CN108263975B - 用于起重机吊臂的展开设备 - Google Patents

Abstract

一种用于起重机吊臂的展开设备，包括：用于展开所述吊臂的拉索；用于接收所述拉索的展开绞盘；齿部，所述齿部与所述展开绞盘连接，并且所述齿部在所述展开绞盘旋转时相应地一同旋转以将所述拉索收卷或放卷；以及棘爪，所述棘爪被设计为与所述齿部接合并且在与所述齿部接合的状态中阻止所述展开绞盘在所述拉索的放卷方向上旋转；以及张紧筒，所述张紧筒被设计为选择性地与所述齿部接合并且在与齿部接合的状态中通过操作所述张紧筒将力施加到所述展开绞盘上，以在收卷方向上旋转。

Description

用于起重机吊臂的展开设备

技术领域

本发明涉及一种用于起重机吊臂的展开设备以及一种用于展开起重机吊臂的方法。

背景技术

为了提升起重机的承载负荷，已知的是，在起重机的吊臂上或其之后安置展开装置。特定的用于展开起重机吊臂的变型方案是所谓的Y型展开装置(即TY型展开装置)，其中在展开装置的运行状态中两个展开支柱以大致V形地从吊臂伸出。在此，拉索经由展开支柱的远端端部与吊臂的头部连接并且在提升负荷时逆着主负重方向预张紧。

这两个展开支柱在此典型地相对于升降平面以镜像对称设置，其中所述升降平面是由吊臂的运动限定的。对于这样的展开装置而言，重要的是这两个拉索具有相同的长度。如果两个拉索具有同样的长度，则确保：吊臂不仅被预张紧，而且也被保持在相对于升降平面的静态最优的中间状态中。由拉索吸收的力在此起到较小作用，因为这些力会由于作用于展开的吊臂的阳光入射或风力而彼此不同。

发明内容

本发明的目的是改进已知的展开设备，使得所述展开设备只需使用更少的材料并且还满足在展开时高的性能要求。

这利用如下展开设备实现，所述展开设备具有权利要求1的所有特征。因此，用于起重机吊臂的展开设备包括用于展开吊臂的拉索、用于接收拉索的展开绞盘、与展开绞盘连接且在展开绞盘旋转以收卷和放卷拉索时相应地一同转动的齿部和棘爪，该棘爪设被计为与齿部接合并且在与齿部接合的状态中阻止展开绞盘在拉索的放卷方向上旋转。此外，展开设备的特征在于，该展开设备具有张紧筒，其设计为选择性地与齿部接合并且在与齿部接合的状态中通过张紧筒的操作将力施加到展开绞盘上以在收卷方向上旋转。

根据本发明的可选的修改方案，该设备还具有张紧筒枢转机构，该张紧筒枢转机构与张紧筒连接并且设计为使张紧筒的端部枢转到齿部的齿间隙中，使得张紧筒与齿部接合，并且使张紧筒的该端部从齿部的齿间隙中枢转出，使得张紧筒与齿部脱离接合。

通过设置张紧筒枢转机构，因此可以根据需要使张紧筒与齿部接合或脱离接合。

这样，可以提出，张紧筒只有在绞盘的另一驱动装置譬如带有用于驱动展开绞盘的传动装置的液压马达不足以展开吊臂时才被用于使展开绞盘旋转。

优选地，该设备设置有弹簧机构，该弹簧机构与棘爪连接并且设计为使棘爪朝向齿部或齿部的齿间隙推挤。

此外可以设计为：该设备还设置有棘爪枢转机构，该棘爪枢转机构与棘爪连接并且设计为：使棘爪朝向齿部枢转或枢转到齿部的齿间隙中使得棘爪与齿部接合，并且使棘爪从齿部的齿间隙中枢转出使得棘爪与齿部脱离接合。

根据本发明的改进方案，设计为：棘爪和张紧筒可以通过其独立的枢转机构(棘爪枢转机构、张紧筒枢转机构)彼此独立地枢转，其中优选棘爪枢转机构和/或张紧筒枢转机构包括气缸。

根据本发明的另一可选的修改方案可以设计为：齿部是齿轮，该齿轮的齿具有底切部，其中齿部的齿的底切部优选设置在仅仅一个齿面上。

在此有利的是，棘爪和/或张紧筒在与设置有底切部的齿部接合时，不再会出现由于底切而从齿部弹出。因此，省去了防止张紧筒或棘爪在展开绞盘处于负载下方时枢转出的另一冗余的保险装置。

