V rámci své bakalářské práce zpracoval podrobný designový návrh rypadlonakladače s důrazem na ergonomické ovládání stroje.

Cesta ke konečnému návrhu vedla od zkoumání historického vývoje rypadlonakladačů přes mapování odlišných konstrukčních řešení až po pečlivé porovnání výhod a nevýhod způsobů ovládání těchto strojů používaných současnými výrobci. Výsledkem by měl být stroj, který přináší souhrn toho nejlepšího, co současná technika nabízí. Žádné sci-fi, žádné ohromující technické parametry, jednoduše rypadlonakladač, se kterým se dobře pracuje a v jehož kabině se dá pohodlně strávit celý pracovní den.

Nechme však hovořit samotného autora: "Při návrhu kabiny byl upřednostňován důraz na maximální možný výhled, s čímž souvisí velikosti prosklených ploch. Přední kapota je navržena s takovým sklonem, aby nebránila výhledu na přední lopatu, což je velmi výhodné zvláště při použití stroje pro různé terénní úpravy. K prosvětlení interiéru dále přispívá dvoupolohové střešní okno vybavené stahovatelnou sluneční clonou. Na kabině jsou nahoře umístěny pracovní světlomety v páru pro přední i zadní stranu, spojené vždy na jedné straně v kompaktní celek. Hlavní přední světlomet v sobě má zabudovány směrové ukazatele a je vyroben z plastu. Zadní blatníky jsou spojeny s kabinou a tvoří tak ucelený kompakt. Blatníky jsou vyrobené z plastu, čímž je zmenšena pohotovostní hmotnost stroje.

Při otevírání zadního děleného okna se v prvním kroku uvolní spodní sklo a zasune se pod vrchní část, ve které dojde k aretaci polohy do bočního rámu. Ve druhém kroku se odaretují obě okna od hlavního rámu a celý mechanismus je po bočním vedení zasunut pod střechu za pomocí pružin. V této poloze je okno opět zaaretováno proti nežádoucímu posunutí. Otevřít se dají také boční skleněné výplně nezávisle na otevření dveří o úhel 180° a to jak na straně dveří, tak na pravé straně nad chladičem.

Do kabiny se nastupuje pouze z levé strany, neboť pravá strana je díky konstrukčnímu řešení obsazena chladičem. Přístup je zajištěn dveřmi otevíratelnými v úhlu cca 120°, které jsou opatřeny vhodně umístěnými madly. Minimální rozměr dveří je ve spodní části 330 mm a uprostřed 700 mm, což je v souladu s minimálním nástupním prostorem, který činí ve spodní části 300 mm a v horní části 600 mm. Rypadlo-nakladač je vybaven dvojicí vnějších zrcátek umístěných na madlech a jedním vnitřním zrcátkem umístěným v pravém horním rohu interiéru. Vnější zrcátka jsou vyhřívaná a sklopná na celých konzolách, aby nesnižovala průjezdný profil stroje. Rám konzoly tvoří svařenec z trubek.

Nejdůležitější součástí pracovního prostoru rypadlo-nakladače je bezesporu interiér. Na přední palubní desce se nachází ovladače potřebné pro pojezd stroje, včetně informačního panelu umístěného na stavitelné konzole sloupku řízení, který obsluhu informuje o stavu stroje pomocí snadno čitelných a srozumitelných grafických symbolů. Na sloupku řízení je dále ovladač pro pojezd a řazení rychlostních stupňů umístěný vlevo a sdružený ovladač umístěný vpravo, kterým se ovládá zapínání předních hlavních světel, včetně přepínání mezi světly dálkovými a tlumenými a dále přední stěrač s ostřikovačem čelního skla. V levé spodní části přední přístrojové desky se nachází ovladač pro zapínání ukazatelů směru, který je doprovázen akustickým projevem. V pravé části přední přístrojové desky se nachází přepínač režimu řízení kol se sdělovačem polohy natočení zadních kol a nad nimi je umístěn popelník. Na stranách, ve spodní části a u čelního skla jsou umístěny výdechy klimatizace.

