DE2235984C3 - Hydraulic shovel loader with vertical frame joint - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Schaufeilader mit einem vorderen, die Ausfegerarme mit der Schaufel tragenden Fahrgestellrahmen, mit einem den Fahrzeugmotor tragenden hinteren Fahrgestellrahmen, mit einem Getriebe für die beiden Antriebsachsen der Vorder- und Hinterräder und mit einem beide Fahrgestellrahmen verbindenden vertikalen Rahmengelenk zur Lenkung des Fahrzeugs.The invention relates to a hydraulic bucket loader with a front, the sweep arms with the chassis frame supporting the bucket, with a rear chassis frame supporting the vehicle engine, with a gear for the two drive axles of the front and rear wheels and with a vertical frame joint connecting both chassis frames for steering the vehicle.

Es ist ein derartiger hydraulischer Schaufellader mit einem lenkbaren, aus zwei Teilen bestehenden Fahrgestellrahmen bekannt (US-PS 32 37 790), bei dem beide Fahrgestellrahmenteile durch ein mittig zwischen der Vorderachse und der Hinterachse angeordnetes vertikales Gelenk verbunden sind. Die Auslegerarme mit der Schaufel sind hierbei am vorderen Fahrgestellrahmen und der Fahrzeugmotor mit einem Getriebe auf dem hinteren Fahrgestellrahmen angeordnet.It is one such hydraulic shovel loader with a steerable, two-part chassis frame known (US-PS 32 37 790), in which both chassis frame parts by a center between the Front axle and the rear axle arranged vertical joint are connected. The extension arms with the Shovel are here on the front chassis frame and the vehicle engine with a gearbox on the arranged rear chassis frame.

Es ist bei derartigen bekannten Schaufelladern eine ledigliche Ausnahme, daß durch die mittige Anordnung des vertikalen Rahmengelenkes bei Kurvenfahrt die Deckung der Vorder- und Hinterräder gewährleistet ist.In such known shovel loaders, it is a mere exception that due to the central arrangement of the vertical frame joint when cornering, the coverage of the front and rear wheels is guaranteed.

Bei einem derartigen Konstruktionssystem des bekannten Schaufelladers tritt eine Reihe von ungünstigen Erscheinungen auf, die sich aus der zentralen Lage des Gelenkes sowie aus der Anordnung aller Triebwerksteile auf dem hinteren Fahrzeugrahmen ergeben.In such a construction system of the known shovel loader, a number of unfavorable occur Phenomena resulting from the central position of the joint and from the arrangement of all engine parts on the rear vehicle frame.

Ein Nachteil des bisher bekannten Gelenksystems der hydraulischen Schaufellader besteht darin, daß je nach der GröOle des Lenkwinkels erhebliche Belastungsunterschiede zwischen dem rechten und linken Rad im Vorderteil der Maschine entstehen.A disadvantage of the hitherto known articulation system of the hydraulic shovel loader is that, depending on the size of the steering angle significant load differences between the right and left wheel in the Front part of the machine.

In Grerizfällen beträgt der Belastungsunterschied bis zu 150 %. Das macht eine Anpassung der Festigkeit der Vorderraclbereifung sowie der vorderen Antriebsachse an diese Maximalbelastungen notwendig und nicht, wie es zweckmäßig wäre, nur an die auf beide Räder gleichmäßig verteilten Arbeitsbelastungen. Eine weitere ungünstige Folge dieses Sachverhaltes ist eine Überdimensionierung der Hinterachse, die bei lenkbaren Ladern gewöhnlich mit der Vorderachse einheitlich stark dimensioniert wird.In large cases the load difference is up to to 150%. That makes an adjustment of the strength of the Front wheel tires and the front drive axle to these maximum loads are necessary and not how it would be useful only to the workloads evenly distributed on both wheels. Another The unfavorable consequence of this fact is oversizing of the rear axle, which is the case with steerable Loaders are usually dimensioned uniformly with the front axle.

Die großen Belastungsunterschiede beider Vorderräder bei Kurvenfahrt mit praktisch gleichmäßiger Belastung der Hinterräder bewirken, daß im Antrieb beider Fahrzeugachsen eine Blindleistung in Erscheinung tritt.The large differences in load on both front wheels when cornering with practically more even Load on the rear wheels cause reactive power to appear in the drive of both vehicle axles occurs.

