DE112020000427T5

DE112020000427T5 - Vorrichtung zur ermöglichung der schwenkbewegung von arbeitsgeräten in maschinen

Info

Publication number: DE112020000427T5
Application number: DE112020000427.9T
Authority: DE
Inventors: Chad William Kerestes
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-09-23
Also published as: GB2598483B; US10895058B2; CN113423896A; US20200263383A1; CN113423896B; BR112021015800A2; GB202112805D0; AU2020222814A1; WO2020167536A1; GB2598483A; CA3129402A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Ermöglichen einer Schwenkbewegung eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Arm einer Maschine beinhaltet ein Verbindungsglied. Das Verbindungsglied umfasst ein erstes Endsegment, ein zweites Endsegment und ein sich dazwischen erstreckendes Zwischensegment. Sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment beinhalten einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt. Das Zwischensegment ist mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Kraftverbindung, die eine Schwenkbewegung eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Arm einer Maschine ermöglicht. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf den Aufbau und die Ausgestaltung der Vorrichtung, die eine strukturelle Steifigkeit der Vorrichtung erhöht.
Stand der Technik
Eine Maschine, wie beispielsweise ein Bagger, beinhaltet üblicherweise einen Arm und ein Arbeitsgerät (z. B. einen Löffel), das relativ zum Arm geschwenkt werden kann, um nützliche Arbeiten auszuführen. In der Regel wird das Arbeitsgerät durch den Betätigungsvorgang eines Aktors (z. B. eines Hydraulikaktors) relativ zum Arm geschwenkt. Der Aktor verwendet in normalerweise eine Vorrichtung, die üblicherweise als Kraftverbindung bezeichnet wird, um die Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zum Arm zu ermöglichen. Gemäß einem Beispiel kann ein Ende der Vorrichtung mit dem Aktor gekoppelt sein, während das andere Ende mit dem Arbeitsgerät gekoppelt ist, und auf diese Weise kann eine vom Aktor auf die Vorrichtung ausgeübte Bewegung an das Arbeitsgerät weitergegeben werden, wodurch das Arbeitsgerät relativ zum Arm schwenkt.
Oftmals wird das Arbeitsgerät zur Ausführung verschiedener anstrengender Aufgaben auf einer Baustelle benötigt. Wenn das Arbeitsgerät beispielsweise einen Löffel beinhaltet, muss der Löffel manipuliert werden, um eine Materialmenge an einer oder mehreren bestimmten Stellen der Baustelle zu graben, zu ziehen, zu schöpfen, zu extrahieren und abzuladen. Während der Ausführung solch anstrengender Aufgaben kann der Aktor die Vorrichtung wiederholt bewegen, ziehen, schieben usw., wodurch die Vorrichtung einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt wird. Solche Belastungen reduzieren die Lebensdauer der Vorrichtung, was zu häufigen Reparaturen und/oder Austausch der Vorrichtung führt und somit Kosten und Maschinenstillstand verursacht. Das chinesische Patent Nr. 206916812 bezieht sich auf eine neuartige X-förmige I-förmige Strukturpleuelstange. Die Pleuelstange umfasst ein Schaftrohr, ein Paar von Schaftrohren, die dem Schaftrohr gegenüberliegend angeordnet sind, zwei äußere Rippen, die zwischen dem Schaftrohr und dem Paar von Schaftrohren gekoppelt sind, und zwei Biegerippen, die (ebenfalls) zwischen dem Schaftrohr und dem Paar von Schaftrohren gekoppelt sind. Die äußeren Rippen sind auf der linken und rechten Seite der Pleuelstange angeordnet, während die beiden Biegerippen einstückig zu einer X-förmigen Struktur geformt sind, um sicherzustellen, dass eine Kraft gleichmäßig auf die gesamte Pleuelstange übertragen werden kann.
Kurzdarstellung der Erfindung
In einem Aspekt ist die Offenbarung auf eine Vorrichtung zum Ermöglichen einer Schwenkbewegung eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Arm einer Maschine gerichtet. Die Vorrichtung beinhaltet ein Verbindungsglied. Das Verbindungsglied umfasst ein erstes Endsegment, ein zweites Endsegment und ein sich dazwischen erstreckendes Zwischensegment. Sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment beinhalten einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt. Das Zwischensegment ist mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt.
In einem anderen Aspekt bezieht sich die Offenbarung auf eine Verbindungsanordnung zum Manipulieren eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Rahmen einer Maschine. Die Verbindungsanordnung beinhaltet einen Arm, einen Aktor und eine Vorrichtung. Der Arm ist zur schwenkbaren Kopplung mit dem Arbeitsgerät ausgelegt, während der Aktor beweglich mit dem Arm gekoppelt ist. Die Vorrichtung ist schwenkbar mit dem Aktor gekoppelt und zur schwenkbaren Kopplung mit dem Arbeitsgerät ausgelegt, um eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zum Arm basierend auf einem Betätigungsvorgang des Aktors zu ermöglichen. Die Vorrichtung beinhaltet ein Verbindungsglied mit einem ersten Endsegment, einem zweiten Endsegment und einem sich dazwischen erstreckenden Zwischensegment. Sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment beinhalten einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt. Das Zwischensegment ist mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt.
In noch anderen Aspekten ist die Offenbarung auf eine Maschine gerichtet. Die Maschine beinhaltet einen Rahmen, einen Arm, ein Arbeitsgerät, einen Aktor und eine Vorrichtung. Der Arm ist relativ zum Rahmen beweglich gekoppelt. Das Arbeitsgerät ist schwenkbar mit dem Arm gekoppelt und zum Ausführen einer Arbeitsfunktion ausgelegt. Der Aktor ist beweglich mit dem Arm gekoppelt und zur steuerbaren Manipulation des Arbeitsgerätes relativ zum Arm ausgelegt. Ferner ist die Vorrichtung schwenkbar mit dem Aktor und dem Arbeitsgerät gekoppelt, um eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zum Arm basierend auf einem Betätigungsvorgang des Aktors zu ermöglichen. Die Vorrichtung beinhaltet zumindest zwei Verbindungsglieder, die parallel angeordnet und voneinander beabstandet sind. Jedes Verbindungsglied beinhaltet ein erstes Endsegment, ein zweites Endsegment und ein sich dazwischen erstreckendes Zwischensegment. Sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment beinhalten einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt. Für jedes Verbindungsglied ist das Zwischensegment durch Nutschweißen mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt.
Figurenliste

1 ist eine beispielhafte Maschine, einschließlich einer Verbindungsanordnung, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Teil eines Arms der Verbindungsanordnung, der, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, entfernt von einem Rahmen der Maschine angeordnet ist, wobei ein Arbeitsgerät schwenkbar mit dem Arm gekoppelt ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zu dem Arm ermöglicht;
4 ist eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend wird im Detail auf spezifische Ausführungsformen oder Merkmale Bezug genommen, von denen Beispiele in den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht sind. Allgemein werden in den Zeichnungen durchgehend entsprechende Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder entsprechende Teile zu verweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Maschine 100 dargestellt. Die Maschine 100 kann für die Ausführung mehrerer Vorgänge auf einer Baustelle 104 ausgebildet sein, wie beispielsweise das Be- und Entladen einer Vielzahl von Materialien. Die Materialien können u. a. Felsbrocken, Bäume, Strukturkomponenten, Gestein, Erde, zerfallene Partikel usw. beinhalten. Wie dargestellt, beinhaltet die Maschine 100 einen Rahmen 108, eine Verbindungsanordnung 112 und ein Arbeitsgerät 116. Die Verbindungsanordnung 112 und das Arbeitsgerät 116 können zusammenarbeiten, um einen oder mehrere der vorgenannten Vorgänge auf der Baustelle 104 auszuführen. Bei der Maschine 100 kann es sich, wie dargestellt, um einen Bagger 120 handeln. Die Konzepte der vorliegenden Offenbarung können jedoch auch auf eine Reihe anderer Arbeitsmaschinen anwendbar sein und sind nicht auf den Bagger 120 beschränkt.
