AT398067B - Teleskoparm - Google Patents

Description

AT 398 067 B

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teieskoparm, insbesondere für Kräne od. dgl., mit mindestens zwei relativ zueinander teleskopartig verschiebbaren Abschnitten, von denen einer mindestens zwei an seinem Umfang verteilt angeordnete Nuten aufweist und ein anderer mit Vertikal-Führungselementenfür den Eingriff in die Nuten versehen ist, wobei mindestens einer der verschiebbaren Abschnitte in Längsrichtung 5 in zwei oder mehrere Teilstücke unterteilt ist, die über zwischen ihnen angeordnete, die Vertikal-Führungs-elemente aufnehmende Schienen miteinander verbunden sind, und die Nuten in den Schienen vorgesehen sind, deren Flansche die Seitenflächen für die Vertikal-Führungselemente und deren Steg die Grundfläche der Nuten bilden.

Kräne mit großem Aktionsradius werden oft für Lade- und Entladetätigkeiten benötigt. Heute werden für io gewöhnlich Kranausleger der Kniegelenktype verwendet, die sowohl für Hübe im Nahbereich als auch für Hübe in größerer Entfernung geeignet sind. Wenn große Auslegerlängen erforderlich sind, muß nach oben hin freier Raum vorhanden sein, um für das Gelenk Platz 2U bieten, wenn der Ausleger für Arbeiten in der Nähe eingezogen wird. Freier Raum nach oben ist aber nicht immer verfügbar, u.a. wegen vorhandener Hindernisse oder wegen der Gefahr einer Beschädigung höhergelegener Gegenstände. Ein Kniegelenks-75 kran mit hochgelegenem Kniegelenk kann beispielsweise nicht für Waldrodungen verwendet werden, da eine derartige Auslegerkonstruktion unannehmbare Schäden an den Stämmen der verbleibenden Bäume anrichten würde. Es ist dann die Verwendung eines Auslegers der erwähnten Teleskoptype mit mehreren Teleskopstufen vorzuziehen. Zur Ermöglichung von Arbeiten im Nahbereich dürfen die Teile der einzelnen Stufen nicht zu lang sein, besonders bei Forstmaschinen, deren Teile hinten nicht herausragen dürfen, da 20 sie die benachbarten Bäume beschädigen könnten. Für eine große Reichweite müssen dann viele Teleskopstufen verwendet werden.

In der Praxis kommt es jedoch in Verbindung mit der letzterwähnten Type von Kranauslegern zu Problemen insbesondere hinsichtlich der erforderlichen Verdrehsteifigkeit, wofür das Spiel zwischen verschiedenen Stufen sowohl radial als auch axial begrenzt bleiben muß. Weiters werden bei voller Ausladung 25 die sich überlappenden Einbaulängen der einzelnen Stufen zu kurz, was bei der Überwindung der vorhandenen Gleitreibung oft zu großen Schwierigkeiten führt. Dies zeigt sich vor allem bei Arbeiten, die genau und ohne ruckartige Bewegungen ausgeführt werden müssen. Wegen der Schwierigkeit, für Befestigungsteile, welche bei teleskopischen Teilen mit Kreisquerschnitt Torsionskräfte aufnehmen müssen, Lösungen zu finden, wobei ein kreisrunder Querschnitt dieser Teile im Verhältnis zu deren Gewicht den so günstigsten Torsionswiderstand liefert, wurden bisher teleskopische Teile mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt in Verbindung mit Gleitlagerungen verwendet. Solche Konstruktionen sind beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 509 215 zu finden.

