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Lade- und Baggergerät
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lade- und Baggergerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Unter den Baumaschinen gibt es reine Schaufellader, reine Bagger und
Kombinationsqgeräte, die wahlweise als Bagger oder als Lader betrieben werden können.
Diese Kombinationsgeräte zeigen jedoch nicht in beiden Betriebsarten die volle Betriebsfunktion
wie die jeweiligen reinen Geräte.
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Reine Schaufellader sind Fahrzeuge, an deren Vorderseite über einen
Montagebock und Ladeschwingen eine Ladeschaufel montiert ist, die heb- und senkbar
ist und eine Parallelführung aufweist, mit deren Hilfe bewirkt wird, daß die Schaufel
beim Anheben aufgrund der entsprechenden Verdrehungsbewegung nicht selbst schwenkt
und damit Ladegut ablaufen läßt, sondern relativ zur Horizontalen stets in gleicher
Lage bleibt. Zum Füllen der Schaufel fährt das Fahrzeug vor und schiebt die Schaufel
in den Ladeguthaufen.
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Reine Bagger sind oftmals schwerer gebaut. Sie weisen einen Unterwagen
mit Raupen- oder Räderfahrwerk und einen darauf über einen Drehkranz verdrehbaren
Oberwagen auf, an dem einerseits über einem Ausleger der Baggerlöffel sitzt und
andererseits ein Gegengewicht angeordnet ist, das in jeder Drehstellung dem Baggerlöffel
oder zumindest. seinem Anlenkpunkt gegenüberliegt.
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Kombinationsgeräte sind insbesondere Baggerlader, die im gesamten
Aufbau einem Schaufellader gleichen, jedoch hinten einen Anbaubagger mit verschwenkbarem
Ausleger aufweisen. Das Baggern wird hierbei dadurch erschwert, daß beim Seitwärtsverdrehen
des Auslegers um eine
am Fahrzeug befindliche vertikale Achse die
Standfestigkeit ungünstiger ist, da keine Mitverdrehung eines Gegengewichts erfolgt.
Solche seitlichen Baggerarbeiten kommen jedoch häufig beispielsweise beim Gräbenziehen
in Straßen vor.
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Es ist auch ein kombiniertes Lade- und Baggergerät nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt (MECALAC llc), bei dem auf einem Unterwagen mit Motor als
Oberwagen ein verdrehbares Fahrerhaus sitzt, an dem in üblicher Weise ein Baggerausleger
angelenkt ist, dessen Baggerschaufel mit dem Ausleger über eine Wechselkupplung
verbunden ist. Der Baggerlöffel kann hierbei gegen einen hängenden Baggergreifer,
gegen einen Palettenheber usw. oder auch gegen eine Ladeschaufelausr.üstung ausgetauscht
werden. Derartige Wechselkupplungen gehörven sèit tåeem dem Stand der Technik an
und werden sonst allgemein bei Ladeschwingen zum Austausch einer Ladeschaufel gegen
beispielsweise einen Schneepflug, einen Straßenbesen usw. vorgesehen.
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Das bekannte Lade- und Baggergerät hat indessen den Nachteil, daß
die Ladeschaufel an einem sehr langem Ausleger, also einem langen Hebelarm sitzt,
wodurch die Lasttragfähigkeit begrenzt ist. Dies gilt insbesondere, wenn Ladegut
seitlich aufgcnommen werden soll, da das Gegengewicht in Form des Motors sich nicht
mit dem Oberwagen mitdreht und somit die Standfestigkeit bei hoher Last an langem
Hebel sehr verringert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Lade- und
Baggergerät zu schaffen, das in jeder der beiden Funktionen die vorteilhaften Eigenschaften
des jeweiligen Alleingeräts voll aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung
gelöst. Bei dieser Ausführung ist im Vergleich zum reinen Bagger dessen unterster
Auslegerarm im Bereich der üblichen Anlenkung der Hydraulikzylinder durchgeschnitten
und über eine Wechselkupplung wieder zusammengesetzt. Anstelle der weiteren Auslegerarme
mit dem Baggerlöffel sind nun an dieser Stelle auch die Ladeschwingen der Ladeschaufel
anbringbar, die somit an kurzem Hebelarm, aber trotzdem doppelt schwenkbar am Oberwagen
befestigt sind. Auch für die Ladeschaufel herrscht vollkommene Drehbarkeit, wobei
es zum Einschieben
der Ladeschaufel in das zu verladende Schüttgut
nicht erforderlich ist, mit dem Fahrzeug vorzufahren, vielmehr kann dies mit gebremsten
Rädern auch durch hydraulische Betätigung des aus dem Auslegerarm und den Ladeschwingen
bestehenden Kniegelenks erfolgen, was sowohl in der Fahrzeugspur als auch quer hierzu
möglich ist.
