DE69514699T2

DE69514699T2 - Schwenkbagger

Info

Publication number: DE69514699T2
Application number: DE1995614699
Authority: DE
Inventors: Shinya Okabe; Nobumitsu Sakuma
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2015-03-08
Also published as: EP0900886B1; EP0900886A2; EP0900886A3; EP0671511B1; EP0671511A3; DE69514699D1; DE69533115T2; EP0671511A2; DE69533115D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkbagger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Bagger ist aus der JP-U-2-84857 bekannt.
Um das Ausführen von Grabarbeiten auf engem Raum zu ermöglichen, wurde kürzlich ein Bagger entwickelt, durch den eine sogenannte Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks realisiert werden kann, bei der nicht nur der gesamte obere Aufbau innerhalb der Breite des Fahrwerks gedreht wird, sondern auch ein gesamter vorderer Anbau einschließlich einer Schaufel, eines Arms und eines Auslegers innerhalb der Breite des Fahrwerks zusammen gedreht werden kann, wobei eine Stellung (die nachstehend als Drehstellung bezeichnet wird) eingenommen wird, in der der vordere Anbau über dem oberen Aufbau eingeklappt ist. Ein derartiger Bagger wird als für extrem kleine Drehungen geeigneter hydraulischer Schaufelbagger bzw. hydraulischer Bagger bezeichnet. Da der für extrem kleine Drehungen geeignete hydraulische Bagger sämtliche Richtungen innerhalb eines Kreises einnehmen kann, dessen Durchmesser durch die Breite des Fahrwerks gegeben ist, kann er eine gewünschte Arbeit an jeder engen Stelle ausführen, so lange die Stelle breit genug ist, um das Passieren eines Baggerkörpers zu ermöglichen. Werden beispielsweise Bauarbeiten auf einer Spur einer zweispurigen Straße ausgeführt, kann die Arbeit ausgeführt werden, wobei der Verkehr nicht auf beiden Spuren, sondern lediglich auf einer Spur blockiert wird, was zu einem minimalen Ausmaß an Verkehrsbehinderung führt.
Im übrigen ist es bei kleinen hydraulischen Baggern einschließlich für extrem kleine Drehungen geeigneten Baggern im allgemeinen entscheidend, daß sie für die Funktion des Aufgrabens eines seitlichen Grabens in einer nahegelegenen Position quer zum Bagger ohne eine Veränderung der Richtung des Körpers geeignet sind. Diese Funktion wird entweder mit einem versetzt arbeitenden Bagger oder mit einem Schwenkbagger erreicht.
Wie beispielsweise in der JP-A-2-120427 und der JP-A-2- 213525 offenbart, weist der versetzt arbeitende Bagger einen Aufbau auf, bei dem der Ausleger in einen unteren Ausleger und einen oberen Ausleger unterteilt ist, wobei der obere Ausleger in bezug auf den unteren Ausleger horizontal schwenkbar ist und ein paralleler Verbindungsmechanismus und ein Zylinder zum Antreiben des parallelen Verbindungsmechanismus zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger angeordnet sind. Beim Betrieb des Zylinders wird ein Arm durch eine Aktion des parallelen Verbindungsmechanismus in bezug auf den unteren Ausleger übersetzt. Beim Graben eins seitlichen Grabens kann daher der Graben in einer gewünschten Position quer zum Baggerkörper innerhalb der Breite des Fahrwerks ausgeführt werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, den oberen Aufbau zu drehen.
Wie beispielsweise in der JP-U-4-46149 offenbart, weist der Schwenkbagger einen Aufbau auf, bei dem an einem vorderen mittleren Abschnitt eines oberen Aufbaus vor einer Kabine eine horizontal schwenkbare Schwenksäule angeordnet und an der Schwenksäule ein vorderer Anbau montiert ist. Das Graben eines seitlichen Grabens kann durch Drehen des oberen Aufbaus und Schwenken der Schwenksäule derart erfolgen, daß der gesamte vordere Anbau horizontal geschwenkt wird. Normalerweise umfaßt der Ausleger eines Schwenkbaggers zum Zwecke eines tiefen Grabens einen in einem bestimmten Winkel gebogenen einzelnen Ausleger.
Als für eine extrem kleine Drehung geeigneter hydraulischer Bagger wurde bisher in der Praxis ein versetzt arbeitender Bagger (der nachstehend als erste bekannte Technik bezeichnet wird) verwendet. Der Grund ist wie folgt. Ein Ausleger weist normalerweise eine in einem bestimmten Winkel gebogene Form auf. Zum Realisieren einer extrem kleinen Drehung eines Baggers mit einem derartigen Ausleger muß ein Ende des Auslegers in einer Position nahe dem Längszentrum eines oberen Aufbaus gehalten werden. Wenn für den Bagger jedoch der Schwenktyp kombiniert mit einer Konstruktion verwendet wird, bei der ein Ende des Auslegers in einer Position nahe dem Längszentrum des oberen Aufbaus gehalten wird, würde der Ausleger von der Kabine beeinträchtigt, und der vordere Anbau könnte bei einem horizontalen Schwenken des vorderen Anbaus in bezug auf den oberen Aufbau bei einem Versuch, die Arbeit des Aufgrabens eines seitlichen Grabens auszuführen, nicht auf die gleiche Seite wie die Kabine geschwenkt werden. Dementsprechend muß in der Praxis der versetzt arbeitende Bagger verwendet werden, dessen Arm in bezug auf den Ausleger horizontal schwenkbar ist, um eine Beeinträchtigung des vorderen Anbaus durch die Kabine zu verhindern.
Bei einem (nachstehend als zweite bekannte Technik bezeichneten) weiteren für extrem kleine Drehungen geeigneten hydraulischen Bagger, der ebenfalls in der Praxis eingesetzt wurde, wird auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen versetzt arbeitenden Typs ein zwischen einem oberen Ausleger und einem unteren Ausleger angeordneter Ausleger mit einem zusätzlichen Mechanismus verwendet, der auch ein vertikales Schwenken des oberen Auslegers in bezug auf den unteren Ausleger ermöglicht, wobei ein Öffnungswinkel zwischen den beiden Auslegern durch die Wirkung einer Querverbindung verändert wird.
In der JP-U-2-84857 ist ein (nachstehend als dritte bekannte Technik bezeichneter) Schwenkbagger offenbart, bei dem ein Ausleger einen in bezug auf eine Schwenksäule vertikal schwenkbaren unteren Ausleger und einen in bezug auf den unteren Ausleger vertikal schwenkbaren oberen Ausleger umfaßt. Bei dieser bekannten Technik wird ein Öffnungswinkel zwischen den beiden Auslegern in Abhängigkeit von einem Schwenkwinkel des unteren Auslegers durch die Wirkung einer Querverbindung derart verändert, daß der obere Ausleger bei einem maximalen Aufwärtsschwenken (d. h. bei einer maximalen Aufrichtung) des unteren Auslegers in der Ausfahrrichtung des unteren Auslegers gerade gestreckt ist und daß der obere Ausleger bei einem maximalen Schwenken des unteren Auslegers nach unten (d. h. in seiner maximal flachen Stellung) in bezug auf den unteren Ausleger in einem geeigneten Winkel gebogen ist. In einem vorderen mittleren Abschnitt eines oberen Aufbaus ist eine Schwenksäule angeordnet.
Ferner ist, wie in der JP-U-5-47798 offenbart, bei einem herkömmlichen Schwenkbagger (der nachstehend als vierte bekannte Technik bezeichnet wird) ein Horizontalbolzen (ein Bolzen am unteren Ende des Auslegers) als Kopplungspunkt zwischen einem Ausleger und der Schwenksäule vor einem Schwenkbolzen als Schwenkpunkt der Schwenksäule zum vorderen Anbau hin angeordnet.
In der EP 0 448 849 A1 ist ein Schaufelbagger mit einem unteren Verfahraufbau und einem oberen Rahmenaufbau sowie einem seitlich von einer Kabine angeordneten Ausleger offenbart. Der Auslager umfaßt einen ersten und einen zweiten Arm, die über eine Kolben-Zylinder-Anordnung in bezug aufeinander schwenkbar sind. Der erste Arm des Auslegers ist an einen nicht schwenkbaren Halteaufbau angeflanscht. Der Schaufelbagger weist keine Schwenksäule zum horizontalen Schwenken des Auslegers in bezug auf den oberen Rahmenaufbau auf.
Bei den Baggern gemäß dem Stand der Technik treten jedoch die folgenden Probleme auf. Bei dem versetzt arbeitenden Bagger als erster bekannter Technik wird aufgrund der Notwen digkeit der Montage des komplexen parallelen Verbindungsmechanismus und des Zylinders zum Antreiben desselben am vorderen Anbau das Gewicht des vorderen Anbaus gesteigert, was hinsichtlich der folgenden Punkte nachteilig ist.
(1) Der vordere Anbau ist so schwer, daß der Schwerpunkt zu seinem entfernten Ende verschoben wird, und der Bagger weist abhängig von der Stellung des vorderen Anbaus eine geringe Stabilität auf.
(2) Entsprechend dem gesteigerten Gewicht des vorderen Anbaus ist es auch erforderlich, ein schwereres Gegengewicht zu verwenden. Daher wird das Gewicht des gesamten Baggers vergleichbar mit dem eines Baggers, der eine Grabkapazität auf einem eine Klasse höher gelegenen Niveau aufweist als ein Bagger, der keinem versetzt arbeitenden, sondern einen Standardtyp angehört. Dadurch werden die Transportkosten gesteigert. Überdies wird die Größe des oberen Aufbaus gesteigert, was ein Hindernis bei der Realisierung einer extrem kleinen Drehung darstellt.
(3) Da das Gewicht des Baggerkörpers gesteigert wird, muß die Motorleistung vergrößert werden. Dadurch werden die Herstellungskosten und die Betriebskosten gesteigert.
Zudem treten bei dem versetzt arbeitenden Bagger die nachstehend beschriebenen Probleme auf, da der Arm und die Schaufel parallel zum Ausleger versetzt sind.
(4) Zum Koppeln des unteren Auslegers mit dem oberen Ausleger wird ein Vertikalbolzen verwendet, der verbogen werden oder brechen kann, wenn bei Abbrucharbeiten unter Verwendung eines Brechwerks oder dergleichen als vorderem Anbau in der Grabrichtung extrem große Aufschlagkräfte oder Schwingungen erzeugt werden.
(5) Beim Graben eines tiefen seitlichen Grabens besteht die Möglichkeit, daß ein unterer Abschnitt des parallelen Verbindungsmechanismus durch die Oberfläche des Bodens beeinträchtigt wird. Dementsprechend kann mit dem versetzt arbeitenden Bagger keine mit der durch Standardbagger erreichbaren Grabtiefe vergleichbare Grabtiefe erzielt werden.
(6) Aufgrund der Verwendung des komplexen parallelen Verbindungsmechanismus werden die Herstellungskosten gesteigert, und es sind häufiger Wartungsarbeiten erforderlich.
(7) Wenn der Arm und die Schaufel zu der der Kabine gegenüberliegenden Seite versetzt werden, wird das Gesichtsfeld durch den Ausleger eingeschränkt, wodurch es für den Bediener schwierig ist, die Grabposition von der Kabine aus zu sehen.
(8) Wenn der Arm und die Schaufel zur gleichen Seite wie die Kabine versetzt werden, besteht die Möglichkeit, daß die vor der Kabine angeordnete Schaufel durch die Kabine stark beeinträchtigt wird. Um eine derartige Möglichkeit auszuschließen, muß eine Einrichtung zum Verhindern der Beeinträchtigung vorgesehen sein. Eine zu diesem Zweck erforderliche Vorrichtung zum Verhindern einer Beeinträchtigung ist jedoch hinsichtlich ihres gesamten Aufbaus kompliziert und umfaßt eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Schwenkwinkeln des unteren Auslegers und des Arms, die den vorderen Anbau bilden, und einer Versetzungsgröße sowie eine Arithmetikeinrichtung. Dies führt zu höheren Herstellungskosten.
Bei der zweiten bekannten Technik treten aufgrund der Verwendung des gleichen versetzt arbeitenden Typs wie bei der ersten bekannten Technik ähnliche Probleme wie die vorstehend beschriebenen auf.
Daneben kann bei dem Schwenkbagger das untere Ende des Auslegers nicht in einer Position in der Nähe des Längszentrums des oberen Aufbaus gehalten werden, und daher kann der Bagger, wie vorstehend beschrieben, nicht so konstruiert sein, daß eine Drehung des gesamten vorderen Anbaus innerhalb der Breite des Fahrwerks möglich ist. Anders ausgedrückt wird das untere Ende des Auslegers bei dem Schwenkbagger von der im wesentlichen mittig vor der Kabine angeordneten Schwenksäule gehalten, und als Ausleger wird ein vertikal in einem bestimmten Winkel gebogener einzelner Ausleger verwendet. Wenn der Biegungswinkel des Auslegers derart eingestellt ist, daß bei einer maximale Abwärtsneigung des Auslegers ein tiefes Graben ermöglicht wird, ragt daher bei einer Drehung des oberen Aufbaus selbst in einer Stellung, in der der Ausleger maximal nach oben geneigt ist, ein Teil des vorderen Anbaus über die Breite des Fahrwerks hinaus. Da die Schwenksäule im wesentlichen mittig vor der Kabine angeordnet ist, muß zudem die Kabine auf dem schmalen oberen Aufbau nach hinten verschoben werden, damit der Ausleger bei einem maximalen Aufwärtsschwenken einen großen Neigungswinkel aufweist. Dies impliziert Schwierigkeiten bei der Konstruktion der Kabine.
