KR20140045958A - 콘크리트 펌프용 분배 붐 - Google Patents

콘크리트 펌프용 분배 붐 Download PDF

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푸츠마이스터 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 정지식 또는 이동식 콘크리트 펌프를 위한 분배 붐에 관한 것이다. 상기 분배 붐은, 수직축 형태의 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 로터리 헤드(22)를 가지고 서로에 대해 다단접힘식으로 작동하거나 피봇회전할 수 있는 복수 개의 붐암(1,2,3,4)들로 구성된 암 조립체(24)를 가지며, 상기 암 조립체(24)는 상기 로터리 헤드(22)에 관절연결되는 제 1 붐암의 한쪽 단부를 가지고 상기 제 1 붐암(1)과 상기 로터리 헤드(22)의 관절연결점(28,30)들에서 관절연결된 단부들을 가진 제 1 실린더/피스톤 유닛(32)에 의해 사실상 수평을 향하는 수축 위치 및 작동위치사이에서 수평의 굽힘 축(A) 주위에서 피봇회전될 수 있다. 본 발명의 목적은, 상기 제 1 붐암(1)에 작용하는 실린더/피스톤 유닛(32)의 크기를 감소시키는 수단을 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 상기 제 1 붐암(1)은 붐암위에 작용하고 상기 붐암의 수축 위치로부터 시작하여 정해진 피봇회전 범위에 대해 효과를 가지는 적어도 한 개의 변위 보조 요소(36)를 가진다.

Description

콘크리트 펌프용 분배 붐{DISTRIBUTING BOOM FOR CONCRETE PUMPS}
본 발명은, 제 1 항에 설명된 형태의 정지식(stationary) 또는 이동식 콘크리트 펌프를 위한 분배 붐(distributing boom)에 관한 것이다.
상기 형태의 공지된 분배붐들은, 필수적으로 수직 축형태의 회전축 주위에서 회전할 수 있는 로터리 헤드(rotary head) 및, 서로에 대해 다단접힘(telescoped)되거나 피봇회전될 수 있는 복수 개의 붐암들로 구성된 암 조립체로 형성된다. 상기 암 조립체는, 제 1 붐암의 한쪽 단부에서 상기 로터리 헤드에 부착되고 상기 로터리 헤드와 상기 제 1 붐암의 관절연결점(points of articulation)에 관절연결된 단부를 가진 제 1 실린더/피스톤 유닛에 의해 사실상 수평을 향해 수축(retracted)되는 위치와 작동위치사이에서 굽힘(inflection) 수평축 주위에서 피봇회전될 수 있다.
콘크리트 펌프내에서 상기 분배 붐은 콘크리트 공급라인을 위한 지지체로서 이용된다. 콘크리트 작업동안 계속해서 재료 수집 용기속으로 유입되는 유체 콘크리트(fluid concrete)는 콘크리트 공급라인을 통해 차량의 고정위치와 떨어져 위치한 콘크리트 타설위치까지 공급된다. 상기 암 조립체의 붐암들과 붐암들사이에 배열되는 관절연결 점들의 배열이 서로 일치되어, 수축된 위치의 분배붐은 공간을 절약하며(space savingly) 관련 하부구조 또는 샤시에 배열될 수 있다. 상기 붐암들사이에서 구동 조립체를 활성화시키면, 상기 분배붐은 분배붐의 작동위치로 이동하게되고, 상기 작동위치에서 붐팁(boom tip)은 콘크리트가 타설되어야 하는 영역위로 단부호스에 의해 안내될 수 있다. 상기 수축과 연장과정과 관련하여 상기 제 1 붐암, 로터리 헤드 및 이들에 장착되는 실린더/피스톤 유닛사이의 구부림 조인트(deflection joint)가 특히 중요하다. 상기 암 조립체가 상기 수평으로 연장된 위치에 배열되면, 암의 고유 중량, 작동 하중 및 무게중심(center of gravity)과 상기 제 1 굽힘 축사이의 최대 거리로부터 최대 하중 모멘트가 형성된다. 따라서 관련 실린더/피스톤 유닛은 상기 위치에서 연장된 암 조립체를 지지하기 위해 최대하중을 적용해야 한다. 상기 암 조립체가 수직위치로 이동하면, 설정각이 각각 증가함에 따라 상기 제 1 굽힘 축에 대한 암 조립체의 무게중심이 가지는 거리는 감소된다. 동일한 사항이, 개별 붐암들이 로터리 헤드를 향해 이동할 때 적용된다. 그 결과, 상기 제 1 실린더/피스톤 유닛의 실린더 하중은 강하하고 실린더 연결위치에 대한 상기 무게중심의 특정 거리로부터 기본적으로 실린더 직경이 감소될 수 있는 하중크기가 도달된다.
