РАБОЧАЯ МАШИНА
WORKING MACHINE

Настоящее изобретение относится к рабочей машине, а более конкретно - к рабочей машине, которая имеет кузов, конструкцию силовой установки, входящую в зацепление с грунтом, и узел нагрузочного рычага.
В соответствии с настоящим изобретением мы обеспечиваем рабочую машину, которая включает в себя кузов, имеющий передний конец и задний конец, причем кузов предусмотрен с конструкцией силовой установки, входящей в зацепление с грунтом, благодаря которой машина может приводиться в действие на грунте, узел нагрузочного рычага, который включает в себя единый нагрузочный рычаг, который смонтирован на одном конце, относительно кузова, и который проходит вперед на одной стороне кузова или по направлению к одной стороне кузова, за передний конец кузова, ко второму концу, где имеется крепление (держатель) для рабочего средства, при этом узел нагрузочного рычага включает в себя крепежную конструкцию для крепления нагрузочного рычага к кузову, причем крепежная конструкция включает в себя первое звено, которое шарнирно соединено на одном конце нагрузочного рычага или смежно одному концу нагрузочного рычага и также к кузову в первом местоположении крепления, и второе звено, которое шарнирно соединено с рычагом между первым и вторым концами рычага и к кузову во втором местоположении крепления, которое находится впереди первого местоположения крепления, и машина включает в себя исполнительный механизм, который действует между нагрузочным рычагом и кузовом для подъема и опускания нагрузочного рычага относительно кузова.
Первое и второе звенья, таким образом, обеспечивают две противоположные стороны четырехсторонней (четырехугольной) конструкции (наиболее очевидной, когда нагрузочный рычаг поднят), с двумя другими противоположными сторонами, обеспеченными, с одной стороны, участком нагрузочного рычага между точками, где шарнирно закреплены первое и второе звенья, а с другой стороны, участком кузова между первым и вторым местоположениями крепления.
Геометрия первого и второго звеньев и их местоположений шарнирного соединения с кузовом и рычагом обеспечивает то преимущество, что, когда рычаг поднимается и опускается, второй конец нагрузочного рычага, где рабочее средство закреплено при использовании, движется, в общем, вертикально вверх и вниз, когда машина является, в общем, горизонтальной. Фактически, движение не будет строго вертикальным, но путем тщательного выбора расчетных параметров для звеньев может быть достигнуто по существу вертикальное движение рабочего средства.
Это является важным, поскольку центр тяжести машины в таком случае значительно не смещается вперед и назад в ответ на движения нагрузочного рычага вверх и вниз. Если рабочее средство не движется вверх и вниз по существу вертикально, то это может привести к продольной неустойчивости машины, и, таким образом, огибающую разрешенного движения нагрузочного рычага будет необходимо ограничить для поддержания устойчивости машины. Настоящее изобретение дает возможность удлинения достижения нагрузочным рычагом при полной высоте, по сравнению с машиной с радиальным рычагом, в которой нагрузочный рычаг просто шарнирно соединен с кузовом и груз движется вверх и вниз вдоль определенной кривой.
Исполнительный механизм предпочтительно является линейно выдвижным исполнительным механизмом, который шарнирно закреплен на одном конце к нагрузочному рычагу, предпочтительно между шарнирными креплениями первого и второго звеньев к нагрузочному рычагу, и исполнительный механизм шарнирно прикреплен на втором конце к кузову между первым и вторым местоположениями крепления.
В предпочтительном варианте осуществления первое звено обеспечивает более короткое расстояние между шарнирными соединениями с нагрузочным рычагом и первым местоположением крепления кузова, чем расстояние, обеспечиваемое вторым звеном между его шарнирными соединениями с нагрузочным рычагом и вторым местоположением крепления кузова.
