BE1029534A1

BE1029534A1 - Compacte kniklader

Info

Publication number: BE1029534A1
Application number: BE20215501A
Authority: BE
Inventors: Frans Jozef Johanna Geens; Marcel Karel Francisca Geens
Original assignee: Gebroeders Geens N V
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2023-01-25
Also published as: BE1029534B1; EP4112818A2; EP4112818A3

Abstract

Een kniklader met een frame dat een voorste segment en een achterste segment heeft, welk voorste segment via een scharnierverbinding verbonden is met het achterste segment zodat de kniklader bestuurbaar is door het scharnieren van de segmenten ten opzichte van elkaar, waarbij het voorste segment twee voorste wielen omvat die respectievelijk aangedreven worden door twee hydromotoren; waarbij het achterste segment een kantelbaar subframe heeft dat kantelbaar is om een liggende as die zich in de lengterichting van de kniklader uitstrekt, welk kantelbaar subframe twee achterste wielen omvat die respectievelijk aangedreven worden door twee verdere hydromotoren; waarbij het voorste segment verder een hefarm omvat waaraan een werktuig koppelbaar is, waarbij de hefarm en het werktuig met behulp van een eerste en een tweede hydraulische cilinders beweegbaar zijn, waarbij de hefarm in een onderste stand een rotatieas van de voorste wielen snijdt.

Description

Compacte kniklader De uitvinding heeft betrekking op een werkvoertuig, meer bepaald op een kniklader. Knikladers worden wereldwijd typisch ingezet voor het verzetten van grote hoeveelheden materiaal zoals grond, puin, palletten of bouwmaterialen zoals klinkers. Knikladers bestaan in allerlei afmetingen. Grote knikladers, zoals deze in bijvoorbeeld de mijnindustrie gebruikt worden, hebben typisch een bedrijfsgewicht dat groter is dan 5000 kg.

Kleine knikladers ook wel compacte kniklader genoemd, worden met toenemende regelmaat ingezet in afhankelijkheid van het type werk, bijvoorbeeld voor het aanleggen van een terras, tuin of oprit op werven met een kleinere afmeting of beperkte manoeuvreerbaarheid, Een dergelijke kniklader heeft een frame met een voorste en een achterste segment met respectievelijk cen eerste set wielen en een tweede set wielen. Het voorste segment en het achterste segment zijn via een kniksysteem aan elkaar gekoppeld. Het kniksysteem laat toe dat het voorste en het achterste segment ten opzichte van elkaar kunnen roteren om cen opwaarts gerichte as. Deze rotatiebeweging laat toe om de kniklader te besturen. Om ongelijkheid in de ondergrond op te kunnen vangen, is het kniksysteem verder voorzien om het voorste segment en het achterste segment te kunnen laten kantelen. Het kantelen van de segmenten ten opzichte van elkaar wil zeggen dat de segmenten ten opzichte van elkaar roteren om een liggende as die zich in de lengterichting van het voertuig uitstrekt. Een nadeel van een kniklader met dit kniksysteem is dat bij zware belading vooraan, in combinatie met een rem-maneuver, de achterwielen los komen van de grond. Bij een kniklader met dergelijk kniksysteem zou dan ook het hele achterste segment steeds naar één richting kantelen. Dit leidt tot een uiterst onveilige situatie en gevoel voor de bestuurder.

Het is een doel van de uitvinding om een kniklader te verschaffen met een meer compacte opbouw die bovendien veilig in gebruik is.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een kniklader met een frame dat een voorste segment en cen achterste segment heeft, welk voorste segment via een scharnierverbinding verbonden is met het achterste segment zodat de kniklader bestuurbaar is door het scharnieren van de segmenten ten opzichte van elkaar. Het voorste segment omvat twee voorste wielen die respectievelijk aangedreven worden door twee hydromotoren. Het achterste segment heeft een kantelbaar subframe dat kantelbaar is om een liggende as die zich in de lengterichting van de kniklader uitstrekt, welk kantelbaar subframe twee achterste wielen omvat die respectievelijk aangedreven worden door twee verdere hydromotoren. Het voorste segment omvat verder een hefarm waaraan cen werktuig koppelbaar is, waarbij de hefarm en het werktuig met behulp van een eerste en een tweede hydraulische cilinder beweegbaar zijn, waarbij de hefarm in een onderste stand een rotaticas van de voorste wielen snijdt.

