DE69804459T2

DE69804459T2 - Kastenförmige hebearmanordnung

Info

Publication number: DE69804459T2
Application number: DE69804459T
Authority: DE
Inventors: A. Deneve; S. Loughrin; T. Mcmillan
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: DE69804459D1; JP3857323B2; US5993139A; EP0993529B1; JP2002507260A; EP0993529A1; WO1999000554A1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf lasttragende Strukturen, die im allgemeinen einen rechteckigen, kastenartigen Querschnitt haben, und insbesondere auf einen Auslegerhubarm in Kastenbauweise bzw. eine Kastenausleger-Hubarmanordnung eines Radladers, der auf eine seitliche Belastung, eine Torsionsbelastung, eine Biegebelastung und axiale Belastung trifft.

Technischer Hintergrund

Eine solche Auslegerhubarmanordnung in Kastenbauweise ist bekannt aus US-A-5 595 471. Heutige Baumaschinen, wie beispielsweise Radlader, weisen typischerweise lasttragende Strukturen auf, wie beispielsweise Hubarme in Flacheisenbauart, oder gelegentlich einen Auslegerhubarm in Kastenbauweise (Kastenausleger-Hubarmanordnung), der auf einem Rahmen der Maschine durch verschiedene Mittel montiert ist. Der Auslegerhubarm in Kastenbauweise ist im allgemeinen eine hohle, einheitliche Struktur, die aus einem oder mehreren Gußstücken hergestellt ist, die durch einen in Querrichtung verschweißten Mittelabschnitt verbunden sind.
Während des Betriebs des Radladers ist es ziehmlich üblich, dass die kastenartige Hubarmanordnung einen hohen Belastungsgrad erfährt, wobei ein Teil davon sehr stark sein kann. Daher ist es wünschenswert, Lasten, die auf die kastenartige bzw. in Kastenbauweise ausgeführte Auslegerhubarmanordnung ausgeübt werden, zu tragen und zu verteilen, um das Versagen von den strukturellen Elementen zu minimieren. Für eine verbesserte Maschinenleistung ist es auch wünschenswert, das Gewicht der kastenartigen Auslegerhubarmanordnung zu minimieren, während die hochfesten Eigenschaften beibehalten werden. Es ist weiterhin wünschenswert, den Herstellungs- und Schweißprozess der kastenartigen Auslegerhubarmanordnung zu vereinfachen.
Konstruktionen für lasttragende Strukturen und Verfahren zur Herstellung dieser werden in den folgenden Patenten offenbart. Im US-Patent 3 902 295, ausgegeben an John W. Yancy am 2. September 1975 und 4 428 173, ausgegeben an Harvey A. Knell am 31. Januar 1984 sind Details von Auslegern gezeigt, die bei Baggern verwendet werden. Das US-Patent 4 768 917, ausgegeben an Anthony L. Garman am 6. September 1988 und 5 152 659, ausgegeben an Toshihiko Waka am 6. Oktober 1992 zeigen Details von Auslegern für Ladermaschinen. Bei der Konstruktion, die in 4 768 917 gezeigt ist, wird der Auslegerarm aus zwei hohlen Gußendstücken hergestellt, die durch einen Mittelabschnitt miteinander verschweißt sind. Lasten auf dem Auslegerarm werden an dem querverschweißten Mittelabschnitt des Auslegerarms ertragen, was die gesamte Lebensdauer der Komponenten verringern kann. Bei der in 5 152 659 gezeigten Konstruktion weist die Auslegeranordnung ein Paar von Auslegerarmen auf, die mit einer Vielzahl von verschweißten sich überlappenden C-Kanälen ausgebildet sind. Die Überlappung der C-Kanäle vergrößert das Gewicht der Maschine und macht den Schweißprozess kompliziert.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung hat eine kastenartige Auslegerhubarmanordnung für eine Baumaschine obere und untere Wände, die sich über eine vorbestimmte Länge erstrecken. Die oberen und unteren Wände haben jeweils einen Mittelteil mit einer vorbestimmten Breite, einem ersten Endteil, der vom Mittelteil nach außen läuft und bei einer vorbestimmten Breite endet, die größer ist, als die vorbestimmte Breite des Mittelteils, und einen gabelförmigen zweiten Endteil, der nach außen im wesentlichen in U-Form vom Mittelteil auseinanderläuft, und zwar gegenüberliegend zum ersten Endteil, und bei einer vorbestimmten Breite endet, die größer ist, als die vorbestimmte Breite des Mittelteils. Ein Paar von inneren Seitenwänden hat eine vorbestimmte Länge, die im wesentlichen gleich der Länge der oberen und unteren Wände ist. Das Paar von inneren Seitenwänden hat jeweils erste und zweite Enden und ist zwischen den oberen und unteren Wänden angeordnet und fest damit verbunden, und zwar im wesentlichen entlang der gesamten vorbestimmten Länge der inneren