NO743941L - - Google Patents

Description

Gravemaskin..

Oppfinnelsen vedrører en gravemaskin av den type

som er angitt i krav l's innledning.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i gravemaskiner av en generell type som er vist i US-påtentskriftene nr. 3*501.03*1 og 3.648.863- Gravemaskiner av denne type er oppbygget med et kjør-bart understell hvorpå det er montert en hovedramme. En bom er svingbart opplagret i hovedrammen og bærer en gravearm som bærer graveskuffen. Gravemaskinen er forsynt med systemer som muliggjør fremskyving og løfting av graveskuffen.

Ved slike gravemaskiner vil de krefter som, virker, særlig under selve gravingen, medføre betydelige bøyemomenter i den i bommen anordnede hovedaksel. Ved relativt små gravemaskiner er disse bøyemomenter ikke så store at man ikke kan mestre dem ved anvendelse.av konvensjonelle konstruksjoner. Når- imidlertid det dreier seg om. store og meget store gravemaskiner vil de bøye-momenter som oppstår ikke kunne motvirkes med konvensjonelle .konstruksjoner, fordi den økede vekt som man derved vil få vil redusere maskinens lastekapasitet i vesentlig grad. Oppfinnelsen tar derfor-sikte på å tilveiebringe en gravemaskin hvor man løser dette krefte-problem uten å gi avkall på maskinens store lastekapasitet..

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebrågt en gravemaskin som angitt i krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen.er angitt i underkravene.

Med oppfinnelsen oppnår man den fordelen at man demper eller mildner de. bøyemomenter som oppstår i den aksel som gravearmen er opplagret i, uten at man derved i vesentlig grad reduserer laste-kapasiteten.

Oppfinnelsen s:kal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor

figur 1 viser et sideriss av en gravemaskin ifølge oppfinnelsen,

figur 2 viser et perspektivriss av gravearmsakselen og tilhørende deler,

figur 3 viser et forstørret snitt etter linjen 3-3 i figur 1,

figur 4 viser et forstørret snitt etter linjen 4-4 i figur 3,

figur 5 viser et forstørret snitt etter linjen 5-5 i figur 4, og

figur 6 viser et forstørret snitt etter-linjen 6-6 i figur 4.

Den i figur 1 viste gravemaskin 10 har et.kjørtbart understell 11, hvorpå det er dreibart montert en hovedramme 12. På hovedrammen er det dreibart montert en bom 13 og i denne bommen 13 er en løfteramme 14 svingbart montert. I løfterammen 14 er det svingbart opplagret en gravearm .1-5 som bærer en graveskuf fe 16. Graveskuffen 16 er svingbart opplagret på gravearmen 15- Et løfte-stag 17 er dreibart forbundet med løfterammen 14 og skuffen 16. Et skyvesystém 18 er montert på hovedrammen 12 og er drivforbundet med løfterammen' 14. En løftemekanisme 19 er også'montert på hovedrammen 12 og er drivforbundet med løfterammen .14.

Understellet 11 kan være av en hvilken som helst egnet type og bærer en nedre ramme 20 med en rulle-dreiebane 21. På dreie-bahen hviler en øvre ramme 22 som igjen bærer hovedrammen 12. På. hovedrammen 12 er det nødvendige maskineri for drift av understellet og for dreiing av den øvre ramme 22 om et senterlager i forhold til den nedre ramme 20 montert, på i og for seg kjent måte. Dette drivutstyr er montert i et hus 23 på hovedrammen 12. Huset 23 inne-holder også annet maskineri som er nødvendig'for gravemaskinens drift.

