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TECHNISCHER
BEREICH
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Die Erfindung betrifft allgemein
eine Baumaschine, beispielsweise einen hydraulischen Bagger, einen
hydraulischen Kran oder dergleichen, mit einer Bedienerkabine und
insbesondere eine Baumaschine mit einer Bedienerkabine, die vibrationsgedämpft auf
einem Rahmen der Maschine gehalten wird.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Im allgemeinen sind hydraulische
Bagger als Baumaschinen mit Bedienerkabinen größtenteils aus einem Fahrkörper, einem
drehbar auf dem Fahrkörper
montierten oberen Drehkörper
und einem auf dem oberen Drehkörper
vorgesehenen Arbeitsmechanismus für Hebebewegungen nach oben
und unten aufgebaut. Ruf einem Rahmen des oberen Drehkörpers befindet
sich eine Kabine für
den Bediener, in der Steuerinstrumente und -vorrichtungen, die von einem
Bediener zur Steuerung der von dem Fahrkörper und dem Arbeitsmechanismus
ausgeführten Operationen
betätigt
werden können,
und ein Sitz für den
Bediener untergebracht sind, der von einem Bediener eingenommen
werden kann.
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Im Zusammenhang mit hydraulischen
Baggern, wie dem vorstehend beschriebenen, ist beispielsweise in
der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. H5-125745
ein hydraulischer Bagger mit einer aufgrund der Verwendung von an den
vier Eckabschnitten zwischen dem Halterahmen und der Kabine für den Bediener
an geordneten Antischwingungshalterungen in Form flüssigkeitsabgedichteter
Kautschukhalterungen zur Unterdrückung der Übertragung
von Schwingungen des Rahmens auf die Kabine beim Vorgang des Aufgrabens
des Bodens oder beim Verfahren der Maschine vibrationsgedämpft auf
einem Halterahmen montierten Kabine für den Bediener offenbart.
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Bei dem hydraulischen Bagger gemäß dem Stand
der Technik mit dem eben erwähnten
Aufbau werden während
der Vorgänge
des Verfahrens oder des Ausschachtens auftretende Schwingungen des Halterahmens
durch vertikale Biegeschwingungen der Antischwingungshalterungen
absorbiert, wodurch eine direkte Übertragung der Schwingungen auf
die Kabine für
den Bediener verhindert wird. Dies trägt zur Verbesserung des Komforts
der Bedienerkabine sowie der Bedienbarkeit der verschiedenen Steuerhebel
und dergleichen bei.
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Unter den hydraulischen Baggern der
unterschiedlichen Klassen sind die großen hydraulischen Bagger, die
beispielsweise beim Tagebau zum Aufgraben großer Erdmengen verwendet werden,
normalerweise nach einem anderen Konzept konstruiert. Bei der Konstruktion
großer
hydraulischer Bagger besteht ein Trend dazu, der Haltbarkeit der
Maschine gegenüber
dem Komfort der Bedienerkabine höchste
Priorität
einzuräumen,
da im Falle eines Problems mit der Maschine die Reparaturarbeiten
enorm lange dauern könnten.
Aus diesem Grund wurde bei der Konstruktion großer hydraulischer Bagger auf den
Komfort der Bedienerkabine normalerweise wenig Wert gelegt.
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Insbesondere bei hydraulischen Baggern des
sogenannten Typs mit hoch montierter Kabine ist ein vertikaler oder
aufrechter Aufnahmerahmen auf einem Hauptrahmen montiert, der den
unteren Teil eines drehbaren Körpers
bildet, und die Bedienerkabine ist auf der Oberseite des Aufnahmerahmens
montiert. Bei einem hydraulischen Bagger des Typs mit hoch montierter
Kabine ist die Bedienerkabine aufgrund des vorgesehenen Aufnahmerahmens
an einer Stelle angeordnet, die nach oben hin weit vom Fahrkörper entfernt
ist, und beim Verfahren der Maschine oder bei einem Grabvorgang
auftretende Schwingungen werden über
den Aufnahmerahmen an die Kabine übertragen, wodurch die Kabine
in merkliche Schwingungsbewegungen versetzt wird.
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In dieser Hinsicht ist es selbst
bei großen
hydraulischen Baggern denkbar, die vorstehend erwähnten Antischwingungshalterungen
zwischen dem Aufnahmerahmen und dem Kabinenaufbau zur Unterdrückung der Übertragung
von Schwingungen des Aufnahmerahmens an die Kabine zu verwenden
und den Komfort der Kabine auf ähnliche
Weise zu verbessern.
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Bei großen hydraulischen Baggern,
die häufig
für horizontale
Grabarbeiten mittels einer Ladeschaufel verwendet werden, besteht
jedoch das inhärente
Problem, daß bei
Grabarbeiten mit höherer Wahrscheinlichkeit
Schwingungen nach vorn und hinten ebenso wie Schwingungen in seitlicher
Richtung (die beide nachstehend aus Gründen der Kürze kollektiv als „horizontale
Schwingungen" bezeichnet werden)
an die Kabine übertragen
werden. Nichtsdestotrotz sind die Antischwingungshalterungen gemäß dem Stand
der Technik, die hauptsächlich
auf die Absorption vertikaler Schwingungen ausgelegt sind, so beschaffen,
daß sie
in bezug auf vertikale Schwingungen verhältnismäßig wenig starr und in bezug
auf horizontale Schwingungen relativ starr sind.
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Daher können die in bezug auf horizontale Schwingungen
sehr starren herkömmlichen
Antischwingungshalterungen bei hydraulischen Baggern des Typs mit
hoch montierter Kabine die bei Grabar beiten am Boden auftretenden
horizontalen Schwingungen des Aufnahmerahmens nicht absorbieren.
Wird ein Aufnahmerahmen 101, wie in 17 gezeigt, in Schwingungen nach vorn
und hinten (in der Richtung des Pfeils A) versetzt, wird die Kabine 102 auf
dem Aufnahmerahmen 101 dementsprechend durch Stampfen (Schwingungen
nach vorn und hinten) erheblich erschüttert, wie durch einen Pfeil
B dargestellt, wodurch der Komfort der Kabine sowie die Bedienbarkeit
der Steuerhebel und weiterer Vorrichtungen erheblich verschlechtert
werden. Wird der Aufnahmerahmen andererseits in seitlicher Richtung
in Schwingungen versetzt, wird die Kabine 102 durch Rollen
(Schwingungen nach rechts und links) ebenfalls erheblich geschüttelt. Ein
weiteres Problem ist, daß die
Kabine durch ein Gieren (Schwingungen in der Drehrichtung) erschüttert wird, wenn
der drehbare Körper
in eine Drehbewegung versetzt wird.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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In Anbetracht der vorstehend erwähnten Probleme
des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Baumaschine mit einer Bedienerkabine auf einem Rahmen zu schaffen,
die so beschaffen ist, daß die Übertragung
von Schwingungen des Rahmens an die Kabine unterdrückt wird.
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Erfindungsgemäß werden die vorstehend erwähnten Probleme
durch das Anbringen einer Kabinenhalterung gelöst, die bei einer Baumaschine
mit einer Bedienerkabine anwendbar ist, die im wesentlichen einen
Halterahmen, eine auf dem Halterahmen montierte Bedienerkabine,
deren Inneres einen Bedienungsraum bildet, und vier in den vier
Eckabschnitten zwischen dem Halterahmen und der Kabine angeordneten
Antischwingungshalterungen umfaßt,
die so beschaffen sind, daß sie
die Kabine so halten, daß die Übertragung
von Schwingungen des Rahmens an die Kabine unterdrückt wird.
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Genauer wird erfindungsgemäß eine Baumaschine
mit einer Bedienerkabine geschaffen, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß vier
Antischwingungshalterungen, die jeweils aus einem gegen Schwingungen
in der vertikalen Richtung verhältnismäßig starren
und gegen Schwingungen in der horizontalen Richtung verhältnismäßig wenig
starren Kautschukschichtkörper
aufgebaut sind, und vier Schwingungsdämpfungsvorrichtungen vorgesehen sind,
die zur Dämpfung
auf die Kabine übertragener horizontaler
Schwingungen in den vier Eckabschnitten zwischen dem Rahmen und
der Kabine an in bezug auf die Antischwingungshalterungen kooperativen
Positionen angeordnet sind.
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Bei dem gerade beschriebenen Aufbau
wird eine Verformung der Kautschukkörper der jeweiligen Antischwingungshalterungen
hauptsächlich
in der horizontalen Richtung verursacht, wenn der Rahmen in seitlicher
Richtung in Schwingungen versetzt wird, wodurch die Übertragung
einer Schwingung des Rahmens auf die Kabine unterdrückt wird.
Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt die Schwingung des Rahmens übertragen
wird, wird die Kabine einfach in horizontal parallele Bewegungen
versetzt, und starke Erschütterungen
durch Stampf- oder Rollschwingungen werden verhindert, da die geschichteten
Kautschukkörper
der Antischwingungshalterungen in bezug auf Schwingungen in den
vertikalen Richtungen sehr starr sind. Im Übrigen können selbst bei einem Auftreten
horizontaler Restschwingungen der Kabine aufgrund der elastischen
Wiederherstellungskräfte der
durch Schwingungen des Rahmens verformten geschichteten Kautschukkörper diese
Restschwingungen durch die jeweiligen Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
gedämpft
werden.
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Bei diesem Beispiel sind erfindungsgemäß zwei der
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen,
die im vorderen Teil der Kabine angeordnet sind, in einer derartigen
Winkelstellung auf einer horizontalen Ebene montiert, daß die jeweiligen
Längsachsen
einander auf der Vorderseite der Kabine schneiden, wogegen die beiden übrigen Schwingungsdämpfungsvorrichtungen,
die im hinteren Teil der Kabine angeordnet sind, ebenso in einer
derartigen Winkelstellung auf einer horizontalen Ebene angeordnet
sind, daß die
jeweiligen Längsachsen
einander auf der Rückseite
der Kabine schneiden.
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Ferner ist jede der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
so beschaffen, daß ihre
Längsachse
in bezug auf eine imaginäre
Ellipse um den unteren, mittleren Abschnitt der Kabine in einer
umlaufenden Position angeordnet ist.
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Bei dem gerade beschriebenen Aufbau
sind die jeweiligen Schwingungsdämpfungsvorrichtungen in
einer Winkelstellung auf einer horizontalen Ebene montiert, die
in bezug auf die Längs-
und Querrichtung der Kabine geneigt ist. Daher können, wenn die Kabine in Schwingungen
nach hinten und vorne oder in seitlicher Richtung versetzt wird,
diese Schwingungen durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen effektiv
gedämpft
werden. Ferner können
die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
auch Gierbewegungen der Kabine effektiv unterdrücken, die aufgrund einer Drehbewegung
auftreten können.
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Ferner ist der Rahmen bei einer bestimmten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Hauptrahmen, der einen unteren Abschnitt
des drehbaren Körpers
der Maschine bildet, und die Kabine wird über Antischwingungshalterungen
auf dem Hauptrahmen gehalten.
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Wenn der Rahmen bei diesem Beispiel
beim Fahren oder beim Aufgraben des Bodens durch die Maschine in
Schwingungen versetzt wird, kann die Übertragung der Schwingungen
des Rahmens auf die Kabine durch die jeweiligen Antischwingungshalterungen
unterdrückt
werden.
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Ferner ist der Rahmen bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aus einem Hauptrahmen, der den unteren
Teil des drehbaren Körpers
der Maschine bildet, und einem Aufnahmerahmen zusammengesetzt, der
vertikal auf dem Hauptrahmen steht, und die Kabine wird über die
Antischwingungshalterungen auf dem Aufnahmerahmen gehalten.
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Bei diesem Beispiel dienen die jeweiligen Antischwingungshalterungen
der Unterdrückung
der Übertragung
von Schwingungen des Rahmens über den
Aufnahmerahmen an die Kabine und damit dem Verhindern einer erheblichen
Erschütterung
der Kabine auf dem Aufnahmerahmen.
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Überdies
besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung jede der Antischwingungshalterungen aus einem geschichteten
Kautschukkörper
aus mehreren abwechselnd mit mehreren dünnen Stahlblechschichter und
parallel zu diesen aufeinander geschichteten Kautschukschichten,
einer fest am oberen Ende des geschichteten Kautschukkörpers befestigten
oberen Montageplatte und einer fest am unteren Ende des geschichteten
Kautschukkörpers
befestigten unteren Montageplatte.
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Bei diesem Beispiel sind der Rahmen
und die untere Montageplatte jeder Antischwingungshalterung vorzugsweise
mittels Bolzen fest aneinander befestigt, wobei entweder auf der
Seite der Kabine oder auf der Seite der oberen Montageplatte der
Antischwingungshalterungen Gewindebolzen fest vorgesehen und, die
in entweder auf der Seite der oberen Montageplatte oder auf der
Seite der Kabine vorgesehene Bolzenbohrungen aufgenommen werden.
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Bei dem eben beschriebenen Aufbau
kann die Position der Kabine in bezug auf die Antischwingungshalterungen
einfach durch sicheres Befestigen der unteren Montageplatten der
Antischwingungshalterungen mittels der Bolzen auf dem Rahmen und Einführen der
entweder auf der Seite der oberen Montageplatten der Antischwingungshalterungen oder
auf der Seite der Kabine vorgesehenen Gewindebolzen in die gegenüberliegenden,
entweder auf der Seite der Kabine oder auf der Seite der oberen Montageplatten
der Antischwingungshalterungen vorgesehenen Bolzenbohrungen automatisch
eingestellt werden, wenn die Kabine über die Antischwingungshalterungen
auf dem Rahmen montiert wird.
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Ferner sind die Kabine und die obere
Montageplatte jeder Antischwingungshalterung bei einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch Bolzen fest aneinander befestigt,
wobei entweder auf der Seite des Rahmens oder auf der Seite der
unteren Montageplatte der Antischwingungshalterungen feste Gewindebolzen
vorgesehen sind, die von entweder auf der Seite der unteren Montageplatte
oder auf der Seite des Rahmens vorgesehenen Bolzenbohrungen aufgenommen
werden.
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Bei dem eben beschriebenen Aufbau
kann die Position jeder der Antischwingungshalterungen in bezug
auf den Rahmen bei der Montage der Kabine über die Antischwingungshalterungen
auf dem Rahmen automatisch eingestellt werden, wenn die entweder
auf der Seite der unteren Montageplatten der Antischwingungshalterungen
oder auf der Seite des Rahmens vorgesehenen Gewindebolzen in die
gegenüber
entweder auf der Seite des Rahmens oder auf der Seite der unteren
Montageplatten der Antischwingungshalterungen vorgesehenen Bolzenbohrungen
eingeführt
werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind an der unteren Montageplatte jeder
der Antischwingungshalterungen feste Gewindebolzen vorgesehen, die
in im Rahmen vorgesehenen Bolzenbohrungen aufgenommen werden, und
an der oberen Montageplatte der Antischwingungshalterungen sind
feste Gewindebolzen vorgesehen, die in auf der Seite der Kabine vorgesehene
Bolzenbohrungen aufgenommen werden.
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Bei dem eben beschriebenen Aufbau
können
die Positionen der jeweiligen Antischwingungshalterungen in bezug
auf den Rahmen und die Kabine beim Einführen der auf der unteren und
der oberen Montageplatte der Antischwingungshalterungen vorgesehener
Gewindebolzen in die gegenüber
jeweils auf der Seite des Rahmens und der Kabine vorgesehenen Bolzenbohrungen
automatisch eingestellt werden, wenn die Kabine über die Antischwingungshalterungen
auf dem Rahmen montiert wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden der Rahmen und die untere Montageplalte
jeder Antischwingungshalterung unter Verwendung der Bolzen fest
aneinander befestigt, und eine Zwischenverbindungsplatte wird an
der oberen Montageplatte der Antischwingungshalterung angebracht,
wobei die Zwischenverbindungsplatte Gewindebolzen aufweist, die
in an Abschnitten der Kabine vorgesehene Bolzenbohrungen aufgenommen
werden.
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Bei dem eben beschriebenen Aufbau
kann die Position jeder der Antischwingungshalterungen, deren jeweilige
untere Montageplatten mittels Bolzen am Rahmen befestigt sind, beim
Einführen
der Gewindebolzen auf der an der oberen Montageplatte jeder Antischwin gungshalterung
befestigten Zwischenverbindungsplatte in die gegenüber auf
der Seite der Kabine vorgesehenen Bolzenbohrungen in bezug auf die
Kabine automatisch eingestellt werden, wenn die Kabine über die
Antischwingungshalterungen auf dem Rahmen montiert wird. Daneben
kann in diesem Fall beim Ersetzen einer Antischwingungshalterung diese
ohne eine Behinderung durch die Gewindebolzen leicht in horizontaler
Richtung entnommen werden, sowie die obere Montageplatte von der
Zwischenverbindungsplatte entfernt wird.
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Überdies
sind bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Kabine und die obere Montageplatte jeder der Antischwingungshalterungen
durch Bolzen fest aneinander befestigt, und eine Zwischenverbindungsplatte ist
an der unteren Montageplatte der Antischwingungshalterung befestigt,
wobei die Zwischenverbindungsplatte Gewindebolzen aufweist, die
in auf der Seite des Rahmens vorgesehene Bolzenbohrungen aufgenommen
werden.
