KR20080080319A - 걸쭉한 재료의 공급 장치를 위한 관절 연결식 마스트 - Google Patents

Abstract

선회 조인트를 매개로 서로에 연결된 적어도 두 개의 마스트 섹션을 포함하고 일직선의 종방향 길이를 갖는, 특히 콘크리트 공급 장치를 위한, 관절 연결식 마스트에서, 하나의 마스트 섹션이 인접한 마스트 섹션에 대해 선회 조인트 축에 대하여 선회될 수 있어서, 관절 연결식 마스트가 절첩된 수송 위치로부터 바깥쪽으로 선회된 작업 위치로 이동될 수 있고, 관절 연결식 마스트의 적어도 하나의 선회 조인트는 경사형 선회 조인트 축을 갖는다.

관절 연결식 마스트, 걸쭉한 재료, 콘크리트, 선회 조인트, 절첩, 경사형 선회 조인트 굴대

Description

걸쭉한 재료의 공급 장치를 위한 관절 연결식 마스트{Articulated Mast for Thick-Matter Delivery Installation}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 일반적 용어(generic term)에서 정의된 바와 같이 서로 선회될 수 있도록 연결된 복수의 마스트 섹션을 포함하는 관절 연결식 마스트에 관한 것이다.

예를 들어 콘크리트, 모르타르 등과 같은 걸쭉한 재료를 공급하는 경우, 높이 차이는 공급될 걸쭉한 재료가 공급 라인 또는 배관 시스템을 통해 소정의 배치 지점으로 공급되는 소위 공급 장치를 매개로 극복된다. 본 명세서에서 공급 압력 및/또는 공급 유량은 걸쭉한 재료 펌프(thick-matter pump)에 의해 생성된다. 이러한 공급 장치는 예를 들어 트럭 상에 장착된 관절 연결식(articulated) 및/또는 신축식(telescopic) 마스트를 갖는 파이프 시스템의 조합으로서 통상적으로 설계된다. 물론, 이러한 공급 장치는 설계 상 고정될 수 있거나 또는 조작기(manipulator)로서 구현될 수 있다. 이러한 공급 장치가 트럭 상에 장착되는 경우, 트럭은 초기에 사용 지점에서 수평으로 정렬되고 기울어지지 않도록 고정된다. 그런 다음에 관절 연결식 마스트의 개별적인 마스트 섹션 또는 마스트 아암만이 비절첩되거나 바깥쪽으로 회전될 수 있으며, 공급 장치가 기동될 수 있다. 그런 다 음, 걸쭉한 재료 펌프가 외부에서 제공된 걸쭉한 재료를 관절 연결식 마스트 섹션을 따라 배열된 파이프 시스템을 통해 소정의 배치 지점으로 수송하며, 그 지점에서 걸쭉한 재료는 예를 들어 트렁크(trunk)형 호스 연장부를 통해 파이프 시스템을 떠난다. 극복해야 할 높이 차이가 상당할 수 있으며, 50 미터 이상일 수 있다. 물론, 이러한 공급 장치는 예를 들어 대처하기 어려운 또는 접근하기 어려운 지역에서 수평 거리를 극복하기 위해 사용될 수도 있다.

관절 연결식 마스트의 개별적인 마스트 섹션은 대개 선회 베어링 또는 선회 조인트를 매개로 서로 연결된다. 예를 들어 유압 실린더에 의해 공지된 방식으로 위치 설정력(positioning force)이 작용되며, 유압 실린더는 선회 조인트를 매개로 서로 연결된 두 개의 인접한 마스트 섹션 사이에 배열된다. 피스톤 로드의 전개 및 수축에 의해 하나의 마스트 섹션은 나머지 마스트 섹션에 대해 선회되며, 나머지 마스트 섹션은 대개 이러한 접속에서 정 위치에 고정된다.

전체적인 관절 연결식 마스트 또는 마스트 상부 구조는 소위 마스트 받침대(pedestal)에 장착되며, 이 위치에서 수직 축에 대해 회전 가능하게 장착된다. 마스트 받침대에 배열된 마스트 섹션은 대개 제1 마스트 섹션이라 지칭되며, 후속하는 마스트 아암 섹션들은 연속적으로 계수(numbering)된다. 아주 종종 관절 연결식 마스트는 두 개, 세 개 또는 네 개의 개별적인 마스트 섹션을 가지며, 그에 따라 두 개, 세 개 또는 네 개 부재의 관절 연결식 마스트로 지칭된다.

마스트 섹션이 작동 위치로부터 수송 또는 휴지 위치로 절첩될 때, 공간적인 고려 사항은, 마스트 섹션 중 하나가, 특히 네 개 부재의 관절 연결식 마스트의 세 번째 마스트 섹션이, 서로 절첩될 때, 마스트 섹션 중 하나는 선행하는 또는 이전의 마스트 섹션의 측부를 지나쳐서 이동되어야 한다는 문제를 대개 야기하는 데, 왜냐하면 불리한 퇴적 높이가 극복되어야 한다면 후자는 선행하는 또는 이전의 마스트 섹션의 바로 아래에 위치될 수 없기 때문이다. 이러한 것은 제2 마스트 섹션이 절첩될 때 제2 마스트 섹션이 제1 마스트 섹션 또는 다른 상부 구조를 지나쳐서 이동되어야 하는 경우에 제2 마스트 섹션에 대해 사실일 수 있다. 이 때문에, 관련된 마스트 섹션들은 오프셋 구조를 가지며, 오프셋 구조는 마스트 섹션들이 지나쳐서 이동하게 한다.