Seitenwände. Die ersten Enden der inneren Seitenwände definieren mit den ästen Endteilen der oberen und unteren Wände einen auseinanderlaufenden Endteil. Ein Paar von äußeren Seitenwänden hat eine vorbestimmte Länge. Das Paar von äußeren Seitenwänden hat jeweils erste und zweite Enden und ist fest an dem ersten Ende mit einer des Paares von inneren Seitenwänden an einer vorbestimmten Stelle entlang der vorbestimmten Länge der inneren Seitenwand verbunden, und ist zwischen dem U-förmigen zweiten Endteil der oberen und unteren Wände angeordnet und fest damit verbunden. Die zweiten Enden der äußeren Seitenwände definieren mit den zweiten Enden der inneren Seitenwände und den zweiten Endteilen der oberen und unteren Wände einen gabelförmigen Endteil mit einem Paar von Schenkeln.
Die vorliegende Erfindung weist eine kastenartige bzw. in Kastenbauweise ausgeführte Auslegerhubarmanordnung auf, und zwar mit oberen und unteren Wänden, die fest mit einem Paar von inneren und äußeren Seitenwänden verbunden sind, und zwar im wesentlichen entlang einer vorbestimmten Länge der jeweiligen inneren und äußeren Seitenwände. Die einzigartige Struktur und Verbindung der oberen und unteren Wände mit dem Paar der inneren und äußeren Seitenwände verbessert die Ermüdungscharakteristiken, die Lastverteilung und die Festigkeit der kastenartigen Auslegerhubarmanordnung ohne das Gewicht der Maschine zu vergrößern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine diagrammartige, isometrische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, das in einer typischen Umgebung eines Radladers dargestellt wird;
Fig. 2 ist eine diagrammartige Seitenansicht, die das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und zwar in der typischen Umgebung des Radladers dargestellt;
Fig. 3 ist eine schematische isometrische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine Perspektivdraufsicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine diagrammartige Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine isometrische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine vergrößerte isometrische Perspektivansicht des Gebietes in Fig. 6, das von 7-7 umkreist wird; und
Fig. 8 ist eine perspektivartige Teilunteransicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Während an der Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen ausgeführt werden können ist ein spezielles Ausführungsbeispiel davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt worden und wird hier im Detail beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, dass nicht die Absicht besteht, die Erfindung auf die spezielle offenbarte Form einzuschränken, sondern im Gegenteil soll die Erfindung alle Modifikationen, äquivalente Ausführungen und Alternativen abdecken, die in den Kern und Umfang der Erfindung fallen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist zu sehen, dass ein kastenartiger Auslegerladermechanismus 10 zur Anwendung bei einer (nicht gezeigten) Baumaschine, wie beispielsweise bei einem Radlader, offenbart wird, der ein Arbeitswerkzeug 14 mit einem (nicht gezeigten) Rahmen verbindet, wie beispielsweise mit einem Motorrahmen für eine nicht mit Gelenken versehene Maschine oder mit einem Endrahmen ohne Motor für eine Gelenkarbeitsmaschine der (nicht gezeigten) Baumaschine in Zusammenarbeit mit einer Gelenkanordnung 16 und einer Kupplung 17. Es sei bemerkt, dass obwohl das in Fig. 1 und 2 gezeigte Arbeitswerkzeug eine Schaufel ist, die gewöhnlicherweise in Verbindung mit einem Radlader verwendet wird, irgendeines von einer Anzahl von unterschiedlichen Werkzeugen verwendet werden kann. Es sei auch bemerkt, dass der kastenartige Auslegerladermechanismus bei irgendeiner Bauart einer Baumaschine verwendet werden kann. Zusätzlich sei bemerkt, dass irgendeine Art einer Verbindungsanordnung mit einer Kupplung oder Kupplung für eine direkte Verbindung mit dem Werkzeug 14 verwendet werden kann.
