DE3249219C2 - Schaufellader - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schaufellader mit einer schwenkbar an den freien Enden eines Paares von am Rahmen des Schaufelladers gelagerten Hubarmen angelenkten und den Hubarmen gegenüber in ihrer Lage festlegbaren Ladeschaufel, die einen zusätzlichen Ladeschaufcheil aufweist, welcher unabhängig um eine in gleicher Richtung wie die Schwenkachse der Ladeschaufel verlaufende Achse schwenkbar und in bezug auf Ladeschaufel festlegbar ist

Zum Verladen von Massen- oder Schüttgütern werden seit langem mit Schaufeln versehene Lademaschinen verwendet; meist sind diese mit Rädern versehen (sogenannte Radlader). Derartige Maschinen arbeiten mit Transportfahrzeugen wie Kraftfahrzeugen oder ähnlichem zusammen, um das Schüttgut zu verbringen, zumindest über längere T'-ansportentfernungen. Dagegen ist bei kürzeren Transportentfernungen die Verwendung getrennter Kraftfahrzeuge für den Transport des Schüttgutes nicht zu empfehlen. Sondern in diesem Fall wird die Verlademaschine auch für den Transport eingesetzt. Diese letztgenannte Art hat insbesondere im Bergbau, beim Tunnelbau und ähnlichen Baustellen Verwendung gefunden, wo nur begrenzter Raum zur Verfügung steht und die Transportentfernungen relativ kurz sind, etwa in der Größenordnung von 500 m. Aus Kostengründen sind immer größer werdende Geräte entwickelt worden und im praktischen Gebrauch werden Maschinen verwendet die den verfügbaren Raum in beispielsweise Stollen ausnutzen, wobei der Rauminhalt der Schaufel mehr als 6 m³ betragen kann und die Lasten in der Größenordnung von 15 000 kg liegt

Es liegt auf der Hand, daß derartige Lasten große Räder der Verlademaschine erfordern mit folglich ansteigendem Radradius und daher vergrößerter Entfernung des Schwerpunktes der Last in der Schaufel von der benachbarten Radachse. Dies wiederum erfordert eine immer weiter nach hinten gerichtete Anordnung der schwersten Teile der Maschine, wie des Motors usw, als Gegengewicht für die Last in der SchaufeL

Diese Verhältnisse bedingen jedoch, daß Laständerungen, insbesondere in bezug auf die Radachse, die am nächsten an der Schaufel liegt, sehr groß sind und die Maschinen schlechte Fahreigenschaften aufweisen wird, besonders bei voller Ladung. Wegen dieser Lastverteilung bei voller Beladung erfolgt auch ein schneller Verschleiß der Reifen, insbesondere auf den Rädern, die am nächsten zur Schaufel liegen. Auch die gesamte Maschine wird in Abhängigkeit von ihrer Arbeitsweise einem größeren Verschleiß unterworfen. Zum Beiaden wird die Maschine mit voller Leistung in den Haufen des zu verladenden Schüttguts gefahren, worauf die Bedienungsperson der Maschine unter fortschreitendem stoßweisen Heben und Zurückkippen der Schaufel die Maschine in den Haufen bewegt, um das Füllvolumen der Schaufel soweit wie möglich auszunutzen. Im Bergbau, wo die Bedingungen besonders belastend sind, wird der Verschleiß der Maschine natürlich noch größer sein.

Die eingangs genannte Gattung beschreibt einen aus der DE-AS 22 61 107 bekannten Schaufellader, bei dem nur ein in der Ladeschaufel angeordneter, weiterer, innerer Ladeschaufelabschnitt vorgesehen ist, jedoch kein hinterer Ladeschaufelabschnitt Bei der bekannten Doppelschaufel wird der weitere Ladeschaufelabschnitt nach seiner Füllung nach oben gekippt und versperrt so die Sicht auf die Ladeschaufel, wenn diese gefüllt wird. Der weitere Ladeschaufelabsc-hnitt ist darüber hinaus nur an einer Achse oder Zapfen angelenkt, ansonsten aber selbstragend und daher relativ aufwendig.