Het voorzien van een kantelbaar frame heeft meerdere voordelen. Het voorste segment en het achterste segment zijn via een scharnierverbinding onderling verbonden terwijl het achterste segment een kantelbaar frame heeft. Het kantelbaar subframe zorgt dat bij ongelijke ondergrond alle wielen de grond blijven raken. Dit laat toe om de scharnierverbinding 1-dimensionaal of enkelwerkend uit te voeren. De scharnierverbinding moet, met andere woorden, niet langer voorzien worden van een kniksysteem. De genoemde scharnierverbinding is op deze manier robuuster realiseerbaar. Een verder voordeel van de -dimensionele scharnierverbinding is dat, zelfs bij plotse versnellingen en/of rem-maneuvers, het achterste segment steeds recht zal blijven ten opzichte van het voorste segment. Op deze manier is de kniklader veiliger omdat het onverwachts kantelen van het achterste segment vermeden wordt waardoor juist een veilig gevoel gegeven wordt aan de bestuurder. De enkelwerkende scharnierverbinding in combinatie met het kantelbaar frame laat toe om met de kniklader veiliger en sneller overslag en laden van grote hoeveelheden materiaal te realiseren. De kniklader is dus op deze manier niet alleen betrouwbaarder, maar ook productiever omdat er aan hogere snelheden en met verhoogde acceleratie en deceleratie gewerkt kan worden zonder dat daarbij het gevoel van veiligheid van de bestuurder in gedrang wordt gebracht. Een verder voordeel van de kniklader is gebaseerd op het inzicht dat, doordat het voorste segment twee voorste wielen heeft die elk aangedreven worden door een hydromotor, er een ruimte gecreëerd kan worden tussen de twee voorste wielen. Deze gecreëerde ruimte wordt gebruikt om de hefarm in een onderste stand te laten rusten minstens gedeeltelijk tussen de voorste wielen. De afmeting van de kniklader, gezien in een lengterichting daarvan wordt op deze manier beperkt. De kniklader is met andere woorden uiterst compact. Hydromotoren zijn verder uiterst compact, in het bijzonder zijn hydromotoren noemenswaardig compacter dan elektromotoren met vergelijkbaar vermogen. Hydromotoren zijn ook veel beter bestand tegen de ruwe en vuile omstandigheden waarin de knikladers worden ingezet.

Bij voorkeur is de scharnierverbinding zo gevormd is dat het voorste en het achterste segment om slechts één rotaticas kunnen roteren. Dit laat toe om de scharnierverbinding als een enkelwerkend scharnier te verschaffen. Meer bepaald wordt met een enkelwerkend scharnierverbinding bedoeld dat de scharnierverbinding slechts een rotatiebeweging om een hoofdzakelijk verticaal georiënteerde as toe laat. De enkelwerkende scharnierverbinding verhindert een rotatiebeweging in de andere oriëntatierichtingen, bijvoorbeeld een rotatiebeweging om een horizontaal georiënteerde as zoals bij bekende kniksystemen.

Bij voorkeur omvat de hefarm een krachtoverbrengingsstructuur die opgebouwd is volgens een Z-kinematiek.

Verder bij voorkeur heeft de krachtoverbrengingsstructuur een hefarmbasis met een proximaal uiteinde en een distaal uiteinde, waarbij ter plaatste van het proximaal uiteinde de hefarmbasis via een scharnierverbinding verbonden is met het voorste segment, en waarbij de hefarmbasis ter plaatste van het distaal uiteinde een scharnierbaar verbindingsstuk omvat waaraan het werktuig koppelbaar is, waarbij de eerste cilinder scharnierbaar verbonden is tussen het voorste segment en de hefarmbasis zodat, in werking, de eerste cilinder de hefarmbasis rond de scharnierverbinding kan roteren. Door de eerste cilinder enerzijds scharnierbaar met het voorste segment te verbinden en anderzijds met de hefarmbasis, is de hefarm rond de scharnierverbinding roteerbaar. Daarbij is de eerste cilinder bij voorkeur onder de hefarm voorzien. Dit leidt tot een opwaartse en neerwaartse beweging van de hefarm. De opwaartse beweging, in het bijzonder in cen geladen toestand van de hefarm, vergt veel kracht. Deze kracht wordt op optimale wijze uitgevoerd door de cilinder zoals hierboven te verschaffen. De cilinder heeft een huis waarin een zuiger, die ter plaatste van een zuigerstangzijde verbonden is met een zuigerstang, heen en weer beweegbaar is. Door een hydraulische vloeistof onder druk aan een eerste en/of tweede zijde van de zuiger in het huis te pompen zal de zuiger en de zuigerstang lineair bewegen. De kracht die gegenereerd kan worden, wordt berekend door het oppervlak van de zuiger van de cilinder te vermenigvuldigen met de werkdruk van de vloeistof. De kracht die gegenereerd wordt is afhankelijk van de zijde waar de druk in de cilinder verhoogd wordt. Het oppervlak van de zuiger aan de stangzijde is namelijk kleiner. De zuigerstang is daar verbonden aan het oppervlak van de zuiger. De grootte van het zuigeroppervlak waarop de hydraulische vloeistof kan drukken is kleiner want oppervlak voor de krachtberekening is daarom de grootte van het oppervlakte zuiger minus de oppervlakte van de stang. Het voordeel van de cilinder zoals hierboven aangegeven te voorzien is dat cen opwaartse beweging gerealiseerd wordt met de door de cilinder maximaal mogelijke kracht. De cilinder duwt namelijk steeds op het grootste zuigeroppervlak waardoor maximale kracht van de cilinder beschikbaar is.

