WO2023072617A1

WO2023072617A1 - Materialsammelbehälter eines saugbaggers mit verbesserter unterdrucksteifigkeit

Info

Publication number: WO2023072617A1
Application number: PCT/EP2022/078573
Authority: WO
Inventors: Anne Graber; Patrick Renger; Stefan Müller
Original assignee: Rsp Gmbh
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-05-04
Also published as: CA3235001A1; EP4384667A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Materialsammelbehälter (01) eines Saugbaggers. Der Materialsammelbehälter erstreckt sich in Längsrichtung des Saugbaggers und umfasst eine Behälterwand (02), welche an ihren beiden Stirnseiten durch Stirnwände verschlossen ist. Ein Deckel (06) ist schwenkbar an einer Deckelachse gelagert, sodass der Materialsammelbehälter in einer Verschlussposition an der Oberseite verschlossen und in einer Entleerungsposition offen liegt. Weiterhin weist der Materialsammelbehälter eine Dichtung (07) auf, welche zwischen einer Oberkante (08) des Materialsammelbehälters und dem Deckel in der Verschlussposition verläuft, sodass in der Verschlussposition die Dichtung den Materialsammelbehälter abdichtet, sodass im Behälter ein Unterdruck erzeugbar ist. Der Materialsammelbehälter besitzt einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt. Die Behälterwand besitzt mehrere sich in der Längsrichtung erstreckende Seitensegmentflächen (09), die an Versteifungskanten ineinander übergehen. Zumindest einige der Seitensegmentflächen stehen winklig zueinander. Die abgekantete Oberkante (08) ist als Hohlprofil ausgebildet. Die Dichtung (07) ist in einer Nut (12) an der zur Oberkante (08) gerichteten Seite des Deckels (06) eingelassen. Die Erfindung betrifft außerdem einen Saugbagger mit einem solchen Materialsammelbehälter.

Description

MaterialSammelbehälter eines Saugbaggers mit verbesserter Unterdrucksteifigkeit

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Materialsammel- behälter eines Saugbaggers. Der Materialsammelbehälter weist eine sich in Längsrichtung erstreckende Behälterwand, einen schwenkbaren Deckel sowie eine Dichtung zwischen der Oberkante des Materialsammelbehälters und dem Deckel auf. Die Erfindung betrifft auch einen Saugbagger mit einem derartigen Material- sammelbehälter .

Einen besonderen Anwendungsfall im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen stellen die sogenannten Saugbagger dar, die regelmäßig mit einem Materialsammelbehälter zur Aufnahme von aufgesaugtem Material ausgerüstet sind.

Aus der DE 3837 670 Al ist ein derartiger Saugbagger bekannt, umfassend einen pneumatischen Saugrüssel, einen Sammelbehälter für das aufgesaugte Erdreich oder vergleichbares Material, in den der Saugrüssel mündet und in dem das aufgesaugte Material aus dem Saugluftstrom abgeschieden wird, sowie ein an den Sammelbehälter angeschlossenes Sauggebläse zur Erzeugung des Saugluftstroms. Zu den weiteren üblichen Bestandteilen der Saugbagger gehören Führungselemente für den Saugrüssel und Filter zum Reinigen der Saugluft, bevor diese den Sammel- behälter wieder verlässt und an die Umgebung abgegeben wird. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Bauform des Saug- baggers wird ein Sammelbehälter verwendet, der alternativ um jeweils eine von zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Kippachsen zur jeweiligen Fahrzeugseite hin verkippt werden kann, um das im Sammelbehälter abgeschiedene Material auszu- schütten . Die EP 3436 306 B1 beschreibt ein Fahrzeug, insbesondere einen Saugbagger mit einem Fahrzeuggestell, einem auskippbaren Materialsammelbehälter, der in einer parallel zur Fahrzeug- längsachse verlaufenden Kippachse aufgehängt ist, mit einer Teleskopiereinrichtung und mindestens einem Drehantrieb, welcher am behälterseitigen Ende mindestens eines Teleskoparms angeordnet ist, um eine Drehung des Materialsammelbehälters um die Kippachse zu ermöglichen.

Die DE 102016 105 850 B4 zeigt einen Materialsammelbehälter eines Saugbaggers, wobei der Materialsammelbehälter mittels eines mindestens zweigeteilten Deckels verschlossen werden kann. Der Materialsammelbehälter besitzt eine ebene Oberkante, auf welcher der Deckel in einer Arbeitsposition aufliegt, um den Behälter dicht zu verschließen, sodass darin ein Unter- drück erzeugbar ist.

Die EP 0749 870 A1 betrifft ein Nutzfahrzeug in Form eines Kippers, welcher nach hinten entleerbar ist. Der Kipper umfasst einen Behälter, der von einer selbsttragenden Wand gebildet wird, die aus einfachen Stahlblechen besteht. Die Wand ist U-förmig ausgebildet und durch Segmente gebildet, die winklig zueinander stehen.

Die CN 202243117 U zeigt einen Lastkraftwagen, der einen Wagenkasten und eine obere Abdeckung umfasst. Der Wagenkasten ist nach oben offen. Die obere Abdeckung ist auf der Oberseite des Wagenkastens angeordnet und verschließt die Öffnung. Der Wagenkasten besteht aus einer Bodenplatte und einer Wagenwand, die sich nach oben um die Bodenplatte erstreckt. Die obere Abdeckung besteht aus einer Deckplatte und Seitenwänden, die nach unten um die obere Platte herum verlaufen. Die obere Abdeckung ist am Wagenkasten befestigt, sodass die Seitenwände an der Außenseite der Wagenwand positioniert sind. Eine an der oberen Abdeckung angeordnete Dichtung dient dazu, dass keine Gase aus dem Wagenkasten austreten.

Aus der DE 102017 108731 B4 geht ein Saugbagger mit einer schwenkbaren Filtereinheit hervor, welcher einen auskippbaren Materialsammelbehälter und einen diesen in einer Arbeits- position verschließenden Deckel aufweist. Auch dieser Materialsammelbehälter besitzt eine ebene Oberkante.

