DE102017121518A1

DE102017121518A1 - Baggerausleger und Bagger

Info

Publication number: DE102017121518A1
Application number: DE102017121518.2A
Authority: DE
Inventors: Guillaume ELBEL; Johan PLEIMELDING; Thomas Münch
Original assignee: Liebherr France SAS
Current assignee: Liebherr France SAS
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-03-21
Also published as: US20190085527A1; EP3456888A1; EP3456888B1; CN109505318A; US11015317B2; ES2925174T3; CN109505318B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Baggerausleger für einen Bagger, der aus einem hinteren Auslegerteil, einem vorderen Auslegerteil stoffschlüssig zu einer boomerangähnlichen Form zusammengesetzt ist, wobei das vordere und hintere Auslegerteil zumindest bereichsweise unmittelbar miteinander verbunden sind und ergänzend eine Verbindung zwischen dem vorderen und hinteren Auslegerteil mittels wenigstens einer Verbindungsplatte vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausleger für eine Erdbewegungsmaschine, insbesondere einen Bagger, der aus einem hinteren Auslegerteil und einem vorderen Auslegerteil stoffschlüssig zu einer boomerangähnlichen Auslegerstruktur zusammengesetzt ist.
Gattungsgemäße Auslegerformen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Aufbau derartiger Auslegerstrukturen wird üblicherweise eine vordere Auslegerbox über ein spezielles Verbindungselement mit einer hinteren Auslegerbox verbunden. Beispielhaft sei auf die US-Patentschrift US 4,069,637 verwiesen. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren ist aus der US 6,637,111 B2 bekannt. Den dort offenbarten Lösungen ist es jedoch gemein, dass eine aufwendige Konstruktion des verwendeten Verbindungstückes notwendig ist. Dies erhöht nicht nur die anfallenden Produktionskosten und das Gesamtgewicht des Auslegers, auch die Gestaltung der Verbindung zwischen den Auslegerteilen erweist sich als verhältnismäßig unflexibel, insbesondere was den gewünschten Winkel der beiden Auslegerteile zueinander betrifft.
Es wird daher nach Lösungen für den gattungsgemäßen Ausleger gesucht, mit denen die oben genannte Problematik überwunden werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Ausleger für eine Erdbewegungsmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Auslegers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ausgehend von dem gattungsgemäßen Ausleger für eine Erdbewegungsmaschine, insbesondere Bagger, wird vorgeschlagen, das vordere und hintere Auslegerteil zumindest bereichsweise unmittelbar miteinander zu verbinden, insbesondere stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Zusätzlich besteht eine Verbindung zwischen dem vorderen und hinteren Auslegerteil mittels wenigstens einer Verbindungsplatte. Die Konstruktion der Verbindungsplatte ist dadurch wesentlich einfacher, kostengünstiger und gewichtsärmer. Insgesamt wird der Gesamtaufbau des Auslegers deutlich vereinfacht. Die Verwendung der Verbindungsplatte als Verbindungselement bietet zudem mehr Freiheitsgrade für die Verbindung der Auslegerteile, insbesondere was deren Winkel zueinander als auch was deren Konstruktion selbst angeht, bspw. das gewünschte Profilform der Auslegerteile, deren Materialstärke und Größe der Querschnittsfläche, angeht.
Das vordere und/oder hintere Auslegerteil sieht vorzugsweise eine geradlinige Struktur vor, vorzugsweise weisen diese eine geradlinige Mittelachse auf. Beide Auslegerteile sind in einem bestimmbaren Winkel zueinander miteinander verbunden, so dass sich die gewünschte boomerangähnliche Form ergibt. In Montageposition ist das vordere Auslegerteil gegenüber der Mittelachse des hinteren Auslegerteils nach unten abgewinkelt. Der gewählte Winkel kann spitz sein, dies ist jedoch keine notwendige Voraussetzung. Eine gebogene bzw. gekrümmte Verbindungsplatte führt zu einem gerundet bzw. gekrümmten Kurvenverlauf der Auslegeroberseite.
