CN111332963B - 起重机用伸缩臂和包括所述伸缩臂的起重机 - Google Patents

Abstract

用于提升负载的起重机用伸缩臂，其包括：第一管状节段(11)；第二管状节段(12)，其位于第一节段(11)中并且可沿着抽出轴线(X)相对于所述第一节段(11)抽出。所述伸缩臂包括锁定装置(18)，该锁定装置(18)被配置为沿着所述抽出轴线(X)轴向且选择性地锁定所述第一节段(11)和所述第二节段(12)。所述锁定装置(18)包括：锁定座(19)，该锁定座(19)设置在所述第一节段(11)中；以及锁定销(20)，其与所述第二节段(12)相关联，沿着横向于所述抽出轴线(X)的滑动轴线(Z)滑动并且能够选择性地插入所述锁定座(19)中。

Description

起重机用伸缩臂和包括所述伸缩臂的起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机用伸缩臂和包括该伸缩臂的起重机。

背景技术

用于提升负载的起重机是已知的，其通常包括卡车，伸缩臂安装在卡车上。

伸缩臂包括多个节段，这些节段可相对于彼此伸缩地抽出，以达到期望的长度。

伸缩臂的节段具有主要为长方形的展开(oblong development)、管状构造，并且一个位于另一个内部并且可选择性地抽出以呈现伸出或缩回状态。

伸缩臂设置有固定端和自由端，固定端与最外节段相关联并连接到卡车，自由端与最内节段相关联，钩或其它提升装置连接到自由端以提升负载。

位于另一个节段内的每个节段设置有在使用期间位于其中一个节段内的第一端部，以及在使用期间被定位成向外突出的第二端部。

此外，每个节段至少设置有在该节段的第一端部附近制成的第一锁定座和在该节段的第二端部附近制成的第二锁定座。

位于另一个节段内部的每个节段还设置有至少一个锁定销，该至少一个锁定销可相对于该节段自身的长方形展开沿横向轴向滑动。

锁定销通常插入直接在节段的侧壁中制成的贯通座中。该贯通座通常与该节段的第一端部相对应地制成。

伸缩臂还设置有线性致动器，该线性致动器设置在在使用期间位于最内侧的节段中，并且利用其一端部装配到伸缩臂的固定端。

致动器还设置有激活端子，该激活端子被配置为作用在节段的每个锁定销上，并允许将锁定销从与所考虑的节段邻接的节段的锁定座耦接或解耦。

例如，在伸缩臂的缩回状态下，内部节段的锁定销插入在其外部的节段的第一锁定座中，以便约束它们的往复缩回位置。

当需要内部节段相对于外部节段延伸时，激活端子将该内部节段的锁定销与外部节段的第一锁定座解耦。

根据已知的模式，激活端子也紧固到最里面的节段，并且随着线性致动器自身的轴向运动，确定内部节段相对于外部节段的轴向运动，限定伸缩臂的延伸。

当锁定销定位成与外部节段的第二锁定座相对应时，激活端子使内部节段的锁定销轴向地移动，以将其与外部节段的第二锁定座耦接。这样，内部节段的延伸位置相对于外部节段的延伸位置受到限制。

还已知的是，所讨论的伸缩臂可以具有甚至非常长的长度，例如大约10m。

该纵向延伸意味着伸缩臂甚至仅由于其自身重量而经受屈曲，有时也会引起外部节段的锁定座和内部节段的锁定销之间的相互对准的问题。这不允许锁定两个相邻节段的缩回或伸出位置。

