TRAGARM FÜR EINE ARBEITSMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Tragarm an einer Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

[0002] Arbeitsmaschinen, und zwar sowohl bewegliche, wie Bagger, Radlader, Traktoren, Telehandler oder dergleichen, als auch stationäre, wie Krane, weisen Tragarme unterschiedlicher Art auf, die einzeln oder in Kombination ein Arbeitswerkzeug, eine Abstützung oder andere Bauteile tragen oder bewegen und diese mit der Arbeitsmaschine verbinden. Diese Tragarme unterschiedlicher Länge und Gestalt sind oft gelenkig untereinander, mit den sie bewegenden Antrieben und mit der Maschine, dem Arbeitswerkzeug, der Abstützung oder anderen Bauteilen verbunden. Die Tragarme bestehen in der Regel aus einem kastenartigen Profil, welches durch Wände, beispielsweise Ober- und Untergurte sowie Seitenwände, gebildet wird. Auf oder in den Wänden sind Aufnahmepunkte für Bolzenlagerungen angeschweißt, über die die Tragarme untereinander, die Tragarme mit den Antrieben, die Tragarme mit der Arbeitsmaschine sowie die Tragarme mit dem Arbeitswerkzeug, der Abstützung oder anderen Bauteilen verbunden sind. Die Wände sind üblicherweise Schweißkonstruktionen, die aus Blechen mit homogener, aber unterschiedlicher Dicke zusammengesetzt sind, wobei ihre Kontur entlang ihrer Länge an die zu erwartenden Beanspruchungen angepasst dimensioniert ist.

[0003] Mit diesen bekannten Tragarm-Schweißkonstruktionen ist es zwar möglich, eine erwünschte, möglichst geringe Eigenmasse zu realisieren, welche den Beanspruchungsverlauf des jeweiligen Tragarmes berücksichtigt, jedoch ist die Herstellung eines solchen Tragarmes aufgrund der hohen Anzahl von Schweißnähten zur Verbindung der verschieden dicken Bleche kostenaufwändig. Außerdem sind die Schweißnähte durch die hohe dynamische Belastung an einer Arbeitsmaschine sowohl in ihrer Ausführung als auch bei der Prüfung aufwändig.

[0004] Aus DE 102 57 041 B3 ist ein geschweißtes Profil für Tieflöffel- und Ladeschaufelausrüstungen eines Baggers bekannt, bei dem die eine einheitliche Wanddicke aufweisenden Seitenwände mit oberen und unteren profilverstärkten Endbereichen versehen sind, welche die Eckbereiche für die zwischen den Endbereichen angeordneten Ober- und Untergurte bilden, wobei die Endbereiche durch separate der jeweiligen Kontur der Ausrüstungen angepasste Bleche gebildet sind, die schweißtechnisch mit den jeweiligen vom Querschnitt her dünner ausgebildeten Seitenwänden verbunden sind. Dabei sind die mit den profilverstärkten Endbereichen verbundenen Seitenwände mit Lagerstellen zur Aufnahme von Zylinderaufnahmepunkten versehen. Ein solches Profil ist herstellungstechnisch aufgrund der Notwendigkeit der zusätzlichen profilverstärkten Endbereiche relativ aufwändig.

[0005] Aus US-A-3,493,133 ist ein Tragarm für eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt. Bei diesem bekannten Tragarm ist ein Verkleidungselement vorgesehen, welches in die Aussparung hineinragt und welches an der Außenseite der plattenförmigen Wand angeordnet ist.

[0006] Aus US-A-3,722,864 ist ein Tragarm mit Aussparungen und Verkleidungselementen bekannt, die an der Außen- und der Innenseite an der plattenförmigen Wand angeordnet sind.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tragarm der vorbeschriebenen Art zu schaffen, der den zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen in hohem Maße folgt, eine möglichst geringe Eigenmasse aufweist und mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einem Tragarm der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale aus Anspruch 1 gelöst.

