Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge, insbesondere auf Bagger oder Lader, die einen Unterwagen und einen darauf drehbar angebrachten Oberwagen aufweisen. Derartige Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verstellen des Oberwagens relativ zum Unterwagen.
Aus dem Stand der Technik EP 187 944 ist eine Maschine für Erdarbeiten mit einem Fahrgestell bekannt. Auf dem Fahrgestell ist eine Drehscheibe mit einem zugehörigen Antriebsmittel drehbar angebracht. Auf der Drehscheibe ist exzentrisch zu dem Antriebsmittel ein drehbarer Schlitten mit dem Mechanismus für die Erdarbeiten angebracht. Der Schlitten mit dem Erdarbeitsmechanismus kann sich unabhängig von dem Drehscheibenantrieb um einen Winkelbereich von 360° drehen.
Aus der Druckschrift US 4 693 662 ist ferner ein kompakter Bagger bekannt, bei dem der Oberwagen ebenfalls relativ zum Fahrwerk drehbar ist. Zusätzlich kann der Ausleger des Oberwagens durch eine Führung nach links und nach rechts geschwenkt werden. Diese Konstruktion soll es dem Fahrer des Wagens erleichtern, das Gerät mittels einer Zusatzbewegung zu bedienen.
Aus der Druckschrift FR 2734294 ist ein Bagger bekannt, der den Oberwagen zusätzlich zur Drehbewegung in einem bestimmten Winkel verschwenken kann, um eine Kipp neigung des Fahrzeuges auszugleichen.
Schließlich ist aus dem Stand der Technik GB 2 092 102 ein Drehteil 15 bekannt, das auf der Plattform eines Fahrwerks drehbar gelagert ist, und seinerseits einen Aufbau trägt, der sich um eine zweite Drehachse drehen kann. Wenn sich der Ausleger des Aufbaus von der Baggerstelle wegbewegt, beschreibt die Schaufel des Auslegers eine Bahn X, die weniger als kreisförmig zur Seite hin vorspringt.
Diesem Stand der Technik ist gemeinsam, dass außer der konventionellen Drehbewegung des Oberwagens relativ zum Unterwagen eine weitere Dreh- oder Schwenkbewegung auf dem Oberwagen möglich ist. Jedoch ist die Gesamtkonstruktion, welche die zusätzliche Bewegung ermöglicht, in allen bekannten Fällen zu aufwendig. Ferner wird bei diesem Stand der Technik das Verhältnis der Kippbelastung zur rückwärtigen Ausladung des schwenkenden Oberwagens außer Acht gelassen. Außerdem leidet der Stand der Technik unter dem Problem, dass bei kompakten Baggern, deren Oberwagen mit geringer Ausladung konstruiert ist, das auf dem Oberwagen angeordnete Führerhaus sehr beengt wird und die der Wartung unterliegenden Teile schwer zugänglich sind.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verstellen des Oberwagens relativ zum Unterwagen anzugeben, die einfach ausgeführt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit einer Verstellvorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Nach dem Anspruch 2 enthält die Verstellvorrichtung des Fahrzeugs eine Exzenterplatte für eine kreisförmige Verstellbewegung; nach der Alternative des Anspruchs 3 ist eine linear geführte Verstellplatte vorgesehen; im Anspruch 4 ist eine Kombination der Exzenterplatte und der Verstellplatte zur Kombination der kreisförmigen und der linearen Verstellbewegung angegeben. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der Erfindung wird der Unterwagen mit einer Exzenterplatte oder Verstellplatte. versehen, die einerseits den Drehkranz für den Oberwagen trägt und die andererseits ein Verstelllager oder eine lineare Führung aufweist. Diese Exzenterplatte mit Verstelllager bzw. diese Verstellplatte mit linearer Führung kann ohne Weiteres z.B. zwischen den Unterwagen und den Oberwagen eines konventionellen Baggers oder Laders eingebaut werden. Die Exzenterplatte und die Verstellplatte können auch miteinander kombiniert werden, indem das Verstelllager der Exzenterplatte auf der Verstellplatte montiert wird.
