CN105174091B - 伸缩式悬臂和起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括多个可伸缩的伸缩部段的伸缩式悬臂，其中每个伸缩部段具有两个处于摇摆平面中的并且彼此平行伸展的管，所述管至少在一个端部上通过剪切刚性的结构相互连接，其中第二管横向于摇摆平面的管尺寸大于第一管横向于摇摆平面的管尺寸。

Description

伸缩式悬臂和起重机
技术领域
本发明涉及一种包括多个可伸缩的伸缩部段的伸缩式悬臂以及一种包括这样的伸缩式悬臂的起重机、尤其是移动式起重机或履带式起重机。
背景技术
可伸缩的悬臂系统由现有技术已知。这样的悬臂系统具有两个或多个管状并且彼此可支撑的伸缩部段，所述伸缩部为了可变地延长悬臂长度可以彼此推开。用于工作运行，相邻的部段在叠加的区域中相互螺栓连接。
为了提高最大的负重，悬臂系统被附加地系索加固。通过空间的系索加固，能够提升给定的悬臂系统的承载能力和最大可能的悬臂高度。然而不利的是，系索加固装置的宽度明显超出悬臂系统的宽度。放大的起重机尺寸提高了建筑工地上的装备花费并且增加了操作起重机系统的难度。此外用于运输起重机的后勤花费增长，因为这样的系索加固装置必须经常作为分离的单元移动。然而至今在没有耗费的附加系索加固的情况下几乎不能实现负重提高。
发明 内容
本发明的任务是，发展一种新型的可伸缩的起重机悬臂系统，其不需要耗费的空间的系索加固。
该任务通过具有如下特征的伸缩式悬臂解决：所述伸缩式悬臂包括多个可伸缩的伸缩部段，其中每个所述伸缩部段具有两个处于摇摆平面中的并且彼此平行伸展的管，所述管在至少一个端部上通过剪切刚性的结构相互连接，其中第二管横向于摇摆平面的管尺寸大于第一管横向于摇摆平面的管尺寸，其中，伸缩部段相互可螺栓连接，其方式为相邻的伸缩部段的第一和第二管的重叠的管区段相互螺栓连接或可螺栓连接；其中，对于相邻的伸缩部段的至少一个螺栓连接设置至少三个单独的螺栓连接部，其中至少一个螺栓连接部设置在第一管上悬臂的下侧，并且至少两个螺栓连接部对置或侧向地设置在第二管上。伸缩式悬臂的有利的设计是后述的具体实施方式。
按照本发明，提出一种包括多个可伸缩的伸缩部段的伸缩式悬臂。在所提出的悬臂系统中新的是，每个或大部分伸缩部段具有两个处于摇摆平面中的并且沿悬臂纵向彼此平行伸展的管，其中第一管称为主伸缩管并且第二管称为附加伸缩管。作为摇摆平面理解为如下平面，悬臂中轴线在摇摆运动期间在所述平面中运动。
所述管至少在一个端部上通过至少一个剪切刚性的结构相互连接。所述剪切刚性的结构称为伸缩部段的套筒支撑并且可以优选是焊接结构。相邻的伸缩部段的管处于对齐并且具有不同的横截面尺寸，从而所述管彼此可支撑和可伸缩。为了支撑，在相邻的伸缩部段的管之间以已知的方式设置支撑位置。伸缩过程可以例如通过已知的伸缩缸实施，所述伸缩缸推出相应的伸缩部段。
此外第二管横向于摇摆平面的管尺寸比第一管的尺寸更大。第二管因此在横向于摇摆平面方向上更宽，从上弦或下弦观察，悬臂宽度通过第二管的尺寸确定。由此产生悬臂系统有利的轮廓形状，所述悬臂系统的特征在于不仅相对于垂直于摇摆平面作用的力而且相对于在摇摆平面中作用的力的高刚度。
按照一种优选的设计，第一管形成下弦，而第二管成形造成的整个悬臂系统的上弦。因而产生相对于下弦按照面积放大的上弦，这带来关于悬臂稳定性的优点。整个管布置结构、尤其是结合剪切刚性的结构形成具有基本上三角形的外轮廓的悬臂系统。