[0009] Vorteilhaft besteht die wenigstens eine Wand aus einem einstückigen plattenförmigen Element, aber in einer weiteren

[0010] Ausgestaltung ist es möglich, dass die wenigstens eine Wand mehrere plattenförmige Elemente umfasst, die zusammengeschweißt sind. Bevorzugt ist, dass das wenigstens eine plattenförmige Element eine einheitliche Wanddicke aufweist. Um eine optimale Anpassung an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen zu ermöglichen, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass das jeweilige plattenförmige Element mehrere Aussparungen aufweist, die je nach zu erwartendem Belastungsverlauf frei gestaltbar sind.

[0011] Vorteilhaft wird somit ein Tragarm mit Wänden in der vorbeschriebenen Art vorgeschlagen, der durch die frei gestaltbare(n) Aussparung(en) in hohem Maße an den zu erwartenden Beanspruchungsverlauf des Bauteils angepasst ist. Die Aussparungen sind dementsprechend in gering beanspruchten Bereichen des Bauteils vorgesehen. Sie können fertigungstechnisch problemlos in frei gestaltbarer Form in das plattenförmige Element eingebracht werden. Aufgrund der flächigen Aussparungen ist die Eigenmasse des Tragarmes relativ gering.

[0012] Je nach Bedarf kann es vorteilhaft sein, dass nicht alle Aussparungen mit dünnwandigen Verkleidungselementen ausgefacht werden. Bevorzugt ist das jeweilige Verkleidungselement umlaufend an den Rand der Aussparung angeschweißt. Eine Schweißung kann kostengünstig und automatisiert angebracht werden, da die erforderliche Schweißnahtgröße gering ist und es sich jeweils um an die Kontur der Aussparungen angepasste geschlossene Schweißnähte handelt. Andere Verbindungstechniken als Schweißen sind selbstverständlich auch möglich.

[0013] Vorteilhaft hat der Tragarm ein kastenartiges Profil mit mehreren Wänden, wobei wenigstens eine Wand ein plattenförmiges Profil aufweist, das in der vorbeschriebenen Art gefertigt ist.

[0014] Der Tragarm kann Teil einer Arbeitsausrüstung einer Arbeitsmaschine sein und zur Bewegung und zum Tragen eines Arbeitswerkzeuges dienen. Andererseits kann der Tragarm auch mindestens eine Abstützung oder andere Bauteile tragen.

[0015] Der Tragarm kann ein Ausleger oder Stiel eines Baggers sein, wobei das kastenartige Profil des Tragarmes einen Obergurt, einen Untergurt und Seitenwände aufweist und wobei wenigstens ein Gurt und/oder wenigstens eine Seitenwand ein plattenförmiges Element vorstehend beschriebener Art aufweist.

[0016] Vorteilhaft ist die Kontur der Seitenwände entlang ihrer Länge zusätzlich an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen angepasst dimensioniert. Der Tragarm kann an dem Oberwagen oder dem Unterwagen des Baggers angeordnet sein.

[0017] Bevorzugt sind der Ober- und der Untergurt zwischen den Seitenwänden des Tragarmes angeordnet. Bei dieser Gestaltung ist dann ferner vorzugsweise vorgesehen, dass Lagerstellen für Zylinder und Anlenkungen in die Seitenwände integriert sind.

[0018] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1

eine Prinzipdarstellung einer Arbeitsmaschine in Form eines Baggers,

Fig. 2

in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäß gestalteten Tragarm und

Fig. 3

einen Teilquerschnitt des Tragarmes nach Figur 2.

[0019] In Figur 1 ist beispielhaft eine Arbeitsmaschine in Form eines hier allgemein mit 1 bezeichneten Baggers dargestellt. Die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Gestaltung des Tragarmes läßt sich generell für beliebige Typen von mobilen oder stationären Arbeitsmaschinen realisieren; der in Figur 1 dargestellte Bagger 1 stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar.