Der kastenartige Auslegerladermechanismus 10 weist eine kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 auf, die genauer in den Fig. 3 bis 8 gezeigt ist, die direkt zwischen dem (nicht gezeigten) Rahmen und dem Arbeitswerkzeug 14 positioniert ist. Die kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 hat einen geschlossenen Kastenquerschnitt, der durch Schweißen hergestellt wird, und zwar mit einem rechteckigen Querschnitt, der sich über seine Länge erstreckt. Die kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 ist im wesentlichen in einer vertikalen Ebene positioniert, die mit einer Mittellinie zusammenfällt, die von der (nicht gezeigten) Baumaschine definiert wird. Die kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 hat ein Paar von beabstandeten inneren Seitenwänden 22, 26, die sich über eine Länge von ungefähr 0,9 bis 1,1 mal der Länge des Radstandes der Maschine erstreckt. Jede innere Seitenwand 22, 26 ist aus einer einzigen Stahlblechplatte oder aus irgendeiner anderen geeigneten Materialart aufgebaut. Eine obere Wand 30 ist an einer Stelle 32 ungefähr 0,4 bis 0,6 mal so lange wie die obere Wand 30 ausgebildet, und zwar in einem Winkel von 5 bis 15 Grad, um eine Länge zu erreichen, die ungefähr gleich der Länge der beabstandeten inneren Seitenwände 22, 26 ist. Die obere Wand 30 weist einen Mittelteil 34 mit einer Breite von ungefähr 15 bis 25 Prozent der Maschinenspurweite auf. Ein erster Endteil 38 läuft im wesentlichen in einer Fischschwanzform vom Mittelteil 34 nach außen und endet in einer ebenen Kante 40 mit einer kontinuierlichen ununterbrochenen Breite ungefähr im Bereich von 1,8 bis 2,2 mal der Breite des Mittelteils 34. Ein gabelförmiger zweiter Endteil 42 liegt dem ersten Endteil 38 gegenüber und läuft vom Mittelteil 34 im wesentlichen in U-Form auseinander und endet bei einer Breite ungefähr im Bereich von 2,0 bis 2,3 mal der Breite des Mittelteils 34. Wie klarer in Fig. 3 zu sehen, wird der erste Endteil 38 und der gabelförmige zweite Endteil 42 der oberen Wand 30 integral mit dem mittleren Teil 34 aus einem einzigen Stück eines Metallbleches oder aus irgendeiner anderen geeigneten Materialart ausgebildet. Die obere Wand 30 ist fest an einer Unterseite 44 mit einer Oberseite 46 verbunden, die von dem Paar von beabstandeten inneren Seitenwänden 22, 26 definiert wird, und zwar durch eine kontinuierliche nicht quer verlaufende Schweißnaht im wesentlichen entlang der gesamten vordefinierten Länge der beabstandeten inneren Seitenwände 22, 26. Die nicht quer verlaufende Schweißnaht läuft im wesentlichen quer über die gesamte Grenze der inneren Seitenwände 22, 26. Eine untere Wand 50 besteht aus einem ersten Plattenglied 54, das fest mit einem gabelförmigen zweiten Plattenglied 58 durch eine quer verlaufende Schweißnaht dazwischen verbunden ist. Das erste Plattenglied 54 ist an einer Stelle 62 ausgebildet, die ungefähr auf der Hälfte der Länge des Plattengliedes 54 liegt, und in einem Winkel von ungefähr 5 bis 15 Grad, um in Kombination mit dem zweiten Plattenglied 58 eine Länge von ungefähr gleich der Länge der beabstandeten inneren Seitenwände 22, 26 zu erreichen. Die ersten und zweiten Plattenglieder 54, 58 sind fest an einer Oberseite 66 mit einer Unterseite 70 verbunden, die von dem Paar von beabstandeten inneren Seitenwänden 22, 26 durch eine kontinuierliche nicht quer verlaufende Schweißnaht verbunden ist, und zwar im wesentlichen entlang der gesamten vorbestimmten Länge der beabstandeten inneren Seitenwände 22, 26. Das erste Glied 54 und das gabelförmige zweite Glied 58 definieren einen Mittelteil 74, einen ersten Endteil 78 und einen gabelförmigen zweiten Endteil 80, der unteren Wand 50 mit Breiten und einer Struktur entsprechend dem jeweiligen Mittelteil 34, dem ersten Endteil 38 und dem gabelförmigen zweiten Endteil 42 auf der oberen Wand 30, und zwar in beabstandeter Beziehung dazu positioniert, wie von dem Paar von inneren Seitenwänden 22, 26 definiert. Die Verbindung der ersten Endteile 38,78 der oberen Wand 30 und des ersten Gliedes 54 der unteren Wand 50 mit einem ersten Ende 82, 86 von jeder des Paares von inneren Seitenwänden 22 bzw. 26 definieren einen Kupplungsendteil 88. Ein Paar von äußeren Seitenwänden 94, 98 ist aus einem einzigen Stück eines Stahlbleches oder aus irgendeinem anderen geeigneten Material aufgebaut, und sie haben jeweils eine Länge von ungefähr 0,2 bis 0,4 mal der Länge der oberen Wand 30. Jede des Paares von äußeren Seitenwänden 94, 98 ist an einer ersten Stelle 100 ausgebildet, um im wesentlichen eine U-Form zu definieren, und zwar entsprechend der U-Form der gabelförmigen zweiten Endteile 42, 80 der oberen bzw. unteren Wände 30 bzw. 50. Jede des Paares von äußeren