例如可设想，第二管具有椭圆形的、椭圆的或超椭圆的横断面并且第一管具有优选圆形的或矩形的横断面，优选具有它们的混合形状，理想地是具有半圆形侧面的方形横断面。半圆形的侧面于是可以优选形成悬臂下侧、即悬臂系统的下弦。理想地形成的悬臂系统、即外轮廓关于摇摆平面对称。
在优选的设计中，两个相邻的伸缩部段相互螺栓连接或可螺栓连接。优选在相邻的部段的第一管之间设置至少一个螺栓连接部并且在相邻的部段的第二管之间设置至少两个螺栓连接部。相邻的伸缩部段的第一和第二管的重叠的管区段因此以至少三个螺栓连接位置固定。
螺栓连接的位置以及形成的悬臂轮廓对整体稳定性并且借此对悬臂系统的承载能力有显著影响。在该背景下，这样选择螺栓连接的位置和公差，使得当所有螺栓安装时，没有或只存在非常小的间隙。这样例如可以对于相邻的伸缩部段的至少一个螺栓连接设置至少三个单独的螺栓连接部，其中优选一个螺栓连接部在悬臂的下侧上设置在第一管上并且两个螺栓连接部彼此对置地和/或侧向于悬臂设置在第二管上。由此可以进行伸缩部段之间理想的力卸载并且整个悬臂系统的承载能力升高。
对于螺栓连接的布置结构产生某些实施可能性。这样例如按照第一实施变型方案，第一管的螺栓连接可以在处于内部的管区段的端部件区域中进行，并且第二管的螺栓连接可以在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行，其中第一管的螺栓连接从内可操纵，即包括螺栓在内的单元紧固在第一管的处于内部的管区段上。与此相对，第二管的螺栓连接、即两个单独的螺栓单元侧向在第二管上从外面可操纵，从而整个单元用于螺栓连接设置在处于外面的管上。
与此不同的实施形式如下产生，即，第一管的螺栓连接在处于内部的管区段的端部件区域中进行，并且第二管的螺栓连接在处于内部的管区段的端部件区域中进行，其中两个螺栓连接、即第一和第二管的螺栓连接从内可操纵，即所有单元包括螺栓在内在相应的处于内部的管区段上紧固。
按照用于螺栓连接的布置结构的第三变型方案，优选第一管的螺栓连接在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行，并且第二管的螺栓连接在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行，其中第一和第二管的两个螺栓连接从外面可操纵，即所有单元包括螺栓在内装配在相应的处于外面的管区段上。
通过螺栓连接部的选择的布置结构产生如下的优点，即，减少在伸缩部段的管端部之间的支撑负载。这些支撑负载经常构成悬臂系统的限定的大小，从而这种减少对起重机的最大负重有积极影响。尤其是本发明提供如下可能性，即，设置的位置保持不变，并且借此两个伸缩部段的重叠区域、即彼此支撑的管的区域可以减小。夹紧长度的减小能够对于每个部段实现较长的可伸缩的悬臂长度。因为该效果在每个伸缩部段中出现，所以增加了如下的优点，这导致悬臂长度的相应增加。
在第一和/或第二管之间使用的螺栓连接通常动力传动地可操纵，例如机械、液压和/或气动地可操纵。用于实施所述螺栓连接部一个有利的措施在于，使用的螺栓被弹簧加载并且由此通过弹簧力保持在螺栓连接位置中。为了回位、即打开螺栓连接部，可以通过起重机控制装置气动和/ 或液压地对其操纵。
同样可设想，相邻的伸缩部段的第一和/或第二管具有不同的横截面轮廓和/或不同的壁厚。因为对应的管优选由板材制造，所以其区别在于选择对应的板材厚度。
本发明的显著优点不仅能够通过包括两个彼此平行伸展的管的伸缩式悬臂的实施方式实现，而且悬臂特性同样通过具有如下特征的伸缩式悬臂取得：其按照本发明包括许多可伸缩的伸缩部段，其中相邻的部段通过至少三个单独的螺栓连接相互螺栓连接或可螺栓连接。此外还规定，至少一个螺栓连接部设置在下弦上，并且至少两个对置的螺栓连接部设置在上弦上、尤其是在其角区域中。通过按照本发明在相邻的伸缩部段的重叠区域中设置所述至少三个单独的螺栓连接，也提供了具有相对大的负重能力的悬臂系统，所述悬臂系统不需要已知的空间的系索加固。