这些伸缩臂的另一缺点与以下事实有关：由于负载作用于伸缩臂自身之后在锁定销和锁定座之间产生高干扰而激活端子有时不能使锁定销与锁定销插入的锁定座解耦。

为了试图解决这些缺点，还已知增大存在于锁定销和锁定座之间的往复间隙的大小。

然而，由于接触和滑动，锁定销和锁定座之间的已知耦接在任何情况下都产生高应力。这些应力导致销的快速磨损和/或随后的断裂，并且可能导致伸缩节段倒塌。

此外，这种已知方案使得在锁定和解锁相应座中的销的步骤期间伸缩节段的锁定和解锁操作特别困难且有噪音。

本发明的一个目的是提供一种起重机用伸缩臂，其允许销和座之间的稳定且正确的耦接，从而减小在两个连续的伸缩节段之间的锁定和解锁步骤期间的接触和滑动负荷。

本发明的另一个目的是提供一种起重机用伸缩臂，其减少了伸缩节段的销和相应座之间的滑动磨损，保证了伸缩臂的更长的整体寿命。

本发明的另一个目的是提供一种起重机用伸缩臂，其保证伸缩节段之间的装配在抽出状态和缩回状态下都具有高精度，并且减少了设备工作期间的刚性和突然运动。

本发明的另一个目的是提供一种起重机用伸缩臂，其允许在伸缩节段之间的互耦中(特别是在抽出位置中)以及总体上在提升重负载的能力中，在保证机械强度和阻力的任何情况下，达到高的距离。

申请人已经设计、测试和实施了本发明以克服现有技术的缺点并获得这些及其它目的和优点。

发明内容

在独立权利要求中对本发明进行了阐述和表征。从属权利要求描述了本发明的其它特征或主要发明思想的变型。

根据上述目的，根据本发明的用于提升负载的起重机用伸缩臂包括：第一管状节段；至少第二管状节段，其位于第一节段中并且可沿着抽出轴线相对于所述第一节段抽出；以及至少锁定装置，其被配置为沿着上述抽出轴线轴向且选择性地锁定所述第一节段和所述第二节段。

根据本发明，所述锁定装置包括：至少一个锁定座，其设置在所述第一节段中；以及锁定销，其与所述第二节段相关联，沿着横向于所述抽出轴线的滑动轴线滑动并且能够选择性地插入所述锁定座中。

根据本发明的一个方面，所述锁定装置包括穿过所述第二节段的壁制成的至少一个壳体座，以及插入所述壳体座中并设置有贯通座的衬套，所述锁定销滑动地插入所述贯通座中。

根据本发明的另一方面，在所述壳体座和所述衬套之间设置有旋转限制装置，所述旋转限制装置被配置为允许所述衬套和所述锁定销相对于所述壳体座围绕所述滑动轴线受控角旋转。

上述旋转限制装置有利地保证在抽出状态和缩回状态下所述伸缩节段之间的装配的高精度。因此，在两个连续的伸缩节段之间的锁定步骤和解锁步骤期间，利用销锁定和解锁往复位置的操作更流畅且噪音更小。

附图说明

本发明的这些和其它特征将通过以下参考附图作为非限制性示例给出的优选形式的实施方式的描述而变得明显，其中：

图1是根据本发明的伸缩臂在缩回状态下的侧视图；

图2是根据本发明的伸缩臂的一部分的部分截面透视图；

图3是根据本发明的实施方式的伸缩臂的一部分的纵向截面图；

图4是沿着图3的截面线IV-IV的横截面视图；

图5是沿着图4的截面线V-V的截面图；

图6是根据本发明的伸缩臂的部件的分解透视图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来标识附图中相同的共同元件。

具体实施方式

现在我们将详细参考本发明的各种实施方式，在附图中示出了本发明的一个或多个示例。每个示例通过例示本发明的方式来提供，并且不应被理解为对其的限制。例如，由于示出或描述的特征是一个实施方式的一部分，可以在其他实施方式上或与其他实施方式相关联地采用示出或描述的特征，从而产生另一实施方式。应当理解，本发明应当包括所有这样的修改和变型。

参考附图，根据本发明的伸缩臂用附图标记10来表示，并且可以用在例如在建筑行业中用于提升负载的起重机中。

伸缩臂10包括多个节段，在该特定情况下为四个节段，并且分别为第一节段11、第二节段12、第三节段13和第四节段14。

显然，节段的数目不是对本发明的限制，并且伸缩臂10可以包括等于或大于2的任何数目的节段。

节段11、12、13和14被定位成一个位于另一个内部，并且可沿着抽出轴线X选择性地抽出，以呈现缩回状态和伸出状态，在缩回状态下节段11、12、13和14一个包含在另一个内部，在伸出状态下，节段中的一个和/或另一个相对于其它节段至少部分地突出。