오프셋은 관련된 마스트 섹션의 무게 중심이 비절첩 상태에서 이동되게 한다. 그러나, 오프셋은 마스트 섹션에 장착된 공급 라인 섹션 및 선회 조인트를 포함한 오프셋 마스트 섹션을 후속하는 마스트 섹션의 무게에서의 측방향 이동을 야기한다. 그러므로, 비절첩 상태에서, 높은 횡방향 힘(transverse force)이 작용하며, 이는 또한 개별적인 마스트 섹션에서 비틀림 모멘트를 야기하고(비틀림 모멘트로부터 야기되는 응력은 특히 오프셋 구역에서 극도로 높다), 특히 관절 연결식 마스트가 마스트 받침대에 장착된 영역에서 그리고 선회 조인트에서 높은 휨 또는 틸팅 모멘트에 이르게 한다. 이 때문에, 마스트 받침대에서 관절 연결식 마스트에 대한 장착은 물론 개별적인 마스트 섹션 및 선회 조인트는 상응적으로 안정된 설계이어야 하며, 그 사실은 구조 상의 경비를 추가적으로 초래한다. 추가적으로, 고도의 구조 상의 경비는 관절 연결식 마스트의 상응하는 무게에 대해 부정적인 영향을 미친다.

본 발명의 목적은 구조 상의 경비가 낮게 유지될 수 있도록 관절 연결식 마스트에서 결과로서 생성된 횡방향 힘 및 휨 모멘트를 감소시키는 것이다. 또한, 목적 해결 방안은 공지된 종래 기술에 비해 경제적인 장점을 얻기 위해 의도된다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부의 특성에 의해 달성된다. 언급된 종속항들의 특징들은 논리적인 추가 발전 및 실시예를 나타낸다.

지나쳐서 이동하기 위한 마스트 섹션이 그 일단부에 의해 바로 선행하는 마스트 섹션에 장착되게 하는 선회 조인트 굴대의 경사의 효과는 관절 연결식 마스트가 휴지 또는 수송 위치에 있는 동안 이러한 마스트 섹션이 선행하는 관절 연결식 마스트로부터 측방향으로 편향되는 것이며, 즉 연결하는 선회 조인트에서 벌려지는 것이다. 관련된 마스트 섹션의 두 개의 종방향 축들은 선회 조인트에서 약간 교차하며 확장각(α)를 형성한다. 마스트 섹션들이 휴지 또는 수송 위치로부터 작업 위치로 선회되면, 마스트 섹션 자체들은 수직 기준면 내에 정렬하며, 수직 기준면은 필수적으로 제1 마스트 섹션에 대해 수직으로 연장된다.

관절 연결식 마스트가 비절첩되거나 절첩될 때만, 비교적 작은 횡방향 힘이 관절 연결식 마스트 상에 작용하며, 결과적으로 마스트 섹션 및 마스트 상부 구조 상에 작용하는 전체 토션 및 휨 모멘트들은 아주 작다. 관련된 구조 상의 구성 요소들은 더 작은 부하에 걸맞게 더 작게 치수 설정되며, 결과적으로 관절 연결식 마스트의 무게뿐만 아니라 재료 및 제조 비용도 감소된다.

마스트 섹션이 경사형 선회 조인트 굴대에 대해 비절첩될 때, 선회 조인트를 매개로 연결된 마스트 섹션들은 선회각이 증가함에 따라 이상적인 공통 정렬 상태에 근접하게 되며, 그 상태에서 마스트 섹션들은 수직 기준면 내에 정렬된다. 그러나, 심지어 비이상적인 정렬 상태에서도, 결과로서 생성된 횡방향 힘에 대하여 종래 기술에 비해 두드러진 개선이 얻어진다.

선회 조인트 굴대의 경사는 대개 마스트 섹션에 장착된 제1 마스트 받침대에 관하여 결정되는 선행하는 마스트 섹션의 종방향 축의 수직선에 대한 경사각(β)을 매개로 이러한 경사각을 이용하여 결정된다. 이를 위해, 단순화시키기 위해 경사각이 수평면 내에 결정될 수 있다. 경사각(β)은 22.5도를 초과하지 않아야 하고, 바람직하게는 15도를 초과하지 않아야 하며, 특히 바람직하게는 10도를 초과하지 않아야 하고, 가장 특히 바람직하게는 8도는 초과하지 않아야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않은 경우에 결과로서 생성된 확장각(α) 및 그에 따른 결과로서 생성된 토션 모멘트(또는 횡방향 힘)가 너무 크기 때문이다.

경사형 선회 조인트 굴대의 경사각(β)은 수직 기준면에 대해 수직 위치를 취하는 수평면 내에서 유리하게 결정될 수 있다. 이 경우 오직 평면 성분이, 즉 경사의 수평면 내로의 각도 투영 성분이 결정되며, 이 때 임의의 경사 성분이 무시되지 않는다.

