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Schaufellader
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaufellader für festes, msbesondere stückiges Schüttgut, mit einer längs einer vorgegebenen Führungsbahn gegen das Gut vorgeführten Schaufel und einem von dieser beschickten endlosen Förderband.
Der Schaufellader soll dazu dienen, am Boden liegendes Schüttgut, beispielsweise Koks, Kohlen od. dgl., aufzunehmen und über ein endloses Förderband einer höher gelegenen Stelle zuzuführen, bei- spielsweise einer Rutsche oder einem Trichter, die oberhalb eines Fahrzeuges od. dgl. angeordnet sind.
Erfindungsgemäss ist der Schaufellader so ausgebildet, dass die Schaufel an ihren Seitenwänden ein oberes und ein unteres Führungszapfenpaar aufweist, die jeweils in zwei übereinander angeordneten Füh- rungsschienen geführt sind, und dass die Schaufel zwischen den beiden Führungszapfenpaaren ein Gelenk- zapfenpaar besitzt, mit dem sie an einen Kurbeltrieb angelenkt ist, der sie periodisch längs der Füh- rungsbahn schräg aufwärts und anschliessend wieder abwärts bewegt.
Während also die Übertragung der Kraft von dem Kurbeltrieb auf die Schaufel durch das Gelenkzapfenpaar erfolgt, wird die Schaufel in ihrem Weg sowie in ihrer Lage durch die beiden Führungszapfenpaare geführt, die in den übereinanderliegenden Führungsschienenpaaren geführt sind.
Die Schaufel kann selbstverständlich an ihrer Vorderseite ebensogut mit einer durchgehenden Aufnahmeschneide, wie mit Zacken, Zinken od. dgl. versehen, gegebenenfalls sogar überhaupt durchgehend als Gabel ausgebildet sein.
Die Führungsschienen können in an sich bekannter Weise entweder aus U-Profilen oder aus L-Profilen od. dgl. bestehen. Die Führungszapfen gleiten entweder längs dieser Führungsschienen, oder sind mit Rollen versehen, um die Reibung zu vermindern.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Anlenkung der Schaufel an den Kurbeltrieb über einen zweiarmigen Hebel erfolgt, dessen einer, vorzugsweise längerer Arm gelenkig die Schaufel trägt, dessen anderer Arm über eine Steuerstange an die Kurbel angelenkt ist und dessen Schwenklager am Ende einer Tragestange liegt, die ebenfalls an die Kurbel, jedoch in etwas grösserem Abstand von deren Drehachse als die Steuerstange angelenkt ist.
Während man mit einem gewöhnlichen Kurbeltrieb nur Hubbewegungen der Schaufel bewirken kann, die etwa gleich der doppelten Kurbellänge entsprechen, ist es im vorliegenden Falle erwünscht, die Kurbel nicht so gross ausbilden zu müssen, wie es angesichts des grossen Hubes der Schaufel erforderlich wäre. Dadurch, dass die Schaufel erfindungsgemäss nicht direkt an die Kurbel angelenkt ist, sondern gelenkig von einem zweiarmigen Hebel getragen wird, der seinerseits an eine an den Kurbeltrieb angelenkte Tragestange angelenkt ist, wird durch entsprechende Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels die Möglichkeit geschaffen, den Hub der Schaufel gegenüber dem vom Kurbeltrieb erzeugten Hub noch zu vergrössern.
Zu diesem Zweck wird das andere Ende des zweiarmigen Hebels über eine besondere Steuerstange ebenfalls an die Kurbel angelenkt, jedoch so, dass beim Umlauf der Kurbel eine Relativbewegung der Steuerstange gegenüber der Tragestange erfolgt und dadurch der zweiarmige Hebel, an dessen anderes
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Ende die Schaufel angelenkt ist, entsprechend periodisch verschwenkt wird. Durch entsprechende Zuord- nung der Tragestange und der Steuerstange zu den Anlenkpunkten an der Kurbel ist sichergestellt, dass die Schwenkbewegung des zweiarmigen Hebels die Hubbewegung der Schaufel vergrössert. Diese Zu- ordnung ist erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass sich die Anlenkstelle der Steuerstange an die Kurbel näher an der Drehachse der Kurbel befindet, als der Anlenkpunkt der Tragestange.
