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Dokumentenidentifikation DE3842281C2 10.02.1994
Titel Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug
Anmelder Kubota Ltd., Osaka, JP
Erfinder Aikawa, Norihiro, Sakai, JP
Vertreter Säger, M., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 81677 München
DE-Anmeldedatum 15.12.1988
DE-Aktenzeichen 3842281
Offenlegungstag 06.07.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.02.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.02.1994
IPC-Hauptklasse E02F 3/85

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere einen Löffelbagger, mit einer vertikal schwenkbaren Armkonstruktion, an der eine um eine sich in Mittelposition des Fahrzeugs nach vorn und hinten erstreckende Achse bzw. Längsachse schwenkbaren Schaufel angelenkt ist, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einem herkömmlichen Arbeitsfahrzeug sind Schaufel und Armkonstruktion über eine Längsachse und eine Gestänge, das entweder auf der rechten oder linken Seite der Längsachse angeordnet ist, miteinander verbunden, und ein einzelner Zylinder sorgt für die Schwenkbewegung der Schaufel. Diese Ausbildung ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-9445 beschrieben.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausbildung sind jedoch die hohen Kosten und darüber hinaus die extreme Festigkeit, über welche die Längsachse verfügen muß, nachdem sich die Reaktionskräfte, die entstehen, wenn sich das Fahrzeug im Zuge der Erdbewegung vorwärts oder rückwärts bewegt, nicht nur auf das Gestänge, sondern auch auf den Befestigungspunkt der kompliziert ausgebildeten Längsachse konzentrieren. Ein weiterer Nachteil ist zu bemerken, wenn bei Aushubarbeiten die Schaufel anstelle von Stützfüßen mit dem Boden in Kontakt gebracht werden.

Der Hydraulikdruck des Zylinders ist angrenzend an die Kolbenstange und auf deren Bodenseite zu diesem Zeitpunkt gesperrt, doch neigt der Innendruck dazu, am kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders gegenüber dem Innendruck am Boden des Kolbens anzusteigen, wenn das Fahrzeug unter den Reaktionskräften der Aushubarbeit seitlich schaukelt. Folglich besteht die Gefahr, daß sich bei einem mit dem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders verbundenen Hydraulikkreis ein Entlastungszustand einstellt und zu unbeabsichtigtem Kippen des Fahrzeugs führt.

Die DE-OS 31 50 307, insbesondere Fig. 1 und 2, beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Sie enthält eine vertikal schwenkbare Armkonstruktion, eine an einer sich in Mittelposition des Fahrzeugs nach vorne und nach hinten erstreckenden Längsachse schwenkbare Schaufel (Schild) und ein Paar Hydraulikzylinder, die auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Längsachse angeordnet sind und erlauben, daß die Schaufel (Schild) mit den Verlängerungen der Hydraulikzylinder in entgegengesetzten Richtungen schwenkbar ist.

An dem hydraulisch verstellbaren Planierschild erfolgt der Kraftfluß von dem Schild auf das Fahrzeug über Schubträger, die mittels Klemmeinrichtungen am Schubrahmenschenkel 1 gehalten werden. Zur Verstellung der Schubträger sind hydraulische Stellzylinder vorgesehen

Die in der Fig. 5 gezeigten Elemente bewirken zwar eine Führung, sind aber sehr komplex aufgebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für Arbeitsfahrzeuge der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese bei niedrigen Herstellungskosten stabil ist gegenüber Reaktionskräften, die bei Erdbewegungsarbeiten entstehen, und sicher ist gegen seitliches Kippen des Fahrzeugs, wenn anstelle einer Hilfsstütze die Schaufel benutzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion werden die Reaktionskräfte, die bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs während der Ausführung von Erdarbeiten entstehen, auf die Längsachse und auf die zu beiden Seiten der Längsachse angeordneten Eingriffselemente verteilt. Selbst wenn sich die Reaktionskraft zur linken oder rechten Seite der Schaufel hin verlagert, wird sie anstatt einer Konzentration auf die Längsachse, wie das beim Stand der Technik der Fall ist, von einem der Eingriffselemente aufgenommen.