Bei diesem bekannten Lader kann die Ladeschaufel von einer Lage bündig mit dem Boden des Schürfkübels aus nur nach unten geschwenkt werden. Es ist daher keine grabende Bewegung der Ladeschaufel möglich. Bei Verwendung als Schaufellader ist immer ein Entladeschild mit zugehörigem Antrieb zur Entleerung erforderlich. Diese zusätzlichen Einrichtungen sind kostenaufwendig. Darüber hinaus ist für eine Entladung der Ladeschaufel oberhalb einer gewissen Höhe eine äußerst aufwendige Verstellung des gesamten Fahrwerkes des Laders erforderlich. Bei einem derartigen Schaufellader macht sich ein hoher technischer Aufwand infolge der Fahrwerkkonstruktion mit ihren zahlreichen Dreh- und Kippbetätigungsmöglichkeiten bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schaufellader anzugeben, der vielseitiger einsetzbar ist, eine bessere Lastverteilung und bessere Sichtverhältnisse im beladenen Zustand aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Mit der Erfindung wird auf vorteilhafte Weise erreicht, daß die Ladeschaufel ein größeres effektives Volumen aufweist und daß der Schwerpunkt der Last in der Schaufel einschließlich des vergrößerten Volumens auf vorteilhafte Weise nahe der der Schaufel benachbarten Radachse liegt. Hierdurch wird eine wesentliche Verbesserung der Lastverteilung der beladenen Ma-

schine erreicht Da darüber hinaus die Lastschaufel auf den Hubarmen ruht, können die Schaufel und insbesondere deren hinterer Abschnitt leichter ausgeführt werden, was ebenfalls einen vorteilhaften Einfluß auf die Gesamtkosten der Maschine hat Die Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Schaufelladers gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig.2 eine Draufsicht auf den Schaufellader der

F i g. 3 eine schematische Seitenansicht des vorderen Teils des Schaufelladers mit unterschiedlichen Positionen der Hubarme, der Ladeschaufel mit deren hinterem Teil und hydraulische Zylinder, durch unterbrochene Linien angedeutet,

Fig.4 eine Draufsicht auf den vorderen Teil des Schaufelkders zum besseren Verständnis der Ladeschaufel und deren hinteren Teil,

Fig.5 einen Schnitt durch den vorderen Teil des Schaufelladers entlang der Linie A-A in F i g. 3,

F i g. 6 eine Seitenansicht der Ladeschaufel und ihres hinteren Teils und

Fig.7 eine seitliche Teilansicht des Schaufelladers zum Verständnis der Arbeitsbewegung der Ladeschaufel.

In den Zeichnungen ist ein als sogenannter Radlader ausgebildeter Schaufellader mit einem Rahmen 1 auf Rädem mit zumindest zwei Radachsen 2,3, einem Motor 4, einem Fahrerabteil 5 und einer Ladeschaufel 6 dargestellt Auf bekannte Weise ist die Ladeschaufel 6 an einem Ende der Maschine in der kürzestmöglichen Längsentfernung außerhalb der Räder 7 der benachbarten Radachse 2 angebracht und wird für eine Hub- und Senkbewegung durch ein Paar von Hubarmen 8 gehalten, die mittels Zapfen an dem Schaufellader angebracht sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der Schaufellader mit Rahmensteuerung versehen, d. h. der Rahmen is", gelenkig beweglich um eine vertikale Achse in der Mitte des Rahmens und die Gelenkbewegung zum Steuern ist kontrollierbar mittels geeigneter nicht dargestellter Vorrichtungen, insbesondere Hydraulikzylinder, wie sie an sich bekannt sind.

Die Ladeschaufel 6 ist an den freien Enden der Hubarme 8 schwenkbar um eine horizontale Querachse 9 angebracht, und die Schwenkbewegung der Schaufel wird über geeignete Elemente, insbesondere Hydraulikzylinder 10 erreicht. An ihren anderen Enden sind die Hubarme schwenkbar rn Zapfen 11 in einem Teil des Schaufelladers festgelegt, der mit dem Rahmen 1 verbunden ist. Die Drehbewegung der Hubarme 8 um ihre Zapfen 11 wird mittels geeigneter bekannter Elemente erreicht, insbesondere Hydraulikzylinder 12, die mit dem Rahmen 1 verbunden sind.