Diese Blindleistung erscheint im Bewegungssystem, das durch die beiden Antriebsachsen, durch die Antriebsübergangsmechanismen sowie den Boden gebildet wird. Sie entsteht durch die in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels unterschiedlichen Drehhalbmesser der Vorderräder.This reactive power appears in the movement system, which is generated by the two drive axes, by the Drive transition mechanisms as well as the floor is formed. It arises from being dependent on the size of the steering angle different turning radius of the front wheels.

Bei den gleichen Wegen, die die entsprechenden S Räder der Vorder- und Hinterachse zurückzulegen hüben, werden infolge des Belastungsunterschiedes die Reifen der Vorderräder deformiert, was zur Folge hat, daß bei einer Umdrehung des Vorderrades der Drehumfang verschieden ist Das bewirkt die Entstehung einer kinematischen Abweichung, die durch ein Gleiten der Hinterräder ausgeglichen wird. Die Blindleistung belastet die Mechanismen, wodurch deren Verschleiß beschleunigt wird, sie bewirkt außerdem einen erhöhten Verschleiß der Bereifung und veranlaßtWith the same distances covered by the corresponding S wheels on the front and rear axles strokes, the tires of the front wheels are deformed due to the load difference, which has the consequence that with one revolution of the front wheel the range of rotation is different This causes the emergence a kinematic deviation that is compensated for by sliding the rear wheels. the Reactive power loads the mechanisms, which accelerates their wear and tear, it also causes increased tire wear and causes

Störungen in der Zusammenwirkung der einzelnenDisturbances in the interaction of the individual Elemente des »Rad-Boden-Systems«, was schließlich zuElements of the "wheel-floor system", which ultimately lead to

einer Verringerung der effektiven Zugkraft desa reduction in the effective pulling force of the

Fahrzeugs führtVehicle leads Es ist auch ein Schaufellader bekannt (DT-ASA shovel loader is also known (DT-AS

12 70 494), der einen aus drei Teilen bestehenden Fahrgestellrahmen aufweist, und zwar einen vorderen, einen hinteren und einen Zwischen-Fahrgestellrahmen, wobei der vordere und der hintere Fahrgestellrahmen über eine vordere vertikale und eine rückwärtige horizontale Gelenkeinrichtung schwenkbar mit dem Zwischen-Fahrgestellrahmen verbunden sind, wobei zu beiden Seiten des Schaufelladers vorgesehene Stabilisierungs7.ylinder angeordnet sind, die zwecks Verhinderung eines Umkippens des Schaufelladers den Zwischen-Fahrgestellrahmen mit dem hinteren Fahrgestellrahmen verriegeln.12 70 494), the one consisting of three parts Has chassis frame, namely a front, a rear and an intermediate chassis frame, wherein the front and rear chassis frames have a front vertical and a rear horizontal hinge means are pivotally connected to the intermediate chassis frame, wherein to Stabilizing cylinders provided on both sides of the shovel loader are arranged to prevent the shovel loader from tipping over, the intermediate chassis frame lock with the rear chassis frame.

Eine derartige aus drei Fahrgestellrahmenteilen bestehende Anordnung, bei der das vertikale Gelenk nur deshalb außermittig rückwärts angeordnet ist, um für das horizontale Schwenkgelenk am vorderen Fahrgestellteil Platz zu schaffen und bei der der Zwischen-Fahrgestellrahmen mit dem hinteren Fahrgestellrahmen verriegelt ist, weist den Nachteil auf, daß das Stützsystem des gesamten Ladegerätes zu einem statisch unbestimmten System führt, welches in vier Punkten abgestützt ist, so daß keine Schlüsse über die Standsicherheit möglich sind und hierbei ein Einfluß der Stellung des Vertikalgelenkes auf die Standsicherheit nicht gegeben ist.Such an arrangement consisting of three chassis frame parts in which the vertical joint only therefore is arranged eccentrically backwards in order for the horizontal swivel joint at the front Chassis part to create space and when the intermediate chassis frame with the rear chassis frame is locked, has the disadvantage that the support system of the entire charger to one statically indeterminate system, which is supported in four points, so that no conclusions about the Stability are possible and here an influence of the position of the vertical joint on the stability is not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Schaufellader der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die auftretenden Belastungsunterschiede der Vorderräder bei der Lenkung verringert und deren ungünstige Begleiterscheinungen vermindert sind, bei dem eine Blindleistung weitgehend ausgeschaltet und eine unnötige Überdimensionierung der Antriebsachsen verhindert sowie ein vorzeitiger Verschleiß der Bereifung abgewendet und die Standsicherheit des gesamten hydraulischen Schaufelladers in allen Betriebsstellungen erhöht wird.The invention is based on the object of providing a hydraulic shovel loader of the type mentioned at the beginning To create a way in which the load differences that occur on the front wheels are reduced when steering and their unfavorable side effects are reduced, in which a reactive power largely switched off and an unnecessary oversizing of the drive axles prevented as well as a premature one Wear of the tires averted and the stability of the entire hydraulic shovel loader in is increased in all operating positions.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Abstand des vertikalen Rahmengelenkes zur vorderen Antriebsachse größer ist als sein Abstand zur hinteren Antriebsachse und daß das Getriebe auf dem vorderenThis object is achieved in that the distance between the vertical frame joint and the front drive axle is greater than its distance to the rear drive axle and that the gearbox on the front

