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Schaufelkippvorrichtung für einen Schaufellader
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaufelkippvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einem üblichen Schaufellader sitzt am Ende des aus einer Ladeschwinge,
einem Kipphebel und einer Kippstange bestehenden Hubgerüsts unmittelbar die Schaufel,
die am äußeren Ende der Ladeschwinge gelagert ist und mit Hilfe eines hydraulischen
Linearmotors in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit, der am Kipphebel angreift, verschwenkt
werden kann.
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Soll die Ladehöhe vergrößert werden, so ist dies durch Verwendung
eines längeren Hubgerüsts möglich. Hierdurch ergibt -sich jedoch der Nachteil, daß
beim Absetzen der Schaufel diese relativ weit vom Fahrer entfernt ist und beim Aufwärtsfahren
der Last in der kritischsten Stellung, in der die Last das höchste Kippmoment auf
den Schaufellader ausübt, nämlich in der Stellung mit horizontaler Ladeschwinge,
der Hebelarm so lang ist, daß die höchstzulässige Schaufelbeladung niedriger gehalten
werden muß als bei kürzerem Hubgerüst. Aus Stabilitätsgründen ist auch eine höhere
Lagerung der Ladeschwinge am Fahrzeug, die ebenfalls zu einer größeren Ladehöhe
führen würde, nicht möglich.
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Zur Erzielung einer gegenüber der Länge des Hubgerüsts vergrößerten
Entladehöhe ist es bekannt (DE-OS 30 13 179), daß die Kippschaufel nicht unmittelbar
am Hubgerüst sitzt, sondern an einem Schaufelträger, an dem sie im Bereich ihrer
Schneide gelagert ist. Gegenüber diesem
Schaufelträger ist die Kippschaufel
so verschwenkbar, daß sie um ihren höher als das obere Ende der Ladeschwinge liegenden
Lagerpunkt am Schaufelträger auskippbar ist.
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Für manche Zwecke ist indessen auch diese Ausschütthöhe noch unzureichend.
Als Beispiel sei eine mobile Betonmischanlage genannt, bei der die einzelnen Mischgüter
in getrennten Silos gelagert sind. Diese Silos müssen, um eine kontinuierliche Arbeit
zu gewährleisten, eine gewisse Größe und damit auch Höhe haben. Zur Beladung der
Silos dienen Schaufellader, deren Ausschütthöhe indessen nicht ausreicht. Es muß
deshalb seitlich von den Silos Erdreich angeböscht werden und eine Rampe geschaffen
werden, so daß die Schaufellader von erhöhtem Standpunkt aus arbeiten können. Diese
Art der Vergrößerung der Ausschütthöhe ist indessen sehr aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiven Hilfsmitteln
die Ausschütthöhe der Kippschaufel noch weiter zu vergrößern. Diese Aufgabe wird
durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, gemäß der der Schaufelträger
selbst noch relativ zum Anbaurahmen anhebbar ist derart, daß die Schaufelkippachse,
die z.B. im Bereich der Schaufelschneide liegt, nochmal um ein Stück Weges nach
oben verschoben wird. In der Phase des Anhebens der Last vom Boden bleiben indessen
der Schaufelträger und die Kippschaufel angelegt, so daß in dieser kritischen Phase
das Hubgerüst nicht verlängert ist.
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Anspruch 2 betrifft den Fall, daß der Anbaurahmen den äußeren Teil
des Hubgestells darstellt, wodurch eine kräftige, stabile Konstruktion leicht erstellt
werden kann. Gemäß Anspruch 3 endet das Hubgestell in einem Schnellwechselrahmen,
in den ein Einhängrahmen einhängbar ist, der die Basis für die Verschwenkung des
Schaufelrahmens bildet; hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die in zwei Schritten
zusätzlich anhebbare Kippschaufel mit ihrem Betätigungsmechanismus ein nachrüstbares
Arbeitselement darstellt, das nur bei Bedarf montiert wird.