Wenn bei Aushubarbeiten nun die Schaufel anstelle eines Stützfußes mit dem Boden in Kontakt gebracht wird, verteilt sich die Reaktionskraft auf den rechten und den linken Hydraulikzylinder. Wenn das Fahrzeug seitlich schaukelt, wird die auf das kolbenstangenseitige Ende eines der Zylinder wirkende Reaktionskraft gleichzeitig auch durch das untere Ende des anderen Zylinders aufgenommen. Folglich wird ein Anstieg des Innendrucks an dem kolbenstangenseitigen Ende eines der Zylinder durch das untere Ende des anderen Zylinders kontrolliert, so daß eine Entlastung des mit den beiden Zylindern jeweils verbundenen Hydraulikkreises nicht eintreten kann.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht also bei größtmöglicher Wirtschaftlichkeit eine größere Stabilität der Vorrichtung bei Erdbewegungsarbeiten, nämlich durch die preiswerte Anordnung von Eingriffselementen an einander gegenüberliegenden seitlichen Positionen, ohne eine teuere Verstärkung der Anschlußstellen der ohnehin kompliziert ausgeführten Längsachse. Darüber hinaus ist bei vorliegender Erfindung die Gefahr, daß bei Benutzung der Schaufel anstelle einer Stützvorrichtung das Fahrzeug zur Seite kippt, relativ gering, so daß Aushubarbeiten bei größerer Stabilität des Fahrzeugs und mit größerer Sicherheit ausgeführt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Eingriffselement so ausgebildet, daß sie eine Schwenkbewegung der Schaufel innerhalb eines vorgegebenen Bereiches um bzw. an der Längsachse erlauben ebenso wie eine Bewegung in Längsrichtung des Fahrzeugs, nämlich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs hin zur Armkonstruktion und weg von der Armkonstruktion.

Außerdem erlauben die Eingriffselemente auch eine Wälzbewegung der Schaufel relativ zur Armkonstruktion, derart, daß die Schaufel durch einen Steuermechanismus einstellbar ist. Die Eingriffselemente können darüber hinaus über ein geeignetes Spiel verfügen, so daß, wenn die Vorder- oder Rückseite der Schaufel bei Erdbewegungsarbeiten eingesetzt wird, die Eingriffselemente in bezug auf die Schaufel eine Aufnahme- bzw. Pufferfunktion oder eine Zugfunktion ausüben und so den Steuermechanismus vor Reaktionskräften schützen.

Über die Anlenkung der Schaufel hinaus kann diese auch noch durch die Eingriffselemente gestützt bzw. gehalten sein. Dadurch läßt sich die Konstruktion für die Anlenkung der Schaufel relativ leicht ausbilden, das heißt bei Erdbewegungsarbeiten erfolgt die Abstützung mit einer Festigkeit, die bei Benutzung der Schaufelrückseite geringer ist als bei Benutzung der Schaufelvorderseite. Die Abstützung der Schaufel gegenüber in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs auftretenden Reaktionskräften, die durch die Eingriffselemente zur Verfügung gestellt wird, dient zum Schutz der Gelenkverbindung der Schaufel vor Verformungen und Beschädigungen, zu denen es häufig dann kommt, wenn die Schaufel alleine durch die Gelenkverbindung gehalten ist.

Ferner erlauben die Eingriffselement eine relativ leichte Ausbildung des Steuermechanismus, das heißt dieser muß nur über soviel Festigkeit verfügen, wie für die Abstützung der Schaufel gegenüber vertikal wirkenden Reaktionskräften nötig ist. Auch die Konstruktion für die Anlenkung der Schaufel muß lediglich über soviel Festigkeit verfügen, daß eine Schwenkbewegung der Schaufel möglich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sowohl in bezug auf den Steuermechanismus als auch auf die Anlenkkonstruktion den Vorteil leichten Baugewichts und niedriger Kosten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Löffelbaggers, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie 1-1 von Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie m-m von Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie n-n von Fig. 3;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Bulldozer-Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Rückansicht der Bulldozer-Vorrichtung von Fig. 6;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Bulldozer-Vorrichtung von Fig. 6;

Fig. 9 eine Vorderansicht einer Bulldozer-Vorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung erfolgt im Zusammenhang mit einem Löffelbagger als ein Beispiel für ein Arbeitsfahrzeug.