Die Ladeschaufel 6 ist zumindest teilweise an ihrer Seite 13 offen ausgeführt, die zur Maschine gerichtet ist und mit einem hinteren Schaufelteil 14 verbunden, der zwischen den Hubarmen 8 angebracht ist. Der hintere eo Schaufelteil 14 erstreckt sich zwischen die Räder 7 der benachbarten Radachse 2 der Maschine Und auch oberhalb dieser Achse. Der hintere Schaufelteil 14 ist getrennt schwenkbar mit den Hubarmen 8 auf einer Achse 15 parallel zur Schwenkachse 9 der Ladeschaufel 6 verbunden und kann in seiner Lage festgelegt werden. Die Schwenkbewegung des hinteren Schaufelteils 14 um die Achse 15 wird auf bekannte Weise durch geeignete Vorrichtungen erreicht, im vorliegenden Fall durch Hydraulikzylinder 16, die zwischen dem hinteren Schaufelteil 34 und den Hubarmen 8 wirken.

Die Habarme 8 sind weiterhin nach vorn und unten von den Zapfen 11 aus gebogen ausgeführt in Richtung auf die Schwenkachse 9 der Ladeschaufel 6. Der hintere Schaufeltei! 14 erstreckt sich längs über die Hubarme 8 und weist dort eine gekrümmte Form auf, die zur Krümmung der Hubarme am unteren und rückwärtigen Abschnitt der Seitenwände des hinteren Schaufelteils 14 korrespondiert Daher stützt sich der Schaufelteil gegen die oberen Kanten der Hubarme 8 wahrend des Beladens und des Transportes ab. Dies wiederum bewirk; eine Versteifung des hinteren Schaufelteils 14, so daß dieser aus billigerem und dünnerem Material und demzufolge leichter ausgeführt werden kann, was sich auf die Gesamtkosten des Schaufelladers vorteilhaft auswirkt (siehe F i g. 4 und 6).

Die Ladeschaufel 6 und der hintere Schaufelteil 14 sind einzeln gegeneinander um die Schwenkachsen 9 bzw. 13 bewegbar, die im übrigen vorteilhafterweise zusammenfallen können. Währenu der gegenseitigen Schwenkbewegungen zwischen der Soaufel 6 und ihrem hinteren Schaufelteil 14 kann eine keilartige Öffnung zwischen der Hinterwand 13 der Schaufel und der vorderen Seitenkante des hinteren Schaufelteils 14 auftreten, um zu verhindern, daß Schüttgut durch diese Öffnung hinausfällt erstreckt sich eine Prallwand 18 in der Form eines Kreisausschnittes von der inneren Kante jeder hinteren Wand 13 der Schaufel 6.

In F i g. 3 sind einige unterschiedliche Positionen der Ladeschaufel 6, des hinteren Schaufelteils 14 und der Hubarme 8 dargestellt. In durchgezogenen Linien befindet sich die Ladeschaufel 6 nach oben gedreht in ihrer hintersten Lage in Anlage gegen die Vorderkante des hinteren Schaufelteils 14; dieses ist normalerweise die Transportposition im beladenen Zustand und daher ist eine konvexe Form der oberen Fläche des Schüttgutes in der Ladeschaufel 6 dargestellt Weiterhin ist in dieser Figur durch unterbrochene Linien die unterste Position der Ladeschaufel 6 in Bodenkontakt dargestellt und auch die höchste Anhebung der Hubarme 8, die dann verwendet wird, wenn die gesamte Schaufel 6, 14 geleert werden soll. Hierbei wird die Ladeschaufel aus ihrer durch durchgezogene Linien in der F i g. 3 dargestellten Lage nach unten relativ zum Schaufelteil 14 gedreht was durch die Hydraulikzylinder 10 bewirkt wird, die entlang der Unterkante des hinteren Schaufelteils 14 angeordnet sind und zwischen diesem und der Unterkante der Hinterwand 13 der Ladeschaufel 6 wirken. Aus der durch unterbrochene Linien dargestellten Kipp- oder Entlad.iposition geht hervor, daß die Drehaufhängung der gesamten Schaufel 6, 14 sich eng benachbart zur Mitte der Länge der Schaufel 6,14 befindet und daher nahe am Schwerpunkt der hierin befindlichen Ladung. Daher sind nur relativ geringe Kippkräfte der Kippzylinder 16 für die Kippbewegung srforderlich. Darüber hinaus werden die Anforderungen für die Höhe begrenzt und zur selben Zeit ist die Vorderwand der Ladeschaufel 6 fotzdem genügend weit gehoben, um ein Kippen über die Oberkante der Wand eines Lastkraftwagens 2u gestatten. Die höchste Position der Hinterwand des hinteren Schaufelteils 14 befindet sich in keiner größeren Entfernung vom Erdboden als üblicherweise bei bekannten Schaufelanordnungen.