按照该伸缩式悬臂的一种有利的设计而规定，所述悬臂至少局部地具有基本上三角形的、理想地包括倒角的外轮廓，并且下弦通过三角形的外轮廓的一个角来形成，并且上弦通过外轮廓的与下弦的角对置的侧面来形成。
所形成的特殊的悬臂横截面轮廓与之前所述按照本发明的伸缩式悬臂所形成的悬臂外轮廓具有共同点。因此最先提到的悬臂系统的优点和特性同样适合一个这样的伸缩式悬臂。
在伸缩式悬臂的该设计中也可设想，各个螺栓连接部机械、优选液压和/或气动地可操纵，其中理想地设置的螺栓被弹簧加载并且气动和/或液压地可回位。
除了伸缩式悬臂之外，本发明同样涉及一种起重机、尤其是移动式起重机或履带式起重机，其包括上述伸缩式悬臂。起重机明显具有如之前所述伸缩式悬臂相同的优点和特性，因此在这里放弃重复的说明。
基于使用的按照本发明的伸缩式悬臂系统的较大宽度可能需要的是，在起重机在公共的道路交通中移动时，使起重机驾驶室从其工作位置移开。为此优选起重机驾驶室可以在偏转元件上、示例性地在驾驶室摆臂上从工作位置偏转到例如悬臂系统后面的运输位置中。
附图说明
接着应该借助多个在附图中示出的实施例进一步解释本发明的其他优点和特性。其中：
图1示出了包括按照本发明的伸缩式悬臂系统的按照本发明的移动式起重机的侧视图；
图2示出了按照本发明的伸缩式悬臂系统的横截面图；
图3a-3c示出了按照不同实施变型方案的按照本发明的伸缩式悬臂系统相邻伸缩部段的螺栓连接细节视图，以及
图4示出了按照本发明的一种备选实施方式的按照本发明的伸缩式悬臂系统的另两个横截面图。
具体实施方式
图1示出按照本发明的移动式起重机1的侧视图。起重机1具有底架 2、可旋转地在其上设置的上部构造3和可伸缩的悬臂系统4。悬臂系统4 包括许多伸缩部段41、41'、41"，所述伸缩部段彼此可支撑并且可以以本身已知的方式从伸缩缸(未示出)中推出。最大的伸缩部段41构成铰接部段41，所述铰接部段通过摇摆缸体32在摇摆平面中可摇摆地铰接在上部构造上。
按照本发明的第一设计，每个伸缩部段41、41'、41"包括两个沿悬臂纵向平行伸展的管，其中第一管对应于主伸缩管411，并且第二管对应于附加伸缩管412。主悬臂管411形成悬臂下侧、即下弦，而附加伸缩管412 构成悬臂上侧、即上弦。
每个部段41、41'、41"具有主伸缩管411的对应的管部段411、411'、 411"和附加伸缩管412的对应的管部段412、412'、412"。相邻的部段41、41'、41"的各个管部段411、411'、411"、412、412'、412"彼此可支撑并且可伸出。在伸缩部段41、41'、41"、即管部段411、411'、411"、412、412'、 412"之间以已知的方式设置支撑位置414。
图2示出悬臂4的横截面。可看出，两个管411、412通过剪切刚性的结构、即套筒支撑413在一个端部上、优选在沿悬臂方向上面的端部上相互连接。剪切刚性的结构413是焊接结构，其将两个管411、412包围和相互连接。铰接部段41的管411、412附加地也在上部构造3上的铰接区域中通过另一个剪切刚性的结构、即端部件415连接。在该区域中也设置用于上部构造3的支撑位置31，悬臂系统4围绕所述支撑位置可摇摆。作为摇摆驱动装置使用一个或多个摇摆缸体32。