Seitenwänden 94, 98 weist erste bzw. zweite Enden 106, 110, 114, 118 auf. Jede des Paares von äußeren Seitenwänden 94, 98 ist zwischen einem äußeren Teil 122 der gabelförmigen zweiten Endteile 42, 80 der oberen bzw. unteren Wände 30, 50 angeordnet. Das Paar von äußeren Seitenwänden 94, 98 ist an den ersten Enden 106, 114 mit einer jeweiligen Wand des Paares von inneren Seitenwänden 22, 26 verschweißt. Das Paar von äußeren Seitenwänden 94, 98 ist fest mit dem äußeren Teil 122 der oberen und unteren Wände 30, 50 durch eine kontinuierliche nicht quer verlaufende Schweißnaht verbunden, die sich im wesentlichen entlang der Länge der äußeren Seitenwände 94, 98 erstreckt. Die zweiten Enden 110, 118 des Paares von äußeren Seitenwänden 94, 98 enden im wesentlichen in einer coplanaren Beziehung mit den gabelförmigen zweiten Enden 42, 80 der oberen bzw. unteren Wände 30, 50 und einem zweiten Ende 126, 130 von jeder des Paares der inneren Seitenwände 22 bzw. 26, um einen gabelförmigen Endteil 134 mit einem Paar von Schenkeln 138, 142 gegenüberliegend zum Kupplungsendteil 88 zu definieren. Jeder des Paares von Schenkeln 138, 142 des gabelförmigen Endteils 134 hat einen umlaufenden Umfang und eine Breite von ungefähr 0,5 bis 0,75 mal der Breite des Mittelteils 34. Eine Verschlußplatte 146 ist zwischen den inneren Seitenwandplatten 22, 26 und dem Paar von Schenkeln 138, 142 nahe den zweiten Enden 126, 130 positioniert und hat eine vorbestimmte Länge und Breite im wesentlichen gleich der Distanz zwischen den beabstandeten inneren Seitenwandplatten 22, 26 und dem Abstand zwischen den beabstandeten oberen und unteren Wandplatten 30 bzw. 50. Die Verschlußplatte 146 ist umlaufend entlang der inneren Seitenwandplatten 22, 26 und zwischen den gabelförmigen Endteilen 42, 80 der oberen Wandplatte 30 und der unteren Wandplatte 58 verschweißt, um im wesentlichen die kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 zu umschließen bzw. zu verschließen.
Es sei bemerkt, dass die kastenartige Auslegerhubarmanordnung 18 und insbesondere die Konfiguration der Platten abweichen kann, wie es in der Technik bekannt ist, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die zweiten Enden 126, 130 des Paares von inneren Seitenwänden 22 bzw. 26, und das zweite Ende 110, 118 des Paares von äußeren Seitenwänden 94, 98 hat eine sich nach innen erstreckende Halbkreisform, was zusammen ein Paar von konturierten Rahmenaufnahmemontageflächen 154, 158 an einem äußeren Teil 162 der Schenkel 138, 142 definiert. Die ersten Enden 82, 86 des Paares von inneren Seitenwänden 22 bzw. 26 haben eine sich nach innen erstreckende Halbkreisform, die eine konturierte Kupplungsansatzmontagefläche 186 definieren. Jede innere Seitenwand 22, 26 hat eine Übergangsbreite dort hinüber, die aus mehreren Punktstellen entlang der Länge besteht. Insbesondere mit Bezug auf Fig. 5 haben die halbkreisförmigen ersten Enden 82, 86 des Paares von inneren Seitenwänden 22, 26 von einem Punkt A zu einem Punkt B eine Bogenlänge von ungefähr 5 Prozent der gesamten Länge des kastenartigen Auslegerhubarms, vom Punkt B zum Punkt C gibt es eine Länge von ungefähr 20 bis 30 Prozent der gesamten Länge des kastenartigen Auslegerhubarms, und dies ist winklig mit ungefähr 2 Grad von einer horizontalen Ebene angeordnet, vom Punkt C zum Punkt D liegt eine Länge von ungefähr 25 Prozent der gesamten Länge des kastenartigen Auslegerhubarms vor, und ist winklig mit ungefähr 10 Grad von einer horizontalen Ebene angeordnet, vom Punkt D zum Punkt E liegt eine Länge von ungefähr 45 bis 55 Prozent der gesamten Länge des kastenförmigen Auslegerhubarms vor, und ist winklig mit ungefähr 4 Grad von einer horizontalen Ebene angeordnet. Die halbkreisförmigen zweiten Enden 126, 130 des Paares von inneren Seitenwänden 22, 26 vom Punkt E zum Punkt F haben eine Bogenlänge von ungefähr 5 Prozent der gesamten Länge des kastenförmigen Auslegerhubarms, vom Punkt F zum Punkt G liegt eine Länge von ungefähr 40 bis 60 Prozent der gesamten Länge des kastenförmigen Auslegerhubarms vor, und ist winklig mit ungefähr 5 Grad von einer horizontalen Ebene angeordnet, vom Punkt G zum Punkt A liegt eine Länge von ungefähr 40 bis 50 Prozent der gesamten Länge des kastenförmigen Auslegerhubarms vor und ist winklig mit ungefähr 7 Grad von einer horizontalen Ebene angeordnet. Der Punkt C entspricht dem Biegepunkt und dem Winkel des ersten Plattengliedes 54 der unteren Wand 50. Der Punkt G entspricht dem Biegepunkt und dem Winkel der oberen Wand 30.