在这种具体情况下，第四节段14位于第三节段13中，第三节段13位于第二节段12中，并且图1中以虚线示出的第二节段12安装在第一节段11中。在使用期间，第一节段11位于所有其它节段的外部。

在这种具体情况下，节段11、12、13和14具有管状构造并且沿抽出轴线X具有主要为长方形的展开。

每个节段11-14设置有第一端部15和第二端部16，第一端部15在使用期间位于节段12、13和14中的一个节段内，第二端部16被定位成相对于其插入的节段向外突出。

第一节段11的第一端部15在其它节段之外，并且在使用期间通过连接装置45枢转到固定结构，例如卡车的框架(未示出)。

连接装置45可包括铰链或伸缩臂10相对于上述固定结构的旋转类型的枢轴。

用于提升负载的提升装置46与最里面的节段(在该具体情况下为第四节段14)的第二端部16相关联。

提升装置46可以包括钩、滑轮等。

根据一些实施方式，节段11、12、13和14具有盒状横截面，其尺寸适于容纳包含在其中的节段。

导向元件17可以插置在节段11、12、13和14之间，例如滑块，所述导向元件17设置成在运动期间也限定一个节段相对于另一个节段沿着抽出轴线X的正确对准和居中。

至少一个锁定装置18设置在节段11、12、13和14中相邻的一对节段之间，该至少一个锁定装置18被配置为沿抽出轴线X轴向且选择性地锁定该对节段。

特别地，锁定装置18可被配置为锁定两个相邻节段11、12、13和14的至少一个轴向位置，优选至少两个，甚至更优选三个轴向位置。

在该具体情况下，锁定装置18可被配置为限定至少一个缩回位置和至少一个伸出位置，在所述至少一个缩回位置中，一个节段完全位于另一节段内部，在所述至少一个伸出位置中，一个节段相对于包含该一个节段的另一节段朝向外部轴向突出。有利地，锁定装置18可以限定至少两个伸出位置，即，一个节段相对于另一节段轴向地且部分地突出的位置，以及一个节段相对于另一节段几乎完全突出的位置。

根据本发明的一些实施方式(图3和图4)，每对相邻的节段可包括至少两个锁定装置18，所述至少两个锁定装置18相对于抽出轴线X设置在相对位置，并作用在分别限定第一节段和第二节段的该对节段的相对壁上。

在下面的描述中，描述了将锁定装置18应用于第一节段11和第二节段12，尽管本发明的教导也可以以类似的方式应用于其它节段13和14，或者应用于两个节段的组合，其中一个节段位于另一节段内并且相对于另一节段选择性地轴向移动。

根据本发明的一些实施方式，锁定装置18包括：至少一个锁定座19，其设置在第一节段11中；以及锁定销20，其与第二节段12相关联，沿着横向于抽出轴线X的滑动轴线Z滑动并且能够选择性地插入锁定座19中。

根据本发明的一些实施方式，锁定座19制成在第一节段11的侧壁21中。

锁定座19可以穿过侧壁21制成。然而，不排除在可能的变型中锁定座19被制成盲孔。

根据本发明的可能方案(图1)，第一节段11可以包括多个锁定座19，所述多个锁定座19沿着抽出轴线X彼此隔开，并且每个锁定座19限定第二节段12相对于第一节段11的相应锁定位置。

在一些实施方式中，锁定座19在一体地装配到第一节段11的侧壁21的插入件22中制成。

根据本发明的一个方面，锁定装置18包括穿过第二节段12的侧壁21制成的至少一个壳体座23，以及插入在壳体座23中的衬套24。

衬套24又设置有贯通座25，锁定销20滑动地插入在贯通座25中。

根据本发明的一种可能的方案，壳体座23制成在管状元件26中，该管状元件26一体地装配到第二节段12的侧壁21。

壳体座23具有圆柱形构造。

类似地，衬套24的外表面具有适于插入在壳体座23中并允许其绕轴线旋转的圆柱形构造。

衬套24可设置有轴向约束元件30、31，轴向约束元件30、31被配置为约束衬套24本身在壳体座23中的轴向位置，并且在任何情况下允许衬套24的周向旋转。

轴向约束元件可以包括在衬套24的一端处制成的抵接轴环30和可以选择性地与衬套24相关联的保持环31。保持环31可以包括弹性环。

在使用期间，抵接轴环30和保持环31可定位成抵接管状元件26的相对端部。

根据本发明的一个方面，在壳体座23和衬套24之间设置有旋转限制装置27，旋转限制装置27被配置为允许衬套24和锁定销20相对于壳体座23围绕滑动轴线Z受控角旋转。