Allgemeine Materialbehälter von Baufahrzeugen können in zwei grundsätzliche Bauformen untergliedert werden. Während für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen oft runde Behälter genutzt werden, kommen bei Baufahrzeugen zum Transport von Erdmaterial und dergleichen meist Kippbehälter mit eckigem Querschnitt zum Einsatz. Runde Behälter, wie beispielsweise die eines Tankfahrzeuges, sind in der Herstellung recht auf- wändig, da sie möglichst gleichförmig gebaut werden müssen, um dem herrschenden Überdruck standzuhalten. Sie stellen aber bei vergleichsweise geringem Gewicht ein optimales Ladevolumen und eine hohe Druckfestigkeit bereit. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Entleeren des runden Behälters zumeist durch eine kleine Öffnung im Heck erfolgt, was längere Be- und Entlade- zeiten verursacht. Im Gegensatz dazu erfolgt das Beladen und Entleeren eines Kippbehälters durch eine große Öffnung viel schneller und einfacher. Jedoch weist auch der Kippbehälter einen hohen Fertigungsaufwand auf, da bedingt durch die vielen nötigen Aussteifungen an der weitgehend ebenen Behälterwand, für eine gewünschte hohe Steifigkeit, viele Schweißnähte erforderlich sind. Es ergeben sich dadurch ein höheres Eigen- gewicht, viele Angriffsflächen für Korrosion und Bruchstellen oder Undichtigkeiten an den Schweißnähten. Da der Saugbagger zur Materialaufnahme Unterdrück verwendet, ist es von besonderer Bedeutung, dass der durch eine Gebläse- einheit erzeugte Unterdrück möglichst verlustfrei bis zu einem Saugstutzen kommuniziert wird, um dort Material aufzunehmen. Die bekannten Saugbagger, die einen durch einen Deckel zu verschließenden Materialsammelbehälter besitzen, weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Der für den Saugvorgang notwendige Unterdrück lässt sich mit den eingesetzten Ventilatoreinheiten nur erzeugen, wenn die Sammelkammer dicht verschlossen ist und keine Nebenluft zieht. Die Dichtwirkung zwischen Deckel und Sammelkammer kann schon durch aus der Herstellung resultierende Bautoleranzen massiv beeinträchtigt werden. Um die Dichtwirkung zu gewährleisten, wird im Kontaktbereich zwischen Deckel und Saugkammer daher eine Dichtung eingesetzt. Es bleibt aber auch in diesem Fall das Problem, dass vor allem während des Entleerungsvorgangs oftmals Teile des aus der Sammelkammer entleerten Materials auf der ebenen Oberkante der Sammelkammer oder der Dichtung Zurückbleiben, die dann beim Schließen des Deckels die Dichtwirkung erheblich beeinträch- tigen und/oder die Dichtung beschädigen können. Das im Dich- tungsbereich liegen gebliebene Saugmaterial muss daher manuell entfernt werden, bevor der Deckel geschlossen wird. Dies führt zu einem Arbeitsaufwand und teils zur Gefährdung des Bedien- personals, denn die zu säubernden Bereiche sind schlecht zu erreichen. Hinzu kommt, dass die zumeist verwendeten im Quer- schnitt runden Dichtschnüre durch horizontale Bewegungen, beispielsweise während der Fahrt, oder durch häufige Öffnungs- bewegungen des Deckels aus ihrer Halterung herauswandern. Dies führt wiederum zu Undichtigkeiten oder zu Beschädigungen der Dichtung. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit ausgehend vom Stand der Technik darin, einen verbesserten Material- sammelbehälter eines Saugbaggers bereitzustellen, welcher eine hohe Steifigkeit, bei geringem Material- und Fertigungsauf- wand, sowie gleichzeitig eine verbesserte Unterdruckdichtheit gewährleistet, um den erforderlichen Saugunterdruck mit geringem Energieaufwand bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Materialsammelbehälter gemäß dem beigefügten Anspruch 1 bzw. durch einen Saugbagger mit einem solchen Behälter gemäß Anspruch 12 gelöst.

Der erfindungsmäßige Materialsammelbehälter ist für den Einsatz als Bestandteil eines Saugbaggers konzipiert. Der Materialsammelbehälter erstreckt sich in Längsrichtung des Saugbaggers und umfasst eine sich in dieser Richtung erstreckende Behälterwand. Die Längsrichtung entspricht der Fahrtrichtung des Saugbaggers. Die Behälterwand ist an ihren beiden Stirnseiten durch eine vordere bzw. eine hintere Stirn- wand verschlossen, sodass ein muldenförmiger Behälterinnenraum ausgebildet ist. Ein Deckel des Materialsammelbehälters ist schwenkbar an einer Deckelachse gelagert. Der Deckel verschließt den Materialsammelbehälter in einer Verschlussposition an seiner Oberseite und öffnet ihn in einer Entleerungsposition, um den Materialsammelbehälter entleeren zu können, d. h. das aufgesaugte Material entnehmen zu können. Es ist dafür zunächst unerheblich, ob der Materialsammel- behälter durch Verschwenken und Auskippen oder z. B. mithilfe eines Greifers geleert wird. Weiterhin weist der Material- sammelbehälter eine Dichtung auf, die zwischen seiner Ober- kante und dem Deckel so angeordnet ist, dass der Material- sammelbehälter in der Verschlussposition des Deckels abgedichtet ist, um den für den Saugbetrieb nötigen Unterdrück im Materialsammelbehälter aufbauen zu können. In der Verschlussposition ist der Materialsammelbehälter somit gasdicht verschlossen, wofür auch die Behälterwand und die Stirnwände, jedenfalls im für den Betrieb des Saugbaggers erforderlichen Unterdruckbereich, dicht miteinander verbunden sein müssen.

