JP2017218327A - 可変長フィッティング端部を有する伸縮セクション - Google Patents

Abstract

【課題】ブームセクションに沿って発生する異なる大きさの荷重に対して、より適したブームセクションを提供し、より少ない材料の使用で製造可能とする。【解決手段】下側シェル１及び上側シェル２を有する伸縮クレーンのブームのためのブームセクションに関する。下側シェル１及び上側シェル２が互いに溶接され、下側シェルと上側シェルとの間に延びる溶接シーム３が、ブームセクションの少なくとも１つの領域において、少なくとも１つのセクション端部４に向かって曲げられる。【選択図】図１

Description

本発明は、伸縮クレーンのブームのためのブームセクションに関し、特に、下側シェル及び上側シェルを有し、これら下側シェル及び上側シェルが互いに溶接され、その溶接シームが下側シェルと上側シェルとの間で延び、ブームセクションの少なくとも１つの領域において、少なくとも１つのセクション端部に向かって曲がっているものに関する。

従来より、伸縮クレーンのブームセクションとして、ブームセクション全体の長さよりも長く延びる溶接シームによって接続できる上側シェル及び下側シェルからなるものが知られている。これら上下のシェルは、複数の金属板をそれぞれ含むことができ、ブームセクションに関して横断方向及び長手方向に伸長可能なフィッティング端部を有する。この種の構造は、上側シェル及び下側シェルの構成要素が矩形の金属板から製造される点及び接続溶接シーム、すなわちブームセクションのセクション端部と平行に延びる上下のシェルの接続溶接シームを特徴とする。これは、ブームセクションの非平面領域、すなわち、上側シェル及び下側シェルを互いに接続するのは困難である、という事実に関係している。

従来より公知のブームセクションにおいて、セクション端部と平行に互いに溶接した下側シェルと上側シェルとが、ブームセクションの全長に沿って、又は、ブームセクションの一部に沿って一定の横断面を有し、ブームセクションに加わる荷重が、ブームセクション上の位置及びブーム全体に作用する力に依存して変わることは不都合がある。

周知のブームセクションは、いくつかの領域で過大な横断面部を有し、その横断面部が、より大きなトルクが加わるブームセクションの他の領域においては過小な大きさとなり得る。この点で、下側及び上側シェルの強さが、ブームセクション全体で発生している最大のトルクに耐えるために長手方向全体で十分な大きさとなるように、ブームセクションを安全かつ安定に設計するのは好ましくないことが知られている。これは、より少ない荷重しか加わらないブームセクションの領域において、かなり過大なブームセクションとなり、このことで、不必要に大量な材料が用いられ、関連するブームセクションを製造する際に、それに対応して過大な経費及び重量が生じるという結果を生む。

本発明の目的は、このような背景に関し、ブームセクションに沿って発生する異なる大きさの荷重に対してより適したブームセクションを提供し、これによって、その製造をより少ない材料の使用で行えるようにすることである。

この目的は、本発明に係る請求項１の特徴を有するブームセクションによって、達成される。有利な実施形態は、従属クレームの主題である。下側シェル及び上側シェルを有するブームセクションが提供され、これら下側シェル及び上側シェルが互いに溶接されており、溶接シームが、ブームセクションの少なくとも１つの領域において少なくとも１つのセクション端部に向かって曲げられるように、下側シェルと上側シェルとの間で延びている。

このように、溶接シームの曲げられた範囲は、セクション端部と平行ではない。下側シェルと上側シェルとの間の１本の又は複数の溶接シームの曲げられた配置によって、ブームセクションの縦軸に沿って一定となる寸法を有さない構成要素の下側シェル及び上側シェルを製造することができる。このため、選択的に、より厚い設計のシェルが、例えば、特にかなりの荷重がブームセクションの下側シェルにおいて発生する領域のブームセクションの横断面において、より大きい範囲を占め得る。その一方で、より強いか、より厚い下側シェルは、より少ない荷重がブームセクションに、すなわち、その下側シェルに作用するブームセクションの領域で、ブームセクションの横断面の、より小さい部分で荷重を支持することができる。

これらの領域において、対照的に、下側シェルよりも薄い上側シェルが、ブームセクションの横断面のより大きな部分を占めることができる。対応して斜めに延びる１本又は複数の溶接シームを、ブームセクションがそれらの縦軸に沿って発生する異なった予想荷重に適した、セクション長さに沿って異なる機械的特性を得るように施すことができる。このため、特に所定の剛性を有するブームセクションを製造するための材料の量を減少させることができる。逆に、対応する伸縮ブームの許容荷重を同一材料の使用であっても増大させることができる。

セクション端部（section edges）という用語は、この点で、ブームセクションの全ての非平面構造を含むことができ、特に実質的に長手方向に延びる端部、又は対応するブームセクションの曲がった端部に対し、延びることができる。ブームセクションは、この点で、ブームセクションの長手方向に対して垂直な多角形の及び／又は断面円形の表面を有する。ブームセクション表面の断面の概略形状は、特に多角形及び／又は円形となり得る。