관절 연결식 마스트가 두 개 이상의 마스트 섹션을 포함하면, 관절 연결식 마스트가 비절첩 작업 위치에 있을 때에는 (경사형 선회 조인트 굴대를 갖는) 선회 조인트를 매개로 제3 마스트 섹션에 장착된 벌려진 마스트 섹션이 필수적으로 수직 기준면 내에 확실히 장착되지만, 절첩된 휴지 또는 수송 위치에서는 후속하는 마스트 섹션이 벌려진 마스트 섹션을 선행하는 마스트 섹션에 필수적으로 평행하게 배열되도록, 벌려진 마스트 섹션, 즉 측방향으로 편향된 마스트 섹션을 후속하는 제3 마스트 섹션에 경사형 선회 조인트 굴대를 장착하는 것도 또한 유리하다.

몇 개의 경사형 선회 조인트 굴대를 예시하는 경우에, 경사각(β 및 β')들이 대략 동일한 각도값을 갖는 것이 유리하다. 이러한 것은 조인트 드릴 구멍의 설정 시에 제조 경비를 감소시킬 뿐만 아니라 선행하는 운동학적인 계산을 용이하게 한다. 휴지 또는 수송 위치 내에 있으며 그리고 벌려진 마스트 섹션을 후속하는 마스트 섹션이 벌려진 마스트 섹션을 선행하는 마스트 섹션에 필수적으로 평행하게 배열되는 것도 또한 보장된다.

관절 연결식 마스트가 두 개 이상의 마스트 섹션을 포함하는 예를 들어 네 개의 마스트 섹션을 포함하는 자주 마주치게 되는 실제적인 경우에, 휴지 위치에서 측방향으로 편향된 벌려진 마스트 섹션이, 마스트 받침대에 장착된 마스트로부터 계수된 바와 같이, 제2 또는 제3 마스트 섹션인 것이 유리하다. 후자의 경우에, 제1 및 제2 마스트 섹션은 휴지 또는 수송 위치에서 서로의 상부에 배열되는 반면 두 개의 후속하는 마스트 섹션들이 측방향으로 엇걸리며(staggered), 결과적으로 휴지 위치에서 적절한 무게 분포가 달성된다.

휴지 위치에서, 벌려진 측방향으로 편향된 마스트 섹션의 종방향 축은 선행하는 마스트 섹션의 종방향 축과 확장각(α)을 형성하며, 확장각은 또한 단순화시키기 위해 수평면 내에서의 평면각으로서 정의된다. 확장각(α)은 경사형 선회 조인트 굴대의 경사각(β)의 각도값의 대개 2배이며, 즉 다음의 수학적인 관련식

을 적용한다.

전술한 바와 같이, 관절 연결식 마스트의 휴지 또는 수송 위치에서 벌려진 그리고 그에 따라 측방향으로 편향된 마스트 섹션을 후속하는 제3 마스트 섹션이 벌려진 마스트 섹션을 선행하는 마스트 섹션에 평행하게 배열될 수 있도록, 두 개의 확장각(α 및 α')은, 즉 벌려진 마스트 섹션의 종방향 축과 그 섹션의 선행하는 마스트 섹션의 종방향 축 사이의 각과 벌려진 마스트 섹션의 종방향 축과 그 섹션의 후속하는 마스트 섹션의 종방향 축 사이의 각은 대략 동일한 각도값을 가져야 한다. 그러나, 두 개의 확장각(α 및 α')이 상이한 각도값을 갖는 것도 가능하다.

관절 연결식 마스트의 개별적인 섹션들이 수직 기준면 내에 정렬되어 있는 관절 연결식 마스트의 개별적인 섹션들의 이상적인 공통 정렬 상태는 각각의 두 개의 선회하는 교차된 마스트 섹션 사이의 최대 선회각(γ)이 180도의 각도를 가질 것을 요구하지 않는다. 설계 시에 관절 연결식 마스트는, 각각의 두 개의 인접한 마스트 섹션들 사이의 최대 가능한 선회각(γ)이 180도보다 상당히 작도록 예를 들어 오직 90도 이거나 또는 180도보다 훨씬 크도록 예를 들어 220도인 것을 보장하는 방식으로, 추후에 기대되는 사용을 위해 이미 최적화될 수 있다. 개별적인 마스트 섹션들의 각각의 상응하는 선회에 대한 단부 위치는 예를 들어 선회 조인트 내의 정지부로서 설계될 수 있거나 상응하는 스트로크 길이를 갖는 유압 실린더의 사용에 의해 달성될 수 있다. 이로 인해 무게 및 비용이 감소될 수 있다. 하나 이상의 조인트 경사형 선회 조인트 굴대들이 관절 연결식 마스트 내에 제공되면, 수직 기준면 내에 이들을 정렬시킴으로써 개별적인 마스트 섹션들의 이상적인 공통 정렬 상태가 이러한 기대되는 적용에 부합되어야 한다. 즉, 개별적인 최대 가능한 선회각에 상관 없이, 관절 연결식 마스트의 마스트 섹션들은 비절첩 시에 마스트 섹션들이 수직 기준면 내에 정렬되는 작업 위치로 정렬된 위치를 취해야 한다.

관절 연결식 마스트의 실시예는 후속하는 도면을 사용하여 보다 상세하게 기술되고 설명된다.

도1은 종래 기술의 관절 연결식 마스트의 사시도이다.

도2는 도1에 따른 관절 연결식 마스트의 선회 조인트의 사시도이다.

도3은 도2에 따른 선회 조인트의 부분 단면도이다.

도4는 도2에 따른 선회 조인트의 측면도이다.

도5는 경사형 선회 조인트 굴대를 갖는 선회 조인트의 부분 단면도이다.