根据本发明的另一改进方案，展开绞盘为了在收卷和/或放卷方向上旋转还设置有液压马达和传动装置。

此外可以设计为：在展开过程结束时，棘爪在左侧的绞盘齿部上和在右侧的绞盘齿部上接合在相同的绞盘位置上。这确保有利的、路径受控制的展开，并且区别于现有技术中还频繁应用的、力受控制的展开。

此外，本发明包括一种起重机，该起重机具有展开设备，该展开设备根据前面所描述的变型方案中的一种来构成，其中起重机还设置有展开支柱，该展开支柱可以相对于吊臂的铰接连接部枢转。在此，可以设计为：伸缩筒可以从铰接连接部伸出。展开支柱在此描述为从吊臂伸出的元件，在该元件的远离吊臂的端部上拉索沿着吊臂的方向伸展。在此，吊臂的与展开支柱铰链连接的组成部分称作为铰接连接部。在伸缩式起重机的情况下，伸缩筒典型地可以从铰接连接部伸出。此外可以设计为：展开支柱(10)也安置在伸缩筒上，尤其是安置在伸缩筒的可从铰接连接部伸出的轴颈上。

根据本发明的一种变型方案可以设计为，展开绞盘、棘爪、张紧筒、棘爪枢转机构和张紧筒枢转机构设置在展开支柱的沿长度方向上看的中部三分之一位置处。在此，于是展开支柱将其长度划分成三部分，由此中间的部段包括所列出的部件。这得到展开支柱的有利的重心并且实现成本和重量方面的节约。由此也确保了从绞盘直至展开支柱的自由端部没有设置主动元件，而是仅仅可以使用简单的钢结构。

按照根据本发明的一个可选的修改方案，展开设备设置在展开支柱中，该展开支柱设置有用于使拉索朝向吊臂的头部偏转的偏转辊，其中优选偏转辊设置在远离于展开支柱的枢转轴线的端部上。在展开支柱的从吊臂伸出的端部上设置偏转辊同样有助于展开支柱的最佳的重心。

根据另一可选的修改方案，在此拉索固定在吊臂的头部上，其中优选仅仅一股拉索从展开设备伸展至吊臂的头部。通过省去在吊臂的外部的端部区域中的转向装置可以节省成本和重量并且实现简化的安装或拆卸。

根据本发明的另一改进方案，起重机具有两个展开支柱，所述展开支柱设计为产生Y型展开件，在Y型展开件中这两个在吊臂的铰接连接部上可枢转的展开支柱相对彼此镜像对称地从吊臂的升降平面倾斜。

此外，本发明包括用于利用根据上述权利要求中任一项所述的展开设备展开起动机吊臂的方法，其中在该方法中通过展开绞盘在收卷方向上旋转张紧与吊臂头部连接的拉伸以便展开吊臂，并且在达到预定的绞盘位置时将棘爪置于与齿部接合的状态中。

此外，根据在收卷方向上执行拉伸的张紧的方法可以设计为：张紧筒被从未与齿部接合的位置中送出，使得张紧筒与齿部接合，并且接着通过操作张紧缸对展开绞盘在收卷方向上施加力，以便使展开绞盘旋转和/或经由液压发动在收卷方向上对展开绞盘施加以力，以便使展开绞盘旋转。

随后，拉伸的张紧或展开绞盘在收卷方向上的旋转可以借助张紧筒和/或借助与展开绞盘连接的马达尤其是液压马达实现。

按照根据本发明的方法的另一可选的修改方案，可以借助张紧筒逐步地使拉索在收卷方向上的张紧，其中在此在展开绞盘的借助张紧筒引起的旋转之后将棘爪置于与齿部接合的状态中，张紧筒通过枢转与齿部脱离接合并且以与引起展开绞盘旋转相反的方式操作，并且张紧筒随后重新与齿部接合，以便通过其操作致使展开绞盘的进一步旋转。

上文所描述的方法的实施可以视为“步进机构驱动装置”，因为展开绞盘的旋转通过张紧筒的操作步进地进行。此外，在该方法中可以设计为，在拉索在收卷方向上通过张紧筒而张紧期间，棘爪与齿部脱离接合，使得仅张紧筒与齿部相互作用，其中优选地棘爪通过棘爪枢转机构从与齿部接合的位置枢转出来。

