DE1950949A1

DE1950949A1 - Schaufellader

Info

Publication number: DE1950949A1
Application number: DE19691950949
Authority: DE
Inventors: Wagner Eddie Barnard
Original assignee: Wagner Mining Scoop Inc
Current assignee: Wagner Mining Scoop Inc
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1970-06-04
Also published as: FR2020225A1; US3499566A

Description

Wagner Mining Scoop, Inc. η

Portland, Oreg., Y,St.A,

Schaufellader (Zusatz zu Patent 1 291 285)

Die Erfindung betrifft einen kraftbetätigten Schaufellader und insbesondere eine verbesserte Gelenkverbindung zum Nivellieren und Kippen einer an der Ladeaehwinge eines Schaufelladers nach Patent 1 291 285 angebrachten Schaufel.

Ein Schaufellader ist bekanntlich ein Fahrzeug, das am Ende einer nach vorn abstehenden Ladesehwinge eine Ladeschaufel aufweist, die als Schürfgerät benutzt werden kann, indem sie unter Senkung der Ladeschwinge vorwärts geneigt wird, während das Fahrzeug vorwärts fährt, so daß Material von der Ladeschaufel aufgenommen wird« Zum Tragen der Last wird die Ladeschwinge etwas angehoben, so daß die Ladeschaufel vom Boden freikommt, und wird die Ladeschaufel zum Tragen ihrer Last aufrecht gestellte Bas Entleeren der Ladeschaufel erfolgt durch Yorwärtskippen der Ladeschaufel bei entweder angehobener oder abgesenkter Ladeschwinge.

Im Betrieb des Schaufelladers kommt es darauf an, die Ladeschaufel mit angehobener Ladeschwinge, beispielsweise beim Beladen eines Lastkraftwagen, so weit nach vorn zu kippen, daß sie ihre Last entleert. ·

Gemäß dem Hauptpatent ist zu diesem Zweck der Schaufellader mit einer Ladeschwinge zum Tragen der Ladeschaufel versehen, die durch ein oberhalb der Ladeschwinge verlaufendes Parallelhalte- und Kippgestänge mit waagerech-

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ten Gelenkaehsen geführt ist, das einen Kippzylinder aufweist, dessen rückwärtiges Ende starr verlängert am Laderahmen angelenkt ist und dessen am Vorderende austretende Kolbenstange an einen Lenker angeschlossen ist, der an der Ladeschaufel angreift, wobei das besondere Merkmal darin besteht,/das Gelenk zwischen Kolbenstange und Lenker ungeführt ist und bei der Gutaufnahme eine nach unten verlagerte und durch eine rückwärtige, von oben gegen die Kolbenstange anliegende Verlängerung des Lenkers gesicherte Knickstellung einnimmt j aus welcher das Gelenk beim Kippen der angehobenen Ladeschaufel nach oben ausknickt. In diesem Pail erfolgt das Vorwärtskippen der Ladeschaufel auf ihrer Ladeschwinge zur Materialaufnahme und -abgabe durch Ausfahren der Kolbenstange, während die Ladeschaufel durch Einfahren der Kolbenstange zum Tragen einer Last aufgerichtet wird« Nach der Aufnahme einer Materiallast wird die Rückziehbewegung der Kolbenstange durch die Wirkung der Hydraulikanlage ziemlich sanft unterbrochen, so daß die Last im .Vorderteil der Ladeschaufel angehäuft ist und der hintere Teil der Ladeschaufel nur unvollständig gefüllt ist. Dies führt zu einem beträchtlichen Verstreuen des Materials, wenn sich das Fahrzeug mit seiner Last über unebenes Gelände bewegt»

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung einer verbesserten Anordnung, durch welche eine von der Ladeschaufel aufgenommene Last beim Anheben der Ladeschaufel in die Tragstellung nach der Materialaufnahme zur Rückseite der Ladeschaufel hin verlagert wird, so daß die Last sozusagen "eingeebnet" wird und mithin ein Verstreuen des Materials bei fahrendem Fahrzeug verhindert werden kann»