도6은 도1에 따라 비절첩된 관절 연결식 마스트의 단순화된 개략적인 표현의 사시도이다.

도7a는 도6에 따른 관절 연결식 마스트의 개략적인 표현의 상부 평면도이다.

도7b는 휴지 또는 수송 상태에 있는 도6에 따른 관절 연결식 마스트의 개략적인 표현의 상부 평면도이다.

도1은 종래 기술에 상응하면서 도면 부호 1로 표시된 작업 위치에 있는 관절 연결식 마스트 또는 마스트 상부 구조를 예시적으로 도시하며, 마스트 또는 상부 구조는 마스트 또는 상부 구조가 선회될 수 있도록 마스트 받침대(2)에 부착되어 있고, 마스트 받침대(2)는 대개 수직축(z축)에 대하여 회전 가능하다. 예를 들어, 마스트 받침대(2)는 도시되지 않은 콘크리트 공급 차량의 트럭 상에 장착될 수 있거나 또는 고정 장치에 부착될 수 있다. 관절 연결식 마스트(1)는 일련의 개별적인 마스트 섹션 또는 마스트 아암(4 내지 7)으로 구성된다. 도시된 관절 연결식 마스트(1)는 4 개의 부재로 된 마스트 상부 구조이다. 선회 조인트(8)는 각각의 경우에 두 개의 인접한 마스트 섹션들을 결합시킨다. 그러므로 도시된 4 개의 부재로 된 마스트 상부 구조는 세 개의 선회 조인트(8)들과 제4 선회 조인트(8a)를 포함하여, 제4 선회 조인트(8a)를 통해 마스트 상부 구조 자체가 마스트 받침대(2)에서 관절 연결된다. 명료하게 하기 위해, 도1은 콘크리트 공급 라인 및 그 부착 수단과 같은 임의의 추가적인 구조적 구성 요소 또는 유압식 선회 실린더 및 그 연결 케이블 등을 도시하지 않는다.

관절 연결식 마스트(1)가 절첩된 휴지 또는 수송 위치에 있을 때, 개별적인 마스트 섹션들의 길이에 따라 또는 콘크리트 공급 차량의 샤시 상의 필요한 상부 구조로 인해, 적어도 하나의 마스트 섹션이 나머지 마스트 섹션으로부터 측방향으로 엇걸림(staggering)되도록 따라서 또 다른 마스트 섹션을 지나 측방향으로 안내되도록 적어도 하나의 마스트 섹션이 배열되는 공간적인 고려 사항이 요구된다. 이러한 수단은 또한 차량의 무게 중심을 낮추게 한다. 관절 연결식 마스트(1)가 휴지 또는 수송 위치에 있는 도1의 실시예에서, 제2 마스트 섹션(5)은 제1 마스트 섹션(4) 하부에 컴팩트하게 배열될 수 있지만, 마스트 섹션들(4 및 5) 아래에 제3 마스트 섹션(6) 또는 심지어 제4 마스트 섹션(7)을 배열하기 위한 추가적인 공간이 가용적일 수는 없을 것이며, 결과적으로 제3 마스트 섹션(6)은 적어도 측방향으로 지나쳐서 안내되어야 한다. 이를 위해, 제3 마스트 섹션(6)은 오프셋(9)을 가지며, 오프셋(9)에 의해 제3 마스트 섹션의 후방 부분(61)과 후속하는 제4 마스트 섹션(7)은 d 크기 만큼 측방향으로 엇걸림(staggering)된다. 오프셋(9)의 결과로서, 관절 연결식 마스트(1)가 작업 위치로부터 휴지 또는 수송 위치로 절첩될 때, 개별적인 마스트 섹션들은 어느 정도 나란히 놓여지면서 그들의 단부 위치에 도달하며, 오프셋의 결과로서 아주 컴팩트한 절첩 위치가 달성된다.

제3 마스트 섹션(6) 하부에 제4 마스트 섹션(7)을 절첩시키며 제2 마스트 섹션(5) 상으로 제3 마스트 섹션(6)을 절첩시키고 제1 마스트 섹션(4) 하부에 제2 마스트 섹션(5)을 절첩시킴으로써, 관절 연결식 마스트(1)는 그 수송 또는 휴지 위치로 이동된다. 그러므로, 수송 위치에서 제2 마스트 섹션(5)과 제3 마스트 섹션(6)은 제1 마스트 섹션(4) 아래에 배열되며, 가장 낮은 위치의 제3 마스트 섹션(6)은 그 오프셋(9)에서 스택으로부터 측방향으로 그리고 외향으로 돌출되어 있고, 제3 마스트 섹션(6)의 엇걸림된 후방 마스트 섹션(61) 상에 제4 마스트 섹션(7)가 놓여진다. 이러한 것은 단지 관절 연결식 마스트의 구현에 따라 변화될 수 있는 예시적인 배열이다. 목적은 한편으로는 스택 무게를 감소시키는 것이고 또한 다른 한편으로는 무게 중심을 최적화시키는 것이다.