Den nedre enden til bommen' 13 er gaffelformet slik at det fremkommer et par føtter som er svingbart forbundet med hovedrammen' 12 ved hjelp av et par tapper, slik ar bommen kan svinges i vertikalplanet. Som best vist i figurene 2 og 3 er den øvre del av bommen 13 også gaffelformet slik at det dannes to armer 24 og 25-

I disse armene 2 4 og 25 er det stivt innfestet respektive dreie-lagere 26. og 27 •

Løfterammen 14 har trekantform. De tre rammesidene er betegnet med henholdsvis 28, 29' og 30. Den fremre enden til ramme-siden 28 er utformet som en gaffel' slik at det fremkommer et par fremover ragende divergerende armer 31 og 32 som hver bærer et lager 33 henholdsvis 34. På lagerne 33 og 34 er det fastmontert et par braketter 35 og 36. som hver har en tappboring 37, 38. Lagerne 33

og 34 er forbundne med hverandre ved hjelp av et avstivningsrør 39•

I lagerne er det pressinnpasset splittede seksjoner 40 og 41 av en hovedaksel. De splittede akselseksjoner er opplagret i lagerne 26 og 27 på bommen, slik at derved løfterammen er svingbart montert på bommens øvre ende. •

Som best vist i figur 1 er det ved den bakre enden av ramme.siden 28 anordnet en aksel 42. På denne akselen er det dreibart montert en løfteskive 43. Mellom hovedakselen og løfteskivens aksel er det anordnet en tapp 44 som inngår i forbindelsen mellom skyvesystemet og løfterammen.

Gravearmen 15 består i hovedsaken av to bjelker 45 og

46 som ved sine ytterender er svingbart forbundet med skuffens

sidevegger og ved innerender er forbundne med hverandre ved hjelp av en tverrplte 47. Forøvrig er- de avstivet innbyrdes ved hjelp av

avstivere 48. Som best vist i figur 2 er et par lagerplater 49 og 50 anordnet på enden av gravearmen, og på- disse bæreplatene er det montert et forbindelsesstykke 51- De øvre og nedre kantene til tverrplaten 4j har flenser 52, 53 med sentrale fremspring 54, 55

• forsynt med boltåpninger 54a, 55a.

Forbindelsesstykket 51 har en tverrplate 56 som er forbundet med gaffelbråketter 57 og. 58. Øverst og nederst har .tverrplaten 56 flenser 59. 60 med i gravearmens retning utragende fremspring 6l og 62. Fremspringene 6l, 62 har bolteåpninger 6la, 62a. Gaffelbrakettene 57, 58 har lagerplater .63 og 64. Disse har hovedsakelig samme form som lagerplatene 49 og 50. Som best vist i figur 2 er et par ører 65 og 66 montert på lagerplaten 63« Det innerste øret 66 er stivt forbundet med enden av tverrplaten 56, slik at gaffelbraketten 57 således utgjør en enhetlig del av tverr-stykket 51. Lignende ører 67 og 68 er anordnet.på lagerplaten 6,4 og det innerste øret 67 er stivt forbundet med tverrplaten 56, slik at også gaffelbraketten 58 danner en enhet sammen med forbindelsesstykket 51. Forbindelsesstykket 51 er festet til lagerplater 49 og 50 ved hjelp av bolter 69 som strammes til med muttere. Mellom lagerplatene 49, 63 og 50, 64 er det anordnet gummidempere 71,72. På bolten 69 tres det tallerkenfjærer 73 som virker mellom baksiden av lagerplatene 63.64 og'mutterne 70. På denne måten får man en elastisk forbindelse i dette området.

Som- best vist i figur 6 er flensfremspringene 54 og 55 og'aksen gjennom bolthullene 54a, 55a plassert mellom lagerplatene 49 og 50. Når forbindelsesstykket 51 monteres på lagerplaten 49, 50 vil dets•flensfremspring 6l og 62 være forskjøvet sideveis i forhold til fremspringene 54 og''55» og aksen til bolthullene 6la, 62a er derfor også forskjøvet parallelt med aksen gjennom bolthullene 54a, 55a. Dette muliggjør en svingbar forbindelse mellom gravearmen og forbindelsesstykket. En leddblokk 74 er opplagret mellom flensfremspringene ved hjelp av boltene 75 og 76 som er ført gjennom henholdsvis bolthullene. 54a, 55a og en åpning 77 i leddblokken 74, og bolthullene 6la, 62a og en åpning 78 i leddblokken 74. Denne forbindelsen mellom forbindelsesstykket 51 og resten av gravearmen gjør at kompressjonskrefter, strekkrefter og torsjonskrefter vil dempes av gummidemperne 71»72 og av tallerkenfjærene ,73« Forbindelsen som tilveiebringes ved hjelp av leddblokken 74 muliggjøren begrenset sidesvingning av gravearmen, men motstår en vinkelfor-skyvning av gravearmen i forhold til forbindelsesstykket i vertikalplanet. Brakettørene 65 til 68 har boltåpninger som muliggjør innføring ay bolter 78 og 80 gjennom henholdsvis ørene 65. 35, 66 og 67.36, 68. De respektive boltåpninger i brakettene 35 og 36 er betegnet med 37 og 38. På denne måten oppnår man en svingbar opp-henging av gravearmens indre ende på løfterammen. Graveskuffen, gravearmen, løfterammen og løftestaget^idanner en fire stengers leddmekanisme hvor løfterammen også virker som den svingbart monterte hevarm, idet løfterammen jo er svingbart montert over bommens øvre ende. Ved hjelp av løfterammen kan man derfor svinge graveskuffen om hovedakselen. Som det best.går frem av figur 1'vil gravearmen til enhver tid flukte med løfterammens side 28, -mens løfterammens side 29 hele tiden vil stå hovedsakelig perpendikulært på gravearmen.