Aus F i g. 5 wird deutlich, daß der hintere Schaufelteil 14 so tief ausgeführt werden kann, daß sein unterer Teil sich erheblich unterhalb der Radachse 2 befindet. Somit

ist der Schwerpunkt des Schüttgutes in dem hinteren Schaufelteil 14 ebenfalls tief liegend und nur geringfügig oberhalb der Radachse 2. Dies hat einen vorteilhaften Einfluß auf die Fahreigenschaften des Fahrzeuges.

F i g. 6 zeigt, daß die Schultern 14a an den unteren und hinteren Abschnitten der Seitenwände des Schaufelteils 14 eine Form in dieser Seitenansicht aufweisen, die zur Form der unteren Fläche der Hubarme 8 korrespondiert, so daß der Schaufelteil 14 sich auf diesen Armen abstützen und durch diese gestützt werden kann.

In F i g. 7 ist schematisch in einer Seitenansicht dargestellt, wie die Ladeschaufel des Schaufelladers arbeitet. Wie üblich wird der Schaufellader beim Beladen gegen den Schüttguthaufen, von dem aus beladen werden soll, gefahren, wobei die Ladeschaufel 6 in den Haufen ge- is schoben wird und die Schaufel sich in ihrer tiefsten Position befindet, wie durch unterbrochene Linien in F i g. 7 dargestellt ist, soweit die Reibung der Räder es gestattet. Vorzugsweise ist dsr Schaufellader mit ;n bcksniitc' Weise angetriebenen Hinterrädern 3 ausgestattet, es kann jedoch auch ein geeigneter Hilfsantrieb, beispielsweise durch einen Hydraulikmotor an jedem Vorderrad 2, vorgesehen werden. Dann wird die Hauptantriebsquelle abgekoppelt und der Hilfsantrieb in Betrieb genommen, mit genügender Vortriebskraft, um den Schaufellader an einer Bewegung nach rückwärts zu hindern, wenn dann die Ladeschaufel zu einer Grab- und Ladebewegung nach vorn oben durch die Hubarme 8 mittels der Hydraulikzylinder 12 veranlaßt wird. Sollte das Schüttgut aus irgendeinem Grund dann plötzlich nachgeben und mehr oder weniger in die Ladeschaufel hinunterfallen, wird der Widerstand gegen die Schaufelbewegung ebenfalls vermindert und der gesamte Schaufellader bewegt sich daher automatisch vorwärts in den Haufen. Wie weit sich anfangs die Ladeschaufel in den Schüttguthaufen bewegt, hängt natürlich unter anderem von der Kraft des Antriebs in Vorwärtsrichtung ab und davon, wie grob das Material in dem Haufen ist Das Eindringen der Ladeschaufel hängt auch von ihrer Breite und der Neigung ihrer Seitenwände ab.

Für eine vorgegebene Kombination von Druckkraft G'obheit des Materials und Form der Ladeschaufel 6 ist es ebenfalls möglich, das Eindringen der Schaufel wesentlich zu erhöhen, indem auf eine an sich bekannte Weise die Schaufel 6 um ihre Schwenkachse 9 mittels der Hydraulikzylinder 10 vorwärts und rückwärts bewegt wird. Diese Hin- und Herbewegung durch die Hydraulikzylinder 10 kann beispielsweise mittels eines Tongenerators erzeugt werden, der auf die Zylinder wirkt Hierbei ist es günstig, wenn die Frequenz und die Amplitude der Min- und Herbewegung geändert werden können.

