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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorzug und die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2020-0083692 , die am 07. Juli 2020 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kabine für eine Baumaschine und insbesondere eine Kabine für eine Baumaschine, wobei die Kabine in ihrer Gestalt veränderte Fenster aufweist, um Resonanzen der Fenster zu verhindern.
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HINTERGRUND
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Bei Baumaschinen handelt es sich im Allgemeinen um Maschinen, die für die Durchführung verschiedener Arbeiten im Hoch- und Tiefbau ausgelegt sind, wie z. B. Aushub-, Transport-, Bohr- und Pflasterarbeiten, dabei gibt es etwa Bagger, Lader, Gabelstapler usw. Entsprechend der Struktur solcher Baumaschinen umfasst die Baumaschine ein Fahrzeug, eine Arbeitseinheit zur Durchführung von Arbeiten, eine Kabine für einen Fahrer und einen Hauptrahmen, der mit dem Hauptrahmen verbunden ist und die Arbeitseinheit und die Kabine trägt. Die Kabine ist an einer Seite des Hauptrahmens angeordnet, und in der Kabine befindet sich für den Fahrer zur Bedienung der Arbeitseinheit eine Bedienvorrichtung.
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Da Baumaschinen Energie aus fossilen Brennstoffen in hydraulischen Druck umwandeln und den hydraulischen Druck wiederum in mechanische Energie umwandeln, werden bei Arbeiten mit hoher Leistung unvermeidlich Vibrationen und Lärm erzeugt. Insbesondere bei Baumaschinen, wie z. B. einem Bagger, ist der Maschinenraum in der Nähe der Kabine angeordnet, um einen Motor zur Stromerzeugung anzubringen. Der Raum unter oder in der Nähe des Betriebsraums wird derart als Maschinenraum genutzt, dass strukturbedingt Lärm und Vibrationen des Motors leicht auf den Arbeiter einwirken.
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1 ist eine Ansicht einer Baumaschine aus dem Stand der Technik. Bezugnehmend auf 1 umfasst eine Baumaschine 10 aus dem Stand der Technik ein Fahrzeug 12, das aus Rädern oder einer Raupe besteht, eine auf dem Fahrzeug 12 angebrachte Pritsche 14, eine Kabine 16, die an einer Seite der Pritsche 14 angeordnet ist, einen Maschinenraum 18, der an einer anderen Seite de Pritsche 14 angeordnet ist, und eine Arbeitseinheit (nicht dargestellt), die von der Pritsche 14 getragen wird und verschiedene Arbeiten, wie z. B. Grubenaushub, durchführt.
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Der Maschinenraum 18 umfasst einen Motor 18c, der Strom erzeugt, einen Vorreiniger 18a, der zunächst die von außen angesaugte Luft filtert, einen Luftreiniger 18b, der anschließend die vom Vorreiniger gefilterte Luft filtert und dem Motor 18c zuführt, und einen Schalldämpfer 18d, der den Lärm reduziert, indem er die Verstärkung eines vom Motor 18c erzeugten Explosionsgeräuschs unterbindet und den Schall absorbiert.
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Der Vorreiniger 18a und der Luftfilter 18b sind nahe der Kabine 16 angeordnet, so dass die vom Vorreiniger 18a und vom Luftfilter 18b erzeugten Vibrationen vollständig auf die Fenster der Kabine 16 übertragen werden. Wenn die Vibrationen, wie oben beschrieben, auf die Fenster der Kabine 16 übertragen werden, kann die vom Fahrer empfundene Ermüdung durch das Rütteln der Fenster verstärkt werden.
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Insbesondere die Heckscheibe der Kabine 16 befindet sich relativ nahe am Motor 18c, dem Schalldämpfer 18d usw., die auf eine Weise Hauptvibrationsfaktoren sind, dass eine große Vibrationskraft auf sie einwirkt. Außerdem wird die auf die Fenster wirkende Vibrationskraft durch Widerstandskörper wie den Vorreiniger 18a und den Luftfilter 18b verstärkt. Betreibt der Fahrer das Fahrzeug mit dem Motor 18c mit einer Drehzahl, die der Eigenfrequenz der Fenster entspricht, bringt die durch die Luft übertragene Vibrationskraft die Fenster zum Schwingen. Außerdem werden die auf die Fenster übertragenen Erschütterungen auf die Luft in der Kabine 16 übertragen, wodurch sie als Resonanzgeräusch auf den Fahrer übertragen werden. Da der Resonanzschall, selbst wenn seine Frequenz niedrig ist, wie z. B. bei einem Tieftöner, mit einem hohen Energieniveau auf den Fahrer übertragen wird, besteht das Problem, dass der Resonanzschall die Arbeitseffizienz verschlechtert, indem er den Fahrer ermüdet, und einen Sicherheitsunfall verursachen kann, weil die Konzentrationsfähigkeit des Fahrers beeinträchtigt wird.