Vorzugsweise erfolgt die Anlenkung der Tragestange an die Kurbel über einen Gelenkbolzen, wäh- rend die Anlenkung der Steuerstange an die Kurbel über einen Lagerring erfolgt, der drehbar von einer exzentrisch zum Gelenkbolzen an diesem bzw. der Kurbel befestigten kreisförmigen Lagerscheibe getra- gen wird.
Bei dieser Ausführung kann man die Tragestange auch doppelt ausbilden und die beiden Teilstangen beiderseits der Steuerstange anordnen. Dann sind auch die beiden Gelenkbolzen beiderseits der Lager- scheibe angeordnet, so dass sich die Anlenkungen der Tragestange und der Steuerstange gegenseitig beim
Umlauf der Kurbel nicht stören.
Die übereinanderliegenden Führungsschienenpaare sind so geneigt bzw. geformt, dass die Schaufel, die über die Führungsbolzen von diesen Schienen geführt wird, sich längs der vorgegebenen Führungs- bahn bewegt. Dabei ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Führungsschienen für das obere Führung zapfenpaar der Schaufel an ihrem unteren Ende einen solchen Abstand von der unteren Führungsschiene haben, dass die Schaufel dort mit ihrer unteren Vorderkante auf dem Boden aufliegt. Nach oben hin nähern sich die Führungsschienenpaare jedoch einander und bewirken dadurch ein Aufwärtskippen der hoch- laufenden Schaufel. Dieses Aufwärtskippen ist deshalb erforderlich, weil sonst das von der Schaufel auf- genommene Schüttgut während der Aufwärtsbewegung der Schaufel zum grossen Teil wieder von dieser herabfallen würde.
Da es anderseits bei der Abwärtsbewegung der Schaufel nicht erforderlich ist, dass sich diese in der aufwärtsgekippten Lage befindet, da es vielmehr sogar erforderlich ist, dass die Schaufel schliesslich mit auf dem Boden aufliegender Vorderkante sich dem am Boden liegenden Schüttgut nähert, um dieses untergreifen zu können, vollzieht sich der Abwärtshub der Schaufel nicht in genau derselben Weise wie der
Aufwärtshub. Bei der Abwärtsbewegung der Schaufel ist deshalb das obere Führungszapfenpaar nicht von den oberen Führungsschienen geführt, sondern bewegt sich oberhalb derselben frei abwärts.
Damit sich nun die oberen Führungszapfen bei Annäherung an das untere Ende der Führungsbahn frei über die oberen Führungsschienen hinwegbewegen können, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die oberen Führungsschienen schwenkbar um horizontale Achsen gelagert sind und durch Federn in ihre durch Anschläge gesicherte Normallage gedrückt werden. Die oberen Führungszapfen der Schaufel gelangen somit bei der Abwärtsbewegung der Schaufel schliesslich auf die Oberseite der oberen Führungsschienen und drücken diese, entgegen der Kraft der vorgenannten Federn, von ihren Anschlägen abwärts, um sie schliesslich, in der unteren Grenzlage der Schaufel, wieder freizugeben und unter der Wirkung der Federn gegen die Anschläge zurückfedern zu lassen.
Die oberen Führungsschienen stehen jetzt wieder für den nächsten Aufwärtshub der Schaufel zur Aufnahme der oberen Führungsbolzen bereit.