Es sei bemerkt, dass alle Abmessungen und Bezüge davon nur zu Ansichtszwecken dargelegt werden und abhängig von der Maschine oder den Umständen variieren können, in denen die Erfindung verwendet wird.
Wie klarer in Fig. 7 zu sehen, ist ein Rahmenstiftansatz 190, der aus einem runden Stahlstück oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, in jeder der konturierten Rahmenansatzmontageflächen 154 bzw. 158 angeordnet und ist fest mit den Schenkeln 138, 142 durch eine Vielzahl von Schweißnähten verbunden, die sich in Umfangsrichtung im wesentlichen zwischen der jeweiligen inneren Seitenwand 22, 26 und der äußeren Seitenwand 94, 98 und den oberen und unteren Wänden 30, 50 erstrecken. Ein unterer Kupplungsstiftansatz 198, der aus einem runden Stahlstück oder irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt ist, ist innerhalb der konturierten Kupplungsansatzmontagefläche 186 angeordnet und ist fest am Kupplungsendteil 88 durch eine Vielzahl von Schweißnähten angeschlossen, die sich zwischen den Seitenwänden 22, 26 und den oberen und unteren Wänden 30, 50 umlaufend erstrecken.
Beabstandete Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 sind an eine Oberseite 208 der oberen Wand 30 angeschweißt. Die Rückkippplatte 200 hat ein Paar von beabstandeten äußeren Vorsprüngen 212, 216, und die Abladeplatte 204 hat einen einzigen äußeren Vorsprung 220, wobei alle davon über die Oberseite 208 der oberen Wand 30 angehoben sind, um als Anschlagkissen zu wirken. Der äußere Vorsprung 220 der Abladeplatte 204 hat eine Länge, die sich im wesentlichen über die Abladeplatte 204 ungefähr gleich der gesamten Distanz der äußeren Vorsprünge 212, 216 des Rückkippanschlags 200 erstreckt. Die äußeren Vorsprünge 212, 216, 220 der Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 haben eine Kontaktfläche 228 und sind an getrennten vorbestimmten Stellen jeweils auf der Oberseite 208 gelegen. Die Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 sind mit Bezug auf einen festgelegten Teil eines (nicht gezeigten) minimalen und maximalen Hubbetriebsbereiches positioniert, und zwar entsprechend einem vorbestimmten Winkel der Schaufel 14, und sind betriebsmäßig mit der Verbindungsanordnung 16 assoziiert. Es sei bemerkt, dass die Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 eine einzige Platte sein können, die an einer getrennten Position entlang der Oberseite 208 der oberen Wand 30 gelegen sind, und können betriebsmäßig mit der Verbindungsstruktur oder irgendeiner geeigneten umgebenden Struktur assoziiert sein. Es sei auch bemerkt, dass die äußeren Vorsprünge 212, 216, 220 der jeweiligen Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 einzelne oder doppelte Anschlagkissen oder irgendeine Kombination davon aufweisen können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Eine Hubstiftansatzplattenanordnung 240 ist im wesentlichen am Mittelteil 74 der unteren Wand 50 im wesentlichen an der Verbindung zwischen den ersten und zweiten Plattengliedern 54, 58 angeschweißt, und hat eine Länge von ungefähr 17 bis 20 Prozent der gesamten Länge der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung, die sich entlang eines Teils der Länge der unteren Wand 50 erstreckt. Die Hubstiftansatzplattenanordnung 240 weist ein Paar von sich nach außen erstreckenden Wänden 252, 256 auf. Ein Hubzylinder 254 ist schwenkbar durch einen (nicht gezeigten) Stift in wohlbekannter Weise an einem ersten Ende 268 der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 angeschlossen, um eine Stiftverbindung 270 zwischen den sich nach außen erstreckenden Wänden 252, 256 zu definieren. Ein zweites Ende 272 des Hubzylinders 264 ist schwenkbar mit dem (nicht gezeigten) Rahmen verbunden. Ein Kippzylinder 276 ist schwenkbar an einem ersten Ende 280 mit der Verbindungsanordnung 16 verbunden, und an einem zweiten Ende 284 mit dem (nicht gezeigten) Rahmen. Der Hubzylinder 264 und der Kippzylinder 276 arbeiten zusammen, um in steuerbarer Weise die Schaufel 14 zu positionieren, um Arbeitsvorgänge durch die Verbindungen der jeweiligen kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 und der Verbindungsanordnung 16 auszuführen.