Weiters ist beispielsweise aus der DE-OS 20 02 090 ein Teleskoparm der eingangs genannten Art bekannt, bei dem über Vertikal-Führungselemente erreicht wird, daß Torsionskräfte günstig aufgenommen 35 und trotzdem die erwähnten Befestigungs-, Spiel- und Reibungsprobleme weitgehend vermieden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art im angesprochenen Sinne weiter zu verbessern, wobei insbesondere Spiel und Reibung weiter vermindert werden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vertikal-Führungselemente in an sich bekannter Weise frei drehbare Rollen 4o aufweisen, die jeweils an einer der beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Nuten anliegen, und daß am Ende von die Rollen tragenden Zapfen als Horizontal-Führungselemente separate Gleitkörper angeordnet sind, die im wesentlichen im rechten Winkel zu den Seitenflächen der Nuten, mit denen die Vertikal-Führungselemente Zusammenwirken, an den Grundflächen der Nuten anliegen. Durch Anwendung einer besonderen Kombination von Führungselementen löst die vorliegende Erfindung also die früher .45 insbesondere in Verbindung mit Teleskopteilen mit kreisrundem Querschnitt aufgetretenen Befestigungs-, Spiel- und Reibungsprobleme. Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gleitkörper jeweils auf einer Seite einen Anschlag für das Vertikal-Führungselement bilden und auf der anderen Seite eine zur Grundfläche der Nut passende Form haben.

Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gehen aus den nachfolgenden Ansprüchen hervor, so Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Teleskoparm teilweise im Schnitt und von zwei Seiten gesehen jeweils um 90“ gedreht. Figur 2 zeigt, ähnlich zu Figur 1, die in Figur 1 gezeigten Einbauten in vergrößertem Maßstab. Figur 3 ist ein Querschnitt durch den Teleskoparm in eingezogener Stellung. Figur 4 ist, wie Figur 3, ein Querschnitt durch einen Teleskoparm in eingezogener Stellung mit drei um 120“ 55 versetzten Einbauschienen. Figur 5 zeigt teilweise im Schnitt zwei verschiedene Arbeitsstellungen des Telskoparmes, der mit einer Aufteilungseinrichtung für gleiche individuelle Bewegung der Teleskopteile versehen ist. Figur 6 zeigt die Anordnung für die Kraftversorgungsleitungen im teleskopischen System für zwei verschiedene Arbeitssteliungen des Armes. 2

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Der gezeigte Teleskoparm 1 besteht aus drei gegenseitig verschieblichen Rohren 2,3 und 4 mit kreisrundem Querschnitt. Das äußere Rohr 2 umgibt das mittlere Rohr 3, das seinerseits das innere Rohr 4 umgibt. Das Zwischenrohr 3 besteht aus zwei Rohrhälften 3a, 3b, deren Kanten 3c mit den Schienen 5 mit H-Querschnitt verschweißt sind, die jeweils eine nach innen weisende Nut 5a und eine nach außen weisende Nut 5b an dem so ausgebildeten Zwischenrohr 3 aufweisen (s. Figur 3). Bei einer Ausführung werden die Schienen 6 und 7 auf ähnliche Weise wie die Schienen 5 in Schlitze 2a, 4a der Endstücke der äußeren und inneren Rohre eingesetzt. Die Schienen 6 und 7 erstrecken sich axial von den gegenüberliegenden Enden des äußeren Rohres 2 und des inneren Rohres 4 bis zu einem Ausmaß, das durch die erforderliche Einbaulänge bestimmt wird.

Die Bohrungen 6a in den Schienen 6 dienen zur Aufnahme der Zapfen 8, die in den Bohrungen festsitzen. Die Rollen 10 sitzen als Vertikal-Führungselemente drehbar auf den freien Enden 9 der Zapfen 8, derart, daß der Umfang 10a der Rollen 10 auf den Innenflächen 5c der Nutflanschen der Schienen 5 mit H-Querschnitt abrollt (s. vor allem Figur 3). Die Rollen 10 sind axial über die als Horizontal-Führungselemente dienenden Gleitkörper 12 durch Schrauben 11 abgesichert. Die Gleitkörper 12 bilden auch ein Lager, das auf den Stegflächen der Schienen 5 gleitet, derart, daß die mit dem äußeren Rohr 2 verbundenen Gleitkörper 12 an den nach außen gerichteten Stegflächen 5d und die mit dem inneren Rohr 4 verbundenen Gleitkörper 12 an den nach innen gerichteten Stegfiächen 5d der betreffenden Nuten 5b und 5a gleiten, wobei die Flächen 5d im wesentlichen mit den Flächen 5c, die mit den Rollen 10 zu-sammenwirken, einen rechten Winkel einschiießen.