Verder bij voorkeur is de tweede cilinder scharnierbaar verbonden tussen de hefarmbasis en het verbindingsstuk via een hefboom. Dit laat toe om de kracht die gegenereerd wordt door de tweede cilinder verder te vergroten en de lineaire beweging van de cilinder te vertalen in een beweging van het verbindingsstuk.

Verder bij voorkeur omvat de hefboom een eerste geleding en een tweede geleding die onderling scharnierbaar met elkaar zijn verbonden, welke eerste geleding in een middenzone scharnierbaar verbonden is met de hefarmbasis, waarbij het proximaal uiteinde van de eerste geleding scharnierbaar verbonden is met de tweede cilinder en waarbij een distaal uiteinde van de tweede geleding verbonden is met het verbindingsstuk, zodat, in werking, de tweede cilinder een scharnierbeweging realiseert met het verbindingsstuk. De voordelen beschreven met betrekking tot de eerste cilinder zijn toepasbaar op de tweede cilinder, mutatis mutandis. Meer bepaald is de tweede cilinder zo voorzien dat de cilinder steeds de maximaal mogelijk hoeveelheid kracht beschikbaar heeft. De eerste geleding en tweede geleding vergroten deze kracht verder zodat een zogenaamde uitbreekkracht maximaal is. De uitbreekkracht is, in afhankelijkheid van het werkstuk opwaarts of neerwaarts gericht. Wanneer bijvoorbeeld het werkstuk een laadbak is, is de uitbreekkracht de hoeveelheid kracht die ter plaatste van een punt van de laadbak, die verbonden is met het verbindingsstuk, uitgeoefend kan worden door de scharnierende beweging van het verbindingsstuk om de materie in de laadbak op te heffen.

Bij voorkeur is een proximaal einde van de respectievelijke hydraulische cilinders op een nagenoeg gelijke afstand, gezien in een horizontale richting van de kniklader, van de voorste wielen aangebracht. Een lengteafmeting van de kniklader wordt op deze wijze verder maximaal beperkt. De kniklader is met andere woorden uiterst compact.

Bij voorkeur is het voorste segment U-vormig en is een opening van het U-vormig voorste segment naar voren gericht, gezien in een voorwaartse rijrichting van de kniklader. Dit laat toe om de hefarm in het voorste segment te laten rusten. Op deze manier is de buitenafmeting van de kniklader kleiner en wordt een zwaartepunt van de kniklader verlaagd. Dit resulteert dan in een verbeterde stabiliteit en veiligheid tijdens gebruik van de kniklader.

Bij voorkeur is een afstand tussen het distaal uiteinde van de hefarm en een wieloppervlak van de voorste wielen kleiner is dan 50 cm, bij voorkeur kleiner dan 30 cm.

Bij voorkeur weegt het kantelbaar subframe ten minste 150 kg, meer bij voorkeur ten minste 200 kg, nog meer bij voorkeur ten minste 300 kg. Op deze manier wordt een stabiliteit van de kniklader verbeterd.

Bij voorkeur is een leeggewicht van de kniklader maximaal 6 ton, bij voorkeur maximaal 4 ton weegt, bij voorkeur maximaal 2 ton. Het leeggewicht van de kniklader wordt gedefinieerd als het gewicht van de kniklader in onbeladen en operationeel werkklare toestand zonder werkstuk.

Bij voorkeur is het achterste segment voorzien van een stuurcabine.

Volgens de uitvinding zal het achterste segment steeds recht blijven ten opzichte van het voorste segment, waardoor juist een veilig gevoel gegeven wordt aan de bestuurder. Daarbij is het niet meer nodig om de cabine meer naar achter op het achterste segment te bouwen, hetgeen het voertuig minder compact maakt.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat: figuur 1 een schematische weergave zien van een kniklader volgens cen uitvoeringsvorm;

figuren ZA en 2B een schematische weergave zien van een achterste segment van de kniklader in cen positie in rust en in cen gekantelde positie; Figuur 3 een schematische weergave zien van een hefarm van de knikmops volgens een voorkeursuitvoeringsvorm.

5 De volgende gedetailleerde beschrijving is gericht op bepaalde specifieke uitvoeringsvormen, de leer hierin kan echter op verschillende manieren worden toegepast. In de tekeningen is aan cenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

De onderhavige uitvinding zal worden beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen de uitvinding is echter niet daartoe beperkt, maar alleen door de conclusies.

Zoals hierin gebruikt, omvatten de enkelvoudsvorm "een", “het” en "de" zowel de enkelvouds- als meervoudsreferenties tenzij de context duidelijk anders dicteert.