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Diese Aufgabe wird bei einem Schaufellader mit einer lotrecht verschwenkbar gelagerten Ladeschwinge, einer an der Ladeschwinge angelenkten Ladeschaufel und einer längs der Ladeschwinge verlaufenden und mit der Ladeschaufel verbundenen Gelenkverbindung zum Verschwenken der Ladeschaufel in Schürf-, Trag- und Schüttstellungen, wobei diese Gelenkverbindung bei der Aufrichtung der Ladeschaufel aus der Schürf- in die Tragstellung eine Abwärtsbewegung durchführt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Ladeschwinge unter der Gelenkverbindung ein Anschlag zur Begrenzung der Abwärtsbewegung der Gelenkverbindung und an der Ladeschaufel ein Anschlag vorgesehen ist, der in der Tragstellung der Ladeschaufel mit der Oberseite der Gelenkverbindung in Berührung bringbar ist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er-* findung anhand der Zeichnung näher erläutert· Es zeigen;

Pig· 1 eine Teil-Seitenansicht des Vorderendes eines Schaufelladers mit den Merkmalen der Erfindung, dessen Ladeschwinge und Ladeschaufel in ausgezogenen und gestrichelten Linien in verschiedenen Stellungen dargestellt sind,

Fig. 2 eine Teilansicht, etwa in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehen,

Pig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schaitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig· A eine schematische Darstellung der Geometrie des Gestänges.

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Di© erfindungsgemäße Ladeschwingen- und Ladesehaufel-Gelenkverbindung kann an verschiedenen Arten von Laderfahrzeugen angebaut werden. Zur beispielhaften Erläuterung veranschaulicht Fig· 1 das Vorderende eines derartigen Fahrzeugs, das einen Rahmen 10 und Vorderräder 11 aufweist. Bas hintere Ende des Fahrzeugs ruht auf einem ähnlichen Räderpaar und trägt ein Triebwerk für den Antrieb des Fahrzeugs. Dem Triebwerk ist ein Hydraulikdruoksystem zur Betätigung verschiedener Geräte über in der Fahrerkabine vorgesehene Steuerventile zugeordnet.

Eine nach vorn abstehende Ladeschwinge 12 ist an ihrem hinteren Ende mittels Bolzen 13 schwenkbar la Rahmen 10 gelagert. Bas Vorderende der Ladeschwinge 12 ist gegabelt und weist zwei Arme 14 auf, welche die beiden Seiten der Ladeschaufel 15 umgreifen. Zwei in den Armen 14 angeordnete Bolzen 16 stellen eine Schwenklagerung für die Ladeschaufel 15 an der Ladeschwinge 12 her. Die Ladeschwinge 12 wird durch zwei zu beiden Seiten der Lad®schwing© angeordnete Hubzylinder 17 mit Kolbenstangen 18 angehoben, wobei die unteren Enden der Hubzylinder 17 mittels Bolzen 19 schwenkbar mit dem Rahmen 10 verbunden und dia oberen Enden der Kolbenstangen 18 mittels Bolzen 20 an der Lade·» schwinge 12 angelenkt sind.

Das Kippen der Ladeschaufel 15 auf ihren Lager-Bolzen 16 erfolgt über eine Gelenkverbindung, die aus eine« doppelt wirkenden Arbeitszylinder 25, einer Kolbenstange 26 und einem Lenker 27 besteht. Das hintere Ende des Arbeltszylinders 25 ist mittels eines Bolzens 28 am Rahmen 10 angelenkt, das Vorderende der Kolbenstange 26 ist mittels eines Bolzens 30 schwenkbar mit dem hinteren Ende des Lenkers 27 verbunden und das Vorderende des Lenkers 27 ist mit Hilfe eines Bolzens 31 schwenkbar an einem

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an der Rückwand 33 der Ladeschaufel 15 vorgesehenen Lappen 32 angebracht. Die beiden Seitenwände, welche die •Ladeschaufel 15 über die Bolzen 16 tragen, sind mit 34 und die Vorderwand ist mit 35 bezeichnet. Die Torderwand 35 weist an ihrem oberen Rand eine Scharrkante 36 zum Schürfen und zum Aufnehmen von Material auf.