Bei einer alternativen Ausführung des in Figur 3 gezeigten Teleskoparmes sind das Außenrohr und/oder das Innenrohr ebenfalls aus zwei Hälften hergestellt, ebenso das mittlere Rohr 3. In diesem Fall sind die beiden Hälften beispielsweise über längsgerichtete Schienen mit H-Querschnitt, ähnlich den oben beschriebenen Schienen 6 und 7, miteinander verschweißt. Es können also weitere Rollen 10 in den Nuten der H-Querschnitte zur Führung des mittleren Rohres 3 angeordnet werden, ln vielen Fällen ist diese Ausführung zu bevorzugen, da Rohre für hochbeanspruchte Teleskoparme so groß werden, daß sie schwer aus einem Stück herzustellen und schwierig zu manipulieren sind. Die Durchmesser der einzelnen Rohre, beginnend mit dem äußeren Rohr, betragen beispielsweise 450, 370 und 300 mm, während die Wandstärke etwa 8 mm beträgt. Es ist besser, von gerollten Blechen auszugehen, denen die gewünschte Form in mehreren Stufen gegeben werden kann. Diese Form muß nicht unbedingt rund sein, und jede Rohrhälfte kann mehrere, durch Faltung getrennte, ebene Bereiche haben.

Die beschriebenen Ausführungen können vorzugsweise für Kranausleger verwendet werden. Ein derartiger Ausleger wird dann nach den Hubkräften ausgerichtet, sodaß senkrecht auf den Ausleger wirkende Kräfte von den Rollen 10 aufgenommen werden, während Querkräfte, d.h. solche, die im wesentlichen senkrecht zu den Vertikalkräften wirken, durch die Gleitkörper 12 aufgenommen werden. Die Anwendung dieser getrennten Lagerungssysteme für vertikale und querliegende Lasten ergibt einen geringeren Widerstand und eine weichere Bewegung, wenn sich die Teleskopteile 2,3 und 4 zueinander verschieben. Es darf in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß die quer wirkenden Kräfte im Vergleich zu den Vertikalkräften verhältnismäßig klein sind, es ist aber wichtig, daß diese so aufgenommen werden, daß sich die teleskopischen Teile nicht miteinander verreiben. Die Gleitkörper 12 sollen also so befestigt werden, daß sie ein gewisses Ausmaß an universeller Bewegung ergeben und so ein besseres Zusammenwirken mit den Stegflächen 5d erlauben. Ein geeignetes Material für die Gleitkörper ist beispielsweise ein Material wie Robalon R.

Wie in Figur 4 gezeigt, können statt der in Figur 3 gezeigten zwei, um 180* versetzten Zusammenbausysteme drei um 120° versetzte verwendet werden. Bei der früheren Anordnung nehmen die Rollen und Gleitflächen alle Biegelasten wirksam auf, unabhängig von der Richtung ihres Einwirkens auf den Teleskoparm 1. Die Gleitlagerfunktion der Gleitkörper 12 wird in diesem Falle von untergeordneter Bedeutung sein, ihre Hauptaufgabe wird in der Folge im axialen Festhalten der Rollen 10 auf den freien Enden 9 der Zapfen 8 bestehen. Die Teile sind jedoch miteinander nicht-drehbar verbunden und die Konstruktion wird ihre Form beibehalten. Hier können auch eines oder mehrere der Rohre 2, 3 und 4 aus mehreren Unterteilen bestehen, ähnlich jenen Unterteilen 3a und 3b, die bereits in Verbindung mit Figur 3 beschrieben wurden.