为了提高侧向稳定性，可能有利的是，将附加伸缩管412实施为宽的。优选其宽于所属的主伸缩管411。这样以前使用的空间的系索加固可以较强地被模仿。因此附加伸缩管411横向于摇摆平面宽于主伸缩管411，这通过超椭圆的横截面形状实现。
为了连接两个相邻的伸缩部段41、41'、41"而设置螺栓连接部。所述螺栓连接部分成在附加伸缩管412-412"之间的螺栓连接部42和在主伸缩管411-411"之间的螺栓连接部43，其中螺栓连接部42通过至少两个单独的螺栓连接点来形成。
螺栓连接部43在接着所述的变型1中功能类似于由现有技术已知的在上弦区域中的螺栓连接部。这样的解决方案例如由EP 0 754 64681已知，在这里全面地参考该文献。螺栓连接部43从内操纵并且将外围的主伸缩管411-411'与处于内部的主伸缩管411'-411"闭锁，所述主伸缩管包含具有螺栓连接部43的单元。该单元是一种机械的螺栓连接单元。
附加伸缩管部段412-412"的螺栓连接部42在变型1中从外面操纵，并且因而连接内部的附加伸缩管412'-412"和外围的附加伸缩管412-412'，所述附加伸缩管带有包括螺栓连接部42的单元。有利地设置包括螺栓连接部42的两个螺栓连接单元，所述螺栓连接部彼此对置并且可以侧向在附加伸缩管的周边上紧固。闭锁优选机械地进行。
对于螺栓连接部具体的布置结构可设想三种变型：
变型1、图3a：
在该变型中，在内部的主伸缩管411'-411"的始端上，至外围的主伸缩管411-411'进行主伸缩管的螺栓连接。螺栓连接部43因此装入内部的主伸缩管411'-411'的端部件415'中。在前面的区域中，从外部的附加伸缩管412-412'至内部的附加伸缩管412'-412"进行附加伸缩管的螺栓连接。
变型2、图3b：
在内部的主伸缩管411'-411"的始端上，至外围的主伸缩管411-411' 进行主伸缩管中的螺栓连接。因此螺栓连接部43装入内部的主伸缩管 411'-411"的端部件415'中(如在图3a中)。在内部的附加伸缩管412'-412" 的始端上，从内部的附加伸缩管412'-412"朝外部的附加伸缩管412-412' 的方向进行附加伸缩管中的螺栓连接。所述单元装配在处于内部的附加伸缩管412'-412"的内周边上。
变型3、图3c：
在外围的主伸缩管411-411'的前面的区域中，至内部的主伸缩管 411'-411"进行主伸缩管中的螺栓连接。螺栓连接部43因此装入外围的主伸缩管411-411'的套筒支撑413中。在外部的附加伸缩管412-412'的前面的区域中，至内部的附加伸缩管412'-412"进行附加伸缩管中的螺栓连接 (如在图3a中)。
按照本发明的悬臂结构的有利的作用应该接着示例性地借助在图3c 中示出的变型解释。然而这些优点也能够没有限制地以变换的变型1和2 取得。
外部的负载、尤其是主力矩MH和偏转力矩MS作用到悬臂系统4上。主力矩MH例如通过悬挂的负载引起，而偏转力矩MS通过外部的干扰量如侧向风触发。这些力矩MH、MS由伸缩部段首先通过转换成力偶60、 61来传递。螺栓连接部42的位置和公差这样选择，使得当所有螺栓安装时，没有或只存在非常小的间隙。
负载(不考虑横向力)以两种方式被转移：
1.在主伸缩管411-411'的重叠的区域中通过垂直于悬臂系统4的纵轴线的在支撑位置414中的力偶60、61。如在通常的伸缩管已知的，力偶60、61以夹紧长度b的距离作用。
2.在螺栓连接部43、42中通过沿悬臂系统4的纵向方向的力62和63、63'。力62和63、63'以两个螺栓连接部43、42的距离a作用，其中距离a平行于摇摆平面测量。力62和63、63'以及距离a引起力矩，所述力矩卸载伸缩部段41、41'、41"之间的具有夹紧长度b的夹紧区域。