这样，在拉索在收卷方向上通过张紧筒张紧期间仅仅张紧筒与齿部接触。棘爪在此借助棘爪枢转机构与齿部脱离接合。

附图说明

其他细节、优点和特征可参照以下的附图描述看出。在附图中示出：

图1：具有根据本发明的展开设备的展开支柱的视图，

图2：以侧视图示出了展开设备的放大图，

图3处于与齿部接合的状态中的棘爪的详细视图，

图4用于阐述在起重机中的Y型展开件的系统视图，以及

图5至图8：用于展开起重机吊臂的展开设备的不同的方法步骤。

具体实施方式

图1以侧视图示出了展开支柱10(也称：展开支座)。展开设备1在此集成在展开支柱10中。展开支柱10在此典型地从起重机的吊臂(未示出)伸出并且与吊臂头部的区域经由拉索2形成连接。拉索2在此经由偏转辊13从吊臂头部引导至展开绞盘3。偏转辊13在此设置在展开支柱10的端部上，该端部与展开支柱10的与吊臂连接的端部对置。此外可看到，展开绞盘3在长度上设置在展开支柱10的中部三分之一部之后。这确保展开支柱的重心的有利位置，使得用于将展开支柱保持在其远离吊臂10的布置位置中的部件可以不那么厚重。

图2示出了根据本发明的展开设备1的足够详细的视图。可看到与展开绞盘3牢固连接的齿部4，该齿部在该图示中设置在展开绞盘3的环周方向上。齿部4具有多个齿以及在齿之间的齿谷。在此，可以设计为：齿的齿面当中的每个齿面具有底切部，使得棘爪5或张紧筒6的接合稳定并且不容易滑出齿部。张紧筒6在其端部当中的一个端部上以铰链方式与展开支柱10连接，而张紧筒6的另一端部被设计为适于与齿部接合。优选，每个齿在其相同侧具有底切部。

张紧筒6在此借助夹紧筒枢转机构7来构成，该张紧筒枢转机构在此以气缸形式示出。如果张紧筒枢转机构7处于缩进的状态中，则张紧筒6并不与齿部4接合。在张紧筒枢转机构7的伸展的状态中，张紧筒6的与齿部4接合的端部朝向齿部4枢转，使得在齿部的相应的状态中可以与齿部4的齿谷建立接合。对张紧筒6的操作可以用于使展开绞盘3旋转，同时与齿部4建立接合。替选地或附加地，展开绞盘3也可以经由马达和可选地存在的传动装置驱动。

此外，展开设备1具有棘爪5，该棘爪同样可枢转地铰接在展开支柱10上。棘爪5的远离枢转轴线的端部同样与齿部4的凹进部接合，以便将展开绞盘3保持在被张紧的位置中。此外，棘爪5具有棘爪枢转机构9，这里呈气缸形式，该棘爪枢转机构9可以与张紧筒枢转机构7无关地控制。

此外，设置弹簧机构8，该弹簧机构将棘爪5朝齿部4的方向预张紧。通过设置彼此独立的枢转机构7、9，可使得在展开绞盘3逐步地张紧期间只是要么张紧筒6被设置为用于获得展开绞盘3的所达到的张紧状态，要么棘爪5被设置为用于获得展开绞盘3的所达到的张紧状态。这两个元件中的一个元件(张紧筒6或棘爪5)在另一元件接合时可以与齿部4脱离。在此，底切部有助于不出现爪或张紧筒从齿部意外滑出。

此外，在该图中可看到从展开绞盘3伸出的拉索2，该拉索在展开支柱10的伸出的端部上借助偏转辊13朝吊臂头部的方向偏转。

图3在此示出了展开绞盘3和棘爪5的放大的局部图。由此，可看到弹簧机构8、棘爪枢转机构9和展开绞盘3的齿部4。看到的是，这里由于齿部的底切部，棘爪5仅在拉索2的牵拉方向上承受负荷。在此，棘爪5本身可以构成为使得棘爪本身承受拉力负荷。这比压力负荷更有利，这是因为不会有弯折。

图4示出了在起重机中Y型展开件的示意性视图。在此，吊臂12、尤其是可伸缩的吊臂12，借助两个拉索2而被展开。在作为吊臂12的组成部分的铰接连接部11上以铰链方式设置两个展开支柱10。在运行状态期间，这两个展开支柱10可以被枢转出来，使得这两个展开支柱10大致关于升降平面镜像对称地倾斜。可选地，在此可以设计为：展开支柱10利用支承杆13支撑。为了实现吊臂12的尽可能优化的对准，右侧的拉索的长度设定为与左侧的拉索的长度相同。