Da bei der vorstehend beschriebenen dritten Technik der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger durch die Wirkung der Querverbindung in Abhängigkeit von einem Schwenkwinkel des unteren Auslegers verändert wird, wird der obere Ausleger in bezug auf den unteren Ausleger derart gebogen, daß bei einem maximalen Abwärtsschwenken des unteren Auslegers ein tiefes Graben ermöglicht wird, und der obere Ausleger ist bei einem maximalen Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers in bezug auf den unteren Ausleger gerade ausgestreckt, wodurch ein Heben der Schaufel auf ein höheres Niveau ermöglicht wird. Da die Schwenksäule jedoch im vorderen mittleren Abschnitt des oberen Aufbaus angeordnet ist, wie bei einem normalen Schwenkbagger, würde der untere Ausleger gegen die Kabine schlagen, wenn versucht würde, den unte ren Ausleger über seine vertikale Stellung hinaus nach hinten zu schwenken. Daher kann der maximale Aufwärtsschwenkwinkel des unteren Auslegers nicht auf einen großen Wert eingestellt werden. Dies führt zu einer Beschränkung bei der Verringerung eines minimalen Drehradius des vorderen Anbaus, der gegeben ist, wenn der untere Ausleger maximal nach oben geschwenkt ist. Daher treten bei der dritten bekannten Technik ebenfalls ähnliche Probleme wie bei dem vorstehend beschriebenen Schwenkbagger mit einem einzelnen Ausleger auf.
Wenn der Kopplungspunkt zwischen dem Ausleger und der Schwenksäule vor dem Schwenkpunkt der Schwenksäule zum vorderen Anbau hin angeordnet ist, wie bei der vorstehend beschriebenen vierten bekannten Technik, muß die Position der Schwenksäule auf dem oberen Aufbau zum Erreichen einer Verringerung des minimalen Drehradius in bezug auf den vorderen Anbau derart nach hinten verschoben werden, daß der gesamte vordere Anbau näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus verlegt wird. Dies führt zu den folgenden Problemen.
(1) Wenn die Schwenksäule zur Verringerung des minimalen Schwenkradius in der Drehstellung näher am Drehpunkt des oberen Aufbaus angeordnet ist, wird der Abstand zwischen dem Schwenkpunkt des vorderen Anbaus und dem Drehpunkt des oberen Aufbaus verkürzt, und daher wird der gesamte vordere Anbau zum Drehpunkt des oberen Aufbaus bewegt, wenn durch Drehen des oberen Aufbaus und Schwenken des gesamten vorderen Anbaus in der entgegengesetzten Richtung ein seitlicher Graben gegraben wird. Dementsprechend wird der Abstand zum seitlichen Graben zwischen einer seitlichen Außenfläche des Fahrwerks und einer äußeren Wandfläche des seitlichen Grabens verringert, und der seitliche Graben kann nicht in einer Position gegraben werden, die um einen mit dem herkömmlicher Weise erzielten vergleichbaren Abstand quer vom Längszentrum des Baggerkörpers beabstandet ist.
(2) Wenn die Schwenksäule näher am Drehpunkt des oberen Aufbaus angeordnet ist, muß ein maximaler Schwenkwinkel des Auslegers nach unten kleiner als herkömmlich sein, um eine Beeinträchtigung des Auslegers oder des Auslegerzylinders durch ein vom Baggerkörper nach vorne vorstehend vorgesehenes Blatt zu verhindern. Dadurch wird die maximale Grabtiefe verringert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Schwenkbagger zu schaffen, durch den eine Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks mit einer einfachen Konstruktion ohne die Verwendung eines komplexen Verbindungsmechanismus, d. h. ohne eine Steigerung des Gewichts des vorderen Anbaus durch diesen, realisiert und eine Beeinträchtigung des vorderen Anbaus durch eine Kabine beim Schwenken des vorderen Anbaus leicht verhindert werden können.
Die Aufgabe wird durch einen Schwenkbagger gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Vorzugsweise ist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger ausgebildet, daß der Öffnungswinkel beim Hochschwenken des unteren Auslegers vergrößert wird.
Vorzugsweise ist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger ausgebildet, daß der Öffnungswinkel vergrößert wird, wenn der untere Ausleger in einem ersten Bereich nach oben geschwenkt wird, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers größer als ein vorbestimmter Schwenkwinkel ist, wobei der Öffnungswinkel vergrößert wird, wenn der untere Ausleger in einem zweiten Bereich nach unten geschwenkt wird, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers kleiner als der vorbestimmte Schwenkwinkel ist, und wobei der Öffnungswinkel bei diesem vorbestimmten Schwenkwinkel minimiert ist.
Vorzugsweise ist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart ausgelegt, daß sich der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in einer Stellung mit maximalem Baggerbereich des vorderen Anbaus in der Nähe des vorbestimmten Schwenkwinkels befindet.
Vorzugsweise ist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger ausgelegt, daß der Öffnungswinkel einen größeren Wert einnimmt, wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in der Nähe des maximalen Schwenkwinkels beim Hochschwenken des unteren Auslegers als wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in der Nähe eines maximalen Schwenkwinkels beim Herunterschwenken des unteren Auslegers ist.
Vorzugsweise ist ein Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule vom vorderen Anbau weg angeordnet.
Vorzugsweise weist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung eine Querverbindung auf, deren eines Ende mit der Schwenksäule über einen Horizontalbolzen und deren anderes Ende mit dem oberen Ausleger über einen Horizontalbolzen derart verbunden ist, daß die Querverbindung eine Linie schneidet, die den Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule und einen Kupplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger verbindet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Schwenkbagger ist eine Position des Kopplungspunkts zwischen der Querverbindung und der Schwenksäule vorzugsweise hinter oder vor einer Position des Kopplungspunkts zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule von dem vorderen Anbau weg oder zu diesem hin angeordnet.
Vorzugsweise weist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung einen Hydraulikzylinder mit einem über einen Horizontal bolzen mit der Schwenksäule verbundenen einen Ende und einem über einen Horizontalbolzen mit dem oberen Ausleger verbundenen anderen Ende und eine Einrichtung zur Steuerung der Ausfahr- und Einfahrbewegung des Hydraulikzylinders derart auf, daß der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers verändert wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Ausleger in den unteren Ausleger und den oberen Ausleger unterteilt, und der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger (der nachstehend als Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bezeichnet wird) wird durch die Einrichtung zur Einstellung des Öffnungswinkels in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers derart verändert, daß der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in einer Drehstellung, in der der untere Ausleger vollständig aufwärts geschwenkt und der vordere Anbau eingeklappt ist, maximiert wird. Ebenso ist die Schwenksäule auf dem oberen Aufbau in einer Position vor und seitlich von der Kabine montiert, wodurch es möglich wird, daß der untere Ausleger ohne die Notwendigkeit einer großen Veränderung der Konstruktion, wie einer Verschiebung der Kabine nach hinten, nach oben einen gesteigerten maximalen Schwenkwinkel einnehmen kann, wobei eine Beeinträchtigung des unteren Auslegers durch die Kabine verhindert wird. Dadurch wird der minimale Drehradius des vorderen Anbaus derart verringert, daß eine Drehung um weniger als die Breite des Fahrwerks ermöglicht wird. Daher kann durch Verwenden einer einfachen Schwenkkonstruktion ohne Verwendung eines komplexen parallelen Verbindungsmechanismus ein Bagger für extrem kleine Drehungen erzeugt werden, der zum Realisieren einer Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks geeignet ist. Ebenso besteht, wenn die Schwenksäule nur an einer Position vor und seitlich von der Kabine angeordnet ist, nach wie vor die Möglichkeit, daß die Schaufel die Kabine trifft, wenn in einem Zustand, in dem die Schwenksäule und der vordere An bau auf der gleichen Seite senkrecht zur Kabine geschwenkt werden, der Ausleger aufwärts geschwenkt wird und der Arm eingeklappt ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch aufgrund der Verwendung der Einrichtung zur Einstellung des Öffnungswinkels, durch die der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei einem Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers gesteigert wird, die Schaufel oberhalb der Kabine vorbei bewegt, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß die Schaufel die Kabine treffen kann.
Da ferner die Einrichtung zur Einstellung des Öffnungswinkels derart beschaffen ist, daß der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei aufwärts geschwenktem unteren Ausleger gesteigert wird, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei maximal nach oben geschwenktem unteren Ausleger derart vergrößert, daß der vordere Anbau eine Drehstellung einnehmen kann, die schmaler als die Breite des Fahrwerks ist.
Ferner ist die Einrichtung zur Einstellung des Öffnungswinkels derart eingestellt, daß der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern so verändert wird, daß er bei einem Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers in einem ersten Bereich, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers größer als ein vorgegebener Schwenkwinkel ist, gesteigert wird und bei einem Abwärtsschwenken des unteren Auslegers in einen zweiten Bereich, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers kleiner als der vorgegebene Schwenkwinkel ist, gesteigert wird. Daher wird im ersten Bereich der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der maximal aufwärts geschwenkten Stellung des unteren Auslegers vergrößert, wodurch dem vorderen Anbau das Einnehmen einer Drehstellung ermöglicht wird, die schmaler als die Breite des Fahrwerks ist, und im zweiten Bereich wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der maximal abwärts geschwenkten Stellung des unteren Auslegers vergrößert, wodurch die Schaufel für ein tiefes Graben in eine tiefere Po sition bewegt werden kann. Ebenso wird durch die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in dem vorgegebenen Schwenkwinkel minimiert. Wenn daher der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in der Position des vorderen Anbaus mit der maximalen Grabreichweite derart eingestellt wird, daß er in der Nähe des vorgegebenen Schwenkwinkels liegt, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der Position der maximalen Grabreichweite verringert, und die Strecke vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel mit der maximalen Grabreichweite wird verkürzt. Dadurch wird das Kippmoment in der Position mit der maximalen Grabreichweite verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird.
Insbesondere wird durch Einstellen des Schwenkwinkels des unteren Auslegers in der Grabstellung des vorderen Anbaus mit maximaler Reichweite in der Nähe des vorgegeben Schwenkwinkels die Länge der maximalen Grabreichweite am meisten verkürzt, und die Wirkung der Steigerung der Stabilität des Baggers wird maximiert.
Zudem ist die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart beschaffen, daß sie den Öffnungswinkel zwischen den Auslegern derart verändert, daß er einen größeren Wert annimmt, wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in der Nähe seines maximal aufwärts geschwenkten Winkels liegt als wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers in der Nähe seines maximal nach unten geschwenkten Winkels liegt. Durch dieses Merkmal wird es, wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall, ebenso möglich, daß der vordere Anbau in einem Zustand, in dem der untere Ausleger vollständig nach oben geschwenkt ist, eine Drehstellung einnimmt, die schmaler als die Breite des Fahrwerks ist, und daß die Schaufel in einem Zustand, in dem der untere Ausleger vollständig nach unten geschwenkt ist, für ein tiefes Graben in eine tiefere Position bewegt werden kann.
Bei einem Aufbau, bei dem der Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule entfernt von dem vorderen Ausleger angeordnet ist, gelangen der vertikale Schwenkpunkt des unteren Auslegers und damit der vordere Anbau näher an den Schwenkpunkt des oberen Aufbaus. Dementsprechend wird der minimale Drehradius weiter verringert, und entsprechend dieser Verringerung wird eine Steigerung des zum Halten des vorderen Anbaus innerhalb der Breite des Fahrwerks erforderlichen Öffnungswinkels zwischen den Auslegern verringert, und die auf die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung aufgebrachte Last wird vermindert. Überdies wird dadurch, daß das vertikale Schwenkzentrum des vorderen Anbaus näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus kommt, die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel verkürzt, und dadurch wird das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite weiter verringert, wodurch eine höhere Stabilität des Baggers sichergestellt wird. Da der Schwenkpunkt der Schwenksäule nicht verändert wird, wird andererseits der seitliche Abstand zum Graben (d. h. der Abstand zwischen der äußeren Seitenfläche des Fahrwerks und einer äußeren Wandfläche des seitlichen Grabens) nicht geopfert.
