JP2021176670A - 移動式ピン引き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械、特にクレーンの構成部品を接続するためのピンの引き抜き及び／又は挿入のための、特に携帯可能な移動式ピン引き装置又はピン駆動装置を提供する。【解決手段】ピン引き装置は、充電式バッテリを有する少なくとも１つの電動機と、この電動機によって駆動可能な、少なくとも１つのピンを移動させるためのリニアアクチュエータと、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、建設機械、特にクレーンの構成部品を接続するためのピンの引き抜き及び／又は挿入のための、特に携帯可能な移動式ピン引き装置又はピン駆動装置に関する。

建設機械を設置する際、夫々の部品は、原則として互いにピン留めされている。ブームシステム、特に格子状ブーム、カウンターブーム、ブームエクステンション、フライブーム、及びそれらのガイイングフレームを設置するためのクレーンの格子状の部品が顕著な例である。同一構造又は異なる構造の幾何学的且つ構造的な形状を有する多数の格子片は、フォークフィンガー接続部により互いにピン留めされる。ピンを挿入するために、まず格子片の接続点を一致させる必要がある。

格子片は比較的重いため、補助クレーンによって格子片を拾い上げて、２つの格子片の孔が軸上で一致する組立位置に移動させる必要がある。正確な位置合わせは非常に困難なため、少なくとも一方が長い円錐形になっているピンが使用される。このようなピンは、十分に強い押圧により孔に導入され、フォークフィンガー接続部を互いに整列させることができる。必要なこの押圧は、大きなハンマーにより加えることができる。しかし、この目的のためには、調整係がフォークフィンガー接続部に直接近づく必要があり、これは、格子片間に存在する歪みによる、ある種の危険性を示している。特に、４点ピン接続の2番目又は最後のピンを取り外すとき、格子片の間に相対的な動き（格子片が互いに相対的に揺動、並進すること）を生じる可能性がある。このような危険性を最小限に抑えるために、格子片の重量、補助クレーンで受ける力の微調整、力を導入する点の正しい選択を事前に考慮しなければならない。

このような手作業に代わって、今日の先行技術として油圧式のピン引き装置がある。それらは通常、ピン引きに必要な高いエネルギーを供給するために寸法及び質量が大きく、その取扱いと建設現場への輸送が困難になり、時間もかかる。従来のピン引き装置の例を図１に示す。この解決策は、駆動アセンブリ２と油圧ピン引きシリンダ３が支持された乗り物１からなる。乗り物１の長さは約２．５メートルであり、高さは１．６メートルである。ピン引きシリンダは通常、長さ０．５メートル以上であり、重量は約２０キログラムである。

クレーン３０を組立てるために、乗り物１を、接続するためのフィンガー接続部の近くに移動させる必要がある。その後、調整係はピン引きシリンダ３を取り上げ、それを格子片まで運ぶ。格子片への必要な固定をした後、調整係は乗り物１に戻り、接続が確立されるまで駆動アセンブリ２を高圧運転で作動させる。ピン引きシリンダ３が、次の接続点に取り付けられるが、その前に乗り物を移動させる必要がある可能性がある。

従来のクレーンの側面図を図２に示す。ブームシステムは、複数のピン留めされた格子片２０によって構成されている。矢印は個々のピン接続点を示している。各ピン留めした箇所は４つのピン接続点からなるため、図示のクレーンを設置するためには、合計７６本のピンを挿入しなければならない。従来のピン引き装置を用いてこのようなクレーンを組立てるには、非常に時間がかかることは明らかである。

そのため、特にこのようなピン引き装置の取り扱いを大幅に簡易化する改善策が求められている。

この目的は、請求項１の特徴によるピン引き装置によって達成される。このピン引き装置の有利な実施形態は、従属項の対象となる。

本発明は、コンパクトな構造である移動式のピン引き装置を設計することを目的とする。これは、一体化された充電式バッテリを有する電動機によって可能となる。このような駆動アセンブリは、従来技術として知られる提案と比べ、構造がかなり小型であり、軽量である。さらに、この装置は自律的であり、少なくとも一時的には外部からのエネルギー供給がなくても動作する。この電動機によって、少なくとも１つのピンを動かすリニアアクチュエータが駆動される。このようにして絵得られた手動装置は、駆動アセンブリとアクチュエータとがコンパクトな装置にまとめられており、操縦者が問題なく携帯し、操作することができる。

移動式ピン引き装置は、大きな力でピンを挿入する又は引き抜くときに使用するのに適している。これは特に、建設機械の組立中において、個々の部品がピン接続により固定されている建設機械の場合である。移動式ピン引き装置は、個々の格子片からなるブームシステムの組立又は解体に使用することが好ましい。また、クローラキャリアを建設機械の足回りに固定するのにも同様に有効である。