根据一些实施方式，衬套24可以由青铜制成，以便减小在该旋转期间的摩擦系数，减小在两个连续的伸缩节段之间的锁定步骤和解锁步骤期间的接触和滑动负荷。

锁定装置18的特定构造赋予锁定销20进一步的运动自由度，并允许其适应与在第一节段11中制成的锁定座19的可能的不对准。

实际上，在锁定座19和锁定销20之间不正确对准的情况下，锁定销20其自身的旋转被限制为由旋转限制装置27允许的旋转，使得其能够被引入到锁定座19中。

根据可能的方案，旋转限制装置27被配置为允许相对于滑动轴线Z以±1°和±5°之间的角度α旋转。

根据本发明的可能的方案，旋转限制装置27可以包括与衬套24相关联并且分别与壳体座23相关联(或者反之亦然)的中空部28和突出元件29，并且其中突出元件29具有比中空部28更小的尺寸，以便允许衬套24相对于壳体座23的如上的受控角旋转。

根据一个实施方式，中空部28的宽度大于突出元件29的宽度，从而在其之间产生间隙。

根据一些实施方式，该间隙可具有适于允许衬套24相对于壳体座23以如上的角度α旋转的尺寸。

根据图2和图5中所示的实施方式，中空部28制成在壳体座23中，而突出元件29与衬套24相关联。该方案允许包含锁定装置18的整体尺寸。

中空部28可以具有在平行于滑动轴线Z的方向上延伸的纵向展开。

中空部28可被制成为轴向穿过限定如上的贯通座25的表面。

根据可能的方案(图2、图5和图6)，突出元件29可以包括装配在衬套24的外表面上的榫舌。

突出元件29可以例如在如图6所示的衬套24中制成的底座中装配到衬套24。

根据一种可能的方案，中空部28和突出元件29可以如上所述地在基本上平行于滑动轴线Z的方向上展开。

根据另一方案，锁定销20被配置为在衬套24的贯通座25中仅沿滑动轴线Z轴向滑动，并且防止锁定销20相对于贯通座25的往复旋转。

在第一变型中，在锁定销20和衬套24的贯通座25之间限定了几何耦接，该几何耦接的形状适于允许轴向滑动并防止往复旋转。

例如，可以设置为锁定销20的至少一部分具有多边形横截面，在该具体情况下为正方形，并且贯通座25具有配合构造。

然而，根据本发明的变型实施方式，不排除在锁定销20和衬套24的贯通座25之间插置有机械元件，例如槽形座和榫舌，所述机械元件适于允许锁定销20相对于贯通座25轴向滑动，并且防止其往复旋转。

根据一些方案，锁定销20设置有耦接部分32，耦接部分32可选择性地耦接到贯通座25并且在使用期间可插入到设置在第一节段11中的锁定座19中。

耦接部分32的横截面可以具有多边形形状，在该具体情况下为正方形，可以具有圆形的或倾斜的边缘。以相同的方式，可以设置成设置在第一节段11中的锁定座19也具有与锁定座19的形状匹配的形状。

可以在锁定座19和耦接部分32之间设置机械间隙，仅作为示例，该机械间隙可以具有在0.5mm和4mm之间、优选在1mm和3mm之间的尺寸。

在锁定销20和贯通座25之间可以插置有行进限制元件33，行进限制元件33被设置成限制锁定销20在衬套24的贯通座25中的轴向行进。

行进限制元件33可允许锁定销20的轴向滑动，该轴向滑动适于使锁定销20呈现至少第一轴向位置和第二轴向位置，在第一轴向位置中，锁定销20插入在第一节段11的锁定座19中，在第二轴向位置中，锁定销20从锁定座19脱离。