Der Materialsammelbehälter weist im Wesentlichen einen u-förmigen oder muldenförmigen Querschnitt auf, wobei die Bodenfläche, die Seitenflächen und die Stirnflächen gasdicht gestaltet sind und die Oberseite des Behälters durch den verschwenkbaren Deckel gasdicht verschließbar ist.

Die Behälterwand besitzt mehrere Seitensegmentflächen, die an Versteifungskanten ineinander übergehen. Die Versteifungs- kanten verlaufen in Längsrichtung des Materialsammelbehälters, bevorzugt parallel zur Fahrzeuglängsachse. Besonders bevorzugt verlaufen mehrere oder alle derartigen Versteifungskanten parallel zueinander. Weiterhin sind mindestens einige, vorzugsweise die Mehrzahl der Seitensegmentflächen winklig zueinander stehend angeordnet, sodass auf diese Weise der u- förmige Querschnitt des Materialsammelbehälters gebildet wird. Die Behälterwand weißt eine Oberkante auf, welche durch einen abgekanteten Abschnitt der Behälterwand als Hohlprofil ausgebildet ist, welches jedenfalls an der zum Deckel gerichteten Oberseite geschlossen ist, vorzugsweise umfänglich geschlossen ist. Daraus resultiert, dass die Oberkante eine glatte, insbesondere nicht von Schweißnähten gestörte Ober- fläche aufweist. Ein Vorteil dieser Ausführung ist, dass die glatte Oberfläche einem Verschleiß entgegengewirkt, wenn das Saugmaterial beim Entleeren des Behälters an der Kante entlang ausgekippt wird. Außerdem kommt es trotz der starken Verwirbelungen im Saugbehälter nicht zu unerwünschten Ablagerungen oder Geräuschbildungen an Schweißnähten.

Durch das Zusammenwirken des gewählten u-förmigen Quer- schnitts, der Hohlprofilgestaltung der Oberkante und des segmentartigen Aufbaus der Behälterwand mit den ausgebildeten Versteifungskanten erreicht man eine hohe Steifigkeit des Materialsammelbehälters bei gleichzeitig geringem Material- einsatz, insbesondere unter Verwendung vergleichsweise dünner Wandstärken. Der Materialsammelbehälter lässt sich damit für einem Betriebsdruck, nämlich einen Unterdrück von bis zu -0,65 bar dimensionieren, ohne dass beim Betrieb des Saugbaggers irreversible Verformungen am Materialsammelbehälter auftreten.

Bevorzugt sind mehrere aneinandergrenzende Seitensegment- flächen einstückig ausgebildet, d. h. die zwischen ihnen verlaufenden Versteifungskanten sind nicht durch einen Füge- vorgang sondern durch Umformen hergestellt. Besonders bevor- zugt stehen aneinander angrenzende, zueinander geneigte Segmentflächen an ihrer eingeschlossenen Versteifungskante in einem Winkel von >90° bis <180°, bevorzugt von 110° bis 170°. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Segment- flächen aus einem einzigen Blechstück geformt und durch umgeformte Versteifungskanten untereilt.

Es ist festzuhalten, dass aus fertigungstechnischen Gründen in vielen Fällen nicht die gesamte Behälterwand aus einem einzigen Stück herstellbar sein wird. Erfindungsgemäß wird aber angestrebt, die durch Fügevorgänge (z. B. Schweißen oder Falzen) miteinander zu verbindenden Stücke in ihrer Anzahl gering und stattdessen mit großer Flächenausdehnung herzu- stellen. Die Versteifungskanten werden dann als Sicken oder mit ähnlicher Gestaltung gebildet, sodass sich die Flächen- Steifigkeit erhöht, gleichzeitig aber für Leckage anfällige Verbindungen vermieden werden. Natürlich können einzelne Abschnitte des Materialsammelbehälters auch zusätzlich mit Versteifungselementen, z. B. Streben ausgerüstet werden.

Bevorzugt ist die Breite von nicht zusätzlich versteiften Seitensegmentflächen nicht größer als das 150-fache, besonders bevorzugt nicht größer als das 100-fache ihrer jeweiligen Materialstärke oder Dicke. Die Dimensionierung und das Ermitteln optimierter geometrischer Verhältnisse einer Seiten- segmentfläche erfolgt vorzugsweise unter Nutzung geeigneter Modellrechnungen, beispielsweise mit Hilfe der Finite- Elemente-Methode (FEM). Unter Einbezug der geometrischen Verhältnisse, der Aufteilung der Lagerkräfte, Ermittlung der Linienlasten sowie maximalen Biegemomente und der daraus resultierenden Biegespannungen kann eine geeignete Dimensionierungsformel bestimmt werden, sodass die Streck- grenze R_e des Materials ermittelt werden kann. Nachfolgend wird eine Formel angegeben, die sich besonders für die Bestimmung von R_e eignet:

wobei :

R_e = Streckgrenze des Materials p = Bemessungsunterdruck in N/mm² x = Verhältnis aus Segmentlänge 1 zu Segmentbreite b t = Blechstärke b = Segmentbreite

1 = Segmentlänge

Mit Hilfe dieser Dimensionierungsformel können näherungsweise die optimale Segmentbreite der Seitensegmentflächen und die Position der Versteifungskanten in der Behälterwand ermittelt werden, sodass ein größtmögliches Volumen zur Aufnahme von Saugmaterial bei einer gleichzeitig hohen Eigensteifigkeit des Materialsammelbehälters erreicht wird. Die Behälterwand des Materialsammelbehälters, gebildet aus den mit der zuvor genannten Dimensionierungsformel ermittelten Seitensegment- flächen, sollte auf ihre Tragfähigkeit mit der Finite- Elemente-Methode (FEM) simuliert und geprüft werden.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform wird an den Seiten- segmentflächen, welche vorzugsweise eine Breite größer als das 150-fache ihrer Materialstärke aufweisen, mindestens ein zusätzliches Aussteifungselement angeordnet. Dieses kann beispielsweise in der Form eines Querbalkens oder eines Profils, bevorzugt auf der Außenseite der Segmentfläche ausgebildet sein, sodass die Steifigkeit der Segmentfläche erhöht und Verformungen verhindert werden.