도2는 선회 조인트(8)의 가능한 실시예에 대한 사시도를 도시하며, 선회 조 인트(8)를 매개로 본 명세서에서 예시적으로 A 및 B로 표시된 두 개의 인접한 마스트 섹션들이 선회될 수 있도록 상호 연결된다. 마스트 섹션(A)은 두 갈래진 단부(10)를 가지며, 두 갈래진 단부(10)는 인접한 마스트 섹션(B)의 막대형 단부를 수용한다. 동시에 본 명세서에서 두 갈래진 단부(10)의 내측 표면은 선회 방향으로 틸팅되는 것을 방지하기 위한 안내부로서 작용한다. 두 개의 마스트 섹션(A 및 B)들은 조인트 부시 또는 보어 구멍(15) 내측에 배열된 조인트 볼트 또는 조인트 핀(11)에 의해 연결되며(도3 참조), 조인트 부시 또는 보어 구멍(15)의 조인트 아이(12)만 도2에 도시되어 있다.

도2로부터 추가적으로 명백한 바와 같이, 두 개의 상호 연결된 예시적인 마스트 섹션(A 및 B)은 선회 조인트 굴대(13)에 대하여 선회 운동을 실행할 수 있다. 선회 조인트 굴대(13)는 조인트 핀(11)의 중심선 및 조인트 부시(15)의 중심선과 동일하며, 공통 중심선(14)에 수직이다. 두 개의 마스트 섹션(A 및 B)의 서로에 대한 순간 위치는 선회각(γ)에 의해 기술될 수 있다.

도3은 도2의 관절 연결식 마스트 조인트의 수직 방향으로부터 (상부로부터 그리고 도1의 z축에 대하여) 조망된 바와 같은 부분 단면도를 도시한다. 두 개의 마스트 섹션(A 및 B)들을 위한 조인트 볼트(11)는 조인트 부시 또는 보어 구멍(15) 내측에 배열되며, 공지된 방식으로 고정된다. 마스트 섹션(A)의 두 갈래진 단부(10)의 내측 안내 표면의 결과로서, 장착된 마스트 섹션(B)의 단부는 선회 방향에 횡방향으로 정렬되며, 순간 선회 각에 상관없이 두 개의 마스트 섹션(A 및 B)들이 공통 축(14)을 따라 항상 정렬될 수 있도록 안내된다. 선회 조인트 굴대(13)와 공통 종방향 축(14)은 항상 서로에 대해 수직이다.

도4는 도2 및 도3의 선회 조인트(8)의 도1에 따른 수평 방향으로부터의 측면도를 도시한다. 본 명세서에서 두 개의 선회하는 상호 연결된 마스트 섹션(A 및 B)들은 서로에 대해 180도인 선회각(γ)을 취하며, 결과적으로 관련된 마스트 섹션들은 서로로부터 최대 거리만큼 이격된다. 실제로, 최대 선회각은 종종 180도보다 작거나 180도보다 크다. 최대 선회각은 구조적인 수단을 매개로, 예를 들어 선회 조인트 내의 단부 정지부를 매개로 또는 가동하는 유압 실린더의 최대 스트로크 길이에 의해 설정될 수 있다.

관절 연결식 마스트가 비절첩될 때 그리고 중요하게는 관절 연결식 마스트가 작업 위치에 있을 때, 이전에 기술된 종래 기술은 마스트 섹션이 (도1에 도시된 대로) 크기 d만큼 측방향으로 엇걸림되는 정도에 의해 야기되는 무게 관련된 거대한 횡방향 힘이 오프셋에 의해 생성되는 문제를 경험하고 있다. 횡방향 힘은 마스트 섹션 내에서, 특히 오프셋(9)의 영역 내에서 높은 토션 모멘트를 생성할 뿐만 아니라 전체 관절 연결식 마스트(1) 상에 작용하는 휨 모멘트 및 결과로서 생성된 틸팅 모멘트를 야기한다. 이 때문에, 관련된 마스트 섹션은 특히 강성인 설계이어야 하며 그에 따라 중량이 있는 설계이어야 한다. 마찬가지로, 선회 조인트(8) 및 마스트 받침대(2)에 대한 관절 연결식 마스트(1)의 부착부는 이들 높은 부하에 대해 설계되어야 한다. 이는 높은 구조적인 경비 및 재료 경비를 야기하며, 이는 또한 관절 연결식 마스트(1)와 마스트 받침대(2)의 전체 무게가 커진다는 것을 의미한다.

도5는 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 갖는 선회 조인트(81)를 구비한 본 발명에 따른 실시예를 도시한다. 본 명세서에 도시된 도면에서, 두 개의 예시적인 마스트 섹션(A 및 B)들은 도4에 따른 위치를 취하며, 다시 말해서 선회각(γ)은 대략 180도이며, 두 개의 마스트 섹션(A 및 B)들은 도5에 도시된 대로 공통 종방향 축(14)을 따라 이 위치에서 정렬되어 있다. 조인트 보어 구멍(151)은 선회 조인트 굴대(131)에 상응하는 그 중심 라인이 공통 종방향 축(14)에 대해 수직이 아닌 각을 취하도록 설계된다. 분기부(10) 내에 수용된 마스트 섹션(B)이 경사형 선회 조인트 굴대(131)에 대하여 선회되면, 마스트 섹션(B)은 공간 내에서 비스듬하게 움직이며 그에 따라 공통 종방향 축(14)에 수직으로 연장하는 수직 기준면 외측으로 움직인다. 마스트 섹션(B)이 마스트 섹션(A)과의 (도5에 도시된 대로의) 정렬 위치로부터 선회될 때, 마스트 섹션(B)은 그에 따라 마스트 섹션(B)이 마스트 섹션(A)으로부터 측방향으로 엇걸림되는 위치로 움직인다. 관절 연결식 마스트(1)에 적용되면, 이러한 것은 작업 위치에서 초기에 선행하는 마스트 섹션과 정렬 상태에 있는 마스트 섹션이 휴지 또는 수송 위치로 절첩될 때 그 마스트 섹션이 선행하는 마스트 섹션을 지나 측방향으로 안내되는 위치를 취하게 되며 보다 정확하게는 편향된다는 것을 의미한다. 그러므로, 이러한 마스트 섹션의 불리한 오프셋이 불필요하게 될 수 있다. 전체적인 복잡한 메카니즘은 이하 상세하게 설명될 것이다.