因此，当棘爪5插入到两个展开绞盘3上相同的齿中时，展开过程结束。因为这样拉索2恰好为相同长度，所以吊臂12始终被保持在静态最优的笔直状态中。

在此可能的是，吊臂12仅由可伸缩的主吊臂构成(如在该实施例中所示)。于是，拉索2被牵拉至辊头。然而，本发明也包括变型方案，由此在可伸缩的主吊臂上还可以安置所谓的“偏心器”或副臂。在此情况下，拉索可以被牵拉至偏心器或被牵拉至副臂上的连接部位。连接部位于是未必是吊臂(具有附接的副臂及可能的偏心器的主吊臂)的最外部的点。这样的吊臂延长部20在图4中用附图标记20表示。

图5至图8示出了在展开过程期间展开设备1的不同的状态。

图5在此示出了在吊臂12伸出或缩进中的状态，其中已建立吊臂头与拉索2的连接。张紧筒6被枢转出来，其中张紧筒6在此可以伸出或缩进。此外，棘爪5是打开的，即同样处于枢转出的状态中。展开绞盘3在吊臂伸展或缩进时始终切换到收卷。

在图6示出的状态中，利用展开绞盘3的马达驱动装置和传动装置到达特定绞盘位置。如果展开绞盘3仅借助其马达到达预定的绞盘位置而不用张紧筒6，则棘爪5闭合。张紧筒6在此保持枢转出状态并且处于缩进的位置中。于是，展开过程结束并且展开件可以准备好使用。这特别快并且节约资源。

在图7示出的状态中，不仅仅利用马达或借助传动装置来到达预定的绞盘位置。在这样的情况下，棘爪5闭合并且为张紧筒6预设精确的位置，使得在张紧筒6枢转进时避免搁置到齿部4的齿上。在张紧筒6枢转进齿部4的齿谷中之后，棘爪5打开并且张紧筒6伸出。由此，展开绞盘3旋转，使得在最优情况下可以通过张紧筒6伸出来实现预定的绞盘位置。如果达到预定的绞盘位置，则棘爪5闭合，此时棘爪5借助棘爪枢转机构9枢转进齿部4的齿谷中。随后，张紧筒6可以从其与齿部4的连接中枢转出。于是，展开过程结束并且展开件准备好使用。

在图8示出的状态中，张紧筒6被用于使展开绞盘3旋转。如果在张紧筒6完全伸出时未达到吊臂展开所需的预定的绞盘位置，棘爪5闭合且张紧筒在其枢转出来之后返回到其压缩的状态中。随后，张紧筒重新朝向齿部4枢转，使得建立与齿部4的齿间隙接合。在棘爪5随后与齿部4脱离接合之后，张紧筒6伸出并且使得展开绞盘3进一步旋转。重复进行该展开绞盘3的平缓旋转直至达到预定的绞盘位置。在达到预定的绞盘位置之后，棘爪5与展开绞盘3的齿部4接合以保持绞盘位置。

Claims (15)

1.一种利用展开设备(1)而展开起重机吊臂(12)的方法，

其中在所述方法中：

通过旋转展开绞盘(3)使与所述吊臂的头部连接的拉索(2)在收卷方向张紧，以便展开所述吊臂(12)，以及

在达到预定的绞盘位置时棘爪(5)被置于与齿部(4)接合的状态中，

其中通过如下方式执行所述拉索(2)在收卷方向上的张紧：

张紧筒(6)从与所述齿部(4)并不接合的位置中枢转出来从而与所述齿部(4)接合，并且接着，通过操作所述张紧筒(6)对所述展开绞盘(3)在收卷方向上施加力以便使所述展开绞盘(3)旋转，和

经由液压马达在收卷方向上向所述展开绞盘(3)施加力以便使所述展开绞盘(3)旋转，

其中借助张紧筒(6)能够逐步地使拉索(2)在收卷方向上张紧，其中：

在借助张紧筒(6)引起展开绞盘(3)旋转之后，所述棘爪(5)被置于与所述齿部(4)接合的状态中，

张紧筒(6)通过枢转与所述齿部(4)脱离接合，并且所述张紧筒(6)返回到压缩的状态中，随后，所述张紧筒(6)重新朝向所述齿部(4)枢转，以及

所述张紧筒(6)于是重新与所述齿部(4)接合，以便通过其操作致使所述展开绞盘(3)进一步旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中在拉索(2)在收卷方向上通过张紧筒(6)而张紧期间，所述棘爪(5)与所述齿部(4)脱离接合，使得仅所述张紧筒(6)与所述齿部(4)相互作用，其中所述棘爪(5)通过棘爪枢转机构(9)从与齿部(4)接合的位置枢转出来。