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Anspruch 4 beschreibt eine für die Zwecke der Erfindung vorteilhafte
Konstruktion
des Schaufelträgers, wobei die Angabe, daß die Arme im wesentlichen aufrecht stehen,
sich auf eine Grundstellung am Boden beziehen. Die die Kippschaufel lagernden Enden
der Arme des Schaufelladers können hierbei in Taschen eingesteckt sein, die vom
Schaufelrücken her in das Schaufelinnere vorstehen, oder können in Taschen eingesteckt
sein, die im Bereich der Seitenwände der Kippschaufel gebildet sind und dadurch
weniger Gelegenheit zur Verstopfung mit Schüttgut geben.
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Auch der die Kippschaufel gegen den Schaufelträger verschwenkende
Linearmotor kann gemäß der Konstruktion nach den Ansprüchen 7 und 8 in einer solchen
in der Seitenwand gebildeten Tasche untergebracht sein, wobei innerhalb der Tasche
ein etwas größerer Abstand zwischen dem Linearmotor und dem Schaufelträger in zweckmäßiger
Weise dazu beiträgt, daß sich zwischen diesen Bauteilen kein Material ansammeln
kann, was zu Schäden führen könnte. In Weiterführung dieses Gedankens kann auch
der Eintritt des Linearmotors und des Schaufelträgers in die Tasche an verschiedenen
Stellen erfolgen.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Seitenansicht einen Schaufellader
mit erfindungsgemäßer Schaufelkippvorrichtung beim Beladen eines relativ hohen Silos;
Fig. 2 in kleinerem Maßstab eine Seitenansicht eines Schaufelladers mit etwas abgewandelter
Schaufelkippvorrichtung in der Betriebstellung mit angehobenem Hubgerüst und eingezogener
Kippschaufel; Fig. 3 eine Ansicht des Schaufelladers nach Fig. 2 mit in erster Stufe
angehobener Kippschaufel; Fig. 4 eine Ansicht des Schaufelladers nach Figuren 2
und 3 mit in zweiter Stufe angehobener und dabei ausgekippter Kippschaufel;
Fig.
5 in größerem Maßstab eine Seitenansicht von Teilen der Schaufelkippvorrichtung
einer abgewandelten Ausführungsform; Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht
einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform; Fig. 7 eine Ansicht entsprechend
Fig. 5 einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform; Fig. 8 in weiterhin vergrößertem
Maßstab einen Schnitt in einer Ebene VIII-VIII in Fig. 7; und Fig. 9 eine perspektivische
Darstellung einer Ausführungsform eines im Rahmen der Erfindung verwendeten Schaufelträgers.
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Fig. 1 zeigt das Beschicken eines Silos 1 mit Hilfe eines Schaufelladers
2, der eine Kippschaufel 3 an einem Hubgerüst 4 trägt, dessen durch die Fahrzeugstabilität
bedingte Länge und dessen Anlenkpunkt am Laderfahrzeug an sich nicht ausreicht,
um die Kippschaufel 3 in die zum Beschicken des Silos 1 erforderliche Höhe anzuheben.
Diese Höhe wird, wie in Fig. 1 dargestellt, indessen durch besondere Zusatzbauteile
erreicht.
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Das Hubgerüst 4 besteht in üblicher Weise aus einer zwei Tragprofile
umfassenden Ladeschwinge 7, zwischen deren Tragprofilen an einer Traverse ein Kipphebel
8 mit einer Kippstange 9 angelenkt ist. An den Enden der Ladeschwinge 7 und der
Kippstange 9 ist ein Anbaurahmen 10 angelenkt. Die Ladeschwinge 7 ist durch einen
hydraulischen Linearmotor 11 in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit um eine Achse
12 verschwenkbar, der Kipphebel 8 ist durch einen hydraulischen Linearmotor 13 in
Form einer Kolben-Zylinder-Einheit um eine Achse 14 auf der Ladeschwinge verschwenkbar,
die Kippstange 9 ist relativ zum Kipphebel 8 um eine Achse 15 verschwenkbar und
der Anbaurahmen 10 ist relativ gegenüber der Ladeschwinge 7 um eine Achse 16 und
relativ gegen die Kippstange 9 um eine Achse 17 verschwenkbar. Sämtliche
Achsen
verlaufen in Fahrzeug-Querrichtung, also rechtwinklig zur Zeichenebene nach Fig.