Хотя настоящее изобретение может быть применено к широкому множеству конфигураций рабочих машин, настоящее изобретение особенно применимо к машине, которая является так называемой рабочей погрузочной машиной с бортовым поворотом, в которой конструкция силовой установки, входящая в зацепление с грунтом, включает в себя пару колес или непрерывную гусеницу на каждой стороне кузова, а управление осуществляется дифференциальным приведением в действие колес, или, по меньшей мере, одного из колес пары, или гусеницы, на одной стороне кузова, относительно колеса или колес или гусеницы на другой стороне кузова, или относительно составляющего погрузочного приспособления. Такие машины склонны быть особенно компактными, и, таким образом, особой проблемой является неустойчивость вследствие смещения центра тяжести, когда нагрузка движется при подъеме и опускании рычага.
Поскольку конструкция вертикального подъема может быть предусмотрена посредством одновременного выдвижения телескопического нагрузочного рычага во время подъема и опускания нагрузочного рычага, настоящее предложение дает возможность достижения вертикального подъема с нагрузочным рычагом, который не является телескопическим, но является по существу жестким, между первым и вторым концами. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает самое экономичное решение.
Рабочая машина может включать в себя кабину, смонтированную на кузове. Кабина может быть смонтирована ко второй стороне кузова, противоположной первой стороне, где проходит рычаг, а предпочтительно на переднем конце кузова, так что нет части кузова, которая проходит значительно вперед кабины.
Нагрузочный рычаг может быть единым нагрузочным рычагом.
В этом описании термин «единый рычаг» означает либо то, что рычаг находится между его первым и вторым концами, либо законченное производство или литье, или то, что нет, по меньшей мере, части кузова машины, которую нет необходимости принимать между какими-либо частями рычага для разрешения рычагу опускаться до полностью опущенного положения, когда рабочее средство находится на грунте.
Единый нагрузочный рычаг узла нагрузочного рычага может на втором конце рычага включать в себя поперечную балку, которая обеспечивает опору для крепления рабочего средства на втором конце нагрузочного рычага.
В каждом случае, первое звено конструкции крепления рычага узла нагрузочного рычага может включать в себя первое плечо, которое обеспечивает шарнирное крепление к кузову в первом местоположении крепления, и второе плечо, которое обеспечивает шарнирное крепление к нагрузочному рычагу на одном конце нагрузочного рычага или смежно одному концу нагрузочного рычага, причем первое и второе плечи стягивают тупой угол между ними с вершиной угла, указывающей вперед машины.
Второе звено предпочтительно является прямолинейным между его шарнирными креплениями к нагрузочному рычагу и вторым местоположением крепления кузова.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, где
Фиг.1 - иллюстративное изометрическое изображение с одной стороны и переднего конца рабочей машины, соответствующей настоящему изобретению, иллюстрирующее нагрузочный рычаг в поднятом положении;
Фиг.2 - вид, аналогичный виду, приведенному на фиг.1, но иллюстрирующий нагрузочный рычаг в опущенном положении;
Фиг.3 - иллюстративное изометрическое изображение машины, иллюстрируемой на фиг.1 и фиг.2, но со второй стороны и заднего конца и с опущенным нагрузочным рычагом;
Фиг.3А - вид, аналогичный виду, приведенному на фиг.3, но с открытой дверцей смотрового люка двигателя машины, которая закрыта на фиг.3;
Фиг.4 - вид, аналогичный виду, приведенному на фиг.3, но с поднятым нагрузочным рычагом и кабиной в положении для обеспечения возможности проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту;
Фиг.5 - вид снизу машины, иллюстрируемой на предшествующих ссылочных чертежах, но модифицированной.
На приведенных ссылочных чертежах иллюстрируется рабочая машина 10, которая включает в себя кузов 11 с передним концом 12 и задним концом 13, которые представляют, соответственно, нормальные направления движения машины 10 вперед и назад.
Кузов 11 включает в себя конструкцию 15 силовой установки, входящей в зацепление с грунтом, которая в случае машины, иллюстрируемой на фиг.1-4, включает в себя гусеницу 16, 17 на каждой стороне кузова 11, а в случае машины, иллюстрируемой на фиг.5, включает в себя пару колес 16а, 16b; 17а, 17b на каждой стороне кузова 11.