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Um dieses Problem zu lösen, könnte man in Erwägung ziehen, die Positionen der Geräte, die als Vibrationsquellen fungieren, zu ändern, jedoch ist es sehr schwierig, die Anordnung von Geräten zu ändern, die bereits in großen Mengen hergestellt werden.
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[Stand der Technik-Dokument]
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[Patentdokument]
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Koreanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr.
10-2016-0112592 -
ÜBERBLICK
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Um die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, eine Kabine für eine Baumaschine bereitzustellen, wobei die Kabine Fenster mit veränderter Form aufweist, um Resonanzen der Fenster zu verhindern.
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Um die Ziele zu erreichen, beziehen sich erfindungsgemäße Ausführungsformen auf eine Kabine für eine Baumaschine, in die ein Fahrer einsteigt, in der ein Fenster von einer Vielzahl von Fenstern, die an der Kabine angeordnet sind, das derart positioniert ist, dass es einem Maschinenraum zugewandt ist, konvex ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform hat die Kabine einen Sitzplatz für den Fahrer, eine hinter dem Sitzplatz angeordnete Rückwand und eine Heckscheibe, die an der Rückseite der Kabine zum Maschinenraum hin angeordnet ist. Die Heckscheibe ist mit dem Heck verbunden, und der Rand der Heckscheibe und ein Kabinenkörper der Rückseite sind durch einen Klebstoff verbunden.
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In einer Ausführungsform ist die dem Maschinenraum zugewandte Außenfläche des Fensters gekrümmt, um eine Wölbung zu erhalten.
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In einer Ausführungsform ist die dem Maschinenraum zugewandte Innenfläche des Fensters gekrümmt, um eine Wölbung zu erhalten.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Innenfläche und die Außenfläche des dem Maschinenraum zugewandten Fensters gekrümmt, so dass sie eine Wölbung aufweisen. Wenn Normalen einer Gerade, die das obere Ende und das untere Ende des Fensters verbindet, die Innenfläche und die Außenfläche des Fensters kreuzen und eine Normale, die die Mitte der Außenfläche des Fensters der Normalen der Geraden schneidet, eine Mittelsenkrechte ist, so wird der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Außenfläche des Fensters und der Mittelsenkrechten größer als der Abstand zwischen den Schnittpunkten anderer Normaler als der Mittelsenkrechten der Normaler der Geraden und den Schnittpunkten der Außenfläche des Fensters und der anderen Normalen als der Mittelsenkrechten.
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In einer Ausführungsform ist das Fenster so angeordnet, dass es einem im Maschinenraum montierten Vorreiniger zugewandt ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Wölbung der Außenfläche des Fensters 4 mm bis 10 mm beträgt.
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In einer Ausführungsform beträgt die Dicke des Fensters 4 mm bis 10 mm.
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In einer Ausführungsform ist die Baumaschine ein Nullheckgerät und der Abstand zwischen Maschinenraum und Kabine ist gering.
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In einer Ausführungsform beträgt die Eigenfrequenz des Fensters 50 Hz bis 80 Hz.
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Um die Ziele zu erreichen, beziehen sich andere erfindungsgemäße Ausführungsformen auf eine Kabine für eine Baumaschine, in die ein Fahrer einsteigt, in der ein Fenster, das so positioniert ist, dass es einem Maschinenraum zugewandt ist, von einer Vielzahl von Fenstern, die an der Kabine angeordnet sind, konvex ausgebildet ist. Die innere Oberfläche und die äußere Oberfläche des Fensters, das dem Maschinenraum zugewandt ist, sind gekrümmt, damit eine Wölbung vorliegt. Wenn Normalen einer Gerade, die das obere Ende und das untere Ende des Fensters verbindet, die innere Oberfläche und die äußere Oberfläche des Fensters schneiden und eine Normale, die die Mitte der äußeren Oberfläche des Fensters der Normalen der Gerade schneidet, eine Mittelsenkrechte ist, so ist der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Außenfläche des Fensters und der Mittelsenkrechten größer als der Abstand zwischen den Schnittpunkten anderer Normaler als der Mittelsenkrechten der Normalen der Gerade und den Schnittpunkten der Außenfläche des Fensters und der anderen Normalen als der Mittelsenkrechten. Der Schnittpunkt der Außenfläche des Fensters mit der Mittelsenkrechten ist so angeordnet, dass er einem im Maschinenraum angebrachten Vorreiniger zugewandt ist.