이러한 전제로부터 본 발명의 목적은, 심지어 제 1 실린더/피스톤 유닛에 대해 공통의 부품들 및/또는 외부공급(outsourced) 부품들을 이용하여 제조비용을 감소시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 제 1 항에 구체적으로 기재된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 유리한 구성 및 구조들이 종속항들에서 제공된다.
본 발명에 의하면 필수적으로 상기 제 1 붐암은 붐암위에 작용하고 상기 붐암의 수축 위치로부터 시작하여 정해진 피봇회전 범위에 대해 효과를 가지는 적어도 한 개의 변위 보조 요소를 가진다. 암 조립체가 수평으로 연장될 때 상기 변위 보조 요소는 특히 고부하 영역에서 제 1 실린더/피스톤 유닛을 보조한다. 따라서 암 조립체가 연장된 상태에서 수축된 위치로부터 시작하여, 상승을 위해 요구되고 제 1 붐암과 연결되는 실린더/피스톤 유닛의 실린더 하중이 감소되고 공용 부품들을 이용하고 더욱 비용을 절감하는 실린더 구조를 이용하기 위한 새로운 방법이 제공된다.
상기 변위 보조요소는, 예를 들어 로터리 헤드 측부상의 접촉점과 붐암 측부상의 접촉점사이에서 작동하는 유압실린더로서 설계될 수 있는 압축하중 요소인 것이 유리하다. 유압실린더를 대신하여 로터리 헤드 측부와 붐암 측부상의 접촉점들사이에 배열되는 압축 스프링들이 이용될 수 있다. 상기 압축스프링은, 현존하는 유압회로내에 추가로 제어요소가 조립되는 것이 불필요하고 이러한 구성이 용이하고 비용이 절감되게 구성될 수 있는 장점을 제공한다. 변위 보조(displacement assistance)는 높은 하중 모멘트를 가지는 특정 각도범위내에서만 요구되기 때문에, 변위 보조 요소를 형성하는 액츄에이터는 분리점(separation point)을 가지도록 설계되어야 한다. 이것은 하중 구속 연결부(force locking connection)를 형성하는 접촉 스폿(contact spot)인 것이 유리할 수 있다. 특정 각도로부터 상기 제 1 실린더/피스톤 유닛은 스스로 상기 암 조립체의 전체 중량을 지지한다. 상기 실린더/피스톤유닛은 이를 위해 설계되어야 한다. 하중 분할(force division) 영역에서, 변위 보조요소가 연장된 암조립체를 지지하기 위해 요구되는 다양한 하중(differential force)을 가하도록 변위 보조요소의 치수가 정해져야 한다. 수축되는 과정동안, 적어도 한 개의 변위 보조 요소는 정해진 피봇회전 경로를 따라 수축위치까지 이동하여 예비인장 상태를 가진다.
두 개의 변위 보조요소들이 제공되는 것이 더욱 유리하다.