[0020] Der Bagger 1 weist einen Unterwagen 2 und einen Oberwagen 3 auf und ist mit einem als Löffel 4 ausgebildeten Arbeitswerkzeug versehen. Dieser Löffel 4 ist über eine Arbeitsausrüstung, die aus einer Mehrzahl von Tragarmen 5 besteht, mit dem Bagger 1, und zwar mit dem Oberwagen 3 desselben, verbunden. Andere Tragarme können einzeln oder in einer Mehrzahl selbstverständlich auch mit dem Unterwagen 2 verbunden sein, was nicht im Einzelnen dargestellt ist.

[0021] Die einzelnen Tragarme 5 der Arbeitsausrüstung des Baggers sind mittels Bolzenlagerungen 6 untereinander und mit diese bewegenden Hydraulikzylindern 7 sowie mit dem Oberwagen 3 und mit dem Löffel 4 verbunden. Durch Verstellung der Hydraulikzylinder 7 können die Tragarme 5 und damit das Arbeitswerkzeug, beispielhaft der Löffel 4, in die jeweils gewünschte Arbeitsposition gebracht werden.

[0022] Wesentlich ist un die Gestaltung der Tragarme 5, die in den Figuren 2 bis 3 dargestellt ist.

[0023] Jeder Tragarm 5 besteht bei diesen Ausführungsbeispielen aus einem kastenartigen Profil mit einem Obergurt 8, einem Untergurt 9 und zwei mit den Gurten 8, 9 verbundenen Seitenwänden 10. Diese Seitenwände 10 sind von ihrer äußeren Kontur her entlang ihrer Länge an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen angepasst dimensioniert.

[0024] Dazu ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 vorgesehen, dass die jeweilige Seitenwand 10 aus einem, eine einheitliche Wanddicke aufweisenden plattenförmigen Element 11, vorzugsweise einem dickwandigen Blech, besteht, welches mehrere flächige Aussparungen 12 aufweist. Diese Aussparungen 12 sind, von ihrer Form her, unterschiedlich gestaltet, und zwar so, dass ihre Form an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen angepasst ist. Die jeweilige Seitenwand 10 besteht bevorzugt aus einem einstückigen plattenförmigen Element 11, aber eine Teilung der Seitenwand 10 (mit gleicher Wanddicke) könnte aus Gründen des Handlings, nicht jedoch wegen Anpassung an Bauteilbeanspruchungen erwünscht sein, wenn die Länge der Bauteile zu groß wird.

[0025] Bei der Ausführungsform nach Figur 2 bestehen nur die beiden Seitenwände 10 jeweils aus einem plattenförmigen Element 11 mit Aussparungen 12, und der Obergurt 8 und der Untergurt 9 sind zwischen den beiden Seitenwänden 10 angeordnet und mit diesen verschweißt. Bei einer solchen Gestaltung sind bevorzugt Lagerstellen 13 für Bolzenlagerungen (für Hydraulikzylinder und Anlenkungen) an den Seitenwänden 10 angeordnet.

[0026] Der in Figur 2 dargestellte Tragarm 5 stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar; die Formen der Tragarme 5 unterscheiden sich selbstverständlich voneinander, je nachdem, welche konkrete Funktion der jeweilige Tragarm hat (vgl. unterschiedliche Gestaltung der Tragarme 5 in Figur 1). Wesentlich ist jedoch, dass die Wände aus mindestens einem plattenförmigen Element 11 mit einheitlicher Wanddicke mit mindestens einer Aussparung 12 bestehen, von denen mindestens eine Aussparung mit einem gegenüber dem plattenförmigen Element 11 dünnwandigen Verkleidungsblech 14 (Fig. 3) verschlossen ist. Anders als in Figur 2 dargestellt, können anstelle der Seitenwände 10 auch zusätzlich oder nur die Gurte 8, 9 aus plattenförmigen Elementen 11 mit mindestens einer Aussparung 12 und mindestens einem dünnwandigen Verkleidungsblech 14 bestehen. Grundsätzlich ist auch möglich, dass nur eine Seitenwand 10 oder auch nur ein Gurt 8, 9 aus mindestens einem plattenförmigen Element 11 mit mindestens einer Aussparung 12 und mindestens einem dünnwandigen Verkleidungsblech besteht.

