 25 werden
ebenfalls zusammen mit dem elektrischen Kreis 30 installiert
und befestigt.
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Falls
vorgesehen, wird auch der hintere Ansatz 45 zum Abdecken
des Motors montiert.
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An
diesem Punkt ist die Kabine 1 komplett und kann an der
Erdbaumaschine 3 montiert werden, die bereits vorher mit
allen anderen Teilen vervollständigt
worden ist.
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Der
Montageablauf enthält
die folgenden Phasen: die Kabine 1 wird auf dem Rahmen 2 positioniert,
an dem Rahmen 2 werden die Scharnierelemente 34 befestigt,
die Kabine 1 wird nach vorn gekippt und, bei den Ausführungen,
in denen sie vorgesehen sind, werden die pneumatischen Zylinder 44 an
der Kabine 1 befestigt. Das Hydrauliksystem der Kabine
wird dann mit dem des Rahmens 2 verbunden, wobei die Halbkupplungen 25, 26 zusammengesetzt
werden, und gleichermassen wird der elektrische Kreis 30 an
den elektrischen Kreis 33 der Maschine angeschlossen, indem
das Steckerterminal 32 in das Ausgangsterminal 31 eingesetzt
wird.
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Schliesslich
wird die Kabine 1 in die Betriebsposition (2)
gebracht und die Blockierelemente 35 werden an dem Rahmen 2 befestigt.
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Während des
Betriebes der Maschine 3, wenn ein Eingreifen an ihren
unter der Kabine 1 liegenden Teilen erforderlich ist, genügt es, die
Blockierelemente 35 freizugeben und die Kabine 1 nach vorn
zu kippen.
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Die
vorliegende Erfindung erreicht wichtige Vorteile.
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Erstens
hat die Kabine die Eigenschaft, selbst ein vollständiges Bauteil
darzustellen, und sie kann folglich an einem anderen Ort zusammengesetzt
werden als dem, an welchem die Basis der Maschine zusammengesetzt
wird.
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Später kann
die Kabine schneller auf der Maschine montiert werden.
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Dies
ist ein beachtlicher Vorteil betreffend die Produktion, da er es
erlaubt, die Konstruktion der Kabine auch Dritten zu übertragen.
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Zweitens
kann die Abnahme der Kabine zum Prüfen der Funktionalität der Steuermittel
und der Abdichtung des Hydrauliksystems getrennt vorgenommen werden.
Dank des leichten Anschlusses der Systeme, können alle Kabinen mit einer
einzigen verfügbaren
Maschinenbasis bereits an dem Ort ihres Zusammensetzens abgenommen
werden.
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Ausserdem
ist es dank der Fähigkeit
des Kippens der Kabine möglich,
leicht zu dem Teil der Maschine Zugang zu haben, der unter der Kabine
liegt, um Wartungs- oder Reparaturarbeiten auszuführen.
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Wenn
die Kabine ausserdem mit dem hinteren Ansatz versehen ist, ist der
Zugang maximal, weil man durch das Anhe ben der Kabine auch den Zugang
zu dem Motor freilegt. Ausserdem gewährleistet die Kabine eine beachtliche
Reduzierung des Geräusches,
des Staubes und der Vibration im Inneren der Kabine selbst während des
Betriebes, und zwar dank der Tatsache, dass der untere Abschnitt
sehr viel mehr geschlossen ist als bei denen nach dem Stand der
Technik.
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Es
sollte ebenfalls bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung
leicht zu realisieren ist, und dass auch die mit der Ausführung der
Erfindung zusammenhängenden
Kosten nicht sehr hoch sind.
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Die
so ausgelegte Erfindung kann zahlreichen Änderungen und Varianten unterliegen,
und zwar innerhalb des Zweckbereiches des anhängen Patentansprüche.
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Alle
Teile können
durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden, und praktisch
können alle
verwendeten Materialien wie auch die Abmessungen je nach den Anforderungen
beliebig sein.