Fahrgestellrahmen angeordnet ist.Chassis frame is arranged.

Das Prinzip der Lösung beruht somit auf einer entsprechenden Anordnung der Maschinentriebwerke auf den beiden Fahrgestellrahmen sowie auf der Anordnung des vertikalen Rahmengelenkes in einem bestimmten Verhältnis zu den beiden Antriebsachsen, wodurch eine günstige Belastungsverteilung gewährleistet wird.The principle of the solution is thus based on a corresponding arrangement of the machine engines on the two chassis frames and on the arrangement of the vertical frame joint in one specific relationship to the two drive axles, which ensures a favorable load distribution will.

Beim erfindungsgemäßen hydraulischen Schaufella-In the hydraulic shovel blade according to the invention

der ist das Schaltgetriebe von der Triebwerkseinheit »Motor-Drehmomentenwandler« getrennt und auf dem vorderen Fahrgestellrahmen in der Nähe der vorderen Antriebsachse angeordnet Dadurch kann das vertikale Rahmengelenk von der bisher verwendeten Stelle in der Mitte zwischen den Achsen in die Nähe der Hinterachse verlegt werden. Diese Verlegung des vertikalen Gelenkes in Richtung der Hinterachse hat einen sehr günstigen Einfluß auf die Verteilung der Vorderradbelastung während der Lenkung. Infolge der Abstandsverlängerung zwischen dem Schwerpunkt der Maschine und dem zeitweisen Radstützpunkt wird der Belastungsunterschied des Außen- und Innenrades während der Lenkung erheblich verringert Das gestattet eine weit rationellere Auswahl der Bereifungstragfähigkeit und ,₅ der Festigkeitsgrenze der vorderen Antriebsachse sowie ebenfalls eine Erhöhung der HubkraftThe gearbox is separated from the engine unit »engine torque converter« and placed on the front chassis frame near the front drive axle. This relocation of the vertical joint in the direction of the rear axle has a very beneficial effect on the distribution of the front wheel load during steering. As a result, the distance extending between the center of gravity of the machine and the temporary Radstützpunkt the stress difference of the outer and inner wheel during the steering is greatly reduced This allows a far more rational selection of tire load, and ₅ of the strength limit of the front driving axle and also an increase in the lifting force

Eine weitere günstige Folge dieser Lösung liegt darin, daß kaum Blindleistung im System entstehen kann. Das ergibt sich aus zwei Eigenschaften des e, findungsgemäßen Systems, und zwar aus dem verringerten Belastungsunterschied des Vorderrades und des inneren Hinterrades bei Kurvenfahrt, d. h. aus dem verringerten Unterschied ihrer Drehhalbmesser sowie daraus, daß bei Verschiebung des vertikalen Rahmengelenkes nach hinten das aus der (durch den größeren Weg der Hinterräder bewirkten) Umlaufleistung entgegenstehende Moment in der entgegengesetzten Richtung wirkt, wie das durch die Belastungsänderung der Vorderräder bewirkte Moment Dadurch erreicht man, daß diese Belastungen sich bei entsprechender Wahl der Druckverteilung auf Vorder- und Hinterachse gegenseitig aufheben, was im Resultat dazu führt, daß die Blindleistung in der ungünstigsten Betriebssituation der Maschine, d.h. während der Kurvenfahrt mit belasteter Schaufel, ausgeschaltet wird.Another beneficial consequence of this solution is that hardly any reactive power can arise in the system. The arises from two properties of the e, according to the invention System, namely from the reduced load difference of the front wheel and the inner Rear wheel when cornering, d. H. from the reduced difference in their turning radius and from the fact that when the vertical frame joint is shifted backwards, the one from the (due to the larger path of the Rear wheels caused torque in the opposite direction acts like the moment caused by the change in load on the front wheels. that these loads are mutually exclusive with the appropriate choice of pressure distribution on the front and rear axles cancel, which leads to the fact that the reactive power in the most unfavorable operating situation the machine, i.e. while cornering with a loaded bucket, is switched off.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Schaufelladers nach der Erfindung dargestellt Es zeigtIn the drawing, an embodiment of a shovel loader according to the invention is shown