De termen "omvattende", "omvat" en "samengesteld uit” zoals hierin gebruikt, zijn synoniem met “inclusief”, "omvat" of "bevattend", "bevat". De termen “omvattende”, "omvat" en “samengesteld uit" bij het verwijzen naar genoemde componenten, elementen of werkwijzestappen omvatten ook uitvoeringsvormen die “bestaan uit” de componenten, elementen of werkwijzestappen.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en verdere in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen vergelijkbare elementen en niet noodzakelijkerwijs voor het beschrijven van een opeenvolgende of chronologische volgorde, tenzij dit gespecificeerd is. Het is duidelijk dat de aldus gebruikte termen onderling uitwisselbaar zijn onder geschikte omstandigheden en dat de hierin beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen werken in andere volgorde dan hierin beschreven of geïllustreerd.

Verwijzing in deze specificatie naar "één uitvoering”, "een uitvoering", "sommige aspecten", "een aspect" of "één aspect" betekent dat een bepaald kenmerk, structuur of kenmerk dat beschreven is in verband met de uitvoering of aspect is opgenomen in ten minste een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De verschijningsvormen van de zinnen "in één uitvoering”, "in een uitvoering”, "sommige aspecten", "een aspect" of "één aspect" op verschillende plaatsen in deze specificatie verwijzen dus niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoering of aspecten. Verder kunnen de specifieke kenmerken, structuren of kenmerken op elke geschikte wijze worden gecombineerd, zoals voor een vakman op dit gebied duidelijk zal zijn, in cen of meer uitvoeringsvormen of aspecten. Verder zijn, hoewel sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen of aspecten enkele maar geen andere kenmerken omvatten die in andere uitvoeringsvormen of aspecten zijn opgenomen, combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen of aspecten bedoeld om binnen de context van de uitvinding te vallen en om verschillende uitvoeringsvormen of aspecten te vormen, zoals zou worden begrepen door de vakman. In de bijgevoegde conclusies kunnen bijvoorbeeld alle kenmerken van de geclaimde uitvoeringsvormen of aspecten in elke combinatie worden gebruikt.

In de context van deze aanvrage is een leeggewicht gedefinieerd als het gewicht van een kniklader in onbeladen en operationeel werkklare toestand zonder werkstuk.

Figuur 1 toont een schematische weergave van een kniklader 10 volgens een uitvoeringsvorm.

De kniklader 10 heeft een frame met een voorste segment 20 en een achterste segment 30. Het voorste segment 20 is voorzien van twee voorste wielen 21. De voorste wielen 21 zijn aan weerszijden van het voorste segment 20 voorzien, gezien in een lengte richting van de kniklader

10. De wielen 21 in het voorste segment 20 zijn vast verbonden met het chassis van dat segment. De voorste wielen 21 zijn roterend aandrijfbaar door respectievelijke hydromotoren 22. Met andere woorden, elk van de voorste wielen 21 is afzonderlijk roterend aandrijfbaar door een eigen hydromotor 22. Hydromotoren 22 worden aangedreven door het toevoeren van een hydraulisch vermogen in de vorm van een hydraulische vloeistof volumestroom. De hydraulische vloeistof wordt onder druk in de hydromotor omgezet in een mechanisch vermogen zodat een roterende beweging wordt gerealiseerd. De roterende beweging kan de voorste wielen roterend aandrijven. De hydromotoren 22 kenmerken zich door een hoog koppel in combinatie met een relatief laag toerental. Hydromotoren zijn verder uiterst compact, in het bijzonder zijn hydromotoren noemenswaardig compacter dan elektromotoren met vergelijkbaar vermogen. Hydromotoren zijn ook veel beter bestand tegen de ruwe en vuile omstandigheden waarin de knikladers worden ingezet.

Het voorste segment 20 en het achterste segment 30 zijn onderling verbonden via een scharnierverbinding 40. De scharnierverbinding 40 laat een rotatie tussen het voorste segment 20 en het achterste segment 30 toe. De kniklader 10 is bestuurbaar door het scharnieren van de segmenten 20, 30 ten opzichte van elkaar. Bij voorkeur is de scharnierverbinding 40 zo gevormd dat het voorste segment 20 en het achterste segment 30 om slechts één rotatieas kunnen roteren. De bewegingsvrijheid van de segmenten ten opzichte van elkaar wordt dus beperkt. Dit laat toe om de scharnierverbinding 40 één dimensionaal of enkelwerkend te verschaffen. Meer bepaald wordt met een enkelwerkende scharnierverbinding bedoeld dat de scharnierverbinding 40 slechts een rotatiebeweging om een hoofdzakelijk verticaal georiënteerde as toe laat. De enkelwerkende scharnierverbinding 40 verhindert een rotatiebeweging in de andere oriëntatierichtingen, i.e. een kantelbeweging zoals bij bekende kniksystemen. Dergelijk enkelwerkende scharnierverbinding heeft dus het voordeel dat de segmenten niet ten opzichte van elkaar kunnen kantelen. Dit verhoogt de veiligheid en vooral het veiligheidsgevoel van de kniklader bij gebruik daarvan.