본 발명을 따르는 선호되는 또 다른 구성에 의하면, 제 1 붐암의 굽힘 축(axis of inflection)이 회전축과 사실상 수직으로 정렬되고 수축위치에 배열된 제 1 붐암의 팁(tip)과 마주보게 위치하는 회전축의 측부에서 상기 로터리 헤드의 회전축에 대해 편심상태로 배열된다. 또한, 로터리 헤드 측부에서 실린더/피스톤 유닛의 과절연결부가 상기 굽힘축과 동일한 측부에서 상기 로터리 헤드의 회전축에 대해 편심상태로 배열되는 것이 유리하다.
본 발명을 따르는 붐암은 정지식 또는 이동식 콘크리트 펌프내에서 콘크리트 공급 라인을 위한 지지체로서 이용되며, 상기 로터리 헤드는 콘크리트 펌프 헤드의 회전축 주위에서 회전할 수 있는 콘크리트 펌프의 프레임 또는 하부 구조체상에 장착되고, 상기 붐암에 의해 안내되는 공급라인이 프레임상에 고정상태로 장착된 펌프 조립체의 압력 유출구에 연결되는 것이 선호된다.
본 발명은, 도면에 개략적으로 도시된 실시예를 참고하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은, 굽힘 붐(inflection boom)으로서 설계되고 수축위치에 있는 분배 붐을 가진 자동식 콘크리트 펌프를 도시한 측면도.
도 2는, 로터리 헤드, 실린더/피스톤 유닛 및 변위 보조 요소들을 가진 제 1 붐암을 도시한 단면도.
도 1에 도시된 자동 콘크리트 펌트는, 운반 차량(10), 두 개의 실린더 피스톤 펌프로서 설계되고 유체 콘크리트를 위한 펌프 조립체(12) 및 공급 라인(16)을 위한 지지체(support)로서 분배 붐(distributing boom)을 포함한다. 유체 콘크리트는 상기 분배붐(14)의 작업위치에서 공급라인(16)에 의해 상기 차량(10)의 정지위치와 멀리 떨어져 위치한 콘크리트 타설 지점으로 공급된다.
상기 분배붐(14)은, 로터리 베어링(20)을 가지고 차량에 고정된 수직축 형태인 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 로터리 헤드(rotary head)(22)를 포함하고, 서로에 대해 피봇회전할 수 있는 여러 개의 붐암(1,2,3,4)들로 구성된 암 조립체(24)를 포함하며, 상기 암 조립체는 로터리 헤드(22)상에서 관절연결 점(articulation point)(26)에 의해 제 1 붐암(1)의 단부에 부착되고 단부들에 의해 제 1 붐암(1)과 상기 로터리 헤드(22)의 관절점(28)들에 부착되는 실린더/피스톤 유닛(22)에 의해 사실상 수평으로 정렬된 수축된 위치와 작업위치사이에서 수평의 굽힘 축(A) 주위에서 피봇회전된다. 상기 암 조립체(24)의 상기 붐암(1,2,3,4)과 굽힘축(A,B,C,D)은 치수 및 운동학적으로 서로 일치되어, 상기 붐암(14)은 상기 운반 차량(10)위에서 공간을 절약하는 운반 구조를 가지며 수축된 위치로 배열될 수 있다. 상기 실린더/피스톤 유닛(32)은 구동 조립체와 같이 나머지 붐 암들사이에서 유압실린더(hydrocylinder)로서 설계된다. 상기 굽힘 축(A,B,C,D)에 대해 각각 할당된 구동조립체들을 프로그램제어에 의해 작동시켜서, 상기 분배 붐은 차량의 정지 위치와 콘크리트 타설위치사에서 서로 다른 거리 및/또는 수직방향 차이를 가지며 펼쳐진다. 예를 들어, 상기 펌프 구동기(pump driver)는 라디오 원격 제어기(radio remote control)에 의해 붐 운동을 제어하고, 상기 붐 팁은 콘크리트가 타설되어야 하는 영역위에서 단부 호스로 안내된다.