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Da der Mittelteil der Heckscheibe konvex vorsteht, wird die Heckscheibe auch dann nicht in Resonanz versetzt, wenn eine Vibrationskraft von außen auf die Heckscheibe übertragen wird, wodurch ein Sicherheitsunfall verhindert wird.
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Da die Resonanzgeräusche nicht durch eine einfache Änderung der Form der Heckscheibe auf den Fahrer übertragen werden, ist es möglich, die Resonanz der Heckscheibe ohne große zusätzliche Kosten zu verhindern und die Gesamtkosten zu senken.
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Die Form der Heckscheibe, bei der der innere Teil dick und der äußere Teil gekrümmt ist, verhindert eine Resonanz aufgrund einer von außen einwirkenden Schwingung.
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Da die Heckscheibe über ein Kupplungsteil verfügt, lässt sich die Heckscheibe leicht in die Rückseite einsetzen und die Kosten werden reduziert.
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Der vorstehende Überblick dient lediglich der Veranschaulichung und soll in keiner Weise einschränkend sein. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale durch Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren und die folgende detaillierte Beschreibung deutlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die eine Baumaschine aus dem Stand der Technik zeigt,
- 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Umgebung beschreibt, in der die Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform installiert ist;
- 3 ist eine Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
- 4A und 4B sind Ansichten, die das Ergebnis einer dynamischen Steifigkeitsanalyse (CAE) an einer Rückscheibe einer Kabine für eine Baumaschine aus dem Stand der Technik beschreiben;
- 5 ist ein Diagramm zum Vergleich der Phasen des Anstiegs der dynamischen Steifigkeit in Abhängigkeit von der Dicke der Heckscheibe einer Kabine für eine Baumaschine aus dem Stand der Technik;
- 6 ist eine schematische Ansicht, die eine erste Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt;
- 7 ist eine schematische Ansicht der ersten Ausführungsform der Heckscheibe von 6;
- In den bis sind Bereichsdiagramme dargestellt, die vergleichen, ob in einer Heckscheibe des Standes der Technik und der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heckscheibe Resonanz erzeugt wird,
- 9 ist ein Diagramm zum Vergleich der dynamischen Steifigkeitserhöhungsphasen in Abhängigkeit von der Wölbung der ersten Ausführungsform der Heckscheibe der Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- 10A und 10B sind Ansichten, die das Ergebnis der dynamischen Steifigkeitsanalyse (CAE) in der ersten Ausführungsform einer Heckscheibe einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreiben;
- 11 ist eine schematische Ansicht der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- 12 ist eine Ansicht, die schematisch eine zweite Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
- 13 ist eine schematische Ansicht, die eine dritte Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt; und
- 14 ist eine schematische Ansicht, die eine vierte Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen, die einen Teil dieser Beschreibung bildet. Die in der detaillierten Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sollen nicht einschränkend verstanden werden. Es können auch andere Ausführungsformen verwendet und andere Änderungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch die Erfindungsidee oder der Schutzbereich des hier vorgestellten Gegenstands verlassen würde.
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Nachfolgend werden Kabinen für eine Baumaschine nach beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren im Detail beschrieben.
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2 ist eine schematische Ansicht, die eine Umgebung beschreibt, in der die Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform installiert ist, und 3 ist eine Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
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Bei der in den 2 und 3 gezeigten Baumaschine 1000 kann es sich zum Beispiel um einen Bagger handeln. Die Baumaschine 1000 umfasst ein Fahrzeug 200, das aus Rädern oder einer Raupe besteht, eine auf dem Fahrzeug 200 montierte Pritsche 300, eine Kabine 100, die an der Vorderseite der Pritsche 300 angeordnet ist, einen Maschinenraum 400, der an der Rückseite der Pritsche 300 angeordnet ist, und eine Arbeitseinheit 500, die verschiedene Arbeiten wie das Ausheben oder Auffüllen des Bodens durchführt. Die Kabine 100 und die Arbeitseinheit 500 können auf beiden Seiten der Vorderseite der Pritsche 300 angeordnet sein. Die Pritsche 300 kann drehbar ausgeführt sein.