Каждая из гусениц 16, 17 приводится в движение посредством ведущих звездочек 19, 20, которые, в свою очередь, посредством соответствующих гидромоторов 21, 22. Однако гусеницы 16, 17 могут приводиться в движение через трансмиссию посредством одного гидромотора, двигателя или подобных движущих устройств. В машине, иллюстрируемой на фиг.5, оба колеса 16а, 16b на одной стороне кузова 11 приводятся во вращение через посредство трансмиссии, например, приводной цепи и/или находящихся в зацеплении зубчатых колес (не видных), от первого гидромотора 21, а колеса 17а, 17b на другой противоположной стороне кузова 11 приводятся во вращение через посредство подобной трансмиссии в этом примере посредством второго гидромотора 22.
На фиг.5 показано, что первый и второй гидромоторы 21, 22 смещены, то есть их приводные валы являются параллельными, но отстоят друг от друга. Это обеспечивает больше места для сборки, технического обслуживания и ремонта и дает возможность использования более длинных в осевом направлении моторов 21, 22, чем в конструкции, где приводные валы моторов 21, 22 расположены в линию.
Машина 10 дополнительно включает в себя узел 25 нагрузочного рычага, который включает в себя единый нагрузочный рычаг 26 и конструкцию крепления нагрузочного рычага для крепления нагрузочного рычага 26 относительно кузова 11.
Конструкция крепления нагрузочного рычага включает в себя первое звено 28, которое шарнирно установлено в позиции 23 или к одному концу 26а нагрузочного рычага 26 и к кузову 11 в первом местоположении 27 крепления. Первое звено 28 в этом примере включает в себя первое плечо 28а и второе плечо 28b. Первое плечо 28а обеспечивает шарнирное крепление 23 к одному концу 26а нагрузочного рычага, тогда как второе плечо 28b обеспечивает шарнирное крепление первого звена 28 к кузову 11 в первом местоположении 27 крепления. Плечи 28а, 28b стягивают между собой тупой угол, причем вершина 29 угла направлена к переднему концу 12 машины 10.
Плечи 28а, 28b могут быть интегральными или соединенными, но в каждом случае первое звено 28 устанавливает постоянное расстояние между соответствующими шарнирными соединениями в позиции 23 и позиции 27 нагрузочного рычага 26 и кузова 11.
Конструкция крепления нагрузочного рычага включает в себя второе звено 32, которое в этом примере является по существу прямолинейным и жестким, причем второе звено 32 на одном конце шарнирно соединено с нагрузочным рычагом 26 в местоположении 32а вдоль нагрузочного рычага 26, которое лежит между одним концом 26а нагрузочного рычага 26 и вторым концом 26b нагрузочного рычага 26, который находится впереди за кузовом 11. Нагрузочный рычаг 26 проходит вперед от одного конца 26а, где нагрузочный рычаг 26 закреплен относительно кузова 11 посредством первого звена 28, ко второму концу 26b, где при использовании, как показано, смонтировано рабочее средство, например, загрузочный ковш 35 или вилочный захват. Второе звено 32 тоже шарнирно закреплено на кузове 11, на втором конце 32b, противоположном шарнирному креплению 32а первого конца к рычагу 26, во втором местоположении 36 крепления, которое находится впереди от первого местоположения 27 крепления.
Второе звено 32 в этой конструкции длиннее расстояния между шарнирными соединениями первого звена 28 с концом 26а нагрузочного рычага в позиции 23 и первым положением 27 крепления кузова 11.
Между первым и вторым звеньями 28, 32, проходящими между кузовом 11 и нагрузочным рычагом 26, находится телескопический, линейно выдвигающийся исполнительный механизм 40, который шарнирно соединен на одном конце с нагрузочным рычагом 26 в местоположении 40а между шарнирными соединениями 26а, 32а с первым и вторым звеньями 28, 32, а на противоположном конце - с кузовом 11, между (но ниже) первым и вторым местоположениями 27, 36 крепления.