Industrielle Anwendbarkeit

Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des offenbarten Ausführungsbeispiels der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 bietet sich für ein gleichförmigeres Produkt mit verbesserten Festigkeitseigenschaften an. Zuerst wird die obere Wandplatte 30 zu der vorbestimmten Länge geschnitten und entlang des Biegepfades an der Stelle 32 ausgebildet. Als nächstes werden die ersten und zweiten Bodenwandplatten 54, 58 auf die vorbestimmte Länge ausgeschnitten, und die erste Bodenwandplatte 54 ist entlang der Biegelinie an der Stelle 62 ausgebildet. Dann werden die inneren Seitenwandplatten 22, 26 auf die vorbestimmte Länge entsprechend den vorbestimmten Längen der oberen Wandplatte 30 und der Kombination der geformten ersten unteren Wandplatte 54 und der zweiten unteren Wandplatte 58 geschnitten. Die Übergangsbreite von den Punkten A bis 6 und insbesondere den Punkten C und G entspricht der Konfiguration der oberen und unteren Wandplatten 30, 50, um den Kastenabschnitt vorzusehen, wenn diese montiert sind. Als nächstes wird das Paar von äußeren Seitenwandplatten 94, 98 zu der vorbestimmten Länge ausgeschnitten und entlang des ersten Biegepfades an den Stellen 100 ausgeformt.
Einer der wichtigsten Schritte bei der Herstellung einer geschweißten Struktur, wie beispielsweise der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18, ist es, gleichförmige Schweißnähte zu bilden und auch zufriedenstellende Herstelltoleranzen. Wenn man dies berücksichtigt, sieht der nächste Schritt die Positionierung der Platten 54, 58 in einer (nicht gezeigten) Befestigung bzw. Spannvorrichtung vor. Dann wird die erste Bodenplatte 54 an die zweite Bodenplatte 58 an den jeweiligen Mittelteil 74 über die Breite davon angeschweißt. Als nächstes wird das Paar von inneren Seitenwandplatten 22, 26 in beabstandeter Beziehung in der (nicht gezeigten) Befestigung bzw. Spannvorrichtung positioniert, und das Paar der inneren Seitenwand platten 22, 26 wird an den ersten und zweiten unteren Wandplatten 54, 58 durch Schweißen angeheftet. Dann werden die Rahmenstiftansätze 190 und der Kupplungsstiftansatz 198 an ihrer jeweiligen Stelle an der jeweiligen Seitenplatte des Paares von inneren Seitenwandplatten 22, 26 und den ersten und zweiten unteren Wandplatten 54, 58 angeschweißt. Als nächstes wird die obere Wandplatte 30 in der (nicht gezeigten) Spannvorrichtung positioniert, und sie wird an das Paar von inneren Seitenwandplatten 22, 26 geschweißt. Dann wird die Verschlußplatte 146 an der Position zwischen dem Paar von inneren Seitenwandplatten 22, 26 verschweißt. Als nächstes werden die Hubstiftansatzplattenanordnung 240 und die Rückkipp- und Abladeplatten 200, 204 an die kastenförmige Auslegerhubarm-anordnung an ihrer jeweiligen Stelle durch Schweißen angeheftet.
Die letzten Schritte weisen das Anschweißen der oberen und unteren Wandplatten 30, 50 an dem Paar von inneren Seitenwandplatten 22, 26 mit einer nicht quer verlaufenden Schweißnaht auf, und zwar im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Paares von inneren Seitenwandplatten 22, 26 in wohl bekannter Weise, um die Restspannungen während des Schweißens zu entlasten. Als nächstes werden die Rahmensiftansätze 190 im wesentlichen entlang des gesamten Umfangs der jeweiligen Schenkel 138, 142 angeschweißt, und der Kupplungsstiftansatz 198 wird entlang des gesamten Umfangs des Kupplungsendteils 88 angeschweißt. Dann wird die Verschlußplatte 146 an der Position verschweißt, um im wesentlichen die kastenförmige Auslegerhubarmanordnung 18 zu umschließen. Als nächstes wird das Paar von äußeren Seitenwandplatten 94, 98 am äußeren Teil 122 der oberen Wandplatte 30 und der zweiten unteren Wandplatte 58 und dazwischen positioniert, so dass das erste Ende von jeder des Paares von äußeren Seitenwand platten 94, 98 an einer jeweiligen inneren Seitenwandplatte 22, 26 anliegt. Dann wird das Paar der äußeren Seitenwandplatten 94, 98 an der jeweiligen inneren Seitenwandplatte 22, 26, den oberen und unteren Wandplatten 30, 50 und den jeweiligen Rahmenstiftansatz 190 angeschweißt. Als nächstes werden die oberen und unteren Wandplatten 30, 50 mit dem Paar von äußeren Seitenwandplatten 94, 98 in einer kontinuierlichen nicht quer verlaufenden Schweißnaht bzw. T-Naht verschweißt, und zwar im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Paares von äußeren Seitenwandplatten 94, 98, und das Paar von inneren Seitenwandplatten 22, 26 wird mit den äußeren Seitenwandplatten 94, 98 verschweißt. Dann wird der jeweilige Rahmenstiftansatz 190 mit dem Paar von äußeren Seitenwandplatten 94, 98 vollständig entlang des gesamten Umfangs der jeweiligen Schenkel 138, 142 verschweißt. Als nächstes werden die Hubstiftansatzplattenanordnung 240 und die Rückkipp- und Abladeplattten 200, 204 an der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 angeschweißt.
Es sei bemerkt, dass die letztendliche Schweißung der Rahmenstiftansätze 190, des Kupplungsstiftansatzes 198 und der Verschlußplatte 146 an der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 die Mittel vorsieht, um den Kastenabschnitt zu umschließen und einen darauf folgenden Eintritt von äußeren Stoffen wie beispielsweise Schmutz und Wasser verhindert.
Es ist wohl bekannt, dass die Belastungen und Kräfte auf der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 extrem stark sein können, und zwar abhängig von verschiedenen Betriebsfaktoren. Daher sind die verbesserte Festigkeit und die Belastungsmöglichkeiten, die aus den Komponentenkonfigurationen abgeleitet werden und die verbesserten Herstelltechniken vorteilhaft. Beispielsweise erzeugt die einfache Konstruktion der kastenförmigen Auslegerhubarm-anordnung (Kastenausleger-Hubarmanordnung) 18, die aus einer Stahlplatte und runden Stahlhalbzeug hergestellt wird, den rechteckigen Querschnitt, der über die gesamte kastenförmige Auslegerhubarmanordnung 18 in der Länge aufrechterhalten wird, die nur in der Höhe und in der Breite variiert. Weiterhin eleminiert die Herstellung der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 in einem vollständig geschweißten Herstellprozess aus Stahlblech und runden Stahlhalbzeug im wesentlichen quer verlaufende Schweißverbindungen, was die Ermüdungseigenschaften verbessert, indem ein gerader Lastpfad von einem Ende der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 zum anderen Ende erzeugt wird. Die Schnitteigenschaft der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 bietet auch ein geringeres Leistungsverhältnis von Gewicht zu Festigkeit. Die vergrößerte Breite des gabelförmigen Endteils 134 ist ausgelegt, um Lasten auf der kastenförmigen Auslegerhubarm-anordnung 18 zu verteilen, was die Torsionssteifigkeit und seitliche Steifigkeit verbessert. Die vergrößerte Breite des Kupplungsendteils 88 im wesentlichen auf zweimal die Breite des Mittelteils davon dient auch zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18. Die lokal vergrößerte Breite und der sanfte Übergang des Kupplungsendteils 88 nahe dem Ende der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 sieht einen besseren Pfad für die Kraftübertragung von der Schaufel 14 oder von dem Werkzeug auf die kastenförmige Auslegerhubarmanordnung 18 und die umgebende Verbindungsstruktur vor. Die Positionierung der Rückkipp- und Abladeanschläge 200, 204 auf der Oberseite 208 der oberen Wand bietet einen großen Auflagepunkt mit einer vergrößerten Fläche, um eine größere Verteilung der Last während der maximalen und minimalen Hubbewegungen zu erreichen. Der Hubzylinder 264 ist mit der unteren Wand der kastenförmigen Auslegerhubarmanordnung 18 durch die Hubstiftansatzplattenanordnung 240 für eine größere Kontaktfläche und eine bessere Verteilung der Hubzylinderkräfte angeschlossen.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) für eine Baumaschine, wobei die Kastenausleger-Hubarmanordnung folgendes aufweist:

Decken- und Bodenwände (30, 50), die sich über eine vorbestimmte Länge erstrecken, wobei jede der Decken- und Bodenwände (30, 50) einen Mittelteil (34, 74) mit einer vorbestimmten Breite, einen ersten Endteil (38, 78), der von dem Mittelteil (34, 74) nach außen divergiert und an einer vorbestimmten Breite endet, die größer ist als die vorbestimmte Breite des Mittelteils (34, 74), und einen gegabelten zweiten Endteil (42, 80) aufweist, der entgegengesetzt zu dem ersten Endteil (38, 78) im wesentlichen in einer U-Form von dem Mittelteil (34, 74) nach außen divergiert und an einer vorbestimmten Breite endet, die größer ist als die vorbestimmte Breite des Mittelteils (34, 74);

ein Paar von Innenseitenwänden (22, 26) mit einer vorbestimmten Länge, die im wesentlichen gleich ist wie die Länge der Decken- und Bodenwände (30, 50), wobei jede des Paares von Innenseitenwänden (22, 26) erste und zweite Enden (82, 126, 86, 130) besitzt und zwischen den Decken- und Bodenwänden (30, 50) angeordnet ist und im wesentlichen entlang der gesamten vorbestimmten Länge der Innenseitenwände (22, 26) mit den Decken- und Bodenwänden (30, 50) fest verbunden ist, wobei die ersten Enden der Innenseitenwände (82, 86) mit den ersten Endteilen (38, 78) der Decken- und Bodenwände (30, 50) einen divergierenden Endteil (88) definieren; und

ein Paar von Außenseitenwänden (94, 98) mit einer vorbestimmten Länge, wobei jede des Paares von Außenseitenwänden (94, 98) erste und zweite Enden (106, 110, 114, 118) besitzt und an dem ersten Ende (106, 114) mit einer des Paares von Innenseitenwänden (22, 26) fest verbunden ist, und zwar an einer vorbestimmten Stelle entlang der vorbestimmten Länge der Innenseitenwände (22, 26), wobei die ersten Enden (106, 114) zwischen dem U-förmigen zweiten Endteil (42, 80) der Decken und Bodenwände (30, 50) angeordnet sind und fest damit verbunden sind, wobei die zweiten Enden (110, 118) der Außenseitenwände (94, 98) mit den zweiten Enden (126, 130) der Innenseitenwände (22, 26) und mit den zweiten Endteilen (42, 80) der Decken- und Bodenwände (30, 50) einen gegabelten Endteil (134) mit einem Paar von Schenkeln (138, 142) definieren.

2. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 1, wobei das Paar von Innenseitenwänden (22, 26) und die Deckenwand (30) durch eine kontinuierliche, nicht quer verlaufende Schweißung fest miteinander verbunden sind, wobei das Paar von Innenseitenwänden (22, 26) und die Bodenwand (50) durch eine kontinuierliche, im wesentlichen nicht quer verlaufende Schweißung fest miteinander verbunden sind, und wobei das Paar von Außenseitenwänden (94, 98) und die Decken- und Bodenwände (30, 50) durch eine kontinuierliche, nicht quer verlaufende Schweißung, die sich im wesentlichen entlang der vorbestimmten Länge der Außenseitenwände (94, 98) erstreckt, fest miteinander verbunden sind.

3. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 1, wobei die ersten Endteile (38, 78) der Decken- und Bodenwände (30, 50) nicht gegabelt sind und jeweils eine planare Kante (40), wobei die vorbestimmte Breite kontinuierlich und ununterbrochen ist.

4. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 2, wobei die Bodenwand (50) aus ersten und zweiten Platten (54, 58) hergestellt ist, die durch eine kontinuierliche, quer verlaufende Schweißung, die sich im wesentlichen über die vorbestimmte Breite des Mittelteils (74) der Bodenwand (50) hinweg erstreckt, fest miteinander verbunden sind, und wobei die Deckenwand (30) aus einer einzigen Platte hergestellt ist.

5. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 4, wobei die Deckenwandplatte (30) entlang eines ersten Biegepfades an einer vorbestimmten Stelle und mit einem vorbestimmten Winkel gebildet ist, und wobei die erste Platte (54) der Bodenwand (50) an einer vorbestimmten Stelle und mit einem vorbestimmten Winkel gebildet ist, so dass die Deckenwandplatte (30) und die Bodenwandplatte (50) die im wesentlichen vorbestimmte gleiche Länge mit den Innenseitenwandplatten (22, 26) erreichen.

6. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 5, wobei jede des Paares von Innenseitenwänden (22, 26) eine einzige flache bzw. ebene Platte ist, die an vorbestimmten Stellen entlang der vorbestimmten Länge davon Übergangsbreiten besitzt, die entsprechenden Biegungen der einzelnen Platte der Oberwand (30) und der ersten Platte (54) der Bodenwand (50) entsprechen.

7. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 1, wobei ferner die ersten und zweiten Enden (82, 126, 86, 130) des Paares von Innenseitenwänden (22, 26) und das zweite Ende (110, 118) des Paares von Außenseitenwänden (94, 98) eine Halbkreisform besitzen, wobei ein Paar von Rahmenstift(gelenk)ansätzen (190) innerhalb der halbkreisförmigen zweiten Enden (126, 130) der Innenseitenwände (22, 26) und der zweiten Enden (110, 118) der Außenseitenwände (94, 98) angeordnet ist und sich dazwischen erstreckt, wobei jeder des Paares von Rahmenstift(gelenk)ansätzen (190) dort entlang mit einem des Paares von Schenkeln (138, 142) fest verbunden ist, und wobei ein Kupplungsstiftansatz (198) innerhalb der halbkreisförmigen ersten Enden (82, 86) des Paares von Innenseitenwänden (22, 26) angeordnet ist und sich entlang der vorbestimmten Breite des divergierenden Endteils (88) erstreckt und dort entlang fest angeschlossen ist.

8. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 1, wobei eine Verschlussplatte (146) vorgesehen ist, die mit dem Paar von Innenseitenwandplatten (22, 26) und den Decken- und Bodenplatten (30, 50) zwischen dem Paar von Schenkeln (138, 142) fest verbunden ist, um die Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) zu umschließen.

9. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß Anspruch 1, wobei Rückkipp- und Abladeanschläge (200, 204) an mindestens einer vorbestimmten Stelle auf einer Außenseite (208) der Deckenwand (30) vorgesehen sind, wobei die Rückkipp- und Abladeanschläge (200, 204) einen nach außen vorstehenden Vorsprung (212, 216, 220) mit einer über die Außenseite (208) der Deckenwand (30) erhöhten Kontaktoberfläche (228) umfassen.

10. Kastenausleger-Hubarmanordnung (18) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Rückkipp- und Abladeanschläge (200, 204) an vorbestimmten Stellen auf einer Außenseite (208) der Deckenwand (30) vorgesehen sind, wobei die Rückkipp- und Abladeanschläge (200, 204) einen nach außen vorstehenden Vorsprung (212, 216, 220) mit einer über die Außenseite (208) der Deckenwand (30) erhöhten Kontaktoberfläche (228) umfassen, und/oder wobei vorzugsweise die Rücckipp- und Abladeanschläge (200, 204) mit einer Platte (200, 204) verbunden sind, die an die Außenseite (208) der Deckenwand (30) geschweißt ist, und/oder wobei vorzugsweise eine Hubstiftansatzplattenanordnung (240) im wesentlichen an den Mittelteil (74) der Bodenwand (50) geschweißt ist und sich über eine vorbestimmte Länge entlang der vorbestimmten Länge der Bodenwand (50) erstreckt.