Beispielsweise können auch Maschinen wie Forstmaschinen, Schaufeln, Baggerlader usw. von den hierin besprochenen Einzelheiten und Diskussionen Gebrauch machen.
Der Rahmen 108 kann eine starre Struktur beinhalten, mit der nahezu jede andere Komponente (und/oder Unterkomponente) der Maschine 100 gekoppelt werden kann. Beispielsweise kann der Rahmen 108 eine Bedienerkabine 124 tragen, die zur Unterbringung einer oder mehrerer Bedienpersonen der Maschine 100 für die Steuerung der vielen Funktionen der Maschine 100 verwendet werden kann. Der Rahmen 108 kann ferner ein Gegengewicht 128 tragen, das der Maschine 100 während des Betriebs Stabilität verleiht. Der Rahmen 108 kann drehbar auf einer Antriebsstrangeinheit 132 (z. B. einer unteren Antriebsstrangeinheit 132') der Maschine 100 gelagert sein. Die Antriebsstrangeinheit 132 kann in Eingriff mit einer Bodenfläche 136 liegen, was die Mobilität der Maschine auf (und relativ zu) der Bodenfläche 136 ermöglicht.
Wie unter Bezugnahme auf 1 und 2 ersichtlich, kann die Verbindungsanordnung 112 verwendet werden, um das Arbeitsgerät 116 relativ zum Rahmen 108 der Maschine 100 zu manipulieren. Zu diesem Zweck kann die Verbindungsanordnung 112 Arme 140, eine Halterung 144, die zur Kopplung des Arbeitsgerätes 116 mit einem der Arme 140 ausgebildet ist, eine Vorrichtung 148, die eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes 116 relativ zu einem der Arme 140 ermöglicht, eine Schwenkführungseinheit 152 zur Unterstützung der Vorrichtung 148 und eine Anzahl von Aktoren 156 beinhalten, die zur Betätigung und Bewegung der Arme 140 und des Arbeitsgerätes 116 zwischen einer Vielzahl von Konfigurationen ausgelegt sind. Die Einzelheiten dazu werden nun erörtert.
Die Arme 140 können einen Stiel 146 und einen Ausleger 142 beinhalten oder können einzeln in diese kategorisiert werden. Sowohl der Stiel 146 als auch der Ausleger 142 können allgemein starr geformte, längliche Elemente sein, die schwenkbar miteinander gekoppelt sein können. Der Ausleger 142 kann ein erstes Auslegerende 160 und ein zweites Auslegerende 164 definieren, das gegenüber dem ersten Auslegerende 160 angeordnet ist. In ähnlicher Weise kann der Stiel 146 ein erstes Stielende 168 und ein zweites Stielende 172 definieren, das gegenüber dem ersten Stielende 168 angeordnet ist. Obwohl der Stiel 146 und der Ausleger 142 im Allgemeinen die Arme 140 der Verbindungsanordnung 112 darstellen können, ist es möglich, dass die Verbindungsanordnung 112 zusätzliche oder weniger Arme und/oder andere Vorrichtungen beinhaltet.
Der Ausleger 142 kann beweglich oder schwenkbar mit dem Rahmen 108 gekoppelt sein. Beispielsweise kann das erste Auslegerende 160 schwenkbar mit dem Rahmen 108 gekoppelt sein, während das zweite Auslegerende 164 allgemein vom Rahmen 108 entfernt angeordnet sein kann. Gemäß dem veranschaulichten Beispiel kann das zweite Auslegerende 164 schwenkbar mit dem Stiel 146 gekoppelt sein (z. B. mit dem ersten Stielende 168 des Stiels 146). Dabei kann der Ausleger 142 (in Verbindung mit dem Stiel 146) relativ zum Rahmen 108 schwenken. Gemäß einem Beispiel kann der Ausleger 142 relativ zum Rahmen 108 um eine Auslegerachse (nicht dargestellt) schwenken, die in Bezug auf die Bodenoberfläche 136 allgemein horizontal angeordnet ist. Der am ersten Stielende 168 mit dem Ausleger 142 gekoppelte Stiel 146 kann relativ zum Ausleger 142 um eine Stielachse 176 schwenkbar sein. In einigen Implementierungen kann die Stielachse 176 parallel zur Auslegerachse verlaufen.
Die Halterung 144 kann einen ersten Jochabschnitt 180 und einen zweiten Jochabschnitt 184 beinhalten. Der zweite Jochabschnitt 184 kann schwenkbar mit dem zweiten Stielende 172 gekoppelt sein und somit ein Schwenken der Halterung 144 relativ zum Stiel 146 ermöglichen. In einer Ausführungsform kann der zweite Jochabschnitt 184 das zweite Stielende 172 aufnehmen, und ein Stift 188 kann durch den zweiten Jochabschnitt 184 und das zweite Stielende 172 hindurchgeführt und darin drehbar gehalten werden, um den zweiten Jochabschnitt 184 schwenkbar mit dem zweiten Stielende 172 zu koppeln, was wiederum die Halterung 144 schwenkbar mit dem Stiel 146 verbindet.
Das Arbeitsgerät 116 kann fest (z. B. durch Schweißen) mit der Halterung 144 gekoppelt sein, und somit kann eine Schwenkbewegung der Halterung 144 relativ zum Stiel 146 in die Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes 116 relativ zum Stiel 146 umgesetzt werden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Arbeitsgerät 116 einen Löffel 192. Das Arbeitsgerät 116 kann jedoch auch verschiedene andere Arbeitsgeräte, wie z. B. einen Hammer, einen Greifer, einen Stößel, eine Gabel, einen Daumen und ähnliche derartige Werkzeuge, darstellen und/oder beinhalten, um verschiedene Vorgänge auszuführen. Das Arbeitsgerät 116 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, relativ zum Stiel 146 um eine Arbeitsgeräteachse 196 schwenkbar sein, die parallel zur Stielachse 176 verlaufen kann.