In Fig.7 ist ebenfalls durch unterbrochene Linien eine angehobene Position der Ladeschaufel 6 dargestellt; es wird aus der Figur deutlich, daß die Last in der Ladeschaufel 6 unter dem Einfluß der Schwerkraft nach hinten in den hinteren Schaufelteil 14 fällt Beim Laden von Eisenerz und anderem Schüttgut das einen Neigungswinkel von etwa 60° aufweist wie in F i g. 7 dargestellt zeigen sich die mit dem Schaufellader der Ausfüh- rungsform erreichbaren Vorteile, nämlich, daß die gesamte Schaufel 6, 14 fast gänzlich in einem einzigen Arbeitshub der Hubarme 8 gefüllt werden kann. Sollte die gesamte Ladeschaufel nicht in einem Arbeitshub der Hubanne 8 vollständig gefüllt worden sein, so ist es natürlich möglich, zunächst die Ladeschaufel € um ihre Schwenkachse 9 nach oben mittels der Hydraulikzylinder 10 zu drehen, so daß der Hauptteil der Last in der Schaufel nach hinten in den hinteren Schaufelteil 14 verbracht wird, worauf die Hubarme 8 gesenkt werden bis zur Anfangsposition, und ein neuer Arbeitshub der Hubarme 8 zur vollständigen Füllung der Ladeschaufel 6 ausgeführt wird.

Falls erwünscht kann die Maschine daraufhin zunächst etwas zurück- und dann wieder in den Schüttguthaufen hineingefahren werden.

Die Seitenansicht in F i g. 7 zeigt, daß die Position der Zapfen U der Hubarme 8 an dem Schaufellader den gekrümmten Bewegungspfad beim Arbeiten der Ladeschaufel 6 und ihrer Schwenkachse 9 bestimmt. Durch geeignete (Höhen)-Positionierung der Zapfen 11 kann der Schaufellader auf einfache Weise an oberflächliches oder tieferes Laden in einem Schüttguthaufen angepaßt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Zapfen 11 im wesentlichen in derselben Höhe wie die Unterkante des hinteren Schaufelabschnittes 14 in der

Ein Vorteil des Schaufelladers des Ausführungsbeispiels liegt darin, daß die Bedienungsperson aus dem Fahrerabtetl 5 mit normaler Höhe über dem Boden über die Hinterkante des hinteren Schaufelteils 14 und nach unten durch die Ladeschaufel 6 sowie nach vorne über die Vorderkante sehen kann. Falls gewünscht, kann die Schulter 14a des hinteren Schaufelteils 14 durchbrochen ausgeführt werden, beispielsweise in Form eines Gitters, f'j daß die Bedienungsperson durchsehen kann. Demzufolge kann die Bedienungsperson die Maschine auf wirkungsvolle Weise vor dem Laden, aber auch während des Ladens, steuern.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaufellader mit einer schwenkbar an den freien Enden eines Paares von am Rahmen des Schau- felladers gelagerten Hubarmen angelenkten und den Hubarmen gegenüber in ihrer Lage festlegbaren Ladeschaufel, die einen zusätzlichen Ladeschaufelteil aufweist, welcher unabhängig um eine in gleicher Richtung wie die Schwenkachse der Ladeschaufel verlaufende Achse schwenkbar und in bezug auf die Ladeschaufel festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaufel (6) an der Rückseite zumindest teilweise offen ausgebildet und mit dem Innenraum des dahinter angeordneten weiteren Ladeschaufelteils (14) verbunden ist, der zwischen den Hubarmen (8) angeordnet ist und sich zwischen den Rädern der vorderen Radachse erstreckt, daß der zusätzliche Ladeschaufelteil (14) eine zur Form der Hubarme (8), die von ihrer Schwenkachse ausgehend nac» unten und vorn verlaufend gebogen sind, korrespondierend gebogene Form aufweist und dadurch auf dem Hubarmpaar abstützbar ist, und daß der zusätzliche Ladeschaufelteil im Bereich der Schwenkachse der Ladeschaufel angelenkt ist

2. Schaufellader gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (11) der Hubarme (8) am Rahmen (1) des Schaufelladers vertikal in einer Höhe angeordnet ist, die im wesentlichen der Position der oberen Kante des zusätzlichen Ladeschaufelteils (14) entspricht, der auf der Schwenkachse der ί Adeschaufel (6) gelagert ist

3. Schaufellader nach Anbruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daö der zusätzliche Ladeschaufelteil (14) auf jeder Seite im unteren Abschnitt (14aJ eine zu den Hubarmen (8) korrespondierend gekrümmte Schulter aufweist