本発明の好ましい実施形態によれば、リニアアクチュエータは、シリンダ、特に油圧シリンダの形態で設計されている。空圧シリンダの実装も同様に考えられる。このピンは、ロッドの動きによって挿入又は引き抜きを選択的に行うことができる。

このエネルギー変換は、電動機によって駆動される、シリンダへの供給に必要な圧力レベルを生成する介在するポンプ、特に油圧ポンプや空圧ポンプによって行われる。

設けられた電動機は、一方向にのみ回転し、一定の速度でのみ動作することが好ましい。これに伴い、トランスミッションや周波数インバータが不要となる。移動方向及び/又は移動速度の制御は、ポンプとシリンダとの間に接続された１つ又は複数のウェイバルブによって、油圧又は空圧で行うことができる。

シリンダ形式で設けられたアクチュエータは、好ましくは、２ストロークシリンダとして設計されている。２ストロークシリンダでは、どちらの方向への動きにも必要な油圧が略同一であるため、どちらの方向に設定しても略同一の動作が可能である。

ピン引き装置は、リニアアクチュエータがピンに必要な運動エネルギーを与えることができるように、機械構造体に固定されていなければならない。ピン引き装置は、この目的のために少なくとも１つの適切な接続点を有している。ピン引き装置の適切な接続点としては、挿入されたピンを有するフォークが考えられる。ピン引き装置は、ピンを用いて、機械構造体の開口したアイレットに、迅速且つ簡単な方法により吊り下げられる。機械構造体の一致する溝に挿入することにより同様に、アクチュエータの押す方向又は引く方向に対して、ピン引き装置を適切な架台表面、好ましくはピン引き装置のハウジングのショルダ部に固定することができる。ショルダ部は、具体的には、アクチュエータの外周に設けられた環状の隆起部分として設計することができる。

ピンを間接的又は直接的に受け取るためのアクチュエータの受け手段は、ピストンロッドの自由端に設けられた爪の形として設計することができる。ピンは、例えばネジのようなレセプションヘッドを有する導入ロッドとして設計することができる。このヘッドは、爪によって周囲に係合することができ、それにより、押す力及び引く力をピンに加えることができる。

ピン引き装置を制御／操作するために、ピン引き装置に局所的に配置された制御ユニットを設けることができる。ピン引き装置は、制御ユニットによってスイッチオンされることで、すなわち引張力又は押付力の動作モードを適用し、更に必要に応じてアクチュエータの作動速度を設定することができる。

冒頭で述べたように、ピン接続点の周辺領域は、引っ張る又は挿入する際に操縦者にとって危険性があるため、リモートコントロールの可能性によりピン引き装置を拡張することが好ましい。ピン引き装置は、この目的のために、携帯型のリモートコントローラを接続するための適切な通信インターフェースを有することができる。外部のリモートコントローラを有する有線による通信リンクが考えられるが、無線ベースのインターフェースが好ましい。操縦者が、最初にピン引き装置を機械構造体に固定する際に、この拡張によってピン接続点の領域でリスクを負うことなく固定することができ、その後、リモートコントロールによって十分な距離を置いて力の印加と、ピンを引き抜き又は挿入するプロセスを開始することができる。このリモコンは、ピン引き装置専用のリモコンでもよいが、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン等の市販の通信機器の使用も考えられる。

アクチュエータによるピンの作動中に発生する力を監視するための一体型の安全装置を、ピン引き装置に装備することが提案されている。電動機の消費電力と、アクチュエータがピンを作動させるために加えるべき力と、の間には特定の関係があり、シリンダが加える力は、たとえば電動機を流れる電流に比例するため、アクチュエータが現在加えている押す力又は引く力は、電動機の電力依存パラメータ、特に電動機の電流によって決定することができる。決定された電気的パラメータと、関連する限界値との比較は理にかなっている。限界値を超えた際には、ピン引き装置はユーザメッセージを生成することができる。このメッセージは、聴覚的、視覚的、又は触覚的にユーザに表示することができる。

この安全装置は賢明にも、アクチュエータによって加えられる力、特に電動機の検出された電力値／電流値が規定の限界値を超えた場合に、一体化された制御ユニットを介してピン引き装置のローカル操作を阻止する機構を備えることができる。限界値を超えた場合、必要な力を加えることで危険性が増大することが考えられる。ピン引き装置は、理想的には、通信インターフェースを介した遠隔操作によってのみ作動できる。