Die Anzahl der Aktoren 156 kann gemäß den hierin beschriebenen Aspekten drei betragen. Abhängig von der Gesamtkonstruktion und dem Aufbau der Verbindungsanordnung 112, einem Anwendungsbereich der Maschine 100, einer Art der Maschine 100 usw., kann sich die Anzahl der Aktoren 156 jedoch ändern. Daher kann eine zusätzliche oder geringere Anzahl von Aktoren 156 in Erwägung gezogen werden. Zur Vereinfachung der Referenzierung werden die drei Aktoren 156 einzeln als Ausleger-Aktor 200, Stiel-Aktor 204 und Arbeitsgerät-Aktor 208 bezeichnet. Gemäß einem Beispiel kann jeder der Ausleger-Aktoren 200, der Stiel-Aktoren 204 und der Arbeitsgerät-Aktoren 208 auf hydraulischen Betätigungsprinzipien arbeiten und eine zylinderstangenbasierte Anordnung beinhalten. Beispielsweise kann jeder der Ausleger-Aktoren 200, der Stiel-Aktoren 204 und der Arbeitsgerät-Aktoren 208 einen Zylinder (siehe z. B. Zylinder 212, der dem Arbeitsgerät-Aktoren 208 zugeordnet ist) und eine Stange (siehe z. B. Stange 216, die dem Arbeitsgerät-Aktoren 208 zugeordnet ist) beinhalten. Die Stange kann basierend auf dem unter Druck stehenden Einströmen/Ausströmen einer Hydraulikflüssigkeit in/aus dem Zylinder relativ zum Zylinder teleskopartig aus- und eingefahren werden.
Der Ausleger-Aktor 200 kann funktionsfähig und schwenkbar zwischen dem Ausleger 142 und dem Rahmen 108 gekoppelt sein. Auf diese Weise kann der Ausleger-Aktor 200 eine Betätigung und eine Schwenkbewegung des Auslegers 142 in Bezug auf den Rahmen 108 um die Auslegerachse ermöglichen. Diese Schwenkbewegung kann entlang einer Höhe H der Maschine 100 ausgeführt werden und dazu beitragen, die Verbindungsanordnung 112 als Ganzes (zusammen mit dem Arbeitsgerät 116) relativ zum Rahmen 108 anzuheben und abzusenken. Der Stil-Aktor 204 kann funktionsfähig zwischen dem Ausleger 142 und dem Stiel 146 gekoppelt sein und eine Schwenkbewegung des Stiels 146 in Bezug auf den Ausleger 142 um die Stielachse 176 ermöglichen.
Der Arbeitsgerät-Aktor 208 kann funktionsfähig und schwenkbar zwischen dem Stiel 146 und der Halterung 144 gekoppelt sein, um die Schwenkbewegung der Halterung 144 (und damit des Arbeitsgerätes 116) in Bezug auf den Stiel 146 zu betätigen oder anzutreiben. Beispielsweise kann der Zylinder 212 des Arbeitsgerät-Aktors 208 mit dem Stiel 146 gekoppelt sein, während die Stange 216 des Arbeitsgerät-Aktors 208 relativ zum Zylinder 212 aus- und einfahrbar sein kann, wie vorstehend erwähnt. Ein Ende 220 der Stange 216 kann funktionsfähig (d. h. über die Vorrichtung 148) mit der Halterung 144 gekoppelt sein, um die Schwenkbewegung der Halterung 144 (und damit des Arbeitsgerätes 116) relativ zum Stiel 146 basierend auf der Betätigung des Arbeitsgerät-Aktors 208 zu bewirken.
Die Schwenkführungseinheit 152 kann schwenkbar mit einem Abschnitt 224 des Stiels 146 gekoppelt sein (z. B. ist der Abschnitt 224 relativ nahe am zweiten Stielende 172 angeordnet, wie in den 1 und 2 dargestellt) und kann ebenfalls schwenkbar mit dem Ende 220 der Stange 216 gekoppelt sein, wodurch ein Schwenkgelenk 228 in Bezug auf die Stange 216 definiert wird. Auf diese Weise kann die Schwenkführungseinheit 152 das Ende 220 der Stange 216 stützen und führen, wodurch auch der Arbeitsgerät-Aktor 208 in Bezug auf den Stiel 146 gestützt und geführt wird. Gemäß der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Schwenkführungseinheit 152 zwei Führungsarme, nämlich einen ersten Führungsarm 232 und einen zweiten Führungsarm 232'. Der erste Führungsarm 232 und der zweite Führungsarm 232' sind identisch und parallel zueinander angeordnet und begrenzen einen Zwischenraum 236 zwischen ihnen (siehe 2). Der erste Führungsarm 232 und der zweite Führungsarm 232' bilden zusammen ein erstes Führungsende 240 der Schwenkführungseinheit 152 und ein zweites Führungsende 244 der Schwenkführungseinheit 152. Der erste Führungsarm 232 und der zweite Führungsarm 232' können den Abschnitt 224 des Stiels 146 von dem ersten Führungsende 240 in den Raum 236 aufnehmen und können das Ende 220 der Stange 216 von dem zweiten Führungsende 244 in den Raum 236 aufnehmen. Ferner können der erste Führungsarm 232 und der zweite Führungsarm 232' auch drehbar (d. h. schwenkbar) in Bezug auf jeden der Abschnitte 224 des Stiels 146 und auf das Ende 220 der Stange 216 durch die Verwendung entsprechender Stifte 248, 252 gehalten werden.
Wie unter Bezugnahme auf 2, 3, 4 und 5 ersichtlich, ist die Vorrichtung 148 zwischen der Stange 216 und der Halterung 144 gekoppelt und ermöglicht die Schwenkbewegung der Halterung 144 (und damit des Arbeitsgerätes 116) relativ zum Stiel 146. In Aufbau und Konstruktion beinhaltet das Gerät 148 ein Paar von Verbindungsgliedern 260 - nämlich ein erstes Verbindungsglied 264 und ein zweites Verbindungsglied 268 - eine zusätzliche oder geringere Anzahl von Verbindungsgliedern 260 kann in Betracht gezogen werden. Das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 sind miteinander identisch. Zudem ist das zweite Verbindungsglied 268 von dem ersten Verbindungsglied 264 beabstandet und parallel zu dem ersten Verbindungsglied 264 angeordnet.
Das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 definieren zusammen einen ersten Vorrichtungsendabschnitt 272 und einen zweiten Vorrichtungsendabschnitt 276 der Vorrichtung 148. Der erste Vorrichtungsendabschnitt 272 kann schwenkbar mit dem ersten Jochabschnitt 180 der Halterung 144 gekoppelt sein, während der zweite Vorrichtungsendabschnitt 276 schwenkbar mit dem Schwenkgelenk 228 gekoppelt sein kann, wodurch das Schwenkgelenk 228 zu einem gemeinsamen Schnittpunkt zwischen der Stange 216, der Schwenkführungseinheit 152 und der Vorrichtung 148 wird, wobei sowohl die Stange 216 als auch die Schwenkführungseinheit 152 und die Vorrichtung 148 um eine gemeinsame, durch das Schwenkgelenk 228 definierte Schwenkachse schwenkbar sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung weiter unten verschiedene Einzelheiten im Zusammenhang mit dem ersten Verbindungsglied 264 beinhaltet. Diese Einzelheiten können in geeigneter Weise auch für das zweite Verbindungsglied 268 gelten. Der Einfachheit halber kann das erste Verbindungsglied 264 einfach als Verbindungsglied 264 bezeichnet werden. Wo immer es erforderlich ist, können Verweise auf das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 und die damit verbundenen Komponenten explizit verwendet werden. Ferner können, da das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 identisch sind, Teile (des zweiten Verbindungsglieds 268) mit den gleichen Bezugsnummern identifiziert (oder beschriftet) werden, wie sie für das erste Verbindungsglied 264 verwendet wurden, dem ein Primzeichen angehängt ist.
