KR20110035998A - 안정성 모니터링 시스템이 구비된 이동식 작업 장치 - Google Patents

안정성 모니터링 시스템이 구비된 이동식 작업 장치 Download PDF

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디에테르 베르게만
스테판 게리스
토르스텐 하프너
마이클 네우베르트
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푸츠마이스터 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

본 발명은 이동식 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안정성 모니터링 시스템을 포함하는 자동식 콘크리트 펌프에 관한 것이다. 이러한 이동식 장치는 2개의 전방 및 2개의 후방 아우트리거(20, 24)에 의해 지면(28) 상에 지지될 수 있는 언더캐리지(10)를 실질적으로 포함한다. 측정 요소(30', 30")는 지지 하중을 측정하기 위해 아우트리거(20, 24)의 텔레스코핑 지지 레그(23, 25) 내에 각각 배열된다. 이를 위해, 지지 레그(23, 25)는 상측 연결 지점(38)에서 아우트리거(20, 24)에 연결된 상측 텔레스코핑 요소(70)와 하측 연결 지점(36)에서 하측 단부에서 지면(28)상에 지지되고 상측 요소에 대해 이동가능한 지지 기저부(26)를 각각 가진다. 이를 위해, 힘 센서와 같이 구성된 측정 요소(30', 30")는 지지 기저부(26)와 하측 텔레스코핑 요소(42) 사이의 하측 연결 지점(36)의 영역에 또는 상측 텔레스코핑 요소(70)와 아우트리거(20, 24) 사이의 상측 연결 지점(38)에 직접적으로 배열된다. 전자의 경우, 지지 하중이 가해지는 상태에서 반경방향 스프링-센터 유극을 가지며, 하측을 향하고 아우트리거(20, 24)에 배열되는 슬리브-형 수용 부분(74) 내에서 압력 피스(72)와 상측 텔레스코핑 요소(70)는 측정 요소(30")에서 하중 전달 지점(76)과 인접하게 축방향으로 배열되는 반면 후자의 경우 지지 하중이 가해지는 상태에서 반경방향의 스프링-센터 유극 을 가지며 하측 텔레스코핑 요소(42)에 배열되는 수용 부분(46) 내에서 압력 피스(50)와 지지 기저부(26)는 측정 요소(30')의 하중 전달 지점 상에 축방향으로 인접하게 배열된다.

Description

안정성 모니터링 시스템이 구비된 이동식 작업 장치{MOBILE IMPLEMENT PROVIDED WITH STABILITY MONITORING SYSTEM}
본 발명은 이동식 작업 장치에 관한 것으로, 구체적으로 이동식 콘크리트 펌프에 관한 것이며, 상기 이동식 작업 장치는 새시를 가지며, 이동 위치로부터 하나 이상의 지지 위치로 이동될 수 있고 텔레스코핑 지지 레그에 의해 지면 상에 지지될 수 있는 동시에 새시를 들어올리는 2개의 전방 및 2개의 후방 지지 아우트리거를 가지며, 지지 레그 내에서 지지 하중을 측정하기 위한 측정 요소를 가지고, 지지 레그는 상측 연결 지점에서 지지 아우트리거와 각각 연결된 상측 텔레스코핑 요소를 가지며 하측 요소가 상측 요소에 대해 이동될 수 있는 하측 단부에서의 하측 연결 지점에서 지면 상에 지지될 수 있는 지지 풋과 각각 연결된 하측 텔레스코핑 요소를 가진다.
이러한 타입의 이동식 작업 장치는 사용 중 연결 지점에서 작업 장치의 안정성을 향상시키기 위한 신장식 지지 아우트리거가 제공된다. 이에 따라, 지지 아우트리거는 지면으로부터 휠을 들어올리고 차량 서스펜션(vehicle suspension)을 방지하는 목적을 가진다. 그 외의 다른 목적으로는, 지지 아우트리거는 작업 붐에 의해 큰 티핑 모멘트가 발생되는 경우 티핑(tipping)의 위험성을 감소시키기 위해 제공된다. 지지 아우트리거의 지지 레그는 사변형의 코너를 형성하며, 이의 측면 라인은 작업 장치의 전체적인 무게 중심이 놓이는 영역과 외접하여 안정성이 보장된다. 신장형 작업 붐이 회전할 수 있음에 따라, 전체 무게 중심은 회전 중 완전한 원을 그리며, 이러한 원은 작업 붐의 작업 범위에서 사변형 영역 내에 놓여야 한다. 건설 현장에서의 공간 상황이 제한됨에 따라 완벽한 지지는 종종 한정된다. 이에 따라 작업 붐의 피벗회전 범위가 제한된다.