3.一种用于执行根据权利要求1至2中任一项所述利用展开设备(1)而展开起重机吊臂(12)的方法的展开设备(1)，包括：

用于展开所述吊臂(12)的拉索(2)，

用于接收所述拉索(2)的展开绞盘(3)，

齿部(4)，所述齿部与所述展开绞盘(3)连接，并且所述齿部在所述展开绞盘(3)旋转时相应地一同旋转以将所述拉索(2)收卷或放卷，以及

棘爪(5)，所述棘爪被设计为与所述齿部(4)接合并且在与所述齿部(4)接合的状态中阻止所述展开绞盘(3)在所述拉索(2)的放卷方向上旋转，

其特征在于，

设有张紧筒(6)，所述张紧筒被设计为选择性地与所述齿部(4)接合，并且在所述张紧筒(6)与齿部(4)接合的状态中通过操作所述张紧筒(6)将力施加到所述展开绞盘(3)上以在收卷方向上旋转，所述展开绞盘(3)在长度上设置在展开支柱(10)的中部三分之一部之后。

4.根据权利要求3所述的展开设备(1)，

还包括张紧筒枢转机构(7)，所述张紧筒枢机构与所述张紧筒(6)连接并且被设计为使所述张紧筒(6)的一端部枢转到所述齿部(4)的齿间隙中，使得所述张紧筒(6)与所述齿部(4)接合，并且使所述张紧筒(6)的所述端部从所述齿部(4)的齿间隙中枢转出，使得所述张紧筒(6)与所述齿部(4)脱离接合。

5.根据权利要求3至4中任一项所述的展开设备(1)，

还包括有弹簧机构(8)，所述弹簧机构与所述棘爪(5)连接并且被设计为朝向所述齿部(4)的齿间隙方向推挤所述棘爪(5)。

6.根据权利要求4所述的展开设备(1)，

还包括棘爪枢转机构(9)，所述棘爪枢转机构与所述棘爪(5)连接并且被设计为使所述棘爪(5)枢转到所述齿部(4)的齿间隙中，使得所述棘爪(5)与所述齿部(4)接合，并且使所述棘爪(5)从所述齿部(4)的齿间隙中枢转出以使得所述棘爪(5)与所述齿部(4)脱离接合。

7.根据权利要求6所述的展开设备(1)，

其中所述棘爪(5)和所述张紧筒(6)分别通过所述棘爪枢转机构(9)和所述张紧筒枢转机构(7)彼此独立地可枢转，所述棘爪枢转机构(9)和/或所述张紧筒枢转机构(7)是气缸。

8.根据权利要求3至4中任一项所述的展开设备(1)，

其中所述齿部(4)是齿轮，所述齿轮的齿具有底切部。

9.根据权利要求8所述的展开设备(1)，

其中所述齿仅在其齿面当中的一个齿面上具有底切部。

10.根据权利要求3至4中任一项所述的展开设备(1)，

其中所述展开绞盘(3)还设置有液压马达和传动机构以在收卷和/或放卷方向上旋转。

11.一种起重机，所述起重机包括根据权利要求3至10中任一项所述的展开设备(1)，

还包括展开支柱(10)，所述展开支柱能够枢转连接至所述吊臂(12)的铰接连接部(11)，和/或其中所述展开支柱(10)联接在可伸缩部分上。

12.根据权利要求11所述的起重机，其中所述展开支柱(10)联接在可伸缩部分的轴颈上，所述轴颈从铰接连接部伸出。

13.根据权利要求11所述的起重机，

其中所述展开设备(1)设置在所述展开支柱(10)中，所述展开支柱设置有用于使拉索(2)朝向吊臂(12)的头部偏转的偏转辊(13)，其中所述偏转辊(13)设置在远离于所述展开支柱(10)的枢转轴线的端部上。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的起重机，

其中所述拉索(2)附接在所述吊臂(12)的头部上，并且其中仅有一股所述拉索(2)从所述展开设备(1)延伸至所述吊臂(12)的头部。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的起重机，

具有两个展开支柱(10)，所述展开支柱被设计为产生Y型展开件，在所述Y型展开件中这两个在吊臂(12)的铰接连接部(11)上可枢转的展开支柱(10)相对彼此镜像对称地从吊臂(12)的升降平面倾斜。

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