Das hintere Auslegerteil dient zur Montage an der Erdbewegungsmaschine, vorzugsweise am Ober- und/oder Unterwagen der Erdbewegungsmaschine. Demzufolge sind am äusseren Ende des hinteren Auslegerteils entsprechende Lagerstellen zur wippbaren Montage an der Erdbewegungsmaschine vorgesehen. Das vordere Auslegerelement umfasst an seinem äusseren Ende vorzugsweise Lagerstellen zur Befestigung einer Auslegerverlängerung und/oder eines Anbaugerätes.
Von Vorteil ist es, wenn die Verbindungsplatte ein Teil der Auslegeroberseite im Verbindungsbereich beider Auslegerteile bildet. Insbesondere zeichnet sich die Verbindungsplatte durch eine gekrümmte Ebene aus, wodurch mittels der Verbindungsplatte ein entsprechender Winkel zwischen den Auslegerteilen vorgebbar ist.
Das vordere und/oder hintere Auslegerteil kann als Kastenstruktur, insbesondere hohle Kastenstruktur ausgestaltet sein. Bevorzugt weisen diese zumindest abschnittweise eine entsprechende Kastenform auf. Die Fertigung der Auslegerteile selbst kann per Kehlnaht-Schweißverfahren erfolgen, wodurch die Seitenteile des Auslegerteils zu der gewünschten Kastenform zusammengesetzt sind.
Denkbar ist es, dass zumindest Teile der Stirnseiten des vorderen und/oder hinteren Auslegerteils unmittelbar miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschweißt sind. Lediglich die Auslegeroberseite wird durch die erfindungsgemäße Verbindungsplatte gebildet.
Vorstellbar ist es, wenn die Querschnittsprofile der Auslegerteile im Verbindungsbereich unterschiedlich sind. Denkbar ist beispielsweise eine Unterscheidung der resultierenden Querschnittsflächen des vorderen und hinteren Auslegerteils. Idealerweise ist die Querschnittsfläche des vorderen Auslegerteils flächenmäßig größer als die Querschnittsfläche des hinteren Auslegerteils. Besonders bevorzugt ist es wenn das Auslegerprofil des vorderen Auslegerteils breiter ist als das Profil des hinteren Auslegerteils. Hierdurch lässt sich die erforderliche Wandstärke des vorderen und/oder hinteren Auslegerteils und/oder der Verbindungsplatte reduzieren, ohne eine Beeinträchtigung der Auslegersteifigkeit in Kauf nehmen zu müssen. In Summe führt dies zu einer weiteren nennenswerten Gewichtsreduktion des Gesamtaufbaus.
Der Baggerausleger umfasst ein oder mehrere Lagerstellen zur Aufnahme eines Aktors, vorzugsweise eine Linearaktors wie eine Zylindereinheit zur Betätigung einer beweglich am vorderen Auslegerteil gelagerten Auslegerverlängerung und/oder eines daran montierten Anbaugerätes. Ein oder mehrere Lagerstellen sind vorzugsweise unmittelbar an bzw. auf der Verbindungsplatte angeordnet. Die Lagerstelle kann in Form von wenigstens zwei Lagerblechen gebildet sein, die senkrecht stehend auf der Verbindungsplatte aufgeschweißt sind. Üblicherweise sind diese parallel zueinander ausgerichtet und erstrecken sich parallel in Auslegerlängsrichtung. Die Anordnung der Lagerbleche auf der Verbindungsplatte erhöht die Materialsteifigkeit in diesem Bereich, was zu einer Stabilitätsverbesserung im Verbindungspunkt der beiden Auslegerteile führt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Lagerbleche von der Verbindungsplatte bis auf das hintere Auslegerteil erstrecken. In diesem Fall liegt das Ende der Lagerbleche in einem Bereich geringerer Beanspruchung, so dass die dortige Schweißnaht keine zusätzliche Behandlung bzw. Verstärkung benötigt.