[0027] Wie aus Figur 3 hervorgeht, sind eine oder mehrere der Aussparungen 12 mit einem Verkleidungselement 14 verschlossen. Dieses Verkleidungselement 14 besteht vorzugsweise aus einem gegenüber dem plattenförmigen Element 11 dünnwandigen Blech und ist von seiner Außenkontur her an die Kontur der entsprechenden Aussparungen 12 angepasst und umlaufend am Rand der Aussparungen 12 befestigt, und zwar beispielsweise angeschweißt. Dabei ist das Verkleidungselement 14 innerhalb der Kontur der Aussparung am plattenförmigen Element 11 angeordnet und befestigt. Je nach Gestaltung des Tragarmes 5 können alle Aussparungen 12 mit einem Verkleidungselement 14 versehen sein oder auch nur einige, mindestens eine. Diese Verkleidungselemente 14 aus dünnwandigem Blech tragen nur in geringem Maße zur Tragfähigkeit des Tragarmes 5 bei. Sie lassen sich kostengünstig und automatisiert und ohne aufwändige Nachbearbeitung mittels dünner geschlossener Schweißnähte an dem plattenförmigen Element 11 befestigen.

[0028] Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So eignet sich ein erfindungsgemäßer Tragarm 5 nicht nur als Teil der Arbeitsausrüstung eines Baggers, sondern grundsätzlich für jeden Tragarm einer beliebigen Arbeitsmaschine. Diese Tragarme können mit jedem beliebigen Teil der Maschine verbunden sein und sowohl Arbeitswerkzeuge, als auch Abstützungen oder andere Bauteile tragen, auch wenn diese zeichnerisch nicht dargestellt sind. Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können auch Wände mit plattenförmigen Elementen der vorbeschriebenen Art ohne ein kastenartiges Profil einen Tragarm bilden.

Ansprüche

1. Tragarm an einer Arbeitsmaschine mit wenigstens einer wenigstens ein plattenförmiges Element aufweisenden Wand, wobei das wenigstens eine plattenförmige Element (11) in Anpassung an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen wenigstens eine flächige Aussparung (12) aufweist, wobei mindestens eine Aussparung (12) mit einem gegenüber dem plattenförmigen Element (11) dünnwandigen Verkleidungselement (14) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verkleidungselement (14) innerhalb der Aussparung (12) der plattenförmigen Wand (10) angeordnet ist und
dass das wenigstens eine Verkleidungselement (14) umlaufend an dem Rand der Aussparung (12) befestigt, insbesondere angeschweißt, ist.

2. Tragarm nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Wand (10) aus einem einstückigen plattenförmigen Element (11) besteht.

3. Tragarm nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das wenigstens eine plattenförmige Element (11) eine einheitliche Wanddicke aufweist.

4. Tragarm nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das wenigstens eine plattenförmige Element (11) mehrere Aussparungen (12) aufweist.

5. Tragarm nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragarm ein aus mehreren Wänden bestehendes kastenartiges Profil aufweist, wobei wenigstens eine Wand (10) ein plattenförmiges Element (11) aufweist.

6. Tragarm nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragarm Teil einer Arbeitsausrüstung einer Arbeitsmaschine ist, die zur Bewegung und zum Tragen eines Arbeitswerkzeuges (4) dient.

7. Tragarm nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragarm ein Ausleger, bzw. ein Stiel eines Baggers ist, wobei das kastenartige Profil des Tragarmes einen Obergurt (8), einen Untergurt (9) und Seitenwände (10) aufweist und wobei wenigstens ein Gurt (8,9) und/oder wenigstens eine Seitenwand (10) ein plattenförmiges Element (11) aufweist.