Der verstellbare Oberwagen nach der Erfindung weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß er den zur Verfügung stehenden Verstellspielraum entweder dafür nutzen kann, die zulässige Kipplast einstellbar zu erhöhen, oder alternativ dafür nutzen kann, die rückwärtige Ausladung des Oberwagens beim Schwenken zu verringern. Die rückwärtige Ausladung des Oberwagens wird geringer (d.h. die Arbeitsmöglichkeit unter beengten räumlichen Verhältnissen wird entsprechend verbessert), wenn der Oberwagen relativ zu seiner Basis in Richtung des Auslegers verstellt wird. Umgekehrt wird die zulässige Kipplast erhöht (d.h. der Ausleger kann eine entsprechend größere Arbeitslast aufnehmen), wenn der Oberwagen relativ zu seiner Basis in eine der Richtung des Auslegers entgegengesetzte Richtung verstellt wird.
Diese verbesserten Arbeitsmöglichkeiten können erfindungsgemäß erzielt werden, ohne den Oberwagen übertrieben kompakt zu bauen und den Fahrer oder Bediener im Führerhaus unzumutbar einzuengen. Auch die Wartungsfreundlichkeit wird wesentlich verbessert, wenn der Oberwagen weniger kompakt als im Stand der Technik ausgelegt ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren 1 bis 7 zeigen:
Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung 10 dient zum Einsatz in einem in den Figuren 3a, 3a' und 3a" dargestellten Fahrzeug, das hier ein Bagger ist. Die Verstellvorrichtung 10 gewährleistet eine dreh- und/oder schiebeverstellbare Verbindung eines mit Reifen oder Ketten und mit hydraulischen Antriebsmitteln 4 versehenen Unterwagens 3 und eines mit einem Ausleger 5 samt Arbeitsgerät, beispielsweise mit einer Baggerschaufel 6, mit einem Führerstand 7 und mit einem Heckteil 8 versehenen Oberwagens 2 des Baggers 1. Die Verbindung des Unterwagens 2 mit dem Oberwagen 3 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 10 hat eine Reihe wesentlicher Vorteile für die Arbeitsfähigkeit des Fahrzeugs bzw. des Baggers 1 oder Laders. Einige dieser Vorteile können am Beispiel der Figuren 3b'und 3c' bis 3b" und 3c" sowie Fig. 5 und 6 erläutert werden.
Der Bagger 1 mit der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 10 kann beispielsweise an durch Hindernisse bzw. Wände 31 beengten Orten eingesetzt werden, für die ein Einsatz von konventionellen Baggern ausgeschlossen ist. Je nach der relativen Positionierung des Baggers 1 zu den Wänden 31 kann der Oberwagen 3 mit Hilfe der Verstellvorrichtung 10 relativ zu dem am Boden beruhenden Unterwagen 2 so verschoben werden, daß ein durch das Heckteil 8 des Oberwagens 3 beschriebener Heckschwenkkreis 32 sich nicht mit den Hindernissen bzw. mit den Wänden 31 überschneidet. Dies wird mit Hilfe der in den Figuren 1, 2, 4 oder 7 näher dargestellten Verstellvorrichtung 10 erreicht.
Der Einbau der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 10 in das Fahrzeug, vor allem in den Bagger 1 oder Lader gewährleistet des weiteren auch dessen vorteilhaften Einsatz auf einem schiefen Untergrund, wie dies in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Der vorteilhafte Einsatz des Baggers 1 ergibt sich in beiden Fällen aus einer für den schiefen Untergrund vorteilhaften Schwerpunktverlagerung des gesamten Fahrzeugs. So führt z.B. das longitudinale Versetzen des Oberwagens 3 relativ zum Unterwagen 2, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist, zu einer gleichmäßigeren Gewichtsverteilung zwischen dem Unterwagen 2 und dem Untergrund. Dies hat seinerseits eine erhöhte Traktion und somit eine bessere Steigfähigkeit des Fahrzeugs bzw. des Baggers 1 im steilen Gelände zur Folge. Auch ein laterales Versetzen des Oberwagens 3 relativ zum Unterwagen 2, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß eine durch das Versetzen bewirkte Schwerpunktverlagerung des gesamten Fahrzeugs die Gefahr eines seitlichen Umkippens auf einem schiefen Gelände wesentlich vermindern kann. Die oben beschriebene Möglichkeit einer Schwerpunktverlagerung des gesamten Fahrzeugs führt auch dazu, daß das Fahrzeug mit höheren Lasten arbeiten kann, wenn der Schwerpunkt des Fahrzeugs entsprechend der Neigung des Untergrundes mit Hilfe der Verstellvorrichtung 10 vorteilhaft verschoben ist.