관절 연결식 마스트(1)의 절첩 및 비절첩과 관련된 움직임들의 복잡한 시퀀스는 도6, 도7a 및 도7b를 참조하여 단순화시키기 위해 설명될 수 있다. 도6은 도1에 따른 전부 네 개의 마스트 섹션(4 내지 7)들을 포함하는 비절첩된 관절 연결식 마스트의 개략적인 사시도를 도시한다. (공간 좌표 시스템의 z축에 대해) 수직 방 향으로부터 조망되면, 모두 네 개인 마스트 섹션(4 내지 7)들이 도7a에 도시된 바와 같이 공통 축(14)를 따라 정렬되어 배열된다. 이러한 공통 축(14)에 수직이지만 제1 마스트 섹션(4)의 종방향 축에 적어도 수직인 수직면이 생성될 수 있으며, 수직면은 수직 기준면(16)으로 표시될 수 있다. 도6에 도시된 예에서, 수직 기준면은 우연하게도 오직 공간 좌표 시스템의 y축을 따라 뻗어 있다.

도2 내지 도4의 예시에 따른 통상적인 설계의 선회 조인트를 갖는 관절 연결식 마스트의 경우에, 마스트 섹션(4 내지 7)들은 절첩 및 비절첩 시에 수직 기준면(16) 내에서 배타적으로 움직인다. 관절 연결식 마스트가 오프셋 마스트 섹션을 가지면, 엇걸림된 마스트 섹션들이 절첩 및 비절첩 시에 수직 기준면(16)에 평행한 면 내에서 배타적으로 움직인다. 이미 기술된 바와 같이, 횡방향 힘이 엇걸림된 마스트 섹션들로부터 야기되며, 토션 모멘트, 휨 모멘트 및 관절 연결식 모멘트 부하를 야기한다.

(도5의 예시에 따른) 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 구비한 선회 조인트(81)을 포함하는 관절 연결식 마스트(1)의 경우에, 이러한 경사형 선회 조인트 굴대(131)에 대하여 선회되며 그리고 예시적인 마스트 섹션(B)에 상응하는 관절 연결식 마스트 섹션이 수직 기준면(16)에 대하여 비스듬하게 움직이며, 경사 위치는 선회 운동 동안에 연속적으로 변화한다. 수직 기준면(16) 내에 위치된, 즉 이상적으로 정렬된 작업 위치 내에 위치된 이들 두 개의 마스트 섹션들은 예를 들어 선행하는 마스트 섹션에 의해 형성된 선회각(γ)에 의해 기술될 수 있는 오직 사전 결정된 위치에만 있게 된다. 관절 연결식 마스트가 작업 위치로부터 휴지 또는 수송 위치로 절첩될 때, 경사형 선회 조인트 굴대(131)에 대하여 선회하며 예시적인 마스트 섹션(B)에 상응하는 관절 연결식 마스트 섹션은 선행하는 마스트 섹션으로부터 확장각(α)으로 벌려지며, 즉 선행하는 마스트 섹션으로부터 측방향으로 편향된다. 이러한 것은 마스트 섹션(B)에 상응하는 관절 연결식 마스트 섹션이 필수적으로 확장식 구조를 갖도록 다시 말해서 오프셋 없이 형성될 수 있다는 것을 의미하며, 결과적으로 오프셋과 관련된 단점들이 제거된다는 것을 의미한다. 횡방향 힘이 발생하지 않으므로, 마스트 섹션들은 덜 강성적으로 설계될 수 있으며, 결과적으로 무게, 제조 경비 및 비용이 감소된다. 관절 연결식 마스트(1)의 감소된 측방향 틸팅 모멘트 때문에 적절하게 더 작게 제조될 수 있는 마스트 받침대(2)에 대한 관절 연결식 마스트(1)의 부착에 대해서도 마찬가지이다.

도7a 및 도7b는 네 개의 부재로 구성된 관절 연결식 마스트(1)의 예를 도시하며, 이 경우에 오프셋 마스트 섹션(6)이 아닌 제3 마스트 섹션에 의해 작업 위치(도7a) 및 휴지 및 수송 위치(도7b)에서 위치가 취해진다. 경사형 선회 조인트 굴대(131)의 결과로서, 작업 위치에서 제3 마스트 섹션(6)은 공통 축(14)를 따라 선행하는 마스트 섹션(4 및 5)과 정렬되며, 그에 따라 수직 기준면(16) 내에도 또한 정렬된다(도6 참조). 이러한 것은 마스트 섹션의 오프셋으로부터 야기되는 횡방향 힘을 제거한다. 그러나, 경사형 선회 조인트 굴대(131) 때문에, 동일한 제3 마스트 섹션(6)은 휴지 또는 수송 위치에서 선행하는 마스트 섹션(5)로부터 확장각(α) 만큼 외향 돌출된다. 결과적으로, 제3 마스트 섹션(6)은 선행하는 마스트 섹션을 지나쳐서 안내되며, 더 상세하게는 선행하는 마스트 섹션으로부터 편향된 다. 따라서, 선회 조인트 굴대(131)의 경사는 오프셋(9)과 관련된 단점을 회피한다. 결과적으로, 재료 및 무게가 절감되고, 제조 경비가 감소된다.