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Bei dem eben beschriebenen Aufbau
können
die Positionen der Antischwingungshalterungen beim Einführen der
Gewindebolzen der auf der unteren Montageplatte jeder der Antischwingungshalterungen
befestigten Zwischenverbindungsplatte in die gegenüber auf
der Seite des Rahmens vorgesehenen Bolzenbohrungen in bezug auf
den Rahmen automatisch eingestellt werden, wenn die Kabine über die
Antischwingungshalterungen auf dem Rahmen montiert wird. Daneben
kann eine Antischwingungshalterung, wenn sie ersetzt werden soll,
nach dem Lösen
der unteren Montageplatte von der Zwischenverbindungsplatte ohne
eine Behinderung durch die Gewindebolzen leicht in horizontaler
Richtung entnommen werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines hydraulischen Baggers des Typs mit hoch montierter
Kabine, auf den eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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2 eine
teilweise abgeschnittene Vorderansicht, die einen Aufnahmerahmen,
eine Kabine, Antischwingungshalterungen und Öldämpfer, die bei der ersten Ausführungsform
der vorliegendem Erfindung verwendet werden, in vergrößertem Maßstab zeigt;
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3 eine
querverlaufende Schnittansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen
und der Öldämpfer entlang
des Pfeils, III-III
in 2;
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4 eine
vergrößerte schematische
Ansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der Öldämpfer gemäß 2;
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5 eine
Schnittansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der
Gewindebolzen im vergrößerten Maßstab, wobei
die Bauteile noch nicht zusammengesetzt sind;
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6 eine
querverlaufende Schnittansicht in der Richtung der Pfeile VI-VI
in 4, die die Beziehung
zwischen der auf einen Öldämpfer einwirkenden
Kraft und seiner teleskopartigen Aus- und Einfahrgeschwindigkeiten
zeigt;
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7 eine
erläuternde
schematische Darstellung des Zustands der Kabine bei einem Schwingen
des Aufnahmerahmens nach. vorn und hinten;
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8 eine
teilweise abgeschnittene Vorderansicht eines Hauptrahmens, einer
Kabine und der Antischwingungshalterungen, die bei einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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9 eine
querverlaufende Schnittansicht in der Richtung der Pfeile IX-IX
in 8, die die Antischwingungshalterungen
und die Öldämpfer gemäß 8 zeigen;
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10 eine
Schnittansicht der bei einer dritten Ausführungsform verwendeten Antischwingungshalterungen
und Gewindebolzen in vergrößertem Maßstab, die
die Montageelemente und den Gewindebolzen in nicht zusammengesetztem
Zustand zeigt;
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11 eine
Schnittansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen, einer
Zwischenverbindungsplatte und der Gewindebolzen, die bei einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, in nicht zusammengesetztem
Zustand. und in vergrößertem Maßstab;
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12 eine
Schnittansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der
Gewindebolzen, die bei einer Modifikation der ersten Ausführungsform
verwendet werden, in nicht zusammengesetztem Zustand in vergrößertem Maßstab;
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13 eine
Schnittansicht der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der
Gewindebolzen gemäß einer
weiteren Modifikation der ersten Ausführungsform in vergrößertem Maßstab;
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14 eine
vergrößerte Schnittansicht
der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der Gewindebolzen
gemäß einer
Modifikation der dritten Ausführungsform
in nicht zusammengesetztem Zustand;
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15 eine
vergrößerte Schnittansicht
der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der Gewindebolzen
gemäß einer
weiteren Modifikation der dritten Ausführungsform in nicht zusammengesetztem
Zustand;
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16 eine
vergrößerte Schnittansicht
der Kabine, der Antischwingungshalterungen und der Gewindebolzen
gemäß einer
Modifikation der vierten Ausführungsform
in nicht zusammengesetztem Zustand; und
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17 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
des Zustand einer Kabine gemäß dem Stand
der Technik bei einer Stampfbewegung.
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BESTER MODUS
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird die vorliegende
Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 der beiliegenden Zeichnungen
in Form bevorzugter Ausführungsformen
genauer beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung beispielhaft
auf einen großen
hydraulischen Bagger angewendet wird, der allgemein als „hydraulischer
Bagger des Typs mit hoch montierter Kabine" bezeichnet wird.
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Unter anfänglicher Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. In den Figuren bezeichnen 1 einen
Raupenfahrkörper
und 2 einen drehbar auf dem Fahrkörper 1 montierten
Drehkörper.
Im vorderen mittleren Abschnitt des Drehkörpers 2 ist ein Arbeitsmechanismus 3 des
Ladeschaufeltyps für
Hebebewegungen nach oben und unten vorgesehen.
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4 bezeichnet einen Hauptrahmen,
der den unteren Teil des Drehkörpers 2 bildet.
Der Hauptrahmen 4 weist einen Rahmenaufbau auf, der sich
in horizontaler Richtung erstreckt, und auf den linken vorderen
Abschnitt des Hauptrahmens ist ein vertikal stehender Aufnahmerahmen 5 aufgesetzt.
Der Drehkörper 2 ist
im wesentlichen aus dem vorstehend erwähnten Hauptrahmen 4 und
dem Aufnahme rahmen 5 sowie einer Bedienerkabine 13,
die auf dem Aufnahmerahmen 5 angeordnet ist, wie nachstehend beschrieben,
einem auf dem hinteren Abschnitt des Aufnahmerahmen 5 angeordneten
Gehäuse 6 zur Unterbringung
eines (nicht dargestellten) Primärantriebs,
etc. und einem am hinteren Teil des Hauptrahmens 4 an einer
Position hinter dem Gehäuse 6 befestigten
Gegengewicht 7 aufgebaut.
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Bei diesem Beispiel ist der Aufnahmerahmen 5,
wie in den 2 bis 4 gezeigt, aus einem durch eine
vordere Platte 8A, eine hintere Platte 8B und eine
rechte und eine linke Seitenplatte 8C umschlossenen, nach
oben offenen, kastenförmigen äußeren Rahmenaufbau 8,
einer Kabinenhalteplatte 9 in Form einer an einem inneren,
oberen Teil der äußeren Rahmenstruktur 8 angeordneten,
an ihren vier Eckeabschnitten mit Montageelementbefestigungsabschnitten 9A versehenen,
sich horizontal erstreckenden, rechteckigen Rahmenstruktur zum Halten
der Kabine 13 über
nachstehend beschriebene Antischwingungshalterungen 18 und
an der Unterseite der Befestigungsabschnitte 9A für die Montageelemente
befestigten, sich vertikal erstreckenden Verstärkungselementen 10 zur
Verstärkung
der Kabinenhalteplatte 9 aufgebaut. Durch diesen Aufbau kann
der Hauptrahmen 4 hoch starr auf dem Aufnahmerahmen 5 aufgerichtet
werden.
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Ferner sind zur Befestigung von nachstehend
beschriebenen Öldämpfern 24 vier
Klammern 11 durch Schweißen oder andere geeignete Mittel
in Längs-
und Querrichtung der Maschine symmetrisch fest an der vorderen und
der hinteren Platte 8A und 8B der äußeren Rahmenstruktur 8 befestigt.
Die Montageflächen 12 zum
Haltern der unteren Enden der Antischwingungshalterungen 18 sind
fest mit den oberen Oberflächen
der Befestigungsabschnitte 9A für die Montage elemente der Kabinenhalteplatte 9 verschweißt oder
an diesen befestigt.
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13 bezeichnet eine Kabine,
die auf dem Aufnahmerahmen 5 angeordnet ist, wodurch ein
Bedienerraum für
den Bediener gebildet wird. Die Kabine 13 hat die Form
eines kastenförmigen
Gehäuses
mit einem oberen Seitenabschnitt 13A, einem vorderen Seitenabschnitt 13B,
einem hinteren Seitenabschnitt 13C und einem rechten und
einem linken Seitenabschnitt 13D (von denen in den Zeichnungen
nur einer gezeigt ist) und wird beispielsweise durch Zusammenschweißen dünner, durch
Formpressen hergestellter Stahlplatten gefertigt. Ferner sind Klammern 13E für eine Bodenplatte
durch Schweißen
fest an den inneren, unteren Abschnitten der Kabine 13 befestigt,
und eine Bodenplatte 14 ist fest mit den Klammern 13E verschraubt,
wodurch der Boden der Kabine 13 gebildet wird. Der Bedienersitz,
auf dem ein Bediener Platz nehmen kann, ist zusammen mit (nicht.
dargestellten) Steuerhebeln und Instrumenten zur Betätigung des
Arbeitsmechanismus 3 in der Kabine 13 vorgesehen.
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Bei diesem Beispiel sind zum Halten
der oberen Enden der Antischwingungshalterungen 18 an Positionen
gegenüber
den Montageflächen 12 auf der
Seite des Aufnahmerahmens 5 vier Montageflächen 15 fest
mit der Unterseite der Bodenplatte 14 verschweißt. Zudem
sind zur Montage der Öldämpfer 24 auf
der Seite der Kabine vier Klammern 16 in Längs- und
Querrichtung der Maschine durch. Verschweißen oder eine andere geeignete
Maßnahme fest
an der Unterseite der Bodenplatte 14 befestigt.