根据可能的方案，行进限制元件33可包括抵接壁34，抵接壁34制成在衬套24的贯通座25中和锁定销20中。

此外，行进限制元件33可以包括抵接销35，该抵接销35与衬套24相关联并且在使用期间被定位成朝向贯通座25的内部突出。这些行进限制元件33还可以包括抵接座36，该抵接座36制成在锁定销20中并且在使用期间抵接销35定位在该抵接座36中。

锁定销20还设置有装配部分37，该装配部分37被定位成从衬套24突出，并且致动端子38可根据下面描述的模式作用在该装配部分37上，以便确定锁定销20在贯通座25中沿滑动轴线Z的轴向平移。

装配部分37和耦接部分32可以由例如通过螺纹元件(图4)彼此相互耦接的两个单独的部件限定。

装配部分37可包括凹部39，致动端子38可在凹部39中起作用。

根据本发明的一个方案，相应的锁定装置18与伸缩臂10的节段11-14中的每一个相关联，并且锁定装置18或其至少一些具有其装配部分37，在该具体情况下，凹部39沿着平行于上述抽出轴线X的公共轴线对准。

以这种方式，致动端子38可以沿着抽出轴线X轴向移动，并且确定锁定装置18中的一个或另一个的致动。

根据本发明的该方案，装配部分37的所有凹部39可以具有相同的尺寸并且面向相同的方向，以允许致动端子38作用在凹部39中的每一个上。

根据可能的方案，壳体座23或限定壳体座23的管状元件26可以与节段的第一端部15(即，总是位于伸缩臂10内部的端部)相对应地安装。

第一端部15可包括支撑头部40，限定节段的侧壁21连接到支撑头部40。

壳体座23可以制成在支撑头部40中，或者管状元件26可以连接到其上。

根据可能的方案，伸缩臂10可以包括致动器41，该致动器41安装在使用期间位于最内部的节段的管状腔中，在该具体情况下位于第四节段14中，并且例如利用其一个端部连接到使用期间位于最外部的节段，在该具体情况下为第一节段11。

致动器41可以包括液压缸。

致动器41的长度可以基本上等于或小于在使用期间位于最内部的节段的长度，在该具体情况下相对于第一节段11的长度。

致动端子38与致动器41相关联，并且沿着抽出轴线X轴向移动，以便在每种情况下与锁定销20中的一个或另一个协作地设置。

根据可能的方案，致动器41还可设置有至少一个(在该具体情况下为两个)选择性装配元件42，选择性装配元件42可在横向于抽出轴线X的方向上选择性地移动。

可沿抽出轴线X轴向移动的每个节段12-14还设置有至少一个装配座43，致动器41的选择性装配元件42能够选择性地插入到该装配座43中。

根据可能的方案，每个节段12-14可以包括在节段的相对壁上(例如在相应的支撑头部40中)制成的两对装配座43。

选择性装配元件42和致动端子38可以安装在单个支撑体44上，该单个支撑体44如上所述通过致动器41移动。

下面描述用于驱动致动器41的模式和用于相对于第一节段11抽出第二节段12的模式。

在第二节段12完全位于第一节段11内的缩回状态下，第二节段12的锁定销20插入在第一节段11的第一端部15附近的第一锁定座19中。

当需要第二节段12相对于第一节段11延伸时，致动端子38利用致动器41与待解耦的锁定销20相对应。致动端子38插入到装配部分37的凹部39中，并且通过沿着滑动轴线Z的平移使锁定销20与第一锁定座19解耦。

选择性装配元件42被驱动以插入到第二节段12的装配座43中，使得当线性致动器41使致动端子38沿着抽出轴线X移动时，第二节段12相对于第一节段11被抽出以达到期望的伸出状态。

该期望的伸出状态对应于第二节段12的锁定销20与第二锁定座19对准的状态。可以根据待达到的伸缩臂10的长度沿着第一节段11的长方形展开从存在于侧壁21中的锁定座19中的一个中选择第二锁定座19。

在伸出状态下，致动端子38作用在装配部分37上，并使锁定销20沿滑动轴线Z移动。锁定销20插入在第二锁定座19中，限制处于伸出状态下的第二节段12相对于第一节段11的往复位置。