Der Löffelbagger weist eine Vorrichtung 1 auf, die an einem Raupenfahrwerk 2 befestigt ist, auf welchem sich eine Drehbühne 5 abstützt. Auf der Drehbühne 5 befindet sich der Motorbereich 3, die Fahrerkabine 4 und das Arbeitsgerät 6.

Die in den Fig. 2 und 4 gezeigte Vorrichtung weist eine Armkonstruktion 8 auf, die mit Hilfe eines Hubzylinders 7 relativ zum Raupenfahrwerk 2 in vertikaler Richtung schwenkbar ist. Die Armkonstruktion 8 trägt eine Schaufel 10, die über einen Gelenkzapfen 9 derart an der Armkonstruktion 8 befestigt ist, daß sie an einer sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Achse P schwenkbar ist, und zwar unter Steuerung über ein Paar Hydraulikzylinder 11, die auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Gelenkbolzens 9 quer zum Fahrzeug angeordnet sind und sich zwischen der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 erstrecken. Die Hydraulikzylinder 11 weisen Hauptzylinderkörper auf, die mit oberen Positionen der Armkonstruktion 8 verbunden sind, und Kolbenstangen, die mit unteren Positionen der Schaufel verbunden sind, derart, daß die Schaufel 10 mit den Verlängerungen der Hydraulikzylinder 11 in entgegengesetzten Richtungen schwenkbar ist. Das heißt die Schaufel 10 wird durch den Hubzylinder 7 angehoben und gesenkt und in bezug auf ihre Wälzbewegung durch die Hydraulikzylinder 11 gesteuert.

Eine Vorrichtung, die den Eingriff bzw. die Verbindung zwischen der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 bewirkt, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 5 beschrieben.

Diese Vorrichtung, nämlich eines der in den Zeichnungen dargestellten Eingriffselemente 14, weist ein armseitiges Eingriffsteil 12 auf, das auf jeder der einander gegenüberliegenden Seiten des Gelenkbolzens 9 mit der Armkonstruktion 8 verschraubt ist und auch als eine Halterung für die Aufnahme eines der Hydraulikzylinder 11 dient, und ein schaufelseitiges Eingriffsteil 13, das auf jeder der einander gegenüberliegenden Seiten des Gelenkbolzens 9 in entgegengesetzter Relation mit dem armseitigen Eingriffsteil 12 an der Rückfläche der Schaufel 10 befestigt ist. Das Eingriffselement 14 hält die Schaufel 10 innerhalb eines vorgegebenen Bewegungsbereichs in Längsrichtung des Fahrzeugs relativ zur Armkonstruktion 8 und verhindert, daß eine in Längsrichtung des Fahrzeugs auf die Schaufel 10 wirkende Reaktionskraft auf die Hydraulikzylinder 11 und den Gelenkbolzen 9 ausgeübt wird. Die Funktions- bzw. Wirkungsweise des Eingriffselements 14 ist wie folgt:

Das schaufelseitige Eingriffsteil 13 und das armseitige Eingriffsteil 12 definieren zwischen sich in Querrichtung des Fahrzeugs einen Zwischenraum und sorgen damit für ein gewisses Spiel, wodurch das schaufelseitige Eingriffsteil 13 um die Achse P relativ zum armseitigen Eingriffsteil 12 nach oben und unten schwenkbar ist dadurch eine Schwenkbewegung der Schaufel 10 um bzw. an der Achse P erlaubt.

Wenn die Vorderseite der Schaufel 10 im Rahmen von Erdbewegungsarbeiten zum Einsatz kommt, wirkt auf die Schaufel 10 eine Rückwärts-Reaktionskraft, wobei dann aufgrund des Spiels zwischen der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 eine nach hinten weisende Arbeitsfläche 13a des schaufelseitigen Eingriffsteils 13 in Kontakt gelangt mit einer nach vorne weisenden Arbeitsfläche 12 des armseitigen Eingriffsteils 12, wodurch die Schaufel 10 durch das armseitige Eingriffsteil 12 abgestützt bzw. unterstützt ist.