Die Figuren 1a bis 1e zeigen verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Verstellvorrichtung 10 weist eine Exzenterplatte 11 und eine Exzenterdrehdurchführung 12 auf. Die Exzenterplatte 11 kann durch Rippen 17 verstärkt werden.
Auf der oberen Seite der Exzenterplatte 11 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme eines lagerartigen Drehkranzes 16 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 10 weist des weiteren einen Drehantrieb 15 auf, der zum Antrieb des Drehkranzes 16 dient. Der Drehkranz 16 wird bei der Montage des Baggers 1 mit dem Oberwagen 3 verbunden. Der Oberwagen 3 ist damit um eine Drehkranzmittelachse 18 mit Hilfe des Drehantriebes 15 relativ zu der Exzenterplatte 11 drehbar.
Auf der unteren Seite der Exzenterplatte 11 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Verstellagers 13 vorgesehen. Bei der Montage des Fahrzeugs 1 bzw. beim Einbau der Verstellvorrichtung 10 in einen serienmäßigen Bagger 1 wird das Verstellager 13 mit dem Unterwagen 2 des Fahrzeugs 1 verbunden, so daß die Exzenterplatte 11 um eine Verstellagermittelachse 19 relativ zum Unterwagen 2 des Fahrzeugs 1 drehbar ist.
Da die Drehkranzmittelachse 18 und die Verstellagermittelachse 19 exzentrisch zueinander angeordnet sind, kann die obengenannte vorteilhafte Verstellbewegung des Oberwagens 3 relativ zum Unterwagen 2 gewährleistet werden. Um die Verstellung der Exzenterplatte 11 relativ zum Unterwagen 2 zu gewährleisten, ist an der unteren Seite der Exzenterplatte 11 eine Verriegelungsvorrichtung 14 vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung kann dabei derart ausgebildet werden, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist. Die Verriegelungsvorrichtung weist eine Verriegelung 14, die in auf der Innenseite des Verstellagers 13 vorgesehene Schlitze 14' eingreifen kann und dadurch eine relative Verstellung der Exzenterplatte 11 und des Verstellagers 13 verhindern kann.
In der Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Oberwagenverstellvorrichtung 20 dargestellt. In diesem Fall geschieht die Verstellung nicht mittels eines exzentrisch liegenden Verstellagers mit Mittelachse 19, sondern mittels einer Verstellplatte 21, die auf dem Unterwagen 2 linear geführt ist. Die Verstellplatte 21 ist hierzu in gegenüberliegenden Führungen 22 verschiebbar gelagert. Zu Begrenzung dieser Verschiebebewegung dienen Anschläge 27.
Im Normalbetrieb des Baggers ist die Verstellplatte durch eine Verriegelung 25 gesichert. Zur Verstellung des Oberwagens 3 wird die Verriegelung 25 gelöst, der Ausleger 5 wird zur Fixierung des Oberwagens 3 in Frontrichtung des Baggers 1 auf den Erdboden abgesenkt und der Drehantrieb 26 wird so betätigt, daß sich der Drehkranz 23 mit der Verstellplatte 21 in den Führungen 22 verstellt. Nach der Verstellung wird die Verstellplatte 21 mittels der Verriegelung 25 wieder festgestellt. Die Verriegelung 25 kann durch hydraulische Zylinder, die auf einen Stößel wirken oder durch jeder anderen bekannten mechanischen Verriegelungsmechanismus bewirkt werden. Beim erst genannten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 kann beispielsweise eine Scheibenbremse eingesetzt werden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 genügt eine normale Drehdurchführung 24, um die Hydraulikflüssigkeit zwischen der Erzeugung des Betriebsdrucks im Oberwagen 3 und den hydraulischen Aggregaten im Unterwagen 2 (Hydromotor, Druckzylinder, u.s.w.) fließen zu lassen.