Durch das Merkmal, daß die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung eine Querverbindung aufweist, deren eines Ende über einen Horizontalbolzen mit der Schwenksäule gekoppelt ist und deren anderes Ende über einen Horizontalbolzen mit dem oberen Ausleger gekoppelt ist, wobei die Querverbindung derart angeordnet ist, daß sie eine Linie schneidet, die den Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule mit dem Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Ausleger verbindet, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der maximal aufwärts geschwenkten Stellung des unteren Auslegers derart vergrößert, daß der vordere Anbau bei dieser Stellung des unteren Auslegers eine Schwenkpositi on einnehmen kann, die schmaler als die Breite des Fahrwerks ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Form wird durch Versetzen der Position des Kopplungspunkts zwischen der Querverbindung und der Schwenksäule hinter die Position des Kopplungspunkts zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule entfernt von dem vorderen Anbau der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite verringert, und die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel wird verkürzt. Darüber hinaus wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der maximal nach unten geschwenkten Stellung des unteren Auslegers gesteigert, um ein tiefes Graben zu ermöglichen.
Als Alternative wird die Position des Kopplungspunkts zwischen der Querverbindung und der Schwenksäule derart eingestellt, daß sie vor der Position des Kopplungspunkts zwischen dem unteren Ausleger und der Schwenksäule zum vorderen Anbau hin liegt. Dieses Merkmal bietet zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Vorteilen den folgenden Vorteil. Da die Kopplungsposition an einem Ende der Querverbindung an der Schwenksäule vor der Kopplungsposition des unteren Auslegers angeordnet ist, kann die Länge der Schwenksäule in Längsrichtung verkürzt werden, und die gesamte Größe der Schwenksäule selbst kann verringert werden. Dementsprechend wird der Freiheitsgrad bei der Konstruktion gesteigert.
Durch das weitere Merkmal, daß die Öffnungswinkel- Einstelleinrichtung einen Hydraulikzylinder, dessen eines Ende über einen Horizontalbolzen mit der Schwenksäule oder dem unteren Ausleger gekoppelt ist und dessen anderes Ende über einen Horizontalbolzen mit dem oberen Ausleger gekoppelt ist, und eine Einrichtung zur derartigen Steuerung des Ausfahrens und Einziehens des Hydraulikzylinders aufweist, daß der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger und dem oberen Aus leger in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers verändert wird, kann der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers verändert werden. Zudem können in diesem Fall das Ausfahren und Zusammenziehen des Hydraulikzylinders in jedem gewünschten Ausmaß verändert werden, und daher kann der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern ebenfalls in jedem gewünschten Ausmaß verändert werden.
Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff "insgesamt innerhalb der Breite des Fahrwerks" bedeutet, daß der obere Aufbau einschließlich des vorderen Anbaus in der Praxis "innerhalb der Breite des Fahrwerks" gedreht wird und es, wenn auch abhängig von der Größe der Maschine, zulässig ist, daß die gedrehten Komponenten beim Betrieb im Bereich von mehreren Zehntel Millimetern über die Breite des Fahrwerks (d. h. die seitlichen Enden des Fahrwerks) hinaus ragen.
Der Kopplungspunkt zwischen dem Ausleger und der Schwenksäule ist von dem vorderen Anbau entfernt hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule angeordnet. Daher kommen der vertikale Schwenkpunkt des Auslegers und damit des vorderen Anbaus näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus, und der minimale Drehradius in der Drehstellung wird verringert. Da die Position der Schwenksäule (d. h. der Schwenkpunkt) in bezug auf den oberen Aufbau nicht verändert werden muß, wird auch der vordere Anbau nicht zum Drehpunkt des oberen Aufbaus verschoben, wenn durch Drehen des oberen Aufbaus und Schwenken des gesamten vorderen Anbaus in der dem oberen Aufbau entgegengesetzten Richtung ein seitlicher Graben gegraben wird, und daher wird der gleiche Abstand zu einem seitlichen Graben wie beim Stand der Technik sichergestellt. Da ferner die Position der Schwenksäule nicht verändert wird, wird auch der maximale Schwenkwinkel des Auslegers nach unten in der Stellung zum tiefen Graben nicht verändert, und die gleiche maximale Grabtiefe wie beim Stand der Technik wird erreicht.
Zudem wird dadurch, daß der vertikale Schwenkpunkt des vorderen Anbaus näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus kommt, die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel verkürzt, und daher wird das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die den Aufbau eines Schwenkbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Baggers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise eines vorderen Anbaus des Baggers gemäß den Fig. 1 und 2, in der eine Kabine weggelassen wurde und zur Vereinfachung nur ihre äußere Kontour durch Zwei-Punkt-Strich-Linien dargestellt ist;
Fig. 4 ist eine Draufsicht des Baggers gemäß Fig. 3 in einer Drehstellung;
Fig. 5A ist eine vergrößerte Ansicht einer Schwenksäule des Baggers gemäß den Fig. 1 und 2, und Fig. 5B ist eine Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel zeigt, bei dem ein Horizontalbolzen vor einem Schwenkbolzen zum vorderen Anbau hin angeordnet ist;
Fig. 6 ist eine Ansicht zur vergleichenden Darstellung von Bewegungen der an den jeweiligen Schwenksäulen gemäß den Fig. 5A und 5B montierten vorderen Anbauten, wobei die Kabine in der Ansicht, wie in Fig. 3, in vereinfachter Form dargestellt ist;
die Fig. 7A und 7B sind Draufsichten, die einen Zustand beim Graben eines seitlichen Grabens zeigen, wobei Fig. 7A den Fall der in Fig. 5A gezeigten Ausführungsform darstellt und Fig. 7B den Fall des in Fig. 5B gezeigten Vergleichsbeispiels darstellt;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht, die den Aufbau und die Funktionsweise eines Schwenkbaggers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Ansicht, wie Fig. 3, die Kabine in vereinfachter Form darstellt;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die den Aufbau und die Funktionsweise eines Schwenkbaggers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Ansicht, wie Fig. 3, die Kabine in vereinfachter Form darstellt;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Hydraulikkreises für einen oberen Auslegerzylinder gemäß Fig. 9;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Steuereinheit gemäß Fig. 10 zeigt;
Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm der durch die Steuereinheit gemäß Fig. 10 auszuführenden Steuerung eines oberen Auslegerzylinders;
Fig. 13 ist eine Seitenansicht, die eine Modifikation des Baggers gemäß Fig. 9 zeigt, wobei ein oberer Auslegerzylinder zwischen einem unteren Ausleger und einem oberen Ausleger gekoppelt ist und die Ansicht, wie Fig. 3, die Kabine in vereinfachter Form darstellt;
Fig. 14 ist eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, bei der die vorliegende Erfindung auf einen Bagger mit einer verglasten Kabine angewendet ist;
Fig. 15 ist eine Seitenansicht, die die Konstruktion eines Schwenkbaggers gemäß einer verwandten Technik zeigt;
Fig. 16A ist eine vergrößerte Ansicht einer Schwenksäule des Baggers gemäß Fig. 15, und Fig. 16A ist eine Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel zeigt, bei dem ein Horizontalbolzen vor einem Schwenkbolzen zu einem vorderen Anbau hin angeordnet ist;
Fig. 17 ist eine Ansicht einer verwandten Technik zur vergleichenden Darstellung von Bewegungen der an den jeweiligen Schwenksäulen gemäß den Fig. 16A und 16B montierten vorderen Anbauten, wobei eine Kabine weggelassen ist und zur Vereinfachung nur ihre äußere Kontour durch Zwei-Punkt- Strich-Linien angedeutet ist; und
die Fig. 18A und 18B sind Draufsichten, die einen Zustand beim Graben eines seitlichen Grabens zeigen, wobei Fig. 18A den Fall der in Fig. 16A gezeigten Ausführungsform darstellt und Fig. 18B den Fall des in Fig. 16B gezeigten Vergleichsbeispiels darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform eines Schwenkbaggers gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben. Der Bagger gemäß dieser Ausführungsform ist ein für extrem kleine Drehungen geeigneter hydraulischer Schaufelbagger, durch den eine Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks verwirklicht werden kann.
Zunächst wird die Konstruktion des Baggers gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Bei dem Bagger gemäß dieser Ausführungsform ist, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ein oberer Aufbau 11 auf einem Fahrwerk 10 montiert, das zum Bewegen eines Baggerkörpers verfahren wird, und auf der einen Seite des oberen Aufbaus 11 ist eine Kabine 12 montiert. Eine Schwenksäule 13 ist durch einen Schwenkbolzen als Vertikalbolzen an einer Position vor und seitlich von der Kabine 12 an dem oberen Aufbau 11 befestigt. Ein vorderer Anbau 1 mit einer Schaufel 22, einem Arm 19, einem oberen Ausleger 17, einem unteren Ausleger 14 und einer Querverbindung 15 ist an der Schwenksäule 13 montiert. Die Schwenksäule 13 ist horizontal um den Schwenkbolzen 30 schwenkbar. Wie allgemein bekannt sind ein Sitz, verschiedene Steuerhebel, etc. in der Kabine 12 montiert.
Der obere Aufbau 11 weist eine Größe auf, durch die er vollständig innerhalb der Breite des Fahrwerks 10 gedreht werden kann, und er wird durch einen (nicht dargestellten) Drehmechanismus derart betätigt, daß er horizontal gedreht wird. Zusätzlich zu der Kabine 12, der Schwenksäule 13 und dem vorderen Anbau 1, die vorstehend erwähnt sind, sind auf dem oberen Aufbau 11 auch sämtliche Arten von für einen typischen hydraulischen Schaufelbagger oder Bagger erforderlichen Vorrichtungen, beispielsweise hydraulische Vorrichtungen, wie Hydraulikpumpen und Ventile zum Antreiben eines Auslegerzylinders 16, eines Armzylinders 18, eines Schaufelzylinders 20 und eines Schwenkzylinders 23, die nachstehend beschrieben werden, montiert.
Der Ausleger ist in zwei Teile, d. h. den unteren Ausleger 14 und den oberen Ausleger 17, unterteilt. Das untere Ende des unteren Auslegers 14 ist über einen Horizontalbolzen 31 mit der Schwenksäule 13 gekoppelt, und sein entferntes Ende ist über einen Horizontalbolzen 32 mit dem oberen Ausleger 17 gekoppelt. Ebenso ist das untere Ende des Auslegerzylinders 16 durch einen Horizontalbolzen 16A mit der Schwenksäule 13 gekoppelt, und das entfernte Ende des Stabs ist durch einen Horizontalbolzen 16B mit dem unteren Ausleger 14 gekoppelt, wodurch der untere Ausleger 14 bei seinem Ausfahren und bei seiner Kontraktion vertikal geschwenkt wird. Dadurch dient der Auslegerzylinder 16 als Energiequelle zum Schwenken des unteren Auslegers 14. Andererseits ist das untere Ende des oberen Auslegers 17, wie vorstehend erwähnt, durch den Horizontalbolzen 32 mit dem unteren Ausleger 14 gekoppelt, und sein entferntes Ende ist durch einen Horizontalbolzen 33 mit dem Arm 19 gekoppelt. Zudem ist die später beschriebene Querverbindung 15 durch einen Horizontalbolzen 34 mit dem oberen Ausleger gekoppelt.