8. Tragarm nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontur der Seitenwände (10), entlang ihrer Länge, zusätzlich, an die zu erwartenden Bauteilbeanspruchungen angepasst dimensioniert ist.

Claims

1. Support arm on a work machine comprising at least one wall comprising at least one plate-shaped element, wherein the at least one plate-shaped element (11) has at least one planar cut-out (12) adapted according to the stresses expected to be placed on the component, wherein at least one cut-out (12) is closed off by a lining element (14) which is thin-walled compared to the plate-shaped element (11), characterised in that the at least one lining element (14) is arranged inside the cut-out (12) of the plate-shaped wall (10) and the at least one lining element (14) is secured, in particular welded, circumferentially around the edge of the cut-out (12).

2. Support arm according to claim 1, characterised in that the at least one wall (10) consists of a one-piece plate-shaped element (11).

3. Support arm according to either claim 1 or claim 2, characterised in that the at least one plate-shaped element (11) has a uniform wall thickness.

4. Support arm according to one or more of claims 1 to 3, characterised in that the at least one plate-shaped element (11) comprises a plurality of cut-outs (12).

5. Support arm according to one or more of claims 1 to 4, characterised in that the support arm has a box-shaped cross-section consisting of several walls, wherein at least one wall (10) comprises a plate-shaped element (11).

6. Support arm according to claim 5, characterised in that the support arm is part of the operating equipment of a work machine which is used for moving and supporting a work tool (4).

7. Support arm according to claim 6, characterised in that the support arm is a jib or a boom of an excavator, wherein the box-shaped cross-section of the support arm has an upper flange (8), a lower flange (9) and side walls (10) and wherein at least one flange (8, 9) and/or at least one side wall (10) comprises a plate-shaped element (11).

8. Support arm according to claim 7, characterised in that the contour of the side walls (10), along their length, is also dimensioned appropriately for the stresses expected to be placed on the component.

Revendications

1. Bras porteur sur une machine outil avec au moins une paroi présentant au moins un élément en forme de plaque, dans lequel le au moins un élément en forme de plaque (11) présente en conformité avec les contraintes à attendre sur les pièces au moins un évidement plat (12), dans lequel au moins un évidement (12) est fermé par un élément de revêtement à paroi mince (14) vis-à-vis de l'élément en forme de plaque (11), caractérisé en ce que le au moins un élément de revêtement (14) est aménagé à l'intérieur de l'évidement (12) de la paroi en forme de plaque (10) et le au moins un élément de revêtement (14) est fixé, en particulier soudé, sur la périphérie au bord de l'évidement (12).

2. Bras porteur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que :

la au moins une paroi (10) est constituée d'un élément en forme de plaque (11) d'un seul tenant.

3. Bras porteur selon la revendication 1 ou la revendication 2,
caractérisé en ce que :

le au moins un élément en forme de plaque (11) présente une épaisseur de paroi uniforme.

4. Bras porteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que :

le au moins un élément en forme de plaque (11) présente plusieurs évidements (12).

5. Bras porteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que :

le bras porteur présente un profil en forme de caisse constitué de plusieurs parois, dans lequel au moins une paroi (10) présente un élément en forme de plaque (11).

6. Bras porteur selon la revendication 5,
caractérisé en ce que :

le bras porteur fait partie d'un équipement de travail d'une machine outil qui sert à déplacer et à transporter un outil de travail (4).

7. Bras porteur selon la revendication 6,
caractérisé en ce que :

le bras porteur est une console, éventuellement un montant d'un machine d'excavation, dans lequel le profil en forme de caisse du bras porteur présente un brin supérieur (8), un brin inférieur (9) et des parois latérales (10) et dans lequel au moins une courroie (8, 9) et/ou au moins une paroi latérale (10) présente(nt) un élément en forme de plaque (11).

8. Bras porteur selon la revendication 7,
caractérisé en ce que :

le contour des parois latérales (10) est également dimensionné sur sa longueur pour être adapté aux contraintes à attendre sur les pièces.

Zeichnung