Bevorzugt besitzt der Materialsammelbehälter eine oder mehrere Bodensegmentflächen, welche an der Unterseite als Boden des Materialsammelbehälters ausgebildet sind. Auch die Boden- segmentflächen gehen vorzugsweise an Versteifungskanten ineinander über. Zusätzliche Steifigkeit kann in diesem Bereich aber auch durch ergänzende Aussteifungselemente erzeugt werden, die bevorzugt an der Außenseite der Boden- segmentflächen angeordnet sind. Anwendung kann dies vor allem im Bereich der AufStandsflächen oder anderen Krafteinleitungs- punkten finden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Material- sammelbehälter eine besonders versteifte Seitensegmentfläche, welche auf derjenigen Seite des Materialsammelbehälters angeordnet ist, über welche dieser zum Entleeren kippbar ist. Diese versteifte Seitensegmentfläche weist zusätzliche Aus- steifungselemente, vorzugsweise an der Außenseite auf. Dadurch ist ebenfalls eine erhöhte Steifigkeit gewährleistet, sodass auch beim Entleeren keine Verformungen oder Beschädigungen der Behälterwand zu befürchten sind. Durch die an der Innenseite dennoch weitgehend ebene und hindernisfreie Gestaltung der versteiften Seitensegmentfläche kann das Saugmaterial in der Entleerungsposition des Materialsammelbehälters leichter und ohne Rückstände an dieser Fläche entlang gleiten.

Die Dichtung, welche zur Abdichtung zwischen der Oberkante und dem Deckel verläuft, ist in einer Nut eingelassen, die an der zum Materialsammelbehälter gerichteten Unterseite des Deckels verläuft und die sich in der Verschlussposition des Deckels parallel zur Oberkante des Materialsammelbehälters erstreckt. Es ist darauf aufmerksam zu machen, dass in abgewandelten Ausführungen die Dichtung auch in anderer geeigneter Weise befestigt werden kann, soweit die Gasdichtigkeit zwischen der Oberkante und dem Deckel dennoch gewährleistet ist.

Bevorzugt besitzt die Dichtung einen rechteckigen Querschnitt, der passend zur Breite der Nut gewählt ist, sodass die Dichtung straff in der Nut sitzt und auch bei auftretenden Erschütterungen oder Bewegungen nicht aus der Nut heraus- springt. Die abzudichtende Oberkante verläuft mindestens entlang der Seitenwände einer Sammelkammer des Materialsammel- behälters, bevorzugt entlang der Seitenwände des gesamten Materialsammelbehälters, wenn dieser insgesamt vom Deckel abgedichtet werden soll. Die Oberkante ist in ihrem Verlauf vorzugsweise durch zwei Kantenflächen gebildet, welche winklig aufeinander zulaufen, sodass die Kantenflächen der Oberkante einen Winkel a einschließen und eine Stoßlinie bilden, welche in der Dichtebene verläuft. Die Oberkante weist an der Stoß- linie der aufeinander zulaufenden Kantenflächen eine Breite auf, die bevorzugt kleiner als die Breite der Nut ausgebildet ist, sodass in der Verschlussposition die Oberkante in die Dichtung eintaucht bzw. in diese hineingedrückt wird. Dadurch bildet sich eine Dichtlinie, entlang derer die Dichtung die Oberkante beidseitig umschließt. Dies führt zu einer gleich- bleibend hohen Dichtwirkung, auch wenn es zu Toleranzen im Verlauf der Oberkante oder ggf. zu kleineren Beschädigungen kommt. Außerdem besteht ein wesentlicher Vorteil dieser bevor- zugten Gestaltung der Oberkante darin, dass an dieser keine horizontal liegende Fläche verbleibt, auf welcher sich bei geöffnetem Deckel Materialreste ablagern können. Insbesondere fallen auch beim Entleeren des Materialsammelbehälters sämt- liche Teile des aufgesaugten Materials sofort von der Ober- kante ab, sodass sie beim Schließen des Deckels nicht mehr zwischen Dichtung und Oberkante eingeklemmt werden. Die Aus- führung der Oberkante durch die beiden zueinander geneigten Kantenflächen, die an der Stoßkante vorzugsweise einstückig sind und ohne Unebenheiten ineinander übergehen, führt durch die profilbedingte Steifigkeit außerdem zu einer hohen Eigen- stabilität der Oberkante und gleichzeitig zur Schonung der Dichtung, da eine scharfe, die Dichtung ggf. verletzende Kante vermieden wird. Besonders bevorzugt weist die Dichtung eine geschlossene Oberfläche oder zumindest mit geringer Porosität auf, sodass Partikel des Saugmaterials sich nicht in Poren absetzen und somit die Dichtung verschleißen können. Dies garantiert zum einen eine einfachere Reinigung als auch eine Langlebigkeit der Dichtung.

Die beschriebene Kombination eines erfindungsgemäß geformten Materialsammelbehälters mit der erfindungsgemäß an dessen Deckel angebrachten Dichtung, die mit einer entsprechend aus- gestalteten Oberkante zusammenwirkt, führt zu einem stabilen, vergleichsweise leichten und dennoch gasdichten Material- sammelbehälter. Der u-förmige Querschnitt steift den Material- sammelbehälter derart aus, dass auch bei dem erforderlichen Unterdrück im Behälter eine Verwindung bzw. Verformung der Oberkante sicher vermieden wird. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für ein dauerhaft dichtes Verschließen durch den die Dichtung tragenden Deckel. Gleichzeitig wird durch die im Querschnitt bevorzugt trapezartig geformte Oberkante vermieden, dass Schmutzpartikel oder andere Ablagerungen dort anhaften und damit die Dichtwirkung beeinträchtigen könnten. Durch die kombinierte Anwendung dieser Merkmale ist es möglich, mit einem Ventilator oder Gebläse des Saugbaggers einen vergleichsweise stabilen Unterdrück im Materialsammel- behälter zu erzeugen und die aufgrund von Undichtigkeiten am Behälter andernfalls auftretenden Druckverluste zu minimieren. Der am Saugstutzen des Saugbaggers benötigte dynamische Unter- drück kann daher mit weniger Energieaufwand erzeugt werden.