티핑 안정성을 보장하기 위한 모니터링 장치가 이미 제안되었다("Beton"[Concrete] magazine, 6/96, 페이지 362, 364). 이러한 문헌에서, 지지 레그의 4개의 수압 작동식 텔레스코프 내의 압력이 모니터링된다. 2개의 지지 레그 실린더 내의 압력이 감소된다면, 마스트 무브먼트(mast movement)와 콘크리트 펌프는 작동 중단된다. 또한, 이러한 기술은 장치가 공간적인 요인으로 완전히 지지되지 않을 경우에 이용될 수 있다. 그러나, 연구에 따르면 지지 레그의 텔레스코핑 실린더 내에서의 압력 측정치는 신뢰성 있는 지지 레그의 모니터링을 위해 충분하지 못한 것으로 알려졌다. 이는 특히, 지지 실린더들 중 한 지지 실린더가 이의 단부 위치로 이동되는 경우에 적용된다. 또한, 동적인 지지 효과는 이러한 모니터링 시스템을 이용하여 감지되지 않을 수 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 한 쌍의 힘 센서가 모든 지지 레그의 풋 부분에 배치되는 것이 이미 제안되어 졌다(DE-A-101 10 176호). 각각의 힘 센서는 지지-하중-의존 측정 신호(support-load-dependent measurement signal)를 생성하기 위해 전기 측정 회로 내에 배열되고, 이에 따라 모니터링 장치는 지지-풋-연관 지지 하중 측정치 및 이에 비교하여 이에 적용되는 하나 이상의 사전정해진 안정성-측정 임계치를 가질 수 있는 평가 전자장치를 포함한다. 평가 전자장치는 각각의 스캐닝 사이클의 제 2의 최하측 지지-풋-연관 지지 하중 측정치를 측정하고, 이러한 측정치에 대해 안정성-측정 임계치를 비교하는 소프트웨어 루틴을 포함한다.
게다가, 상기에서 언급된 타입(DE-A 103 49 234)의 이동식 작업 장치의 경우에 공지된 바와 같이, 지지 아우트리거의 경우 텔레스코핑 지지 레그는 리스트 핀에 의해 아우트리거 상의 제 위치에 고정된 텔레스코핑 요소와 함께 지지 레그 박스로 관절연결되며, 리스트 핀은 지지 하중을 측정하기 위한 측정 요소와 같이 구성된다. 이에 따라, 리스트 핀의 탄성 굽힘은 어느 하나에 대해 지지-레그-연관 지지 하중을 위한 측정치로서 이용될 수 있다. 이 경우, 리스트 핀은 핀 굽힘을 측정하기 위한 하나 이상의 스트레인 게이지가 제공된다. 또 다른 가능성으로는, 리스트 핀의 지지 지점의 영역에서 발생되는 탄성 변형 전단이 지지-레그-연관 지지 하중을 위한 측정치로서 이용될 수 있다. 이 경우, 리스트 핀은 전단 변형을 측정하기 위해 지지 지점의 영역에 하나 이상의 스트레인 게이지가 제공된다. 풋 플레이트에 직접적으로 기록되는 힘 측정치와의 비교 측정치가 보여내 지는데, 기술된 장치를 이용한 지지 하중 측정치의 경우, 규칙적으로 부정확한 측정치가 생성될 수 있고, 이에 따라 신뢰성 있는 안정성 모니터링이 저하된다.
전술한 내용에 따라, 본 발명은 지지 하중의 정밀한 측정이 가능하도록 공지된 작업 장치의 지지 설계를 개선하는 목적을 기초로 한다.
이러한 목적을 구현하기 위하여, 청구항 제 1 항 및 제 8 항에 기술된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 선호되는 실시예 및 추가 개선점들은 종속항에 따라 명확해진다. 본 발명에 따르는 해결 방법은 다음의 기술 내용을 기초로 하는데, 지지 레그 내에 배열되는 힘 측정장치를 지지하기 위한 힘 전달 시스템의 경우, 마찰력은 측정 위치에서 측정 장치의 비틀림을 야기한다. 즉, 힘 전달을 위한 힘 경로가 형성되며, 이러한 경로는 실질적인 측정 위치에 형성되지 않는다. 따라서, 본 발명이 목적은 힘 전달 시스템 내에서 마찰력을 제거하는 데 있으며, 서로에 대해 이동되는 힘 전달 시스템은 서로에 대해 움직일 수 있도록 장착된다.
이를 구현하기 위해, 본 발명에 따르는 실시예의 변형예에서, 측정 요소는 상측 텔레스코핑 요소와 지지 아우트리거 사이에서 상측 연결 지점의 영역 내에 배열되며, 상측 텔레스코핑 요소는 지지 하중이 가해지는 상태에서 하측을 향하고 지지 아우트리거 상에 배열되는 슬리브 형태의 수용부 내에서 압력 요소에 의해 반경방향의 센터 유극(radially centered play)에 따라 측정 요소의 힘 유입 위치에 대해 축방향으로 배열된다. 이에 따라, 특히 바람직하게 상기 수용부는 지지 아우트리거와 고정되게 연결된 피복 파이프를 가지다면, 상기 파이프 내에서 상측 텔레스코핑 요소는 반경방향의 센터 유극을 따라 자유로운 방식으로 축방향으로 이동가능하다. 본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 상측 텔레스코핑 요소와 피복 파이프 사이의 반경방향 유극은 중심에 위치되도록(centering) 서로 축방향으로 이격된 거리에 배열된 2개 이상의 탄성변형가능한 지지 링에 의해 브릿지된다(bridge). 특히, 바람직하게 텔레스코핑 요소는 슬리브-형태의 수용부 내의 압력 피스에 의해 반경방향의 스프링-센터 유극을 따라 힘 유입 위치에 대해 배열된다. 이에 따라, 지지 링은 스프링-탄성변형될 수 있다. 바람직하게, 스프링-탄성 변형가능한 지지 링은 지그재그 형태, 주름 형태 또는 곡류형의 형태로 형태가 형성되며 및/또는 원주 방향으로 잘라 내어진다(slit).