Graveskuffen 16 er av konvensjonell utførelse og har en bunn som kan åpnes. Graveskuffens^tyngdepunkt er anordnet bak skjæringen mellom gravearmens forlengede senterlinje og løftestagets forlengede senterlinje slik at gravetennene vil kunne svinge oppover uhindret av graveskuffens stillingsstyresystem. Skuffens oppover svingning begrenses imidlertid av en stopper 81 som er montert på oversiden av gravearmen. Stopperen består av et par bjelker 82 og 83 som er montert med én vinkel i forhold til sidebjelkene 45 og 46 i gravearmen. Endene til disse bjelker 82,83 er beregnet på samvirke med anslagsputer 84 som er montert på graveskuffen nær graveskuffens

.svingeforbindelse med løftestaget 17-

Bomkonstruksjonen har tilstrekkelig vekt til at når bommen svinger nedover vil vekten til hele konstruksjonen bevirke en fremover skyving av graveskuffen, slik at den altså skyves inn i det materialet som s:kal graves ut. Når det er øhskelig å trekke skuffen tilbake benyttes det system som er betegnet med 18 i figur 1. Dette system innbefatter en mast 85 som ved sin nedre ende er svingbart opplagret i hovedrammen 12, slik at masten altså kan bevege seg i et vertikalplan. Et par skyveledd 86 og 87 er svingbart forbundet med løfterammen, idet stagene er opplagret på de før nevnte tapper

44. Bak er løftestagene svingbart forbundet med masten 85 øvre

ende. Videre innbefatter systemet en drivmekanisme 88. Drivmekanismen 88 består i hovedsaken av et par ledd 89 som nederst er svingbart forbundet med hovedrammen 12,.et par ledd 90 som ved sine

bakre ender er svingbart forbundne med de øvre ender av leddene 89

og ved sine fremre ender er svingbart forbundne med masten 85,

slik det er vist i figur 1. Videre innbefatter drivmekanismen et-

par arbeidssylindere 91 som er svingbart opplagret i hovedrammen og er svingbart tilknyttet svingeforbindelsene mellom leddene 89 og 90. Når stemplene i arbeidssylinderene 91 kjøres ut vil leddene 89 og masten 85 svinge bakover. Samtidig vil hele den fremre delen av graveutstyret svinge bakover. Denne bakoversvingning skyldes den kobling som skyvestagene 87 og 87 tilveiebringer. Tilbake-svingningen skjer om bommens opplagring på hovedrammen.