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Die Kabine 100 ist im Wesentlichen sechseckig geformt und hat einen Sitzplatz 100a, in den ein Fahrer, der die Baumaschine 100 bedient, einsteigen kann. Eine Vorderseite 102 und eine Rückseite 104 sind vor bzw. hinter dem Sitzplatz 100a angeordnet, ein Paar seitlicher Seiten 106 ist an beiden Seiten zwischen der Vorderseite 102 bzw. der Rückseite 104 angeordnet, und eine Oberseite 108 und ein Boden (nicht dargestellt) sind oben und unten zwischen der Vorderseite 102 bzw. der Rückseite 104 angeordnet. Obwohl die hintere Seite 104 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform derart angeordnet ist, dass sie dem Maschinenraum 400 zugewandt ist, ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt ist und dass jede aus der Vorderseite 102 und den seitlichen Seiten 106 ausgewählte Seite so angeordnet sein kann, dass sie dem Maschinenraum 400 fallweise zugewandt ist. Die Positionen der vorderen Seite 102, der hinteren Seite 104 und der seitlichen Seiten 106 sind keine absoluten Positionen, so dass die Positionen je nach den Gegebenheiten vor Ort oder im Verlauf der Konstruktion geändert werden können.
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Fenster sind an der Vorderseite 102, der Rückseite 104, den seitlichen Seiten 106 und der Oberseite 108 mit Ausnahme der Unterseite vorhanden. Einige der Fenster können angebracht/abgenommen oder geöffnet werden. Unter den Fenstern befindet sich die Heckscheibe 110, die auf der dem Maschinenraum 400 zugewandten Rückseite 104 positioniert ist, relativ nahe an einem Motor, einem Schalldämpfer 420 usw., die derart Hauptvibrationsfaktoren im Maschinenraum 400 sind, dass eine große Vibrationskraft auf die Heckscheibe 110 einwirkt. Da die Heckscheibe 110 außerdem so positioniert ist, dass sie Widerstandskörpern wie einem Vorreiniger 410 und einem Luftfilter (nicht dargestellt) gegenübersteht, wird eine große Vibrationskraft auf die Heckscheibe 110 derart ausgeübt, dass die Vibrationskraft eine Energie hat, die ausreicht, um die Heckscheibe 110 in Schwingungen zu versetzen. Dementsprechend ist es erforderlich, die Form der Heckscheibe 110 strukturell zu verändern, um eine Resonanz der Heckscheibe 110 zu verhindern. Im Folgenden wird die detaillierte Form der erfindungsgemäßen Heckscheibe 110 mit dem Stand der Technik verglichen.
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4A und 4B sind Ansichten, die das Ergebnis einer dynamischen Steifigkeitsanalyse (CAE) an einer Rückscheibe einer Kabine für eine Baumaschine aus dem Stand der Technik beschreiben.
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In den 1 bis 4A ist das Ergebnis einer dynamischen Steifigkeitsanalyse (CAE) einer Heckscheibe 20 aus dem Stand der Technik dargestellt. Es ist zu erkennen, dass alle Kanten der Heckscheibe 20 an der Rückseite 116a einer Kabine 16 befestigt sind, so dass die dynamische Steifigkeit der Heckscheibe 20 zur Mitte hin abnimmt, die weit von der Rückseite 16a entfernt ist, und ein Resonanzpunkt 20a in der Mitte liegt.
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Aus 4B ist ersichtlich, dass die Dicke einer Heckscheibe 22 des Standes der Technik um 20 % der Dicke der in 4A gezeigten Heckscheibe 20 erhöht wurde, jedoch war der Effekt der Erhöhung der dynamischen Steifigkeit mit nur etwa 5 % in Bezug auf die Analyse nicht groß, und die Position eines Resonanzpunktes 22a hat sich auch nicht wesentlich verändert.
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5 ist ein Diagramm zum Vergleich der Phasen des Anstiegs der dynamischen Steifigkeit in Abhängigkeit von der Dicke der Heckscheibe einer Kabine für eine Baumaschine aus dem Stand der Technik.
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Aus 5, die zum Vergleich der Verbesserung der dynamischen Steifigkeit in Abhängigkeit von der Dicke einer Heckscheibe aus dem Stand der Technik dient, ist ersichtlich, dass der Frequenzpegel, bei dem die Heckscheibe in Resonanz geht, umso höher ist, je größer die Dicke ab 4 mm ist, jedoch zeigt die Trendlinie, dass die dynamischen Steifigkeit mit zunehmender Dicke ab 5 mm nicht mehr groß ansteigt. In Anbetracht der Produktivität liegt die Grenze der Dicke von Heckscheiben, die bisher in großen Mengen hergestellt werden können, bei 12 mm, und es zeigt sich, dass dieser Bereich zwar effektiv ist, die Wirkung jedoch gering ist.