Первое и второе звенья 28, 32 обеспечивают противоположные две стороны четырехсторонней конструкции (которая лучше всего видна, когда нагрузочный рычаг 26 поднят), с другими противоположными двумя сторонами, обеспечиваемыми, с одной стороны, участком нагрузочного рычага 26 между шарнирными соединениями 23, 32а с первым и вторым звеньями 28, 32, а с другой стороны, участком кузова 11 между первым и вторым местоположениями 27, 36 крепления.
Когда исполнительный механизм 40 выдвинут и отведен, нагрузочный рычаг 26 будет поднят и опущен, или скорее второй конец 26b нагрузочного рычага 26 будет поднят и опущен относительно кузова 11, таким образом, для подъема и опускания груза, переносимого посредством рабочего средства 35.
Когда нагрузочный рычаг 26 опущен в его самое нижнее положение, как показано на фиг.2, очевидно, что второе звено 32 будет проходить, в общем, вдоль кузова 11, смежно участку кузова 11 между первым и вторым местоположениями 27, 36 крепления, под рычагом 26 и, по меньшей мере, параллельно основной части участка нагрузочного рычага 26. Первое звено 28 повернуто назад от положения, показанного на фиг.1.
Эффект описанной геометрии заключается в том, что, при подъеме и опускании нагрузочного рычага 26, второй конец 26b, рабочее средство 35, переносимое на втором конце 26b, будет двигаться вверх и вниз, в общем, вертикально (при условии, что машина 10 выверена по уровню), минимизируя, в соответствии с этим, смещение центра тяжести вперед и назад машины 10. Хотя фактически рабочее средство 35 и груз будут двигаться немного по направлению к кузову 11 и по направлению от кузова 11 во время поднимания и опускания, это движение будет вдоль плоской дуги и, таким образом, будет иметь место небольшое и мягкое смещение центра тяжести, которое не должно оказывать значительного физического воздействия на продольную устойчивость машины 10.
Более важным является то, что, в общем, вертикальная геометрия подъема обеспечивает возможность большей достигаемой высоты, чем в машине с так называемым, радиальным рычагом, в которой груз движется вверх и вниз по кривой.
Единый рычаг 26 также обеспечивает более хорошую видимость, особенно в задней части машины 10.
В этом примере нагрузочный рычаг 26 включает в себя поперечную балку 42 на втором конце 26b рычага 26, причем поперечная балка 42 обеспечивает опору для рабочего средства 35. Между его первым и вторым концами 26а, 26b нагрузочный рычаг 26 является существенно жестким.
Рабочее средство шарнирно закреплено на внешнем втором конце 26b нагрузочного рычага 26 для движения вокруг оси поворота, указанной символом А на фиг.4. Поворотное движение между рабочим средством 35 и загрузочным рычагом 26 достигается посредством второго, линейно выдвигающегося, исполнительного механизма 30, который шарнирно закреплен на нагрузочном рычаге 26 и рабочем средстве 35.
Желательно, чтобы во время подъема и опускания нагрузочного рычага, второй исполнительный механизм 30 работал для поддерживания уровня рабочего средства 35, либо под управлением оператора, или предпочтительно автоматически посредством контроллера, который является чувствительным к движению нагрузочного рычага 26 и в ответ на него регулирует пространственное положение рабочего средства 35 относительно нагрузочного рычага.