Um das von der Schaufel aufgenommene Schüttgut am oberen Ende der Führungsbahn auf das Förderband abwerfen zu können, wird die Schaufel dort weiter aufwärtsgeschwenkt. Erfindungsgemäss ist dazu ein Rast in den unteren Führungsschienen an deren oberem Ende vorgesehen, die die unteren Frührungsbolzen der Schaufel aufnimmt und sie jeweils während der Kippbewegung festhält. Da der Kurbeltrieb über die genannte Tragestange und Steuerstange sowie den zweiarmigen Hebel die Schaufel auch nach dem Einrasten der unteren Führungsbolzen in die Rast noch etwas weiter schräg aufwärts zieht, schwenkt die Schaufel um diese unteren Führungsbolzen als Schwenklager herum und wirft das Gut in die darunterliegende Gleitbahn ab.
Sobald das Kurbelgelenk dann seinen Totpunkt überschritten hat, wird die Schaufel wieder um die unteren Führungsbolzen abwärtsgeschwenkt und schliesslich aus diesen entfernt und weiter längs der unteren Führungsbahn abwärtsbewegt. Um die unteren Führungsbolzen mit einer bestimmten Kraft in der Rast festzuhalten, ist vorzugsweise oberhalb dieser Rast eine gefederte Klappe od. dgl. vorgesehen.
Um die Schaufel auch in der Totpunktlage des Kurbeltriebes nicht schnell zurückkippen zu lassen, ist dort erfindungsgemäss eine besondere Dämpfungsvorrichtung vorgesehen. Diese Dämpfungsvorrichtung umfasst einen am oberen Ende der Führungsschienen angeordneten Exzenter, der über einen zweiarmigen Hebel an die Kolbenstange eines hydraulischen Stossdämpfers angelenkt ist und der durch eine von der Tragestange in der Nähe der Anlenkstelle des Schaufeltragehebels getragene Folgerolle beaufschlagt und, unter Verschiebung des Kolbens des Stossdämpfers, mitgenommen wird. Nach Überschreiten des Totpunktes der Kurbel wird die Folgerolle von dem unterhalb des Exzenters befindlichen Arm des zweiarmigen
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Hebels getragen und, unter Rückbewegung des Kolbens des Stossdämpfers, wieder allmählich abgelassen.
Durch diese Dämpfungsvorrichtung werden ruckhafte Bewegungen der Schaufel wirksam verhindert und deren Schwenkbewegung vergleichmässigt.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die am oberen Ende des Weges der Schaufel befindliche
Gleitbahn, die das abgeworfene Gut auf das Förderband leitet, eine trapezförmige mittlere Ausnehmung besitzt. Diese Ausnehmung lässt einerseits die Tragestange sowie die Steuerstange für die Schaufel frei durchtreten und ist anderseits als Trichter für das abgeworfene Gut ausgebildet, der dieses auf das schma- lere Förderband leitet.
Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher er läutert. Dabei zeigen : Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht des Schaufelladers nach der
Erfindung ; Fig. 2 eine vergrösserte, ebenfalls vereinfachte Teildarstellung der Schaufel und ihres Antrie- bes ; Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 dargestellten Teil des Schaufelladers ; Fig. 4 eine geometri- sche Darstellung der Bewegungsverhältnisse des erfindungsgemässen Schaufelantriebes ; Fig. 5 eine Teil- darstellung des im Schaufelantrieb verwendeten Exzenters ; Fig. 6 eine ebenfalls schematisch vereinfach- te, vergrösserte Seitenansicht des Schaufelladers :
Fig. 7 eine Teilansicht auf die Schaufelbahn, gesehen in Richtung des Pfeiles 37 in Fig. 6, und Fig. 8 eine vergrösserte, schematisch vereinfachte Teildar- stellung der Dämpfungsvorrichtung für die Schaufel.
Der in Fig. 1 dargestellte Schaufellader umfasst ein auf den Räderpaaren 1 und 2 fahrbares Grund- gestell 3, eine längs einer schrägen Führungsbahn bewegbare und zusätzlich kippbare Schaufel 4, einen Schaufelantrieb 5, obere und untere Führungsbahnen 6 und 7 für die Schaufel und ein endlo- ses Förderband 8. Die Schaufel wird, wie noch ausführlich beschrieben wird, bei ihrer Abwärtsbewe- gung gegen das am Boden liegende Schüttgut (nicht eingezeichnet) vorgeführt, längs der Führungsbahn schräg aufwärtsgefühlt, wobei sie bereits etwas im. Uhrzeigersinne gekippt ist, und schliesslich in ihrer oberen Endlage noch weiter im Uhrzeigersinne gekippt.
