NO320025B1 - Anordning ved en gravemaskin - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av en kombisylinder for hydraulikk og gass, for drift av en gravemaskins løftebom.

Dagens gravemaskiner benytter som oftest en dieselmotor for drift av maskinen og for å drive hydrauliske trykksylindre på gravemaskinen. Ved opplessing lettes gravemaskinens bom ofte to ganger i minuttet ved vanlig bruk. Det medfører at det brukes svært mye drivstoff i de ulike arbeidssykluser. For en stor gravemaskin, for eksempel på 40 tonn, med en motor på 300-400 hk, sier det seg selv at drivstofforbruket blir høyt i løpet av en arbeidsdag, og ikke minst i løpet av et år. Ved å benytte foreliggende oppfinnelse vil en ikke bare spare store beløp, p.g.a. redusert drivstofforbruk, men utslipp av skadelige gasser vil følgelig også bli redusert betraktelig. Slik at med å benytte oppfinnelsen oppnås både en økonomisk og en miljømessig gevinst.

US patentskrift nr. 4,393,607 og nr. 6,663,089 beskriver en kombisylinder for anvendelse ved kjøretøyer. US patentskrift nr. 5,016,911 beskriver en utførelse av en kombisylinder .

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe et system som gjør gravemaskinens løftebom, dvs. graveaggre-gatet, mest mulig vektløs. For å oppnå dette kan en kombisylinder med en gassløftefunksjon monteres i tilknytning til gravemaskinens løftebom. Fordeler med dette er blant annet at det spares energi (drivstoff). Ved opplessing lettes som nevnt bommen ca. 2 ganger i minuttet. Jo større maskinen er, jo større bom skal løftes, og desto mer diesel kan spares.

Dette formålet løses ved foreliggende oppfinnelse, som definert i krav 1, hvori kombisylinderen omfatter en aktiv del for å drive løftebommen og en passiv del for å frem bringe en motkraft som svarer til vekten av løftebommen, og ved at en eller flere av sylindrene for heving og senking av løftebommen består av en kombisylinder for hydraulikk og gass, hvor kombisylinderens gassdel er innrettet til å frembringe en motkraft som er tilnærmet motsvarende til løftebommen sin nedadrettede kraftvektor.

Foretrukne anvendelser av oppfinnelsen er kjennetegnet ved de uselvstendige kravene 2-6.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av de vedlagte tegninger, hvori: Figur 1 viser en gravemaskin omfattende en kombisylinder i følge foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et snitt av en utførelse av en kombisylinder, i følge oppfinnelsen. Figur 3 viser et snitt av en annen utførelse av en kombisylinder, i følge oppfinnelsen. Figur 4 viser et snitt av en annen videre utførelse av en kombisylinder, i følge oppfinnelsen. Figur 5 viser et snitt av en annen videre utførelse av en kombisylinder, i følge oppfinnelsen. Figur 1 viser en gravemaskin 10 ifølge oppfinnelsen, omfattende en nedre del 12 med et kjøremaskineri, så som larveføtter eller hjul, og en øvre del 14. Den øvre delen 14 kan omfatte en motor og eventuelt også et førerhus 16.

I denne beskrivelsen benyttes uttrykkene vertikal og horisontal. Med det menes normalplan som er henholdsvis vertikal og horisontal i forhold til gravemaskinen, og er ikke avhengig av selve gravemaskinens stilling i terrenget.

Til den øvre delen 14 er det tilkoblet en løftebommen som omfatter en løftearm 18 som er vertikalt svingbart tilkoblet den øvre delen 14, eventuelt kan også løftearmen være svingbar om en vertikal akse. Løftearmen er leddet tilkoblet en mellomliggende arm, så som en gravearm 20, hvor løftearmen og gravearmen i samvirke er innrettet til å løfte og å bevege en skuff 22, eller annet utstyr, til ønsket stilling ved hjelp av påmonterte sylindre, så som for eksempel en første sylinder 24, en andre sylinder 26 og en tredje sylinder 28.