Bevorzugt ist die Dichtung weichdichtend, sodass Bewegungen besser abgefangen werden und Bautoleranzen, die aus der Fertigung des Materialsammelbehälters resultieren, besser ausgeglichen werden. Die Oberkante der Sammelkammer kann aufgrund des weichdichtenden Materials der Dichtung vorzugs- weise etwa 3-15 mm in die Dichtung gepresst werden. Dabei stellt sich eine bessere Dichtwirkung ein, da sich die Dichtung an die Rundung der Oberkante anpasst. Somit können recht große Bautoleranzen auf einer größeren Ebene aus- geglichen werden. Der üblicherweise bei Saugbaggern erzeugte Unterdrück von bis zu -0,65 bar kann daher mit weniger Energieaufwand aufrechterhalten werden. Mit steigendem Unter- drück während des Arbeitsvorgangs des Saugbaggers wird der Deckel inklusive der Dichtung stärker angesaugt. Da sich die Dichtung formschlüssig innerhalb der Nut im Deckel befindet, kann die Dichtung nur in Richtung der Oberkante ausweichen und dichtet den Materialsammelbehälter somit stärker ab.

Bevorzugt ist die Oberkante des Materialsammelbehälters im Querschnitt dreieckig oder trapezförmig gestaltet, insbeson- dere in der Art eines Hohlprofils. Vorzugsweise beträgt der Winkel a, der durch die zwei Kantenflächen der Oberkante gebildet wird, etwa 20° bis 120°, besonders bevorzugt zwischen 45° und 90°. Dieser Winkelbereich führt zu einer hohen Steifigkeit des Profils, sodass einer Verformung der Oberkante durch den Unterdrück in der Sammelkammer und durch den Auf- pressdruck des Deckels entgegengewirkt wird. Aufgrund dessen wird die Lebensdauer der Dichtung des Materialsammelbehälters verlängert. Weiterhin haben die derart geneigten Kantenflächen der Oberkante den Vorteil, dass sich kein bzw. kaum Saug- material an den Kantenflächen festsetzen kann. Je kleiner dabei der eingeschlossene Winkel, desto größer der Selbst- Reinigungseffekt, der an den Kantenflächen auftritt. Damit entfällt auch der aus dem Stand der Technik bekannte manuelle Reinigungsprozess, wodurch wiederum ein reibungsloser Arbeits- ablauf des Saugbaggers gewährleistet wird. Weiterhin wird durch die innere, geneigte Kantenfläche der Saugstrom in der Sammelkammer so abgelenkt, dass das im Saugstrom befindliche Saugmaterial die innenliegende Kantenfläche und die sich innerhalb der Nut befindliche Dichtung weniger verschleißt.

Bevorzugt weist die Oberkante an der Stoßlinie der Kanten- flächen einen Außenradius im Bereich von 8-65 mm, besonders bevorzugt 10-25 mm auf. Daraus resultiert, dass die Oberkante eine glatte und gleichzeitig für die Dichtwirkung ausreichend breite Fläche aufweist. Ein Vorteil dieser Ausführung ist, dass die Dichtung in der Verschlussposition geschont wird, da die Kraft, die beim Auflegen des Deckels auf die Oberkante entsteht, auf eine abgerundete Fläche einwirkt. Zum anderen wird durch die glatte Oberfläche einem Verschleiß in der Entleerungsposition entgegengewirkt, wenn das Saugmaterial an der Kante entlang ausgekippt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Saugbagger mit einem Materialsammelbehälter gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen . Vorzugsweise ist der Materialsammelbehälter so am Fahrzeug befestigt, dass er in Richtung einer Längsseite des Fahrzeugs ausgekippt werden kann. Insbesondere ist ein Auskippen des Materialsammelbehälters auf beiden Fahrzeug- seiten ermöglicht.

Gleichzeitig ist es zweckmäßig, wenn eine erhöhte Position der Kippachse vorgesehen ist, um ein Entleeren des Materialsammel- behälters auf unterschiedlich hohe Flächen, beispielsweise ein nebenstehendes Fahrzeug zu gestatten. Bevorzugt verläuft die Kippachse in einer Symmetrieebene des Materialsammelbehälters, die besonders bevorzugt in einem Ruhe-, Arbeits- oder Trans- portzustand eine Fahrzeuglängsachse einschließt.

Bevorzugt weist der Materialsammelbehälter neben oben genannten Merkmalen weitere Bestandteile auf. Der Material- sammelbehälter umfasst vorzugsweise einen Sauganschluss an seiner hinteren Stirnwand und eine Saugstromführung, die vom Sauganschluss durch die bereits erwähnte Sammelkammer zu einer Filtereinheit und nach dieser über einem Ventilator zu einem Abluftauslass führt. Weiterhin umfasst der Materialsammel- behälter bevorzugt an seinen beiden Stirnwänden jeweils ein Drehlager, welche eine Aufhängung des Materialsammelbehälters in der Kippachse gestatten. Der Materialsammelbehälter besitzt durch seine mit Versteifungskanten versehene Bauform erhebliche Vorteile gegenüber den vorbekannten Behälterformen, wie sie bei Saug- baggern bisher Anwendung finden. Durch die weiterhin realisierbare große Öffnung des Materialsammelbehälters, welche durch einen Deckel verschließbar ist, ist ein schnelles Entnehmen des darin befindlichen Saugmaterials möglich. Weiterhin kann durch die Versteifungskanten in der Behälter- wand auf gesonderte Aussteifungen verzichtet oder deren Anzahl jedenfalls reduziert werden, sodass bei einer hohen Steifig- keit des Materialsammelbehälters ein geringes Eigengewicht erzielbar ist. Schließlich steht ein größeres Volumen zum Sammeln von Material zur Verfügung als bei den herkömmlichen Materialsammelbehältern. Durch die Kombination der mit Versteifungskanten versehenen Behälterwand und der als Hohl- profil geformten Oberkante wird ein sehr steifer Rand erzielt und gleichzeitig eine optimierte Kontaktfläche zur Dichtung im Deckel bereitgestellt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezug- nahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Gesamtansicht eines erfindungsmäßigen MaterialSammelbehälters ;