Løftemekanismen 19 er konvensjonell og består i hovedsaken av en ikke vist trommel som er montert på hovedrammen, en skive 92,.en skive 43 og en wire 93 som er-lagt om trommelen og skivene 92 og 43- Når wiren enten gis ut eller tas inn vil løfte-rammen 14 og derved også gravearmen 15, graveskuffen 16 og løfte-staget 17 svinge om hovedakselen øverst på bommen 13-

Under gravemaskinens fremskyvning kan stillingen til skuffen 16 holdes fast i forhold til gravemaskinens hovedramme ved hjelp av et stillingsstyresystem 94 som består av et .par pantograf-rhekanismer 95 og 96 montert på hver sin side av bommen og gravearmen,/et par skiver 97 montert på bommens svingetapper nede ved hovedrammen, og et par arbeidssylindere hvis sylindere er stivt festet til hovedrammen. Pantografmekanismene 95 og 96 er like; Som best vist. i figurene 1, 2 og 5 består mekanismen 95 av en hevarm 99 som er svingbart montert på ytterdelen av hovedakselen 40. Et ledd 100

i mekanismen er ved sin ene ende forbundet med hevarmens fremre del, er lagt rundt en skive 97 og er ved sin andre ende forbundet med stempelet i arbeidssylinderen 98. Et annet ledd i mekanismen, leddet 101, er ved sin ene ende forbundet med et bakre punkt på hevarmen og er ved sin andre ende fJorbundet med en sidevegg i graveskuffen.-Hevarmen 99 består av et lager 102 som kan monteres på hovedakselen 40 på utsiden av lageret 26 på bommen 13. Videre er hevarmen oppbygget av to plater 103 og 104 som er forbundet med lageret 102. Disse platene avstives og forbindes med hverandre ved hjelp av øvre og nedre dekkplater 105 og 106 og med en hylse 107 som er montert på en tapp som forbinder sideplatenes bakre ender med hverandre. Den fremre kant og bunnkanten til sideplatene 103, 104 er krummet og bærer et par krummede wireføringer 108, 109- Pe øvre

kantene til sideplatene, der dekkplaten 105 er anordnet, krysser frontkantene til sideplatene som sekanter, og de bakre kantene til sideplatene er anordnet hovedsakelig tangensielt til sideplatenes krummedeiibunnkanter og krysser sideplatenes.øvre kanter et sted nær hylsen 107-Det tidligere nevnte ledd 100 i mekanismen består av

en wire som med sin ene ende er festet til stemplet i arbeidssylinderen 98. Wiren er deretter lagt om skiven 97 og i føringen 108 på hevarmen. Videre er wiren ført tilbake i føringen 110,

som er montert i en ramme 111, føringen 109 og tilbake om skiven 97. Enden av wiren er så festet til stemplet i arbeidssylinderen 98- Leddet 101 i mekanismen består likeledes av en wire hvis ene ende er festet ved 112 til.graveskuffen, og er lagt om og festet til hylsen 107 på hevarmen. Wiren er så ført tilbake til feste-punktet 112 på graveskuffen. Hevarmen 99 hindres i å forsyve seg utover på akselen 40 ved hjelp av en endeplate 113 som skrus fast til akselenden. Denne platen 113 ligger an. mot endeflaten til lageret 102.

Det beskrevne styresystem for graveskuffens stilling virker slik at når stemplene i arbeidssylinderne 98 er frie vil stillingen til graveskuffen endre seg under påvirkning av de krefter som virker som følge av dens egne vekt eller som følge av graveskuf f ens kontakt med marken eller det materialet som skal graves. Såsnart stemplene i sylinderne 98 låses vil imidlertid pantografmekanismene bevirke at graveskuffens stilling fastholdes helt til igjen stemplene frigjøres.

Nærmere detaljer om styresystemet finner man i de før nevnte US-patentskrifter nr. 3.;501.034 og 3-648.863..

Ved drift av gravemaskinen blir graveutstyret ved begynnelsen av ■ en gravesyklus'bragt i stilling ved at man betjener skyvesystemet slik at bommen løftes opp i sin øvre, bakerste stilling. Så betjener man løftesystemet■slik at gravearmen kan svinge nedover og bakover, til en stilling nær bommen. Styresystemet for graveskuffens stilling er utkoblet s.lik at graveskuffen kan svinge fritt og innta den stilling som er betegnet med A i figur 1,. nær- bommens opplagringsakse. Når graveutstyret er plassert slik tillates trykkfluidet å gå ut fra de nedre ender til arbeidssylinderne 91 på en styrt måte, hvorved bommen svinger nedover. Samtidig betjenes løftemekanismen slik'at løftelinen tas inn. Derved svinger gravearmen forover, i retning fra bommen. Dette gir en knevirkning som er karakteristisk for gravemaskiner av den beskrevne type. Etter-som knevirkriingen fortsetter vil graveskuffen bringes til å svinge slik at dens bunnvegg vil hvile; på marken i horisontal s"tilling. Kjøreren låser deretter stemplene i arbeidssylinderne 98 og under