Na pravé palubní desce jsou umístěny hlavní sdělovače pod optimálním sklonem, zajišťující obsluze bezproblémovou čitelnost. Mezi ně se řadí otáčkoměr sdružený do jednoho celku se sdělovačem informujícím o základním stavu stroje, podobně jako v přední přístrojové desce, zde navíc s počítadlem motohodin. Je tím zaručena informovanost strojníka i při výkopových pracích, kdy by bylo nevhodné se pro zjištění stavu stroje otáčet. Dále je zde palivoměr, teploměry informující o teplotě oleje a chladící kapaliny a tlakoměr informující o tlaku v hydraulickém systému. Nachází se zde také spínací skříňka, ovladače pracovních světel, rádio s CD přehrávačem a odkládací schránka. Všechny sdělovače mají antireflexní úpravu číselníků. Ve spodní části pravé přístrojové desky se nachází joystick pro ovládání nakladače s opěrou zápěstí pro eliminaci únavy obsluhy, ovládání klimatizační soustavy, ovládání ručního plynu a popelník. V boční a přední části palubní desky se nachází úložné prostory s možností uzamčení.

V rypadlo-nakladači je užito sedadlo Grammer Maximo. Jedná se o sedadlo s pneumatickým odpružením určené do stavebních strojů s možností otáčení. Sedadlo je vybavené opěrami rukou, díky kterým se eliminuje únava strojníka na minimum, neboť díky jejich výškovému a úhlovému nastavení ve vertikálním směru přispívá k dokonalé ergonomii sezení. Sedadlo má výškově stavitelný sedák, výškově stavitelnou opěrku hlavy, nastavitelné odpružení a polohovací opěru. Joystickové ovladače rýpacího zařízení jsou nastavitelné, jak výškově, tak i horizontálně v obou směrech. Jsou vybaveny opěrami zápěstí a na každém z nich je uvedeno schéma použití dle normy ISO. Na levé konzole se nachází dále ovládání stabilizačních podpěr. Pravá konzola je opatřena tlačítkem pro vypnutí všech funkcí hydraulického pracovního zařízení, jako pojistka proti nechtěnému uvedení do provozu a tlačítkem pro změnu ovládání podkopu dle norem ISO, nebo SAE, což usnadňuje přechod na tento rypadlo-nakladač strojníkům zvyklým na jakýkoliv způsob.

Rám je použit pevný, který zajišťuje výbornou stabilitu stroje a výbornou nosnost vzhledem k váze stroje, kdy se nemění pozice těžiště, jako je tomu u strojů s kloubovým rámem. Přední náprava je výkyvná s maximálním úhlem 10° na každou stranu od střední polohy, zadní náprava je pevná. Poháněna je neustále jen zadní náprava, s možností přiřazení pohonu přední nápravy za chodu i pod zatížením. Všechna kola jsou použita o rozměru 405/70 R24 s pneumatikami s trakčním vzorkem pro docílení maximálního tahu na obvodu kol. Provozní brzdy jsou samostavitelné, lamelové v olejové lázni umístěné v nápravách a ovládané hydraulicky. Brzdový pedál je rozdělen na dvě části pro brždění zvlášť levé a zvlášť pravé části, s možností vzájemného spojení. Parkovací brzda se ovládá ruční pákou umístěnou na samostatné konzole pravé palubní desky, přes kterou je brzdící účinek přenášen na zadní nápravu.

Pro řízení je použit čistě hydraulický systém s hydrostatickým posilovačem řízení. Řízení je možno nastavit ve třech režimech: režim řízení dvou kol, režim řízení po kružnici a nezávislé řízení zadní nápravy. Nastavení se provádí otočným ovladačem umístěným na přední palubní desce, nad kterým se nachází grafický sdělovač polohy natočení jednotlivých kol. Zadní kola v režimu nezávislého řízení jsou ovládána pomocí dvojice tlačítek na předním joysticku, což je velice efektivní, neboť tento režim je hlavně využíván při práci s přední lopatou a obsluha tak má všechny potřebné ovladače neustále k dispozici na jednom místě.

Pojezd je hydrostatický s automatickou regulací s uzavřeným okruhem a převodovkou se dvěmi pracovními a dvěmi pojezdovými rychlostmi. Předvolení rychlostního stupně se provádí otočným ovladačem, kterým se dále ovládá směr pojezdu jednoduchým pohybem páky vpřed nebo vzad. V prostřední poloze se nachází neutrál. Pracovní rychlosti: 1. stupeň 0 – 5 km/h, 2. stupeň 0 – 16 km/h. Pojezdové rychlosti 1. stupeň 0 – 10 km/h, 2. stupeň 0 – 40 km/h. Přepínání mezi pracovními a pojezdovými rychlostmi ovládá přepínač na přední přístrojové desce, který je označen symbolem želvy – pro pracovní rychlosti a symbolem zajíce pro pojezdové rychlosti.