溶接シーム（weld seam）という用語は、本発明では、下側シェルと上側シェルとの間の単一の溶接シームに限定されず、複数の溶接シーム、特に２つの溶接シームであってもよい。それらは、ブームセクションの互いに反対側に配置されることができ、特に互いに対称的に延びてもよい。

本発明の好ましい実施形態において、下側シェルが上側シェルよりも大きな厚みを有していてもよい。より厚い下側シェルで発生している、より高い圧縮力又はブームセクションに沿って異なる曲げトルクは、対応して発生する荷重のために過大にされた部分のある下側シェルではなく、また、このことにより全体的に過大寸法のブームセクションのない下側シェルによって、支持することができる。

更なる好ましい実施形態において、下側シェルがブームセクションのトルク増加に合わせて強くなってもよい。この点で、下側シェルが強くなるということは、側面視でブームセクションを下から上まで見たときに、ブームセクションの横断面が、より大きな断面部分となることを意味する。例えば、もし荷重又は発生するトルクの線形的な増加が問題となるブーム断面で発生する場合、それに対応して溶接シームの強度をブームセクションに沿って直線的に上げ得る。

更なる好ましい実施形態において、下側シェルと上側シェルとの間の溶接シームが、ブームセクションのセクション端部に対して一定の角度で又は様々な角度で、及び／又は、カーブするようにブームセクション全体に沿って延びてもよい。その代わりに、下側シェルと上側シェルとの間の溶接シームが、ブームセクションのセクション端部に対して一定の角度で又は様々な角度で、及び／又はカーブするように、ブームセクションの一部に沿って延びてもよい。下側シェルと上側シェルとの間の溶接シームが、異なる部分、すなわちブームセクションの異なる部分に沿って、ブームセクションのセクション端部と平行に延びてもよい。自由に又はほぼ自由に溶接シーム範囲を延長してもよく、このことは、例えばブームセクションの締結要素又は他の荷重導入部のような構造に特に単純な構造方式を用いることを可能にする。これらの構造を設けることで、より大きな寸法を有し、及び／又は、ブームセクションの横断面のより大きな部分を設けた下側シェルによって補強される構成とすることができる。それらが、互いに対応するように、又は、互いに並んで配置されたときに隙間のないように互いに溶接されることができるように、下側シェル及び上側シェルの端部が製造される。この目的のために、下側シェルの端部は、それに溶接する上側シェルの端部が嵌め込まれるように形成され得る。これは、ブームセクションのセクション端部に対し、曲げられた形で、そして、平行に及び／又はカーブして延びる溶接シームにも等しくあてはまる。

好ましい実施形態において、下側シェル及び上側シェルをレーザーハイブリッドプロセスによって互いに溶接してもよい。この種の溶接方法は、特に単純な平面状には延びていない溶接シームを設けることを可能にし、それによって溶接は、長手方向に又はある角度で延びるブームセクションの曲がった端部上に対応して施すことができる。代わりに又は追加で、他の溶接プロセスによって対応する非平面溶接シームを特に自動的に施すことができる他の溶接方法も考えられる。

本発明は、請求項１〜７のうちの１つにおける、少なくとも１つのブームセクションを有する伸縮クレーン用のブームに関する。同様に請求項１〜７のうちの１つにおける、少なくとも１つのブームセクションを有する伸縮クレーンに関する。

従来技術に係るブームセクションを示す斜視図である。 従来技術に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。 セクション全体の長さよりも長く延びる溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを示す斜視図である。 セクション全体の長さよりも長く延びる溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。 ねじれる溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。 ねじれる溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。 自由に延びている溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。 カーブする方法で延びている溶接シームを有する本発明に係るブームセクションを複数箇所で切断して示す断面図である。

本発明の更なる詳細及び効果は、図に示される例示的実施形態を用いて示される。

図１は、下側シェル２及び上側シェル１を有する従来技術から公知の伸縮クレーンのブームにおけるブームセクションを示す。そして、下側シェル２及び上側シェル１は、ブームセクション全体の長さ以上に延びる溶接シーム３によって互いに溶接されている。図１及び図２に示すように、溶接シーム３は、ブームセクションのセクション端部４と平行に延びている。

図３及び図４に示すように、本発明に係る溶接シーム３は、ブームセクションの全長よりも長い１本の又は複数のセクション端部４に対して一定の角度を有することができる、ある角度で延びている。ある角度に延びている溶接シーム３は、この点でフィッティング端部と呼ばれ得る。

図３〜図７に示されるセクション端部４を越える溶接、すなわち非平面溶接シームの溶接は、最新の溶接プロセス（例えばレーザーハイブリッドプロセス）によって行える。溶接シーム３は、この点で、もはやセクション端部４と平行に延びず、その代わりに、ブームセクションの湾曲面で、及び／又は、端部を超えて、延びることができる。伸縮セクションの、すなわちブームセクションの、選択的により厚くした下側シェル２を、トルク増加に合わせて増強させ得る。しかしながら、また構造としては、図５に示される、はじめに増強されているか若しくは曲げられたセクション範囲又は溶接シーム範囲を有し、より遠い範囲では、ブームセクションのセクション端部４を有する溶接シーム３の平行な配列を有することが考えられる。ブームセクションの後部領域において、すなわち図５のブームセクションの右領域において、ブームセクションが、異なるブームセクションにおいて、すなわち、他のクランプ装置において、対応してクランプされるブームセクションのクランプ領域となり得る。

