JP5014354B2 - 作業機械用支持アーム - Google Patents

Description

本発明は、
少なくとも１個の板状要素を有する少なくとも１つの壁を備えた作業機械の支持アームであって、
その際、少なくとも１個の板状要素が予想される部品応力に合わせて少なくとも１つの平面状の切欠きを有し、少なくとも１つの切欠きが板状要素よりも薄肉の被覆要素によって閉鎖されている上記支持アームに関する。

作業機械、例えば掘削機、ホイールローダ、トラクタ、伸縮ハンドラ等のような移動式作業機械と、クレーンのような定置式作業機械は、いろいろな種類の支持アームを備えている。この支持アームは個別的にまたは組み合わせて、作業器具、支持部材または他の部品を支持するかまたは動かし、そしてこれらの部品を作業機械に連結する。異なる長さおよび形状のこの支持アームは往々にして互いに枢着され、それを動かす駆動装置および機械、作業器具、支持部材または他の部品に連結されている。支持アームは一般的に、箱状の成形体からなっている。この成形体は壁、例えば上部フランジおよび下部フランジ並びに側壁によって形成される。壁上または壁の中に、支承ピンの収容個所が溶接されている。支承ピンを介して、支持アームが互いに連結され、支持アームが駆動装置に連結され、支持アームが作業機械に連結され、支持アームが作業器具、支持部材または他の部品に連結されている。壁は通常は、均一で異なる厚さを有する金属板からなる溶接構造体である。金属板の輪郭はその長さに沿って、予想される応力に合わせて採寸されている。

この公知の支持アーム溶接構造体によって、それぞれの支持アームの応力変化を考慮した所望されるできるだけ小さな自重を実現することができる。しかし、異なる厚さの金属板を連結するための溶接継目の数が多いので、このような支持アームの製作コストは高くつく。さらに、溶接継目は作業機械に大きな動的負荷をかけることによってその実施と検査が面倒である。

特許文献１により、掘削機のバックホウ装備品やフロントホウ装備品のための溶接された成形体が知られている。この成形体の場合、均一な肉厚を有する側壁が成形体を補強する上側と下側の端範囲を有する。この端範囲はその間にある上部フランジと下部フランジのためのコーナー範囲を形成している。この場合、端範囲は装備品のそれぞれの輪郭に適合した別個の金属板によって形成されている。この金属板は横断面を細く形成したそれぞれの側壁に溶接によって連結されている。その際、成形体を補強する端範囲に連結された側壁は、シリンダ保持個所を収容するための軸受個所を備えている。このような成形体は、成形体を補強する付加的な端範囲を必要とするので製作技術的に比較的にコストが高くつく。

独国特許第１０２ ５７ ０４１ Ｂ３号明細書

本発明の課題は、予想される部品応力に十分に適合し、できるだけ小さな自重を有し、そしてできるだけ少ないコストで製作可能である、上記種類の支持アームを提供することである。

この課題は冒頭で述べた種類の支持アームにおいて本発明に従い、少なくとも１個の被覆要素が切欠きのエッジの周囲に固定、特に溶接されていること、および、
少なくとも１個の被覆要素が板状壁の切欠きの中に配置されていることによって解決される。

少なくとも１つの壁が一体の板状要素からなっていると有利である。しかし、他の実施形態では、少なくとも１つの壁が互いに溶接された複数の板状要素を備えている。少なくとも１個の板状要素が均一な肉厚を有すると有利である。予想される部品応力に対する最適な適合を可能にするために、それぞれの板状要素が複数の切欠きを有し、この切欠きが予想される応力変化に応じて自由に形成可能であると有利である。

それに伴い、自由に形成可能な切欠きによって、予想される部品の応力変化に十分に適合する、上記種類の壁を備えた支持アームが提案されると有利である。切欠きは部品の小さな応力を受ける範囲に設けられている。切欠きは製作技術的に問題なく、自由に形成可能な形状で板状要素に穿設可能である。平面状の切欠きに基づいて、支持アームの自重は比較的に小さい。