Hierbei wird der Schwenkwinkel des unteren Auslegers 14 nach oben maximiert, wenn der Auslegerzylinder 14 maximal ausgefahren wird, und nach unten maximiert, wenn der Auslegerzylinder 16 auf ein Minimum eingefahren wird. Ebenso wird bei einer Steigerung des Schwenkwinkels nach oben der untere Ausleger 14 allmählich über seine vertikale Stellung hinaus nach hinten geschwenkt. Da bei einem herkömmlichen Schwenkbagger die Schwenksäule in der Mitte des oberen Aufbaus vor der Kabine montiert ist, besteht die Möglichkeit, daß der untere Ausleger 14 gegen die Kabine stößt, wenn der untere Ausleger über seine vertikale Stellung hinaus nach hinten geschwenkt wird. Daher wurde der maximale Aufwärtsschwenkwinkel des unteren Auslegers 14 derart beschränkt, daß der untere Ausleger 14 nicht bis zur Position der Kabine nach hinten geschwenkt wird. Da bei dieser Ausführungsform die Schwenksäule 13 in einer Position vor und seitlich von der Kabine 12 angeordnet ist, stößt der untere Ausleger 14 selbst dann nicht gegen die Kabine 12, wenn der untere Ausleger 14 stark nach hinten geschwenkt wird. Dementsprechend ist der maximale Aufwärtsschwenkwinkel des unteren Auslegers 14, der gegeben ist, wenn der Auslegerzylinder 16 maximal ausgefahren ist, bei dieser Ausführungsform derart eingestellt, daß der untere Ausleger 14 bis zu einer Position geschwenkt werden kann, in der er bei dem Stand der Technik durch die Kabine 12 beeinträchtigt wird, d. h. der untere Ausleger 14 kann bis zu einer Position nach hinten geschwenkt werden, die eine Linie überschreitet, die sich seitlich von der Kabine 12 erstreckt. Diese Einstellung wird durch die geeignete Konstruktion eines maximalen Hubs des Auslegerzylinders 16, wenn dieser maximal ausgefahren ist, und durch seine Montagebeziehung in bezug auf die Schwenksäule 13 realisiert.
Der Horizontalbolzen 31 der Schwenksäule 13 als Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger 14 und der Schwenksäule 13 ist hinter dem Schwenkbolzen 30 als Schwenkpunkt der Schwenksäule 13 entfernt von dem vorderen Anbau 1 angeordnet.
Die Querverbindung 15 ist ein Element, das eine Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung bildet, ihr eines Ende ist durch einen Horizontalbolzen 35 mit der Schwenksäule 13 gekoppelt, und ihr anderes Ende ist durch den Horizontalbolzen 34 mit dem oberen Ausleger 17 gekoppelt. An der Schwenksäule 13 ist der Horizontalbolzen 35 an einem Ende der Querverbindung 15 hinter dem Horizontalbolzen 31 am unteren Ende des unteren Auslegers 14 entfernt von dem vorderen Anbau 1 angeordnet. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung schneidet die Querverbindung 15 eine gerade Linie, die den Horizontalbolzen 32, durch den der obere Ausleger 17 und der unteren Ausleger 14 miteinander gekoppelt sind, mit dem Horizontalbolzen 31 verbindet, durch den der untere Ausleger 14 und die Schwenksäule 13 miteinander gekoppelt sind.
Die Querverbindung 15 dient, wie später im einzelnen beschrieben, dem Verändern eines Öffnungswinkels zwischen dem oberen Ausleger 17 und dem unteren Ausleger 14 zu dessen Maximierung bei einem derartigen maximalen Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers, daß der untere Ausleger 14 über die Linie, die sich seitlich von der Kabine 12 erstreckt, hinaus nach hinten geschwenkt ist. Dieser maximale Öffnungswinkel ist derart eingestellt, daß ein minimaler Drehradius des vorderen Aufbaus 1 erzeugt wird, der unter der Bedingung, daß der untere Ausleger 14 über die Linie, die sich seitlich von der Kabine 12 erstreckt, hinaus zurück gebogen ist, insgesamt mit der Breite des Fahrwerks 10 übereinstimmt oder kleiner als diese ist.
Der Arm 19 ist, wie vorstehend beschrieben, durch den Horizontalbolzen 33 vertikal schwenkbar mit dem entfernten Ende des oberen Auslegers 17 gekoppelt, und die Schaufel 22 ist durch Schaufelverbindungen 21 vertikal schwenkbar mit einem entfernten Ende des Arms 19 gekoppelt. Der Armzylinder 18 ist durch Horizontalbolzen 36, 37 zwischen dem oberen Ausleger 17 und dem Arm 19 befestigt. Ein Öffnungswinkel zwischen dem Arm 19 und dem oberen Auslegers 17 wird bei einem Ausfahren und bei einer Kontraktion des Armzylinders 18 verändert. Ebenso ist der Schaufelzylinder 20 durch Horizontalbolzen 38, 39 zwischen dem Arm 19 und den Schaufelverbindungen 21 befestigt. Die Schaufelverbindungen 21 werden bei einem Ausfahren bzw. einer Kontraktion des Schaufelzylinders 20 bewegt, worauf die Schaufel 22 winkelig um ihren Kopplungspunkt zum Arm 19 bewegt wird, um dadurch Erde, Sand, etc. aufzugraben. Daher dienen der Armzylinder 18 und der Schaufelzylinder 20 jeweils als Energiequellen für eine winkelige Bewegung des Arms 19 und der Schaufel 22.
Überdies ist das entfernte Stabende des Schwenkzylinders 23 durch einen Vertikalbolzen 23a mit der Schwenksäule 13 gekoppelt, und sein unteres Ende ist durch einen Vertikalbolzen 23a mit einer vorgegebenen Position am oberen Aufbau 11 gekoppelt. Wenn der Schwenkzylinder 23 ausgefahren und eingefahren wird, wie in Fig. 23 durch gestrichelte Linien dargestellt, wird die Schwenksäule 13 entsprechend geschwenkt, wie durch gestrichelte Linien dargestellt, und der vordere Anbau 1 wird ebenfalls in bezug auf den oberen Aufbau 11 geschwenkt (siehe Fig. 2). Beim Aufgraben eines seitlichen Grabens durch den Bagger gemäß dieser Ausführungsform wird der obere Aufbau 11 gedreht, und der Schwenkzylinder 23 wird selektiv ausgefahren bzw. eingefahren, wodurch die Schwenksäule 13 und damit der vordere Anbau 1 in der entgegengesetzten Richtung wie der obere Aufbau 11 geschwenkt wird, wie bei herkömmlichen Schwenkbaggern.
Die Funktionsweise des Baggers gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben, wobei die Wirkung der Querverbindung 15 im Vordergrund steht.
Gemäß Fig. 3 wird der untere Ausleger 14 bei einem Ausfahren und Einfahren des Auslegerzylinders 16 vertikal um den Horizontalbolzen 31 als seinem Kopplungspunkt zur Schwenksäule 13 geschwenkt. Da der obere Ausleger 17 durch den Horizontalbolzen 32 mit dem unteren Ausleger 14 und die Querverbindung 15 durch den Horizontalbolzen 32 mit dem unteren Ausleger 17 gekoppelt ist, wird der Öffnungswinkel zwischen dem oberen Ausleger 17 und dem unteren Ausleger 14 in Abhängigkeit von einer Bewegung des unteren Auslegers 14 verändert.
Der Horizontalbolzen 32 am entfernten Ende des unteren Auslegers bewegt sich längs eines Pfads A, der ein (in Fig. 3 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellter) Kreis mit dem Horizontalbolzen 31 am unteren Ende des unteren Auslegers 14 als Mittelpunkt ist, und der Horizontalbolzen 34 am entfernten Ende der Querverbindung 15 bewegt sich längs einem Pfad B, der ein (in Fig. 3 durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie dargestellter) Kreis mit dem Horizontalbolzen 35 am einen Ende der Querverbindung 15 als Mittelpunkt ist. Als Bezug ist in Fig. 3 auch ein Pfad C des Horizontalbolzens 33 dargestellt, durch den der obere Ausleger 17 mit dem Arm 19 gekoppelt ist. Die Querverbindung 15 ist derart beschaffen, daß die Querverbindung 15 die gerade Linie schneidet, die in der Stellung gemäß Fig. 1 den Horizontalbolzen 32 und den Horizontalbolzen 31 verbindet, und der Pfad A des Horizontalbolzens 32 am entfernten Ende des unteren Auslegers 14 überlappt den Pfad B des Horizontalbolzens 34 am entfernten Ende der Querverbindung 15, wie in Fig. 3 dargestellt. Wenn bei diesem Aufbau der Pfad B des Horizontalbolzens 34 am entfernten Ende der Querverbindung 15 außerhalb des Pfads A des Horizontalbolzens 32 am entfernten Ende des unteren Auslegers 14 angeordnet ist, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei einer Vergrößerung des Abstands zwischen den Pfaden A und B gestei gert. Umgekehrt wird, wenn der Pfad B des Horizontalbolzens 34 am entfernten Ende der Querverbindung 15 innerhalb des Pfads A des Horizontalbolzens 32 am entfernten Ende des unteren Auslegers 14 angeordnet ist, der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei einer Vergrößerung des Abstands zwischen den Pfaden A und B verringert. Durch eine derartige Einstellung der Positionsbeziehung zwischen der Querverbindung 15 und dem unteren Ausleger 14 kann der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern auf einen gewünschten Wert gesteuert werden.
Genauer wird in einem (in Fig. 3 durch I bezeichneten) Bereich, der den maximal aufwärts geschwenkten Winkel des unteren Auslegers 14 einschließt, der gegeben ist, wenn der Auslegerzylinder 16 maximal ausgefahren ist, der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei einem Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers 14 gesteigert. Ebenso wird in einem (in Fig. 3 durch 11 bezeichneten) Bereich, der den maximal abwärts geschwenkten Winkel des unteren Auslegers 14 einschließt, der gegeben ist, wenn der Auslegerzylinder 16 auf ein Minimum eingefahren ist, der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bei einem Abwärtsschwenken des unteren Auslegers 14 gesteigert. Der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern wird minimiert, wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers 14 ein vorgegebener Winkel φ aus der Horizontalen ist, d. h. auf der Grenze zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich liegt. Gemäß Fig. 3 liegt der Schwenkwinkel des unteren Auslegers 14 in der Position mit der maximalen Grabreichweite, in der der vordere Anbau 1 längs der Bodenoberfläche maximal ausgefahren ist, in der Nähe des vorgegebenen Winkels φ.
Wird nun gemäß Fig. 3 davon ausgegangen, daß der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der Drehstellung, in der der untere Ausleger 14 den maximal aufwärts geschwenkten Winkel annimmt, α beträgt, der Öffnungswinkel in der Position mit der maximalen Grabreichweite, in der der vordere Anbau längs der Bodenoberfläche maximal ausgefahren ist, β beträgt und der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in einer Stellung für ein tiefes Graben, in der der obere Ausleger 17 im wesentlichen vertikal zur Bodenoberfläche ist, γ beträgt, gilt die Beziehung:
α > γ > β ... (1).
Daher wird, wenn der untere Ausleger 14 durch Schwenken derart angehoben wird, daß er die Drehstellung einnimmt, der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern durch die Wirkung der Querverbindung 15 so vergrößert, daß der untere Ausleger 14 und der obere Ausleger 17 allmählich über dem oberen Aufbau 11 beabstandet werden. Wenn der Auslegerzylinder 16 zu diesem Zeitpunkt zur Maximierung des Aufwärtsschwenkwinkels des unteren Auslegers 14 maximal ausgefahren wird, wird auch der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern durch die Wirkung der Querverbindung 15 maximiert. Dann wird der vordere Anbau 1 durch ein derartiges Ausfahren des Armzylinders 18 und des Schaufelzylinders 20, daß der Arm 19 und die Schaufel 22, wie dargestellt, derart eingeklappt sind, daß sie in der Nähe des oberen Auslegers angeordnet sind, innerhalb der Breite des Fahrwerks 10 aufgenommen, da der untere Ausleger 14, wie vorstehend beschrieben, über die vertikale Stellung hinaus nach hinten gebogen ist. Fig. 4 zeigt den Bagger in diesem Zustand von oben betrachtet. Wenn der untere Ausleger 14 durch Schwenken aus der Drehstellung gesenkt wird, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern durch die Wirkung der Querverbindung 15 allmählich verringert, und in der Grabstellung mit der maximalen Reichweite wird die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel 22 verkürzt. Dementsprechend wird das Kippmoment in der Grabstellung mit der maximalen Reichweite verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird. In der Stellung für ein tiefes Graben, in der der untere Ausleger 14 durch Schwenken weiter gesenkt wird, wird der Öffnungswinkel zwi schen den Auslegern wieder vergrößert, und die Schaufel 22 wird für ein tiefes Graben in eine tiefere Position bewegt.
Obwohl bei dieser Ausführungsform der Kippwinkel β des unteren Auslegers 14 in der Grabstellung des vorderen Anbaus 1 mit der maximalen Reichweite nicht mit dem vorgegebenen Winkel φ übereinstimmt, bei dem der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern minimiert wird, können diese Winkel derart eingestellt werden, daß sie im wesentlichen miteinander übereinstimmen. Durch eine derartige Einstellung nimmt die maximale Länge der Grabreichweite einen minimalen Wert an, und die Wirkung der Verbesserung der Stabilität wird maximiert.
An der Schwenksäule 13 des Baggers gemäß dieser Ausführungsform ist der Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger 14 und der Schwenksäule 13, wie vorstehend beschrieben, hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 13 von dem vorderen Anbau 1 entfernt angeordnet. Fig. 5A ist eine vergrößerte Ansicht, die einen derartigen Aufbau zeigt. Dagegen ist Fig. 5B eine vergrößerte Ansicht, die ein Vergleichsbeispiel zeigt, bei dem ein Horizontalbolzen 31a als Kopplungspunkt zwischen einem unteren Ausleger 14a und einer Schwenksäule 13a vor einem Schwenkbolzen 30a als Schwenkpunkt der Schwenksäule 13a zu einem vorderen Aufbau hin angeordnet ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schwenksäule 13a an der gleichen Position wie die Schwenksäule 13 auf dem oberen Aufbau angeordnet ist. In den beiden in den Fig. 5A und 5B dargestellten Fällen sind die Horizontalbolzen 16A, 16C, durch die die unteren Enden der Auslegerzylinder 16, 16a mit den Schwenksäulen 13, 13a gekoppelt sind, vor den Schwenkbolzen 30, 30a angeordnet. Bei dem herkömmlichen Schwenkbagger ist, wie bei dem in Fig. 5A dargestellten Beispiel, der Kopplungspunkt zwischen dem Ausleger und der Schwenksäule vor dem Schwenkpunkt der Schwenksäule zum vorderen Anbau hin angeordnet.