ピン引き装置及び/又は設置する部品を高すぎる圧力から保護するために、圧力開放弁等の油圧／空圧保護装置を設けることができる。

本発明のさらなる利点及び特性は、図に示す実施形態を参照して、以下により詳細に説明される。

図１は、先行技術に係るピン引き装置である。 図２は、要求されるピン接続点を図示するための例示的なクレーンの側面図である。 図３は、コンパクトな構造の移動式ピン引き装置のための、本発明に係る解決策である。 図４は、挿入されたピン引きシリンダを備える格子片のピン接続点の平面図である。 図５は、受け取ったピンを備える本発明に係るピン引き装置の２つの図である。 図６は、クレーン構造で使用される本発明に係るピン引き装置の説明図である。

図３は、本発明に係る移動式ピン引き装置の革新的な解決策を示している。図示された手動装置４０は、充電式バッテリ４１を有する電動機からなる。電動機は、回転方向とエンジンの回転数に依存して、作動油を搬送する油圧ポンプ４５を駆動する。この電動機は、一定の速度で一移動方向のためにのみ構成されている。

油圧ポンプ４５は、その調整された圧力で、ピストンロッド４９を有する油圧シリンダ４６に作動油を送る。ピストンロッド４９の直線的な運動により、ピンを挿入又は引き抜くことができる。油圧シリンダ４６は、どちらの調整方向においても略同じように作動する、２ストロークシリンダとして設計されている。

シリンダ４６のピストンロッド４９の移動方向又は設定速度を変更するために、ポンプ４５は、４／３ウェイバルブによってシリンダ４６に接続されている。バルブ位置によって、設定方向と、必要に応じて設定速度とを変更することができる。オペレータは、手動装置４０の一体型の制御ユニット４４を介して、バルブを始動することができる。電動機の起動も、制御ユニット４４を介して行われる。ユーザは、ハンドル４２によって手動装置４０を拾いあげて保持することができる。

ピン引き装置４０は、押されるとき及び引かれるときの両方で働き、すなわち、ピンを挿入すること及び引き抜くことができる。装置４０は、ピンへの理想的な力の伝達のために、ピン接続点の領域において、機械構造体にあらかじめ固定されるべきである。少なくとも１つの接続点４７，４７’，４７”が、この目的のために手動装置４０に設けられている。第１の接続点４７’は、図３に示されていないピンを横方向に支持するためにシリンダ端部に形成されたフォークである。手動装置４０は、例えば、シリンダ４６の生成された直線運動に対して手動装置４０を固定するために、ピンを用いて機械構造体の、開口したアイレット２３に吊るすことができる。図４は、ピン接続点２１を有する格子片２０を示している。手動装置４０は、ここでは左下のピン接続点２１を作動させるために使用される。

ピストンロッド４９は、その伸長可能な端部に、移動されるピン２２に導入されるネジ２１１を受けるための爪４７を有している。これは、例えば図５に示される。図５において、左図は、伸長したピストンロッド４９を備えるピン引き装置４０と、挿入されたピン２２とを示し、右図は、後退したピストンロッド４９と、引き抜かれたピン２２とを示している。

機械構造体に対する手動装置４０の接続のためのフォーク４７’に加えて、又は、これに代えて、図６に示される実施形態に見受けられるショルダ部４７”を設けることができる。このショルダ部は、シリンダ４６のシリンダハウジング上に配置されるとともに、手動装置４０を機械構造体へ固定するために設けられた環状溝２４内に配置されるリングによって形成されている。これにより、力の伝達が可能になる。

シリンダ４６の２つの作動空間は、図示はしない又は内側に配置された油圧ラインを介してポンプ４５に接続されている。油圧ラインは、取り扱い時又は設置時の損傷を避けるために、シリンダ４６に可能な限り都合よく設置されている。接続点４７には方向性がありかつピン２２を受け入れるためには手動での調整が必要であるために、シリンダ４６のピストンロッド４９は、特にガイドされておらず、手動でその長手方向の軸を中心にして回転させることができる。ピストンロッドヘッドのローレット加工された表面は、ピストンロッド４９の取り扱いを容易にし、回転時の滑り落ちを防止する。

手動装置４０の制御ユニット４４は、ユーザに対するリスクの可能性に起因して、常時使用できるとは限らない。このため、手動装置４０は、通信インターフェースを有する一体型の安全装置を備えており、これにより、外部のリモートコントローラを介して手動装置４０の無線による遠隔制御が可能になる。手動装置４０の内部の通信モジュールは、リモートコントローラからコマンドを受信し、それらを実行することができる。