Der Arbeitszylinder 25» die Kolbenstange 26 und der Lenker 27 bilden den einen Arm eines Parallelogrammgestänges, welches die Ladeschaufel 15 bei angehobener Ladeschwinge 12 aufrecht hält«

Der hintere Endabsohnitt 40 des Lenkers 27 hat die Form eines umgekehrten U und entreckt sich hinter den Bolzen 30, wobei er die Kolbenstange 26 übergreift« In bestimm-. ten Stellungen der Ladeschwinge 12 und der Ladeschaufel 15, in denen die Schwenkbewegung der Kolbenstange 26 ohne Unterstützung bleibt, liegen die drei Bolzen 28, 30 uad 31 gemäß Pig· 1 in einer geraden Linie, wenn die Kolbenstange 26 und der Lenker 27 unter Zugspannung stehen. Wenn die Kolbenstange 26 und der Lenker 27 unter Druckspannung stehen, klappt die Verbindung am Bolzen 30 unter Schwerkrafteinfluß in eine Übermittenstellung etwas unterhalb einer die Bolzen 28 und 31 miteinander verbindenden Linie herab. In dieser Stellung liegt der Endabschnitt 40 des Lenker 27 an der Oberseite der Kolbenstange 26 an und sperrt hierbei die Verbindung gegen eine weitere Schwenkbewegung, so daß die Kolbenstange 26 und der Lenker 27 dann als starres Druck- oder Schubglied wirken.

In der in ]?ig. 1 gestrichelt eingezeichneten Schürf- bzw» Materialaufnahmestellung der Ladeschaufel, in welcher alle Teile mit dem Zusatz "a" zum Bezugszeichen versehen sind, sind die Kolbenstange 26a und der Lenker 27a unter Schwerkrafteinfluß in die arretierte Stellung herabge-

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klappt, so daß diese Geleakglieder beim Vorwärtsfahren des Fahrzeugs zum Schürfen "bzw» zur Materialaufnahme einen Schub auf die Ladeschaufel auszuüben vermögen, während in der ebenfalls gestrichelt eingezeichneten angehobenen Stellung der Ladesekwinge und der Ladeschaufel, in welcher alle Seile mit dem Zusatz "b" zum Bezugszeichen versehen sind, die Kolbenstange 26_b und der Lenker 27b je nach der Gleichgewichtslage der Ladeschaufel 15b und ihrer Last auf den tragenden Bolzen unter einer Druckoder Zugbelastung stehen können« Wenn die durch die Kolbenstange 26b und den Lenker 27b gebildeten Gelenkglieder unter Druckbelastung stehen, ändert sich dieser Zustand in eine Zugbelastung wann die Ladeschaufel nach vorn in ihre ebenfalls gestrichelt eingezeichnete Schüttstellung gekippt wird, in welcher alle Teile mit dem Zusatz ^Nc^tt zum Bezugszeichen versehen sind. In dieser Stellung der Ladeschaufel 15c umgreift der Lenker 27c einen feil des Bodens der Ladeschaufel 15c und liegt daran an, während die Kolbenstange 26c und der Lenker 27c relativ zueinander abgewinkelt sind_e Die Anlage des Lenkers 27c am Boden der Ladeschaufel 15c gewährleistet einen Schwenkpunkt zum Aufrielhten der Ladeschaufel aus ihrer Schüttstellung, wenn die Kolbenstange 26c eingefahren wird.