因为支撑负载经常构成悬臂系统限定的大小，本发明决定性的优点在于，减少了支撑负载L1和L2。支撑负载L1、L2此外依赖于夹紧长度b，因为具有夹紧长度b的力偶60、61作为力矩必须起抵消悬臂系统4的前述负载。由此支撑位置可以保持未改变并且两个伸缩件的重叠的区域(夹紧长度b)可以减小，即内部的伸缩部段41'-41"可以进一步推出所减少的量。所述措施可以对于每个伸缩部段采用，由此总体上产生最大悬臂长度的明显放大。
在图3b中有意不绘制在前面的区域中的附加伸缩管之间的支撑位置，因为该支撑在提出的变型2中不需要。
偏转力矩MS的传递类似于上述说明地进行，区别是，在上面提到的转移原理中，距离a通过距离c、即上弦宽度代替。距离c因此是垂直于摇摆平面的悬臂宽度。
接着应该简短说明螺栓连接部42的工作原理。伸缩缸的连接头将相应的伸缩部段41、41'、41"推出，并且借此将对应的管部段推出。螺栓连接部42、42'可以例如通过弹簧加载的螺栓实现，所述螺栓通过气动装置拉回。如果螺栓达到确定的位置、例如与配合件重叠，则起重机控制装置释放气动压力并且弹簧将螺栓挤压到连接位置中。如果建立了连接，则伸缩缸进一步挤压向已经建立的螺栓连接部42。在这里形成力偶并且要推出的伸缩部段41'-41"提起，直到螺栓连接部43也重叠并且建立连接。
各个伸缩轮廓、这样例如各个管部段的横截面可以具有不同的板材厚度。该解决方案也可以在多于或小于在这里示出的三个伸缩部段41、41'、 41"的情况下使用。代替如在图3中示出的，可以代替一个单独的螺栓连接部43在主伸缩管411-411"之间也分别设置两个螺栓连接位置。所述螺栓连接位置可以优选地如设置在这里示出的在下弦中，并且附加地设置在主伸缩管411的上弦中。也可设想主伸缩管的侧向的螺栓连接。
在图1至3中示出的悬臂结构的对本发明重要的原理也能够利用图4 的备选设计实现。即如果观察图2的设计的造成的轮廓，则可看出，构件主伸缩管411、附加伸缩管412和套筒支撑413作为弯曲刚性的连接形成包括两个空隙的外轮廓。分别一个空隙在主伸缩管411中和一个空隙在附加伸缩管412中。该外轮廓和弯曲刚性的连接对本发明是重要的。
按照图4的示图示出用于伸缩式悬臂的两种可能的横截面形状A和 B，利用其能够取得关于悬臂稳定性的类似结果。左边的示图示出横截面形状，其对应于图2的造成的轮廓形状。右边的示图示出轻微变换的轮廓形状，其中在这里上弦和下弦之间的侧向连接不形成直线而是形成向外折角的连接面。
图4的两个可伸缩的悬臂包括各个伸缩部段，所述伸缩部段分别包括具有示出的横截面形状的管。相邻的部段的螺栓连接按照示出的螺栓布置结构进行。每个重叠区域利用在下弦上的一个螺栓连接部43和在上弦上的处于上弦角区域中的两个单独的螺栓连接部42螺栓连接。在图4中示出的横截面形状A可以是板材结构。或者也可以借助网架结构来实现(参考DE 20 2010 014 103 U1)。
基于悬臂系统4较大的宽度可能需要的是，使在图1中示出的移动式起重机1的起重机驾驶室33在公共的道路交通中移动时从其工作位置中移开，以便遵守关于最大的运输宽度的可能规定。为此起重机驾驶室33 可以在驾驶室臂上偏转到例如悬臂系统4后面的运输位置中或分开运输。

Claims (16)

1.一种伸缩式悬臂，其包括多个可伸缩的伸缩部段，其中每个所述伸缩部段具有两个处于摇摆平面中的并且彼此平行伸展的管，所述管在至少一个端部上通过剪切刚性的结构相互连接，其中第二管横向于摇摆平面的管尺寸大于第一管横向于摇摆平面的管尺寸，