1. Insoweit entspricht das Hubgerüst 4 der üblichen Konstruktion.
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Am Anbaurahmen 10 sitzt indessen nicht unmittelbar die Kippschaufel
3, sondern ein Schaufelträger 21, der am Anbaurahmen 10 um eine wiederum in Fahrzeug-Querrichtung
verlaufende Achse 22 verschwenkbar ist und zur Verschwenkung von einem hydraulischen
Linearmotor 23 angetrieben wird, der an einer nach hinten vorstehenden Nase 24 des
Anbaurahmens 10 verschwenkbar gelagert ist. Die Nase 24 erfüllt den Zweck, eine
für die erforderliche Hubweite benötigte Grundlänge des Linearmotors 23 zu ermöglichen.
Der Schaufelträger 21 besteht aus an einer Traverse mit in gegenseitigem Abstand
sitzenden Armen, deren Abstände eine Anpassung einerseits an die Breite der Kippschaufel
3 und andererseits an den Abstand der Anlenkpunkte am Anbaurahmen 10 ergibt. In
sich ist der Schaufelträger 21 starr. In Seitenansicht weist er, grob dargestellt,
etwa die Form der beiden Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks auf, dessen den
rechten Winkel aufweisende Ecke abgeschnitten ist. Die Dimensionierungen des Schaufelträgers
21 und des Anbaurahmens 10 sind so aneinander angepaßt, daß sich ein mittlerer Bereich
des Schaufelträgers 21, wenn dieser vollkommen eingezogen ist, am Anbaurahmen 10
abstützt.
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Zwischen den äußeren Enden der nach außen vorstehenden Arme des Schaufelträgers
21 ist, um eine Achse 28 verschwenkbar, die Kippschaufel 3 gelagert. Dem Antrieb
der Verschwenkung dienen zwei hydraulische Linearmotoren 29 in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten,
die einerseits an einem Lagerpunkt 30 am Schaufelträger 21 und andererseits an einem
Lagerpunkt 31 an der Kippschaufel 3 gelagert sind. Nach Fig. 1 liegt der Lagerpunkt
31 an der Seitenwand der Kippschaufel 3, und zwar relativ nahe bei der Achse 28,
so daß der Linearmotor 29 nur einen kurzen Hub auszuführen hat, um die Kippschaufel
3 zu kippen, indessen auch eine große Kraft ausüben muß.
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Die Figuren 2 bis 4 zeigen das Ausfahren und Kippen der Kippschaufel
3 auf größtmöglicher Höhe. Fig. 2 zeigt die Stellung bei
vollständig
eingefahrenen Linearmotoren 23 und 29. In dieser Stellung liegt der Schaufelträger
21 am Anbaurahmen 10 an.
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Mit eingefahrenem Linearmotor 23 wird auch in nicht dargestellter
Weise das Ladegut in die Kippschaufel 3 geladen, das Hubgerüst 4 ist dabei durch
den Linearmotor 11 heruntergeschwenkt. Beim anschließenden Anheben in die in Fig.
2 dargestellte Stellung bleibt der Linearmotor 23 eingefahren, so daß auch dann,
wenn bei waagrechtem Hubgerüst 4 das durch das Gewicht der beladenen Kippschaufel
3 verursachte maximale Kippmoment für das Laderfahrzeug durchlaufen wird, der Momentenhebel,
also die Entfernung zwischen der Vorderachsebene und der Kippschaufel, niedrigstmöglich
ist.