도 1 및 도 2에서 확인할 수 있듯이, 상기 제 1 붐 암(1)의 굽힘 축(A)은 상기 로터리 헤드(22)의 회전축(18)에 대해 편심상태로 배열되어, 접혀진 위치에서 제 1 붐암은 운전석(driver cab)(34)을 향하는 회전축(18)의 측부에 배열된다. 굽힘 축(A)은 도시된 실시예에서 로터리 헤드(22)를 형성하는 로터리 베어링(20)의 반경방향 외측에 위치한다. 상기 분배 붐의 주어진 길이와 상기 구성에 의해 로터리 헤드(22)의 영역에서 부하 모멘트가 감소된다.
본 발명의 주요 특징에 의하면, 정해진 피봇회전 범위에 걸쳐서 수축된 위치로부터 작용하는 두 개의 변위 보조 요소(displacement assisting element)(36)들은 제 1 붐암(1)에 연결된다. 변위 보조 요소(36)들은, 특히 상기 암 조립체(24)가 수평으로 연장될 때 높은 부하 영역에서 상기 실린더/피스톤 유닛(32)을 보조한다. 따라서 수축된 위치로부터 시작하여 기다란 암 조립체(24)에 의해, 상승기능을 위해 요구되고 상기 제 1 붐암(1)에 연결되는 실린더/피스톤 유닛(32)의 실린더 하중이 감소된다.
도 2에 도시된 실시예에 의하면, 상기 변위 보조 요소(36)는 예를 들어, 로터리 헤드 측부의 관절연결점(38)과 붐암 측부의 접촉점(40)사이에서 작용하는 유압실린더로서 설계된다. 연장되는 과정에서 상기 제 1 붐암(1)은 정해진 피봇운동 경로를 초과한 후에 변위 보조 요소(36)에 의해 상승되어, 상기 각위치로부터 단지 실린더/피스톤 유닛(32)은 상기 암 조립체(24)의 연결 잔류하중(engaging residual load)을 지지한다. 따라서 상기 변위 보조 요소(36)는, 상기 실린더/피스톤 유닛(32)이 상대적으로 작은 치수로 제조될 수 있어서 공용 부품(common parts)들을 이용하거나 상대적으로 비용이 절감되는 실린더 구조를 이용하기 위한 새로운 방법을 제시한다.
또 다른 구성상 특징은, 변위 보조 요소(36)로서 유압실린더 대신에 압축 스프링을 이용하는 것에 기초한다. 이러한 스프링들은 전체적으로 더욱 경량을 가지며 더욱 비용이 절감되게 제조될 수 있다. 유압회로내부의 또 다른 제어모듈이 추가로 제거될 수 있다.
요약하면, 본 발명은, 정지식 또는 이동식 콘크리트 펌프를 위한 분배 붐(14)에 관한 것이다. 상기 분배붐(14)은 필수적으로, 수직축 형태인 회전축(18) 주위에서 회전될 수 있는 로터리 헤드(22) 및, 서로 다단접힘식으로 작동되거나 피봇회전될 수 있는 복수 개의 붐암들로 구성된 암 조립체를 포함한다. 상기 암 조립체(24)는 상기 로터리 헤드(22)에 관절연결된 제 1 붐암(1)의 한쪽 단부를 가지고 상기 로터리 헤드(22)와 제 1 붐암(1)의 관절 연결점(28,30)들에서 관절연결되는 단부들을 가진 제 1 실린더/피스톤 유닛(32)에 의해 사실상 수평을 향하는 수축 위치와 작동위치사이에서 수평의 굽힘 축(A)주위에서 피봇회전될 수 있다. 본 발명의 목적은, 상기 제 1 붐암(1)에 작용하는 상기 실린더/피스톤 유닛(32)의 크기를 감소시키는 수단을 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 특징에 의하면, 상기 제 1 붐암(1)은 붐암위에 작용하고 상기 붐암의 수축위치로부터 시작하여 정해진 피봇회전 범위에 걸쳐서 효과를 가지는 적어도 한 개의 변위 보조 요소(36)를 가진다.
