CN103420285A - 减小横向力的支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于移动式升降机械尤其是用于汽车起重机的支撑装置，该支撑装置包括：承载支架（2），该承载支架（2）连接于汽车底盘（1）；活塞杆（3），该活塞杆（3）连接于所述承载支架（2）并且能够相对于所述承载支架（2）运动；支撑盘（4），该支撑盘（4）连接于所述活塞杆（3）；其中所述支撑装置设置成使得所述支撑装置允许所述支撑盘（4）相对于所述承载支架（2）沿垂直于所述活塞杆（3）的纵向轴线（L）的方向运动。

Description

减小横向力的支撑装置

技术领域

本发明涉及一种支撑装置，该支撑装置例如用于移动式升降机械，尤其是用于汽车起重机，以在工作过程中支撑它们。本发明还涉及一种包括至少一个该支撑装置的移动式升降机械（mobile lifting machine），尤其是汽车起重机。

背景技术

现代化的移动式起重机用来将越来越重的负载提升至越来越高的高度。为了降低物流成本，同样急需使用自身重量尽可能小的高效的移动式起重机。一个特别的目的是提供一种在不超过允许的轴向负载的情况下以尽可能少的轴实现尽可能高的承受负载的移动式起重机。这一方面对移动式起重机在运输过程中的灵活性具有有利效果，另一方面具有降低起重机的总成本的效果。上述目的同样可以不变地适于其他在工作过程中通过支撑装置支撑的移动式升降机械（例如可移动工作平台或液压救援车）。

该支撑装置主要包括能够伸出或枢转出汽车底盘的承载支架以及设置在承载支架的远离汽车底盘的端部的区域的支撑缸，且所述支撑缸包括液压缸和能够伸出所述液压缸的活塞杆。为了支撑升降机械，活塞杆伸出承载支架，使得包括多个支撑装置的升降机械最终与承载支架一起被提升。由于这样的设计，通过支撑缸的力的作用，承载支架在支撑过程中发生变形。导致的承载支架的外端的下垂产生了导致活塞杆变形的横向力。所述横向力不得不作为额外的负载被活塞杆承受，所述额外的负载增加了不得不被活塞杆吸收以及在设计活塞杆时需要考虑的计算的总力。

发明内容

本发明基于克服现有技术中所述的缺陷的目的。特别地，本发明的目的是为了减小支撑装置的自重并因此减小整个升降机械和/或汽车起重机的自重。

该目的通过并列的专利权利要求1和10的主题来实现，其中从属权利要求限定了本发明的优选实施方式。

根据本发明的支撑装置包括：

承载支架，该承载支架连接于汽车底盘；

活塞杆，该活塞杆连接于所述承载支架并且能够相对于所述承载支架运动；

支撑盘，该支撑盘连接于所述活塞杆，

其中所述支撑装置设置成使得所述支撑装置允许所述支撑盘相对于所述承载支架沿垂直于所述活塞杆的纵向轴线的方向运动。

换言之，在支撑过程中，支撑盘可选择地相对于承载支架以及垂直于活塞杆的纵向轴线运动和/或对准。如果起重机被支撑在地面上，因为在这种情况下活塞杆的纵向轴线大致竖直地延伸，所以该运动分别在大致水平的平面内进行或沿大致水平的方向进行。

这样，根据本发明的支撑装置形成了一种补偿承载支架的形变的自由支承（loose bearing），所述形变由通过支撑缸在承载支架上的力的作用引起，并且所述形变最终导致了作用在活塞杆上的横向力。消除作用在活塞杆上的横向力使得活塞杆可能具有更小尺寸，使得活塞杆更轻，这对支撑装置的总重量具有积极效果，且因此对升降机械的总重量具有积极效果。这同样防止了产生的横向力对任何支撑压力指示器（support pressure indicator）的失真效果（distorting effect），使得实际产生效果的支撑力表示精度得到提高。借助支撑压力指示器，能够确定起重机是否被适当地支撑，其中，所述支撑力来自于用于液压驱动的支撑缸的液压油的压力，其中同样必须考虑所述横向力，因为横向力能够使表示的实际的支撑力失真，这是由于支撑力的一部分通过支撑缸的引导分解成摩擦力。