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Zum Entladen wird nun zunächst vom Zustand nach Fig. 2 in den Zustand
nach Fig. 3 übergegangen, indem der Linearmotor 23 ausgefahren wird. Hierdurch hebt
der Schaufelträger 21 vom Anbaurahmen 10 ab und die Kippschaufel 3 steigt in die
Höhe. Damit das Ladegut bei diesem weiten Zurückkippen der Kippschaufel 3 nicht
nach hinten herausfällt, weist ihr Ladekübel hinten eine nach oben gezogene Schürze
32 auf.
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Fig. 4 veranschaulicht dann das anschließende Verschwenken der Kippschaufel
3 durch Ausfahren des Linearmotors 29 so, daß die Kippschaufel 3 über ihre Schneide
5 entleert wird.
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Gemäß den Figuren 2 bis 4 hat der Schaufelträger 21 eine etwas andere
Form als gemäß Fig. 1 und die Achse 28 sowie die Anlenkpunkte der Linearmotoren
23 und 29 sind anders angeordnet. Die entsprechenden Dimensionierungen und Formgebungen
resultieren aus den zur Verfügung stehenden Bauelementen und Drücken sowie aus den
erforderlichen Ausschüttbedingungen, also Ausschüttweite und Ausschütthöhe, sowie
aus der Konstruktion und dem möglichen Ladegewicht der Schaufel. Beispielsweise
hat die Anordnung der Achse 28 nahe bei der Schneide 5 ein Kippverhalten zur Folge,
bei dem die Kippschaufel vor dem Auskippen noch Raum unterhalb der Achse beansprucht,
jedoch zum Auskippen nicht in den Abladeraum hineingeschwenkt werden muß.
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Fig. 5 zeigt eine weiterhin etwas abgewandelte Konstruktion, wobei
die am Boden abgestellte Kippschaufel 3 dargestellt ist.
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Gemäß Fig. 5 ist der Schaufelträger 21 so aufgebaut, daß starr an
einer Traverse 36 an deren beiden Enden abgewinkelte Arme 37 sitzen, welche an ihren
äußeren Enden die Kippschaufel 3 an der Achse 28 lagern, während zwischen den seitlichen
Enden der Traverse 36 Arme 38 des Schaufelhalters sitzen, die ihrerseits an einem
Ende die der Achse 22 entsprechende Lagerung des Schaufelträgers 21 am Anbaurahmen
10 aufweisen und außerdem im Vergleich zum Abstand der Traverse 36 von der Achse
22 in größerem Abstand von letzterer ein Auge 39 aufweisen, an dem die Kolbenstange
des Linearmotors 23 angreift. Die Hebellänge des Abstands 22-39 erfolgt in Anpassung
an den zur Verfügung stehenden Betriebsdruck für den Linearmotor 23, dessen Auslegung
und das maximale Gewicht der beladenen Kippschaufel 3.
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Die Linearmotoren 29 greifen am jeweiligen Arm 37 des Schaufelträgers
21 an, und zwar an Ansatzlaschen 40 des jeweiligen Arms 37. Die Linearmotoren 29
befinden sich ebenso wie die Arme 37 beiderseits seitlich des Ladevolumens der Kippschaufel
3. Jeder Linearmotor 29 befindet sich in einer im Bereich der Ansatzlaschen 40 und
im Bereich des Lagerpunkts 31 offenen Tasche, die entlang der Seitenwand der Ladeschaufel
3 verläuft und in die im erforderlichen Abstand der Achse 28 vom Lagerpunkt 31 auch
der Arm 37 eingreift.
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Fig. 6 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführung, die sich insbesondere
dadurch von der Ausführung nach den Figuren 1 bis 5 unterscheidet, daß der Schaufelträger
21 nicht an einem einen Teil des Hubgerüsts 4 darstellenden Anbaurahmen 10 angelenkt
ist, sondern an einem Einhängrahmen 44, der in einen als Teil des Hubgerüsts 4 an
der Ladeschwinge 7 und an der Kippstange 9 sitzenden Schnellwechselrahmen 45 eingehängt
ist. Solche Schnellwechselrahmen sind an sich bekannt (z.B.