誤操作を防止するために、リモートコントローラと手動装置４０との安全なペアリングが提供されている。リモートコントローラの電波範囲は非常に広いため、調整係はピン接続点２１のリスクが発生しやすい領域から離れられる。

手動装置４０には、電動機により消費される電流を計測するためのセンサが設けられている。電動機はポンプ４５に直接接続されているため、シリンダ４６によって加えられる油圧力は、電動機に流れる電流に比例する。この電流が定義された閾値を超えた場合に、安全装置が音響アラームを作動させる。オペレータは、そのアラームから、ピン２２が非常に硬くなっているというフィードバックを受け取る。このため、ボルト２２を外した後に、ボルト２２に連結されていた格子片２０が動くというリスクがある。この場合、調整係は、リモートコントローラを使用して、リスクゾーンの外にいなければならない。特にこの場合、安全上の理由から、安全装置は、ローカル制御ユニット４４をブロックし、リモートコントローラによる手動装置４０の操作のみを許容する可能性がある。

このアラームは、単に電流の流れにのみ依存して発生し、また、リモートコントローラを介した手動装置４０の制御によっても鳴動する。したがって、第２の圧力段階、いわゆる低圧段階は、以前の解決策と同様に不必要となる。

シリンダ４６のピストンロッド４９の移動は、オペレータの入力が終わるまで非常に長い間行われる。さらに、油圧制御装置では通常使用されるように、少なくとも１つの圧力開放弁が設けられている。このようにして、バルブによって規定された限界圧力を超えると、この移動が終了し、フォークフィンガー接続部２２に関する部品を、大きすぎる力の影響とそれによる損傷から保護することができる。ほとんどの場合では特別に設計されているため、ピストンロッド４９の最大ストロークは、原則としてカバーされるピン２２の提供される経路と一致している。

Claims (13)

1. 建築機械、特にクレーンの部品を接続するためのピンの引き抜き又は挿入のための、特に携帯可能な、移動式ピン引き装置であって、
   前記ピン引き装置は、コンパクトな構造に設計され、
   前記ピン引き装置は、
   充電式バッテリを有する少なくとも１つの電動機と、
   前記電動機によって少なくとも１つのピンを移動させるように駆動可能なリニアアクチュエータと、を備える
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
2. 請求項１に記載の移動式ピン引き装置において、
   電気機械式の前記アクチュエータは、前記電動機によって駆動される少なくとも１つのポンプによって油圧／空圧エネルギーが供給される、少なくとも１つの油圧又は空圧式のシリンダを含む
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
3. 請求項１又は２に記載の移動式ピン引き装置において、
   前記電動機は、一回転方向に一定の速度でのみ作動可能である
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
   少なくとも１つの前記リニアアクチュエータ、特にシリンダの移動方向及び/又は動速度は、バルブ又はバルブ設備を用いることによって制御可能である
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
   少なくとも１つの前記シリンダは、２ストロークシリンダとして設計されている
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
   前記移動式ピン引き装置は、機械構造体に固定するための少なくとも１つの接続点を有し、
   前記アクチュエータは、前記ピンを受けるための受け手段を有する
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
7. 請求項６に記載の移動式ピン引き装置において、
   前記接続点は、前記ピン引き装置を前記機械構造体の開口したアイレットに吊るすためのピンを有するフォークであり、及び/又は、
   前記接続点は、前記機械構造体の溝に挿入するためのショルダ部である
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
8. 請求項６又は７に記載の移動式ピン引き装置において、
   前記受け手段は、前記ピンに導入されたレセプションロッドを、特にネジを、取り上げる爪である
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
   前記ピン引き装置には、ローカル制御ユニットが設けられ、及び/又は、
   外部のリモートコントロールとの通信のための通信モジュールが設けられている
   ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
    特に電流センサとして、電気の電力依存パラメータを検出する手段が設けられ、
    前記電力依存パラメータ又は前記電流が１つ又は複数の閾値を超えていないか監視する、一体型の安全装置が設けられている
    ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
11. 請求項１０に記載の移動式ピン引き装置において、
    前記閾値を超えた場合に、前記安全装置がアラーム信号を生成して発する
    ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の移動式ピン引き装置において、
    前記安全装置は、前記電力依存パラメータ又は前記電流が定義された閾値を超えたときに、ローカル制御ユニットによる前記ピン引き装置の操作を防ぎ、リモートコントロールのみを許可する
    ことを特徴とする移動式ピン引き装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の移動式ピン引き装置において、
    少なくとも１つの圧力開放弁が設けられている
    ことを特徴とする移動式ピン引き装置。

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