支撑盘的沿垂直于支撑缸的纵向轴线的方向的运动可以包括旋转分量和/或平移分量。重要的是，为了防止或至少减小作用在支撑缸上的横向力，支撑盘相对于承载支架具有一定的自由度。

根据本发明的优选实施方式，当不使用支撑装置时，支撑盘自动地运动至基本位置（base position）。换言之，在支撑过程以前，支撑盘总是位于同一基本位置，以在支撑过程中（即承载支架的弹性变形一开始就）从它的基本位置移出。

根据本发明的另一个优选实施方式，要么通过活塞杆分别与液压缸或承载支架之间的连接部（coupling）要么通过支撑盘与活塞杆之间的连接部，或者是通过这两个连接部的结合来允许支撑盘相对于承载支架的运动。因此正是支撑装置的独立部件之间的连接部和/或接口（interfaces）使得支撑盘可以相对于支撑缸运动。然而，原则上同样可以想到的是，除了上述部件自身（例如支撑盘或支撑缸）的连接部和/或接口之外，设置独立使得或一起使得支撑盘能够以上述方式相对于承载支架运动的装置。

根据一个优选实施方式，支撑盘与支撑缸之间的连接部允许支撑盘相对于支撑缸旋转运动，其中根据另一个优选实施方式，仅允许该旋转运动。这样，支撑盘可以适应不平坦的地面，不会导致作用在活塞杆上的横向力。特别地，支撑盘与活塞杆之间的连接部优选为球面支承（spherical bearing）。

根据另一个优选实施方式，活塞杆通过液压运动或驱动。为此，液压缸可以设置在承载支架内，在液压缸内，活塞杆由活塞引导并且分别通过进入缸体空间的液压流体而伸出或者通过流出缸体空间的液压流体而缩回。然而，活塞杆还可以包括分隔活塞（separate piston），该分隔活塞在缸体内起引导和密封作用并且该分隔活塞连接于活塞杆。

根据另一个优选实施方式，活塞杆分别与液压缸或承载支架之间的连接部允许活塞杆在液压缸内围绕活塞杆的中心纵向轴线旋转。通过具有圆形截面的液压缸活塞杆对可以很好地实现该功能。活塞杆和/或其活塞随后可以在承载支架的液压缸内旋转，这使得具有下面进一步描述的决定性的优点。

根据另一个优选实施方式，球面支承与活塞杆的纵向轴线沿所述活塞杆的纵向轴线的投影方向隔开。换言之，球面支承相对于活塞杆的中心纵向轴线偏心设置。

球面支承的偏心设置与活塞杆围绕它的中心纵向轴线的旋转自由度一起使球面支承可以垂直于活塞杆的纵向轴线运动。因此，通过球面支承连接于活塞杆的支撑盘还可以遵循这一运动并以此获得垂直于活塞杆的纵向轴线的自由度。因此，以这种方式构造的支撑装置可以起到补偿承载支架的载荷诱导形变（load-induced deformation）的自由支承的作用并且防止作用在活塞杆上的结合的横向力。

根据另一个优选实施方式，活塞杆连接于活塞，所述活塞围绕它的纵向轴线可旋转地固定，其中活塞的基体特别地包括凹处（cavity），在围绕所述活塞的液压缸的基体的区域内的相应的凸起可以运动进入所述凹处，其中所述凹处和凸起设置成使得当凸起运动进入凹处时，这导致活塞杆围绕它的纵向轴线旋转至基本位置。如果活塞杆不包括活塞和/或活塞杆本身在承载支架的液压缸内起到密封和引导的作用，则活塞杆本身可以代替活塞而包括该凹处。这样的设置提供了自动地使支撑盘复位至基本位置的功能。然而，同样可以想到的是设置起到复位作用的其他元件，例如一个或多个弹性元件，当支撑盘从它的基本位置移出时，所述弹性元件张紧，而当所述弹簧释放时，使得支撑盘再次回到它的基本位置。