De kniklader 10 is bestuurbaar door primair de segmenten 20, 30 ten opzichte van elkaar rond de as te scharnieren of, met andere woorden, te pivoteren. Hiertoe wordt typisch een stuurcilinder 41 voorzien. De stuurcilinder 41 bepaalt de tussenliggende hoek wanneer de segmenten worden gescharnierd. Het scharnieren van de segmenten ten opzichte van elkaar bepaald een rijrichting. Meer bepaald, wordt de rijrichting van het voorste segment bepaald door de tussenliggende hoek. Het achterste segment volgt vervolgens het voorste segment. Het voordeel van een dergelijke opbouw is dat de wielrotatiesnelheid van de verschillende wielen nagenoeg gelijk blijft. De verschillende wielen kunnen met andere woorden op een nagenoeg gelijke snelheid draaien. Dit is anders wanneer alle wielen vast met eenzelfde chassis voorzien worden. In een dergelijke situatie worden de rechterwielen geforceerd sneller aangedreven dan de linker wielen of omgekeerd, om draaiing van het voertuig te forceren. De wielen slijten in een dergelijke situatie sneller, wat nadelig is.

Het achterste segment 30 heeft een kantelbaar subframe 50 dat kantelbaar is om een liggende as die zich in de lengterichting van de kniklader 10 uitstrekt. Het kantelbaar subframe 50 omvat twee achterste wielen 51. De twee achterste wielen 51 worden respectievelijk aangedreven worden door twee verdere hydromotoren 52. Een kantelbeweging van het kantelbaar subframe 50 om de liggende as is bij voorkeur een gedempte kantelbeweging, hiertoe kan een dempingsmechanisme voorzien zijn. Het kantelbaar subframe 50 zorgt dat bij ongelijke ondergrond alle wielen de grond blijven raken. Dit laat toe om de scharnierverbinding 1- dimensionaal of enkelwerkend uit te voeren. De enkelwerkende scharnierverbinding 40 vermijdt onverwachts kantelen van het achterste segment 30 ten opzichte van het voorste segment 20. Op deze manier wordt een veilig gevoel gegeven aan de bestuurder. De enkelwerkende scharnierverbinding 40 in combinatie met het kantelbaar frame 50 laat bovendien toe om met de kniklader 10 veiliger en sneller overslag en laden van grote hoeveelheden materiaal te realiseren.

De kniklader is dus op deze manier niet alleen betrouwbaarder maar ook productiever omdat er aan hogere snelheden en met verhoogde acceleratie en deceleratie gewerkt kan worden zonder dat daarbij de veiligheid van de bestuurder in gedrang wordt gebracht. Het kantelbaar subframe 50 wordt verder uitvoerig besproken met betrekking tot figuren 2A en 2B.

Het voorste segment 20 omvat verder een hefarm 60 waaraan een werktuig 70 koppelbaar is. Voorbeelden van een werktuig 70 zijn een grondbak, overtop-kiepbak, palletvork, strobalenvork, mestvork of hefarm voor big bags. De hefarm 60 en het werktuig 70 zijn met behulp van een eerste en een tweede hydraulische cilinder 90, 80 (zie figuur 3) beweegbaar. De hefarm 60 wordt hieronder uitvoering besproken met verwijzing naar figuur 3.

De hefarm 60 snijdt in een onderste stand een rotatieas van de voorste wielen 21. Doordat het voorste segment 20 twee voorste wielen 21 heeft die elk aangedreven worden door een hydromotor 22, wordt er een ruimte gecreëerd tussen de twee voorste wielen 21. Deze gecreëerde ruimte wordt gebruikt om de hefarm 60 in een onderste stand minstens gedeeltelijk te laten rusten tussen de voorste wielen. Enerzijds wordt de afmeting van de kniklader 10, gezien in een lengterichting daarvan op deze manier beperkt. De kniklader 10 is met andere woorden uiterst compact. Anderzijds is een zwaartepunt van de kniklader op deze manier ook laag gelegen. Het lage zwaartepunt verbetert de rijeigenschappen van de kniklader waardoor een gebruiker een veilig gebruiksgevoel heeft.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is het voorste segment 20 U-vormig en is een opening van het U-vormig voorste segment 20 naar voren gericht, gezien in een voorwaartse rijrichting van de kniklader 10. Dit laat toe om de hefarm 60 in het voorste segment te laten rusten. Op deze manier is de buitenafmeting van de kniklader 10 kleiner en wordt een zwaartepunt van de kniklader verlaagd. Dit leidt tot een verbeterde stabiliteit en veiligheid tijdens gebruik van de kniklader 10.

Figuur 1 toont verder dat een afstand X tussen het distaal uiteinde van de hefarm 60 en een wieloppervlak van de voorste wielen kleiner is dan 50 cm, bij voorkeur kleiner dan 30 cm, ten minste in een onderste stand van de hefarm. De invloed dat een moment van een lading op het werkstuk uitoefent is op deze manier kleiner. Dergelijk moment kan de gehele kniklader voorwaarts doen kantelen en een gevaarlijke situatie voor de bestuurder en omstaanders creëren. De kniklader 10 is tijdens acceleratie en deceleratie veiliger omdat de kans op het voorwaarts kantelen verkleint.