其中，伸缩部段相互可螺栓连接，其方式为相邻的伸缩部段的第一和第二管的重叠的管区段相互螺栓连接或可螺栓连接，
其中，对于相邻的伸缩部段的至少一个螺栓连接设置至少三个单独的螺栓连接部，其中至少一个螺栓连接部设置在第一管上悬臂的下侧，并且至少两个螺栓连接部对置或侧向地设置在第二管上。
2.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，第二管具有椭圆的或超椭圆的横断面，并且第一管具有圆形或矩形的横断面。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩式悬臂，其特征在于，第一管具有半圆形的侧面的方形的横断面。
4.根据权利要求3所述的伸缩式悬臂，其特征在于，所述半圆形的侧面形成悬臂下侧。
5.根据权利要求1或2所述的伸缩式悬臂，其特征在于，管布置结构结合剪切刚性的结构形成基本上三角形的外轮廓。
6.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，在处于内部的管区段的端部件的区域中进行第一管的螺栓连接，并且在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行第二管的螺栓连接，其中第一管的螺栓连接从内可操纵并且第二管的螺栓连接从外面可操纵。
7.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，在处于内部的管区段的端部件的区域中进行第一管的螺栓连接，并且在处于内部的管区段的端部件的区域中进行第二管的螺栓连接，其中第一和第二管的螺栓连接从内可操纵。
8.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行第一管的螺栓连接，并且在处于外面的管区段的上面的端部区域中进行第二管的螺栓连接，其中第一和第二管的两个螺栓连接从外面可操纵。
9.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，所述螺栓连接部弹簧加载和/或液压和/或气动地可操纵，其中至少一个螺栓连接部设置弹簧加载的螺栓，所述螺栓气动和/或液压地可回位。
10.根据权利要求1所述的伸缩式悬臂，其特征在于，第一和/或第二管具有包括具有不同的壁厚的横截面的可伸缩的管区段。
11.一种伸缩式悬臂，其包括许多可伸缩的伸缩部段，其中相邻的部段通过至少三个单独的螺栓连接部相互螺栓连接，其中至少一个螺栓连接部设置在下弦中，并且至少两个螺栓连接部设置在上弦中的角区域中，
其中，所述悬臂至少局部地具有基本上三角形的外轮廓，并且下弦通过三角形的外轮廓的角区域形成，并且上弦由悬臂的三角形轮廓的与悬臂轮廓的角区域对置的表面形成，
其中，每个伸缩部段仅由一个管组成。
12.根据权利要求11所述的伸缩式悬臂，其特征在于，所述螺栓连接部弹簧加载和/或液压和/或气动地可操纵。
13.根据权利要求12所述的伸缩式悬臂，其特征在于，至少一个螺栓连接设置弹簧加载的螺栓，所述螺栓气动和/或液压地可回位。
14.一种起重机，其包括按照上述权利要求1至10或11至13之一所述的伸缩式悬臂。
15.根据权利要求14所述的起重机，其特征在于，起重机的至少一个起重机驾驶室在偏转元件上从工作位置可偏转到悬臂系统后面的运输位置中。
16.根据权利要求14所述的起重机，其特征在于，所述起重机是移动式起重机或履带式起重机。
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