Wie unter Bezugnahme auf 3, 4 und 5 ersichtlich, beinhaltet das Verbindungsglied 264 ein erstes Endsegment 280, ein zweites Endsegment 284 und ein Zwischensegment 288. Sowohl das erste Endsegment 280 als auch das zweite Endsegment 284 beinhalten einen Ösenabschnitt 292 und einen Zapfenabschnitt 296, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt 292 erstreckt. Beispielsweise beinhaltet das erste Endsegment 280 einen ersten Ösenabschnitt 300 und einen ersten Zapfenabschnitt 304, der sich einstückig und fortlaufend von dem ersten Ösenabschnitt 300 erstreckt. In ähnlicher Weise beinhaltet das zweite Endsegment 284 einen zweiten Ösenabschnitt 308 und einen zweiten Zapfenabschnitt 312, der sich einstückig und fortlaufend von dem zweiten Ösenabschnitt 308 erstreckt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Querschnittsprofil des ersten Zapfenabschnitts 304 gleich (d. h. ähnlich dimensioniert) zu einem Querschnittsprofil des zweiten Zapfenabschnitts 312 sein. Während verschiedene Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 in Betracht kommen, können gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 kreisförmig sein - wie auch aus 4 ersichtlich ist.
In einem Beispiel kann der erste Ösenabschnitt 300 ösenförmig sein und einen hohlzylindrischen Abschnitt 316 beinhalten, der eine erste Ösenachse 320 definiert, während der erste Zapfenabschnitt 304 einen soliden zylindrischen Abschnitt 324 beinhalten kann, der eine erste Zapfenachse 328 definiert. Die erste Ösenachse 320 kann senkrecht zur ersten Zapfenachse 328 verlaufen. Mit anderen Worten, der erste Zapfenabschnitt 304 kann sich in Bezug auf ein durch den ersten Ösenabschnitt 300 definiertes Krümmungsprofil normal erstrecken. Gemäß einem Beispiel definiert der erste Zapfenabschnitt 304 eine erste Zapfenendfläche 332, die von dem ersten Ösenabschnitt 300 entfernt ist.
Entsprechende Einzelheiten können auch für den zweiten Ösenabschnitt 308 vis-a-vis des zweiten Zapfenabschnitts 312 in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann der zweite Ösenabschnitt 308 ösenförmig sein und einen hohlzylindrischen Abschnitt 336 beinhalten, der eine zweite Ösenachse 340 definiert, während der zweite Zapfenabschnitt 312 einen soliden zylindrischen Abschnitt 344 beinhalten kann, der eine zweite Zapfenachse 348 definiert. Die zweite Ösenachse 340 kann senkrecht zur zweiten Zapfenachse 348 verlaufen. Mit anderen Worten, der zweite Zapfenabschnitt 312 kann sich in Bezug auf ein durch den zweiten Ösenabschnitt 308 definiertes Krümmungsprofil normal erstrecken. Gemäß einem Beispiel definiert der zweite Zapfenabschnitt 312 eine zweite Zapfenendfläche 352, die von dem zweiten Ösenabschnitt 308 entfernt ist.
Die erste Zapfenendfläche 332 und die zweite Zapfenendfläche 352 können jeweils orthogonal zur ersten Zapfenachse 328 und zur zweiten Zapfenachse 348 angeordnet sein. Da die Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 beispielhaft kreisförmig sind, können auch die erste Zapfenendfläche 332 und die zweite Zapfenendfläche 352 beide kreisförmig sein. Da ferner das Querschnittsprofil des ersten Zapfenabschnitts 304 gleich dem Querschnittsprofil des zweiten Zapfenabschnitts 312 sein kann, kann eine Größe der ersten Zapfenendfläche 332 gleich einer Größe der zweiten Zapfenendfläche 352 sein.
Das Zwischensegment 288 erstreckt sich zwischen dem ersten Endsegment 280 und dem zweiten Endsegment 284. Das Zwischensegment 288 kann ein allgemein rohrförmiges, längliches Element sein, das sich entlang einer Längsachse 356 erstreckt und ein Querschnittsprofil beinhalten kann, das den Querschnittsprofilen des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 ähnlich ist. Da die Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 als kreisförmig dargestellt sind, kann daher auch das Querschnittsprofil des Zwischensegments 288 kreisförmig sein. Ferner kann das Querschnittsprofil des Zwischensegments 288 ähnlich wie die Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 bemessen sein. Insbesondere definiert das Zwischensegment 288 eine erste Endfläche 360 und eine axial gegenüberliegende, zweite Endfläche 364. Gemäß einem Beispiel können die erste Endfläche 360 und die zweite Endfläche 364 orthogonal in Bezug auf die Längsachse 356 angeordnet sein. Da das Zwischensegment 288 beispielhaft einen kreisförmigen Querschnitt beinhaltet, können die erste Endfläche 360 und die zweite Endfläche 364 des Zwischensegments 288 ebenfalls kreisförmig sein und jeweils eine ähnliche Größe aufweisen wie die erste Zapfenendfläche 332 und die zweite Zapfenendfläche 352.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist das Zwischensegment 288 mit dem ersten Zapfenabschnitt 304 und mit dem zweiten Zapfenabschnitt 312 gekoppelt. Beispielsweise kann die erste Zapfenendfläche 332 mit der ersten Endfläche 360 des Zwischensegments 288 gekoppelt sein, während die zweite Zapfenendfläche 352 mit der zweiten Endfläche 364 des Zwischensegments 288 gekoppelt sein kann. Da die Querschnittsprofile des ersten Zapfenabschnitts 304 und des zweiten Zapfenabschnitts 312 mit dem Querschnittsprofil des Zwischensegments 288 übereinstimmen, verleiht eine Kopplung zwischen dem Zwischensegment 288, dem ersten Zapfenabschnitt 304 (d. h. dem ersten Endsegment 280) und dem zweiten Zapfenabschnitt 312 (d. h. dem zweiten Endsegment 284) einer Außenfläche des Verbindungsglieds 264 eine im Allgemeinen kontinuierliche, ununterbrochene und geglättete Silhouette, die an ein einheitlich geformtes Bauteil erinnert. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Zwischensegment 288 jedoch mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments 280 (d. h. mit dem ersten Zapfenabschnitt 304) und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments 284 (d. h. mit dem zweiten Zapfenabschnitt 312) durch Nutschweißen gekoppelt, und somit kann eine Naht 368 (siehe 3 und 5) einer solchen Schweißverbindung zwischen dem Zwischensegment 288 und dem ersten Zapfenabschnitt 304 sowie zwischen dem Zwischensegment 288 und dem zweiten Zapfenabschnitt 312 bestehen. Die Naht 368 kann in 3 zur besseren Veranschaulichung und zum besseren Verständnis übertrieben dargestellt sein. Andere Mittel zum Koppeln des Zwischensegments 288 mit dem ersten Zapfenabschnitt 304 (des ersten Endsegments 280) und dem zweiten Zapfenabschnitt 312 (des zweiten Endsegments 284), z. B. durch die Verwendung von Industrieklebstoffen, können ebenfalls in Betracht gezogen werden. Ferner können bei einer solchen Kopplung die erste Zapfenachse 328, die Längsachse 356 und die zweite Zapfenachse 348 jeweils koaxial zueinander sein. Zusammen können die erste Zapfenachse 328, die zweite Zapfenachse 348 und die Längsachse 356 eine Verbindungsgliedachse 372 des Verbindungsglieds 264 definieren.