바람직하게, 상측 텔레스코핑 요소는 상측 측면 상에 배열된 압력 피스와 함께 텔레스코프 축에 대해 가로방향으로 피복 파이프 또는 수용부를 통과하는 리스트 핀에 의해 지지 아우트리거 상으로 관절연결되며, 상기 리스트 핀은 측정 요소와 같이 구성된다. 이를 위해, 리스트 핀은 지지 하중을 위한 측정수단과 같은 핀 굽힘 또는 전단 변형을 측정하기 위한 하나 이상의 스트레인 게이지(strain gauge)를 가진다.
마찰이 없는 지지 하중 전달 시스템에서의 추가 개선점에 있어서, 압력 피스와 상측 텔레스코핑 요소는 구형의 형태로 만곡되고 서로에 대해 상보적인 측면 커플링 표면에서 서로 축방향으로 결합된다. 이에 따른 추가 개선점에 있어서, 하측 텔레스코핑 요소는 하향 돌출된 지지 풋 볼(support foot ball)이 제공되며, 풋 부분은 지지 풋 볼을 수용하기 위한 베어링 소켓을 가진다. 대안으로, 이를 위해 기구학적 전위(kinematic inversion)의 관점에서 풋 부분은 상향 돌출된 지지 풋 볼이 제공되며, 하측 텔레스코핑 요소는 지지 풋 볼을 수용하기 위한 베어링 소켓을 가진다.
본 발명의 제 2의 선호되는 변형 실시예에 따라서, 측정 요소는 하측 텔레스코핑 요소와 지지 풋 사이에서 하측 연결 지점의 영역 내에 배열되고, 지지 풋은 지지 하중이 가해지는 상태에서 하측 텔레스코핑 요소 상에 배열되는 수용부 내의 압력 피스와 함께 반경방향의 센터 유극을 따라 측정 요소의 힘 유입 위치에 대해 축방향으로 배열된다. 이에 따라, 바람직하게 수용부는 하측 텔레스코핑 요소와 고정되게 연결된 측정 벨(measuring bell)이 형성되고, 풋 부분은 베어링 소켓 내에 장착된 지지 풋 볼을 가지며, 이에 따라 압력 피스는 지지 풋 볼 또는 베어링 소켓 상에 형성된다. 압력 피스는 반경방향의 센터 유극을 따라 하부로부터 측정 벨 내에 맞물리며, 지지 하중이 가해지는 상태에서 측정 요소에 대해 축방향으로 배열되고 이에 고정되어 떨어지는 것이 방지된다. 본 실시예에서, 압력 피스와 측정 벨 사이의 반경방향 유극은 중심에 위치되도록 서로 축방향으로 이격된 거리에 배열된 2개 이상의 탄성변형가능한 지지 링에 의해 브릿지된다. 이에 따라, 지지 링이 스프링-탄성 변형되는 경우, 지지 링은 지그재그 형태, 주름 형태 또는 곡류형의 형태로 형태가 형성되며 및/또는 원주 방향으로 잘라 내어진다. 바람직하지 못한 방식으로, 압력 피스가 측정 벨로부터 떨어지는 것을 방지하기 위하여, 압력 피스는 측정 벨 상에 지지되고 서로에 대해 직경방향으로 마주보게 배열된 2개의 고정 핀이 부분적으로 유입되는 원주방향 요홈(circumferential groove)을 가진다. 힘 측정은 측정 요소를 이용하여 수행되며, 이러한 측정 요소는 지지 하중이 압력 피스에 의해 가해지는 하나 이상의 힘 센서를 가진다.
콤팩트한 구성의 방법을 구현하기 위해, 본 발명의 선호되는 실시예에 따라서 측정 요소는 내부 및/또는 외부 측정 전자장치를 추가로 가지며, 상기 전자장치는 무선 측정치 전송을 위한 트랜스미터 또는 트랜스미션 리시버를 가지거나 또는 외부로 뻗어있는 전원 공급 및 신호 라인과 각각 연결된다. 하측 텔레스코핑 요소를 오염으로부터 방지하기 위하여, 상기 하측 텔레스코핑 요소는 전원 공급 및/또는 신호 전송을 위한 라인이 일체로 구성될 수 있는 나선형의 주름이 형성된 벨로우즈에 의해 덮여진다. 그러나, 기본적으로 예를 들어 유도 전원 공급과 같은 무선 전원 공급이 가능하다.
본 발명의 또 다른 선호되는 실시예에 따라, 각각의 측정 요소는 데이터 전송을 위한 트랜스미터 및 측정 전자장치를 포함한 2개의 예비 힘 센서를 가진다. 외부 전원 공급을 방지하기 위해, 각각의 측정 요소 및/또는 측정 전자장치를 포함한 각각의 예비 힘 센서는 재충전가능한 배터리를 가질 수 있다.