Trykksylindrene 26 og 28 er montert på en velkjent måte for en fagmann, og vil derfor ikke bli omtalt nærmere. En eller flere sylindere 24 i form av en kombisylinder, kan være montert mellom et ytre punkt på løftearmen 18 og et sentralt område på den øvre delen 14, hvor dette området kan være sentrert rundt den øvre delens midtre parti eller tyngdepunkt. Foretrukket skal en eller flere kombisylindere 24 monteres på konvensjonelt vis, dvs. mellom et indre punkt på løftearmen og et fremre punkt på den øvre delen (som vist i figur 1). Det kan benyttes en kombisylinder 24 på en eller begge sider av løftebommen eller det kan benyttes en kombisylinder 24 som er sentralt plassert i løftebommen.

For å løfte og å bevege løftebommen, dvs. løftearmen, gravearmen og skuffen, benyttes som nevnt kombisylindrene 24. Hensikten med kombisylinderen 24 er å gjøre løfte-bommen, dvs. løftearm og gravearm, mest mulig "vektløs". Drivstofforbruk reduseres ved at sylindrene, som normalt er hydraulisk drevet, slipper å løfte tyngden av bommen. Ved opplessing lettes bommen ved normalt bruk ca. 2 ganger i minuttet. Slik at jo større maskinen er, jo større løftebom skal løftes, og desto mer drivstoff kan spares.

i

Kombisylinderen 24 utgjøres i hovedsak av en sylinder omfattende et antall arbeidskammer for både hydraulikk og gass, og skal fungere som en motvekt til løftebommen.

Systemet gir også maskinen ekstra sterkt bomløft, da maskinens krefter ikke brukes til å løfte selve bommen.

I det etterfølgende skal ulike eksempler på en kombisylinder 24 beskrives.

En utførelse av en kombisylinder 24 er vist i figur 2. Denne utførelsen omfatter tre arbeidskamre 1, 2 og 3, for henholdsvis gass og hydraulikk. Kombisylinderen 24 omfatter en ytre sylinder 150 og en indre sylinder 140, hvor det i den indre sylinderen 140 er anordnet en stempelstang 14 4 med et stempel 142. Arbeidskammer 3 er utgjøres hovedsakelig av det indre av den indre sylinderen 140, men også av et område tilstøtende en første ende 130 av kombisylinderen, som frembringes nå den indre sylinderen 140 beveges ut av den ytre sylinderen 150. Arbeidskammer 1 er innrettet for tilførsel av gass under trykk og vil dermed bidra til løft av løftebommen. Gassen kan tilføres-/evakueres via en eller flere kanaler 132 i den første enden 130 fra/til en akkumulator (ikke vist) anordnet tilstøtende kombisylinderen 24, eller akkumulatoren kan være anordnet sentralt på gravemaskinen for tilførsel til alle kombisylindrene, dersom det benyttes flere enn en.

Arbeidskammer 2 og 3 er innrettet til å styres av hydraulikkolje, for løfting og senking av løftebommen. Fortrinnsvis benyttes arbeidskammer 2 for løft av løfte-bommen, og kammeret tilføres/evakueres hydraulikkolje via en eller flere kanaler 134 tilstøtende kombisylinderens andre ende. Arbeidskammer 3 benyttes fortrinnsvis for å senke løftebommen, og tilførsel/evakuering av hydraulikkolje kan utføres via en eller flere kanaler 136.

Figur 3 viser et snitt av en kombisylinder i følge oppfinnelsen. Sylinderen, eller sylindrene kan monteres som omtalt ovenfor. Kombisylinderen omfatter en første sylinder 40, hvori et bevegelig stempel 42 som er fast ordnet til en stempelstang 44 kan beveges vertikalt i sylinderen 40. Stempelet definerer to arbeidskamre 1 og 2 i den første sylinderen 40. I den nedre del av sylinderen 40 er en innløp/utløpsåpning for å regulere tilførsel/evakuering av trykkmedium i arbeidskammer 2.