Gemäß einem Beispiel kann, wenn eine Schweißverbindung zwischen dem Zwischensegment 288 und dem ersten Zapfenabschnitt 304 angewendet würde, die Schweißverbindung eine ermüdungsgeschützte Nutschweißverbindung (FPGW-Verbindung) oder eine spannungsgeschützte Nutschweißverbindung (SPGW-Verbindung) beinhalten. Eine FPGW-Verbindung oder SPGW-Verbindung kann bedeuten, dass, wenn die erste Zapfenendfläche 332 und die erste Endfläche 360 miteinander in Kontakt gebracht werden, die erste Zapfenendfläche 332 und die erste Endfläche 360 zusammen eine Naht definieren können (die azimutal um eine Schnittstelle verläuft, die zwischen der ersten Zapfenendfläche 332 und der ersten Endfläche 360 definiert ist), die einen allgemein Y-förmigen Querschnitt aufweist (d. h., einen Querschnitt, der ein „V-förmiges Profil“ mit einer „Wurzel“ definiert, die sich von einem „Scheitelpunkt“ des „V-förmigen Profils“ erstreckt). Mit anderen Worten kann die Naht einen ringförmigen V-förmigen Abschnitt mit einem ringförmigen Wurzelvorsprung definieren, der sich von dem ringförmigen V-förmigen Abschnitt erstreckt. Während des Schweißens kann Füllmaterial in den ringförmigen V-förmigen Abschnitt und zumindest teilweise in den ringförmigen Wurzelvorsprungabschnitt aufgenommen werden. Der ringförmige Wurzelvorsprung kann so ausgebildet sein, dass er eine „Schweißwurzel“ lokalisiert, die einer vernachlässigbaren Spannungskonzentrationszone entspricht, die jenseits und fern von einer Spannungsflussstrecke isoliert ist, die sich durch und über das Zwischensegment 288 und den ersten Zapfenabschnitt 304 ausbreitet, so dass die „Schweißwurzel“ gut vor Ermüdungsversagen geschützt werden kann. Ähnliches kann für die Verbindung zwischen dem Zwischensegment 288 und dem zweiten Zapfenabschnitt 312 erwogen werden. Auf diese Weise können auf das Verbindungsglied 264 einwirkende zyklische Belastungen, Kräfte und/oder Spannungen (die zumindest teilweise Zug- oder Biegekräfte beinhalten) in geeigneter Weise aufgenommen werden.
Da das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 miteinander identisch sind, kann bei einer Montage des ersten Verbindungsglieds 264 mit dem zweiten Verbindungsglied 268 die erste Ösenachse 320 des ersten Verbindungsglieds 264 koaxial mit einer ersten Ösenachse 320' des zweiten Verbindungsglieds 268 angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann die zweite Ösenachse 340 des ersten Verbindungsglieds 264 koaxial mit der zweiten Ösenachse 340' des zweiten Verbindungsglieds 268 angeordnet sein. Da ferner das erste Verbindungsglied 264 und das zweite Verbindungsglied 268 parallel zueinander angeordnet sein können, kann die Verbindungsgliedsachse 372 des ersten Verbindungsglieds 264 parallel zu einer Verbindungsgliedachse 372' des zweiten Verbindungsglieds 268 angeordnet sein.
Ferner beinhaltet die Vorrichtung 148 eine Stützstruktur 380 zum Stützen und Halten des ersten Verbindungsglieds 264 mit dem zweiten Verbindungsglied 268. Die Stützstruktur 380 beinhaltet einen Träger 384, ein Verbindungsstück 388, eine Platte 392, eine erste Hülse 396 und eine zweite Hülse 400. Einzelheiten im Zusammenhang mit der Stützstruktur 380 werden nun besprochen.
Der Träger 384 ist zwischen dem ersten Verbindungsglied 264 und dem zweiten Verbindungsglied 268 angeordnet. Beispielsweise beinhaltet der Träger 384 einen planar ausgelegten, flachen Plattenkörper 404, der rechtwinklig zur Verbindungsgliedachse 372 und zur Verbindungsgliedachse 372' angeordnet ist. Der flache Plattenkörper 404 des Trägers 384 kann Endabschnitte definieren, beispielsweise einen ersten Endabschnitt 408 und den zweiten Endabschnitt 412 gegenüber dem ersten Endabschnitt 408. Der erste Endabschnitt 408 beinhaltet einen ersten Ausschnitt 416, während der zweite Endabschnitt 412 einen zweiten Ausschnitt 420 definiert. Gemäß einer Ausführungsform beinhalten der erste Ausschnitt 416 und der zweite Ausschnitt 420 jeweils C-förmige Profile mit voneinander abgewandten Öffnungen, wie dargestellt (siehe 4).
Die erste Hülse 396 beinhaltet eine Außenfläche 424, die mit dem ersten Ausschnitt 416 übereinstimmen kann und zumindest teilweise im ersten Ausschnitt 416 aufgenommen und gehalten werden kann (z. B. durch Schweißen). In ähnlicher Weise beinhaltet die zweite Hülse 400 eine Außenfläche 428, die mit dem zweiten Ausschnitt 420 übereinstimmen kann und zumindest teilweise im zweiten Ausschnitt 420 aufgenommen und gehalten werden kann (z. B. durch Schweißen). Praktisch können die erste Hülse 396 und die zweite Hülse 400 mit dem Träger 384 gekoppelt sein. Die erste Hülse 396 und die zweite Hülse 400 können jeweils eine erste Hülsenachse 432 und eine zweite Hülsenachse 436 definieren. Sowohl die erste Hülsenachse 432 als auch die zweite Hülsenachse 436 können im rechten Winkel zum flachen Plattenkörper 404 des Trägers 384 definiert sein.
Ferner kann die erste Hülse 396 einen ersten Schlitz 440 (z. B. einen kreisförmigen Schlitz) definieren, der den Durchgang und/oder die Aufnahme eines Teils des Zwischensegments 288 des ersten Verbindungsglieds 264 ermöglichen kann, und in ähnlicher Weise kann die zweite Hülse 400 einen zweiten Schlitz 444 (z. B. einen kreisförmigen Schlitz) definieren, der den Durchgang und/oder die Aufnahme eines Teils eines Zwischensegments 288' des zweiten Verbindungsglieds 268 ermöglichen kann. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der erste Schlitz 440 einen Durchmesser, D1 definieren, der relativ größer ist als ein Durchmesser, D2, des Zwischensegments 288 des ersten Verbindungsglieds 264. Daher ist ein Abstand, C1, zwischen der ersten Hülse 396 und dem ersten Verbindungsglied 264 (d. h. dem Zwischensegment 288 des ersten Verbindungsglieds 264) definiert. In ähnlicher Weise kann der zweite Schlitz 444 einen Durchmesser, D3, definieren, der relativ größer ist als ein Durchmesser, D4, des Zwischensegments 288' des zweiten Verbindungsglieds 268. Daher ist ein Abstand, C2, zwischen der zweiten Hülse 400 und dem zweiten Verbindungsglied 268 (d. h. dem Zwischensegment 288' des zweiten Verbindungsglieds 268) definiert. Effektiv ist die erste Hülse 396 um das erste Verbindungsglied 264 angeordnet, wobei der Abstand, C1, mit dem ersten Verbindungsglied 264 definiert ist, während die zweite Hülse 400 um das zweite Verbindungsglied 268 angeordnet ist, wobei der Abstand, C2, mit dem zweiten Verbindungsglied 268 definiert ist. Ist die Vorrichtung 148 einer Belastung ausgesetzt, ermöglicht der Abstand, C1, eine (minimale) relative Bewegung oder ein Gleiten zwischen der ersten Hülse 396 und dem ersten Verbindungsglied 264, und in ähnlicher Weise ermöglicht der Abstand, C2, eine (minimale) relative Bewegung oder ein Gleiten zwischen der zweiten Hülse 400 und dem zweiten Verbindungsglied 268, um die Belastung aufzunehmen. Solche relativen Bewegungen sind möglich, da keine starre Verbindung (in welcher Form auch immer) zwischen der ersten Hülse 396 und dem ersten Verbindungsglied 264 und zwischen der zweiten Hülse 400 und dem zweiten Verbindungsglied 268 bestehen kann.