有利地，在第二锁定座19和锁定销20之间的相互对准有问题的情况下，旋转限制装置27允许衬套24的受限旋转，并且因此允许锁定销20的受限旋转，以便于衬套24和锁定销20插入到锁定座19中。这样，锁定销20与新的锁定座19对准，从而保证第二节段12在伸出状态和缩回状态下相对于第一节段11正确耦接。

显然，在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以如上所述对伸缩臂10进行部件的修改和/或添加。

还清楚的是，虽然已经参考一些具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员当然能够实现具有如权利要求中所阐述的特征并且因此全部落入由其限定的保护领域内的许多其它等效形式的伸缩臂10。

Claims (10)

1.一种用于提升负载的起重机用伸缩臂，所述伸缩臂包括：管状第一节段(11)；至少管状第二节段(12)，其位于所述第一节段(11)中并且可沿着抽出轴线(X)相对于所述第一节段(11)抽出；以及至少锁定装置(18)，其被配置为沿着所述抽出轴线(X)轴向且选择性地锁定所述第一节段(11)和所述第二节段(12)，所述锁定装置(18)包括：至少一个锁定座(19)，其设置在所述第一节段(11)中；以及锁定销(20)，其与所述第二节段(12)相关联，沿着横向于所述抽出轴线(X)的滑动轴线(Z)滑动并且能够选择性地插入在所述锁定座(19)中，其特征在于，所述锁定装置(18)包括：穿过所述第二节段(12)的侧壁(21)制成的至少一个壳体座(23)；以及插入在所述壳体座(23)中并设置有贯通座(25)的衬套(24)，所述锁定销(20)滑动地插入在所述贯通座(25)中，并且在所述壳体座(23)和所述衬套(24)之间设置有旋转限制装置(27)，所述旋转限制装置(27)被配置为允许所述衬套(24)和所述锁定销(20)相对于所述壳体座(23)围绕所述滑动轴线(Z)受控角旋转。

2.根据权利要求1所述的伸缩臂，其特征在于，所述旋转限制装置(27)被配置为允许相对于所述滑动轴线(Z)以±1°和±5°之间的角度α受控旋转。

3.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述旋转限制装置(27)包括与所述壳体座(23)相关联的中空部(28)以及与所述衬套(24)相关联的突出元件(29)，并且其中所述突出元件(29)具有小于所述中空部(28)的尺寸，以便允许所述衬套(24)相对于所述壳体座(23)的所述受控角旋转。

4.根据权利要求3所述的伸缩臂，其特征在于，所述突出元件(29)包括装配在所述衬套(24)的外表面上的榫舌。

5.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述锁定销(20)被配置为在所述衬套(24)的所述贯通座(25)中仅沿所述滑动轴线(Z)轴向滑动，并且防止所述锁定销(20)相对于所述贯通座(25)的往复旋转。

6.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述衬套(24)设置有轴向约束元件(30、31)，所述轴向约束元件(30、31)被配置为约束所述衬套(24)本身在所述壳体座(23)中的轴向位置，并且允许所述衬套(24)的周向旋转。

7.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述锁定销(20)设置有装配部分(37)，所述装配部分(37)定位成从所述衬套(24)突出，并且致动端子(38)作用在所述装配部分(37)上以确定所述锁定销(20)在所述贯通座(25)中沿所述滑动轴线(Z)的轴向平移，使得所述锁定销(20)可选择性地插入在所述锁定座(19)中。

8.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述第一节段(11)包括多个锁定座(19)，所述多个锁定座(19)沿着所述抽出轴线(X)彼此隔开，并且每个锁定座(19)限定所述第二节段(12)相对于所述第一节段(11)的相应锁定位置。

9.根据权利要求1或2所述的伸缩臂，其特征在于，所述伸缩臂包括包含所述第一节段(11)和所述第二节段(12)在内的多个节段(11、12、13和14)，所述多个节段(11、12、13和14)被定位成一个位于另一个内部，并且可沿着抽出轴线(X)选择性地抽出，并且每一对节段包括两个锁定装置(18)，所述两个锁定装置(18)相对于所述抽出轴线(X)定位在相对位置，并作用在所述一对节段的相对壁上。

10.一种起重机，包括根据前述权利要求中任一项所述的伸缩臂，所述伸缩臂设置有包含所述第一节段(11)和所述第二节段(12)在内的多个节段(11、12、13、14)。