오프셋의 경우에 횡방향 힘이 고스란히, 즉 관절 연결식 마스트(1)의 절첩 및 비절첩 시에 항상 작용되지만, 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 갖는 본 발명의 해결 방안의 경우에 벌려진 마스트 섹션으로부터 발생하는 횡방향 힘은 비절첩 과장 시에 연속적으로 감소되고 이상적인 작업 위치에서 실질적으로 전혀 존재하기 않는다. 그러므로, 이상적인 작업 위치와 부합되지 않은 마스트 섹션 구조 내에서 관절 연결식 마스트가 구동될 때, 횡방향 힘 및 결과로서 생성되는 모멘트의 관점에서 종래 기술에 비해 본 발명에 따른 관절 연결식 마스트(1)에서도 또한 상당한 진전이 있다.

도6, 도7a 및 도7b의 예에서 제3 마스트 섹션(6)이 추가적인 제4 마스트 섹션(7)에 의해 후속되므로, 경사형 선회 조인트 굴대를 매개로 이를 장착하는 것이 또한 적절하다. 관절 연결식 마스트(1)의 휴지 또는 수송 위치에서, 도7b의 도시에 따른 제4 마스트 섹션(7) 자체는 이미 경사진 제3 마스트 섹션(6)으로부터 확장각(α)만큼 떨어져 설정되며, 따라서 제1 마스트 섹션(4) 또는 제2 마스트 섹션(5)과 필수적으로 다시 한 번 평행이다. 다중 부재 관절 연결식 마스트의 제2 마스트 섹션이 경사형 선회 조인트 굴대를 매개로 선행하는 제1 마스트 섹션에 장착되는 경우, 유사한 고려 사항이 후속하는 제3 마스트 섹션에 적용된다. 그러므로, 다른 오프셋 마스트 섹션이 본 발명에 따라 직선형 설계를 가지지만, 경사형 선회 조인트 굴대(131)들이 관절 연결식 마스트(1) 내로 통합된다.

도7a는 또한 공통 종방향 축(14)의 수직선에 대해 경사형 선회 조인트 굴대(131)가 취하는 평면 경사각(β 및 β')의 정의를 도시하며, 공통 종방향 축(14)은 적어도 제1 마스트 섹션(4)의 연장부에 상응한다. 단순화시키기 위해 경사각(β 및 β')은 수평면 내에서 결정되며, 정의에 따라 이러한 수평면은 수직 기준면(16)에 수직으로 연장한다. 도2 내지 도4의 실시예에 따른 통상적인 선회 조인트(8)의 선회 조인트 굴대(13)는 또한 공통 종방향 축(14)의 수직선에 상응한다.

이러한 선회 조인트(81)를 매개로 연결된 마스트 섹션들의 횡방향 선회각(γ)이 절첩 및 비절첩 시에 적어도 180도인 경우에 경사각(β)은 대개 확장각의 절반이다. α에 대한 각도 β'의 관계도 마찬가지이다.

전술한 고려 사항에 따라, 개별적인 선회 조인트 굴대(131)를 매개로 벌려진 마스트 섹션을 후속하는 마스트 섹션을 장착하는 것이 적절하므로, 이 경우에 이상적으로는 두 개의 경사각(β 및 β')들이 도7a에 도시된 바와 같이 동일한 각도값을 가져야 한다. 이 경우, 관련된 후속하는 마스트 섹션이 휴지 또는 수송 위치 내에 배열되도록 확장각(α 및 α')들이 동일하며, 그에 따라 관련된 후속하는 마스트 섹션이 선행하는 마스트 섹션, 특히 제1 마스트 섹션(4)과 필수적으로 평행하다. 그러나, 이러한 것은 횡방향 선회각(γ)들이 관련된 두 개의 선회 조인트(81)에서 절첩 및 비절첩을 위해 동일한 경우에만 초기에 비제한적인 방식으로 적용된다. 선회각들이 다르면, 선회 조인트 굴대(131)들은 동일한 확장각(α 및 α')을 보장하도록 동일한 경사각(β 및 β')에서 추가적으로 상이하게 틸팅되어야 할 것이다.

경사각(β 및 β')의 배향은 관련된 마스트 섹션들의 절첩 및 비절첩 시퀀스로부터 야기된다. 대개, 경사각(β 및 β')들은 동일한 배향을 갖지만, 상이한 배향을 가질 수도 있다.