Hoewel dit niet is geillustreerd is het achterste segment in een uitvoeringsvorm bij voorkeur voorzien van een stuurcabine. Het voorzien van cen stuurcabine is voordelig omdat de gebruiker in alle weersomstandigheden comfortabel kan werken. Stuurcabines zijn bij bekende knikladers slechts mogelijk door de stuurcabine naar achter op het achterste frame te positioneren omdat, door het kantelsysteem, een voorwand van de stuurcabine anders botst tegen het voorste segment met schade aan de stuurcabine als gevolg. Bovendien is een dergelijke kniklader groter en dus minder compact. Daarentegen verschaft de uitvinding volgens een uitvoeringsvorm een scharnierverbinding 40 en kantelbaar subframe 50 waarbij primair het voorste segment 20 en het achterste segment 30 slechts roteerbaar zijn om één rotatieas die hoofdzakelijk opstaand of zelfs verticaal georiënteerd is. Het voorste segment 20 en het achterste segment 30 kunnen dus niet ten opzichte van elkaar kantelen om een liggende as die haaks georiënteerd is ten opzichte van de scharnierverbinding 40.

Figuren 2A en 2B tonen een schematisch aanzicht van het achterste segment 30, gezien in een vlak loodrecht op een liggende as die zich in een lengterichting van de kniklader 10 uitstrekt.

Figuren 2A en 2B tonen meer bepaald dat het achterste segment 30 een kantelbaar subframe 50 omvat. Het kantelbaar subframe 50 is kantelbaar om een liggende as 31 die zich in de lengterichting van de kniklader 10 uitstrekt. Zoals beschreven in relatie tot figuur 1 omvat het kantelbaar subframe 50 twee achterste wielen 51 die respectievelijk aangedreven worden door twee verdere hydromotoren 52. Het kantelbaar subframe 50 laat toe om ongelijkheid in de ondergrond op te vangen waarbij het voorste en achterste segment 30, 40 samen een slechts in één rotatierichting scharnierend geheel vormen. Het kantelen van het kantelbaar subframe 50 wil zeggen dat het achterste segment ten opzichte van het achterste segment 30 roteert om de liggende as 31 van de kniklader gezien in een lengterichting daarvan. Doordat de achterste wielen onafhankelijk van elkaar roterend aandrijfbaar zijn door een hydromotor (zie figuur 1) is het kantelbaar subframe relatief eenvoudig vervaardigbaar, een koppeling of tandwielkast dient bijvoorbeeld niet voorzien te worden. Enerzijds laat het subframe 50 toe om de kniklader goedkoper uit te voeren. Anderzijds laat het subframe toe om extra gewicht te voorzien laag in het frame zodat de stabiliteit van de kniklader verhoogt en de veiligheid dus verbetert. Bij voorkeur weegt het kantelbaar subframe 50 ten minste 150 kg, meer bij voorkeur ten minste 200 kg, nog meer bij voorkeur ten minste 300 kg. Opgemerkt wordt dat knikladers, in de context van de aanvrage als een kleine kniklader worden beschouwd. Een leeggewicht van de kniklader 10 is hiertoe bij voorkeur maximaal 6 ton, verder bij voorkeur maximaal 4 ton, bij voorkeur maximaal 2 ton.

Figuur 3 toont een schematische weergave van een hefarm 60 volgens een voorkeursuitvoeringsvorm.

Figuur 3 toont dat de hefarm 60 een krachtoverbrengingsstructuur omvat die opgebouwd is volgens een Z-kinematiek. Z-kinematiek is genoemd naar de vorm die de krachtoverbrengingsstructuur heeft.

De krachtoverbrengingsstructuur heeft bij voorkeur een hefarmbasis 61 met een proximaal uiteinde 61p en een distaal uiteinde 61d. Het proximaal uiteinde 61p ligt nabij het achterste segment. Het distaal uiteinde 61d ligt tegenover het proximaal uiteinde, typisch voorbij een voorste perifere rand van het voorste segment. De hefarmbasis 61 is een component van de hefarm

60. De hefarmbasis 61 is via een scharnierverbinding 23 verbonden is met het voorste segment 20.

Dehefarmbasis is ter plaatste van het proximaal uiteinde 61p via de scharnierverbinding 23 verbonden met het voorste segment. De scharnierverbinding 23 wordt typisch nabij een perifere rand van het voorste segment grenzende aan het achterste segment gepositioneerd om een grootte, gezien in een lengterichting van de kniklader, van het voorste segment maximaal te benutten. Op deze manier kan een relatief grote hefarm voorzien worden ten opzicht van een relatief kleine kniklader.