1차 측 상에서 교류 공급원과 연결되고 2차 측 상에서 충전 회로에 의해 배터리와 연결되는 유도 전원 공급 세그먼트(inductive power supply segment)에 따라 간단하게 배터리 충전이 가능하고, 상기 유도 전원 공급 세그먼트는 지지 레그의 텔레스코핑 요소들 사이에 배열되며, 상기 세그먼트는 텔레스코핑 요소들 중 한 텔레스코핑 요소 상에 배열되고 텔레스코핑 요소가 인입된 상태에서(retracted state)만 작동되는 1차 및 2차 코일을 가진다.
바람직하게, 지지 레그의 텔레스코핑 실린더는 듀얼-액션 하이드로실린더(dual-action hydrocylinder)의 실린더 부분과 같이 구성되며, 이의 피스톤은 그 외의 다른 텔레스코핑 요소를 형성하는 피스톤 로드와 연결된다.바람직하게, 상측 텔레스코핑 요소는 실린더 부분을 형성하며, 하측 텔레스코핑 요소는 하이드로실린더의 피스톤 로드를 형성한다.
하기에서, 본 발명은 도면에 도식적으로 도시된 실례의 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 지지 아우트리거가 도로 측상에서 좁은 지지인 상태에서 도로의 가장자리에 배치된 이동식 콘크리트 펌프의 도면.
도 2a 및 도 2b는 완벽한 지지 및 한 측면이 좁은 지지인 상태에서 도 1에 따르는 이동식 콘크리트 펌프의 지지 구조물의 상면도.
도 3a는 측정 요소의 제 1 변형 실시예 따르는 지지 아우트리거의 지지 풋의 상세도.
도 3b는 지지 링의 도면.
도 4a 내지 도 4c는 지지 풋의 실례의 실시예의 측정 요소 부분을 절단한 2개의 종단면도 및 도 4a에 따르는 측정 전자장치를 절단한 횡단면도.
도 5는 도 3a 및 도 4a 내지 도 4c에 비해 변형된, 통합식 측정 전자장치 및 전원 공급 유닛을 포함한 지지 레그의 실례의 실시예의 측정 요소 부분을 절단한 종단면도.
도 6은 지지 하중 측정을 위한 측정 요소의 제 2 변형 실시예에 따른 지지 아우트리거의 측면도.
도 7a는 도 6에 따르는 지지 아우트리거의 지지 레그를 절단한 종단면도.
도 7b 및 도 7c는 도 7a의 확대된 상세도.
실질적으로, 도 1에 도시된 이동식 콘크리트 펌프는 다-축 새시(multi-axle chassis, 10)를 포함하고, 전방 축에 인접하게 배열된 마스트 베이스(mast base, 12) 상에서 수직 축(13) 주위에서 회전하도록 장착된 콘크리트 분배기 마스트(concrete distributor mast, 14)를 포함하며, 상기 수직 축은 새시 상의 제 위치에 고정되고, 상기 이동식 콘크리트 펌프는 지지 구조물(support construction, 15)을 포함하며, 상기 지지 구조물은 새시 상의 제 위치에 고정된 지지 프레임(16), 신장 박스와 같이 구성된 텔레스코핑 세그먼트(18) 내에서 지지 프레임(16) 상에서 이동가능한 2개의 전방 지지 아우트리거(front support outrigger, 20) 및 수직 축(22) 주위에서 피벗회전가능한 2개의 후방 지지 아우트리거(rear support outrigger, 24)를 포함한다. 지지 아우트리거(20, 24)는 이의 지지 레그(23, 25)에서 하향 이동될 수 있는 지지 풋(support foot, 26)을 이용하여 지면(28) 상에 각각 지지된다. 전방 및 후방 지지 아우트리거(20, 24)는 새시에 인접한 구동 위치로부터 지지 위치로 수압 수단을 이용하여 이동될 수 있다. 도 1에 도시된 실례에서, 도로 측 상에서 좁은 지지(narrow support)가 선택되어 진다. 건설 현장에서 공간적 문제를 고려하여 이용되는 좁은 지지는 필수적으로 작동 품(14)의 회전 각도를 제한한다.
지면 상에 서있는 4개의 지지 풋(support foot, 26), 즉 VL (전방 좌측), VR (전방 우측), HL (후방 좌측) 및 HR (후방 우측)은 사변형의 형태로 놓여 지고, 예를 들어, 이의 측면 l, r, v, h(좌측, 우측, 전방, 후방)은 티핑 에지(tipping edge)를 형성한다(도 2a 및 도 2b에 도시됨). 안정성을 보장하기 위하여 사변형의 측면에 따라 작동 붐(14)이 이동될 때 시스템의 전체적인 무게 중심은 외측을 향하여 한계치를 넘지 않는다. 본 발명에 따라서, 기울어진 사변형 내에서 전체 무게 중심의 위치는 기울어진 사변형의 코너에 있는 지지 하중 센서(support load sensor)에 의해 모니터링될 수 있다. 따라서, 측정 요소(measuring element, 30', 30")가 각각의 지지 레그(23, 25) 내에 배열되고, 상기 측정 요소는 예를 들어 해당 전기적 측정 회로 및 연산 증폭기를 가진 4개의 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함한다. 각각의 측정 회로는 사전정해진 시간 사이클 내에서 샘플링될 수 있는 지지-하중-의존 측정 신호를 생성하고, 이러한 신호는 컴퓨터-보조 평가 전자장치(computer-assisted evaluation electronics) 내에서 처리된다. 신뢰성의 요인으로, 해당 측정 회로를 가진 2개의 예비 측정 요소가 각각의 지지 레그 내에 배열된다.