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17 bezeichnet vier Gewindebolzen
(von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind), die auf
der Seite der Kabine 13 durch die Montageflächen 15 nach
unten ragen. Wie in 5 gezeigt,
werden die Gewindebolzen 17 durch, wie nachstehend beschrieben,
in obere Montageplatten 21 der Antischwingungshalterungen 18 gebohrte
Bolzendurchgangsbohrungen 21A geführt.
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Durch 18 sind die an Positionen
in den vier Eckabschnitten zwischen der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 und dem Aufnahmerahmen 5 angeordneten Antischwingungshalterungen
bezeichnet. Die Antischwingungshalterungen 18 sind jeweils
aus einer unteren Montageplatte 19, einer oberen Montageplatte
und geschichtetem Kautschuk 23 aufgebaut, wie nachstehend
beschrieben.
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Die untere Montageplatte 19 ist
an einer Montagefläche 12 auf
der Seite des Aufnahmerahmens 5 befestigt und besteht aus
einer rechteckigen Stahlplatte mit in ihre vier Ecken gebohrten
Bolzenaufnahmebohrungen 19A. Ferner ist die untere Montageplatte 19 durch
einen durch die Bolzenaufnahmebohrung 19A geführten Bolzen 20 an
der Montagefläche 12.
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Die obere Montageplatte 21 ist
an einer Montagefläche 15 auf
der Seite der Kabine 13 befestigt und ähnlich aus einer rechteckigen
Stahlplatte mit in ihre vier Eckabschnitte gebohrten Bolzenaufnahmebohrungen 21A aufgebaut.
Ferner ist die obere Montageplatte 21 durch Anschrauben
und Festziehen einer Mutter 22 am auf der Seite der Kabine 13 aus
der Montagefläche
ragenden und durch die Bolzenaufnahmebohrung 21A geführten Gewindebolzen 17 an der
Montagefläche 15 befestigt.
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Der zwischen der oberen und der unteren Montageplatte 21 und 19 geschichtete
Kautschukkörper 23 ist
aus mehreren aufeinandergeschichteten elastischen Kautschukschichten 23A und
abwechselnd zwischen den elastischen Kautschukschichten 23A und
parallel zu diesen angeordneten dünnen Stahlblechschichten 23B aufgebaut.
Die Ober- und die Unterseite des geschichteten Kautschukkörpers 23 sind
durch Verschweißen
oder mittels der Verwendung eines Kleb stoffs jeweils fest an der
oberen und der unteren Montageplatte 21 und 19 befestigt.
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Bei diesem Beispiel ist der durch
abwechselndes Aufeinanderschichten mehrerer Kautschukplatten 23A und
mehrerer Stahlbleche 23B gefertigte geschichtete Kautschukkörper 23 in
bezug auf vertikale Schwingungen verhältnismäßig starr, da die dünnen Stahlbleche 23B eine
Verformung der Kautschukschichten 23A verhindern, wenn
eine Last aus bzw. in vertikaler Richtung darauf aufgebracht wird. Andererseits
ist der geschichtete Kautschukkörper 23 in
bezug auf horizontale Schwingungen verhältnismäßig wenig starr, da sich die
elastischen Kautschukschichten 23A zwischen den dünnen Stahlblechen 23B verhältnismäßig stark
verformen können, wenn
aus bzw. in horizontaler Richtung, beispielsweise von der Seite,
von der Vorderseite oder von der Rückseite des geschichteten Kautschukkörpers 23, eine
Last auf sie aufgebracht wird.
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Dementsprechend dient jede der Antischwingungshalterungen 18 mit
dem geschichteten Kautschukkörper 23 insbesondere
der Unterdrückung
von Vibrationsbewegungen der Kabine 13 nach vorn und hinten
(die nachstehend der Kürze
halber als „Stampfen" bezeichnet werden),
in seitlicher Richtung (die nachstehend der Kürze halber als „Rollen" bezeichnet werden)
und in vertikaler Richtung (die nachstehend der Kürze halber
als „Springen" bezeichnet werden),
wodurch die Kabine 13 in einem ziemlich stabilen Zustand
gehalten wird. Selbst wenn eine Schwingung an die Kabine 13 übertragen
wird, wandeln die in vertikaler Richtung verhältnismäßig starren geschichteten Kautschukkörper 23 die
Vibration der Kabine 13 in parallele horizontale Bewegungen um
und verhindern Stampf- und Rollbewegungen der Kabine 13.
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Durch 24 sind vier Öldämpfer bezeichnet,
die als Schwingungsdämpfer
für die
Kabine 13 fungieren. Die Öldämpfer 24 sind horizontal
in den vier Eckabschnitten zwischen der Kabine 13 und der
Bodenplatte 14 und in bezug auf die Antischwingungshalterungen 18 an
entsprechenden Positionen angeordnet. Bei diesem Beispiel ist jeder
der Öldämpfer 24,
wie in den 4 und 6 gezeigt, aus einem Rohr 25 mit
einem (nicht dargestellten) verschiebbar eingepaßten Kolben und einer Kolbenstange 26 zusammengesetzt,
deren Basis bzw. inneres Ende mit dem Kolben in dem Rohr 25 verbunden
ist und deren anderes Ende aus dem Rohr 25 ragt. Jeder
der Öldämpfer 24 erzeugt
eine Dämpfungskraft,
wenn der Kolben gegen den Widerstand des Öls in dem Rohr 25 hin
und her bewegt wird. Ferner ist eine Montageöse 25A fest am Basisende
des Rohrs 25 jedes Öldämpfers befestigt,
und ein Montagebolzen 26A ist fest am vorstehenden vorderen
Ende der Kolbenstange 26 angebracht. Die Kolbenstange 26 ist
von einer Staubabdeckung 26B bedeckt.
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Durch die Montageöse 25A am vorderen Ende
des Rohrs 25 wird jeder Öldämpfer 24 über eine
Kautschukbuchse 27 elastisch an einer fest an der äußeren Rahmenstruktur 8 des
Aufnahmerahmens 5 befestigten Klammer 11 auf der
Seite des Rahmens befestigt. Der Montagebolzen 26A am Basisende
der Kolbenstange 26 ist über ein federndes Kautschukelement 28 elastisch
an einer fest an der Unterseite der Bodenplatte 14 befestigte
Klammer 16 auf der Seite der Kabine 13 befestigt.
Dementsprechend sind die Öldämpfer so
angeordnet, daß sie den
Aufnahmerahmen 5 und die Bodenplatte 14 der Kabine 13 miteinander
verbinden.
-
In diesem Zusammenhang schneiden
sich die Längsachsen
O-O der Öldämpfer 24,
die am linken vorderen Abschnitt und am rechten vorderen Abschnitt
der Bodenplatte 14 angeordnet sind, wie ins besondere in 3 gezeigt, an der Vorderseite
der Bodenplatte 14 in einem zur Längsachse X-X der Bodenplatte
relativen Neigungswinkel θ.
Andererseits schneiden sich die Längsachsen O-O der Öldämpfer 24 am
linken hinteren Abschnitt und am rechten hinteren Abschnitt der
Bodenplatte 14 an der Hinterseite der Bodenplatte in einem
zur Längsachse
der Bodenplatte 14 relativen Neigungswinkel θ.
-
Die jeweiligen Öldämpfer 24 sind nämlich in einer
geneigten Winkelstellung bzw. -position montiert, so daß die Längsachsen
O-O der Öldämpfer 24 eine
(in 3 durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie dargestellte)
imaginäre
Ellipse S beschreiben, die auf einer horizontalen Ebene um die Mitte
der Bodenplatte 14 gezogen wird.
-
Bei diesem Beispiel wird der Neigungswinkel θ jedes Öldämpfers 24 auf
der Grundlage des Verhältnisses
der zur Dämpfung
von Schwingungen der Kabine 13 nach vorn und hinten erforderlichen Dämpfungskraft
A zu der zum Dämpfen
von Schwingungen in seitlicher Richtung erforderlichen Dämpfungskraft
B bestimmt. Ein Verfahren zur Berechnung des Neigungswinkels θ der Öldämpfer 24 wird
nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
-
Zunächst wird die Geschwindigkeit
V1' der teleskopartigen
Bewegung des Öldämpfers 24 unter der
Voraussetzung, daß V1
die Bewegungsgeschwindigkeit der Kabine 13 bei einer Schwingung nach
vorn und hinten ist, durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt:
-
[Gleichung 1]
-
V1' = V1cosθ
-
Als nächstes wird die Geschwindigkeit
V2' der teleskopartigen
Bewegung des Öldämpfers 24 unter
der Voraussetzung, daß die
Be wegungsgeschwindigkeit der Kabine 13 bei einer Schwingung
in seitlicher Richtung V2 ist, durch die folgende Gleichung 2 ausgedrückt.