Das Verbindungsstück 388 ist zwischen dem ersten Ösenabschnitt 300 des ersten Verbindungsglieds 264 und einem ersten Ösenabschnitt 300' des zweiten Verbindungsglieds 268 angeordnet. Beispielsweise kann das Verbindungsstück 388 ringförmig sein und zwei einander gegenüberliegende axiale Enden 448, 452 definieren. Ein axiales Ende 448 kann mit dem ersten Ösenabschnitt 300 des ersten Verbindungsglieds 264 verschweißt sein, während das andere axiale Ende 452 mit dem ersten Ösenabschnitt 300' des zweiten Verbindungsglieds 268 verschweißt sein kann. Daher ist das Verbindungsstück 388 fest zwischen dem ersten Verbindungsglied 264 und dem zweiten Verbindungsglied 268 gekoppelt. Gemäß einer Ausführungsform kann das Verbindungsstück 388 eine Durchgangsbohrung 456 beinhalten, die eine Durchgangsbohrungsachse 460 definiert. Bei der Montage des Verbindungsstücks 388 mit dem ersten Verbindungsglied 264 und dem zweiten Verbindungsglied 268 kann die Durchgangsbohrungsachse 460 koaxial mit der ersten Ösenachse 320 des ersten Ösenabschnitts 300 des ersten Verbindungsglieds 264 und der ersten Ösenachse 320' des ersten Ösenabschnitts 300' des zweiten Verbindungsglieds 268 liegen. In einigen Ausführungsformen kann die Durchgangsbohrung 456 einen Durchmesser definieren, der gleich einem Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts 316, der dem ersten Ösenabschnitt 300 des ersten Verbindungsglieds 264 zugeordnet ist, und eines hohlzylindrischen Abschnitts 316', der dem ersten Ösenabschnitt 300' des zweiten Verbindungsglieds 268 zugeordnet ist, sein kann. Auf diese Weise können der hohlzylindrische Abschnitt 316, der dem ersten Ösenabschnitt 300 des ersten Verbindungsglieds 264 zugeordnet ist, der hohlzylindrische Abschnitt 316', der dem ersten Ösenabschnitt 300' des zweiten Verbindungsglieds 268 zugeordnet ist, und die Durchgangsbohrung 456 des Verbindungsstücks 388 alle hintereinander liegen, um einen durchgehenden Durchgang 464 mit einer gemeinsamen Durchgangsachse 468 zu definieren (siehe 3).
Die Platte 392 kann fest zwischen dem Verbindungsstück 388 und dem Träger 384 gekoppelt sein. Beispielsweise ist die Platte 392 senkrecht zum flachen Plattenkörper 404 des Trägers 384 angeordnet. Ferner kann die Platte 392 auch senkrecht zur Durchgangsachse 468 angeordnet sein und eine Position einnehmen, die allgemein in der Mitte zwischen dem ersten Verbindungsglied 264 und dem zweiten Verbindungsglied 268 definiert ist, wie dargestellt. Eine Verbindung der Platte 392 mit dem Träger 384 und dem Verbindungsstück 388 kann durch Schweißen erreicht werden, obwohl auch andere Verbindungsarten möglich sind. Die Platte 392 kann eine Ausstülpung 472 (im Allgemeinen ein verzogener Teil relativ zum Rest der Platte 392) beinhalten (siehe 4), die so definiert ist, dass sie sich entlang einer Ebene der Platte 392 erstreckt. Die Ausstülpung 472 kann sich bis zu einem Scheitelpunkt 476 erstrecken, an dem eine Öffnung 480 der Platte 392 definiert sein kann. Die Öffnung 480 kann für die Aufnahme eines Halteseils oder eines Kabels für verschiedene Anwendungen ausgelegt sein.
Während viele Komponenten der Vorrichtung 148 als durch Schweißen miteinander verbunden offenbart worden sind, können solche Komponenten (oder ein Satz von Komponenten) auch einstückig miteinander ausgebildet sein. Ferner ist es auch möglich, auf eine oder mehrere der Komponenten oder Teile solcher Komponenten zu verzichten. In einigen Fällen kann die Einbindung einiger zusätzlicher Komponenten in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann ein Verbindungsstück (nicht dargestellt) (ähnlich dem Verbindungsstück 388) oder ein gleichartiges Bauteil zwischen dem zweiten Ösenabschnitt 308 des ersten Verbindungsglieds 264 und einem zweiten Ösenabschnitt 308' des zweiten Verbindungsglieds 268 angeordnet und/oder fest gekoppelt sein, was zur Verstärkung der Gesamtstruktur der Vorrichtung 148 dienen kann.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Während des Betriebs kann eine Bedienperson den Aktor 208 des Arbeitsgerätes betätigen, um das Arbeitsgerät 116 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu bewegen. Sowohl die erste als auch die zweite Position können als zwei beliebige Arbeitsgerätepositionen betrachtet werden, zwischen denen das Arbeitsgerät 116 hin- und hergeschwenkt werden kann, um nützliche Arbeiten auszuführen. Beispielsweise kann die erste Position als eine Position betrachtet werden, in der sich die Stange 216 in einem eingefahrenen Zustand relativ zum Zylinder 212 befindet, während die zweite Position als eine Position betrachtet werden kann, in der sich die Stange 216 in einem ausgefahrenen Zustand relativ zum Zylinder 212 befindet.