In Figur 5 wird eine Anordnung zur Aufteilung der Bewegungen unter Verwendung einer Rollenkette 13 gezeigt, wodurch die gegenseitige teleskopische Bewegung der Teile 2,3 und 4 in gleicher Größe erfolgt, wobei im allgemeinen diese Teile als Rohre dargestellt sind. Wie aus der Figur zu ersehen, wird bei der maximalen Ausladung ein Ende 13a der Kette 13 an einem Auge 14 befestigt, das sich am Innenrohr 4 unmittelbar außerhalb des äußeren Endes des mittleren Rohres 3 befindet. Die Kette 13 läuft dann im freien Raum 25 zwischen innenrohr 4 und mittlerem Rohr 3. Am anderen Ende des mittleren Rohres 3 befindet sich ein Umlenkrad 15, das auf einer am Ende des mittleren Rohres 3 sitzenden Konsole 16 drehbar gelagert ist. Die Kette 13 läuft über das Umlenkrad 15 weiter in den freien Raum 26 zwischen Außenrohr 2 3

Claims (4)

1. AT 398 067 B und mittlerem Rohr 3. Die Kette ist am Auge 17 am Ende des Außenrohres 2 fest angebracht. Von diesem Auge 17 läuft die Kette 13 frei weiter über ein Umlenkrad 18, das frei drehbar auf dem freien Ende des mittleren Rohres 3 sitzt, und endet mit ihrem anderen Ende 13b, das an einem Auge 19 auf dem Innenrohr 4 diametral zum Auge 14 angebracht ist. 5 Unter Bedachtnahme auf die gegenseitigen Relativbewegungen der einzelnen Teile ist festzuhalten, daß bei einer Verschiebung des Innenrohres 4 nach innen, d.h. nach Punkt A in Figur 6, das Auge 19 das Kettenende 13b mitnimmt und die Kette 13 über das Umlenkrad 18 zieht. Da sie am Auge 17 des Außenrohres 2 befestigt ist, zieht die Kette 13 das Rohr 2 nach innen, sodaß dieses und das Innenrohr 4 sich gezwungenermaßen gegenseitig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Andererseits zieht das io Auge 14 bei ausgefahrenem Arm die Kette 13 mit sich, die dadurch über das Umlenkrad 16 das Außenrohr 2 mittels des Auges 17 vom mittleren Rohr 3 im gleichen Ausmaß wegzieht, mit dem sich das Innenrohr 4 in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Ein (nicht gezeigter) Hydraulikzylinder zwischen zweien der Teleskopteile liefert die Kraft für die Bewegung der Teile 2, 3 und 4, wobei der dritte Teil durch die Rolienketteanordnung gezwungen wird, an der Bewegung teilzunehmen. Statt der Rollenkette kann ein 15 Stahlseil oder dgl. verwendet werden. Ein System gemäß Figur 6 wird verwendet, um etwa Drucköl über Leitungen von einem Ende des Teleskoparmes zum anderen zu übertragen. Ein oder mehrere Hydraulikschläuche 20 laufen von einer Druckquelle "A" zu einem Anschlußstück 21, das am Ende des Außenrohres 2 nahe Punkt 17 der Figur 5 angebracht ist. Hydraulikschläuche 22 laufen dann vom Anschlußstück 21 durch den freien Raum zwischen 20 Außenrohr 2 und mittlerem Rohr 3, in Nähe der Kette 13, über das Umlenkrad 15 und weiter zu einer Kupplung 23 an der Unterseite des Innenrohres 4. Von hier setzt sich eine Leitung 24 etwa zu einem Hydraulikgerät bei "B" fort. Die Teleskopteile 2,3 und 4 werden gemäß der vorangegangenen Beschreibung in ihrer gegenseitigen Lage zwangsweise gesteuert. Daraus ergibt sich bei einer Bewegung des mittleren Rohres 3 in das bzw. 25 aus dem Außenrohr 2, daß sich das Umlenkrad 15 axial bewegt und die Hydraulikschläuche 22 korrekt gespannt hält, da sich die Kupplung 23 mit der doppelten Geschwindigkeit der axialen Bewegung des Umlenkrades 15 nach innen bzw. nach außen bewegt. In ähnlicher Weise können auch pneumatische oder elektrische Kabel vorgesehen werden. Elektrische Kabel können parallel zu den Hydraulikleitungen angeordnet werden, z.B. um als Zuleitung zu elektrisch gesteuerten Hydraulikventilen zu dienen. 