-
[Gleichung 2]
-
V2' = V2sinθ
-
Daher wird, wenn der Dämpfungskoeffizient des Öldämpfers 24C ist,
die Dämpfungskraft
F in der Axialrichtung des Öldämpfers 24 durch
die folgende Gleichung 3 ausgedrückt.
-
[Gleichung 3]
-
F = C(V1' + V2') = C(V1cosθ + V2sinθ)
-
Ferner wird die Komponente F1 der
Dämpfungskraft
F in der Längsrichtung
durch die folgende Gleichung 4 ausgedrückt.
-
[Gleichung 4]
-
F1 = Fcosθ
-
Ähnlich
wird die Komponente F2 der Dämpfungskraft
F in seitlicher Richtung durch die folgende Gleichung 5 ausgedrückt.
-
[Gleichung 5]
-
F2 = Fsinθ
-
Daher wird die Komponente C1 des
Dämpfungskoeffizienten
C in der Längsrichtung
durch die folgende Gleichung 6 ausgedrückt.
-
[Gleichung 6]
-
C1 = F1/V1 = Fcosθ/V1 = Ccosθ(V1cosθ + V2sinθ)/V1
-
Andererseits wird die Komponente
C2 des Dämpfungskoeffizienten
C in seitlicher Richtung durch die folgende Gleichung 7 ausgedrückt.
-
[Gleichung 7]
-
C2 = F2/V2 = Fsinθ/V2 = Csinθ(V1cos +
V2sinθ)/V2
-
Bei diesem Beispiel weist einer der
beiden Öldämpfer unter
den vier Öldämpfern 24,
die in seitlicher oder Querrichtung ein Paar bilden, auf einer horizontalen
Ebene einen Neigungswinkel θ mit
einem positiven Wert auf, wogegen der andere Öldämpfer 24 einen Neigungswinkel θ mit einem
negativen Wert aufweist. Dementsprechend wird der Gesamtdämpfungskoeffizient
C1t in der Längsrichtung, der
die Summe der Dämpfungskoeffizienten
C1 der vier Öldämpfer in
Längsrichtung
ist, durch die folgende Gleichung 8 ausgedrückt.
-
-
Ähnlich
wird der Gesamtdämpfungskoeffizient
C2t in seitlicher Richtung, der die Summe der Dämpfungskoeffizienten C2 der
vier Öldämpfer in seitlicher
Richtung ist, durch die folgende Gleichung 9 ausgedrückt.
-
[Gleichung 9]
-
C2t = 4Csin2θ
-
In diesem Fall kann das Verhältnis der
zur Dämpfung
einer Schwingung der Kabine 13 in der Längsrichtung erforderlichen
Dämpfungskraft
A zu der zur Dämpfung
einer Schwingung der Kabine in seitlicher Richtung erforderlichen
Dämpfungskraft
B als Verhältnis
des Gesamtdämpfungskoeffizienten C1t
in Längsrichtung
zum Gesamtdämpfungskoeffizienten
C2t in seitlicher Richtung ausgedrückt werden, wie in der folgenden
Gleichung 10.
-
[Gleichung 10]
-
C1t:C2t = A:B
-
Die folgende Gleichung 11 wird von
den Gleichungen 8 bis 10 abgeleitet.
-
[Gleichung 11]
-
4Csin2θ·A = 4Ccos2θ·B
-
Daraus ergibt sich die folgende Gleichung 12.
-
[Gleichung 12]
-
(1 – cos2θ)·A = cos2θ·B
-
Daher kann der Neigungswinkel der
jeweiligen Öldämpfer 24 mittels
der zur Dämpfung
einer Schwingung der Kabine 13 nach vorn und hinten erforderlichen
Dämpfungskraft
A und der zur Dämpfung
einer Schwingung in seitlicher Richtung erforderlichen Dämpfungskraft
B ausgedrückt
werden, wie in der folgenden Gleichung 13.
-
[Gleichung 13]
-
θ = cos–1√A/(A + B)
-
Auf diese Weise wird der Neigungswinkel θ der Öldämpfer 24 entsprechend
der zur Dämpfung einer
Schwingung der Kabine 13 nach vorn und hinten erforderlichen
Dämpfungskraft
A und der zur Dämpfung
einer Schwingung in seitlicher Richtung erforderlichen Dämpfungskraft
B bestimmt.
-
Dementsprechend werden für jeden
der jeweils in einer horizontalen Position eingestellten Öldämpfer 24 Einstellungen
des Neigungswinkels θ vorgenommen.
Durch diese Öldämpferanordnung wird
es möglich,
in Längsrichtung
sowie in seitlicher Richtung auftretende Schwingungen der Kabine 13 durch
die jeweiligen Öldämpfer 24 zu
dämpfen.
Dies bedeutet, daß nicht
die Notwendigkeit besteht, zwei Typen von Öldämpfern zu verwenden, beispielsweise
einen zur Dämpfung
von Schwingungen der Kabine 13 in Längsrichtung und einen anderen
zur Dämpfung
von Schwingungen in seitlicher Richtung, und daß es möglich wird, die Verwaltung
des Inventars zu vereinfachen und die Kosten zu reduzieren. Daneben können, wenn
die Kabine 13 in Drehrichtung in Schwingungen versetzt
wird (was nachstehend der Kürze
halber als „Gieren" bezeichnet wird),
derartige Gierbewegungen ebenfalls durch die Öldämpfer 24 gedämpft werden.
-
Bei dem hydraulischen Bagger mit
dem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Aufbau können Schwingungen
der auf dem hydraulischen Bagger montierten Kabine 13 auf
die nachstehend beschriebene Weise effektiv abgeschwächt werden.
-
Zunächst schwingen, wenn der Hauptrahmen 4 beispielsweise
hauptsächlich
nach vorne und hinten schwingt, während der Verfahrkörper 1 fährt oder
während
mittels des Arbeitsmechanismus 3 der Vorgang eines Aufgrabens
des Bodens ausgeführt wird,
auch die oberen Abschnitte des Aufnahmerahmens 5 hauptsächlich nach
hinten und vorn, und die Schwingung des Aufnahmerahmens 5 wird
an die jeweiligen Antischwingungshalterungen 18 übertragen, wodurch
die unteren Abschnitte der geschichteten Kautschukkörper 23 ebenfalls
nach vorn und hinten schwingen. Da die geschichteten. Kau tschukkörper 23 der
Antischwingungshalterungen 18 in bezug auf Schwingungen
in horizontaler Richtung jedoch verhältnismäßig wenig starr sind, verformen
sie sich zwischen dem Aufnahmerahmen 5 und der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 nach vorn und hinten. Daher verhindern die Öldämpfer 24 selbst,
wenn der Aufnahmerahmen 5 hauptsächlich nach hinten und vorne schwingt,
wie in 7 gezeigt, eine
direkte Übertragung
der Schwingung auf die Kabine 13 und unterdrücken Schwingungen
der Kabine 13.
-
Zudem wandeln die in bezug auf vertikale Schwingungen
hoch starren geschichteten Kautschukkörper 23 der Antischwingungshalterungen 18 selbst
bei einer Übertragung
von Längsschwingungen
an die Kabine 13 die Schwingungen in parallele, horizontale
Bewegungen um. Daher wird ein starkes Rucken der Kabine durch ein
Stampfen verhindert, wodurch ein verbesserter Komfort der Kabine 13 sowie
eine verbesserte Bedienbarkeit der Steuerhebel gewährleistet
werden.
-
Ferner werden selbst bei einem Schwingen des
Hauptrahmens 4 nach rechts und links bzw. in seitlichen
Richtungen, durch das ein ebensolches erhebliches Schwingen der
oberen Abschnitte des Aufnahmerahmens 5 in seitlichen Richtungen
verursacht wird, die geschichteten Kautschukkörper 23 der Antischwingungshalterungen 18 zwischen
dem Aufnahmerahmen 5 und der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 verformt, wodurch eine direkte Übertragung
der Schwingungen vom Aufnahmerahmen 5 an die Kabine 13 verhindert
und Vibrationsbewegungen der Kabine 13 unterdrückt werden.
-
Daher wandeln die in vertikaler Richtung
verhältnismäßig starren,
geschichteten Kautschukkörper 23 der
Antischwingungshalterungen 18 selbst bei einer Übertragung
von Schwingungen in seitlicher Richtung auf die Kabine 13 die
Schwingungen in parallele, hori zontale Bewegungen der Kabine 13 um. Daher
wird eine Erschütterung
der Kabine durch Rollschwingungen größtenteils verhindert, wodurch
ein verbesserter Komfort der Kabine 13 gewährleistet
ist.
-
Ferner verhindern die in vertikaler
Richtung sehr starren, geschichteten Kautschukkörper 23 der Antischwingungshalterungen 18 beispielsweise selbst
bei einer Schrägstellung
des Fahrzeugkörpers auf
einer Neigung eine Schrägstellung
der Kabine 13 auf dem Aufnahmerahmen 5, wobei
die Kabine in bezug auf den Aufnahmerahmen 5 stets horizontal
gehalten wird.