必要に応じて、全部ではない切欠きが薄肉の被覆要素によって格子張りされていると有利である。それぞれの被覆要素が切欠きのエッジの周囲に溶接されていると有利である。溶接は低コストで自動化して行うことができる。というのは、溶接継目の必要な大きさが小さく、それぞれ切欠きの輪郭に合った閉じた溶接継目であるからである。もちろん、溶接以外の連結技術を用いることができる。

それぞれの支持アームの形成に応じて、少なくとも１個の被覆要素が板状要素の外面または内面に配置されているかまたは板状要素の切欠きの中に配置されている。

支持アームが複数の壁からなる箱状の成形体を有し、少なくとも１つの壁が上記方法で製作された板状成形体を備えていると有利である。

支持アームは作業機械の作業装備品の一部であり、作業器具を動かす働きおよび支持する働きをする。他方では、支持アームは少なくとも１個の支持部材または他の部品を支持している。

支持アームは掘削機のブームまたはアームであり、支持アームの箱状成形体は上部フランジ、下部フランジおよび側壁を備え、少なくとも１個のフランジおよび／または少なくとも１個の側壁は上記種類の板状要素を備えている。

側壁の輪郭がその長さに沿って付加的に、予想される部品応力に合わせて採寸されていると有利である。支持アームは掘削機の上部旋回体または下部走行体に配置されている。

上部フランジと下部フランジが支持アームの側壁の間に配置されていると有利である。この構造の場合さらに、シリンダのための軸受個所と枢着部が側壁に一体化されていると有利である。

次に、図に基づいて本発明を例示的に詳しく説明する。

図１には、全体を１で示した掘削機の形をした作業機械が例示的に図示してある。次に説明する本発明に係る支持アームの構造は、任意の種類の移動式または定置式作業機械のために普遍的に実施可能である。図１に示した掘削機１は一実施形態にすぎない。

掘削機１は下部走行体２と上部旋回体３を備え、さらにバケット４として形成された作業器具を備えている。このバケット４は多数の支持アーム５からなる作業装備品を介して掘削機１、特に上部旋回体３に連結されている。もちろん、他の支持アームを個別的にまたは多数本まとめて下部走行体２に連結することもできる。これは図示していない。

掘削機の作業装備品の個々の支持アーム５は支承ピン６を介して、互いに連結され、この支持アームを動かす油圧シリンダ７に連結され、そして上部旋回体３とバケット４に連結されている。油圧シリンダ７を作動させることにより、支持アーム５、ひいては作業器具、例えばバケット４は、その都度所望の作業位置にもたらされる。

図２〜５に示した支持アーム５の構造が重要である。

この実施形態の場合、各支持アーム５は上部フランジ８、下部フランジ９およびこのフランジ８、９に連結された２個の側壁１０を有する箱状の成形体からなっている。この側壁１０はその外側輪郭がその長さに沿って、予想される部品応力に適合するように採寸されている。

そのために、図２の実施形態の場合、それぞれの側壁１０は均一な肉厚を有する板状要素１１、好ましくは厚肉の金属板からなっている。この板状要素は多数の平面状の切欠き１２を備えている。この切欠き１２はその形が異なるように形成され、しかもその形が予想される部品応力に適合するように形成されている。それぞれの側壁１０は好ましくは一体の板状要素１１からなっているが、部品が長すぎるときには、部品応力に適合させるためではなく、取り扱い操作上の理由から、（同じ肉厚の）側壁１０を分割することが望ましい。

図２の実施形態の場合、両側壁１０だけがそれぞれ、切欠き１２を有する板状要素１１からなり、上部フランジ８と下部フランジ９は両側壁１０の間に配置され、この側壁に溶接されている。このような構造の場合、（油圧シリンダや枢着部のための）支承ピン用の軸受個所１３は好ましくは側壁１０に設けられている。

図２に示した支持アーム５は１つの実施形態を示しているにすぎない。もちろん、それぞれの支持アームがどのような具体的機能を有するかに応じて、支持アーム５の形状は互いに異なっている（図１の支持アーム５の異なる形状参照）。壁が少なくとも１つの切欠き１２を有する均一な肉厚の少なくとも１個の板状要素１１からなり、この切欠きの少なくとも１つが板状要素１１よりも薄肉の被覆板１４（図３〜５）によって閉鎖されていることが重要である。図２の図示と異なり、側壁１０の代わりに、付加的にまたはフランジ８、９だけが、少なくとも１つの切欠き１２を有する板状要素１１と少なくとも１個の薄肉の被覆板１４とからなっていてもよい。基本的には、一方の側壁１０だけまたは一方のフランジ８、９だけが、少なくとも１つの切欠き１２を有する少なくとも１個の板状要素１１と少なくとも１個の薄肉の被覆板とからなっていてもよい。