마지막으로, 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 갖는 선회 조인트(81)들이 수정된 선회 메카니즘을 위해 총체적으로 설계되어야 한다는 것이 강조되어야 한다. 예를 들어, 도5의 실시예는 마스트 섹션(B)의 단부와 마스트 섹션(A)의 두 갈래진 단부(10) 사이에 간극(gap)의 형태로 몇 가지 역할을 허용한다. 선회 방향에 대하여 경사형 선회 조인트 굴대(131)에 대해 선회된 마스트 섹션(A 및 B)의 틸팅이 이러한 실시예에서 금지될 수 있도록, 안내 배열부(17)가 제공되며, 안내 배열부(17)는 이러한 선회 조인트에 대해 동일하게 필요한 측방향 안내면을 또한 제공한다. 예를 들어, 이러한 안내 배열부의 제1 안내면은 마스트 섹션의 두 갈래부(10)를 갖는 단일 부품 구조를 가질 수 있으며, 상응하는 부합 섹션은 마스트 섹션(B)의 막대형으로 형성된 단부를 갖는 단일 부품 구조를 가질 수 있다. 안내 배열부(17)는 또한 몇 개의 스페이서들로부터 구성될 수 있으며, 스페이서들은 적절하게 설계된 경사면을 갖는다. 다른 실시예들도 또한 가능하다.

경사형 선회 조인트 굴대 또는 경사형 선회 조인트 굴대들(131)을 갖는 관절 연결식 마스트(1)의 실질적인 실시예를 위해, 경사각(β 및 β')들은 10도인 최대값을 초과하지 않아야 하며 바람직하게는 8도를 넘지 않아야 한다. 이러한 것은 현재 실질적인 값으로 간주되는 각의 대략 2배인 확장각(α 및 α')을 산출한다.

Claims (8)

1. 종축(14)을 따라 필수적으로 연장되고 선회 조인트(8)를 매개로 연결된 적어도 두 개의 마스트 섹션(A, B)를 갖는, 걸쭉한 재료 공급 장치를 위한, 특히 콘크리트 공급 장치를 위한, 관절 연결식 마스트(1)이며, 바로 선행하는 (제1) 마스트 섹션(A)에 대해 (제2) 마스트 섹션(B)가 관절 연결식 마스트(1)의 절첩된 휴지 또는 수송 위치로부터 비절첩된 작업 위치로 선회될 수 있으며, 절첩된 휴지 또는 수송 위치에서 관절 연결식 마스트(1)가 선행하는 (제1) 마스트 섹션(A)을 지나 부분적으로 측방향으로 안내된 관절 연결식 마스트(1)에 있어서,

   부분적으로 측방향으로 안내된 (제2) 마스트 섹션(B)은 그 일단부에 의해 바로 선행하는 (제1) 마스트 섹션(A)에 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 통해 장착되어, 관절 연결식 마스트(1)의 비절첩된 작업 위치에서 두 개의 마스트 섹션(A, B)은 선행하는 (제1) 마스트 섹션에 수직인 수직 기준면(16) 내에 필수적으로 정렬되고, 절첩된 수송 위치에서 안내된 (제2) 마스트 섹션(B)은 정의된 확장각(α)에서 선행하는 (제1) 마스트 섹션(A)으로부터 편향되는 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
2. 제1항에 있어서, 경사형 선회 조인트 굴대(131)는 제1 마스트 섹션(A) 또는 그 연장부의 종축(14)의 수선과 경사각(β)을 형성하고, 상기 경사각은 최대 10도이고, 바람직하게는 8도이며, 상기 경사각(β)은 수평면 내에서 결정되는 것을 특 징으로 하는 관절 연결식 마스트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부분적으로 측방향으로 편향된 (제2) 마스트 섹션(B)의 나머지 단부에서, 후속하는 (제3) 마스트 섹션이 유사하게 경사형 선회 조인트 굴대(131)를 통해 장착되어, 관절 연결식 마스트(1)의 비절첩된 작업 위치에서 측방향으로 편향된 (제2) 마스트 섹션 및 후속하는 (제3) 마스트 섹션은 수직 기준면 내에 필수적으로 정렬되고, 절첩된 수송 위치에서 후속하는 (제3) 마스트 섹션은 선행하는 (제1) 마스트 섹션(B)에 필수적으로 평행하게 배열되며, 측방향으로 편향된 (제2) 마스트 섹션의 종축은 후속하는 (제3) 마스트 섹션의 종축과 제2 확장각(α')을 형성하는 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
4. 제3항에 있어서, 확장각(α)은 경사각(β)의 대략 두 배이고, 제2 확장각(α')은 상응하는 제2 경사각(β')의 대략 두 배인 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
5. 제3항에 있어서, 두 개의 경사형 선회 조인트 굴대(131)에 대한 경사각(β,β')은 동일하고, 특히 제2항에 따른 단일 각도값을 갖는 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 관절 연결식 마스트(1)는 적어도 세 개의 마스트 섹션을 포함하고, 측방향으로 편향된 마스트 섹션은, 마스트 부착부로부터 계수된 바와 같이, 제2 마스트 섹션(5)이고, 특히 제3 마스트 섹션(6)인 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 마스트 섹션이 수직 기준면(16) 내에 필수적으로 정렬되는 관절 연결식 마스트(1)의 작업 위치는 단부 위치들이 개별적인 마스트 섹션들의 선회 이동부 각각에 할당되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 관절 연결식 마스트.
8. 걸쭉한 재료를 공급하기 위한 적어도 하나의 펌프와, 관절부에 의해 연결된 마스트 섹션(4,5,6,7)으로부터 구성되는 관절 연결식 마스트(1)에 배열된 걸쭉한 재료 공급 라인을 갖는 걸쭉한 재료 공급 장치에 있어서, 특히 콘크리트 공급 장치에 있어서, 관절 연결식 마스트(1)는 제1항 내지 제7항에 따른 관절 연결식 마스트(1)인 것을 특징으로 하는 걸쭉한 재료 공급 장치.

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