Hydraulický systém je rozdělen na okruh pracovní a pojezdový. Oba okruhy jsou hydrostatické. Okruh pro pojezd se skládá z motoru, na něj přes spojku připojeného pojezdového axiálního pístového hydrogenerátoru, na který je přes tlakové hadice napojen rozvaděč připojený tlakovými hadicemi k pojezdovému hydromotoru, který přes převodovku s rozvodovkou a mezinápravový diferenciál pohání obě nápravy. Axiální pístový hydrogenerátor s maximálním průtočným množstvím 160 l/min je s rozdělovačem průtoku, přednostně pro řídící okruh.
Pracovní okruh se skládá ze zubového hydrogenerátoru napojeného přes spojku na motor. Z pracovního zubového hydrogenerátoru je olej pod tlakem přiváděn do rozvaděčů jednotlivých okruhů pracovního systému, z nichž je pak olej dále rozváděn do hydraulických válců jednotlivých pracovních komponent. Rozvaděče pracovních zařízení jsou navíc vybaveny přídavnými okruhy pro volitelná zařízení, jakými může být hydraulické kladivo, hydraulické nůžky, řezačka asfaltu, sněžná fréza apod., které je možné uchytit pomocí univerzálního rychloupínacího zařízení.

V rypadlo-nakladači je použit čtyřtaktní přeplňovaný naftový motor Perkins 1104A-44T. Motor je uložen podélně a má oboustranně vyvedený klikový hřídel, který umožňuje připojení hydrogenerátorů. Uvnitř je chráněn pevným krytem s výbornými zvuko-izolačními a tepelně-izolačními vlastnostmi, na kterém je umístěno sedadlo řidiče, které je pro přístup k motoru možné sklopit. Pro sklopení se musí nacházet sedadlo v přední poloze a nastavitelné konzoly joysticků ovládajících rýpací zařízení musí být fixovány v základní boční poloze, aby nedošlo k vzájemné kolizi.

Rýpací zařízení se skládá ze stabilizačních opěr, otoče, výložníku, teleskopické násady, zadní lžíce, redukčních mechanismů a hydraulických válců. V modelu je použito zahnutého výložníku firmy Caterpillar pro jeho výborné dosahové schopnosti i přes překážky. Pro zmenšení celkového dojmu z rýpacího zařízení je zvoleno barevné kombinace, která daný celek volbou různých barev rozdělila, čímž působí toto zařízení menším dojmem. Pro vedení stabilizačních opěr je využito vodící pouzdro z technické pryže.

Zařízení nakladače využívá „Z“ kinematiku, která se vyznačuje výbornými vylamovacími schopnostmi. Rychloupínací zařízení umožňuje obsluze výměnu pracovního nářadí bez nutnosti výstupu z kabiny. Přední čelisťová lopata se užívá s výhodou při nabírání sypkých hmot, čí povrchové úpravě terénu, kdy spodní břit tvoří dokonalou rovinu. Objem lopaty je 1,2 m3, při šířce 2300 mm. Rypadlo-nakladač je vybaven volitelným systémem tlumení rázů při pojezdu vřazeným dusíkovým akumulátorem do okruhu přední lopaty, což zajišťuje skvělou řiditelnost i při nevyvážení stroje, např. při převážení těžkého materiálu v přední lopatě po nezpevněné komunikaci, kdy by jízdní stabilita stroje byla ohrožena, neboť by již neplatilo rozložení hmotnosti mezi nápravami v poměru 50 : 50.

Jako schéma barevného provedení byla ponechána klasická žlutá barva užívaná na stavební technice, ovšem byla oživena černými liniemi, které dodávají danému řešení dynamičtější styl.

Model je zhotoven v měřítku 1:10. Jako základní materiál pro stavbu je použito plynosilikátové tvárnice Hebel o rozměrech 200 x 250 x 600 mm, ze které je vyhotovena kabina spolu se zadními nosníky a stabilizačními podpěrami. Pracovní zařízení je zhotoveno z pozinkovaných plechů tloušťky 0,55 mm a je zkompletováno pájením. Kola jsou soustružena z dubového dřeva a přední náprava je vyřezána z dřeva lipového. Po vyřezání základního tvaru a následném dobroušení, následovalo zatmelení tvárnicových pórů sádrou a jemné přebroušení smirkovým papírem. Po této úpravě následoval nástřik modelu základovou barvou a poté acetonovou barvou ve žluto-oranžovém odstínu. Následně byla na modelu dokreslena okna a dveře."

Je pro mě velice pozoruhodné, jak komplexně Vilém Wolf k návrhu rypadlonakladače přistoupil, kolik informací musel zjistit, kolik strojů prozkoumat a co se mu nakonec podařilo vytvořit. Jsem také velice rád, že mu jako hlavní zdroj vědomostí posloužil náš server.