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Die Dicke von Heckscheiben beträgt 4 mm bis 10 mm. Beträgt die Dicke einer Heckscheibe 4 mm, so ist dies der niedrigste Zahlenwert, bei dem in der Grafik ein aussagekräftiger Effekt erzielt werden kann. Bei einer Dicke der Heckscheibe von 10 mm kann ein Effekt erzielt werden, und dieser Zahlenwert stellt das Maximum für die Herstellung dar. Vorzugsweise liegt die Dicke einer Heckscheibe mit 6 mm zwischen 4 mm und 10 mm .
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6 ist eine schematische Ansicht, die eine erste Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt, und 7 ist eine Ansicht, die die erste Ausführungsform des Heckfensters von 6 schematisch zeigt.
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Die Bezugsziffer der Heckscheibe war 110 in 3, und die Bezugsziffer einer der ersten Ausführungsform entsprechenden Heckscheibe ist 116 in 6 und 7.
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Gemäß den 3, 6 und 7 weist die Kabine 100 einen Sitzplatz 100a auf, in den ein Fahrer einsteigen kann, die Rückseite 104 ist hinter dem Sitzplatz 100a angeordnet, und das Heckfenster 116 ist an der Rückseite 104 gegenüber dem Maschinenraum 400 angeordnet (siehe 2).
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Die Heckscheibe 116 ist mit der Rückwand 104 verbunden, und der Rand der Heckscheibe 116 und der Kabinenkörper 150 der Rückwand 104 sind durch einen Klebstoff (ad) verbunden. Bei dem Klebstoff (ad) handelt es sich um einen gängigen Klebstoff, der in der Regel in der Industrie verwendet wird, weshalb er nicht näher beschrieben wird.
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In der Kabine 100 für eine Baumaschine, in die ein Fahrer einsteigt, kann das Fenster 116 (z. B. das Heckfenster) von einer Vielzahl von Fenstern der Kabine 100, das dem Maschinenraum 400 zugewandt ist, konvex geformt sein.
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Die dem Maschinenraum 400 zugewandte Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 ist so gekrümmt, dass sie eine Wölbung aufweist. Die Innenfläche 116a der Heckscheibe 116, die dem Sitzraum 100a zugewandt ist, ist so gekrümmt, dass sie eine Wölbung aufweist. Das heißt, die Innenfläche 116a und die Außenfläche 116b der Heckscheibe 116, die dem Maschinenraum 400 zugewandt ist, sind so gekrümmt, dass sie eine Wölbung aufweisen.
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Wenn Normalen einer Geraden A, die das obere Ende und das untere Ende der Heckscheibe 116 verbindet, die Innenfläche 116a und die Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 schneiden, kann die Normale B, die die Mitte der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 schneidet, der Normalen der Geraden A als Mittelsenkrechte B definiert werden. Der Abstand L zwischen dem Schnittpunkt der Geraden A und der Mittelsenkrechten B und dem Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und der Mittelsenkrechten B ist größer als „die Abstände, die von den anderen Normalen als der Mittelsenkrechten B der Normalen der Geraden A gebildet werden“. Die „Abstände, die von den anderen Normalen als der Mittelsenkrechten B der Normalen der Geraden A gebildet werden“ sind die Abstände zwischen den Schnittpunkten der anderen Normalen als der Mittelsenkrechten B der Normalen der Geraden A und den Schnittpunkten der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und den anderen Normalen als der Mittelsenkrechten B.
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Alternativ können die Innenfläche 116a und die Außenfläche 116b der dem Maschinenraum 400 zugewandten Heckscheibe 116 gekrümmt sein, und die Dicke zwischen der Innenfläche 116a und der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 kann gleichmäßig sein.
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Der Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und der Mittelsenkrechten B, d. h. ein Resonanzpunkt, kann in der Mitte der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 liegen. Dies basiert auf der Tatsache, dass der Resonanzpunkt in der Mitte der Heckscheibe 116 positioniert ist, wie in 4 gezeigt, und die Wölbung wird auf der Grundlage der Tatsache angewendet, dass die Mitte der Heckscheibe 116 am stärksten konvex hervorsteht. Wenn die Heckscheibe 116 derart geformt ist, dass sie in der Mitte eine Wölbung aufweist, erhöht sich die dynamische Steifigkeit um das Zweifache oder mehr im Vergleich zu einer einfachen Erhöhung der Dicke wie bei den Heckscheiben im Stand der Technik.