De hefarmbasis 61 omvat ter plaatste van het distaal uiteinde 61d een scharnierbaar verbindingsstuk 62 waaraan het werktuig 70 koppelbaar is. De manier waarop werkstukken koppelbaar zijn aan een verbindingsstuk 62 zijn bekend en worden aldus niet verder uitgelegd. Zoals in relatie tot figuur 1 beschreven, zijn de hefarm en het werktuig met behulp van een eerste eneen tweede hydraulische cilinder 80, 90 beweegbaar zijn. De eerste cilinder 80 is bij voorkeur scharnierbaar verbonden tussen het voorste segment 20 en de hefarmbasis 61 zodat, in werking, de eerste cilinder 80 de hefarmbasis 61 rond de scharnierverbinding 23 kan roteren. Door de eerste cilinder 80 enerzijds scharnierbaar met het voorste segment 20 te verbinden en anderzijds met de hefarmbasis 61, is de hefarm 60 rond de scharnierverbinding 23 roteerbaar. Dit leidt tot een opwaartse en neerwaartse beweging van het werkstuk. De opwaartse beweging, in het bijzonder in cen geladen toestand van het werkstuk, vergt veel kracht. Deze kracht wordt op optimale wijze uitgevoerd door de cilinder 80 zoals hierboven te verschaffen.

De tweede cilinder 90 is bij voorkeur scharnierbaar verbonden tussen de hefarmbasis 61 en het verbindingsstuk 62 via een hefboom 63, 64. Hier opvolgend wordt een werkingsprincipe van de hydraulische cilinders 80, 90 beknopt uitgelegd. De cilinder 80, 90 heeft een huis waarin cen zuiger, die ter plaatste van een zuigerstangzijde verbonden is met een zuigerstang, heen en weer beweegbaar is. Door een hydraulische vloeistof onder druk aan een eerste en/of tweede zijde van de zuiger in het huis te pompen zal de zuiger en de zuigerstang lincair bewegen. De kracht die gegenereerd kan worden, wordt berekend door het oppervlak van de zuiger van de cilinder te vermenigvuldigen met de werkdruk van de vloeistof. De kracht die gegenereerd wordt is afhankelijk van de zijde waar de druk in de cilinder verhoogd wordt. Het oppervlak van de zuiger aan de stangzijde is namelijk kleiner. De zuigerstang is aan een stangzijde verbonden aan het oppervlak van de zuiger. De grootte van het zuigeroppervlak waarop de hydraulische vloeistof kan drukken is kleiner want oppervlak voor de krachtberekening is daarom de grootte van het oppervlakte zuiger minus de oppervlakte van de stang. Het voordeel van de cilinder 80 zoals hierboven aangegeven te voorzien is dat een opwaartse beweging met de hefarm 60 gerealiseerd wordt met de door de cilinder 80 maximaal mogelijke kracht. De cilinder duwt 80 namelijk steeds op het grootste zuigeroppervlak waardoor maximale kracht van de cilinder beschikbaar is. De tweede cilinder 90 functioneert gelijkaardig aan de eerste cilinder 80.

Figuur 3 toont verder dat de hefboom een eerste geleding 63 en een tweede geleding 64 omvat. De eerste en tweede geleding 63, 64 zijn onderling scharnierbaar met elkaar zijn verbonden. Meer bepaald zijn de eerste en tweede geleding onderling om een liggende as scharnierbaar.

De eerste geleding 63 is in een middenzone scharnierbaar verbonden is met de hefarmbasis 61. De middenzone bevindt zich tussen een proximaal en distaal uiteinde 63p, 63d van de eerste geleding 63. Het proximaal uiteinde 63p van de eerste geleding 63 is scharnierbaar verbonden is met de tweede cilinder 90. Een distaal uiteinde van de tweede geleding 64 is verbonden is met het verbindingsstuk, zodat, in werking, de tweede cilinder 90 een scharnierbeweging realiseert met het verbindingsstuk. Meer bepaald duwt de tweede cilinder 90 ter plaatste van het proximaal uiteinde 63p tegen de eerste geleding 63 zodat deze scharnierend rond de scharnierverbinding ter plaatste van de middenzone roteert. Volgens de in de figuur 3 weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm roteert de eerste geleding 63 kloksgewijs wanneer de tweede cilinder 90 zich uitstrekt. Het distaal uiteinde 63d, dat scharnierbaar verbonden is met de tweede geleding, roteert in een zelfde richting als het proximaal uiteinde 63p. De eerste geleding 63 vertaalt met andere woorden de lineaire beweging in een scharnierbeweging.

De tweede geleding 64 is enerzijds scharnierbaar verbonden met een distaal uiteinde 63d van de eerste geleding 63 en, anderzijds, ter plaatse van een distaal uiteinde 64d daarvan scharnierbaar verbonden met het verbindingsstuk 62. De scharnierbeweging van de eerste geleding 63 leidt tot een combineerde translate en rotatiebeweging van de tweede geleding 64 en verder in een rotatie van het verbindingsstuk met werkstuk 70. De samenwerking tussen de eerste geleding en tweede geleding 63, 64 vergroten een uitbreekkracht. In figuur 3 is het werkstuk 70 een laadbak. De richting van de uitbreekkracht is geïllustreerd met behulp van de pijl. De uitbreekkracht is de hoeveelheid kracht die ter plaatste van een punt van een werkstuk, dat verbonden is met het verbindingsstuk 62, uitgeoefend kan worden door de opwaarts scharnierende beweging van het verbindingsstuk. De eerste cilinder 80 en tweede cilinder 90 worden dus zodanig benut dat hun maximaal leverbare kracht optimaal ingezet wordt.