F i g. 1 den Längsschnitt des hydraulischen Schaufelladers undF i g. 1 shows the longitudinal section of the hydraulic shovel loader and

F i g. 2 den Grundriß.F i g. 2 the floor plan.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist ein Fahrzeugmotor 1 mittels eines Gelenkwellensystems 2 mit einem Getriebe 4 verbunden, aus dem mit einer vorderen Antriebsachse 6 sowie mit einer hinteren Antriebsachse 7 verbundene Gelenkwellen 3 und 5 aufgeführt sind. Ein Bedienungsstand und eine Steuervorrichtung sind in einer Steuerkabine 8 angeordnet. Vor der Steuerkabine 8 befindet sich ein Auslegerarm 9, an dessen Ende eine Schaufel 10 befestigt ist Der Fahrzeugrahmen besteht aus einem hinteren Fahrgestellrahmen 11 und einem vorderen Fahrgestellrahmen 13; diese sind durch hydraulische Zylinder 12 miteinander verbunden, durch die bei der Lenkung die gegenseitige Schwenkung dieser Rahmenteile um ein die beiden Fahrgestellrahmen 11 und 13 verbindendes vertikales Rahmengelenk 14 erfolgtAs can be seen from the drawing, a vehicle engine 1 is driven by means of a cardan shaft system 2 connected to a transmission 4, from which with a front drive axle 6 and with a rear Drive axle 7 connected propeller shafts 3 and 5 are listed. A control station and a control device are arranged in a control cabin 8. In front of the control cabin 8 there is a cantilever arm 9, at the end of which a shovel 10 is attached. The vehicle frame consists of a rear chassis frame 11 and a front chassis frame 13; these are connected to one another by hydraulic cylinders 12 connected by the mutual pivoting of these frame parts to a the two chassis frames 11 and 13 connecting vertical frame joint 14 takes place

Der Fahrzeugmotor 1 befindet sich auf dem hinteren Fahrgestellrahmen 11, das Getriebe 4 dagegen ist ebenso wie die Steuerkabine 8 auf dem vorderen Fahrgestellrahmen 13 des Fahrzeugrahmens angeordnet. The vehicle engine 1 is located on the rear chassis frame 11, while the transmission 4 is on the other hand just like the control cabin 8 is arranged on the front chassis frame 13 of the vehicle frame.

Die Achse des vertikalen Rahmengelenkes 14 ist zwischen der vorderen 6 und der hinteren Antriebsachse 7 so angeordnet, daß der Abstand A des vertikalen Rahmengelenkes 14 zur vorderen Antriebsachse 6 stets größer ist als sein Abstand ßzur hinteren Antriebsachse 7.The axis of the vertical frame joint 14 is arranged between the front 6 and the rear drive axle 7 in such a way that the distance A of the vertical frame joint 14 to the front drive axle 6 is always greater than its distance β to the rear drive axle 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Hydraulischer Schaufellader mit einem vorderen, die Auslegerarme mit der Schaufel tragenden Fahrgestellrahmen, mit einem den Fahrzeugmotor tragenden hinteren Fahrgestellrahmen, mit einem Getriebe für die beiden Antriebsachsen der Vorder- und Hinterräder und mit einem beide Fahrgestellrahmen verbindenden vertikalen Rahmengelenk zur Lenkung des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) des vertikalen Rahmengelenks (14) zur vorderen Antriebsachse (6) größer ist als sein Abstand (B) zur hinteren Antriebsachse (7) und daß das Getriebe (4) auf dem vorderen Fahrgestellrahmen (13) angeordnet istHydraulic shovel loader with a front chassis frame carrying the cantilever arms with the shovel, with a rear chassis frame carrying the vehicle engine, with a transmission for the two drive axles of the front and rear wheels and with a vertical frame joint connecting both chassis frames for steering the vehicle, characterized in that, that the distance (A) of the vertical frame joint (14) to the front drive axle (6) is greater than its distance (B) to the rear drive axle (7) and that the gear (4) is arranged on the front chassis frame (13)