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Die Heckscheibe 116 ist so angeordnet, dass sie dem im Maschinenraum 400 montierten Vorreiniger 410 (siehe 2) zugewandt ist. Genauer gesagt ist es möglich, die Kabine so zu gestalten, dass der Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 mit der Mittelsenkrechten B, d. h. der Resonanzpunkt, so angeordnet ist, dass er dem am Maschinenraum 400 angebrachten Vorreiniger 410 zugewandt ist, um zu verhindern, dass die Heckscheibe 116 aufgrund einer durch den Vorreiniger 410 aufgebrachten Vibrationskraft in Resonanz gerät.
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In den bis sind Bereichsdiagramme dargestellt, die vergleichen, ob in einer Heckscheibe des Standes der Technik und der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heckscheibe Resonanz erzeugt wird.
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In 8A ist eine Heckscheibe 24a nach dem Stand der Technik derart ausgebildet, dass sie eine Dicke von 4T hat, und der Frequenzpegel, bei dem Resonanz erzeugt wird, beträgt 4 Hz. Es ist zu erkennen, dass die Heckscheibe 24a nach dem Stand der Technik bei 1380 U/min in Resonanz ist.
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In 8B ist eine Heckscheibe 24b nach dem Stand der Technik derart ausgebildet, dass sie eine Dicke von 5T hat, und der Frequenzpegel, bei dem Resonanz erzeugt wird, beträgt 55 Hz. Es ist zu erkennen, dass die Heckscheibe 24b nach dem Stand der Technik bei 1650 U/min in Resonanz ist.
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Wie in 7 und 8C dargestellt, sind die erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und 111b derart ausgebildet, dass sie eine Dicke von 6T und eine Wölbung von 8 mm aufweisen. Die Wölbung von 8 mm bedeutet, dass der Abstand L zwischen dem Schnittpunkt der Geraden A und der Mittelsenkrechten B und dem Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und der Mittelsenkrechten B 8 m beträgt. Die Frequenz, bei der die hinteren Fenster 111b und 116 in Resonanz sind, beträgt 69 Hz, so kann man sehen, dass die Frequenz relativ höher als die der hinteren Fenster im Stand der Technik gemessen wird und das erfindungsgemäße hintere Fenster ist derart eingerichtet, dass es nicht in Resonanz ist.
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9 ist ein Diagramm zum Vergleich der dynamischen Steifigkeitserhöhungsphasen in Abhängigkeit von der Wölbung der ersten Ausführungsform der Heckscheibe der Kabine für eine Baumaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wenn man in den 7 und 9 vergleicht, ob die dynamische Steifigkeit in Abhängigkeit von der Dicke der Heckscheibe 116 entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zunimmt, ist zu erkennen, dass die dynamische Steifigkeit umso größer ist, je stärker die Wölbung ist. Bedenkt man, dass die Grenze, bis zu der Heckscheiben im Wesentlichen hergestellt werden können, bei 8 mm liegt (der Abstand L zwischen dem Schnittpunkt der Gerade A und der Mittelsenkrechten B und dem Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und der Mittelsenkrechten B), erkennt man, dass die dynamische Steifigkeit erheblich verbessert wird, d. h. die Eigenfrequenz, die die Resonanz einer Scheibe erzeugt, ist innerhalb des Massenproduktionsbereichs sehr hoch.
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Die Wölbung der Außenfläche der Heckscheibe 116 beträgt 4 mm bis 10 mm. Beträgt die Wölbung der Außenfläche der Heckscheibe 116 4 mm, so ist dies der niedrigste numerische Wert über 60 Hz, bei dem ein Effekt erzielt werden kann. Beträgt die Wölbung der Außenfläche der Heckscheibe 10 mm, so kann ein Effekt erzielt werden, und dies ist ein Zahlenwert, der das Maximum für die Herstellung darstellt. Am besten ist es, wenn die Wölbung der Außenfläche der Heckscheibe 116 mit 8 mm zwischen 4 mm und 10 mm liegt.
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Weiter erkennt man, dass die Eigenfrequenz der Heckscheibe bei 50 Hz bis 80 Hz angemessen ist.
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Die 10A und 10B sind Ansichten, die das Ergebnis der dynamischen Steifigkeitsanalyse (CAE) in der ersten Ausführungsform einer Heckscheibe einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreiben.