図２及び図４〜図８は、より多くの詳細図において、異なるタイプの溶接シームを示す。ここでは、それぞれの対応する金属板、すなわち下側シェル２及び上側シェル１がこれらの図の上側領域で展開した形で示されている。また、下側シェル２及び上側シェル１がそれぞれの平面図において示され、下側シェル２及び上側シェル１を完成するために必要な長手方向に延びるセクション端部なしで展開されている。

列挙した図の中間域において、それぞれのブームセクションの側面図を、ブームセクションの終端に設けられ得る付加的な端部と共に示す。

列挙した図の下側領域において、ブームの対応箇所の断面図を示す。ここで、下側シェル２が対応する上側シェル１よりも概して厚いことがわかる。ここで、「より厚い」ということは、対応する構成要素の板厚がより厚いということを意味する。破線の垂直線は、それぞれの断面が配置される領域を示す。すなわち、対応するブームセクション中のどの領域かを示す。

断面図は、下側シェル２が丸い横断面を有するブームセクションの実施形態を示す。しかしながら、他の全ての横断面でも対応する伸縮クレーンの要求を満たし得る。

本発明に係るブームセクションを製造する第１段階において、どのような荷重がブームセクションに沿って発生するかの決定がなされ得る。次のステップで、どのセクションの厚み、すなわち、どの材料厚さが、ブームセクションの長手方向範囲に沿うこれらの荷重を支持するために必要かが決定される。次のステップにおいて、算出された荷重を支持し得る下側シェル２及び上側シェル１の外形が決定され、そして、このように決められた下側シェル２及び上側シェル１は、適切な半仕上製品から作り出される。更なるステップで、下側シェル２及び上側シェル１において、特にレーザーハイブリッドプロセスが行われる。特に追加ステップにおいて、ブームセクションの準備又は後処理のために、又は、さらに上述した主なステップ間に更なる中間のステップを同様に設けてもよい。

図７は、特に対応する溶接シーム経路のために厚くなる領域５が存在し得る、自由な範囲を有する溶接シーム３が、領域５を形成し又は領域５に配置される、対応して補強された下側シェル２によって形をなし得ることを示す。厚くすべき領域５は、例えば、ブームセクションへの荷重導入が起こる部分である。

図８は、図３及び図４と同様の方法で、本発明に係る、ある角度に延び、ブームセクションの全長よりも長く、線形に延びずにむしろ最小限に部分的にカーブするように延びる溶接シーム３を示す。溶接シーム３の湾曲具合をわかりやすく例示するために、直線が示され、直線と溶接シーム３との間の間隔は、互いに向けられる２本のそれぞれの矢によって、特定の位置で強調される。図示した全ての実施形態を、ブームセクションの側面に設けることができ、溶接シーム３は、概して、ブームセクションの左右に設けられ得る。このとき、ブームセクションの２つの溶接シーム３は、互いに関して対称形でも非対称形でもよい。

Claims (9)

1. 下側シェル(２)及び上側シェル(１)を有する伸縮クレーンのブームのためのブームセクションであって、
   上記下側シェル(２)及び上記上側シェル（１）は、互いに溶接され、
   上記下側シェル(２)と上記上側シェル（１）との間の溶接シームが、上記ブームセクションの少なくとも１つの端部において、ある角度で少なくとも１つの領域へ延びている
   ことを特徴とするブームセクション。
2. 請求項１に記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)は、上記上側シェル(１)よりも大きな厚みを有する
   ことを特徴とするブームセクション。
3. 請求項１又は２に記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)は、上記ブームセクションのトルク増加に合わせて増強される
   ことを特徴とするブームセクション。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)と上記上側シェル(１)との間の溶接シームが、上記ブームセクションの端部に対して一定であるか又は様々な角度でブームセクション全体に沿って、及び／又はカーブするように、延びる
   ことを特徴とするブームセクション。
5. 請求項１から３のいずれか１つに記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)と上記上側シェル(１)との間の溶接シームが、上記ブームセクションの端部に対して一定であるか又は様々な角度でブームセクションの一部に沿って、及び／又はカーブするように、延びる
   ことを特徴とするブームセクション。
6. 請求項５に記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)と上記上側シェル(１)との間の溶接シームは、上記ブームセクションのセクション端部と平行にブームセクションの一部に沿って延びる
   ことを特徴とするブームセクション。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のブームセクションにおいて、
   上記下側シェル(２)及び上記上側シェル(１)は、レーザーハイブリッドプロセスによって互いに溶接される
   ことを特徴とするブームセクション。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載のブームセクションを有する伸縮クレーン用のブームである
   ことを特徴とするブーム。
9. 請求項１から７のいずれか１つに記載のブームセクションを有する
   ことを特徴とする伸縮クレーン。

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