本发明的另一个方面涉及一种移动式升降机械，尤其是汽车起重机，对于每一对支撑装置，包括至少一个且优选地精确为一个例如上述的支撑装置，支撑装置成对地设置在所述移动式升降机械的两侧并且彼此相对。在包括成对地设置在汽车起重机的两侧的前部区域和后部区域的四个支撑装置的汽车起重机中，优选地，可以将每一对支撑装置中的一者设置为根据本发明的“自由支承”支撑装置，而两对支撑装置中的每一对中的另一者为支撑装置为具有固定支承的作用的传统的支撑装置。

附图说明

本发明的特别优选的实施方式将根据附图得到更加详细的解释。本发明可以包括这里描述的独立的以及有利地结合的任何特征。这里显示：

图1a至图1c  处于卸载和负载状态下的传统的支撑装置，以及传统的球面支承；

图2a         处于负载状态下的根据本发明的支撑装置；

图2b        根据本发明的活塞杆分别与液压缸或承载支架之间的连接部；

图2c        根据本发明的支撑盘和活塞杆之间的连接部。

具体实施方式

图1a显示了汽车起重机的汽车底盘1，支撑装置的承载支架2从汽车底盘1延伸出来。图1a中还显示了活塞杆3，活塞杆3可以从承载支架2的液压缸5竖直向下延伸出来并且位于承载支架2的远离汽车底盘1的端部。活塞杆3的下端通过球面支承6连接于支撑盘4，其中球面支承6允许支撑盘4相对于活塞杆3的旋转自由度。活塞杆3安装在承载支架2的液压缸5内。

如图1b所示，承载支架2通过伸出活塞杆3而被提升，最终汽车底盘1同样被提升，其中发生重力使承载支架2变形。因为支撑盘4保持在其在地面上的位置，所以活塞杆3由于产生的横向力而变形。进而，其结果是活塞杆3必须具有能够承受产生的横向力的尺寸，其中不能防止横向力对实际的支撑力的表示精度的特定效果。

图1c显示了设置在活塞杆3的下部区域的传统的球面支承的球冠（spherical cap）。

图2a显示了处于负载状态的根据本发明的支撑装置。固定于活塞杆3的球面支承6相对于活塞杆3的纵向轴线L偏心设置，使得通过支撑盘4传递到活塞杆3上的横向力引起活塞杆3旋转运动。一旦支撑盘4在支撑过程中接触地面，承载支架2开始在其朝向起重机的空隙内提升。根据本发明，横向力的作用使得活塞杆3旋转，其中偏心的球面支承保持在静止的支撑盘4上且仅仅在支撑盘4的相应的容纳部（receptacle）内完成旋转运动，使得从支撑盘4的视角看，活塞杆3沿圆形轨道移动。这样，活塞杆3可以通过在承载支架2的液压缸5内旋转而均衡由承载支架2的弹性变形引起的横向偏移，使得活塞杆3可以有效地避免变形。

图2b显示了活塞杆3与承载支架2之间的连接，根据本发明，当活塞杆3缩回时，该连接造成活塞杆3进入基本位置的自动重置运动。为此，设置在活塞杆3的上端的活塞8包括凹处9，液压缸5的上基体上的凸起10可以进入该凹处9，以使活塞8在承载支架2的液压缸5内与活塞杆3一起旋转。

图2c显示了支撑盘4（未图示）与活塞杆3之间的连接，其中仅显示了球面连接部的上连接部7，即球冠7。还可以看出球面连接部相对于活塞杆3的纵向轴线L偏心，该偏心分别与在承载支架2的液压缸5内的支撑杆3或活塞8的旋转自由度一起允许支撑盘4相对于承载支架2运动。