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DE-OS 32 00 800). Die Schaufelkippvorrichtung ist damit an Allzweck-Arbeitsfahrzeuge
anschließbar.
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Eine weitere Variation stellt die Anordnung der Linearmotoren 29 dar,
deren Kolben stange am Schaufelträger 21 und deren Zylinder an der Kippschaufel
3 angelenkt sind. Die Lagerpunkte 31 der Zylinders befinden sich im Bereich des
Scheitels des konkaven Schaufelgrunds an dessen Außenseite. Die Konstruktion erlaubt
damit einen großen Hebelarm für den Verschwenkungsantrieb und einen sehr langen
Antriebsweg, da der von der Kippschaufel 3 abstehende Zylinder des Linearmotors
29 relativ lang gestaltet werden kann. Fig. 6 zeigt die Kippschaufel in angehobenen
Zustand.
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Gemäß Fig. 7 ist die Kippschaufel ähnlich wie gemäß Fig. 5 am Boden
liegend dargestellt. Wiederum besteht, ähnlich wie nach Fig. 5, der Schaufelträger
21 aus den an der Achse 22 gelagerten Armen 38 und den über die Traverse 36 starr
mit diesen verbundenen Armen 37. Hier sind jedoch die Linearmotoren 29 im Unterschied
zu Fig. 5 am jeweiligen Arm 38 gelagert, wodurch sich ein längerer Zylinderhub ergibt,
und ist der Arm 37 nicht abgewinkelt. Die Arme 38 sitzen also auf der Traverse 36
relativ nahe an deren Enden. Es ergibt sich allerdings eine größere Annäherung der
Arme 37 an die Linearmotoren 29 und damit eine größere Gefahr des Festsetzens von
Fremdmaterial dazwischen.
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Wie erläutert, sind die Arme 37 und die Linearmotoren 29 beiderseits
der Kippschaufel 3 angebracht und verlaufen bzw. enden in Taschen 48, die an den
Seitenwänden verlaufen und das Vordringen von Fremdmaterial zu den Lagerungen und
das Zusetzen der Taschen verhindern.
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Fig. 8 zeigt die Tasche nach Fig. 7 im Schnitt, die Tasche nach Fig.
5 ist im wesentlichen übereinstimmend aufgebaut. Der Rand der Taschen, die an der
Seitenwand vorstehen, ist mit 49 bezeichnet.
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Wie insbesondere Fig. 8 zeigt, weist jede Tasche einen dünneren Teil
50 und einen dickeren Teil 51 auf. Der dickere Teil 51 beginnt da, wo das Zylinderrohr
des Linearmotors 29 mehr Platz beansprucht, während die Kolbenstange sowie die Lagerung
im Lagerpunkt 31 weniger Volumen beanspruchen. An der offenen Kante 52 der Seitenwand
der Kippschaufel 3 ist die Tasche 58 im Schnitt zugespitzt. Durch diese Zuspitzung
und den zunächst schmäleren Teil 50 ergibt sich beim Eindringen der
Kippschaufel
3 in das Ladegut ein geringerer Widerstand.
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Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, ergibt die Tasche 48 mit ihren Rändern
49 einen sehr guten Schutz des Linearmotors 29 und der hydraulischen Zuführungsschläuche
Fig. 9 zeigt den Schaufelträger der Ausführung nach Fig. 6 in perspektivischer Darstellung.
Der Schaufelträger 21 besteht aus der Traverse 36 mit Armen 37 und 38, von denen
die Arme 38 an der Achse 22 an Armen des Einhängrahmens 44 verschwenkbar gelagert
sind. Von diesen Armen des Einhängrahmens 44 ist nur einer angedeutet. Ansatzlaschen
54 dienen der Anlenkung der Kolbenstangen der Linearmotoren 29.
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