Während der Bewegung des Arbeitsgerätes 116 von der ersten Position zur zweiten Position kann der Zylinder 212 des Arbeitsgerät-Aktors 208 einen Zufluss von Flüssigkeit (z. B. von einem Kopfende 484 des Zylinders 212) erhalten, der den Zylinder 212 unter Druck setzt und bewirkt, dass sich die Stange 216 bewegt und sich von dem Zylinder 212 wegerstreckt. Da das Ende 220 der Stange 216 schwenkbar mit dem Arbeitsgerät 148 gekoppelt ist, drückt eine solche Verlängerung der Stange 216 das Arbeitsgerät 148 in Richtung des zweiten Stielendes 172 des Stiels 146, was wiederum das Arbeitsgerät 148 dazu zwingt, sich zu bewegen und den ersten Jochabschnitt 180 der Halterung 144 (und damit das fest mit der Halterung 144 gekoppelte Arbeitsgerät 116) zu drücken. Da die Vorrichtung 148 von der Schwenkführungseinheit 152 geführt und getragen wird und weil die Halterung 144 zudem schwenkbar mit dem zweiten Stielende 172 am zweiten Jochabschnitt 184 gekoppelt ist, bewirkt der durch die Stange 216 induzierte Schub (oder die Schubwirkung) (siehe Richtung, PS) zwangsläufig eine Schwenkung der Halterung 144 relativ zum zweiten Stielende 172 des Stiels 146 entlang der Richtung, A (siehe 1 und 2). Dementsprechend und in Reaktion darauf schwenkt das Arbeitsgerät 116 ebenfalls relativ zum zweiten Stielende 172 des Stiels 146 in Richtung der zweiten Position entlang der Richtung A.
Während der Rückkehr des Arbeitsgerätes 116 von der zweiten Position in die erste Position kann ein Zufluss von Flüssigkeit (z. B. von einem Stangenende 488 des Zylinders 212) den Zylinder 212 unter Druck setzen, wodurch sich die Stange 216 relativ zum (oder in den) Zylinder 212 bewegt und zurückzieht. Während sich die Stange 216 zurückzieht, zieht das Ende 220 der Stange 216 die Vorrichtung 148 in Richtung des ersten Stielendes 168 des Stiels 146. Aufgrund der zwischen der Vorrichtung 148, der Schwenkführungseinheit 152, der Stange 216 und der Halterung 144 bestehenden Verbindungen bewirkt der durch die Stange 216 hervorgerufene Zug (oder die Zugwirkung) (siehe Richtung, PL) zwangsläufig eine Schwenkung der Halterung 144 relativ zum zweiten Stielende 172 des Stiels 146 in einer zur Richtung, A, umgekehrten Richtung, B. Dementsprechend schwenkt auch das Arbeitsgerät 116 relativ zum zweiten Stielende 172 des Stiels 146 entlang der Richtung, B, und kehrt in die erste Position zurück.
Gemäß einem Beispiel ermöglicht die Vorrichtung 148 eine allgemein weite Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes 116 in Bezug auf den Stiel 146 (oder auf das zweite Stielende 172 des Stiels 146), wenn sie durch den Stil-Aktor 208 betätigt wird - diese weite Schwenkbewegung (d. h. ein Weg zwischen der ersten Position und der zweiten Position) kann in bestimmten Fällen bis zu 270 Grad (oder mehr) um die Arbeitsgeräteachse 196 betragen. Mit einem solchen Schwenkvorgang kann das Arbeitsgerät 116 die vielen Funktionen des Grabens, Ziehens, Schöpfens, Extrahierens und Abladens auf der Baustelle 104 ausführen.
Gemäß einigen weiteren Ausführungsformen kann es auch erforderlich sein, dass die Verbindungsanordnung 112 oder der Stiel 146 aufgehängt, gestützt und/oder in einer bestimmten Konfiguration an der Baustelle 104 stationiert werden muss, um bestimmte andere, der Maschine 100 zugeordnete Funktionen auf der Baustelle zu erfüllen. Zur Bewegung und Positionierung der Verbindungsanordnung 112 oder des Stiels 146 in solchen Konfigurationen kann eine Anordnung verwendet werden, die ein Kabel oder ein Halteseil (nicht dargestellt) umfasst. Ein solches Kabel oder ein Halteseil kann durch die in der Ausstülpung 472 gebildete Öffnung 480 geführt werden, und ein solches Kabel oder Halteseil kann an einer Hilfskonstruktion (nicht dargestellt) festgehalten werden, um die Verbindungsanordnung 112 oder den Stiel 146 beim Erreichen der gewünschten Konfiguration zu unterstützen. Die Notwendigkeit der Bewegung der Verbindungsanordnung 112 bzw. des Stiels 146 der Verbindungsanordnung 112 in solche Konfigurationen durch das Einführen eines Kabels oder eines Halteseils durch die Öffnung 480 führt dazu, dass Spannungen in die Vorrichtung 148 eingeleitet werden, die beispielsweise allgemein entlang einer Ebene der Platte 392 und senkrecht zur Verbindungsgliedachse 372, 372' definiert sein können (siehe Richtung, S, 3).
Das wiederholte Schieben und Ziehen der Vorrichtung 148 durch das häufige Aus- und Einfahren der Stange 216 zum Schwenken des Arbeitsgerätes 116 um die Arbeitsgeräteachse 196 und das (möglicherweise gelegentliche) Eingreifen in die Öffnung 480 (durch ein Kabel oder ein Halteseil) setzt die Vorrichtung 148 unausweichlichen Belastungen und daraus resultierenden Beanspruchungen aus. Die in der vorliegenden Offenbarung offenbarte Vorrichtung 148 beinhaltet eine stärkere und haltbarere Struktur als die, die in der herkömmlichen Praxis verfügbar ist, um die vielen unausweichlichen Belastungen und Beanspruchungen des Betriebs in geeigneter Weise aufnehmen zu können.
Insbesondere mit der Verbindung (z. B. der Schweißverbindung wie der ermüdungsgeschützten Nutschweißverbindung oder der spannungsgeschützten Nutschweißverbindung) des Zwischensegments 288 mit dem ersten Zapfenabschnitt 304 und dem zweiten Zapfenabschnitt 312 und mit einem ähnlichen, auf das zweite Verbindungsglied 268 angewendeten Schema, ist die Vorrichtung 148 in der Lage, die häufige Zugwirkung (Richtung, PL) und Schubwirkung (Richtung, PS) der Stange 216 kompetent aufzunehmen. Da das Zwischensegment 288 den Abstand, C1, mit der ersten Hülse 396 und das Zwischensegment 288' den Abstand, C2, mit der zweiten Hülse 400 definiert, können sich zudem sowohl das Zwischensegment 288 als auch das Zwischensegment 288' aufgrund der Abstände, C1 und C2, relativ zur ersten Hülse 396 und zur zweiten Hülse 400 (und unabhängig davon) (minimal) biegen und/oder verschieben, wenn eine Last (oder eine Komponente der Last) entlang der Richtung, S, wirkt, um die Last aufzunehmen. Während der Einwirkung von Lasten entlang der Richtung, S, können die erste Hülse 396 und die zweite Hülse 400 auch verhindern, dass das Zwischensegment 288 und das Zwischensegment 288' übermäßige Biegungen erleiden, um strukturelle Verformungen oder Brüche zu vermeiden. Effektiv verbessert die Struktur der Vorrichtung 148, wie vorstehend beschrieben, die Gesamtfestigkeit und Steifigkeit der Vorrichtung 148 und erhält die Verbundenheit und Integrität der Vorrichtung 148. Ferner wird die Wiederholbarkeit und Arbeitsfähigkeit der Vorrichtung 148 verbessert, was zu reduzierten Maschinenstillstandszeiten und verbesserter Produktivität auf der Baustelle führt.