使用根据本发明的支撑装置的支撑过程按以下顺序进行。移动式起重器最初静止于该移动式起重器的车轮上，其中活塞杆3缩回到液压缸5中并且支撑盘4通过活塞杆3上的球面连接部（spherical joints）而悬挂。球面连接部最初仍位于它们的基本位置。活塞杆3伸出直到支撑盘4接触地面为止，其中，活塞杆3进一步伸出，承载支架就被提升，这产生了支撑盘4和活塞杆3之间的横向偏移。如此产生的横向力导致活塞杆3在液压缸5内旋转，其中该效果增强到起重机的车轮脱离地面为止。

相应地，卸下过程按相反的顺序进行。移动式起重机静止于它的承载支架2上，其中车轮不接触地面。活塞杆3上的球面连接部位于它的旋转位置，这阻止了作用在活塞杆3上的横向力。当活塞杆3缩回时，由于承载支架2的弹性变形减小，车轮一接触地面，承载支架2的外端就降低，其中，支撑盘4与活塞杆3之间产生横向偏移。如此产生的横向力导致活塞杆3旋转后退。当活塞杆3进一步缩回，直到他们邻近为止，它们通过活塞主体内的凹处9与缸体主体内的凸起10而与连接部7和支撑盘4一起旋转退回它们的基本位置。

Claims (10)

1.一种用于移动式升降机械尤其是用于汽车起重机的支撑装置，该支撑装置包括：

承载支架（2），该承载支架（2）连接于汽车底盘（1）；

活塞杆（3），该活塞杆（3）连接于所述承载支架（2）并且能够相对于所述承载支架（2）运动；

支撑盘（4），该支撑盘（4）连接于所述活塞杆（3）；

其特征在于，

所述支撑装置构造成使得所述支撑装置允许所述支撑盘（4）相对于所述承载支架（2）沿垂直于所述活塞杆（3）的纵向轴线（L）的方向运动。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其中，当不使用所述支撑装置时，所述支撑盘（4）自动地运动至基本位置。

3.根据权利要求1或2所述的支撑装置，其中，所述活塞杆（3）与所述承载支架（2）之间的连接部（5）和/或所述支撑盘（4）与所述活塞杆（3）之间的连接部（6）或者这些连接部（5，6）的结合允许所述支撑盘（4）运动。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的支撑装置，其中所述支撑盘（4）与所述活塞杆（3）之间的连接部（6）允许所述支撑盘（4）相对于所述活塞杆（3）的旋转运动，尤其是仅允许所述支撑盘（4）相对于活塞杆（3）的旋转运动。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的支撑装置，其中所述支撑盘（4）与所述活塞杆（3）之间的连接部（6）包括球面支承（6）。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的支撑装置，其中所述活塞杆（3）通过液压运动，尤其是通过连接于所述活塞杆（3）的活塞（8）运动。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的支撑装置，其中所述活塞杆（3）与所述承载支架（2）之间的连接部（5）允许所述活塞杆（3）围绕所述活塞杆（3）的中心纵向轴线（L）旋转。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的支撑装置，其中所述球面支承（6）与所述活塞杆的纵向轴线（L）沿所述活塞杆的纵向轴线（L）的投影方向隔开。

9.根据权利要求6至8中任意一项所述的支撑装置，其中所述活塞杆（3）连接于所述活塞（8），并且围绕所述活塞杆（3）的纵向轴线（L）可旋转地固定，其中所述活塞（8）的基体尤其包括凹处（9），在围绕所述活塞（8）的缸体的基体的区域内的相应的凸起（10）能够运动进入所述凹处（9），且所述凹处（9）和所述凸起（10）构造成使得当所述凸起（10）运动进入所述凹处（9）时，导致所述活塞杆（3）围绕所述活塞杆（3）的纵向轴线（L）旋转进入基本位置。

10.一种移动式升降机械，尤其是一种汽车起重机，对于每一对支撑装置，包括至少一个并且优选地精确为一个根据权利要求1至9中任意一项所述的支撑装置，其中所述支撑装置成对地设置在所述升降机械的两侧并且彼此相对。

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