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Bezugnehmend auf die 4A, 7 und 10A sind die erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und lila der vorliegenden Offenbarung eingerichtet, eine Dicke von 5T und eine Wölbung aufzuweisen. Die erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und 111a haben ein hohes Frequenzniveau und einen niedrigen Resonanzpunkt, verglichen mit der in 4A gezeigten Heckscheibe 20 des verwandten Standes der Technik, so dass es einen Effekt dahingehend gibt, dass keine Resonanz erzeugt wird.
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Gemäß den 4A, 7 und 10B sind die erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und 111b eingerichtet, eine Dicke von 6T und eine Wölbung von 8 mm aufzuweisen. Die Wölbung von 8 mm bedeutet, dass der Abstand L zwischen dem Schnittpunkt der Geraden A und der Mittelsenkrechten B und dem Schnittpunkt der Außenfläche 116b der Heckscheibe 116 und der Mittelsenkrechten B 8 m beträgt. Die erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und 111b haben, verglichen mit der in 4B gezeigten Heckscheibe 22 des Standes der Technik, ein hohes Frequenzniveau und einen niedrigen Resonanzpunkt, so dass keine Resonanz erzeugt wird. Da bei den erfindungsgemäßen Heckscheiben 116 und 111b der Frequenzpegel deutlich erhöht und der Resonanzpunkt abgesenkt wird, wenn die Dicke 6 mm und die Wölbung 8 mm beträgt, kann es vorteilhaft sein, dass die Heckscheiben 116 und 111b der vorliegenden eingerichtet sind, eine Dicke von 6 mm und eine Wölbung von 8 mm aufzuweisen.
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11 ist eine Ansicht, die schematisch die Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, und 12 ist eine Ansicht, die schematisch eine zweite Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
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Entsprechend der 3, 11 und 13 ist die Rückseite 104 derart ausgebildet, dass sie den Rand der Heckscheibe 110 umschließt und gleichzeitig den hinteren Teil der Kabine 100 abdeckt. Die Heckscheibe 110 ist konvex geformt, so dass sie eine Wölbung aufweist, und die Außenfläche, die dem Maschinenraum 400 der Heckscheibe 110 zugewandt ist, ist gekrümmt, so dass sie eine Wölbung aufweist. Die Innenfläche der Heckscheibe 110, die dem Sitzplatz 100a zugewandt ist, kann flach ausgebildet sein.
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Der Punkt auf der Außenfläche der Heckscheibe 110, der am weitesten von der Innenfläche der Heckscheibe 110 entfernt ist, d. h. der Resonanzpunkt, kann in der Mitte der Außenfläche der Heckscheibe 110 positioniert werden. Dies basiert auf dem Umstand, dass der Resonanzpunkt, wie in 4 gezeigt, in der Mitte der Heckscheibe 110 positioniert ist und die Wölbung wird dahingehend eingesetzt, dass die Mitte der Heckscheibe 110 am meisten konvex hervorsteht. Wenn die Heckscheibe 110 derart ausgebildet ist, dass sie in der Mitte eine Wölbung aufweist, wird die dynamische Steifigkeit im Vergleich zu einer einfachen Erhöhung der Dicke wie bei den Heckscheiben im Stand der Technik um das Doppelte oder mehr erhöht.
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Der Wölbungsradius der Außenfläche der Heckscheibe 110 kann in Richtung der Mitte der Heckscheibe 110 abnehmen. Das heißt, die Außenfläche der Heckscheibe 110 kann derart elliptisch geformt sein, dass der Mittelteil der Heckscheibe 110, d. h. der Teil, in dem sich der Resonanzpunkt befindet, stärker konvex hervorstehen kann.
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Ist der Bereich, in dem sich der Resonanzpunkt der Heckscheibe befindet, dick, so wird eine Resonanz der Heckscheibe 110 verhindert, obwohl die Vibrationskraft des Vorreinigers 410 auf die Heckscheibe 110 übertragen wird. Da ein Resonanzgeräusch nicht durch eine einfache Methode zur Änderung der Form der Heckscheibe 110 auf den Fahrer übertragen wird, ist es möglich, die Resonanz der Heckscheibe 110 ohne große zusätzliche Kosten zu verhindern und die Gesamtkosten zu senken.
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Unterdessen ist es möglich, die Kabine so zu gestalten, dass der Punkt auf der Außenfläche der Heckscheibe 110, der am weitesten von der Innenfläche der Heckscheibe 110 entfernt ist, d. h. der Resonanzpunkt, so positioniert ist, dass er dem am Maschinenraum 400 angebrachten Vorreiniger 410 zugewandt ist, um zu verhindern, dass die Heckscheibe 110 aufgrund einer durch den Vorreiniger 410 ausgeübten Vibrationskraft in Resonanz gerät.
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13 ist eine schematische Ansicht, die eine dritte Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt.
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Bezugnehmend auf 13 kann eine Heckscheibe 112 ein inneres Seitenteil 112a, das mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet ist, und ein äußeres Seitenteil 112b umfassen, das einstückig an der Außenfläche des inneren Seitenteils 112a ausgebildet ist und eine Wölbung aufweist. Der innere Seitenteil 112a besteht beispielsweise aus einer rechteckigen, parallelepipedischen Glasplatte, so dass die Breite der Vorder- und Rückseite gleich ist und die Innenfläche des inneren Seitenteils 112a flach ist. Der äußere Seitenteil 112b ist derart ausgebildet, dass die dem inneren Seitenteil 112a gegenüberliegende Außenfläche vom inneren Seitenteil 112a derart zur Mitte hin absteht, dass die Außenfläche des äußeren Seitenteils 112b eine Wölbung aufweist. Die Form der Heckscheibe 112, bei der der innere Seitenteil 112a die Dicke und der äußere Seitenteil 112b die Wölbung aufweist, verhindert Resonanz aufgrund einer Vibrationskraft von außen.
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14 ist eine schematische Ansicht, die eine vierte Ausführungsform eines Heckfensters an der Rückseite einer Kabine für eine Baumaschine nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform beschreibt.
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Bezugnehmend auf 14 ist in der Mitte der Rückseite 104 eine Einführöffnung 104a ausgebildet, die einen Raum bietet, in den die Heckscheibe 114 eingeführt wird. An der Innenseite der Einführöffnung 104a ist eine Einführnut 104b ausgebildet, in der ein unten zu beschreibender Kupplungsabschnitt 114b ausgebildet ist.
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Die Heckscheibe 114 hat einen gekrümmten Abschnitt 114a, der so gekrümmt ist, dass er eine Wölbung aufweist, und den Kupplungsabschnitt 114b, der entlang der Kante des gekrümmten Abschnitts 114a vorsteht, um in die Einführnut 104b der Rückseite 104 eingeführt zu werden. Der Kupplungsabschnitt 114b kann eine geringere Dicke aufweisen als der gekrümmte Abschnitt 114a. Da der gekrümmte Abschnitt 114a, wie oben beschrieben, derart ausgebildet ist, dass er eine Wölbung aufweist, sollte, wenn der Kupplungsabschnitt 114b nicht vorgesehen ist, der Einschub 104b auch in einer Form ausgebildet sein, die dem gekrümmten Abschnitt 114a mit einer Wölbung entspricht, jedoch verursacht diese Konfiguration Schwierigkeiten beim Verbinden und erhöht die Kosten. Dementsprechend ist an der erfindungsgemäßen Heckscheibe 114 der spezifische Kupplungsabschnitt 114b, der keine Wölbung aufweist, ausgebildet. Da die Heckscheibe 114 den Kupplungsabschnitt 114b hat, gibt es, wie oben beschrieben, eine Wirkung dahingehend, dass die Heckscheibe 114 leicht in die Rückseite 104 eingesetzt werden kann und die Kosten reduziert werden.
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Eine Baumaschine, an der die Heckfenster der ersten bis vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform angebracht sind, ist ein Nullheckgerät, bei dem der Abstand zwischen dem Maschinenraum 400 und der Kabine 100 gering (sehr gering) ist.
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Da der Raum zwischen dem Maschinenraum (400) und der Kabine (100) eng ist, ist der Einbauort des Vorreinigers (410) bei der Nullheck (zero tail)-Ausrüstung klein. Dementsprechend können die hinteren Fenster der ersten bis vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform geeigneter eingesetzt werden, wenn der Vorreiniger 410 in einem Raum angeordnet ist, in dem er auf die Kabine 100 Einfluss nehmen kann.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsform beschränkt, und es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung im Rahmen des erfindungsgemäßen Schutzumfangs auf verschiedene Weise geändert und modifiziert werden kann. Ferner sollten die Änderungen und Modifikationen, soweit sie zu den Ansprüchen gehören, als von der vorliegenden Erfindung umfasst angesehen werden.
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Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hier zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben wurden und dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom erfindungsgemäßen Schutzumfang und der Erfindungsidee abzuweichen. Dementsprechend sind die verschiedenen Ausführungsformen, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend zu verstehen, wobei der wahre Schutzumfang sowie die Erfindungsidee durch die folgenden Ansprüche angegeben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 1020200083692 [0001]
- KR 1020160112592 [0010]