Wenn die Ladeschaufel 15 in einer abgesenkten Stellung der Ladeschwinge 12 entleert wird, gelangen die Kolbenstange 26 und der Lenker 27 beim Vorwärtskippen der Ladeschaufel auf ähnliche Weise unter eine Zugspannung, doch wird in diesem Fall die Sehüttstellung erreicht, bevor der Lenker 27 mit dem Boden der Ladeschaufel 15 in Berührung kommt. Diese Schüttstelliang bei gesenkter Ladeschwinge ist nicht dargestellt. Die bisher beschriebenen

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Teile entsprechen ziemlich, genau der Gelenkverbindung gemäß dem Haupt pat ent·

Die neuartige« erfin&uragsgamäße Anordnung umfaßt zwei Anschläge 45 und 46. Der Anschlag 4-6« der einstückig mit dem den Bolzen 31 tragenden Lappen 32 ausgebildet sein kann, ist an der Rückwand 35 der Ladeschaufel 15 über dem Bolzen 31 montiert und erstreckt sich rückwärts in eine den Lenker 27 überhängende Stellung, während der an einem Überbrückungs-eiled 47» welches gemäß Fig. 3 die Seitenplatten 43 der Ladeschwinge 12 miteinander verbindet, angebrachte AneslOeg 45 mit einem am Ende der Kolbenstange 26 vorgesehenen, den Bolzen 30 aufnehmenden Auge 50 in Berührung bringbar ist.

Wenn die Ladeschaufel aus der bei 15a angedeuteten Schürfstellung in die bei 15 angedeutete Tragstellung aufgerichtet wird, halten die Kolbenstange 26a und der Lenker 27a kein« in einer geraden Linie liegende Relativstellung zueinander aufrecht, wie dies bei der Konstruktion nach dem Hauptpatent der Fall ist, bei welcher die aufgerichtet· bzw« Tragetellung der Ladeschaufel durch den Fahrer durch Betätigtsng des Ventils bestimmt wird, das den Fluidumstrom su den beiden Enden des doppelt wirkenden Arbeitszylinder® steuert, und bei welcher der Fahrer einen Hydraulikfluidumstrom zu oder von den beiden Enden des Arbeite Zylinders durch umschalten des Steuerventils in die AUS-Stellung unterbricht, wodurch die Einfahrbewegung der Kolbenstange unterbrochen und letztere auf hydraulischem Weg in fester Stellung im Zylinder arretiert wird.

Bei der erfindungsgemä&eii Konstruktion begrenzen die Anschläge 45 und 46 die Bückziehbewegung von Ladeschaufel

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■und Lenker 27, so daß der Fahrer die Steuerventile erst dann in die Aus-Stellung zu stellen braucht, wenn die ganze Bewegung unterbrochen worden ist. Beim Aufrichten der ladeschaufel 15 aus der Schürf stellung (bei 15a) rer·* schwenken sich der Arbeitszylinder 25 und die Kolbenstange 26 im Uhrzeigersinn um den Schwenk-Bolzen 28. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Anschlag 45 diese Abwärtsbewegung begrenzt, bevor die verlängerte Achse 55 der Kolbenstange 26 die Achse der die Ladeschaufel 15 tragenden Bolzen 16 schneidet. Wenn das Kolbenstangen-Auge 50 den Anschlag 45 berührt, liegt die verlängerte Kolbenstangen-Achse 55, wie durch das Maß 56 angedeutet, immer noch über der Achse der Bolzen 16. In diesem Augenblick befindet sich der Bolzen 31 am Punkt 31a.

Bei der weiter©a Hüekzieh— bzw« Einfahrbewegung der Kolbenstange 26 gleitet das Auge 50 ein kurzes Stück auf dem Anschlag 45 und zieht dabei den Bolzen 31 in seine bei 31a angedeutete Stellung. In diesem Augenblick legt sich der Anschlag 46 an den Lenker 27 an und unterbricht plötzlich die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Schwenkbewegung der Ladeschaufel 15 um ihre Drehachse auf den Bolzen 16. Hierdurch wird der Haufen des an der Vorderwand der Ladeschaufel 15 befindlichen Materials ruckartig nach rückwärts zur Rückwand 33 verlagert, so daß die Oberseite dieses Haufens, wie in Fig. 1 bei 61 angedeutet, zu einer gleichmäßigeren Kontur eingeebnet wird. In diesem Zustand wird während des Transports kein Material aus der Ladeschaufel 15 verschüttet.

Die eben beschriebene Ruckwirkung wird durch die Winkelbeschleunigung der Ladeschaufel 15 bei ihrer Annäherung an die aufrechte bzw. Tragstellung unterstützt. In der Schürfstellung befindet sich der Bolzen 31 in der Stellung

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BAD QRlQINAL

31b gemäß· !Pig. 4» und zu Beginn der Aufriehtbewegung liegt die Kolbenstange 26 etwa tangential zum Bewegungskreis 65 des Bolzens 31, wobei sich dieser Bolzen mit ungefähr derselben Geschwindigkeit bewegt wie die Kolbenstange 26. Bin kleines 'Stück der Einfahrbewegung der Kolbenstange verursacht ein entsprechendes Stück der Bogenbewegung des Bolzens 31 um das Maß 66 (Mg₀ 4) in die Stellung 31c, wie angedeutet* Zu Vergleichszwecken ist dieses Bogenstück gleich dem Bogenstück 67 dargestellt, über welches sich der Bolzen aus der Stellung 31a in die Stellung 31 bewegt, während andererseits die Kolbenstange 26, wie durch das Maß 68 angedeutet, über ein wesentlich kleineres Stück einfährt, wenn sich der Bolzen über ein dem Maß 67 entsprechendes Stück bewegt.

Wenn die Hydraulikanlage genügend leistung besitzt, um die Kolbenstange 26 mit ungefähr gleichbleibender Geschwindigkeit einzufahren, wird die Schwenkbewegung der Ladeschaufel 15 aus ihrer Ausgangsstellung, in welcher sich der Bolzen bei 31b befindet, in ihre Bndstellung, in welcher sich der Bolzen bei 31 befindet, kontinuierlich beschleunigt, wobei diese Bewegung am letztgenannten Punkt durch die gemeinsame Wirkung der Anschläge 45 und 46 abrupt unterbrochen wird. Hierauf stellt der Fahrer das den Arbeitszylinder 25 steuernde Ventil in seine Aus- bzw. Null-Stellung zurück, wodurch die Kolbenstange 26 im Arbeitszylinder hydraulich arretiert wird, um die Ladeschaufel 15 in der aufgerichteten Stellung zu halten. In dieser Stellung sind die Achsen der drei Bolzen 16, und 31 auf der Linie 70 in Flucht miteinander, die ihrerseits unter einem Winkel zur Achse der Kolbenstange 26 liegt.

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-ΙΟ-

Wenn die Kolbenstange 26 au® Kippen der Ladeschaufel 15 ausgefahren wird, legt sich der Lenker 27 an den Anschlag 46 an und hebt die Rückseite der Ladeschaufel an, bis letztere nach vorn Übergewicht bekommt und den Lenker 27 nebst Kolbenstange 26 unter eine Zugspannung setzt, wodurch das Gelenk am Bolzen 30 geradegestreckt wird. Bei Aufhebung der Zugspannung sperrt der Bndabschnitt 40 das Gelenk, so daß der Lenker 27 als Schubglied für das Schürfen zu wirken vermag.

Wenn der Lenker 27 am Anschlag 46 anliegt _s um die Rückseite der Ladeschaufel 15 auf vorstehend beschriebene Weise anzuheben, wirkt der Lenker als Kurbelarm zur Erhöhung der Hebelübersetzung der Kolbenstange 26 an der Ladeschaufel 15 zu Beginn der Bewegung. Dieses Merkmal ermöglicht den ungewöhnlich großen Schwenkbewegungswinkel der Ladeschaufel 15 für aas Schütten in der Stellung mit angehobener Ladeschwinge 12 ₉ ohne daß auf eine komplizierte und aufwendige Gelenkverbindung zurückgegriffen werden ^üßte. Ersichtlicherweise verschwenkt sich die Ladeschaufel bei der Bewegung aus der bei 15 angedeuteten !Dragstellung in die bei 15c angedeutete angehobene Schüttstellung über einen Kreisbogen von ungefähr 180 relativ zur Ladeschwinge 12.