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Gemäß Anspruch 2 herrscht auch im Ladebetrieb der für Bagger übliche
Vorteil, daß das Gegengewicht einschließlich der entsprechenden Gewichtskomponente
des Motors dem Nutzgewicht in jeder Drehstellung des Oberwagens gegenüberliegt,
so daß diesbezüglich eine größtmögliche Ausgewogenheit herrscht. Sofern der Motor
im Unterwagen angeordnet ist, dreht doch wenigstens das Gegengewicht in Gegenüberstellung
zur Ladeschaufel mit.
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Die Ansprüche 3 bis 5 betreffen die Möglichkeit, daß bei einem Oberwagen
gemäß üblichem Baggeraufbau, also mit seitlichem Führerhaus und seitlich angeschlossenem
oder auch um eine vertikale Achse verschwenkbar angelenktem Ausleger die anzumontierende
Ladeschaufel in der Fahrzeugspur bleibt, was für das Fahren auf der Straße von Bedeutung
ist, außerdem bei der Ladearbeit zur Vermeidung erheblicher Seitenkräfte, die von
den Rädern auf den Untergrund ausgeübt werden.
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Es könnte auch der am Oberwagen angelenkte Auslegerarm gekröpft sein,
in diesem Fall würde aber auch das Baggeraggregat zentriert, was unter Umständen
nicht erwünscht ist.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung schließt nicht aus, daß gemäß Anspruch
6 auch der Baggerlöffel und/oder die Ladeschaufel in an sich bekannter Weise über
eine Wechselkupplung angeschlossen sind, so daß diese Teile wiederum gegen andere
Aggregate wie eine Hochkippschaufel, eine Transportmulde oder dergleichen ausgetauscht
werden können.
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Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 7 und 8 schaffen eine Transportbefestigung
für das augenblicklich nicht benützte Aggregat. Dies ist wichtig bei der Ausfahrt
des Geräts zur Baustelle. Der verschwenkbare zusätzliche Arm kann abwärtsgeschwenkt
werden, um das am Boden liegende nicht benUtzte Aggregate also Auslegerarme für
den
Baggerlöffel oder Ladeschwingen für die Ladeschaufel, zu ergreifen
und aufzupacken, ohne daß es hierbei hydraulischer Anschlußmöglichkeiten bedarf,
da an diesem zusätzlichen Arm die Aggregate nicht in Funktion treten sollen.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Lade- und Baggergeräts unter Darstellung zweier wahlweise daran anschließbarer Funktionsaggregate;
Fig. 2 eine iVormderansicht des Geräts nach Fig. 1 ohne die Funk-- -, tionsaggregate;
und Fig. 3 eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Lade- und Baggergerät, mit anschließbaren
Ladeschaufelaggregaten unterschiedlicher Konstruktion.
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Ein Lade- und Baggergerät gemäß Fig. 1 weist in der für Bagger üblichen
Bauweise einen Unterwagen 1, beim beschriebenen Beispiel mit Räderfahrwerk, und
einen Oberwagen 2 auf. Der Oberwagen 2 ist um eine vertikale Achse 3 gegenüber dem
Unterwagen 1 um 3600 und mehr verdrehbar. Der Oberwagen enthält wie üblich ein Fahrerhaus
4, einen in der Zeichnung nicht separat sichtbaren Motor und ein der- Nutzlast in
jeder Drehstellung gegenüberliegendes Gegengewicht 5. Im Grundriß ist der Oberwagen
2 im wesentlichen rechteckig und das Fahrerhaus 4 ist an eine Ecke des Rechtecks
angelehnt, von der dem Gegengewicht 5 gegenüberliegenden Vorderseite 6 her gesehen
nimmt es nur etwa die Hälfte der Breite des Oberwagens ein. An der Vorderseite 6
ist mittig ein Drehbock 7 gelagert, der gegenüber dem Oberwagen 2 um eine vertikale
Achse verdrehbar ist, und zwar um einen Schwenkwinkel in der Größenordnung von 1800.
Diese Verdrehbewegung des Drehbocks 7 wird durch einen (in der Zeichnung nicht sichtbaren
) hydraulischen Linearmotor gesteuert. Am Drehbock 7 sitzen, jeweils um eine von
zwei parallelen horizontalen Achsen verschwenkbar, mit ihrem einen Ende ein erster
Auslegerarm 8 und ein hydraulischer Linearmotor 9 in Form
einer
Kolben-Zylinder-Einheit unter gegenseitigem Abstand, die mit ihrem anderen Ende,
also in einem Abstand, der im wesentlichen der Länge des Auslegerarms 8 entspricht,
aneinander gelagert sind. Durch Betätigung des Linearmotors 9 kann also der Auslegerarm
8 aufwärts oder abwärts verschwenkt werden. Die Länge des Auslegerarms 8 mit dem
Linearmotor 9 entspricht im wesentlichen der Länge eines Teils eines üblichen- Bagger-Auslegers,
nämlich bis zum Angriffspunkt des die Auf- und Abbewegung des Auslegers steuernden
ersten hydraulischen Linearmotors bei üblichen Baggern. Die Länge ist also durch
den Angriffshebel, den geforderten Hubwinkel und die erforderliche Hubkraft bzw.
maximale Belastung bestimmt. Darüberhinaus ergibt sich noch als Kriterium für die
Mindestlänge des Auslegerarms 8, daß daran anzus'chließende Bauteile, soweit dies
erforderlich ist, bei steil aufgerichtetem Auslegerarm 8 ganz bis an den Unterwagen
herangezogen werden können. Im übrigen ist es erwünscht, die Länge des Auslegerarms
8 mit dem Linearmotor 9 relativ klein zu halten.
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Am vorderen Ende des ersten Auslegerarms 8 sitzt starr eine nur schematisch
dargestellte Wechselkupplung 13. Wechselkupplungen sind beispielsweise unter der
Bezeichnurlg "Schnellwechselrahmen" an sich bekannt, z.B. solche, an die mittels
einer einfachen Konstruktion, nämlich einem Paar oben befindlicher, nach unten offener
Haken, in die Bolzen eingeschoben werden, und einer weiter unten befindlichen Bolzen-Ösen-Verbindung,
bei der die Bolzen hydraulisch in Querrichtung des Auslegers in die Ösen eingeschoben
werden, unterschiedliche Anbauaggregate montiert werden können (Kramer-Werke GmbH,
Anbaugeräteprogramm, Prospekt BT 2.053-1080). Die Wechselkupplung 13 umfaßt weiterhin
Anschlußmöglichkeiten für Hydraulikleitungen, mit deren Hilfe Hydraulikeinheiten
an den an die Wechselkupplung anzuschließenden Aggregaten gesteuert werden können.
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Die Konstruktion der Wechselkupplung im einzelnen ist in der Zeichnung
nicht dargestellt, da dem Fachmann entsprechende Konstruktionen bekannt sind.
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An die Wechselkupplung 13 läßt sich ein Baggeraggregat 14 anschließen,
das zwei gegeneinander gelenkig verbundene Auslegerarme
15 und 16,
sowie, beim dargestellten Beispiel, einen Baggerlöffel 17 aufweist. Hydraulische
Linearmotoren 18 und 19- dienen der Verschwenkung der Auslegerarme 15 und 16 gegeneinander
bzw. des Baggerlöffels 17 gegen den Auslegerarm 16.
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Am offenen, dem Auslegerarm 16 gegenüberliegenden Ende des Auslegerarms
15 befindet sich eine Gegen-Wechselkupplung 20, die zum Zusammenmontieren mit der
Wechselkupplung 13 ausgestattet ist. Sind die Wechselkupplungen 20 und 13 miteinander
verbunden, so bilden die Auslegerarme 8 und 15 einen gemeinsamen, in sich starren
Ausleger und es herrscht der Zustand wie bei einem üblichen, reinen Bagger.
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In an, stich bekannter Weise (Fabrikat MECALAC llc) kann wiederum
der Baggerbffe- 17 am auslegerarm 16 über eine Wechselkupplung angeschlossen sein,
die statt des Baggerlöffels 17 auch andere Werkzeuge, beispielsweise einen Baggergreifer
oder einen Hubhaken zum Anschluß ermöglicht.
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Anstelle des Baggeraggregats 14 kann indessen an die Wechselkupplung
13 auch ein Ladeaggregat 24 angeschlossen- werden. Das Ladeaggregat beginnt wiederum
mit der Gegenkupplung 20, die mit der Wechselkupplung 13 kuppelbar ist. An die Gegenkupplung
20 schließen sich Ladeschwingen 25 und eine Ladeschaufel 26 an. Die Ladeschwingen
25 sind an der Gegenkupplung 20 und an der Ladeschaufel 25 jeweils mit horizontaler
Schwenkachse gelenkig gelagert. An der Gegenkupplung 20, den Ladeschwingen 25 und
der Ladeschaufel 26 greifen weiterhin ein Parallelhaltegestänge 27 und hydraulische
Linearmotoren 28 und 29 an, die der Steuerung des Auf- und Abschwingens sowie des
Kippvorgangs der Ladeschaufel dienen. Die Ladeschaufel kann an den Ladeschwingen
wiederum über eine Wechselkupplung angeschlossen sein, die ein Austauschen gegen
übliche Austauschgeräte wie andere Schaufeln, Werkzeuge usw. in üblicher Weise ermöglicht.
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Beim Ankuppeln der Gegenkupplung 20 des Ladeaggregats 24 an die Wechselkupplung
13 des Auslegerarms 8 entstcht eine Ladekonstellation, die dem reinen Ladegerät
sogar noch überlegen ist. Beim reinen Ladegerät ist das Ladeaggregat 24 unmittelbar
am Fahrzeugrahmen befestigt,
gegebenenfalls um eine vertikale Achse
verdrehbar. Mit der Konstruktion nach Fig. 1 enthält die Ladeschaufel eine weitere
Bewegungsfreiheit, nämlich das Auf- und Abwärtsschwenken des Auslegerarms 8. Mit
Hilfe der hydraulischen Steuerungen kann bei vollständig stillstehendem, abgebremstem
Fahrzeug die Ladeschaufel 26 nach vorn in einen Haufen des zu verladenden Schüttguts
geschoben werden und angehoben werden woraufhin nach einer Drehung des Oberwagens
2 mit angehobener Schaufel das Entladen in einen danebenstehenden Lastwagen möglich
ist. Dies bedeutet insbesondere bei weichem Untergrund eine erhebliche Schonung
der Untergrundfläche.
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Bei steilem Auslegerarm kommt die Schaufel aufgrund der erläuterten
Längenbemesvsung. nahe an das Fahrzeug, nämlich den Unterwagen 1, heran, ybei: dannt-
sPhr große Nutzlasten geladen werden können-. Wird der Auslegerarm flacher gehalten,
so ergibt sich ein weiterer Arbeitsradius, allerdings muß entsprechend die Nutzlast
verringert werden.
