DE60108028T2

DE60108028T2 - Erdbewegungsmaschine

Info

Publication number: DE60108028T2
Application number: DE60108028T
Authority: DE
Inventors: Piercarlo Contoli; Corrado Ragazzini
Original assignee: CNH Industrial Italia SpA; CNH Italia SpA
Current assignee: CNH Industrial Italia SpA
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: US20020079109A1; DE60108028D1; ITBO20000572A0; US6557276B2; ATE286177T1; ITBO20000572A1; EP1195470B1; EP1195470A1; ES2234767T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Erdbewegungs-Fahrzeug und insbesondere auf eine Maschine von der Art, die ein Fahrgestell, einen Hubarm, der so befestigt ist, dass er sich gegenüber dem Fahrgestell selbst und um eine erste Welle dreht, und eine Ladeeinheit umfasst, die so befestigt ist, dass sie sich gegenüber dem Hubarm um eine zweite Welle dreht, die im wesentlichen parallel zu der ersten Welle ist.
Die Maschine umfasst zusätzlich einen ersten Betätigungszylinder, der eine Schwenkbewegung auf den Hubarm um die erste Welle ausübt. Weiterhin ist eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen, um die Ladeeinheit in einer vorgegebenen Winkelposition während der Schwenkbewegung des Hubarms zu halten; die Ausrichtvorrichtung umfasst einen zweiten und einen dritten Betätigungszylinder, die miteinander über einen Hydraulikkreis verbunden sind. Eine derartige Maschine ist beispielsweise in der FR-A-2600317 gezeigt.
Die ersten und zweiten Betätigungszylinder weisen jeweilige längsverlaufende Wellen auf, die im wesentlichen parallel zueinander und benachbart zueinander angeordnet sind. Beide Zylinder sind unterhalb des Hubarmes angeordnet, und beide sind gelenkig mit dem Rahmen und mit dem Hubarm selbst an einer dritten bzw. vierten Welle verbunden, die im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Wellen sind. Der dritte Betätigungszylinder ist im Inneren eines Endteils des Hubarmes untergebracht, der von dem Hubarm selbst nach unten vorspringt und in Querrichtung relativ zu dem Hubarm angeordnet ist, und der schwenkbar sowohl mit dem Hubarm als auch der Ladeeinheit verbunden ist.
Während der Schwenkbewegung des Hubarms um die erste Welle wird der zweite Betätigungszylinder als Ergebnis der Bewegung des ersten Betätigungszylinders betätigt. Seinerseits und über den Hydraulikkreis steuert der zweite Betätigungszylinder die Betriebsweise des dritten Betätigungszylinders und somit die Winkelposition der Ladeeinheit um die zweite Welle.
Weil der Endteil des Hubarmes Abmessungen haben muss, die so vorgegeben sind, dass sie die Betrachtung der Ladeeinheit durch einen Fahrer nicht behindern, der sich in der Fahrerkabine des Fahrzeugs befindet, sind die Abmessungen des dritten Betätigungszylinders ebenfalls vorgegeben, und zumindest auf Abmessungen beschränkt, die an den Endteil angepasst sind. Dies heißt mit anderen Worten, dass der Querschnitt und die Länge des dritten Betätigungszylinders einen begrenzten Wert haben, der seinerseits die Ölkapazität bestimmt, die im Inneren des Hydraulikkreises enthalten sein muss.
Zusätzlich sind, wenn einerseits die maximale Amplitude der Schwenkbewegung des Hubarmes um die erste Welle festgelegt wurde und andererseits der Abstand zwischen den dritten und vierten Wellen vorgegeben ist, die Längen des ersten und des zweiten Betätigungszylinders ebenfalls festgelegt.
Es ist aus dem Vorstehenden zu erkennen, dass wenn die Länge des zweiten Betätigungszylinders und die Kapazität des Hydraulikkreises festgelegt wurde, der Querschnitt des zweiten Betätigungszylinders selbst ebenfalls festgelegt ist.
Entsprechend haben die üblichen Fahrzeuge des vorstehend beschriebenen Typs einige Nachteile, wobei der Hauptnachteil darin besteht, dass wenn die Amplitude der Schwenkbewegung des Hubarms und der Abstand zwischen den dritten und vierten Wellen vorgegebene Werte übersteigen, der berechnete Querschnitt des zweiten Betätigungszylinders relativ klein werden würde. Als Folge hiervon könnte ein derartiger Betätigungszylinder unter der Wirkung der Last, die auf den zweiten Betätigungszylinder selbst durch den Hubarm erzeugt wird, verbogen und/oder beschädigt werden.
Bisher wurde das vorstehende Problem auf unterschiedliche Weise gelöst. Bei einer Ausführungsform wurde der Querschnitt des zweiten Betätigungszylinders, obwohl dessen Berechnung zeigt, dass er kleiner sein muss, dennoch so gewählt, dass er gleich dem Querschnitt des ersten Betätigungszylinders ist. Dies führt nicht nur zu einem aufwendigeren Zylinder, sondern erfordert auch, dass der dritte Betätigungszylinder proportional größer ist, wodurch wiederum die Kosten vergrößert werden und es schwieriger wird, den dritten Betätigungszylinder so an dem Endteil des Hubarms zu befestigen, dass das Blickfeld des Fahrzeugfahrers nicht beeinträchtigt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Länge des zweiten Betätigungszylinders verringert, so dass sein Querschnitt proportional vergrößert werden kann. Bei dieser Lösung passt jedoch der zweite Betätigungszylinder nicht mehr auf die Schwenkbefestigungen, die den ersten Betätigungszylinder mit dem Hubarm und dem Fahrzeugrahmen verbinden, so dass es erforderlich wird, dass zusätzliche Schwenkpunkte vorgesehen werden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Erdbewegungsmaschine zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Erdbewegungsmaschine geschaffen, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine nicht-beschränkende Ausführungsform der Erfindung erläutern, und in denen:
1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Teile aus Gründen der Klarheit entfernt sind; und
2 eine Vorderansicht mit vergrößerten Teilen des Fahrzeugs in 1 ist.
In den 1 und 2 bezeichnet die Bezugsziffer 1 insgesamt ein Erdbewegungs-Fahrzeug, das ein Fahrgestell 2 aufweist, das zwei Achsen tragen kann, die von bekannter Art sind und nicht gezeigt sind. Die zwei Achsen haben jeweilige Wellen 3, die im wesentlichen parallel zueinander sind, und die jeweils mit einem jeweiligen Paar von Vortriebsrädern 4 versehen sind, die koaxial an den entsprechenden Wellen 3 befestigt sind.
Die Maschine 1 umfasst zusätzlich einen Hubarm 5 vom Teleskop-Typ, eine Fahrerkabine 6, die seitlich zu dem Arm 5 angeordnet ist, und einen Motor, der von bekannter Art ist und nicht gezeigt ist. Der Motor ist zum Vortrieb des Fahrzeuges 1 auf der der Kabine 6 entgegengesetzten Seite des Arms 5 angeordnet.
Der Arm 5 umfasst einen unteren Abschnitt 7, der gelenkig an dem Fahrgestell 2 derart befestigt ist, dass er eine Schwenkbewegung gegenüber dem Fahrgestell unter der Wirkung einer Betätigungsvorrichtung 8 um eine Welle 9 ausführt, die im wesentlichen parallel zu den Wellen 3 angeordnet ist. Der Arm umfasst weiterhin einen oberen Abschnitt 10, der derart befestigt ist, dass er entlang des Abschnitts 7 unter der Steuerung eines Betätigungszylinders 11 gleitet. Ein Abschnitt 12, der von dem oberen Abschnitt 10 gehaltert ist, erstreckt sich von diesem aus nach unten und in Querrichtung zu diesem.
Die Betätigungsvorrichtung 8 umfasst einen Betätigungszylinder 13 vom Hydrauliktyp, mit einer Längsachse 14, die im wesentlichen quer zur Welle 9 verläuft, und der Betätigungszylinder ist zwischen dem Rahmen 2 und einem zwischenliegenden Punkt auf dem Abschnitt 7 an dessen Unterseite eingefügt. Der Zylinder 13 ist an einem seiner freien Enden gelenkig mit dem Fahrgestell 2 verbunden, um gegenüber dem Fahrgestell 2 um eine Welle 15 verschwenkt zu werden, die einen Schwenkpunkt allgemein parallel zu der Welle 9 hat. Das freie Ende der Kolbenstange 16 des Zylinders 13 ist gelenkig mit dem Abschnitt 7 verbunden, um gegenüber dem Arm 5 um eine Welle 17 verschwenkt zu werden, die einen Schwenkpunkt im wesentlichen parallel zu der Welle 15 hat.
Der Arm 5 ist zusätzlich mit einer Ladeeinheit 18 versehen, die im wesentlichen L-förmig ist und eine vertikale Rückwandplatte 19 und sich in Horizontalrichtung erstreckende Gabeln 21 aufweist. Die vertikale Rückwandplatte 19 ist gelenkig an dem Abschnitt 12 für eine Schwenkbewegung um eine Welle 20 befestigt, die parallel zu den Wellen 15 und 17 vorgesehen ist. Die Gabeln 21 sind mit dem unteren Ende der Rückwandplatte 19 verbunden und erstrecken sich zu dieser unter einem rechten Winkel.
Das Fahrzeug 1 umfasst zusätzlich eine Ausrichtvorrichtung 22, die betreibbar ist, um die Einheit 18 um die Welle 20 in einer Weise zu verschwenken, dass die Gabeln 21 während der Schwenkbewegung des Arms 5 um die Welle 9 im wesentlichen parallel zum Boden gehalten werden.
Die Vorrichtung 22 umfasst einen doppeltwirkenden hydraulischen Betätigungszylinder 23, der unterhalb des unteren Abschnitts 7 in einer Position benachbart zu dem Zylinder 13 angeordnet ist, und dessen Längsachse 24 im wesentlichen parallel zur Achse 14 des Zylinders 13 ist. Der Zylinder 23 ist gelenkig an dem Rahmen 2 an einem seiner freien Enden befestigt, um gegenüber dem Rahmen 2 um die Welle 15 verschwenkbar zu sein, während das freie Ende der Kolbenstange 25 mit dem unteren Abschnitt 7 über die Schwenkwelle 17 verbunden ist. Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, dass der Zylinder 23 eine Länge aufweist, die im wesentlichen identisch zu der Länge des Zylinders 13 ist, und dass er einen Durchmesser hat, der wenn er zu dem Durchmesser des Zylinders 13 addiert wird, als Vorgabe angenähert gleich einer Breite des Abschnittes 7 gemessen parallel zu den Wellen 15 und 17 ist.
Die Ausrichtvorrichtung 22 umfasst zusätzlich einen weiteren doppeltwirkenden hydraulischen Betätigungszylinder 26, der schwenkbar an einem seiner freien Enden über eine Schwenkwelle 27 mit dem Abschnitt 12 für eine Bewegung gegenüber diesem verbunden ist. Der Zylinder 26 weist eine Kolbenstange 28 auf, deren freies Ende an einer Schwenkwelle 29 befestigt ist, die betriebsmäßig mit der Rückwandplatte 19 verbunden ist. Die Schwenkwellen 27 und 29 verlaufen im wesentlichen parallel zu den Wellen 15 und 17.
Jede Kolbenstange 25 und 28 ist so geformt, dass sie im Inneren des entsprechenden Zylinders 23 und 26 zwei nicht gezeigte Kammern mit einem veränderlichen Volumen begrenzt. Die Ausrichtvorrichtung 22 schließt einen hydraulischen Umlaufkreis 30 ein, der seinerseits zwei Hydraulikschläuche 31, 32 umfasst, von denen jeder eine der Kammern des Zylinders 23 hydraulisch mit einer der Kammern des Zylinders 26 verbindet.
Im Betrieb wird die axiale Bewegung der Kolbenstange 25 durch die axiale Bewegung der Kolbenstange 16 gesteuert, und steuert ihrerseits mit Hilfe des Kreises 30 die Axialbewegung der Kolbenstange 28 und damit die Winkelposition der Einheit 18 um die Welle 20.
Schließlich umfasst das Fahrzeug 1 eine Verbindungsvorrichtung 33, die zwei Zylinder 13 und 23 mechanisch miteinander derart verbindet, dass die Widerstandsfähigkeit des Zylinders 23 gegenüber der auf ihn durch den Hubarm 5 ausgeübten Last verbessert wird.
Die Verbindungsvorrichtung 33 umfasst zwei rohrförmige Hülsen 34, von denen eine auf die Außenoberfläche des Zylinders 13 aufgeschweißt ist, während die andere auf die Außenoberfläche des Zylinders 23 aufgeschweißt ist. Die Buchsen 34 sind in einer derartigen Position angeordnet, dass sie aufeinander gerichtet sind und koaxial zu einer Längsachse 35 sind, die im wesentlichen parallel zu den Achsen 14 und 24 ist. Eine Klemmschraube 36, die in den zwei Hülsen 34 in Eingriff steht, ist in einer Position im wesentlichen koaxial zur Achse 35 vorgesehen. Die Verbindung mit dem Zylinder 13 verstärkt den schwächeren Zylinder 23 und vermeidet eine nicht hinzunehmende Biegung unter der Last des Hubarms 5.

Claims

Materialhandhabungs-Fahrzeug mit: – einem Fahrgestell (2); – einem Hubarm (5), der mit dem Fahrgestell (2) für eine Schwenkbewegung um eine erste Welle (9) verbunden ist; einer Ladeeinheit (18), die betriebsmäßig mit dem Hubarm (5) für eine Schwenkbewegung um eine zweite Welle (20) im wesentlichen parallel zu der ersten Welle (9) verbunden ist; – einem ersten Betätigungszylinder (13), der zum Verschwenken des Hubarmes (5) um die erste Welle (9) betreibbar ist, und eine längsgerichtete Achse (14) aufweist; und – eine Ausrichtvorrichtung (22), um die Ladeeinheit (18) in einer vorgegebenen Winkelposition während der Schwenkbewegung des Hubarmes (5) zu halten, wobei die Ausrichtvorrichtung (22) einen zweiten Betätigungszylinder (23) mit einer längsgerichteten Achse (24) aufweist, die im wesentlichen parallel zur längsgerichteten Achse (14) des ersten Betätigungszylinders (13) ist, wobei sowohl der erste als auch der zweite Betätigungszylinder (13, 23) gelenkig mit dem Rahmen (2) und dem Arm (5), jeweils über eine dritte (15) bzw. eine vierte (17) Welle verbunden sind, die im wesentlichen parallel zueinander und zu den ersten (9) und zweiten (20) Wellen sind; und – dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) zusätzlich zu den mechanischen Verbindungen zwischen den ersten (13) und zweiten (23) Zylindern, die durch die dritte (15) und vierte (17) Welle gebildet sind, weiterhin Verbindungseinrichtungen (33) zur mechanischen Verbindung der ersten (13) und zweiten (23) Betätigungszylinder in einer stabilisierenden Weise miteinander umfasst, um den Widerstand des zweiten Betätigungszylinders (23) gegenüber der Last zu vergrößern, die auf diesen von dem Hubarm (5) ausgeübt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (33) folgendes umfassen: – zumindest zwei rohrförmige Elemente (34), die im wesentlichen koaxial zueinander jeweils auf dem ersten (13) und dem zweiten (23) Betätigungszylinder vorgesehen sind; und Schraubeneinrichtungen (36) zur Befestigung der zumindest zwei rohrförmigen Elemente (34) aneinander.
Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubeneinrichtungen (36) eine Schraube umfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Elemente (34) eine weitere Längsachse (35) bilden, die im wesentlichen parallel zu den Längsachsen (14, 24) der ersten und zweiten Betätigungszylinder (13, 23) ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Betätigungszylinder (13, 23) benachbart zueinander unterhalb des Hubarms (5) angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Betätigungszylinder (13, 23) jeweils einen ersten und einen zweiten Durchmesser aufweisen, und dass die Summe der ersten und zweiten Durchmesser angenähert gleich der Breite des Hubarms (5) gemessen parallel zu der ersten Welle (9) ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Betätigungszylinder (13, 23) hydraulisch betätigt sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ausrichtvorrichtung (32) zusätzlich folgendes umfasst: – einen dritten hydraulischen Betätigungszylinder (26), der gelenkig einerseits an dem Hubarm (5) und andererseits an der Ladeeinheit (18) befestigt ist; und einen Hydraulikkreis (30), der den zweiten Betätigungszylinder (23) mit dem dritten Betätigungszylinder (26) verbindet.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Hubarm (5) ein Teleskop-Arm ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betätigungsvorrichtung (23) so bemessen ist, dass sie als getrennte Einheit nicht in der Lage sein würde, der Last des Hubarms (5) zu widerstehen, die auf diesen im Normalbetrieb des Fahrzeugs (1) ausgeübt wird.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) zusätzlich eine Fahrerkabine (6) und Vortriebseinrichtungen zur Bewegung des Fahrzeugs umfasst, wobei die Vortriebseinrichtungen und die Fahrerkabine (6) an dem Fahrgestell (2) auf entgegengesetzten Seiten des Hubarms (5) angeordnet sind.