Dabei wird das in der Schaufel befindliche
Schüttgut über eine (in Fig. 1 nicht eingezeichnete) Gleitbahn auf das untere Ende des Förderbandes 8 aufgebracht und durch dieses in an sich bekannter Weise weiter aufwärtsgefördert und schliesslich vom oberen Ende des Förderbandes in einen darunterliegenden Trichter, Lastwagen od. dgl. abgeworfen.
Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, ist die Schaufel 4 auf jeder Seite mit einem Gelenkbol- zen 9 sowie mit einem oberen Führungsbolzen 21 und einem unteren Führungsbolzen 20 versehen. Der obere und untere Führungsbolzen dient zur Führung der Schaufel 4 längs einer vorgeschriebenen Führungsbahn, indem der untere Führungsbolzen 20 längs einer unteren Führungsschiene 7 aufwärtsgleitet während der obere Führungsbolzen 21 in eine entsprechende obere Führungsschiene 6 einläuft und in dieser geführt wird.
Am unteren Ende besitzen die beiden Führungsschienen einen solchen Abstand voneinander, dass die Schaufel 4 auf dem Boden aufliegen kann, wobei sich die beiden Führungsbolzen 20 und 21 etwa senkrecht übereinander befinden. Weiter aufwärts nähern sich jedoch die Führungsschienen 6 und 7 einander progressiv, so dass der obere Führungsbolzen 21 abwärtsgedrückt und die Schaufel dadurch zwangsläufig im Uhrzeigersinne verschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung verhindert ein Herausfallen des in der unteren Grenzlage aufgenommenen Schüttgutes.
Die Antriebsvorrichtung für die Schaufel greift an den Gelenkzapfen 9 an undumfasst einen zweiarmigen Hebel 10, eine Tragestange bzw. ein Tragestangenpaar 13, eine Steuerstange 14 und einen Kurbeltrieb 15, 16. Die Schaufel selbst ist um den Gelenkzapfen 9, also um das Ende des Hebels 10, frei schwenkbar. Der zweiarmige Hebel 10 selbst wird bei 11 gelenkig von dem Tragestangenpaar 13 getragen, das an seinem oberen Ende in noch näher zu beschreibender Weise an den Kurbeltrieb angelenkt ist.
Der andere, kürzere Arm des zweiarmigen Hebels 10 ist bei 12 gelenkig mit der Steuerstange 14 verbunden, die ebenfalls an den Kurbeltrieb angelenkt ist.
Wie man besonders aus Fig. 3 erkennt, ist das Tragestangenpaar 13 in der strichpunktiert eingetragenen Drehachse 22 an die Kurbel 15 angelenkt, die sich um die Kurbelwelle 16 dreht. Die Steuerstange 14 dagegen trägt an ihrem Ende, wie noch näher erläutert werden wird, einen Lagerring 19, der eine kreisförmige Lagerscheibe 18 umgibt. Diese Lagerscheibe ist über denselben Gelenkbolzen 17, der auch die Lager-, für die beiden Tragestangen 13 trägt, mit der Kurbel 15 fest verbunden. Diese Verbindung der kreisförmigen Lagerscheibe 18 mit dem Gelenkbolzen 17 erfolgt jedoch exzentrisch, so dass die Mittelachse 23 der Lagerscheibe 18 nicht mit der Drehachse 22 zusammenfällt, sondern näher an der Drehachse bzw. Welle i6 der Kurbel liegt, als jene.