-
Andererseits können die Wiederherstellungskräfte der
geschichteten Kautschukkörper 23 bei
einer Verformung der geschichteten Kautschukkörper 23 der Antischwingungshalterungen 18 aufgrund
einer Schwingung des Aufnahmerahmens 5, durch die die Kabine 13 in
parallele, horizontale Bewegungen versetzt wird, Restschwingungen
der Kabine 13 in horizontaler Richtung zur Folge haben. Durch
die horizontal zwischen dem Aufnahmerahmen 5 und der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 montierten Öldämpfer 24 können derartige
Restschwingungen jedoch hinreichend gedämpft werden, um das Phänomen der
Resonanz zu verhindern, das anderenfalls durch die Restschwingungen
verursacht werden könnte.
-
Im Hinblick darauf ist jeder der Öldämpfer 24 in
einer in einem bestimmten Neigungswinkel θ zur Längsrichtung der Kabine 13 geneigten
Stellung auf einer horizontalen Ebene montiert. Daher können durch
geeignetes Verändern
des Neigungswinkels θ trotz
der Verwendung von Öldämpfern 24 des
gleichen Typs Einstellungen der Dämpfungskraft in bezug auf Restschwingungen
in der Längsrichtung
der Kabine 13 sowie der Dämpfungskraft in bezug auf Restschwingungen
in seitlichen Richtungen vorgenommen werden.
-
Daraus folgt, daß nicht die Notwendigkeit besteht,
zwei Typen von Öldämpfern,
nämlich
einen Typ zum Dämpfen
von Schwingungen der Kabine 13 in Längsrichtung und einen anderen
Typ zum Dämpfen von
Schwingungen der Kabine 13 in seitlichen Richtungen zu
verwenden. Daher trägt
der vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Aufbau erheblich zur Vereinfachung
der Verwaltung des Inventars und zur Verwirklichung von Kosteneinsparungen
bei.
-
Wenn die Kabine 13 beispielsweise
aufgrund einer Drehbewegung des oberen Drehkörpers 2 in Gierbewegungen
versetzt wird, können
derartige Gierbewegungen ferner ebenfalls durch die jeweiligen Öldämpfer 24 abgeschwächt werden.
-
Daher sind die Antischwingungshalterungen 18,
die die Kabine 13 auf dem Aufnahmerahmen 5 halten,
bei der vorliegenden Ausführungsform
jeweils aus dem geschichteten Kautschukkörper 23 aufgebaut,
der in bezug auf vertikale Schwingungen sehr starr, in bezug auf
seitliche Schwingungen jedoch wenig starr ist. Dieses Merkmal der
geschichteten Kautschukkörper 23 verhindert
ein Rütteln
der Kabine 13 aufgrund von Stampf- und Rollschwingungen in
erheblichen Maße
und trägt
zur Verbesserung des Komforts der Bedienerkabine sowie der Bedienbarkeit
der Steuerhebel und der anderen Instrumente in der Kabine 13 bei.
-
Zudem sind zur Dämpfung von Schwingungen der
Kabine 13 an den vier Eckabschnitten zwischen dem Aufnahmerahmen 5 und
der Bodenplatte 14 der Kabine 13 die Öldämpfer 24 vorgesehen.
Daher können
selbst beim Auftreten von Restschwingungen der Kabine 13 unter
dem Einfluß der
Wiederherstellungskräfte
der geschichteten Kautschukkörper 23,
die die Antischwingungshalterungen 18 bilden, auch derartige
Restschwingungen durch die Öldämpfer 24 gedämpft werden.
Dadurch verhindern die Öldämpfer 24 das
Phänomen
einer Resonanz der Kabine 13, das unter dem Einfluß von Restschwingungen
anderenfalls auftreten könnte,
wodurch der Komfort der Kabine 13 um so mehr verbessert
wird.
-
Die vorliegende Ausführungsform
zielt vor allem auf das Vereinfachen der Aufgabe des Zusammenbaus
der Kabine 13 und des Aufnahmerahmens 5 über die
Antischwingungshalterungen 18 ab, wie nachstehend unter
Bezugnahme auf 5 beschrieben.
-
Als Erstes werden die unteren Montageplatten 19 der
Antischwingungshalterungen 18 mittels Schrauben 20 auf
den fest auf der Oberseite der Kabinenhalteplatte 9 befestigten
Montageflächen 12 montiert.
Dann wird die Kabine 13 unter Verwendung eines (nicht dargestellten)
Krans oder dergleichen in eine Position gehoben, an der die Montageflächen 15 auf
der Unterseite der Bodenplatte 14 der Kabine 13 den
entsprechenden oberen Montageplatten 21 der Antischwingungshalterungen 18 gegenüberliegen.
-
Als nächstes wird die Kabine 13 gesenkt,
bis die Montageflächen 15 auf
der Seite der Kabine 13 mit den oberen Montageplatten 21 der
Antischwingungshalterungen 18 in Eingriff treten. Zu diesem Zeitpunkt
kann der von jeder Montagefläche 15 nach unten
ragende Gewindebolzen 17 leicht in die Bolzenbohrung 21A der
gegenüberliegenden
oberen Montageplatte 21 geschraubt werden, wenn die Kabine 13 auf
die Antischwingungshalterungen 18 gesenkt wird.
-
Dann werden die Muttern 22 an
die auf der Unterseite der oberen Montageplatten 21 durch
die Bolzenbohrungen 21A nach unten ragenden Gewindebolzen 17 geschraubt,
wodurch die oberen Montageplatten 21 der jeweiligen Antischwingungshalterungen 18 ein
der Bodenplatte 14 der Kabine 13 befestigt werden.
Dadurch wird die Kabine 13 über die Antischwingungshalterungen 18 auf
der Kabinenhalteplatte 9 des Aufnahmerahmens 5 montiert.
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Bei diesem Beispiel wird die Kabine 13 beim Senken
der Kabine 13 auf die Antischwingungshalterungen 18 auf
dem Aufnahmerahmen 5 in bezug auf die Antischwingungshalterungen 18 automatisch
in die richtige Position bewegt, wenn die Gewindebolzen 17 auf
der Unterseite der Bodenplatte 14 der Kabine 13 durch
die Bolzenbohrungen 21A in den oberen Montageplatten 21 der
Antischwingungshalterungen 18 geführt werden.
-
Daher kann die Kabine 13 ziemlich
leicht und effizient zusammengebaut und an ihrer Position montiert
werden, wodurch die Gefahr entfällt,
daß ein oder
mehrere Finger eines Arbeiters zwischen der Kabine und einer Antischwingungshalterung
eingeklemmt werden, wie es beim Stand der Technik beispielsweise
häufig
geschieht, bei dem es erforderlich ist, Befestigungsschrauben in
Schraubenbohrungen einzuführen,
während
die Schraubenbohrungen auf der Seite der von einem Kran angehobenen
Kabine an in bezug auf die Schraubenbohrungen auf der Seite der
Antischwingungshalterungen passenden Positionen gehalten werden
müssen.
-
In den 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß die
Kabine über
die Antischwingungshalterungen direkt auf dem Hauptrahmen gehalten
wird, der den unteren Teil des Drehkörpers bildet, wodurch anstelle
des Typs mit hoch montierter Kabine ein hydraulischer Bagger des
normalen Typs geschaffen wird. In der folgenden Beschreibung der
zweiten Ausführungsform
sind die Bauteile, die den vorstehend im Zusammenhang mit der ersten
Ausführungsform
beschriebenen entsprechen, einfach durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet, um eine Wiederholung übereinstimmender Erläuterungen
zu vermeiden.
-
In den Figuren bezeichnet 31 einen
Hauptrahmen, der für
einen hydraulischen Bagger gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
verwendet wird. Der Hauptrahmen 31 enthält einen auf einem (nicht dargestellten)
Drehmechanismus montierten mittleren Rahmen 32, und anstelle
des Aufnahmerahmens 5 gemäß der vorstehend beschriebenen
ersten Ausführungsform
ist auf dem linken vorderen Abschnitt des mittleren Rahmens 32 eine
Kabinenhaltestruktur 33 vorgesehen.
-
Bei diesem Beispiel ist der mittlere
Rahmen 32 aus dicken Stahlplatten einschließlich einer
Bodenplatte 32A und zwei sich auf und entlang der Bodenplatte 32A in
Längsrichtung
der Maschine erstreckenden, vertikal aufrechten Platten aufgebaut.