Fig. 6 zeigt zum Vergleich Bewegungen der an den Schwenksäulen gemäß den Fig. 5A und 5B montierten vorderen Aufbauten. In Fig. 6 repräsentieren durchgehende Linien die Bewegung des vorderen Aufbaus bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5A und Zwei-Punkt-Strich-Linien repräsentieren die Bewegung des vorderen Aufbaus bei dem Vergleichsbeispiel gemäß Fig. 5B. Bei der Anordnung gemäß dieser Ausführungsform, bei der der vertikale Schwenkpunkt des unteren Auslegers 14 hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 13 von dem vorderen Anbau 1 entfernt angeordnet ist, gelangt der vertikale Schwenkpunkt des vorderen Anbaus 1 einschließlich des unteren Auslegers 14 näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus 11. Dementsprechend wird der minimale Drehradius um den einer in Fig. 6 dargestellten verkürzten Länge entsprechenden Betrag verringert. Ferner wird entsprechend der verkürzten Länge a eine zum Halten des vorderen Anbaus 1 innerhalb der Breite des Fahrwerks erforderliche Steigerung des Öffnungswinkels zwischen den Auslegern verringert, und die auf die Querverbindung aufgebrachte Last wird vermindert. Überdies wird dadurch, daß der vertikale Schwenkpunkt des vorderen Aufbaus 1 näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus 11 gelangt, die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel 22 um eine in Fig. 6 dargestellte verkürzte Länge b verringert. Daher wird das Kippmoment in der Position mit der maximalen Grabreichweite weiter verringert, wodurch eine höhere Stabilität des Baggers gewährleistet wird.
Die Fig. 7A und 7B zeigen den Bagger in einem Zustand, in dem ein seitlicher Graben gegraben wird, wobei Fig. 7A die in Fig. 5A gezeigte Ausführungsform darstellt und Fig. 7B das in Fig. 5B gezeigte Vergleichsbeispiel darstellt. In beiden Fällen ist in dem dargestellten Zustand gemäß der Zeichnung der obere Aufbau 11 um 90º im Uhrzeigersinn gedreht, und der vordere Anbau ist gemäß der Zeichnung um 90º gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt, um in einer maximal in der Richtung der Breite des Fahrwerks verschobenen Grenzposition einen seitlichen Graben zu graben. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 7B mit den in Fig. 7A gezeigten identi sche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Obwohl der vertikale Schwenkpunkt des unteren Auslegers 14 (d. h. die Position des Horizontalbolzens 31 bzw. 31a) gemäß der Zeichnung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7A niedriger als bei dem Vergleichsbeispiel gemäß 7B angeordnet ist, stimmen die Positionen der Schwenkpunkte der Schwenksäule (d. h. die Positionen der Schwenkbolzen) überein. Dementsprechend ist der Abstand δ zu dem seitlichen Graben bei den beiden Beispielen gemäß den Fig. 7A und 7B der Gleiche. Da die Position des Schwenkpunkts der Schwenksäule 13 nicht verändert wird, kann daher der seitliche Graben in einer seitlich um einen dem beim Stand der Technik erreichten vergleichbaren Abstand vom Längszentrum des Baggerkörpers beabstandeten Position gegraben werden, und daher wird der Abstand zum seitlichen Graben nicht geopfert.
Da der vertikale Schwenkpunkt des unteren Auslegers 14, wie aus Fig. 6 hervorgeht, näher am Drehpunkt des oberen Aufbaus 11 angeordnet ist und sich der untere Ausleger 14 bis zu einer Position, die von dem vorderen Abau 1 entfernter liegt, rückwärts bewegen kann, wird zudem ein Freiraum vergrößert, der vor dem unteren Ausleger offen gelassen wird. Daher können beim Laden von aufgegrabener Erde und Sand, etc. aus der Schaufel 22 auf einen LKW oder dergleichen die Erde und der Sand, etc. leichter aufgeladen werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Positionsbeziehung zwischen dem Horizontalbolzen 16A und dem unteren Ende des Auslegerzylinders 16 und dem Schwenkbolzen 30 nicht auf die in den Fig. 5A und 5B dargestellten begrenzt ist, sondern beliebig eingestellt werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfaßt der Ausleger den unteren Ausleger 14 und den oberen Ausleger 17, und der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern wird durch die Wirkung der Querverbindung 15 in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel des unteren Auslegers 14 derart verändert, daß der Öffnungswinkel in der Drehstellung maximiert wird, in der der untere Ausleger maximal aufwärts geschwenkt ist. Da die Schwenksäule 13 in einer Position vor und seitlich von der Kabine 12 angeordnet ist, kann der untere Ausleger ebenso einen gesteigerten maximalen aufwärts geschwenkten Winkel annehmen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Kabine 12 nach hinten zu verschieben, wobei eine Beeinträchtigung des unteren Auslegers 14 durch die Kabine 12 verhindert wird. Dadurch wird der minimale Drehradius des vorderen Anbaus 1 derart verringert, daß eine Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks ermöglicht wird. Daher kann durch die Verwendung eines einfachen Schwenkaufbaus ohne Verwendung eines komplexen parallelen Verbindungsmechanismus ein für extrem kleine Drehungen geeigneter Bagger erhalten werden, der zur Realisierung einer Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks geeignet ist. Ebenso kann bei der Realisierung einer Drehung innerhalb der Breite des Fahrwerks der Grad der Freiheit bei der Konstruktion der Kabine auf dem schmalen oberen Aufbau 11 gesteigert werden. Die Kabine 12 kann beispielsweise in einer weiter vorn gelegenen Position als normalerweise installiert werden. Dies ist dadurch vorteilhaft, daß die Größe des Motors entsprechend gesteigert werden kann, wodurch eine größere Toleranz bei der Konstruktion des oberen Aufbaus geschaffen wird.
Wenn die Schwenksäule nur in einer Position vor und seitlich von der Kabine angeordnet ist, besteht noch immer die Möglichkeit, daß die Schaufel gegen die Kabine geschlagen wird, wenn der Ausleger aufwärts geschwenkt wird und der Arm in einem Zustand eingeklappt wird, in dem die Schwenksäule und der vordere Anbau auf der gleichen Seite senkrecht zur Kabine geschwenkt werden. Diese Ausführungsform ist jedoch auch zum Verhindern einer derartigen Möglichkeit wirkungsvoll. Genauer wird die Schaufel 22 über der Kabine entlang geführt, wenn in einem Zustand, in dem die Schwenksäule 13 und der vordere Anbau 1 auf der gleichen Seite senkrecht zur Kabine 12 geschwenkt werden, der untere Ausleger 14 aufwärts geschwenkt und der Arm 19 eingeklappt werden, da die Querverbindung 15 derart beschaffen ist, daß der Öffnungswinkel zwischen dem oberen Ausleger 17 und dem unteren Ausleger 14 bei einem Aufwärtsschwenken des unteren Auslegers 14 gesteigert wird. Dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß die Schaufel 22 gegen die Kabine 12 geschlagen wird.
Da die Querverbindung derart angeordnet ist, daß eines ihrer Enden durch den Horizontalbolzen 35 mit der Schwenksäule 13 gekoppelt ist, ihr entferntes Ende durch den Horizontalbolzen 32 mit dem oberen Ausleger 17 gekoppelt ist und sie die gerade Linie schneidet, die den Horizontalbolzen 32 mit dem Horizontalbolzen 31 verbindet, wird ferner der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der maximal aufwärts geschwenkten Stellung des unteren Auslegers 14 derart vergrößert, daß der vordere Anbau bei dieser Stellung des unteren Auslegers eine Drehstellung einnehmen kann, die schmaler als die Breite des Fahrwerks ist.
Da der Horizontalbolzen 35 am einen Ende der Querverbindung 15 hinter dem Horizontalbolzen 31 am unteren Ende des unteren Auslegers 14 entfernt von dem vorderen Anbau 1 angeordnet ist, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite verringert, in der der untere Ausleger 14 abwärts geschwenkt ist, und das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite wird verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird. Zudem wird in der Stellung für ein tiefes Graben, in der der untere Ausleger 14 durch ein Schwenken weiter gesenkt wird, der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern gesteigert, so daß ein tiefes Graben ermöglicht wird.
Da der Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger 14 und der Schwenksäule 13 hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 13 von dem vorderen Anbau 1 entfernt angeordnet ist, wird der minimale Drehradius weiter verringert, und eine Steigerung des zum Halten des vorderen Anbaus 1 innerhalb der Breite des Fahrwerks erforderlichen Öffnungswinkels zwischen den Auslegern wird entsprechend verringert, wodurch die auf die Querverbindung 15 aufgebrachte Last vermindert wird. Ebenso wird die Länge der maximalen Grabreichweite verringert, und das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite wird weiter verringert, wodurch eine höhere Stabilität des Baggers sichergestellt wird. Da überdies der Schwenkpunkt der Schwenksäule 13 nicht verändert wird, wird der Abstand zu dem seitlichen Graben nicht geopfert. Zudem können beim Verladen von aufgegrabener Erde und Sand, etc. aus der Schaufel 22 auf einen LKW oder dergleichen die Erde und der Sand, etc. aufgrund eines gesteigerten Freiraums leichter verladen werden, der vor dem unteren Ausleger offen bleibt.
Da bei dieser Ausführungsform eines Schwenkbaggers kein schwerer Mechanismus verwendet wird, der bei einem versetzt arbeitenden Bagger erforderlich ist, wird das Gewicht des vorderen Anbaus verringert, und die Stabilität wird gesteigert. Da das Gegengewicht entsprechend kleiner ausgebildet sein kann, ist es auch möglich, das Gesamtgewicht des Baggerkörpers und damit die Transportkosten zu verringern. Das verringerte Gewicht des Baggerkörpers führt zu den weiteren Vorteilen einer Verringerung einer erforderlichen Motorleistung, einer Verminderung der Herstellungs- und Betriebskosten und einer Verbesserung der Kraftstoffökonomie.
Da es sich bei dieser Ausführungsform nicht um einen versetzt arbeitenden Bagger handelt, wird ferner die Anzahl der Verbindungspunkte verringert, an denen Vertikalbolzen verwendet werden, wodurch der vordere Anbau keinen solchen Beschränkungen wie denen unterliegt, die bei versetzt arbeitenden Baggern vorliegen, und die Anwendungsbereiche erweitert werden. Da beim Aufgraben eines seitlichen Grabens nicht die Gefahr einer Beeinträchtigung des unteren Abschnitts des parallelen Verbindungsmechanismus durch die Bodenoberfläche besteht, kann zudem die Grabtiefe im Vergleich zu Standardbaggern gesteigert werden. Dadurch, daß keine komplexen parallelen Verbindungsmechanismen verwendet werden, werden die Herstellungskosten gesenkt, und es sind weniger häufig Wartungsarbeiten erforderlich.
Wenn bei versetzt arbeitenden Baggern der Arm und die Schaufel zu der der Kabine gegenüberliegenden Seite hin versetzt sind, kann das Gesichtsfeld durch den Ausleger gestört werden, wodurch der Bediener Schwierigkeiten hat, die Grabposition aus der Kabine zu sehen. Da die vorliegende Ausführungsform jedoch einen Schwenkbagger betrifft, bei dem der vordere Anbau 1 auf der Schwenksäule 13 montiert ist, wird das Gesichtsfeld aus der Kabine 12 erweitert, wodurch dem Bediener der sichere Blick auf die Schaufel ermöglicht wird. Dementsprechend kann der Bediener die Arbeit sicher ausführen, und dadurch wird die Sicherheit im Vergleich zu versetzt arbeitenden Baggern verbessert.
Da diese Ausführungsform keinen versetzt arbeitenden Bagger betrifft, besteht zudem nicht die Möglichkeit einer starken Beeinträchtigung des vorderen Anbaus 1 durch die Kabine 12. Nur wenn der vordere Anbau 1 zu der der Kabine 12 entgegengesetzten Seite geschwenkt wird und der untere Ausleger 14 aufwärts geschwenkt wird, besteht die Möglichkeit, daß der vordere Anbau 1 von der Kabine 12 leicht beeinträchtigt wird; nur durch Erfassen eines vertikalen Schwenkwinkels und eines Schwenkwinkels des unteren Auslegers 14 kann jedoch leicht ein Bereich zum Verhindern einer Beeinträchtigung berechnet werden. Anders als bei herkömmlichen, versetzt arbeitenden Baggern kann daher eine preisgünstige und sehr zuverlässige Vorrichtung zum Verhindern einer gegenseitigen Beeinträchtigung realisiert werden, ohne daß bei dem für eine extrem kleine Drehung geeigneten Bagger die Notwendigkeit be stünde, die Winkel sämtlicher Komponenten des vorderen Anbaus zu erfassen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkbaggers beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 8 mit den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Da bei einer Schwenksäule 13A gemäß dieser Ausführungsform, wie in Fig. 8 dargestellt, ein Horizontalbolzen 35A an einem Ende einer Querverbindung 15A hinter einem Horizontalbolzen 31A an einem unteren Ende eines unteren Auslegers 14A angeordnet ist, schneidet die Querverbindung 15A in der in Fig. 8 dargestellten Stellung eine gerade Linie, die einen Horizontalbolzen 32A, durch den der obere Ausleger 17 und der untere Ausleger 14A miteinander gekoppelt sind, mit dem Horizontalbolzen 13A verbindet, mit dem der untere Ausleger 14A und die Schwenksäule 13A miteinander verbunden sind.
Der Horizontalbolzen 32A am entfernten Ende des oberen Auslegers 14A bewegt sich längs einem Pfad, der ein (in Fig. 8 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellter) Kreis ist, dessen Mitte der Horizontalbolzen 31A ist, und der Horizontalbolzen 34A am entfernten Ende der Querverbindung 15A bewegt sich längs einem Pfad, der ein (in Fig. 8 durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie dargestellter) Kreis ist, dessen Mitte der Horizontalbolzen 35A ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Pfad des Horizontalbolzens 32A am entfernten Ende des unteren Auslegers 14A von dem Pfad des Horizontalbolzens 34A am entfernten Ende der Querverbindung 15A überlappt, wie in Fig. 8 gezeigt. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird daher der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern allmählich gesteigert, wenn der Pfad des Horizontalbolzens 34A am entfernten Ende der Querverbindung 15A außerhalb des Pfads des Horizontalbolzens 32A am entfernten Ende des unteren Auslegers 14A angeordnet ist. In dem Bereich, in dem die Positi onsbeziehung umgekehrt zu der vorstehend beschriebenen ist, wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern allmählich verringert.
Wenn der untere Ausleger 14 durch Schwenken angehoben wird, so daß er die Drehstellung einnimmt, wird dementsprechend der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern durch die Wirkung der Querverbindung 15A allmählich gesteigert, und bei seinem Senken aus der Drehstellung durch Schwenken wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern durch die Wirkung der Querverbindung 15 allmählich verringert. Bei dieser Ausführungsform stehen der Öffnungswinkel α in der Drehstellung, der Öffnungswinkel β in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite und der Öffnungswinkel γ in der Stellung für ein tiefes Graben wie folgt in Beziehung zueinander:
α > β > γ ... (2)
Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird bei einem Senken des unteren Auslegers 14 aus der Drehstellung durch Schwenken der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern allmählich verringert, und in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite wird die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel 22 verkürzt. Daher wird das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Größenbeziehung zwischen α, β und γ zur Steigerung der Länge der maximalen Grabreichweite beispielsweise durch Einstellen der Position des Horizontalbolzens 35 der Querverbindung 15 und der Länge der Querverbindung 15 beliebig eingestellt werden kann, solange der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in der Drehstellung gesteigert wird.
Da bei der derart aufgebauten Ausführungsform die Kopplungsposition (d. h. der Horizontalbolzen 35A) an einem Ende der Querverbindung 15A vor der Kopplungsposition (d. h. dem Horizontalbolzen 31A) des unteren Auslegers 14A mit der Schwenksäule 13A angeordnet ist, kann die Länge der Schwenksäule 13A in Längsrichtung verringert werden. Dadurch wird die Größe der Schwenksäule 13A selbst verringert, und der Freiheitsgrad bei der Konstruktion wird entsprechend gesteigert.
Ferner wird in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite die Länge der maximalen Grabreichweite verkürzt, und das Kippmoment wird verringert, wodurch die Stabilität des Baggers, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, gesteigert wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 12 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkbaggers beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 9 mit den in Fig. 1 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Wie in Fig. 9 dargestellt, wird bei dieser Ausführungsform anstelle der Querverbindung gemäß den Fig. 1 und 8 ein oberer Auslegerzylinder 40 als Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung verwendet. Genauer ist der obere Auslegerzylinder 40 zwischen der Schwenksäule 13 und dem oberen Ausleger 17 gekoppelt, um beim Ausfahren und Einziehen eine Kraft zum Verändern des Öffnungswinkels zwischen dem oberen Ausleger 17 und dem unteren Ausleger 14 (der nachstehend als Öffnungswinkel zwischen den Auslegern bezeichnet wird) zu erzeugen. Der verbleibende Aufbau stimmt mit dem gemäß den Fig. 1 und 8 überein.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Hydraulikkreises als Einrichtung zur Steuerung des Ausfahrens und Einfahrens des oberen Auslegerzylinders 40 gemäß dieser Ausführungsform. Gemäß Fig. 10 erfaßt ein Sensor 41 einen Neigungswinkel (vertikalen Schwenkwinkel) θ des unteren Auslegers, und ein Sensor 42 erfaßt den Öffnungswinkel &epsi; zwi schen den Auslegern. Eine Steuereinheit 43 empfängt jeweils die Winkel θ und &epsi; von den Sensoren 41 und 42 und legt ein einer dem oberen Auslegerzylinder 40 zugeführten Strömungsmenge entsprechendes Spannungssignal 43a an einen Verstärker 44 an. Der Verstärker 44 wandelt das Spannungssignal 43a in ein Stromsignal 44a um, und anhand des Stromsignals 44a wird die Verschiebungsstellung eines Wegeventils 45 bestimmt. In Abhängigkeit von der Verschiebungsposition des Wegeventils 45 wird einem stabseitigen Anschluß 40a oder einem unteren Anschluß 40b des oberen Auslegerzylinders 40 von einer Hydraulikpumpe 47 unter Druck aus einem Reservoir 46 gefördertes Hydraulikfluid in einer bestimmten Menge zugeführt, wodurch der obere Auslegerzylinder 40 zusammengezogen oder ausgefahren wird. Ebenso wird über ein Rückschlagventil 48 ein bestimmter Gegendruck auf den Kreislauf aufgebracht.
Wie in Fig. 11 dargestellt, umfaßt die Steuereinheit 43 eine Arithmetikeinheit 43A, einen ersten Speicher 43B und einen zweiten Speicher 43C. In dem ersten Speicher 43B wird der Wert eines Öffnungswinkels 60 zwischen den Auslegern zu Beginn der Arbeit gespeichert, und der zweite Speicher 43C ist ein Funktionsspeicher zur Speicherung einer Funktionstabelle, die die Beziehung zwischen den Winkeln θ und &epsi; repräsentiert. In der Steuereinheit 43 werden die erfaßten Winkel θ und &epsi; in die Arithmetikeinheit 43A eingegeben, die das einer dem oberen Auslegerzylinder 40 zugeführten Strömungsmenge entsprechende Spannungssignal 43a berechnet, wobei sie den ersten Speicher 43B und den zweiten Speicher 43 betreffende Daten überträgt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 ein durch die Steuereinheit 43 auszuführender Steuerungsablauf für den oberen Auslegerzylinder 40 beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die folgenden Berechnungs- und Steuerprozeduren durch Aufteilung einer Zeitspanne, während derer der Bagger arbeitet, in eine vorgegebene Abtastzeitspanne Δt ausgeführt werden. Zunächst wird in einem Schritt S1 vorab ein ursprünglicher Wert des Neigungswinkels des unteren Auslegers 14 vor Beginn der Betätigung des unteren Auslegers 14 als θ&sub0; in den ersten Speicher 43B eingegeben und gespeichert. Dann wird in einem Schritt S2 bestimmt, ob nach dem Beginn der Betätigung die Zeitspanne Δt verstrichen ist oder nicht. Wenn Δt verstrichen ist, wird der Steuerungsablauf mit dem nächsten Schritt S3 fortgesetzt.
Im Schritt S3 werden von den Sensoren 41 und 42 jeweils der Hubwinkel θ des unteren Auslegers 14 und der Öffnungswinkel &epsi; zwischen den Auslegern erfaßt, und die Arithmetikeinheit 43A liest die beiden Winkel. Dann liest die Arithmetikeinheit 43A in einem Schritt S4 den vorherigen Hubwinkel θ&sub0; des unteren Auslegers (vor der Zeitspanne Δt) aus dem ersten Speicher 43B. Anschließend wird in einem Schritt S5 ein (nachstehend durch [θ] bezeichneter) Hubwinkel nach Δt seit dem aktuellen Zeitpunkt berechnet. Hierbei wird [θ] durch
[θ] = 2θ - θ&sub0; ... (3)
ausgedrückt.
Diese Gleichung ergibt sich wie folgt. Unter der Voraussetzung, daß eine Hubwinkelgeschwindigkeit des unteren Auslegers 14 θ* ist, wird, da θ* durch
θ* = (θ - θ&sub0;)/Δt ... (4)
ausgedrückt wird, die folgende Gleichung erhalten:
[θ] = θ + θ* · Δt
2θ - θ&sub0; ... (5).
Anschließend liest die Arithmetikeinheit 43A in einem Schritt S6 den dem vorstehend beschriebenen Wert [θ] entspre chenden Wert [&epsi;], d. h. einen Öffnungswinkel zwischen den Auslegern nach Δt von dem aktuellen Zeitpunkt an, aus der Funktionstabelle im zweiten Speicher 43C. In einem Schritt S7 wird der Wert θ&sub0; im ersten Speicher 43B durch den Wert θ ersetzt, der als neuer Wert θ&sub0; gespeichert wird. Dann wird in einem Schritt S8 anhand der Gleichung
[&epsi;*] = ([&epsi;] - &epsi;)/Δt ... (6)
eine Öffnungswinkelgeschwindigkeit [&epsi;*] zwischen den Auslegern nach Δt seit dem aktuellen Zeitpunkt berechnet.
In einem nächsten Schritt S9 wird unter Verwendung einer geometrischen Verhältnisformel anhand von [&epsi;*] eine Ausfahr- oder Einfahrgeschwindigkeit des oberen Auslegerzylinders 40 berechnet. Diese geometrische Beziehungsformel wird durch die Längen und Positionen des oberen Auslegerzylinders 40 und des unteren Auslegers 14, die Kopplungspositionen des oberen Auslegerzylinders 40 und des unteren Auslegers 14 mit der Schwenksäule 13, etc. eindeutig bestimmt und wird in der Arithmetikeinheit 43A gespeichert. In einem nächsten Schritt S10 wird anhand der Ausfahr- oder Einfahrgeschwindigkeit des oberen Auslegerzylinders 40 eine Strömungsmenge des dem oberen Auslegerzylinder zuzuführenden Hydraulikfluids berechnet, worauf in einem Schritt S11 das Ergebnis der Berechnung (d. h. das Spannungssignal 43a) an den Verstärker 44 ausgegeben wird. In einem Schritt S12 wird dann bestimmt, ob die Operation abgeschlossen werden soll oder nicht. Soll sie abgeschlossen werden, wird der Steuerungsablauf beendet, trifft dies jedoch nicht zu, wird zum Schritt S1 zurückgekehrt, um die vorstehend beschriebene Prozedur zu wiederholen.
Bei der derart aufgebauten Ausführungsform wird der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern mittels des oberen Auslegerzylinders 40, der Steuereinheit 43 zur Steuerung eines Ausfahrens und Einfahrens des Zylinders 40, etc. in Abhängig keit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers 14 bestimmt. Zudem kann das Ausfahren und Einziehen des oberen Auslegerzylinders 40 in jedem gewünschten Ausmaß verändert werden, und daher kann auch der Öffnungswinkel zwischen den Auslegern in jedem gewünschten Ausmaß verändert werden.
Als Modifikation der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann ein oberer Auslegerzylinder 50 zwischen dem unteren Ausleger 14 und dem oberen Ausleger 17 gekoppelt sein, wie in Fig. 13 dargestellt. Durch diese Ausführungsform können ähnliche Vorteile erzielt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 13 mit den in Fig. 9 dargestellten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen für einen Bagger mit geschlossener Kabine angewandt wurde, ist sie auch für einen Bagger mit einer teilweise offenen, verglasten Kabine anwendbar. Fig. 14 zeigt eine derartige Ausführungsform, bei der eine Kabine 12A eine offene Kabine ist, die lediglich ein Dach 12B aufweist und an beiden Seiten offen ist. Bei der offenen Kabine sind ein Sitz, verschiedene Steuerhebel etc. ähnlich in einem Raum unter dem Dach 12A installiert. Bei dem Bagger gemäß Fig. 14 stimmt der übrige Aufbau mit dem der Ausführungsform gemäß Fig. 1 überein. Durch diese Ausführungsform können ähnliche Vorteile wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erzielt werden.
Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Schwenksäule 13 in einer Position vor und seitlich von der Kabine 12 auf dem oberen Aufbau 11 angeordnet. Dies dient jedoch lediglich der Veranschaulichung, und die Anordnung kann derart verändert werden, daß die rechte vordere Ecke der Kabine ausgeschnitten wird, um einen Raum zur Unterbringung der Schwenksäule 13 zu schaffen. Die vorliegende Erfindung kann auch für eine derartige Modifikation angewandt werden, ohne daß die vorstehend beschriebenen Vorteile beeinträchtigt würden.
Ein Schwenkbagger gemäß einer verwandten Technik wird unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 18 beschrieben. Der Bagger gemäß dieser Ausführungsform ist ein hydraulischer Schaufelbagger, mit dem eine extrem kleine Drehung realisiert werden kann.
Gemäß Fig. 15 umfaßt der Bagger gemäß dieser Ausführungsform ein Fahrwerk 110, das verfahren wird, um einen Baggerkörper zu bewegen, und einen oberen Aufbau 111, der auf dem Fahrwerk 110 montiert ist, wobei auf dem oberen Aufbau 111 eine geschlossene Kabine 112 montiert ist. Eine Schwenksäule 113 ist durch einen Schwenkbolzen 130 als Vertikalbolzen horizontal schwenkbar in einer zentralen Position vor der Kabine 112 am oberen Aufbau 111 befestigt. Ein vorderer Anbau 101, der eine Schaufel 122, einen Arm 119 und einen Ausleger 114 umfaßt, ist an der Schwenksäule 113 befestigt. Eine Platte 102 ist derart vorgesehen, daß sie vorne über das Fahrwerk 110 hinaus ragt. Die Kabine 112 kann eine offene Kabine sein, die lediglich ein Dach aufweist. Wie allgemein bekannt, sind in der Kabine ein Fahrersitz, verschiedene Steuerhebel, etc. installiert.
Der obere Aufbau 111 ist durch einen (nicht dargestellten) Drehmechanismus zu einer horizontalen Drehung auf dem Fahrwerk 110 geeignet. Zusätzlich zu der Kabine 112, der Schwenksäule 113 und dem vorderen Anbau 101, die vorstehend erwähnt wurden, sind auf dem oberen Aufbau 111 auch sämtliche Arten von für einen typischen hydraulischen Schaufelbagger oder Bagger erforderlichen Elemente, beispielsweise hydraulische Vorrichtungen, wie Hydraulikpumpen und Ventile zum Antreiben eines Auslegerzylinders 116, eines Armzylinders 118, einen Schaufelzylinder 120 und einen Schwenkzylinder, die später beschrieben werden, ein Motor, etc., montiert.
Der Ausleger 114 ist ein in einem bestimmten Winkel gebogener einzelner Ausleger, und sein unteres Ende ist durch einen Horizontalbolzen 131 mit der Schwenksäule 113 gekoppelt. Ebenso ist das untere Ende des Auslegerzylinders 116 durch einen Horizontalbolzen 116A mit der Schwenksäule 113 gekoppelt, und sein stabseitiges Ende ist durch einen Horizontalbolzen 116B mit einer an einem inneren gebogenen Abschnitt des Auslegers 114 befestigten Klammer 114A gekoppelt, wodurch der untere Ausleger 114 bei seinem Ausfahren und Einziehen vertikal geschwenkt wird. Dadurch dient der Auslegerzylinder 116 als Energiequelle zum Schwenken des Auslegers 114.
Der Arm 119 ist durch einen Horizontalbolzen 133 vertikal schwenkbar mit einem entfernten Ende des Auslegers 114 gekoppelt, und die Schaufel 122 ist über Schaufelverbindungen 121 vertikal schwenkbar mit einem entfernten Ende des Arms 119 gekoppelt. Der Armzylinder 118 ist durch Horizontalbolzen 136, 137 zwischen einer an einem äußeren gebogenen Abschnitt des Auslegers 114 befestigten Klammer 114B und dem Arm 119 befestigt. Ein zwischen dem Arm 119 und dem Ausleger 114 gebildeter Winkel wird bei einem Ausfahren oder Einziehen des Armzylinders 118 verändert. Ebenso ist der Schaufelzylinder 120 durch Horizontalbolzen 138, 139 zwischen dem Arm 119 und den Schaufelverbindungen 121 befestigt. Die Schaufelverbindungen 121 werden bei einem Ausfahren und einem Einziehen des Schaufelzylinders 120 bewegt, worauf die Schaufel 122 winkelig um ihren Kopplungspunkt zum Arm 119 bewegt wird, um dadurch Erde und Sand, etc. aufzugraben. Daher dienen der Armzylinder 118 und der Schaufelzylinder 120 jeweils als Energiequellen zum winkeligen Bewegen des Arms 119 und der Schaufel 122.
Bei der Schwenksäule 113 ist der Horizontalbolzen 131 als Kopplungspunkt zwischen dem Ausleger 114 und der Schwenksäule 113 hinter dem Schwenkbolzen 130 als Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 von dem vorderen Anbau 101 entfernt angeordnet.
Überdies ist das stabseitige Ende des Schwenkzylinders 123 durch einen Vertikalbolzen 123a mit der Schwenksäule 113 gekoppelt, und sein unteres Ende ist durch einen Vertikalbolzen 123b mit einer vorgegebenen Position am oberen Aufbau 111 gekoppelt (siehe Fig. 17). Wenn der Schwenkzylinder 123 ausgefahren oder zusammengezogen wird, wird die Schwenksäule 113 entsprechend geschwenkt, und der vordere Anbau 101 wird insgesamt in bezug auf den oberen Aufbau 111 in der horizontalen Richtung geschwenkt. Beim Graben eines seitlichen Grabens wird der obere Aufbau 111 gedreht, und der Schwenkzylinder 123 wird in Abhängigkeit von der Richtung der Drehung ausgefahren oder zusammengezogen, wodurch die Schwenksäule 113 und damit der vordere Anbau 101 in der zu dem oberen Aufbau 111 entgegengesetzten Richtung geschwenkt werden.
Die Funktionsweise des derart aufgebauten Baggers gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Bei der Schwenksäule 113 des Baggers gemäß dieser Ausführungsform ist, wie vorstehend erwähnt, der Kopplungspunkt zwischen dem Ausleger 114 und der Schwenksäule 113 hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 entfernt von dem vorderen Anbau 101 angeordnet. Fig. 16A ist eine vergrößerte Ansicht, die die Schwenksäule 113 und ihre Umgebung bei dieser Ausführungsform zeigt, wogegen Fig. 16B eine vergrößerte Ansicht ist, die eine Schwenksäule und ihre Umgebung beim Stand der Technik als Vergleichsbeispiel zeigt. Bei dem Vergleichsbeispiel ist ein Horizontalbolzen 131a als Kopplungspunkt zwischen einem Ausleger 114a und einer Schwenksäule 113a vor einem Schwenkbolzen 130a als Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 zum vorderen Anbau hin angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, daß bei den beiden Beispielen gemäß den Fig. 16A und 16B die Horizontalbolzen 116A, 116C, durch die die unteren Enden der Ausle gerzylinder 116, 116a mit den Schwenksäulen 113, 113a gekoppelt sind, vor den Schwenkbolzen 130, 130a angeordnet sind.
Fig. 17 zeigt Bewegungen der an den Schwenksäulen gemäß den Fig. 16A und 16B montierten vorderen Anbauten. In Fig. 17 repräsentieren durchgehende Linien die Bewegung des vorderen Anbaus bei der Ausführungsform gemäß Fig. 16A, und Zwei- Punkt-Strich-Linien repräsentieren die Bewegung des vorderen Aufbaus bei dem Vergleichsbeispiel gemäß Fig. 16B. Wie aus Fig. 17 hervorgeht, gelangt bei der Anordnung gemäß dieser Ausführungsform, bei der der vertikale Schwenkpunkt des Auslegers 114 hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 entfernt von dem vorderen Anbau 101 angeordnet ist, der vertikale Schwenkpunkt des vorderen Anbaus 101 einschließlich des Auslegers 114 näher an den Drehpunkt des oberen Aufbaus 111. Dementsprechend wird der minimale Drehradius des vorderen Anbaus in seiner Drehstellung um den einer verkürzten Länge entsprechend Betrag verringert, wie in Fig. 17 dargestellt.
Ebenso ist, wie in Fig. 16 dargestellt, der Schwenkbolzen 130 gemäß dieser Ausführungsform an der gleichen Position wie der Schwenkbolzen 130a gemäß dem Stand der Technik am oberen Aufbau angeordnet. Daher wird, selbst wenn der maximale Abwärtsschwenkwinkel des Auslegers 114 in der Stellung für ein tiefes Graben auf einen Wert eingestellt wird, der mit dem beim Stand der Technik übereinstimmt, der Auslegerzylinder 116 nicht durch die Platte 102 beeinträchtigt, und es wird, wie aus Fig. 17 hervorgeht, die gleiche maximale Grabtiefe wie beim Stand der Technik erzielt. Überdies wird dadurch, daß der vertikale Schwenkpunkt des vorderen Anbaus 101 näher an den Schwenkpunkt des oberen Aufbaus 111 gelangt, die Länge der maximalen Grabreichweite vom Drehpunkt zum vorderen Ende der Schaufel 122 um eine in Fig. 17 dargestellte verkürzte Länge b verringert. Daher wird das Kippmoment in der Stellung mit der maximalen Grabreichweite verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird.
Die Fig. 18A und 18B zeigen den Bagger in einem Zustand, in dem ein seitlicher Graben gegraben wird, wobei Fig. 18A den Fall der in Fig. 16A dargestellten Ausführungsform und Fig. 18B den Fall der in Fig. 16B dargestellten Ausführungsform repräsentiert. In beiden Fällen sind gemäß der Zeichnung in dem dargestellten Zustand zum Graben eines seitlichen Grabens in einer maximal in der Richtung der Breite des Fahrwerks verschobenen Grenzstellung der obere Aufbau 111 um 90º im Uhrzeigersinn und der vordere Anbau um 90º gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt.
Bei der in Fig. 18A dargestellten Ausführungsform liegt der vertikale Drehpunkt des vorderen Anbaus 101 näher am Drehpunkt des oberen Aufbaus 111, und daher ist der vertikale Drehpunkt des Auslegers 114 (d. h. die Position des Horizontalbolzens 131) gemäß der Zeichnung tiefer als bei dem Vergleichsbeispiel 18B dargestellt. Da jedoch der Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 (d. h. die Position des Schwenkbolzens) die gleiche Position ist, bewegt sich der vordere Anbau selbst beim Graben eines seitlichen Grabens nicht zum Schwenkpunkt des oberen Aufbaus 111. Dementsprechend stimmt der Abstand δ zum seitlichen Graben von einer äußeren Seitenfläche des Fahrwerks 110 zur äußeren Wandfläche des seitlichen Graben bei den beiden Beispielen gemäß den Fig. 18A und 18B überein. Daher kann bei dieser Ausführungsform der seitliche Graben in einer um einen dem beim Stand der Technik erzielten vergleichbaren Abstand quer vom Längszentrum des Baggerkörpers beabstandeten Position gegraben werden.
Da der vertikale Schwenkpunkt des Auslegers 114 in der in Fig. 17 dargestellten Stellung näher am Drehpunkt des oberen Aufbaus 111 angeordnet ist und sich der gesamte vordere Anbau 101 zum Drehpunkt des oberen Aufbaus 111 bewegen kann, wird zudem ein offen gelassener Raum vor dem Ausleger 114 vergrößert, wenn dieser aufwärts geschwenkt wird. Daher können beim Halten von aufgegrabener Erde und Sand, etc. in der Schaufel 122 und ihrem Verladen auf einen LKW oder dergleichen die Erde und der Sand, etc. durch Aufwärtsschwenken des Auslegers 114 aufgrund eines größeren Abstands zwischen dem Ausleger 114 und dem LKW leichter verladen werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Positionsbeziehung zwischen dem Horizontalbolzen 116A und dem unteren Ende des Auslegerzylinders 116 und dem Schwenkbolzen 130 nicht auf die in Fig. 16 dargestellte beschränkt ist, sondern beliebig eingestellt werden kann.
Da bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Kopplungspunkt zwischen dem Auslegers 114 und der Schwenksäule 113 hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule 113 von dem vorderen Anbau 101 entfernt angeordnet ist, kann der minimale Drehradius in der Drehstellung derart verringert werden, daß eine extrem kleine Drehung realisiert werden kann. Da die Position der Schwenksäule 113 nicht verändert wird, wird auch der gleiche Abstand zu dem seitlichen Graben wie beim Stand der Technik sichergestellt, und in der Stellung für ein tiefes Graben wird die gleiche maximale Grabtiefe wie beim Stand der Technik erzielt.
Da ferner die Länge der maximalen Grabreichweite verkürzt wird, wird das Kippmoment verringert, wodurch die Stabilität des Baggers gesteigert wird.
Wenn der vordere Anbau 101 vorwärts gerichtet ist, wird zudem vor dem Ausleger 114 ein breiterer Bereich frei gelassen. Daher können beim Aufladen von aufgegrabener Erde und Sand, etc. aus der Schaufel 122 auf einen LKW oder dergleichen die Erde und der Sand, etc. aufgrund des größeren, vor dem Ausleger frei gelassenen Raums leichter verladen werden.
Da der Horizontalbolzen 131 hinter der Schwenksäule 113 von dem vorderen Anbau 101 entfernt angeordnet ist, kann ein vorderer oberer Abschnitt der Schwenksäule 113 kleiner gefer tigt werden, und daher kann die gesamte Größe der Schwenksäule 113 selbst verringert werden.
Obwohl die Schwenksäule 113 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in einer mittigen Position vor der Kabine 112 auf dem oberen Aufbau 11 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt. Die Schwenksäule kann beispielsweise in einer Position vor und seitlich von der Kabine oder in einem durch Ausschneiden einer rechten Ecke vor der Kabine gebildeten Raum angeordnet sein. Als weitere Alternative kann die Schwenksäule seitlich von der Kabine angeordnet sein. In jedem Fall können durch Einstellen der Position des Kopplungspunkts zwischen dem Ausleger und der Schwenksäule auf die gleiche Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ähnliche Vorteile erzielt werden.