30 Um genügend Platz für hydraulische oder pneumatische Leitungen, elektrische Kabel usw. zu schaffen, kann der mittlere Teil gegenüber den äußeren oder inneren Teilen etwas exzentrisch angeordnet werden. Durch Änderung der Biegeradien der Teile 3a und 3b kann der Raum 25 zwischen dem Glied 3b und dem Unteren Teil des Innenteiles 4 sowie der Raum 26 zwischen dem Glied 3a und dem oberen Teil des Außenteiles 2 vergrößert werden. Dies kann durch Änderung der Biegeradien der Glieder 3a und 3b 35 erfolgen, wenn die Teile aus Untergliedern bestehen, die durch das Biegen von gerollten Stahlplatten hergestellt wurden, wie oben beschrieben. Neben den beispielsweise gezeigten drei Teleskopteilen kann bei Bedarf eine größere Anzahl davon verwendet werden, da bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Zusammenbaus keine Gefahr von störungsbehaftetem Spiel oder Reibungswiderstand besteht. 40 Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen oder Rollen und Führungen beschränkt. Daher können hier auch verschiedene Systeme von schon bekannten Ausführungen, u.a. solche mit Rollen und Wälzlagern, Anwendung finden, obschon in genauer Durchführung des Erfindungskonzeptes. Der Armquerschnitt kann bei verschiedenen Ausführungen statt wie gezeigt kreisförmig auch oval, dreieckig, quadratisch oder polygonal sein. 45 Patentansprüche 1. Teleskoparm, insbesondere für Kräne od. dgl., mit mindestens zwei relativ zueinander teleskopartig verschiebbaren Abschnitten, von denen einer mindestens zwei an seinem Umfang verteilt angeordnete 50 Nuten aufweist und ein anderer mit Vertikal-Führungselementen für den Eingriff in die Nuten versehen ist, wobei mindestens einer der verschiebbaren Abschnitte in Längsrichtung in zwei oder mehrere Teilstücke unterteilt ist, die über zwischen ihnen angeordnete, die Vertikal-Führungselemente aufnehmende Schienen miteinander verbunden sind, und die Nuten in den Schienen vorgesehen sind, deren Flansche die Seitenflächen für die Vertikal-Führungselemente und deren Steg die Grundfläche der 55 Nuten bilden, dadurch gekennzeichet, daß die Vertikal-Führungselemente (10) in an sich bekannter Weise frei drehbare Rollen aufweisen, die jeweils an einer der beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen (5c) der Nuten (5a) anliegen, und daß am Ende von die Rollen tragenden Zapfen (8) als Horizontal-Führungselemente separate Gleitkörper (12) angeordnet sind, die im wesentlichen im rech- 4 AT 398 067 B ten Winkel zu den Seitenfläche (5c) der Nuten (5a), mit denen die Vertikal-Führungselemente (10) Zusammenwirken, an den Grundflächen (5d) der Nuten (5a) anliegen.
2. 2. Teleskoparm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkörper (12) jeweils auf einer Seite einen Anschlag für das Vertikal-Führungselement (10) bilden und auf der anderen Seite eine zur Grundfläche (5d) der Nut (5a) passende Form haben.
3. 3. Teleskoparm nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Gleitkörper (12) zur Anpassung an die Gleitfläche der zugehörigen Nut (5a) mit Spiel beweglich befestigt sind.
4. 4. Teieskoparm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher drei gegeneinander verschiebbare Abschnitte, einen äußeren, einen mittleren und einen inneren Abschnitt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (3) an seiner Außenseite und an seiner Innenseite mit Nuten (5a, 5b) versehen ist, wobei der äußere Abschnitt (2) an seiner Innenseite Vertikal-Führungselemente (10) und Gleitkörper (12), die in die Nuten (5b) an der Außenseite des mittleren Abschnittes (3) eingreifen und der innere Abschnitt (4) an seiner Außenseite Vertikal-Führungselemente (10) und Gleitkörper (12) aufweist, die in die zugehörigen Nuten (5a) an der Innenseite des mittleren Abschnittes (3) eingreifen. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 5