For tilførsel/evakuering av trykkmedium til det første arbeidskammer 1, i den øvre del av den første sylinderen 40, omfatter stempelstangen 4 4 en langsgående, indre kanal, som strekker seg fra en ytre ende av stempelstangen 44, tilstøtende et innfestningsorgan så som et "øye", til en indre ende av stempelstangen. Kombisylinderen omfatter som tegningene viser et "øye" i hver motstående ende, for inn-festning i et maskineri.

Det skal bemerkes at betegnelser som "øvre" og "nedre" kun henviser til kombisylinderen slik som det er vist på tegningen og ikke til virkelig bruksstilling. Videre henviser uttrykkene "øvre" og "nedre", når det gjelder definisjon av arbeidskamre, til den del av sylinderen som er over stemplet, henholdsvis under stempelet, og/eller eventuelle avgrensende kantpartier, som vist på tegningene. For eksempel kan stemplet være kjørt i bunn i den første sylinderen slik at arbeidskammer 1 omfatter hoveddelen av sylinderen, likevel henviser uttrykket "øvre" i sylinderen til den del av kammeret som er over stemplet.

Den øvre, ytre delen til den første sylinderen 40 kan fungere som et stempel 62 i den andre sylinderen 50. I figur 3 vises en kombisylinder med fire arbeidskamre, her kan alternativt den øvre, ytre enden til den første sylinderen 40 omfatte et utadragende, sirkulært kantparti 52 som på tilsvarende måte er innrettet til å anslutte den indre overflaten til den andre sylinderen 50 på en tettende måte. Som tetningsmidler i kombisylinderen kan det med fordel benyttes vanlige tetninger i form av pakninger så som stempelring, for eksempel o-ring, eller andre tetnings-ringer som er velegnet til bruk i stempel/sylinder-konstruksjoner. Tetningsmidlene kan være anordnet om stemplet 42, om den øvre enden til den første sylinderen og eventuelt også i eller ved den andre sylinderens nedre ende. Stempelstangen 44 er bevegelig i den første sylinderen 40, slik at tetningsmidler også kan være ordnet i en boring i den øvre enden til den første sylinderen, hvori-gjennom stempelstangen er bevegelig anordnet.

Figur 3 viser en prinsippskisse for en kombinert sylinder med fire arbeidskamre som kombinerer hydraulikkolje og gass. Hydraulikkolje kan tilføres/evakueres arbeidskammer 2 via den langsgående indre kanalen 60, eller hulrommet, i stempelstangen 44. Hydraulikkolje tilføres/evakueres arbeidskammer 3 via utløp/innløpsåpningen 47 ved den første sylinderens 40 nedre del. Arbeidskammer 1 kan fylles med gass under trykk, hvor gassen kan være i kommunikasjon med en ekspansjonstank, eller akkumulator, via åpningen 48. Sylinderen styres dermed på vanlig måte med hydraulikkolje i arbeidskamrene 2 og 3, mens gassen som er tilført arbeidskammer 1 medvirker til at sylinderen gis en ekstra ekspansjonskraft, dvs. at det frembringes et "gratis" løft ved hjelp av kombisylinderen uten at for eksempel gravemaskinens motorkraft påvirkes. Arbeidskammer 4 kan i dette tilfellet styres med hydraulikkolje.

Kombisylinderen (vist i figur 3) kan innta flere arbeidsstillinger ut i fra tilføring/evakuering av hydraulikk og gass; en utstrakt stilling hvor arbeidskammer 2 og 4 er hovedsakelig evakuert for trykkmedium, en mellomstilling hvor det er påført trykk i alle kamrene og en tilnærmet sammentrykt stilling hvor arbeidskammer 1 og 3 er hovedsakelig evakuert for trykkmedium.

Andre arbeidsstillinger som kombisylinderen kan innta ut i fra tilføring/evakuering av hydraulikk og gass olje; er at olje tilføres arbeidskammer 4 slik at gass er presset ut fra arbeidskammer 1. Dette medfører at den ekstra ekspan-sjonskraften ikke lenger er tilstedeværende, og kombisylinderen kan benyttes som en ordinær sylinder, hvor stempelstangen 44 blir den synlige stempelstangen.