Wie bereits vorstehend erläutert wurde, sind das vordere und hintere Auslegerteil zumindest bereichsweise unmittelbar miteinander verbunden. Die sich daraus ergebende Kontaktkante zwischen den Auslegerteilen verläuft vorzugsweise nicht geradlinig, sondern weist stattdessen einen gekrümmten bzw. gewinkelten Kantenverlauf auf. Dies gilt insbesondere für die Kontaktkanten der Auslegerseitenflächen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass im Verbindungsbereich weitere Lagerstellen die Aufnahme eines weiteren Aktors, bevorzugt Zylinders, idealerweise des Wippzylinders der Erdbewegungsmaschine ermöglichen. Entsprechende Lagerstellen können gemäß bevorzugter Ausführung durch ein Lagerrohr zur Aufnahme entsprechenden Lagerbolzen ausgestaltet sein. Ein entsprechende Lagerrohr erstreckt sich sinnvollerweise quer zur Auslegerlängsachse durch das hintere Auslegerteil. Lagerbolzen lassen sich in entsprechende Austrittsöffnungen des Rohres innerhalb der Seitenflächen des hinteren Auslegerteiles stecken. Im Bereich der Austrittsöffnung des hinteren Auslegerteils können ein oder mehrere Verstärkungsbleche angeordnet sein.
Neben dem erfindungsgemäßen Ausleger für eine Erdbewegungsmaschine betrifft die vorliegende Erfindung zudem eine Erdbewegungsmaschine, insbesondere einen Bagger, mit wenigstens einem Ausleger gemäß der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend zeichnet sich die Erdbewegungsmaschine durch dieselben Vorteile und Eigenschaften aus, wie sie bereits voranstehend anhand des erfindungsgemäßen Auslegers aufgezeigt wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird der Einfachheit halber verzichtet.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

1: eine perspektivische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Baggerausleger;
2: eine Detailansicht der Verbindungsstelle zwischen dem vorderen und hinteren Baggerauslegerteil und
3: eine Detailansicht des Verbindungsbereichs der 2 mit geöffneter Seitenfläche des Auslegerarms.

Die perspektivische Seitenansicht der 1 zeigt den Gesamtaufbau des erfindungsgemäßen Baggerauslegers 10. Dieser besteht aus einem vorderen Auslegerteil 11 sowie einem hinteren Auslegerteil 12. Am vorderen Auslegerteil sind Verbindungsstellen 13 zur beweglichen Lagerung eines hier nicht dargestellten Anbaugerätes oder einer Auslegerverlängerung vorgesehen. Das hintere Auslegerstück 12 umfasst endseitig entsprechende Lagerstellen 16, um dieses an einem Baggerober- bzw. Unterwagen wippbar anlenken zu können.
Sowohl das untere als auch das obere Auslegerteil kann als Monoblock gefertigt sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Auslegerteile 11, 12 aus Einzelelementen zusammenzusetzen.
Beide Auslegerteile 11, 12 weisen eine kastenförmige Struktur auf, die durch das Verschweißen entsprechender Seitenbleche erhalten wird. Die einzelnen Seitenbleche 11a bis 11d bzw. 12a bis 12d werden per Kehlnaht-Schweißverfahren miteinander verschweißt.