Der Zweck und die Wirkung dieser besonderen Art der Anlenkung soll nachstehend an Hand der in
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erläutert werden.Unterhalb der Führungsschiene 7 befindet sich eine Gleitbahn 35, die eventuell aus der Schau- fel fallende Teile des Schüttgutes wieder abwärts zur Aufnahmestelle leitet. Diese Gleitbahn besitzt an ihrem oberen Ende eine trapezförmige mittlere Ausnehmung 36 (s. Fig. 7), durch die die Tragestan- ge und die Steuerstange des Schaufelantriebes frei hindurchtreten können. Anderseits stellt diese Ausneh- mung einen Trichter für das abgeworfene Gut dar und leitet dieses auf das schmalere Förderband.
In Fig. 8 ist schematisch vereinfacht eine Dämpfungsvorrichtung dargestellt, die ein allzu schnelles
Abwärtskippen der Schaufel in ihrer oberen Grenzlage (4c in Fig. 6) verhindert. Diese Dämpfungsvor- richtung umfasst einen Exzenter bzw. eine Auflaufkurve 27, die mit einem zweiarmigen Hebel 28,
29 fest verbunden und gemeinsam mit diesem um ein festes Lager 30 schwenkbar ist. Der eine
Arm 29 dieses Hebels ist an die Kolbenstange 31 eines hydraulischen Stossdämpfers 32,33 an- gelenkt. Dieser Stossdämpfer umfasst in an sich bekannter Weise einen mit Öl od. dgl. gefüllten Zylin- der 33 und einen darin verschiebbaren und mit mehr oder weniger engen Durchtrittsöffnungen verse- henen Kolben 32.
Die Dämpfungswirkung kommt in bekannter Weise dadurch zustande, dass bei der
Bewegung des Kolbens 32 die Flüssigkeit durch die engen Öffnungen auf die andere Seite des Kolbens strömen muss.
Der Exzenter ist am oberen Ende der Führungsbahn für die Schaufel so angeordnet, dass er bei Annä- herung der Schaufel von einer Folgerolle 26 beaufschlagt wird, die an der Tragestange 13 befestigt ist. In der dargestellten Ausführung ist der Exzenter 27 zweiteilig ausgebildet und wird von zwei sym- metrischen Folgerollen 26 beaufschlagt, die von den beiden Hälften des Tragestangenpaares 13 ge- tragen werden. Sobald die Folgerolle 26 den Exzenter 27 trifft, bewirkt sie eine Abwärtsschwen- kung des Hebelarmes 29 und damit eine Abwärtsbewegung des Kolbens 32 des Stossdämpfers. An- schliessend, bei Erreichen der oberen Totlage des Kurbeltriebes, fällt die Tragestange 13 mit der Fol- gerolle 26 etwas zurück.
Die Abwärtsbewegung der Tragestange 13 mit der Folgerolle 26 wird jedoch dadurch begrenzt, dass die Folgerolle 26 auf den Arm 28 des vorgenannten zweiarmigen
Hebels auftrifft und nun von diesem getragen wird. Eine weitere Abwärtsbewegung der Folgerolle 26 mit der Tragestange 13 ist nun nur unter Abwärtsschwenkung des Armes 28 bzw. Aufwärtsschwenkung des Armes 29 und damit Aufwärtsbewegung des Kolbens 32 des Stossdämpfers möglich. Diese
Abwärtsbewegung wird also durch den Stossdämpfer verlangsamt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaufellader für festes, insbesondere stückiges Schüttgut, mit einer längs einer vorgegebenen Führungsbahn gegen das Gut vorgeführten Schaufel und einem von dieser beschickten, endlosen Förderband, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (4) an ihren Seitenwänden ein oberes (21) und ein unteres (20) FÜhrungszapfenpaar au ! Weist, die jeweils in zwei Ubereina. nder angeordneten Füh- rungsschienen (6,7) geführt sind, und die Schaufel ferner zwischen den beiden Führungszapfenpaaren ein Gelenkzapfenpaar (9) besitzt, mit dem sie an einen Kurbeltrieb (15,16) angelenkt ist, der sie periodisch längs der Führungsbahn schräg aufwärts und anschliessend wieder abwärtsbewegt.