den fortsatte knevirkning' i graveutstyret-vil graveskuffens stilling-styresystem bevirke.at graveskuffen beholder sin stilling, og graveskuffen vil da skyves inn i materialet som skal graves ut, langs en hprisontal bevegelseslinje, til den stilling som er vist med.fullt uttrukne linjer i figur 1.

På dette stadium i gravesyklusen tilføres trykkfluidum til de nedre endene av arbeidssylinderne 915og styresystemet vil da bevirke en tilbaketrekking av bommen. Stemplene i arbeidssylinderne 98 frigjøres s.lik at graveskuffen fritt kan svinge oppover,helt til støtputene 84 slår an mot stopperne 81. Løftewiren tas inn slik at graveskuffen løftes opp til stillingene B og. C i figur 1, helt til skuffen når en tømmestilling D. I denne stilling vil tømmedøren eller bunnen- i graveskuffen ligge omtrent horisontalt og graveskuffen er fylt med mak-simal materialmengde, klar for dumping. Hele gravemaskinen kan så dreies og eventuelt kjøres1.frem eller tilbake slik at graveskuffen bringes over det sted hvor materialet, skal dumpes. Deretter kan luken i skuffen åpnes og materialet dumpes. Løftemekansimen betjenes idet løftewiren vides ut og gravemaskinen bringes tilbake til ny gravestilling.

Under fremskyvingen av graveskuffen vil de trykkrefter som løfterammen utøver på hovedakselen i hovedsaken motvirkes .av de trykkrefter som gravearmen overfører til hovedakselen. På denne måten eliminerer man visse bøyemomenter som ved de tidligere ut-førelser ellers har gjort seg bemerkbare i hovedakselen. Denne fordel muliggjøres på grunn av at- gravearmens svingeakse er anordnet i en avstand fra og parallelt med løfterammens svingeakse, ved at disse akser ligger i et plan som hovedsakelig går gjennom senterlinjen til løfterammens nedre side 28, ved at planet gjennom senterlinjen til gravearmen og gravearmens svingeakse ligger i et plan som kan. vinkelforskyves til begge sider av planet gjennom gravearmen og løfterammens svingeakse, innenfor grenser på ca. 10°, og ved at armenes 31' og 32 forbindelser med hovedakselen i hovedsaken er i langsgående innretning med brakettene 35 og 36 som gravearmen er opphengt i.

Den elastiske forbindelse i gravearmen, som skyldes anordningen av gummidemperne 71 og 72 og tallerkenfjærene 73, virker også til å oppta plutselige kraftige støtkrefter som oppstår under fremskyvingen og som overføres- til hovedakselen gjennom gravearmen. I tillegg vil den elastiske forbindelse og svingeforbindelsen mellom gravearmen og forbindelsesstykket 51 mulig-gjøre en begrenset sidesvingning av gravearmen uten at hovedakselen derved utsettes for uønskede belastninger som kan gi uønskede bøyemomenter.

Claims (16)

1. Gravemaskin av den type som innbefatter et chassis, en bom svingbart opplagret i chassiset, en løfteramme svingbart opplagret på bommen, en gravearm .svingbart opplagret i bomkonstruk-sjonen, og en graveskuffe svingbart opplagret i gravearmen, samt utstyr for heving og senking av bommen og løfting av graveskuffen, hvilken graveskuff- er stagforbundet med løfterammen, karaktérisert ved at gravearmen (15) er svingbart ' opplagret på løfterammen (1*0.

2. Gravemaskin iføl-ge krav 1, karakterisert ved at gravearmen (15), løfterammen (1*0, løftestaget (17) og graveskuffen (16) danner en firestrengers leddmekanisme som er slik at trykkrefter som fra løfterammen overføres til svingeforbindelsen mellom løfterammen og bommen (13) i det vesentlige motvirkes av trykkrefter som gravearmen (15) overfører til svingeforbindelsen mellom løfterammen og bommen under graveskuffens fremskyvning.