Erkennbar ist in der Darstellung, dass zumindest die Stirnkanten der Seitenbleche 11a, 11b und 12a, 12b und gegebenenfalls der Unterseiten 11d und 12d unmittelbar miteinander in Kontakt stehen und stoffschlüssig verbunden sind. Im Bereich der Auslegeroberseite stehen die Auslegeroberflächen 11c bzw. 12c der Auslegerteile 11, 12 nicht unmittelbar miteinander in Verbindung. Stattdessen ist hier ein plattenförmiges Verbindungselement 15 eingesetzt bzw. überlappend auf die Oberseiten 11c, 12c aufgesetzt, und mit beiden Auslegerteilen 11, 12 verschweisst. Das plattenförmige Kontaktelement 15 ist entsprechend dem Winkel, den beide Auslegerteile 11, 12 zueinander bilden, gebogen. Zudem weist das Verbindungselement 15 einer höhere Materialstärke als die Blechelemente 11a-11d, 12a-12d der Auslegerteile 11, 12 auf. Gegebenenfalls könnte auch die Auslegerunterseite mit einem entsprechenden Verbindungselement ausgestaltet sein.
Dieses Verbindungselement 15 erlaubt eine einfache Verbindung zwischen den Auslegerteilen 11, 12 und dementsprechend eine einfache Anpassung an den gewünschten Winkel, den die beiden Auslegerelemente 11, 12 bilden. Zudem kann auch flexibel auf die gewünschte Breite der kastenförmigen Auslegerteile 11, 12, d.h. die Breite der jeweiligen Seitenflächen 11c, 12c reagiert werden. Die erfindungsgemäße Konstruktion führt zu einer deutlichen Reduktion der anfallenden Herstellungskosten und des resultierenden Gesamtgewichtes des Auslegers 10.
Im Bereich des hinteren Auslegerteils 12 erstreckt sich quer zur Auslegerlängsachse ein zylindrisches Rohr 21 durch den Auslegerkasten 12. Über Austrittsöffnungen 21a, 21b innerhalb der Seitenelemente 12a, 12b kann ein passender Bolzen in das Zylinderrohr 21 gesteckt werden. Im Bereich der Austrittsöffnungen 21a, 21b sind zudem auf der Aussenseite der Seitenbleche 12a, 12b zusätzliche Verstärkungsbleche 22 angebracht. Das Rohr 21 bildet die Lagerstelle zur Anbindung eines Wippzylinders des erfindungsgemäßen Baggers, der sich von der Lagerstelle 21 des hinteren Auslegerteils 12 zum Oberwagen des Baggers erstreckt.
Für die Lagerung eines weiteren hydraulischen Verstellmittels in Form eines Hydraulikzylinders ist auf der Oberseite des Auslegers 10 eine zusätzliche Lagerstelle 30 vorgesehen, die eine Aufnahme eines Zylinders ermöglicht, der sich von der Lagerstelle 30 bis hin zu einem am Lagerpunkt 13 aufgenommenen Anbaugerät erstreckt.
Die Lagerstelle 30 besteht aus zwei parallel verlaufenden Lagerblechen 30a, 30b, die senkrecht auf der Auslegeroberseite stehen und parallel in Auslegerlängsrichtung verlaufen. Im Bereich mit der größten Breite ist jeweils eine Bohrung 31a, 31b zur Bolzenaufnahmen vorgesehen, wobei der Bohrungsrand mit zusätzlichen Blechen 32 verstärkt ist. Die Breite der Lagerbleche 30a, 30b nimmt in Richtung des hinteren Auslegerteils 12 stetig ab. Der Großteil der Lagerbleche inklusive der Bohrungen 31a, 31b ist auf der Oberseite 11a des vorderen Auslegerteils angeordnet, allerdings erstrecken sich beide Bleche 30a, 30b parallel bis auf das Verbindungselement 15, mit dem die Blechenden verschweißt sind. Die Verlängerung der Lagerbleche 30a, 30b bis hin zum Verbindungselement 15 hat den Vorteil, dass das Ende der gebildeten Schweißnaht in einem weniger kraftbeanspruchten Bereich des Auslegers liegt, wodurch nicht nur die Materialermüdungsbeständigkeit erhöht werden kann, sondern zudem Herstellungskosten gesenkt werden können, da in diesem Fall keine zusätzliche Nachbehandlung der Schweißnaht notwendig ist.