Fig. 2 einen Detailausbruch aus der Ansicht des Material- sammelbehälters gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite perspektivische Gesamtansicht des MaterialSammelbehälters ; Fig. 4 einen Querschnitt der Behälterwand des Material- sammelbehälters in einem frühen Stadium der Dimensionierung;

Fig. 5 eine vereinfachte Schnittansicht der Behälterwand im Bereich seiner Oberkante;

Fig. 6 eine vereinfachte Schnittansicht des Materialsammel- behälters im Bereich einer Dichtung;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Materialsammelbehälters;

Fig. 8 eine perspektivische Gesamtansicht des Material- sammelbehälters.

Fig.l zeigt eine erste perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Materialsammelbehälters 01. In der dargestellten Ausführungsform ist der Materialsammelbehälter geschlossen und weist einen Deckel 06 auf, welcher in diesem Fall einteilig ausgebildet ist. Es sind auch Ausführungsformen mit mehrteiligen Deckeln möglich. Der Materialsammelbehälter besitzt mindestens eine Sammelkammer 23 (Fig. 6), in welche aufzunehmendes Material eingesaugt wird. Weiterhin verläuft längs durch den Materialsammelbehälter eine Kippachse 18, in welcher der Materialsammelbehälter 01 am Fahrgestell eines Saugbaggers (nicht gezeigt) aufhängbar ist. Weiterhin umfasst der Materialsammelbehälter 01 an einer Stirnwand einen Saug- anschluss 16. Ebenfalls an den Stirnwänden ist jeweils ein Drehlager 22 angeordnet, wobei sich die Kippachse 18 durch diese Drehlager 22 erstreckt. In Fig. 2 ist eine Detailansicht des Materialsammelbehälters gezeigt (Ausbruch A), deren Einzelheiten weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert werden.

Fig.3 zeigt eine zweite perspektivische Gesamtansicht des Materialsammelbehälters 01. In der dargestellten Ausführungs- form ist der Materialsammelbehälter 01 geschlossen. In Längs- richtung des Fahrgestells (nicht gezeigt) des Saugbaggers verläuft längs durch den Materialsammelbehälter die Kippachse 18, um welche der Materialsammelbehälter 01 zum Entleeren bei geöffnetem Deckel gekippt werden kann.

Der Materialsammelbehälter 01 besitzt eine Behälterwand 02, welche eine Vielzahl von Seitensegmentflächen 09 umfasst, die jeweils an Versteifungskanten 04 ineinander übergehen. Die Versteifungskanten 04 verlaufen parallel zur Längsrichtung des Materialsammelbehälters. In dieser Ausführungsform umfasst die Behälterwand 02 auf jeder Seite acht Segmentflächen 09 und zusätzlich eine Bodensegmentfläche 10. Die aneinander angrenzenden Seitensegmentflächen 09 sind winklig zueinander ausgerichtet, wobei die Behälterwand an jeder Versteifungs- kante nach innen abknickt, im oberen Bereich der Behälterwand um etwa 10°-20° und beim Übergang zur Bodensegmentfläche um etwa 90°. Anders ausgedrückt schließen unmittelbar benachbarte Seitensegmentflächen einen Winkel im Bereich ≥90° bis <180° ein. Die Versteifungskanten werden mithilfe der o.g. FEM- Berechnung im Konstruktionsprozess so positioniert, dass sie die Gesamtsteifigkeit des Materialsammelbehälters erhöhen, im Vergleich zu einer nicht mit Versteifungskanten versehenen Behälterwand .

Die Seitensegmentflächen 09 besitzen bevorzugt eine Breite nicht größer als das 150-fache ihrer Materialstärke. Wenn eine Materialstärke von beispielsweise 4mm gewählt ist, beträgt die Breite der Seitensegmentfläche <40cm.

Für eine weitere Erhöhung der Steifigkeit der Behälterwand sind in der dargestellten Ausführungsform mehrere Aussteifungselemente 11 als Querstreben an der Außenseite der Bodensegmentfläche 10 und in Längsrichtung angeordnet, welche als Hohlprofil ausgebildet sein können. Derartige Aussteifungselemente können bei Bedarf auch an einzelnen Seitensegmentflächen und/oder den Stirnseiten angebracht sein, bevorzugt an deren Außenseite.

In der in Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsform weisen auch die Stirnwände 03 Segmentflächen und Versteifungskanten auf. Die Stirnwände stehen im Wesentlichen senkrecht zu den Seiten- segmentflächen 09 der Behälterwand 02. Dies erhöht die Steifigkeit des gesamten Materialsammelbehälters.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Behälterwand 02, einschließlich einer Oberkante 08 des Materialsammelbehälters 01 in einer frühen Dimensionierungsphase. Beispielsweise durch Nutzung von FEM-Simulationen (siehe oben) kann der Querschnitt des Behälters und die Position der Versteifungskanten schritt- weise optimiert werden, bis die gewünschte Druckfestigkeit erreicht ist.

Die Seitensegmentfläche, welche auf der Kippseite des Materialsammelbehälters angeordnet ist, sollte eine möglichst große und gerade Fläche ausbilden, sodass das Saugmaterial in einer Entleerungsposition leichter und mit geringerem Wider- stand aus dem Behälter herausgleiten kann. Die Seitensegmentflächen 09 können aus einem Blechstück an der Versteifungskante 04 gekantet sein oder mehrteilig ausgebildet sein, sodass sie an den Versteifungskanten 04 miteinander verbunden sind, bevorzugt durch Schweißen. Die Versteifungs- kanten sind also, abhängig von den Abmessungen und dem Fertigungsprozess, als Abkantungen/Sicken im Material der Behälterwand oder als Schweiß- oder Falznähte zwischen den Seitensegmentflächen ausgeformt.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Materialsammelbehälters 01 im Bereich der Oberkante 08. Die Oberkante 08 bildet mindestens den oberen Rand der Sammelkammer 23, kann in abgewandelten Ausführungen aber auch den oberen Rand des gesamten Materialsammelbehälters 01 umfassen. Die Oberkante 08 verläuft somit am oberen Ende der Seitenwände mindestens der Sammelkammer 23. Die Oberkante 08 weist zwei winklig auf- einander zulaufende Kantenflächen 13 auf, die einen Winkel α einschließen. Dieser Winkel beträgt vorzugsweise 20° bis 160°, besonders bevorzugt 45° bis 90° sodass die Kantenflächen 13 eine größere oder geringere Neigung gegenüber der Horizontalen aufweisen. Die zwei Kantenflächen 13 sind winklig aufeinander zulaufend geneigt und bilden einen dreieckigen bzw. dach- förmigen, vorzugsweise hohlen Querschnitt. Alternativ kann der Querschnitt der Oberkante 08 auch trapezförmig gewählt sein. Auch aus Stabilitätsgründen ist die Kante bevorzugt als Hohl- profil gestaltet.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des Materialsammelbehälters 01 in einer Verschlussposition, in welcher der Deckel 06 auf der Oberkante 08 aufliegt. Der Deckel 06 ist bevorzugt als eine im Wesentlichen ebene Platte ausgebildet. Alternativ kann der Deckel 06 zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein oder Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweisen. Auf der Unterseite des Deckels 06 verläuft eine Nut 12, in welche eine Dichtung 07 mit einem rechteckigen Querschnitt formschlüssig ein- gelassen ist. Die Nut 12 kann zusätzlich auf ihrer offenen Seite eine durchgehende oder abschnittsweise Verengung besitzen, um das Herausfallen der Dichtung 07 zu verhindern. Unterhalb der Nut 12 und in der Verschlussposition in die Dichtung 07 eintauchend verläuft die Oberkante 08.

Die Position des Deckels 06 ist in der Verschlussposition so gewählt, dass sich die Oberkante 08 in die Dichtung 07 eindrückt, beispielsweise etwa um 1/4 bis 1/2 der Dicke der Dichtung 07.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht des Materialsammelbehälters 01, wobei ich der Deckel 06 in seiner Verschlussposition befindet. Der Deckel 06 verschließt den Materialsammelbehälter 01 in der Weise, dass sich die Oberkante 08 in die Dichtung 07 eindrückt (Fig. 6). Die eine oder die mehreren Seitensegment- flächen 09, welche auf der Kippseite des Materialsammel- behälters 01 angeordnet ist/sind, bildet/bilden eine im Vergleich zu den gegenüberliegenden Seitensegmentflächen große und an ihrer Innenseite hindernisfreie Fläche, sodass das Saugmaterial in der Entleerungsposition, d. h. bei gekipptem Materialsammelbehälter leicht und mit geringem Widerstand aus dem Behälter herausgleiten kann. An der Außenseite der besagten großen Seitensegmentfläche 09 sind daher mehrere quer zur Längserstreckung der Segmentfläche verlaufende Aussteifungselemente 11 angeordnet, welche die Seitensegment- fläche jeweils an mehreren Punkten abstützen. Diese Aussteifungselemente 11 können gleichzeitig die Halterung für die Kippachse 18 und für die stirnseitig positionierten Dreh- lager 22 bilden. An der Außenseite der Bodensegmentfläche 10 sind weitere Aussteifungselemente 11 angeordnet, welche als Quer- und Längsstreben geformt sind, wobei die in Längsrichtung verlaufenden Aussteifungselemente 11 vorzugsweise als Hohl- profil ausgebildet sind.

Der Materialsammelbehälter 01 weist in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise eine Höhe von ca. 1,8 m (bei geschlossenem Deckel) und eine Breite von ca. 1,9 m bis 2,4 m (an der breitesten Stelle) auf. Die Länge des Behälters liegt im Bereich von 3,5 m bis 4 m. Natürlich sind andere Abmessungen möglich, angepasst an den auszurüstenden Saug- bagger.

Fig. 8 zeigt nochmals eine Gesamtansicht des Materialsammel- behälters, etwa in einer der Fig. 1 entsprechenden Perspektive. In der hier dargestellten Ansicht ist der Materialsammelbehälter 01 geöffnet, wobei der Deckel zur Vereinfachung nicht gezeichnet ist. Die Behälterwand 02 setzt sich auf jeder Längsseite aus acht Seitensegmentflächen 09 und an der Unterseite der Bodensegmentfläche 10 zusammen. In dieser Ausführungsform schließen die aneinander angrenzenden Seitensegmentflächen 09 jeweils einen Winkel im Bereich von >70° bis <180° ein. Die Behälterwand besitzt bevorzugt eine Materialstärke von 4 mm, die Breite der einzelnen Seiten- segmentflächen 09 beträgt auf der von der Kippachse 18 abgewandten Seite zwischen aufeinanderfolgenden Versteifungs- kanten etwa 35 cm.

In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform weisen auch die Stirnwände 03 Seitensegmentflächen 09 und Versteifungskanten auf. Die Stirnwände 03 stehen im Wesentlichen senkrecht zu den Seitensegmentflächen 09 der Behälterwand 02. Dies erhöht, wie bereits oben beschrieben, die Steifigkeit des gesamten Materialsammelbehälters. Die Materialstärke und die Breite der an den Stirnseiten verbauten Segmente entsprechen denjenigen an der von der Kippachse abgewandten Seite des Behälters. Weiterhin ist aus Fig. 8 ersichtlich, dass im Materialsammel- behälter neben der Sammelkammer 23 weitere Kammern vorgesehen sind, in denen z. B. Filtereinheiten und die Ventilatoreinheit untergebracht sind.

- Bezugszeichenliste

01 MaterialSammelbehälter

02 Behälterwand

03 Stirnwände

04 Versteifungskante

05-

06 Deckel

07 Dichtung

08 Oberkante

09 Seitensegmentflächen

10 Bodensegmentfläche

11 Aussteifungselement

12 Nut

13 Kantenflächen

14

15

16 Sauganschluss

17

18 Kippachse

19

20

21

22 Drehlager

23 Sammelkammer

Claims

Patentansprüche

1. Materialsammelbehälter (01) eines Saugbaggers, wobei sich der Materialsammelbehälter (01) in Längsrichtung des

Saugbaggers erstreckt und eine Steifigkeit aufweist, welche einem Unterdrück standhält, der dem Betriebsunterdruck des

Saugbaggers entspricht, umfassend: - eine sich in der Längsrichtung erstreckende Behälterwand

(02) , welche an ihren beiden Stirnseiten mit Stirnwänden

(03) verbun st; - einen schwenkbaren Deckel (06) , welcher in einer

Verschlussposition den Materialsammelbehälter (01) an seiner Oberseite verschließt sowie in einer

Entleerungsposition offenlegt; - eine Dichtung (07) , welche in der Verschlussposition zwischen einer Oberkante (08) des

Materialsammelbehälters (01) und dem Deckel (06) verläuft, um den Materialsammelbehälter (01) abzudichten, sodass in diesem ein Unterdrück erzeugbar ist ; dadurch gekennzeichnet, dass - der Materialsammelbehälter (01) einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt besitzt; - die Behälterwand (02) mehrere sich in der Längsrichtung erstreckende Seitensegmentflächen (09) besitzt, die an

Versteifungskanten (04) ineinander übergehen, wobei zumindest einige aneinander angrenzende

Seitensegmentflächen (09) winklig zueinander stehen; - die Behälterwand (02) eine abgekantete Oberkante (08) aufweist, welche als Hohlprofil ausgebildet ist; - die Dichtung (07) in einer Nut (12) an der zur Oberkante

(08) gerichteten Seite des Deckels (06) eingelassen ist; - die Oberkante ( 08 ) durch zwei winklig aufeinander zulaufende Kantenflächen (13) gebildet ist, wobei die Breite der Oberkante (08) an der Stoßlinie der aufeinander zulaufenden Kantenflächen (13) schmaler als die Breite der Nut (12) ist, wobei in der Verschlussposition des Deckels (06) die Oberkante in die Dichtung (07) eintaucht. 2. Materialsammelbehälter (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mehrere aneinandergrenzende Seitensegmentflächen (09), einschließlich der zwischen ihnen verlaufenden Versteifungskanten (04) einstückig ausgebildet sind. 3. Materialsammelbehälter (01) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite von nicht zusätzlich versteiften Seitensegmentflächen (09) nicht größer als das 150-fache, bevorzugt nicht größer als das 100-fache ihrer Materialstärke ist. 4. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine oder mehrere Bodensegmentflächen (10) besitzt. 5. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite mindestens einer der Seitensegmentflächen (09) mindestens ein zusätzliches Aussteifungselement angeordnet.

6. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Seitensegmentflächen (09), die sich auf derjenigen Seite des Materialsammelbehälters befindet, über welche dieser zum Entleeren kippbar ist, zusätzliche Aussteifungselemente (11) besitzt.

7. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei aufeinander zulaufenden Kantenflächen (13) der Oberkante (08) einen Winkel α von 20° bis 90° einschließen.

8. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (08) an der Stoßlinie der aufeinander zulaufenden Kantenflächen (13) einen Außenradius im Bereich von 8 bis 65 mm aufweist.

9. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (08) der Behälterwand (02) im Querschnitt dreieckig oder trapez- förmig gestaltet ist.

10. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (08) durch einen abgekannten Abschnitt der Behälterwand (02) gebildet ist.

11. Materialsammelbehälter (01) nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der

Seitensegmentflächen (09) durch folgende Formel definiert ist :

wobei :

R_e Streckgrenze des Materials

P Bemessungsunterdruck in N/mm² x Verhältnis aus Segmentlänge 1 zu Segmentbreite b t Blechstärke b Segmentbreite

1 Segmentlänge

12. Saugbagger mit: einem Fahrzeuggestell mit einer Längsrichtung; einem auskippbarem Materialsammelbehälter (01) , der in einer parallel zur Längsrichtung verlaufenden Kippachse

(18) aufgehängt ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Materialsammelbehälter

(01) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgestaltet ist.

13. Saugbagger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialsammelbehälter (01) weiterhin einen Saug- anschluss (16) an seiner hinteren Stirnwand (03) und eine

Saugstromführung besitzt, die vom Sauganschluss (16) durch eine Sammelkammer (23) zu einer Filtereinheit (17) führt, und dass der Materialsammelbehälter (01) weiterhin an seinen beiden Stirnseiten jeweils ein Drehlager (22) besitzt, welche eine Aufhängung des Materialsammelbehälters

(01) in der Kippachse (18) gestatten. 14. Saugbagger nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (06) in der Verschlussposition den gesamten Materialsammelbehälter (01) an seiner Oberseite verschließt, und dass in der Verschlussposition die Dichtung (07) zwischen der Oberkante

(08) des Materialsammelbehälters (01) und dem Deckel (06) verläuft, um den gesamten Materialsammelbehälter (01) abzudichten, sodass in diesem ein Unterdrück erzeugbar ist.