Die Kabinenhalterung 33 besteht im wesentlichen aus einer
Querstrebe 33A mit U-förmigem
Querschnitt, die sich quer über
den vordern Teil des mittleren Rahmens 32 erstreckt, einem
hinteren Rahmen 33B mit L-förmigem
Querschnitt, der sich auf der Rückseite der
Querstrebe 33A in Querrichtung erstreckt, einem seitlichen
Rahmen 33C, der sich in Längsrichtung erstreckt und fest
mit den linken Enden der Querstrebe 33A und des hinteren
Rahmens 33B verbunden ist, einer Längsstrebe 33D, die
sich parallel zum Seitenrahmen 33C in Längsrichtung vom rechten Ende
der Querstrebe 33A erstreckt, und einem vorderen Rahmen 33E mit
L-förmigem
Querschnitt, der sich in Querrichtung erstreckt und die vorderen
Ende des Seitenrahmens 33C und der Längsstrebe 33D miteinander
verbindet.
-
Vier Auflageelemente 34 mit
jeweils L-förmigem
Querschnitt sind fest am hinteren Rahmen 33B und am vorderen
Rahmen 33E der Kabinenhalterung 33 befestigt.
Zum elastischen Halten der Kabine 13 auf dem Hauptrahmen 31 ist
zwischen jedem Auflageelement
34 und der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 eine Antischwingungshalterung 18 montiert.
-
Ferner sind auf der Seite des Rahmens
an in Längs-
und Querrichtung symmetrischen Positionen insgesamt vier Klammern 11 beispielsweise
durch Schweißen
fest am vorderen und hinteren Rahmen 33B und 33E der
Kabinenhalterung 33 befestigt. In diesem Fall sind an Positionen
zwischen den Klammern 11 auf der Seite des Rahmens und
vier fest an der Unterseite der Bodenplatte 14 der Kabine 13 befestigten
Klammern 16 die Öldämpfer 24 montiert,
so daß der
Hauptrahmen 31 und die Bodenplatte 14 der Kabine 13 über die Öldämpfer 24 miteinander
verbunden sind.
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Die Öldämpfer 24 gemäß dieser
Ausführungsform
sind ähnlich
in Winkelpositionen angeordnet. Die Öldämpfer 24 am linken
vorderen Abschnitt und am rechten vorderen Abschnitt der Kabine 13 sind
nämlich
in Winkelpositionen angeordnet, in denen sich ihre Längsachsen
O-O an der Vorderseite der Kabine 13 in einem Neigungswinkel θ zur Längsrichtung
X-X schneiden. Andererseits sind die Öldämpfer 24 am linken
hinteren Abschnitt und am rechten hintern Abschnitt der Kabine 13 in
Winkelpositionen angeordnet, in denen sich ihre Längsachsen O-O
auf der Hinterseite der Kabine 13 in einem Neigungswinkel θ zur Längsachse
X-X schneiden.
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Wenn der Hauptrahmen 31 bei
dem hydraulischen Bagger gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
für den
die vorstehend beschriebene Konstruktion verwendet wird, in Längsschwingungen oder
in Schwingungen in seitlicher Richtung (bzw. horizontaler Richtung)
versetzt wird, werden die geschichteten Kautschukkörper 23 der
Antischwingungshalterungen 18 zwischen dem Hauptrahmen 31 und
der Bodenplatte 14 der Kabine 13 verformt, wodurch
eine direkte Übertragung
der Schwingung des Hauptrahmens 31 an die Kabine
13 verhindert und
damit ein Vibrieren der Kabine 13 unterdrückt werden.
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Da die geschichteten Kautschukkörper 23 der
Antischwingungshalterungen 18 in bezug auf vertikale Schwingungen
hoch starr sind, wird die Kabine 13 in parallele, horizontale
Bewegungen versetzt. Daher verhindern die Antischwingungshalterungen ein
erhebliches Rütteln
der Kabine durch Stampf- oder Rollschwingungen, wodurch der Komfort
der Kabine 13 sowie die Bedienbarkeit der Steuerhebel in
der Kabine 13 verbessert werden.
-
Wenn die Kabine 13 durch
die Schwingung des Hauptrahmens 31 in parallele, horizontale
Bewegungen versetzt wird, können
zudem die möglicherweise
auftretenden, aus den Wiederherstellungskräften der geschichteten Kautschukkörper 23 resultierenden,
horizontalen Restschwingungen der Kabine 13 durch die zwischen
dem Hauptrahmen 31 und der Bodenplatte 14 der
Kabine 13 angeordneten Öldämpfer 24 gedämpft werden,
um das Phänomen
der Resonanz auszuschließen,
das aufgrund der Restschwingungen auftreten kann.
-
Nun wird unter Bezugnahme auf 10 eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besprochen, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Gewindebolzen,
durch die die Antischwingungshalterungen 18 an der Kabine
befestigt sind, auf den oberen Montageplatten der Antischwingungshalterungen vorgesehen
sind. In der nachfolgenden Beschreibung der dritten Ausführungsform
sind die Bauteile, die den im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen
ersten Ausführungsform
erwähnten
entsprechen, einfach durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
um eine Wiederholung gleicherlautender Erläuterungen zu vermeiden.
-
In der Figur bezeichnet 41 die
Bodenplatte der Kabine 13, in die, wie nachstehend beschrieben, mehrere
Bolzenbohrungen 41A (von denen in der Zeichnung nur zwei
gezeigt sind) zur Aufnahme von an den Antischwingungshalterungen 18 vorgesehenen
Gewindebolzen gebohrt wurden.
-
Durch 42 ist eine Montageauflageplatte
bezeichnet, die fest an der Unterseite der Bodenplatte 41 befestigt
ist. Jede Montageauflage 42 weist vier axial mit den Bolzenbohrungen 41A in
der Bodenplatte 41 ausgerichtete Bolzenbohrungen 42A auf
-
Durch 43 sind zwei von vier
Gewindebolzen bezeichnet, die fest an den oberen Montageplatten 21 der
Antischwingungshalterungen 18 befestigt sind. Jeder der
Gewindebolzen 43 ist aufrecht eingesetzt und wird durch
die Bolzenbohrung 42A in der Montageauflage 42 und
die Bolzenbohrung 41A in der Bodenplatte 41 geführt.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform
mit dem eben beschriebenen Aufbau wird die Kabine 13 auf
die folgende Weise über
die Antischwingungshalterungen 18 auf der Kabinenhalteplatte 9 montiert. Als
Erstes werden die unteren Montageplatten 19 der Antischwingungshalterungen 18 unter
Verwendung von Schrauben 20 auf der Montageauflage 12 der Kabinenhalteplatte 9 befestigt,
und dann wird die Kabine 13 unter Verwendung eines (nicht
dargestellten) Krans oder dergleichen angehoben, um die Montageauflagen 42 auf
der Unterseite der Bodenplatte 41 in Positionen gegenüber den
oberen. Montageplatten 21 der Antischwingungshalterungen 18 zu
bringen.
-
Als nächstes wird die Kabine 13 abgesenkt, damit
die Gewindebolzen 43 auf den Antischwingungshalterungen 18 jeweils
in die Bolzenbohrungen 42A und 41A in den Montageauflagen 42 und
der Bodenplatte 41 aufgenommen werden können, und die Kabine 13 wird
durch Anschrauben und Festziehen der Muttern 44 auf den
oberen Enden der durch die Bolzenbohrungen 41A aus der
Oberseite der Bodenplatte 41 ragenden Gewindebolzen 43 über die
Antischwingungshalterungen 18 auf der Kabinenhalteplatte 9 befestigt.
-
Daher kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Kabine 13 bei ihrem Absenken auf die Antischwingungshalterungen 18 durch
Einführen der
Gewindebolzen 43 in die Bolzenbohrungen 41A und 42A in
der Bodenplatte 41 und den Montageauflagen 42 auf
sichere und vereinfachte Weise automatisch auf eine vorgegebenen
Position in bezug auf die Antischwingungshalterungen 18 eingestellt
werden.
-
In 11 ist
eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß eine
Zwischenverbindungsplatte mit Gewindebolzen an der oberen Montageplatte
der Antischwingungshalterung befestigt ist. In der nachfolgenden
Beschreibung der vierten Ausführungsform sind
die Bauteile, die den im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen
ersten Ausführungsform erwähnten entsprechen,
durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine Wiederholung
gleichlautender Erläuterungen
zu vermeiden.
-
In der Figur bezeichnet 51 die
Bodenplatte der Kabine 13. In der Bodenplatte 51 sind
mehrere Bolzenbohrungen 51A (von deinen in der Zeichnung nur
zwei gezeigt sind) zur Aufnahme von nachstehend beschriebenen Gewindebolzen 54 ausgebildet.
-
Durch 52 ist eine mittels
vier Schrauben 53 (von denen in der Zeichnung nur zwei
gezeigt sind) auf der Oberseite der oberen Montageplatte 21 der Antischwingungshalterung 18 befestigte
Zwischenverbindungsplatte bezeichnet. Vier aufrecht stehende Gewindebolzen 54 (von
denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind) sind. in die Zwischenverbindungsplatte 52 eingesetzt.
Die Gewindebolzen 54 ra gen nach oben durch die Bolzenbohrungen 51A der Bodenplatte 51 der
Kabine.