Figur 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 70. Die Verstellvorrichtung 70 weist die Vorteile einer Kombination aus den Verstellvorrichtungen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispielen auf. Die Verstellplatte 71 der Verstellvorrichtung 70 ist in Führungen 72 einer Mittelplatte 71' angeordnet und kann mit Hilfe von Stellzylindern 76' linear zu der Mittelplatte 71' in den genannten Führungen 72 geführt werden. Zur Begrenzung der genannten Verschiebebewegung der Verstellplatte 71 ist ein Anschlag 77 auf der Mittelplatte 71' vorgesehen. Die Mittelplatte 71' ist mit Hilfe eines Verstelllagers 78 mit dem Unterwagen 2 des Baggers 1 verbunden, wobei die Mittelplatte 71' um die Mittelachse des Verstelllagers 78 drehbar ist. Auf der unteren Seite der Mittelplatte 71' ist eine Verriegelung 79 für das Verstelllager 78 vorgesehen. Die Verstelllager-Verriegelung 79 kann in Schlitze 79', die sich auf der inneren Seite des Verstelllagers 78 befinden, eingreifen und dadurch die Drehbewegung der Mittelplatte 71' relativ zum mit dem Unterwagen 2 verbundenen Verstelllager 78 verhindern. Die beschriebene Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Verstelllagers 78 kann auch jede für die Zwecke dieser Erfindung geeignete Verriegelungsvorrichtung sein. Die Verstellplatte 71 ist mit dem Oberwagen 3 des Baggers 1 mit Hilfe eines Drehkranzes 73 verbunden, wobei der Drehkranz 73 um seine Mittelachse auf der Verstellplatte 71 drehbar ist. Die Drehbewegung des Drehkranzes 73 und mit diesem verbundenen Oberwagen 3 des Baggers 1 wird wie mit Hilfe eines Drehantriebes 76 gewährleistet. Ebenso, wie in vorherigen Ausführungsbeispielen weist die Verstellvorrichtung 70 eine Drehdurchführung 74, um die Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Erzeuger des Betriebsdrucks im Oberwagen 3 des Baggers 1 und den hydraulischen Aggregaten (etwa Hydromotor, Druckzylinder, etc.) im Unterwagen 2 des Baggers 1 fließen zu lassen.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 können die Bauteile 11 bis 14 als Einbausatz verwendet werden, der nachträglich in einen konventionellen Bagger mit Drehkranz 15 und Drehantrieb 16 eingebaut wird. Der Einbausatz mit der Exzenterplatte, der Exzenterdrehdurchführung, dem Verstellager und der Verriegelung zwischen Exzenterplatte und Verstellager ist in Figur 4a und 4b als Explosivzeichnung dargestellt. Der Drehantrieb 15 und der Drehkranz 16 gemäß Fig. 4a gehören nicht zum Einbausatz, sondern werden bim Einbau zusammen mit dem Oberwagen 3 vom Unterwagen 2 gelöst.
Ebenso kann die Verstellplatte 21 des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 als Einbausatz geliefert und in einen marktüblichen Bagger mit Drehkranz und Drehantrieb eingesetzt werden. Hierzu muß lediglich der Oberwagen 3 vom Unterwagen 2 abgehoben werden, der Drehantrieb und der Drehkranz an der Verstellplatte montiert werden und die Führungen 22 am Unterwagen 2 angebracht werden. In diesem Fall genügt die bereits am Drehkranz vorhandene Drehdurchführung für die Schläuche des Druckmittels; eine gesonderte Exzenterdrehdurchführung ist in diesem Fall nicht erforderlich.
Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 können die Bauteile der Verstellvorrichtung 70 ohne des Drehkranzes 73 und des Drehantriebs 76 als Einbausatz verwendet werden, der nachträglich in einen konventionellen Bagger bzw. Lader mit dem Drehkranz 73 und Drehantrieb 76 eingebaut wird. Ebenso wie im vorherigen Fall kann der Drehantrieb 76 und der Drehkranz 73 zusammen mit dem Oberwagen 3 vom Unterwagen 2 gelöst und an die Stelle zwischen dem Unterwagen 2 und dem Oberwagen 3 mit dem Drehkranz 73 und dem Drehantrieb 76 der obengenannte Einbausatz eingebaut werden.
Im Unterschied zu den Verstellvorrichtungen gemäß Figuren 1 und 2 gewährleistet die Verstellvorrichtung gemäß Figur 7 einen höheren Freiheitsgrad für die Verstellungen des Oberwagens 3 relativ zum Unterwagen 2 des Fahrzeugs. So gewährleistet die Verstellvorrichtung gemäß Figur 7, daß die Mittelachse des Drehkranzes nicht nur entlang bestimmter Bahnen, sondern - innerhalb bestimmter konstruktiver Grenzen - frei in zwei Dimensionen relativ zum Unterwagen verstellbar ist.