도 3a 및 도 4a 내지 도 4c 및 도 5에 상세히 도시된 지지 레그(23)에서, 측정 요소(30')는 지지 풋(26)과 하측 텔레스코핑 요소(42) 사이의 하측 연결 지점(36)의 영역에 배열된다. 텔레스코핑 요소(42)는 수압 피스톤/실린더 유닛(44)의 중공 피스톤 로드이다. 텔레스코핑 요소(42)의 하측 단부에 측정 벨과 같이 구성된 수용부(accommodation, 46)가 고정되게 배열되며, 이러한 수용부 내에 힘 센서와 같이 구성된 측정 요소(30')가 압력 피스(pressure piece, 50)와 함께 배열되고, 상기 압력 피스는 요소의 힘 유입 위치(48) 상에서 축방향으로 이동되는 지지 풋(26)에서 상측을 향하여 배열된다. 압력 피스(50)는 2개의 지지 링(52', 52")에 의해 수용부(46) 내에 방사상 스프링-센터링 유극을 따라 장착되고, 상기 지지 링은 서로 축방향으로 이격되며, 주변 방향으로 곡류형의 형태로 형성되고, 스프링-탄성 변형될 수 있다. 게다가, 압력 피스(50)는 타원형의 원주방향 요홈(54)을 가지며, 상기 주변 요홈의 일부분을 통하여 수용부(46) 상에 지지되고 서로 직경방향으로 마주보게 배열된 2개의 중공 고정 핀(56)이 통과한다. 압력 피스(50)는 지면에 지지될 수 있는 지지 풋(26)의 볼-형태의 지지 베어링 소켓(60) 내에 장착되는 지지 풋 볼(58) 상에 형성된다. 기본적으로, 기구학적 전위의 관점에서 지지 풋 볼(58)과 베어링 소켓(60)을 서로에 대해 대체할 수 있다. 이 경우, 압력 피스는 베어링 소켓으로 연장되는 일부분 상에 형성되며, 지지 풋 볼은 상향 돌출되도록 풋 부분(26) 상에 형성되고 하측으로부터 베어링 소켓 내에서 접촉한다.
도 3a에 도시된 실례의 실시예에서, 측정 요소(30)는 지지 풋(26)과 하측 텔레스코핑 요소(42) 사이의 간격을 통하여 외부로 뻗어있는 케이블(62)에 의해 외부에 배열된 측정 전자장치와 연결된다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 실례의 실시예에서, 수용부(46)는 하측 텔레스코핑 요소(42)의 공동 내에 도달되는 하우징(63)에 뒤이어 형성되고, 상기 하우징 내에서 측정 요소(30')의 힘 센서와 연결된 측정 전자장치(64)의 보드가 배열된다. 이미 디지털화된, 측정 전자장치(64)에서 평가된 데이터는, 필요하다면, 데이터 라인(66)이나 무선 링크를 통해, 외부로 전달된다. 추가로, 외부로부터 들어오고 측정 전자장치와 연결된 전원 공급 라인(68)이 하우징(63)과 연결된다. 전원 공급 및 데이터 라인(62, 66, 68)은 지지 레그(23)의 외측에서 도시되지 않은 주름이 형성된 벨로우즈(folded bellows) 내에 일체로 구성될 수 있고, 이러한 벨로우즈는 유입될 수 있는 이물질로부터 지지 레그를 보호한다.
도 5에 따르는 실례의 실시예에서, 수용부(46) 내에 위치된 측정 요소(30')는 2개의 예비 힘 센서를 포함하고, 하측 텔레스코핑 요소(42) 내에 배열된 전송 유닛(transmission unit, 90', 90") 및 증폭기 및 변압기 전자장치(64', 64")와 연결된 상태로 배열된다. 여기서, 배터리(92', 92")에 의해 전력이 공급되고, 상기 배터리는 측정 센서의 힘 센서, 증폭기 및 변압기 전자장치(64', 64") 및 전송 유닛(90', 90")과 같이 둘로 이루어진 형태이다. 전송 유닛(90', 90")을 지나서 제공되는 전송 안테나(94', 94")는 도시된 실례의 실시예에서 와이어 루프(wire loop)의 형태로 하측 텔레스코핑 요소(42)의 외측에 배열된다. 또한, 전송 안테나(94', 94")는 여분의 용도로 둘로 이루어진 형태로 형성된다. 하측 텔레스코핑 요소(42) 내에서 배터리(92', 92")의 충전은 유도 섹션(induction section)에 의해 수행되며, 교대 전압이 가해질 수 있는 1차 코일(96)은 상측 텔레스코핑 요소(70)의 하측 단부에 배열되며, 상기 1차 코일(96)을 대향하는 2차 코일(98)은 하측 텔레스코핑 요소(42) 상에 배열된다. 유도 섹션의 2개의 코일(96, 98)은 하측 텔레스코핑 요소(42)가 인입될 때만 작은 축방향 공기 간격에 의해 서로에 대해 대응하도록 배열되고, 이에 따라 배터리(92', 92")의 충전은 텔레스코핑 요소(42)가 이러한 상태에 있을 때만 수행될 수 있다. 이에 따라, 측정 전자장치는 작동되지 않고 방해되지 않은 충전이 가능하다.