Фактически, как очевидно из приведенных сопроводительных чертежей, единый рычаг 26 предусмотрен в этом примере посредством пары близко отстоящих друг от друга (разнесенных) параллельных пластин 44, 45, а первое звено 28 включает в себя пару пластин звена, соединенных вместе как унитарный компонент, по одной на каждой стороне от пластин 44, 45, но второе звено 32 является унитарным компонентом. В другом примере нагрузочный рычаг 26 может быть унитарном, например, литой конструкцией, или иначе полученной конструкцией, то есть конструкцией с коробчатым сечением и/или, или конструкцией, полученной из сборных элементов в заводских условиях в продольных секциях. В каждом случае обеспечивается только единый нагрузочный рычаг только на одной стороне машины 10, и когда рычаг 26 полностью опущен, где рычаг 26 включает, например, пару пластин 44, 45, нет какой-либо части кузова 11, которой необходимо входить между пластинами или другими частями рычага для достижения полного опускания рычага 26 так, чтобы опустить рабочее средство 35 до грунта.
Кузов 11 крепит кабину 50 оператора, которая смещена от середины (центра) машины 10 ко второй стороне кузова, противоположной первой стороне, где предусмотрен узел 25 нагрузочного рычага. Кабина 50 предусмотрена справа на переднем конце 12 кузова 11 и предпочтительно нет какой-либо части кузова 11, которая проходила бы значительно вперед от кабины 50, то есть, не более 60 мм, а предпочтительно менее 50 мм.
Кабина 50 имеет переднюю часть 52, которая в этом примере представляет собой по существу переднее стекло 52а, но может быть частично застеклена и/или открыта, как требуется, первую, по меньшей мере, частично застекленную сторону 53 вдоль узла 25 нагрузочного рычага, но посредством проволочной сетки может быть предусмотрен барьер, и полностью открытую вторую противоположную сторону 54, которая ограничена рамой 55 кабины и обеспечивает по существу незаслоняемый проем для входа оператора в кабину 50 и выхода оператора из кабины 50. Рама 55 кабины крепит дверцу 56 доступа оператора, которая, когда закрыта, закрывает открытую сторону 54 кабины. Как следует из фиг.3, дверца 56 доступа проходит по существу по всей длине кабины между передней частью 52 и задней частью 49 во второй стороне 54 кабины, и по существу по всей высоте кабины от крыши 58 кабины до пола 60 кабины во второй стороне 54 кабины 50. Дверца 56 доступа альтернативно может проходить при необходимости только в части высоты кабины. Пол 60 кабины находится на уровне ниже верхнего уровня гусеницы 17 в варианте осуществления, как показано на фиг.1-4, и ниже высоты колеса 17а, 17b в варианте осуществления, как показано на фиг.5. В этом примере дверца 56 доступа не проходит до пола 60, так что дверца 56 доступа для открывания может поворачиваться поверх гусеницы 17 колес для обеспечения возможности оператору машины войти в кабину 50 или покинуть кабину 50 с минимальным ограничением.
В примере, где дверца доступа по существу проходит по всей высоте, дверца 56, по меньшей мере, частично застеклена, но стеклянная панель может полностью покрывать дверь, причем дверца 56 доступа в каждом случае поворачивается на шарнирах 56а задней стойки 55а рамы 55 кабины, но в другом примере дверца доступа 56 может иначе поворачиваться на шарнирах.
Рама 55 кабины предпочтительно предусмотрена посредством пары несущих конструкций 57а, 57b, имеющих форму, в общем, перевернутой буквы U, по меньшей мере, на открытой стороне 54 кабины, без промежуточной рамной части. Несущие конструкции 57а, 57b, имеющие U-образную форму, могут иметь панели, прикрепленные к ним, для обеспечения крыши 58, стороны 53 кабины и задней части 59 кабины, и рама 55 включает в себя поперечные балки рамы, которые соединяют несущие конструкции 57а, 57b для обеспечения опоры для пола 60, который может быть конструкцией, полученной литьевым формованием или стальной конструкцией заводского изготовления.
Как очевидно из фиг.4, кабина 50 является подвижной относительно кузова 11 из положения «в использовании», показанным на предшествующих сопроводительных чертежах, в положение для обеспечения возможности доступа под кабину 50 с целями технического обслуживания и ремонта.