Für Fachleute auf dem Gebiet ist es offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen am System der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen werden einem Fachmann unter Berücksichtigung der Beschreibung und einem Praktizieren des Systems offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als nur beispielhaft angesehen werden, wobei ein tatsächlicher Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 206916812 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Ermöglichen einer Schwenkbewegung eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Arm einer Maschine, die Vorrichtung umfassend: ein Verbindungsglied, einschließlich eines ersten Endsegments, eines zweiten Endsegments und eines sich dazwischen erstreckenden Zwischensegments, wobei sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt beinhalten, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt, wobei das Zwischensegment mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsglied ein erstes Verbindungsglied ist, wobei die Vorrichtung ein zweites Verbindungsglied beinhaltet, das mit dem ersten Verbindungsglied identisch ist, wobei das zweite Verbindungsglied beabstandet und parallel zu dem ersten Verbindungsglied angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner beinhaltend eine Stützstruktur zum Stützen des ersten Verbindungsglieds mit dem zweiten Verbindungsglied, wobei die Stützstruktur beinhaltet: einen Träger, der zwischen dem ersten Verbindungsglied und dem zweiten Verbindungsglied angeordnet ist; eine erste mit dem Träger gekoppelte und um das erste Verbindungsglied angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem ersten Verbindungsglied definiert ist; und eine zweite mit dem Träger gekoppelte und um das zweite Verbindungsglied angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem zweiten Verbindungsglied definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Stützstruktur ferner ein Verbindungsstück beinhaltet, das fest zwischen dem ersten Verbindungsglied und dem zweiten Verbindungsglied gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Stützstruktur ferner eine Platte beinhaltet, die fest zwischen dem Verbindungsstück und dem Träger gekoppelt ist, wobei die Platte eine Öffnung beinhaltet, die zur Aufnahme eines Halteseils oder eines Kabels ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zwischensegment durch Nutschweißen mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des ersten Endsegments und ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des zweiten Endsegments gleich einem Querschnittsprofil des Zwischensegments ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des ersten Endsegments, ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des zweiten Endsegments und ein Querschnittsprofil des Zwischensegments kreisförmig ist.
Verbindungsanordnung zum Manipulieren eines Arbeitsgerätes relativ zu einem Rahmen einer Maschine, die Verbindungsanordnung umfassend: einem Arm, der zum schwenkbaren Koppeln mit dem Arbeitsgerät ausgelegt ist; einem beweglich mit dem Arm gekoppelten Aktor; eine Vorrichtung, die schwenkbar mit dem Aktor gekoppelt und zur schwenkbaren Kopplung mit dem Arbeitsgerät ausgelegt ist, um eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zum Arm basierend auf einem Betätigungsvorgang des Aktors zu ermöglichen, die Vorrichtung beinhaltend: ein Verbindungsglied, einschließlich eines ersten Endsegments, eines zweiten Endsegments und eines sich dazwischen erstreckenden Zwischensegments, wobei sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt beinhalten, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt, wobei das Zwischensegment mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, wobei das Verbindungsglied ein erstes Verbindungsglied ist, wobei die Vorrichtung ein zweites Verbindungsglied beinhaltet, das mit dem ersten Verbindungsglied identisch ist, wobei das zweite Verbindungsglied beabstandet und parallel zu dem ersten Verbindungsglied angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 10, ferner beinhaltend eine Stützstruktur zum Stützen des ersten Verbindungsglieds mit dem zweiten Verbindungsglied, wobei die Stützstruktur beinhaltet: einen Träger, der zwischen dem ersten Verbindungsglied und dem zweiten Verbindungsglied angeordnet ist; eine erste mit dem Träger gekoppelte und um das erste Verbindungsglied angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem ersten Verbindungsglied definiert ist; und eine zweite mit dem Träger gekoppelte und um das zweite Verbindungsglied angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem zweiten Verbindungsglied definiert ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die Stützstruktur ferner ein Verbindungsstück beinhaltet, das fest zwischen dem ersten Verbindungsglied und dem zweiten Verbindungsglied gekoppelt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 12, wobei die Stützstruktur ferner eine Platte beinhaltet, die fest zwischen dem Verbindungsstück und dem Träger gekoppelt ist, wobei die Platte eine Öffnung beinhaltet, die zur Aufnahme eines Halteseils oder eines Kabels ausgelegt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, wobei das Zwischensegment durch Nutschweißen mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, wobei ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des ersten Endsegments und ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des zweiten Endsegments gleich einem Querschnittsprofil des Zwischensegments ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, wobei ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des ersten Endsegments, ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des zweiten Endsegments und ein Querschnittsprofil des Zwischensegments kreisförmig ist.
Maschine, umfassend: einen Rahmen, einen Arm, der relativ zum Rahmen beweglich gekoppelt ist; ein Arbeitsgerät, das schwenkbar mit dem Arm gekoppelt und zum Ausführen einer Arbeitsfunktion ausgelegt ist; einen beweglich mit dem Arm gekoppelten Aktor, der zur steuerbaren Manipulation des Arbeitsgerätes relativ zum Arm ausgelegt ist; eine Vorrichtung, die schwenkbar mit dem Aktor und dem Arbeitsgerät gekoppelt ist, um eine Schwenkbewegung des Arbeitsgerätes relativ zum Arm basierend auf einem Betätigungsvorgang des Aktors zu ermöglichen, die Vorrichtung beinhaltend: zumindest zwei Verbindungsglieder, die parallel angeordnet und voneinander beabstandet sind, wobei jedes Verbindungsglied ein erstes Endsegment, ein zweites Endsegment und ein sich dazwischen erstreckendes Zwischensegment beinhaltet, wobei sowohl das erste Endsegment als auch das zweite Endsegment einen Ösenabschnitt und einen Zapfenabschnitt beinhaltet, der sich einstückig und fortlaufend von dem Ösenabschnitt erstreckt, wobei für jedes Verbindungsglied das Zwischensegment durch Nutschweißen mit dem Zapfenabschnitt des ersten Endsegments und mit dem Zapfenabschnitt des zweiten Endsegments gekoppelt ist.
Maschine nach Anspruch 17, wobei die Vorrichtung ferner eine Stützstruktur zum Stützen der zumindest zwei Verbindungsglieder beinhaltet, die Stützstruktur beinhaltend: einen zwischen den zumindest zwei Verbindungsgliedern angeordneten Träger; eine erste, mit dem Träger gekoppelte und um eines der zumindest zwei Verbindungsglieder angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem einen der zumindest zwei Verbindungsglieder definiert ist; und eine zweite, mit dem Träger gekoppelte und um das andere der zumindest zwei Verbindungsglieder angeordnete Hülse, wobei ein Abstand mit dem anderen der zumindest zwei Verbindungsglieder definiert ist.
Maschine nach Anspruch 18, wobei die Stützstruktur ferner beinhaltet: ein fest zwischen den zumindest zwei Verbindungsgliedern gekoppeltes Verbindungsstück, und eine fest zwischen dem Verbindungsstück und dem Träger gekoppelte Platte, wobei die Platte eine Öffnung beinhaltet, die zur Aufnahme eines Halteseils oder eines Kabels ausgelegt ist.
Maschine nach Anspruch 17, wobei für jedes Verbindungsglied ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des ersten Endsegments, ein Querschnittsprofil des Zapfenabschnitts des zweiten Endsegments und ein Querschnittsprofil des Zwischensegments, kreisförmig ist.