図３〜５から明らかなように、切欠き１２の１つまたは複数が被覆要素１４によって閉鎖されている。この被覆要素１４は好ましくは、板状要素１１よりも薄肉の金属板からなり、その外側輪郭は切欠き１２の輪郭に適合し、そして切欠き１２のエッジの周囲に固定、例えば溶接されていると有利である。その際、被覆要素１４は板状要素１１の外面に（図３）または内面に（図４）または切欠きの輪郭の中において（図５）板状要素１１上に配置および固定可能である。支持アーム５の構造に応じて、すべての切欠き１２が被覆要素１４を備えていてもよいし、若干の切欠きだけあるいは少なくとも１つの切欠きが被覆要素を備えていてもよい。薄肉の金属板からなるこの被覆要素１４は、支持アーム５の耐荷重能力に対して少ししか寄与しない。被覆要素は低コストで、自動化して、そしてコストのかかる再加工をしないで、細い閉じた溶接継目によって板状要素１１に固定可能である。

もちろん、本発明は図示した実施形態に限定されない。基本思想を逸脱せずに、他の実施形態が考えられる。本発明に係る支持アーム５は掘削機の作業装備品の一部としてだけでなく、任意の作業機械のすべての支持アームに適している。この支持アームは、図示されていなくても、機械の任意のすべての部分に連結可能であり、そして作業器具や支持部材または他の部品を支持することができる。本発明の他の実施形態では、上記種類の板状要素を備えた壁が箱状の成形体なしに支持アームを形成可能である。

掘削機の形をした作業機械の原理図である。 本発明に従って形成された支持アームの斜視図である。 図２の支持アームの異なる実施形態の部分横断面図である。 図２の支持アームの異なる実施形態の部分横断面図である。 図２の支持アームの異なる実施形態の部分横断面図である。

Claims (8)

1. 少なくとも１個の板状要素を有する少なくとも１つの壁を備えた作業機械の支持アームであって、
   その際、少なくとも１個の板状要素（１１）が予想される部品応力に合わせて少なくとも１つの平面状の切欠き（１２）を有し、少なくとも１つの切欠き（１２）が板状要素（１１）よりも薄肉の被覆要素（１４）によって閉鎖されている上記支持アームにおいて、
   少なくとも１個の被覆要素（１４）が切欠き（１２）のエッジの周囲に固定、特に溶接されていること、および、
   少なくとも１個の被覆要素（１４）が板状壁（１０）の切欠き（１２）の中に配置されていることを特徴とする支持アーム。
2. 少なくとも１つの壁（１０）が一体の板状要素（１１）からなっていることを特徴とする請求項１に記載の支持アーム。
3. 少なくとも１個の板状要素（１１）が均一な肉厚を有することを特徴とする請求項１または２に記載の支持アーム。
4. 少なくとも１個の板状要素（１１）が複数の切欠き（１２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持アーム。
5. 支持アームが複数の壁からなる箱状の成形体を有し、少なくとも１つの壁（１０）が板状要素（１１）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の支持アーム。
6. 支持アームが、作業器具（４）を動かす働きおよび支持する働きをする、作業機械の作業装備品の一部であることを特徴とする請求項５に記載の支持アーム。
7. 支持アームが掘削機のブームまたはアームであり、支持アームの箱状成形体が上部フランジ（８）、下部フランジ（９）および側壁（１０）を備え、少なくとも１個のフランジ（８、９）および／または少なくとも１個の側壁（１０）が板状要素（１１）を備えていることを特徴とする請求項６に記載の支持アーム。
8. 側壁（１０）の輪郭がその長さに沿って付加的に、予想される部品応力に合わせて採寸されていることを特徴とする請求項７に記載の支持アーム。

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