도 6 및 도 7a 내지 도 7c에 도시된 실례의 실시예에서, 측정 요소(30")는 지지 레그(25)의 상측 텔레스코핑 요소(70)와 지지 아우트리거(20, 24) 사이의 상측 연결 지점(38)의 영역에 배열된다. 이에 따라, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 지지 아우트리거(20, 24) 상에 배열된 슬리브-형태의 수용부(74) 내에 있는 압력 피스(72)와 함께 측정 요소(30") 상에서 힘 유입 위치(76)에 대해 축방향으로 배열되고, 지지 하중의 영향 하에서 하측을 향하여 배열된다. 수용부(74)는 지지 아우트리거(20, 24)와 고정되게 연결된 피복 파이프(sheathing pipe, 78)를 가지며, 상기 피복 파이프 내에서 상측 텔레스코핑 요소(70)는 반경방향의 스프링-센터 유극(radially spring-centered play)을 따라 방해 없이 축방향으로 이동가능하다. 이에 따라, 피복 파이프(78)와 상측 텔레스코핑 요소(70) 사이의 반경방향 유극은 원주 방향으로 지그재그 형태 또는 곡류형의 형태(meander-shaped)로 형태가 형성되고, 서로 축방향으로 이격된 거리에 배열된 스프링 탄성변형가능한 지지 링(82', 82")에 의해 브릿지된다(bridged). 구체적으로 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상측 표면에서 돌출된 압력 피스(72)와 상측 텔레스코핑 요소(70)는 텔레스코프 축(84)에 대해 가로방향으로 수용부(74)를 통과하는 리스트 핀(wrist pin, 86)에 의해 지지 아우트리거(20, 24) 상으로 관절연결되며, 압력 피스(72)와 상측 텔레스코핑 요소(70)는 서로에 대해 상보적이고 구형으로 만곡된 측면 커플링 표면(88) 상에서 서로에 대해 축방향으로 배열된다. 이러한 실례의 실시예에서, 리스트 핀(86)은 측정 요소(30')와 같이 구성된다. 이를 위해, 리스트 핀은 지지 하중을 위한 측정수단(measure)과 같은 핀 굽힘 또는 전단 변형을 측정하기 위한 도시되지 않은 하나 이상의 스트레인 게이지(strain gauge)를 가진다(DE-A 103 49 234). 수용부(74) 및 상측 텔레스코핑 요소(70)의 원주방향 요홈과 맞물리는 지지 링(82', 82")에 따라 지지 레그(25)의 실린더/피스톤 유닛은 수용부(74)로부터 하향으로 떨어지지 않을 수 있다.
도시된 실례의 실시예에서, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 듀얼-액션 하이드로실린더(dual-action hydrocylinder)의 실린더 부분과 같이 구성되며, 이의 피스톤은 하측 텔레스코핑 요소(42)를 형성하는 피스톤 로드와 연결된다.
도 3a 및 도 7a 내지 도 7c에 따르는 실례의 실시예에서, 수용부(46) 내에서 압력 피스(50, 72)의 스프링 센터링(spring centering)은 곡류형의 형태로 형성되고 스프링-탄성변형가능한 지지 링(52', 52" 또는 82', 82")을 이용하여 수행되며, 각각의 지지 링들중 한 지지 링이 실례로서 도 3b에 도식적으로 도시된다. 소위 스타 스프링(star spring)으로 불리는 플랫 콘(flat cone)의 형태를 가진 지지 링은 특정의 상당한 탄성을 제공하는 특유의 곡류형 슬릿 형상을 가진다. 지지 링 상에서 축방향으로 가해지는 작동 하중은 원뿔각의 탄성 변화를 야기하며, 이에 따라 지지 링의 직경이 가변된다. 이 때, 지지 링의 내측 직경이 이러한 탄성 변화를 견딘다면, 외측 직경이 증가된다. 한편, 외측 직경이 이러한 탄성 변화를 견딘다면, 내측 직경이 감소된다. 동시에, 축방향 작동 하중에 따라 지지 링은 경사 이동된다(tipping movement). 이러한 이동은 브레이싱(bracing) 중 종방향 스톱에 대해 가공물을 압축시키는데 이용된다. 가해지는 축방향 작동 하중은 마찰 없이 몇배 더 큰 반경방향 하중으로 변환되고, 이는 브레이싱의 용도로 이용된다. 도 3a 및 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실례의 실시예에서, 2개의 축방향 링이 각각의 경우 스프링 패키지로 결합된다.