Wenn die Rückseite der Schaufel 10 zum Einsatz kommt, wirkt eine Vorwärts-Reaktionskraft auf die Schaufel 10, wobei dann die nach vorne weisenden Arbeitsfläche 13b des schaufelseitigen Eingriffsteils 13 in Kontakt gelangt mit der nach hinten weisenden Arbeitsfläche 12b des armseitigen Eingriffsteils 12 und die Schaufel 10 dadurch gegen eine Vorwärtsbewegung gehalten wird.

Wie Fig. 2 zeigt, trägt die Schaufel 10 an ihren gegenüberliegenden seitlichen Enden Messer 15 als Einrichtung zum Einebnen von Quergefällen etc. Die Seitenschneider bzw. Messer 15 sind lösbar befestigt und weisen Schneidkanten auf, die in einem Neigungswinkel von 0° nach außen abragen.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist die Schaufel 10 über ein Kugellager 109 um die Längsachse P schwenkbar an der Armkonstruktion 8 befestigt. Die Eingriffselemente weisen in diesem Fall Anlenkelemente 112 auf, die eine relative Schwenkbewegung zwischen der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 ermöglichen. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Anlenkelemente 112 auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Längsachse P angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung des Fahrzeugs. Jedes Anlenkelement 112 ist über ein Kugellager mit der Schaufel 10 und der Armkonstruktion 8 verbunden. Die Hydraulikzylinder 111 dieser Ausführungsform entsprechen den Hydraulikzylindern 11 der vorhergehenden Ausführungsform.

Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Hier ist die Schaufel 10 an einer Halterung 208 so befestigt, daß sie um bzw. an der Längsachse P schwenkbar ist, und die Halterung 208 ist an dem vorderen Ende der Armkonstruktion 8 um bzw. an einer vertikalen Achse O schwenkbar befestigt. Ein Paar rechter und linker Winkel- bzw. Schwenkzylinder 213 erstreckt sich zwischen der Armkonstruktion 8 und der Halterung 208 und bewirkt die Schwenkbewegung der Schaufel 10 nach vorne und nach hinten. Bei dieser Ausführungsform bewirken Hydraulikzylinder 211 die vertikale Schwenkbewegung der Schaufel 10.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere für einen Löffelbagger, mit einer vertikal schwenkbaren Armkonstruktion (8), an der eine um eine sich in Mittelposition des Fahrzeugs nach vorne und hinten erstreckende Achse bzw. Längsachse (P) schwenkbare Schaufel (10) angelenkt ist, wobei ein Paar Hydraulikzylinder (11), die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Längsachse (P) angeordnet sind, ein Verschwenken der Schaufel (10) um die Längsachse (P) bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Eingriffselemente (14) zur Abstützung der Schaufel (10) an der Armkonstruktion (8) im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet sind, wobei ein Eingriffselement (14) auf der seinen Seite und das andere auf der anderen Seite der Längsachse (P) jeweils mit Abstand zu dieser angeordnet und so ausgebildet sind, daß der Kraftfluß von der Schaufel (10) auf die Armkonstruktion (8) und umgekehrt über die Stirnflächen (12a, 13a, 12b, 13b) der Eingriffselemente (14) erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel (10) mit Hilfe eines an der Armkonstruktion (8) vorgesehenen Kugellagers (109) Gelenkbolzens (9) um die bzw. an der Längsachse (P) schwenkbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anlenkelemente (112) zur Abstützung der Schaufel (10) an der Armkonstruktion im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind, wobei ein Anlenkelement (112) auf der einen Seite und das andere auf der anderen Seite der Längsachse (P) jeweils mit Abstand zu dieser zwischen der Schaufel (10) und der Armkonstruktion (8) angeordnet sind, und daß die Anlenkelemente (112) über Kugellager jeweils mit der Schaufel (10) und der Armkonstruktion (8) verbunden sind.






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