A,B,C,D...... 수평의 굽힘 축,
1,2,3,4......붐암,
10......운반 차량,
12......펌프 조립체,
14......분배 붐,
16......공급라인,
18......회전축,
20......로터리 베어링(rotary bearing)
22......로터리 헤드,
24......암 조립체,
26,28,30......관절점
32......실린더/피스톤 유닛
34......운전자 캡,
36......변위 보조 요소
38......로터리 헤드 측부의 관절연결점,
40......붐암측부의 접촉점.

Claims (11)

  1. 수직축 형태의 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 로터리 헤드(22)를 가지고 서로에 대해 다단접힘식으로 작동하거나 피봇회전할 수 있는 복수 개의 붐암(1,2,3,4)들로 구성된 암 조립체(24)를 가지며, 상기 암 조립체(24)는 상기 로터리 헤드(22)에 관절연결되는 제 1 붐암의 한쪽 단부를 가지고 상기 제 1 붐암(1)과 상기 로터리 헤드(22)의 관절연결점(28,30)들에서 관절연결된 단부들을 가진 제 1 실린더/피스톤 유닛(32)에 의해 사실상 수평을 향하는 수축 위치 및 작동위치사이에서 수평의 굽힘 축(A) 주위에서 피봇회전될 수 있는 정지식 또는 이동식 콘크리트 펌프를 위한 분배 붐에 있어서,
    상기 제 1 붐암(1)은 붐암위에 작용하고 상기 붐암의 수축 위치로부터 시작하여 정해진 피봇회전 범위에 대해 효과를 가지는 적어도 한 개의 변위 보조 요소(36)를 가지는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변위 보조 요소(36)는, 로터리 헤드 측부의 접촉점과 붐암 측부의 접촉점(38,40)사이에서 예비인장(pretensioned)되는 스프링 요소로서 구성되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 변위 보조 요소(36)는, 로터리 헤드 측부의 접촉점과 붐암 측부의 접촉점(38,40)사이에서 작용하는 유압실린더로서 구성되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 보조 요소(36)는, 상기 로터리 헤드(22)상에 관절연결되고 상기 제 1 붐암(1)위에서 접촉점(40)에 대해 자유롭게 지지되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 보조 요소(36)는, 상기 제 1 붐암(1)상에 관절연결되고 상기 로터리 헤드(22)위에서 접촉점(38)에 대해 자유롭게 지지되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 붐암(1)은 정해진 피봇회전 경로를 초과한 후에 적어도 한 개의 변위 보조 요소(36)에 의해 상승되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 붐암(1)은 정해진 피봇회전 경로를 따라 수축된 위치까지 수축되는 되는 과정동안 적어도 한 개의 상기 변위 보조 요소(36)를 예비인장된 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 변위 보조 요소(36)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 붐암(1)의 굽힘축(A)은, 상기 회전축(18)과 사실상 수직으로 배열된 수축위치에서 상기 제 1 붐암의 팁과 마주보게 위치한 회전축(18)의 측부에서 로터리 헤드(22)의 회전축(18)과 편심상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 실린더/피스톤 유닛(32)의 관절연결점(28)은, 상기 굽힘축(A)과 동일한 측부에서 상기 로터리 헤드(22)의 회전축(18)에 대해 편심상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 분배 붐.
  11. 정지식 또는 이동식 콘크리트 펌프내에 콘크리트 공급 라인을 위한 지지체로서 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항을 따르는 분배 붐의 이용으로서, 수직축으로서 형성된 회전축(18) 주위에서 회전가능한 콘크리트 펌프의 프레임 또는 하부구조체상에 로터리 헤드(22)가 배열되고, 상기 분배 붐(14)상에서 안내되는 공극라인(16)이 프레임상에 고정상태로 장착된 펌프 조립체(12)의 압력 유출구에 부착되는 것을 특징으로 하는 분배 붐의 이용.

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