요약하면, 다음과 같이 기술된다. 본 발명은 이동식 작업 장치에 관한 것으로, 특히 안정성이 모니터링되는 이동식 콘크리트 펌프에 관한 것이다. 이러한 작업 장치는, 2개의 전방 및 2개의 후방 지지 아우트리거(20, 24)를 포함하는, 지면(28) 상에 지지될 수 있는 새시(10)로 구성된다. 지지 하중을 측정하기 위한 측정 요소(30', 30")는 각각의 경우 지지 아우트리거(20, 24)의 텔레스코핑 지지 레그(23, 25)에 배열된다. 이를 위해, 지지 레그(23, 25)는 상측 연결 지점(38)에서 지지 아우트리거(20, 24)와 각각 연결된 상측 텔레스코핑 요소(70)를 가지며, 하측 단부에서 상측 텔레스코핑 요소에 대해 이동될 수 있는 하측 연결 지점(36)에서 지면(28) 상에 지지될 수 있는 지지 풋(26)과 각각 연결된 하측 텔레스코핑 요소(42)를 가진다. 이에 따라, 힘 센서로 구성된 측정 요소(30', 30")는 상측 텔레스코핑 요소(70)와 지지 아우트리거(20, 24) 사이의 상측 연결 지점(38)에 또는 지지 풋(26)과 하측 텔레스코핑 요소(42) 사이의 하측 연결 지점(36)의 영역에 직접적으로 배열된다. 전자의 경우, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 지지 하중이 가해지는 상태에서 하측을 향하고 지지 아우트리거(20) 상에 배열되는 슬리브 형태의 수용부(74) 내에서 압력 피스(72)에 의해 반경방향의 스프링-센터 유극을 따라 측정 요소(30")의 힘 유입 위치(76)에 대해 축방향으로 배열되며, 반면 후자의 경우 지지 풋(26)은 지지 하중이 가해지는 상태에서 하측 텔레스코핑 요소(42) 상에 배열된 수용부(46) 내에서 압력 피스(50)와 함께 반경방향의 스프링-센터 유극을 따라 측정 요소(30')의 힘 유입 위치(48)에 대해 축방향으로 배열된다.

Claims (28)

  1. 새시(20)를 가지며, 이동 위치로부터 하나 이상의 지지 위치로 이동될 수 있고 텔레스코핑 지지 레그에 의해 지면(28) 상에 지지될 수 있는 동시에 새시(10)를 들어올리는 2개의 전방 및 2개의 후방 지지 아우트리거(20, 24)를 가지며, 지지 레그(25) 내에서 지지 하중을 측정하기 위한 측정 요소(20')를 가지고, 지지 레그(25)는 상측 연결 지점(38)에서 지지 아우트리거(20, 24)와 각각 연결된 상측 텔레스코핑 요소(70)를 가지며 하측 요소가 상측 요소에 대해 이동될 수 있는 하측 단부에서의 하측 연결 지점(36)에서 지면(28) 상에 지지될 수 있는 지지 풋(26)과 각각 연결된 하측 텔레스코핑 요소(42)를 가지며, 측정 요소(30")는 상측 텔레스코핑 요소(70)와 지지 아우트리거(20, 24) 사이에서 상측 연결 지점(38)의 영역 내에 배열되는 이동식 작업 장치, 특히 이동식 콘크리트 펌프에 있어서, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 지지 하중(도 5 및 도 7a 내지 도 7c)이 가해지는 상태에서 하측을 향하고 지지 아우트리거(20, 24) 상에 배열되는 슬리브 형태의 수용부(74) 내에서 압력 요소(72)에 의해 반경방향의 센터 유극을 따라 측정 요소(36")의 힘 유입 위치에 대해 축방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 수용부(74)는 지지 아우트리거(20, 24)와 고정되게 연결된 피복 파이프(78)를 가지며, 상기 피복 파이프 내에서 상측 텔레스코핑 요소(70)는 반경방향의 센터 유극을 따라 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상측 텔레스코핑 요소(70)와 수용부(74) 사이의 반경방향 유극은 서로 축방향으로 이격된 거리에 배열된 2개 이상의 탄성변형가능한 지지 링(82', 82")에 의해 브릿지되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 슬리브-형태의 수용부(74) 내의 압력 피스(72)에 의해 반경방향의 스프링-센터 유극을 따라 힘 유입 위치(76)에 대해 배열되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 지지 링(82', 82")은 스프링-탄성 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 스프링-탄성 변형가능한 지지 링(82', 82")은 지그재그 형태, 주름 형태 또는 곡류형의 형태로 형태가 형성되며 및/또는 원주 방향으로 잘라 내어지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 상측 측면 상에 배열된 압력 피스(72)와 함께 텔레스코프 축(84)에 대해 가로방향으로 피복 파이프 또는 수용부(74)를 통과하는 리스트 핀(86)에 의해 지지 아우트리거(20, 24) 상으로 관절연결되며, 상기 리스트 핀(86)은 측정 요소(30")와 같이 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 압력 피스(72)와 상측 텔레스코핑 요소(70)는 구형의 형태로 만곡되고 서로에 대해 상보적인 측면 커플링 표면(88)에서 서로 축방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 리스트 핀(86)은 지지 하중을 위한 측정수단과 같은 핀 굽힘 또는 전단 변형을 측정하기 위한 하나 이상의 스트레인 게이지를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하측 텔레스코핑 요소(42)는 하향 돌출된 지지 풋 볼이 제공되며, 풋 부분(26)은 지지 풋 볼을 수용하기 위한 베어링 소켓을 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 풋 부분(26)은 상향 돌출된 지지 풋 볼이 제공되며, 하측 텔레스코핑 요소(42)는 지지 풋 볼을 수용하기 위한 베어링 소켓을 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  12. 