Например, под кабиной 50 может быть размещен приводной гидромотор или моторы 21, 22 и/или компоненты трансмиссии. Гидравлический насос может, по меньшей мере, частично быть размещен под кабиной 50, а также элементы системы управления, например, как показано в позиции 62 на фиг.5.
В этом примере кабина 50 является подвижной, будучи закрепленной на переднем конце 12 кузова 11 посредством шарнирных устройств 12а, 12b, причем кабина 50, таким образом, является поворотной в направлении вперед. Таким образом, перед поворотом кабины 50 необходимо поднять нагрузочный рычаг 26, как показано на фиг.4, освободить место для кабины 50 так, чтобы рабочее средство 35 и так далее и/или поперечная балка 42 не находились там, куда должна быть повернута кабина 50. При необходимости, блокировочный механизм машины 10, который удерживает кабину 50, обычно, в положении ее использования, может включать в себя один или более фиксаторов, так что кабина 50 не может освобождаться для поворота вперед до тех пор, пока нагрузочный рычаг 26 не поднят адекватно, то есть, до поднятого порогового положения.
При необходимости, упругое устройство, например, одна или более пружин (не показаны), может быть предусмотрено для содействия подъему кабины 50 вперед. Когда кабина 50 находится в положении, показанном на фиг.4, может быть получен адекватный доступ к элементам под кабиной 50, например, для технического обслуживания и ремонта.
В примере, иллюстрируемом на сопроводительных чертежах, пол 60 кабины является интегральным с остальной кабиной 50. Это означает, что вся кабина 50 может быть заранее изготовлена заводским способом как модуль и смонтирована на остальной части машины 10. Это облегчает производство усовершенствованной кабины 50, в которой может быть получено более хорошее уплотнение против проникания пыли и шумов.
Кузов 11 дополнительно крепит двигатель 65 в кожухе 66 двигателя в местоположении на заднем конце 13 кузова, в общем, центрально кузову 11, за кабиной 50 и рядом с опорной частью 70 кузова 11, которая обеспечивает шарнирное крепление первого звена 28 в первом местоположении 27 крепления к кузову 11. В этом примере, верхняя часть 66а кожуха 66 двигателя находится на низком уровне, и в таком случае конструктивная задняя часть 59 кабины 50 включает в себя застекленную часть для обеспечения возможности оператору видеть из кабины кожух 66 двигателя.
В другом примере, где двигатель 65 предусмотрен где-либо на кузове 11, кабина 50 может поворачиваться назад, а не вперед, как предложено на фиг.4, или даже вбок. В каждом случае, вследствие одного нагрузочного рычага 26 только на одной стороне кузова 11, когда рычаг 26 поднят, рычаг 26 не создает препятствия для доступа под кабину 50.
Из фиг.3А очевидно, что в кожухе 66 двигателя предусмотрена дверца 75 смотрового люка двигателя. В этом примере она проходит по существу по всей ширине кожуха 66 двигателя на заднем конце 13 машины 10. Дверца 75 смотрового люка двигателя шарнирно соединена с остальной частью кожуха 66 для открывания сбоку. Желательно, чтобы дверца 75 смотрового люка двигателя открывала приблизительно 75% ширины кузова 11 машины.
Как будет очевидно квалифицированным специалистам в этой области техники, без отклонения от объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные другие модификации описанных вариантов осуществления настоящего изобретения.
В одной модификации вместо узла 25 нагрузочного рычага, имеющего единый нагрузочный рычаг 26, узел 25 может иметь множество рычагов, например, по рычагу на каждой стороне кабины, с кабиной, позиционируемой, в общем, центрально кузову 11. Рычаги могут нуждаться в соединении посредством поперечных рычажных балок.
Элементы, описанные в вышеприведенном описании или в следующей формуле изобретения или в сопроводительных чертежах, выраженные в их характерных формах или в терминах значений для выполнения описанной функции, или способе или процессе для достижения описанного результата, как требуется, могут отдельно или в любой комбинации таких элементов быть использованы для реализации настоящего изобретения в его разнообразных конфигурациях.