Claims

1. Schwenkbagger mit einem Fahrwerk (10), einem auf dem Fahrwerk (10) drehbar angeordneten oberen Aufbau (11), einer Kabine (12) und einem vorderen Anbau, der eine mit einem Arm (19) gekoppelte Schaufel (22) enthält, wobei der Arm (19) ferner mit einem auf dem oberen Aufbau (11) angeordneten Ausleger verbunden ist, wobei der obere Aufbau (11) eine Schwenksäule (13) aufweist, die den Ausleger des vorderen Anbaus derart abstützt, daß der gesamte vordere Anbau horizontal verschwenkbar ist, wobei der Ausleger des vorderen Anbaus einen durch einen Auslegerzylinder (16) bezüglich der Schwenksäule (13) vertikal schwenkbaren unteren Ausleger (14) und einen bezüglich des unteren Auslegers (14) vertikal schwenkbaren oberen Ausleger (17) enthält und wobei der vordere Anbau eine Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung (15) zur Veränderung eines vertikalen Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) in Abhängigkeit von einem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) enthält,

dadurch gekennzeichnet,

daß der obere Aufbau (11) eine derartige Größe aufweist, daß er im wesentlichen innerhalb einer Breite des Fahrwerks (10) drehbar ist;

daß die Schwenksäule (13) an den oberen Aufbau (11) über einen Schwenkzapfen (30) in einer Position vor und seitlich der Kabine (12) angeordnet ist, so daß der untere Ausleger (14) nach hinten in eine Position über eine von einem vorderen Teil der Kabine (12) seitlich verlaufende Linie hinaus verschwenkt werden kann; und

daß die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung (15) derart zur Einstellung des vertikalen Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) ausgelegt ist, daß der vordere Anbau innerhalb der Breite des Fahrwerks (10) aufgenommen ist, wenn der untere Ausleger (14) in die Position über die von dem Kabinenvorderteil seitlich verlaufende Linie hinaus verschwenkt und der Arm (19) eingeklappt ist.

2. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) ausgebildet ist, daß der Öffnungswinkel beim Hochschwenken des unteren Auslegers (14) vergrößert wird.

3. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) ausgebildet ist, daß der Öffnungswinkel vergrößert wird, wenn der untere Ausleger (14) in einem ersten Bereich nach oben geschwenkt wird, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) größer als ein vorbestimmter Schwenkwinkel ist, wobei der Öffnungswinkel vergrößert wird, wenn der untere Ausleger (14) in einem zweiten Bereich nach unten geschwenkt wird, in dem der Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) kleiner als der vorbestimmte Schwenkwinkel ist, und wobei der Öffnungswinkel bei diesem vorbestimmten Schwenkwinkel minimiert ist.

4. Schwenkbagger nach Anspruch 3, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart ausgelegt ist, daß sich der Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) in einer Stellung mit maximalem Baggerbereich des vorderen Aufbaus in der Nähe des vorbestimmten Schwenkwinkels befindet.

5. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung derart zur Veränderung des Öffnungswinkels zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) ausgelegt ist, daß der Öffnungswinkel einen größeren Wert einnimmt, wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) in der Nähe des maximalen Schwenkwinkels beim Hochschwenken des unteren Auslegers (14) als wenn der Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) in der Nähe eines maximalen Schwenkwinkels beim Herunterschwenken des unteren Auslegers (14) ist.

6. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem ein Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger (14) und der Schwenksäule (13) hinter dem Schwenkpunkt der Schwenksäule (13) vom vorderen Anbau weg angeordnet ist.

7. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung eine Querverbindung (15) aufweist, deren eines Ende mit der Schwenksäule (13) über einen Horizontalbolzen und deren anderes Ende mit dem oberen Ausleger über einen Horizontalbolzen derart verbunden ist, daß die Querverbindung (15) eine Linie schneidet, die den Kopplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger (14) und der Schwenksäule (13) und einen Kupplungspunkt zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) verbindet.

8. Schwenkbagger nach Anspruch 7, bei dem eine Position des Kopplungspunkts zwischen der Querverbindung (15) und der Schwenksäule (13) hinter einer Position des Kopplungspunkts zwischen dem unteren Ausleger (14) und der Schwenksäule (13) von dem vorderen Anbau weg angeordnet ist.

9. Schwenkbagger nach Anspruch 7, bei dem eine Position des Kopplungspunkts zwischen der Querverbindung (15) und der Schwenksäule (13) vor einer Position des Kopplungspunkts zwischen dem unteren Ausleger (14) und der Schwenksäule (13) zum vorderen Anbau hin angeordnet ist.

11. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung einen Hydraulikzylinder (16) mit einem über einen Horizontalbolzen mit der Schwenksäule (13) verbundenen einen Ende und einem über einen Horizontalbolzen mit dem oberen Ausleger (17) verbundenen anderen Ende und eine Einrichtung zur Steuerung der Ausfahr- und Einfahrbewegung des Hydraulikzylinders (16) derart aufweist, daß der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) verändert wird.

11. Schwenkbagger nach Anspruch 1, bei dem die Öffnungswinkel-Einstelleinrichtung einen Hydraulikzylinder (18) mit einem über einen Horizontalbolzen mit dem unteren Ausleger (14) verbundenen einen Ende und einem mit dem oberen Ausleger (17) über einen Horizontalbolzen verbundenen anderen Ende und eine Einrichtung zur Steuerung der Ausfahr- und Einfahrbewegung des Hydraulikzylinders (18) derart aufweist, daß der Öffnungswinkel zwischen dem unteren Ausleger (14) und dem oberen Ausleger (17) in Abhängigkeit von dem vertikalen Schwenkwinkel des unteren Auslegers (14) verändert wird.