새시(20)를 가지며, 이동 위치로부터 하나 이상의 지지 위치로 이동될 수 있고 텔레스코핑 지지 레그에 의해 지면(28) 상에 지지될 수 있는 동시에 새시(10)를 들어올리는 2개의 전방 및 후방 지지 아우트리거(20, 24)를 가지며, 지지 레그(23) 내에서 지지 하중을 측정하기 위한 측정 요소(20')를 가지고, 지지 레그(23)는 상측 연결 지점(38)에서 지지 아우트리거(20, 24)와 각각 연결된 상측 텔레스코핑 요소(70)를 가지며 하측 요소가 상측 요소에 대해 이동될 수 있는 하측 단부에서의 하측 연결 지점(36)에서 지면(28) 상에 지지될 수 있는 지지 풋(26)과 각각 연결된 하측 텔레스코핑 요소(42)를 가지며, 측정 요소(30')는 하측 텔레스코핑 요소(42)와 지지 풋(26) 사이에서 상측 연결 지점(36)의 영역 내에 배열되는 이동식 작업 장치, 특히 이동식 콘크리트 펌프에 있어서, 지지 풋(26)은 지지 하중이 가해지는 상태에서 하측 텔레스코핑 요소(42) 상에 배열되는 수용부(46) 내의 압력 피스(50)에 의해 반경방향의 센터 유극을 따라 측정 요소(30')의 힘 유입 위치(48)에 대해 축방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 수용부(46)는 하측 텔레스코핑 요소(42)와 고정되게 연결된 측정 벨이 형성되고, 지지 풋(26)은 베어링 소켓(60) 내에 장착된 지지 풋 볼(58)을 가지며, 압력 피스(50)는 반경방향의 센터 유극을 따라 하부로부터 수용부(46) 내에 맞물리는 베어링 소켓(60) 또는 지지 풋 볼(58) 상에 형성되며 지지 하중이 가해지는 상태에서 측정 요소(30')에 대해 축방향으로 배열되고 이에 고정되어 떨어지는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 압력 피스(50)와 수용부(46) 사이의 반경방향 유극은 서로 축방향으로 이격된 거리에 배열된 2개 이상의 탄성변형가능한 지지 링(52', 52")에 의해 브릿지되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 지지 링(52', 52")은 스프링-탄성 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 탄성 변형가능한 지지 링(52', 52")은 지그재그 형태, 주름 형태 또는 곡류형의 형태로 형태가 형성되며 및/또는 원주 방향으로 잘라 내어지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 피스(50)는 수용부(46) 상에 지지되고 서로에 대해 직경방향으로 마주보게 배열된 2개의 고정 핀(56)이 부분적으로 유입되는 원주방향 요홈(54)을 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 요소(30')는 지지 하중이 압력 피스(50)에 의해 가해지는 하나 이상의 힘 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 요소(30')는 외부로 뻗어있는 전원 공급 라인 및/또는 데이터 라인(66, 68)과 연결된 측정 전자장치(64)를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 하측 텔레스코핑 요소(42)는 전원 공급 및/또는 데이터 전송을 위한 케이블이 통합되는 나선형의 주름이 형성된 벨로우즈에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 요소(30')는 무선 데이터 전송을 위한 트랜스미션 리시버 또는 트랜스미터를 가진 측정 전자장치(64)와 연결되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 각각의 측정 요소(30')는 데이터 전송을 위한 트랜스미터 및 측정 전자장치를 포함한 2개의 예비 힘 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 측정 전자장치를 포함한 각각의 예비 힘 센서 또는 각각의 측정 요소(30')는 이에 제공된 재충전가능한 배터리(92', 92")를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 트랜스미터(90', 90")는 라디오 트랜스미터와 같이 구성되며, 이의 전송 안테나(94', 94")는 지지 레그의 텔레스코핑 요소(42)들 중 한 텔레스코핑 요소, 바람직하게 지지 풋(26) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 1차 측 상에서 교류 공급원과 연결되고 2차 측 상에서 충전 회로에 의해 배터리(92', 92")와 연결되는 유도 전원 공급 세그먼트(96, 98)는 지지 레그(23, 25)의 텔레스코핑 요소(42, 70)들 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 유도 전원 공급 세그먼트는 텔레스코핑 요소(42, 70)들 중 한 텔레스코핑 요소 상에 배열되고 텔레스코핑 요소(42, 70)가 인입된 상태에서만 작동되는 1차 및 2차 코일(96, 98)을 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 텔레스코핑 요소(70)들 중 한 텔레스코핑 요소는 듀얼-액션 하이드로실린더의 실린더 부분과 같이 구성되며, 이의 피스톤은 하측 텔레스코핑 요소(42)를 형성하는 피스톤 로드와 연결되는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상측 텔레스코핑 요소(70)는 실린더 부분을 형성하며, 하측 텔레스코핑 요소(42)는 하이드로실린더의 피스톤 로드를 형성하는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
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