Ferner ist erkennbar, dass die Breite der Lagerbleche 30a, 30b nach der Bohrung 31a, 31b in Richtung der Auslegerspitze sprunghaft abnimmt und dann nahezu konstant bleibt. Diese Lagerblechabschnitt 33a, 33b mit verringerter aber nahezu konstanter Breite weisen eine Krümmung auf, so dass die Blechabschnitte 33a, 33b nicht parallel zueinander, sondern nach außen an die Kanten der Oberfläche 11c des vorderen Auslegerteils 11 ragen.
Das obere Blech 11a des vorderen Auslegerteils 11 kann im Bereich der an die Kante angrenzenden Lagerblechabschnitte 33a, 33b verbreitert sein, sodass die Blechelemente 33a, 33b über die eigentliche Kante des vorderen Auslegerteils hinausragen können. Durch die Biegung der Lagerbleche 30a, 30b kann die gesamte Steifigkeit der Lagerung erhöht werden, ohne jedoch die Stärke der Lagerbleche 30a, 30b erhöhen zu müssen. Darüber hinaus ist es auch nicht notwendig, weitere Verstärkungsbleche im Bereich der Lagerstelle anzubringen. Hierdurch lässt sich das Gesamtgewicht des Auslegers weiter reduzieren und dessen Herstellung weiter vereinfachen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4069637 [0002]
US 6637111 B2 [0002]

Claims

Ausleger für eine Erdbewegungsmaschine, insbesondere Bagger, der aus einem hinteren Auslegerteil und einem vorderen Auslegerteil stoffschlüssig zu einer boomerangähnlichen Auslegerstruktur zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere und hintere Auslegerteil zumindest bereichsweise unmittelbar miteinander verbunden sind und ergänzend eine Verbindung zwischen dem vorderen und hinteren Auslegerteil mittels wenigstens einer Verbindungsplatte vorgesehen ist.
Ausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsplatte die Auslegeroberseite im Verbindungsbereich beider Auslegerteile bildet und vorzugsweise eine gekrümmte Kurvenform aufweist.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere und hintere Auslegerteil sowie die Verbindungsplatte miteinander verschweißt sind, insbesondere per Kehlnahtschweißen.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere und/oder hintere Auslegerteil eine Kastenstruktur mit vorzugsweise rechteckigem Querschnittsprofil ist.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsprofile der Auslegerteile im Verbindungsbereich unterschiedlich sind, vorzugsweise ist die Querschnittsfläche des vorderen Auslegerteils flächenmäßig größer als die Querschnittsfläche des hinteren Auslegerteils.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Lagerstellen für wenigstens einen Aktor, vorzugsweise eine Zylindereinheit zur Betätigung einer Auslegerverlängerung und/oder eines Anbaugerätes, unmittelbar an bzw. auf der Verbindungsplatte angeordnet sind, vorzugsweise dort aufgeschweißt sind, wobei die Lagerstelle wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Lagerbleche umfasst, die senkrecht auf die Verbindungsplatte aufgeschweißt sind.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auslegerteile an den Auslegerseitenflächen eine gekrümmte Kontaktkante bilden.
Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungsbereich an der Auslegerseitenfläche Lagerstellen für die Aufnahme eines Aktors, insbesondere eines Wippzylinders, vorgesehen sind, die bevorzugt durch ein sich quer zur Auslegerlängsachse durch die Auslegerseitenflächen durchstreckendes Rohr zur Aufnahme eines Lagerbolzens gebildet sind, wobei besonders bevorzugt die Lagerstellen an den Seitenflächen des hinteren Auslegerteils ausgebildet sind.
Ausleger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Austrittsöffnungen des Rohrs an den Seitenflächen Verstärkungsbleche vorgesehen sind.
Erdbewegungsmaschine, insbesondere Bagger, mit wenigstens einem Ausleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche.