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Schürfkübelfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Schürfkübelfahrzeug,
dessen Schürfkübel mit seinem hinteren Ende um eine horizontale Achse schwenkbar
zwischen dem Gleiskettenführungsrahmen zweier Gleisketten gelagert ist und mit seinem
vorderen Ende mittels zweier zum Heben und Senken des Schürfkübels dienender hydraulischer
Zylinder an dem Gleiskettenführungsrahmen abgestützt ist, wobei die Druckräume der
beiden hydraulischen Zylinder miteinander verbunden und gemeinsam über ein Absperrventil
an einen Gas-Hydraulikspeicher angeschlossen sind, der während der Fahrten des Schürfkübelfahrzeuges
zwischen dem Arbeitsort und der Entladestelle zur Federung des Schürfkübels dient.
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Bei den bekannten Schürfkübelfahrzeugen dieser Art wird der Gas-Hydraulikspeicher
und damit die Federung des Schürfkübels unmittelbar vor dem Schürfvorgang durch
Schließen des Absperrventils in der vom Gas-Hydraulikspeicher zu den Druckräumen
der hydraulischen Zylinder führenden Leitung abgeschaltet, da zum Herstellen eines
genauen Planums während des Schürfvorganges eine vollkommen starre Führung der Schürfkübelschneide
erforderlich ist. Infolgedessen entspricht der Druck in dem Gas-Hydraulikspeicher
nach Beendigung des Schürfvorganges dem Gewicht des vor dem Schürfgang leeren Schürfkübels.
Der Gas-Hydraulikspeicher muß daher bei den bekannten Schürfkübelfahrzeugen jeweils
nach Beendigung des Schürfvorganges und vor dem Anheben des gefüllten Schürfkübels
in die Transportstellung zunächst auf einen dem Gewicht des gefüllten Schürfkübels
entsprechenden und zum Anheben des Schürfkübels erforderlichen Druck aufgeladen
werden. Dies ist aber stets mit einem Zeitverlust verbunden, der die Arbeitsleistung
des Schürfkübelfahrzeuges herabmindert. Ein weiterer, die Arbeitsleistung herabmindernder
Zeitverlust ergibt sich bei den bekannten Schürfkübelfahrzeugen dadurch, daß nach
Beendigung des Schürfvorganges zunächst ein erheblicher Teil der Motorleistung zum
Anheben des gefüllten Schürfkübels benötigt wird und daher nicht sofort für die
Beschleunigung des Schürfkübelfahrzeuges zur Verfügung steht, das Schürfkübelfahrzeug
also erst nach dem Anheben des Schürfkübels auf seine volle Transportgeschwindigkeit
gebracht werden kann.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, und besteht
darin, daß das hydraulische System des Schürfkübelfahrzeuges so ausgebildet ist,
daß bei in Sperrstellung befindlichem Steuerschieber und bei geschlossenem Absperrventil
in der vom Gas-Hydraulikspeicher zu den Druckräumen der hydraulischen Zylinder führenden
Leitung die Hydraulikpumpe mit einer vom Steuerschieber direkt zum Gas-Hydraulikspeicher
führenden Druckleitung verbunden werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß der Gas-Hydraulikspeicher
zu Beginn des Schürfvorganges, also während des nur eine verhältnismäßig geringe
Motorleistung erfordernden Teiles des Schürfvorganges, mit der Hydraulikpumpe verbunden
und derart aufgeladen werden kann, daß die gespeicherte Energie unmittelbar nach
Beendigung des Schürfvorganges durch öffnen des Absperrventils in der vom Gas-Hydraulikspeicher
zu den Druckräumen der hydraulischen Zylinder führenden Leitung zum Anheben des
gefüllten Schürfkübels an die hydraulischen Zylinder abgegeben und der Schürfkübel
somit ohne Zeitverlust angehoben werden kann. Außerdem steht bereits beim Anheben
des gefüllten Schürfkübels nahezu die gesamte Energie des Antriebsmotors zur Beschleunigung
des Schürfkübelfahrzeuges zur Verfügung, so daß das Schürfkübelfahrzeug bereits
beim Anheben des Schürfkübels innerhalb kürzester Zeit auf seine volle Transportgeschwindigkeit
gebracht werden kann.
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Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist die
direkt zum Gas-Hydraulikspeicher führende Druckleitung an die Umlaufleitung des
Hydrauliksystems - die in der Sperrstellung des Steuerschiebers die von der Hydraulikpumpe
geförderte und dem Steuerschieber zugeführte Druckflüssigkeit in den Flüssigkeitssammelbehälter
zurückleitet - mittels eines Umschaltventils angeschlossen, bei dessen Betätigung
die Umlaufleitung nach dem Flüssigkeitssammelbehälter hin gesperrt und nach dem
Gas-Hydraulikspeicher hin geöffnet wird.
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Die direkt zum Gas-Hydraulikspeicher führende Druckleitung kann jedoch
auch derart an das Gehäuse des Steuerschiebers angeschlossen und der Steuerschieber
so ausgebildet sein, daß die Hydraulikpumpe
durch Betätigung des
Steuerschiebers mit der Druckleitung verbunden werden kann, wobei in der Druckleitung
ein Rückschlagventil angeordnet werden muß, um ein Zurückströmen der Druckflüssigkeit
aus dem Gas-Hydraulikspeicher beim Umschalten des Steuerschiebers zu verhindern.
Hierbei kann von der direkt zum Gas-Hydraulikspeicher führenden Druckleitung eine
zum Flüssigkeitssammelbehälter führende Leitung abgezweigt sein und in dieser Abzweigleitung
ein Umschaltorgan angeordnet sein, welches in Abhängigkeit vom Druck in der Druckleitung
derart beeinflußt wird, daß es beim Erreichen eines bestimmten Druckes die Druckleitung
selbsttätig mit dem Flüssigkeitssammelbehälter verbindet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand mehrerer
in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 ein Schürfkübelfahrzeug
nach der Erfindung in Seitenansicht, F i g. 2 das hydraulische Schaltschema des
Schürfkübelfahrzeugs, F i g. 3 das hydraulische Schaltschema nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel und F i g. 4 das hydraulische Schaltschema nach einem dritten
Ausführungsbeispiel.
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Zwischen den Gleiskettenführungsrahmen 1 zweier Gleisketten ist ein
um eine quer zur Fahrtrichtung liegende horizontale Achse 2 drehbeweglich gelagerter
Schürfkübel 3 durch zwei hydraulische Zylinder 4 heb- und senkbar angeordnet. Die
hydraulischen Zylinder 4 sind beiderseits des Schürfkübels 3 mittels der Bolzen
6 drehbeweglich angebracht und stützen diesen mit ihren Kolbenstangen 5 an den Zapfen
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der Gleiskettenführungsrahmen 1 ab.
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Die Druckräume 7 der beiden hydraulischen Zylinder 4 sind durch die
Leitung 8 miteinander und gemeinsam über die Leitungen 9,10 und ein Absperrventil
43 an einem Gas-Hydraulikspeicher 13 angeschlossen. Druckflüssigkeit wird über ein
Steuerorgan 35 mit Steuerschieber 15 und über die Leitung 14 von einer Hydraulikpumpe
11 zugeführt.
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Fahrstöße werden zwecks Abfederung bei geöffnetem Absperrventil 43
von den Gleiskettenführungsrahmen 1 über die Kolbenstange 5 auf das in den Druckräumen
7 befindliche Flüssigkeitspolster und von diesem auf den Gas-Hydraulikspeicher 13
übertragen. Sie bewirken, daß Flüssigkeit entgegen dem hochgespannten Gasdruck in
der Blase (F i g. 2) oder oberhalb des Trennkolbens (F i g. 3 und 4) in den Gas-Hydrauhkspeicher
13 einströmt und bei Abklingen der Stöße wieder ausströmt.
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Die Räume 16 unter den Kolben der hydraulischen Zylinder 4 stehen
miteinander über die Leitung 17 in Verbindung und sind durch die Leitung 18 an das
Steuerorgan 35 angeschlossen.
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In F-i g. 2 ist in der Umlaufleitung 19 vom Steuerorgan 35 zum Flüssigkeitssammelbehälter
41 ein Umschaltventil 42 mit einer Druckleitung 44 zum Gas-Hydraulikspeicher 13
angeordnet. Über diese Druckleitung 44 gelangt bei geschlossenem Absperrventil 43
und bei durch den Steuerschieber 15 verschlossenen Leitungen 9 und 18 Druckflüssigkeit
in den Gas-Hydraulikspeicher 13.
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Ist der Gas-Hydraulikspeicher 13 aufgeladen, wird das -Umschaltventil
42 umgeschaltet, so daß die Flüssigkeit wieder im drucklosen Umlauf über die Umlaufleitung
19 in den Flüssigkeitssammelbehälter 41 fließt. Zum Heben des Schürfkübels 3 mit
der Hubhilfe durch den Gas-Hydraulikspeicher 13 wird das Absperrventil 43 geöffnet,
so daß die gespeicherte Druckflüssigkeit aus dem Gas-Hydraulikspeicher 13 in die
Druckräume 7 der hydraulischen Zylinder 4 gelangt.
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F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem über die Druckleitung
44 eine Verbindung vom Gas-Hydrauhkspeicher 13 zum Steuerschieber 15 hergestellt
ist. In der Druckleitung 44 ist ein Rückschlagventil22 mit freiem Durchfluß zum
Gas-Hydraulikspeicher 13 hin angeordnet. An der Druckleitung 44
ist
ein hydroelektrischer Druckschalter 23 mit Leckflüssigkeitsanschluß 26 zum Flüssigkeitssammelbehälter
41 hin angebracht. Von der Druckleitung 44 führt eine durch ein Magnetumschaltventil
42 gesteuerte Abzweigleitung 48 zum Flüssigkeitssammelbehälter 41.
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Als Absperrventil 43 ist hier ein Magnetabsperrventil in die Leitung
10 eingebaut. Bei eingelegtem Grabgang ist dieses Magnetabsperrventil geschlossen,
weil die Magnetspule 29 desselben durch Betätigung eines Kontaktes 30 am Ganghebel
39 über die Kabel 31 und 32 an die Spannung der Batterie 33 gelegt wird und dadurch
der Schieber des Absperrventils 43 gegen die Kraft einer Feder vom Magneten angezogen
und die Leitung 10 dabei verschlossen wird. In allen anderen Fahrgängen bleibt
der Stromkreis unterbrochen, so daß der Gas-Hydraulikspeicher 13 dann zwecks Federung
des Schürfkübels 3 mit den Druckräumen 7 der hydraulischen Zylinder 4 verbunden
ist.
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In seiner neutralen Stellung sperrt der Steuerschieber 15 die Leitungen
9, 18, 44, 27 und 28 ab, -wobei die von der Hydraulikpumpe 11 geförderte Druckflüssigkeit
in den Leitungen 14,19 drucklos umläuft. In. der in F i g. 3 gezeichneten Schürfstellung
gibt der Steuerschieber 15 die Druckleitung 44 frei und schließt die Umlaufleitung
19 zum Flüssigkeitssammelbehälter 41. Über die Druckleitung 44 und das Rückchlagventil
22 fördert die Hydraulikpumpe 11 dann Druckflüssigkeit in den Gas=Hydraulikspeicher
13. Erreicht der Druck in der Druckleitung 44 den maximalen Aufladedruck des Gas-Hydraulikspeichers
13, so wird am hydroelektrischen Druckschalter 23 ein Kontakt 34 geschlossen, wodurch
die Magnetspule 49 über die Kabel 36, 37 und 38 an die Spannung der Batterie 33
gelegt wird, sofern auch der Kontakt 30 am Ganghebel 39 geschlossen ist. Dadurch
wird der Schieber des Magnetumschaltventils 42 gegen die Kraft einer Feder vom Magenten
angezogen, das Magnetumschaltventi142 also geöffnet und die Abzweigleitung 48 zum
Flüssigkeitssammelbehälter 41 hin freigegeben, so daß die Hydraulikpumpe 11 wieder
drucklos in den Flüssigkeitssammelbehälter 41 fördert.
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Die Druckleitung 44 wird nach dem Gas-Hydraulikspeicher 13 hin nur
dann freigegeben, wenn sich der Schürfkübel 3 in Ruhestellung befindet, der Steuerschieber
15 sich also in seiner Sperrstellung befindet und die Leitungen 9,18 nach den Druckräumen
7,16 der hydraulischen Zylinder 4 hin verschlossen sind.
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Bei Arbeitsbeispielen, wie beispielsweise beim Heben des Schürfkübels
3 ohne die Hubhilfe durch den Gas-Hydraulikspeicher 13, bleibt dagegen die Druckleitung
44 verschlossen, damit kein Drucköl
von der Hydraulikpumpe 11 zum
Flüssigkeitssammelbehälter 41 gefördert wird. Das Rückschlagventil 22 verhindert,
daß aus dem Gas-Hydraulikspeicher 13 Druckflüssigkeit zum Flüssigkeitssammelbehälter
41 entweichen kann.
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In F i g. 4 ist abweichend von F i g. 2 in der Umlaufleitung 19 vom
Steuerschieber 15 zum Flüssigkeitssammelbehälter 41 ein Umschaltventil 42 angeordnet.
Vor diesem Umschaltventil 42 zweigt eine Druckleitung 44 ab, die über das Rückschlagventil
22 zum Gas-Hydraulikspeicher 13 führt. An der Druckleitung 44 ist ein hydroelektrischer
Druckschalter 23 angebracht.
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Die Hydraulikpumpe 11 fördert in der Sperrstellung des Steuerschiebers
15 die Druckflüssigkeit drucklos in den Flüssigkeitssammelbehälter 41. Zum Aufladen
des Gas-Hydraulikspeichers 13 wird durch das Umschaltventil 42 (wie in F i g. 4
dargestellt ist) der drucklose Flüssigkeitsumlauf unterbrochen. Die Druckflüssigkeit
gelangt dann über die Druckleitung 44 in den Gas-Hydraulikspeicher 13, der beim
Schürfen durch das Üagnetabsperrventi143 von den hydraulischen Zylindern 4 getrennt
ist. Erreicht der Druck in der Druckleitung 44 den maximalen Rufladedruck des Gas-Hydraulikspeichers
13, so wird am hydroelektrischen Druckschalter 23 ein Kontakt 34 geschlossen, wodurch
die Signallampe 46 über die Kabel 36, 37 und 38 an die Spannung der Batterie 33
gelegt wird und aufleuchtet. Der Fahrer soll nun den Hebel des Umschaltventils 42
loslassen, so daß der Hebel durch die Federkraft in seine Ausgangslage zurückkehrt
und den drucklosen Flüssigkeitsumlauf wieder freigibt. Bei Verzögerung der Freigabe
des drucklosen Umlaufs spricht eines der Sicherheitsventile 24 oder 21 an und entläßt
Druckflüssigkeit zum Flüssigkeitssammelbehälter 41.
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An Stelle der Signallampe kann auch eine gesteuerte Ableitung zum
Flüssigkeitssammelbehälter 41, wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 dargestellt
ist, vorgesehen sein. Ebenso kann beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 das Umschaltorgan
42 mit Ableitung durch eine Signallampe oder ein akustisches Signal ersetzt sein.
Zum Heben des Schürfkübels mit Hubhilfe durch den Gas-Hydraulikspeicher 13 braucht
bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 3 und 4 nur ein schnellerer Gang eingelegt
zu werden, wodurch das Absperrventil 43 geöffnet und die Druckräume 7,16 der hydraulischen
Zylinder 4 mit dem aufgeladenen Gas-Hydraulikspeicher 13 verbunden werden. Der Schürfkübel
3 wird dann durch die im Gas-Hydraulikspeicher 13 gespeicherte Energie gehoben.
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Durch das Sicherheitsventil 21, das an die Leitung 10 angeschlossen
ist, wird das Hydrauliksystem beim Aufladen des Gas-Hydraulikspeichers 13 bzw. bei
eingeschalteter Federung gegen überlastung gesichert. Die durch das Sicherheitsventil
21 abfließende Flüssigkeit gelangt über die Leitung 26 zum Flüssigkeitssammelbehälter
41.