Hoewel dit niet getoond is in figuur 3, is een proximaal einde van de respectievelijke hydraulische cilinders 80, 90 op een nagenoeg gelijke afstand, gezien in een horizontale richting van de kniklader, van de voorste wielen 21 aangebracht. Een lengteafmeting van de kniklader wordt op deze wijze verder maximaal beperkt. De kniklader is met andere woorden uiterst compact.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.

Claims

Conclusies

1. Een kniklader (10) met een frame dat een voorste segment (20) en een achterste segment (30) heeft, welk voorste segment (20) via een scharnierverbinding (40) verbonden is met het achterste segment (30) zodat de kniklader (10) bestuurbaar is door het scharnieren van de segmenten (20; 30) ten opzichte van elkaar, waarbij het voorste segment (20) twee voorste wielen (21) omvat die respectievelijk aangedreven worden door twee hydromotoren (22); waarbij het achterste segment (30) een kantelbaar subframe (50) heeft dat kantelbaar is om een liggende as die zich in de lengterichting van de kniklader (10) uitstrekt, welk kantelbaar subframe (50) twee achterste wielen (51) omvat die respectievelijk aangedreven worden door twee verdere hydromotoren (52); waarbij het voorste segment (20) verder een hefarm (60) omvat waaraan een werktuig (70) koppelbaar is, waarbij de hefarm en het werktuig met behulp van een eerste en een tweede hydraulische cilinder (80, 90) beweegbaar zijn, waarbij de hefarm (60) in een onderste stand een rotaticas van de voorste wielen (21) snijdt.

2. De kniklader volgens de voorgaande conclusie, waarbij de scharnierverbinding (40) zo gevormd is dat het voorste en het achterste segment om slechts één rotatieas kunnen roteren.

3. De kniklader (10) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de hefarm (60) een krachtoverbrengingsstructuur omvat die opgebouwd is volgens een Z-kinematiek.

4. De kniklader (10) volgens de voorgaande conclusie, waarbij de krachtoverbrengingsstructuur een hefarmbasis (61) heeft met een proximaal uiteinde (61p) en een distaal uiteinde (61d), waarbij ter plaatste van het proximaal uiteinde (61p) de hefarmbasis (61) via een scharnierverbinding (23) verbonden is met het voorste segment (20), en waarbij de hefarmbasis (61) ter plaatste van het distaal uiteinde (61d) een scharnierbaar verbindingsstuk (62) omvat waaraan het werktuig (70) koppelbaar is, waarbij de eerste cilinder (80) scharnierbaar verbonden is tussen het voorste segment (20) en de hefarmbasis (61) zodat, in werking, de eerste cilinder de hefarmbasis rond de scharnierverbinding (23) kan roteren.

5. De kniklader volgens de voorgaande conclusie, waarbij de tweede cilinder (90) scharnierbaar verbonden is tussen de hefarmbasis (61) en het verbindingsstuk (62) via een hefboom (63, 64).

6. De kniklader volgens de voorgaande conclusie, waarbij de hefboom een eerste geleding (63) en een tweede geleding (64) omvat die onderling scharnierbaar met elkaar zijn verbonden, welke eerste geleding (63) in een middenzone scharnierbaar verbonden is met de hefarmbasis (61), waarbij het proximaal uiteinde (63p) van de eerste geleding (63) scharnierbaar verbonden is met de tweede cilinder (90) en waarbij een distaal uiteinde van de tweede geleding (64) verbonden is met het verbindingsstuk.

7. De kniklader volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een proximaal einde van de respectievelijke hydraulische cilinders (80, 90) op een nagenoeg gelijke afstand, gezien in cen horizontale richting van de kniklader, van de voorste wielen (21) aangebracht zijn.

8. De kniklader volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het voorste segment U- vormig is en waarbij een opening van het U-vormig voorste segment naar voren is gericht, gezien in een voorwaartse rijrichting van de kniklader.

9. De kniklader (10) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een afstand tussen het distaal uiteinde (61d) van de hefarm en een wieloppervlak van de voorste wielen kleiner is dan 50 cm, bij voorkeur kleiner dan 30 cm.

10. De kniklader (10) volgens de voorgaande conclusie, waarbij het kantelbaar subframe ten minste 150 kg weegt, meer bij voorkeur ten minste 200 kg, nog meer bij voorkeur ten minste 300 kg.

11. De kniklader (10) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een leeggewicht van de kniklader maximaal 6 ton is, bij voorkeur maximaal 4 ton weegt, bij voorkeur maximaal 2 ton.

12. De kniklader (10) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het achterste segment voorzien is van een stuurcabine.