Die Anschläge 45 und 46 gewährleisten den weiteren Vorteil, daß sie auf mechanischem Weg automatisch die aufrechte Stellung der Ladeschaufel 15 an der abgesenkten Ladeschwinge 12 bestimmen, ohne daß diese Arbeitsphase einer besonderen Aufmerksamkeit des Fahrers bedürfte.

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BAD ORIGJNAI*

Claims

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Pat entansprüche

Schaufellader mit einer lotrecht verschwenkbar gelagerten Ladeschwinge, einer an der Ladeschwinge angelenkten Ladeschaufel und einer längs der Ladeschwinge verlaufenden und mit der Ladeschaufel verbundenen Gelenkverbindung zum Verschwenken der Ladeschaufel in Schürf-, Trag- und Schüttstellungen, wobei diese Gelenkverbindung bei der Aufrichtung der Ladeschaufel aus der Schürf- in die Tragstellung eine Abwärtsbewegung durchführt, nach Patent 1291 285, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeschwinge (12) unter der Gelenkverbindung (25, 26, 27) ein Anschlag (4-5) zur Begrenzung der Abwärtsbewegung der Gelenkverbindung und an der Ladeschaufel (15) ein Anschlag (4-6) vorgesehen ist, der in der Tragstellung der Ladeschaufel nit der Oberseite der Gelenkverbindung in Berührung bringbar ist

2. Schaufellader nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung einen schwenkbar mit der Ladeschaufel (15) verbundenen Lenker (27) und ein in Schwenkverbindung mit dem Lenker (27) stehendes Gestängeglied (25> 26) aufweist und daß der erstgenannte Anschlag (45) mit der zuletzt genannten Schwenkverbindung und der zweitgenannte Anschlag (46) mit dem Lenker in Berührung bringbar ist.

5. Schaufellader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestängeglied einen Arbeitszylinder (25) und eine Kolbenstange (26) aufweist.

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BAD ORIGiNAL

Schaufellader nach Mmmmoii 2 oder 3₉ .-dadurch gekeim= zsi©kaet, daß die SsM-JSialrv'ss'feiB.i.mag (30) suischesi der Kolbenstange (26) tssfi fiea Lemkes (27) ©in durch Schwerkraft©influß ©gültig©ax-®s mittel- (40) zur Axsmüiesrssg €©r amfuQistg tfeaa Ιιβη^@ε 'sail ICelfeeastaiige iait©iaaad@r in 3?lmcht gebracht us2?€ea s

Sehaufsllader nach. ©lasn fl.®? Ansprüche 2₉ 3 oder 4₉ dadmreh gelssfflai2eiclm@t₃ öbS ti® Itadescliaiafsl (15) ein® weiter© SchweBl£fes?iegti2g an übt Ladeschwinge (12) fiurchziafuhren Tsmsgg aaoiidsa die BQwegung der SeleakTer"bindiing -(25₃ 26 ₀ 27.5 torch fiea ©s^ten Anschlag (45) unterbr©sk©a"'v/OE'den ist und h<svQW ä@s zweite Ansehlag (46) slt öea Lenker (27) in B©e®i=- rung kommt ₀ . -

Schaufellader nach elsea &@τ 'vorangehenden. Anspruch© dadurch· gekennzeichnet₀ daü .die ©elenkreshindung ^ (25s 26, 27) einen Ars eines Parallelögrosagestänges bildet, welches di© ladeschaufel (15) in aufgeriehteter Stellung hält, wenm die Ladesohwinge (12) angehoben wird.

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