-
Bei der vorliegenden Ausführungsform
mit dem gerade beschriebenen Aufbau wird als Erstes die Zwischenverbindungsplatte 52 mit
Hilfe der Bolzen 53 an der oberen Montageplatte 21 jeder
Antischwingungshalterung 18 befestigt, und die untere Montageplatte 19 jeder
Antischwingungshalterung 18 wird mit Hilfe von Schrauben 20 an
der Montageauflage 12 der Kabinenhalteplatte 9 befestigt, wenn
die Kabine 13 über
die jeweils mit einer Zwischenverbindungsplatte 52 versehenen
Antischwingungshalterungen 18 auf der Kabinenhalteplatte 9 montiert
wird.
-
Als nächstes wird die Kabine 13 unter
Verwendung eines (nicht dargestellten) Krans oder dergleichen abgesenkt,
damit die Gewindebolzen 54 der jeweiligen Zwischenverbindungsplatten 52 in
die Bolzenbohrungen 51A in der Bodenplatte 51 der
Kabine 13 aufgenommen werden können, und die Muttern 55 werden
angeschraubt und auf den oberen Enden der jeweils durch die Bolzenbohrungen 51A aus
der Oberseite der Bodenplatte 51 ragenden Gewindebolzen 54 festgezogen.
Dadurch wird die Kabine 13 über die Antischwingungshalterungen 18 auf
der Kabinenhalteplatte 9 montiert.
-
Wenn die Kabine 13 auf die
Antischwingungshalterungen 18 gesenkt wird, kann sie daher gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
in bezug auf die Antischwingungshalterungen 18 auf eine
sichere und einfachere Weise auf eine vorgegebene Position bewegt
werden, wenn die Gewindebolzen 54 der Zwischenverbindungsplatten 52 in
die Bolzenbohrungen 51A in der Bodenplatte 51 der
Kabine 13 eingeführt
werden.
-
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise
eine der Antischwingungshalterungen 18 beschädigt ist
und zum Zwecke des Austauschs entnommen werden soll, kann sie leicht
in horizontaler Richtung entnommen werden, nachdem die Bolzen 20 und 53 aus
den unteren und oberen Montageplatten 19 und 21 der
Antischwingungshalterungen 18 entfernt wurden. Daher kann
die beschädigte
Antischwingungshalterung relativ leicht ersetzt werden, ohne daß dies mühselige
Arbeiten wie beispielsweise das Anheben der Kabine 13 zur
Entnahme der Gewindebolzen 54 aus den Bolzenbohrungen 51A der
Bodenplatte 51 zur Folge hat.
-
Gemäß der Beschreibung sind die
Gewindebolzen 17 bei der ersten Ausführungsform auf den fest an
der Unterseite der Bodenplatte 14 der Kabine 13 befestigten
Montageauflagen 15 vorgesehen. Es wird jedoch darauf hingewiesen,
daß die
vorliegende Erfindung nicht auf diese besondere Konstruktion beschränkt ist.
Wie bei der in 12 gezeigten
Modifikation können
beispielsweise Bolzen 61 von der Oberseite der Bodenplatte
durch die Montageauflage 15 nach unten eingeführt und
die unteren Endabschnitte der auf der Unterseite der Montageauflage 15 nach
unten ragenden Bolzen 61 als Gewindebolzen verwendet werden.
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Ferner sind die beispielhaften Gewindebolzen 17 bei
der ersten Ausführungsform
gemäß der Beschreibung
auf der Montageauflage 15 vorgesehen, die fest an der Unterseite
der Bodenplatte 14 befestigt ist. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese besondere Konstruktion begrenzt. Die
Gewindebolzen 17 können
beispielsweise auf die gleiche Weise, wie bei einer in 13 gezeigten, weiteren Modifikation,
fest in die auf der sOberseite der Kabinenhalteplatte 9 befestigte
Montageauflage 12 eingesetzt sein. Alternativ können, sofern
dies gewünscht
wird, auf jeder der Montageauflagen 12 und 14 Gewindebolzen 17 vorgesehen
sein.
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Ferner sind die Gewindebolzen 43 bei
der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform gemäß der Beschreibung
beispielhaft fest in die obere Montageplatte 21 der Antischwingungshalterung 18 eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Konstruktion
begrenzt. Die Gewindebolzen 43 können beispielsweise, wie bei
einer in 14 gezeigten
Modifikation, an der unteren Montageplatte 19 der Antischwingungshalterung 18 befestigt
sein, sofern dies gewünscht
wird. Alternativ können
die Gewindebolzen 43, wenn dies gewünscht wird, wie bei einer in 15 gezeigten weiteren Modifikation,
an den oberen und unteren Montageplatten 18 und 19 der
Antischwingungshalterung 18 befestigt sein.
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Überdies
ist die Zwischenverbindungsplatte 52 bei der vorstehend
beschriebenen vierten Ausführungsform
gemäß der Beschreibung
beispielsweise an der oberen Montageplatte 21 der Antischwingungshalterung 18 befestigt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Konstruktion
begrenzt. Es kann beispielsweise, wie bei einer in 16 gezeigten Modifikation, eine Konstruktion verwendet
werden, bei der die Zwischenverbindungsplatte 52 an der
unteren Montageplatte 19 der Antischwingungshalterung 18 befestigt
ist, wobei die Gewindebolzen 54 der Zwischenverbindungsplatte 52 durch
die in der Kabinenhalteplatte 9 vorgesehenen Bolzenbohrungen 9B geführt werden.
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Überdies
wurde die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
beispielhaft im Zusammenhang mit einem bestimmten Typ von Baumaschine
beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen
besonderen, gezeigten Typ begrenzt, sondern kann ähnlich auf
andere Baumaschinen, wie Radlader, hydraulische Kräne und dergleichen
angewendet werden.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie aus der vorstehenden, genauen
Beschreibung deutlich hervorgeht, besteht erfindungsgemäß jede der
zwischen Rahmen und Kabine vorgesehenen Antischwingungshalterungen
aus einem in bezug auf vertikale Schwingungen sehr und in bezug
auf horizontale Schwingungen wenig starren, geschichteten Kautschukkörper. Wenn
der Rahmen in horizontale Schwingungen versetzt wird, verformen sich
daher die geschichteten Kautschukkörper der Antischwingungshalterungen
zwischen Rahmen und Kabine horizontal, wodurch eine direkte Übertragung der
Schwingungen des Rahmens an die Kabine verhindert und ein Vibrieren
der Kabine unterdrückt
werden.
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Daneben wird die Kabine selbst bei
einer Übertragung
eines Schwingens des Rahmens an die Kabine einfach in parallele,
horizontale Bewegungen versetzt, und eine größere Zitterbewegung durch ein Stampfen
oder Rollen wird verhindert, da die geschichteten Kautschukkörper, wie
vorstehend erwähnt,
in bezug auf vertikale Schwingungen sehr starr sind, was zur Verbesserung
des Komforts der Kabine sowie der Bedienbarkeit der Steuerhebel
in der Kabine beiträgt.
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Ferner sind erfindungsgemäß in den
vier Eckabschnitten an in bezug auf die vier Antischwingungshalterungen
kooperativen Positionen vier Schwingungsdämpfungsvorrichtungen zwischen Rahmen
und Kabine vorgesehen. Wird daher die Kabine durch eine Schwingung
des Rahmens in parallele, horizontale Bewegungen versetzt, dämpfen die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
effizient Restschwingungen der Kabine, die aufgrund der Wiederherstellungskräfte der
geschichteten Kautschukkörper
der Antischwingungshalterungen auftreten können, wodurch sie zur weiteren
Verbesserung des Komforts der Kabine beitragen.
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Bei diesem Beispiel sind erfindungsgemäß zwei der
vier Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, die
am vorderen Teil der Kabine angeordnet sind, in einer Winkelstellung
auf einer horizontalen Ebene montiert, in der sich die jeweiligen
Längsachsen
auf der Vorderseite der Kabine schneiden, wogegen die beiden verbleibenden
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
in einer Winkelstellung auf einer horizontalen Ebene angeordnet
sind, in der sich die jeweiligen Längsachsen auf der Rückseite
der Kabine schneiden. Daher können
die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
wirksame Dämpfungskräfte gegen
Schwingungen in der Längsrichtung
der Kabine und ebenso gegen Schwingungen in seitlichen Richtungen
erzeugen.
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Bei den vorstehend beschriebenen
erfindungsgemäßen Konstruktionen
besteht nicht die Notwendigkeit der Verwendung von zwei Typen von Öldämpfern,
d. h. einem zur Dämpfung
von Schwingungen in der Längsrichtung
der Kabine und einem anderem zur Dämpfung von seitlichen Schwingungen.
Dies trägt
zur Verweinfachung der Verwaltung des Inventars und zu einer erheblichen
Kostensenkung bei. Sollten aufgrund einer Drehbewegung Gierbewegungen
der Kabine auftreten, können
diese überdies
ebenfalls durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
effektiv gedämpft
werden.