Kombisylinderen kan også benyttes som en ren gassylinder. Arbeidskammer 1 og 3 kan da for eksempel være fylt med gass, mens kammer 2 styres med hydraulikkolje for å fjerne gass fra kammer 3 og tilsvarende kan kammer 4 være fylt med hydraulikkolje for å fjerne gass i kammer 1. Alternativt kan alle arbeidskamrene være fylt med gass.

Figur 4 viser en alternativ utførelse av en kombisylinder, hvor det vises en sylinder med fire arbeidskamre, med kombinert sylinder for hydraulikk og gass. I denne utfør-elsen er den indre første sylinderen 40 ved sin øvre ende, tilstøtende et stempel 62, utstyrt med en eller flere gjennomløpende åpninger 64 mot arbeidskammer 4. Kammer 2 og 4 kan styres med hydraulikkolje, mens arbeidskammer 1 og 3 styres med gass, eventuelt henholdsvis hydraulikk og/eller gass.

Kombisylinderen vist i figur 4 vil normalt være konstruert med flere pakninger enn arrangementene vist i figurene 2-3. Formålet med åpningen 64, eller åpningene, er at det på grunn av arbeidskammer 4 og gjennomstrømningen mellom kammer 2 og 4 frembringes en større trykkflate, hvorved det oppnås et større nedoverrettet trykk. Fordel med dette er at det oppnås nødvendig kraft når gravemaskinens bom presses nedover for å løfte opp understell eller maskinen. Det er dermed ikke nødvendig med en kanal i stempelstangen 44 for tilførsel av hydraulikkolje/trykkmedium til arbeidskammer 2.

Figur 5 viser en annen alternativ utførelse som omfatter tre arbeidskamre. I denne utførelsen er arbeidskammer 4 utelatt, likeledes det sirkulære utadragende kantpartiet til den indre sylinderen og det sirkulært innoverragende kantpartiet ved den andre sylinderens nedre del. Arbeidskammer 3 vil normalt bli styrt med hydraulikkolje via åpningen 48, og arbeidskammer 2 vil normalt bli styrt med hydraulikkolje via kanalen 60 i stempelstangen 44, mens arbeidskammer 1 kan inneholde gass under trykk. Arbeidskammer 1 styres ved påfylling/evakuering av gass via åpningen 46. En slik sylinderkonstruksjon er enkel og kan konstrueres med få ekstra pakninger. Den vil normalt ha en forholds liten kraftpåvirkning rettet nedover og vil derfor egne seg best for utstyr hvor en slik nedoverrettet kraft ikke er nødvendig, så som for eksempel en hjullaster eller lignende.

Claims (5)

1. Anvendelse av en kombisylinder (24) for hydraulikk og gass, for drift av en gravemaskins (10) løftebom, hvori kombisylinderen omfatter en aktiv del for å drive løfte-bommen og en passiv del for å frembringe en motkraft som svarer til vekten av løftebommen, ved at kombisylinderen (24) omfatter en eller flere arbeidskamre (2,3) for mottak/evakuering av hydraulikkolje for nevnte drift av løftebommen, og minst et gassfylt arbeidskammer (1) for å frembringe nevnte motkraft.

2. Anvendelse i samsvar med krav 1, hvori nevnte minst ene arbeidskammer (1) for gass er koblet til en akkumulator eller en ekspansjonstank for mottak/evakuering av gass.

3. Anvendelse i samsvar med krav 2, hvori kombisylinderen (24) omfatter tre arbeidskamre, med to arbeidskamre (2,3) for mottak/evakuering av hydraulikkolje, og et arbeidskammer (1) for mottak/evakuering av gass.

4. Anvendelse i samsvar med krav 2, hvori kombisylinderen (24) omfatter fire arbeidskamre, med en eller flere arbeidskammer (2,3) for mottak/evakuering av hydraulikkolje, og en eller flere arbeidskammer (1,3) for mottak/evakuering av gass.

5. Anvendelse i samsvar med ett eller flere av de foregående krav, hvori en eller flere kombisylindrer (24) anordnes mellom et fremre parti på en øvre del (14) på gravemaskinen og et indre parti på løftearmen (18).