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An der dem Auslegerarm 8 gegenüberliegenden Seite des Oberwagens 2
sitzt noch ein weiterer Auslegerarm 33, der um eine horizontale Achse verschwenkbar
am Oberwagen gelagert ist und mit Hilfe eines hydraulischen Linearmotors 34 heb-
und senkbar ist. An seinem freien Ende weist der Auslegerarm 33 ebenfalls eine Wechselkupplung
35 auf, die jedoch ohne Anschlüsse für die hydraulischen Einheiten der anzuschließenden
Aggregate ist.
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Der Auslegerarm 33 dient nur dem Halten eines gerade nicht benützten
Aggregrats, nämlich des Baggeraggregats 14 oder des Ladeaggregats 24, während das
andere Aggregat dieser beiden am vorderen Auslegerarm 8 angekuppelt ist. Vor der
Ausfahrt zur Baustelle kuppelt der Fahrer also an der Wechselkupplung 13 eines der
Aggregate und an der Wechselkupplung 35 das andere der Aggregate an und hebt sie
jeweils vom Boden soweit auf, daß der Transport hierdurch nicht behindert wird.
Ein spezieller Transport für das Austauschaggregat erübrigt sich.
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Fig. 3 zeigt in Draufsicht ein Fahrzeug mit Raupenfahrwerk, wie es
bei schweren Baggern üblich ist. In dort ebenfalls üblicher Weise
befindet
sich der Anlenkpunkt des ersten Auslegerarms 8, sei es um eine vertikale Achse verschwenkbar
oder nicht, unsymmetrisch an der Vorderseite 6 des Oberwagens 2. Für das Baggeraggregat
ergeben sich hieraus keine Besonderheiten.
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Indessen ergeben sich Veränderungen bei der Konstruktion zwischen
der Gegenkupplung 20 und der Ladeschaufel 26. Die Ladeschaufel 26 soll nach Möglichkeit
in d;er Fahrzeugspur laufen. Hierzu sind gemäß einer der dargestellten Konstruktionen
spezielle Ladeschwingen 38 vorhanden, die gekröpft oder teilweise schräg verlaufend
angeordnet sind und eine azentrische Anordnung der Ladeschaufel 26 im Vergleich
zur Gegenkupplung 20 ergeben. Alternativ ist es gemäß einer anderen der dargestellten
Konstruktionen auch möglich, Ladeschwingen 39 in -Form eines geraden Gestänges zu
verwenden, das außermittig an der Ladeschaufel 26 angreift, oder gemäß der dritten
dargestellten Konstruktion Ladeschwingen 40 in Form eines geraden Gestänges zu verwenden,
das azentrisch an der Gegenkupplung 20 angreift, und zwar über ein seitlich von
ihr vorstehendes Haltebauteil 41. Die Dimensionierung der Teile muß hierbei auf
das bei voller Belastung der Ladeschaufel 26 auftretende Verwindungsmoment Rücksicht
nehmen.
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Zur Verwendbarkeit des beschriebenen Geräts sowohl als Bagger als
auch als Lader ohne Einschränkung ist also der bei Baggern übliche Ausleger an einer
Stelle durchgeschnitten, unterhalb der -der das Heben und Senken des üblichen gesamten
Auslegers .bewirkende Linearantrieb angreift und oberhalb der der den oberen Auslegerarm
relativ gegen den ersten Auslegerarm verschwenkende Linearantrieb mit seinem unteren
Ende- angreift. An der Schnittstelle ist jeweils die Wechselkupplung 13 bzw. 20
angebrach.t, an die der Rest des üblichen Baggerauslegers oder über entsprechende
Ladeschwingen eine Ladeschaufel angekuppelt werden können. In beiden Fällen ist
der voll drehbare Oberwagen mit in jeder Arbeitsstellung gegenüberliegendem Gegengewicht
5 gewährleistet.
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