3. Gravemaskin ifølge krav 2, karakterisert ved at svingeaksene mellom løfterammen (14) og bommen (13) og mellom gravearmen (15) og løfterammen er anordnet i innbyrdes avstand og parallelt med hverandre, og ved at firestrengers mekanismen . og de relative stillinger av svingeaksene mellom løfterammen og gravearmen og mellom løfterammen og bommen er slik at under frem-skyvingsfasen under gravingen vil et plan gjennom senterlinjen til gravearmen og svingeaksen mellom gravearmen og løfterammen vinkelforskyves innenfor bestemte grenser på hver side av et plan gjennom svingeaksen mellom gravearmen og løfterammen og mellom løfterammen og bommen.

4. Gravemaskin ifølge krav 3, karakterisert ved at vinkelforskyvningsområdet mellom grensene er ca. 10°.

5. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at løfterammen (14) har et gaffelformet parti (31,32) med en hovedaksel (40), hvilken hovedaksel er dreibart opplagret i. bommen (13). og ved at gravearmen (15) er svingbart forbundet med det nevnte gaffelformede parti på løfterammen.

6. Gravemaskin ifølge krav 5, karakterisert ved at bommen (13) har en gaffelformet øvre ende forsynt med lågere (26,27) for hovedakselen (40).

7. Gravemaskin ifølge krav 6, karakterisert ved at lagerne på bommens gaffeldel er anordnet utenfor det gaffelformede parti på løfterammen.

81. Gravemaskin ifølge krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at løfterammens gaffelformede parti har lågere for koaksiale, adskilte hovedakseldeler, på hvilke lågere det er anordnet utover ragende braketter, at bommen har gaffelarmer med lågere for hovedakseldelene, og- ved at gravearmen er tappforbundet med de nevnte braketter for tilveiebringelse av svingeforbindelsen mellom gravehåndtaket og løfterammen.

9. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at gravearmen (15) innbefatter en ettergivende forbindelse (71,73) for opptak av trykkrefter, torsjonskrefter.og bøyekrefter som virker på gravearmen under de forskjellige gravefaser.

10. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at anordningen for svinging av bommen (13) innbefatter et skyvesystem (18) som er montert på selve gravemaskinen og er drivforbundet (86,87) med løfterammen (14).

11. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at anordningen for løfting av graveskuffen (16) innbefatter en løftemekanisme montert på selve gravemaskinen, en skive (43) montert på løfterammen (14), og en løftewire mellom løftemekanismen og.skiven (43).

12. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter et ^raveskuff- stillingsstyresystem.'

13. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at graveskuffen (16) er svingbart forbundet med gravearmen (15) på en slik måte at graveskuffen vil svinge sin' graveende oppover, og ved anordninger (81) for begrensing av graveskuffens svingebevegelse oppover samt ved utløsbare holde-anordninger for å hoide graveskuffen i bestemte stillinger i forhold til resten av gravemaskinen under bommen (13) nedsvingning, gravearmens utsvingning .i forhold til'bommen og graveskuffens forover rettede bevegelse. l*t.

Gravemaskin ifølge krav 13, karakterisert ved at den utløsbare- holdeanordning innbefatter en pantograf-mekanisme (95,96)..

15- Gravemaskin ifølge et av de foregående krav. karakterisert ved at løfterammen (14) er trekantet og ved en basiskant (28) er svingbart montert på bommen (13), idet gravearmen (15) er svingbart rilontert på løfterammens basiskant (28).

16. Gravemaskin ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at svingeaksene mellom gravearmen (15) og løfterammen (1*1) -henholdsvis dens basiskant (28) og mellom løfterammen eller dens basiskant og bommen (13), samt senterlinjen til løfterammens basiskant, ligger i samme plan.

17- Gravemaskin ifølge et av kravene 14-16, karakterisert ved at pantografen innbefatter vektarmer montert på ytterendene til hovedakselen, idet hver vektarms bakre ende er forbundet med graveskuffen og hver vektarms fremre ende er forbundet med stempelet i en arbeidssylinder montert på hovedrammen (12).