KR20170088878A - 작동 기계용 붐 및 이러한 작동 기계용 붐 제작 방법 - Google Patents

작동 기계용 붐 및 이러한 작동 기계용 붐 제작 방법 Download PDF

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KR20170088878A
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디트마르 퓌겔
크리스티앙 한
매티아스 브라운
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푸츠마이스터 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

본 발명은 작동 기계용 붐, 특히, 복수의 붐 암(16)을 포함하며 콘크리트 전달 라인(22)을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐(14)에 관한 것으로서, 상기 복수의 붐 암(16)은 작동 위치로 이동될 수 있으며 박스 형태의 구조물로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역(34)의 경계를 결정하는 복수의 측벽(42, 44)들로 구성되고, 상기 콘크리트 분배 암(14)은 캐비티 영역(34)의 횡단면을 밀봉하기 위해 밀봉 파티션 장치(38)를 추가로 포함하되, 상기 밀봉 파티션 장치(38)는 주변 방향으로 적어도 부분적으로 외주 밀봉 홈(50)이 제공된 파티션 벽(40)을 가지며, 상기 밀봉 홈(50)에 탄성 밀봉부(48)가 배열되는데, 상기 탄성 밀봉부(48)는 인접한 측벽(42, 44)들에 대해 내측 면에서 실타이트 방식으로 지지된다.

Description

작동 기계용 붐 및 이러한 작동 기계용 붐 제작 방법{BOOM FOR A WORKING MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 작동 기계(working machine)용 붐, 특히, 복수의 붐 암을 포함하며 콘크리트 전달 라인을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐에 관한 것으로서, 상기 복수의 붐 암은 작동 위치로 이동될 수 있으며 박스 형태의 구조물로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역의 경계를 결정하는 복수의 측벽들로 구성되고, 상기 콘크리트 분배 암은 캐비티 영역의 횡단면을 밀봉하기 위해 밀봉 파티션 장치를 추가로 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 붐을 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.
관절구성 영역(articulation region)에서 콘크리트 분배 붐의 붐 암에 각각의 피벗회전 구동부(pivot drive)가 연결되는데, 암들은 서로 연결되어야 한다. 이 경우, 박스 섹션(box section)의 구멍(opening)이 지지되어야 한다. 암의 캐비티 영역(cavity region) 안으로 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 이 구멍들은 실제로 내부-용접된 밀봉 파티션(welded-in sealing partition)으로 밀봉된다. 이러한 구성에서, 밀봉되어야 하는 영역들은 필요한 용접 심(weld seam)들이 형성될 수 있도록 충분히 접근될 수 있어야 한다. 게다가, 이러한 용접 심들은 구성요소들에 바람직하지 못한 노치 효과(notch effect)를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은, 종래 기술에 공지된 붐 암 및 붐 제작 방법을 추가로 개선하고, 접근이 쉽지 않은 영역에서도, 제작상의 엔지니어링 측면에서 간단하면서도 안정적이며 붐 디자인을 최적화할 수 있는 밀봉을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 구현하기 위하여, 하기 청구항 중 독립항들에 기재된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 바람직한 실시예들 및 변형예들은 종속항들이 기재되어 있다.
본 발명은, 용접 심(weld seam)들에 의해 일체형으로 결합된 밀봉(integrally bonded sealing) 대신에, 밀봉 프로파일(sealing profile)을 사용하는 개념에 따른다. 따라서, 본 발명에 따르면, 밀봉 파티션 장치가 파티션 벽을 가지는데, 상기 파티션 벽에는, 주변 측면(peripheral side) 상에, 적어도 부분적으로, 그리고, 바람직하게는, 완전한 외주 밀봉 홈(circumferential sealing groove)이 제공되며, 상기 밀봉 홈에 탄성 밀봉부(elastic seal)가 배열되는데, 상기 탄성 밀봉부는 인접한 측벽들에 대해 내측 면에서 실타이트 방식으로 지지된다(bear sealtight). 홈(groove) 형태로 배열된 이러한 프로파일 밀봉부(profile seal)의 결과, 상기 영역에는 공간(space)이 없거나 및/또는 노치 효과(notch effect)로 인해, 어떠한 용접도 수행될 수 없다. 따라서, 암 프로파일(arm profile)은 보다 세선세공 디자인(filigree design)으로 형성될 수 있으며, 접근성의 이유로, 실제로 필요한 것보다 더 크고 더 무겁게 제작될 필요가 없다. 게다가, 바람직하지 못한 노치 효과를 없앰으로써, 더 두꺼운 플레이트(plate) 또는 보강재(doubler)가 필요했던 암 구성이 보다 경량으로 제작될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 밀봉부는 무형의 밀봉 화합물(formless sealing compound)에 의해 형성되는데, 상기 무형의 밀봉 화합물은 밀봉 홈 내에 삽입되고 바람직하게는 폴리우레탄 실런트(sealant)로 구성된다. 이런 방식으로, 밀봉부는 사전제작(prefabrication)에서 용접 작업 동안 파손되지 않으며, 정밀한 윤곽 매칭(contour matching)이 가능하면서도 허용오차(tolerance)가 상쇄될 수 있다.
이러한 밀봉부를 제작상의 엔지니어링 측면에서 간단하게 통합하기 위하여, 밀봉 화합물을 밀봉 홈 내에 삽입하기 위한 공급 채널(feed channel)이 제공되며, 상기 공급 채널은 바람직하게는 코드(chord)에 의해 형성된 측벽(side wall) 또는 파티션 벽(partition wall) 내에서 연장된다.
바람직하게는, 밀봉되어야 하는 횡단면에 위치된 파티션 벽은 일체형으로 결합된 포지티브(positive) 또는 논-포지티브(non-positive) 연결부(connection)에 의해 원하는 위치에서 하나 이상의 측벽에 사전-고정된다(pre-fixed).
박스 섹션(box section)의 측벽(바람직하게는, 웹(web))과 파티션 벽 사이의 연결부(junction)가 중립 축(neutral axis)의 영역에서 측벽의 중앙 영역에 배열되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 파티션 벽은 특히 밀봉되어야 하는 횡단면 윤곽에 일치하는 사각형의 금속 플레이트로 형성된다. 또한, 파티션 벽으로서 플라스틱 몰딩(plastic molding)을 사용하는 방법도 고려할 수 있다.
간단한 방법으로 외주 홈(circumferential groove)을 구현하기 위하여, 파티션 벽을 다층 구조(multilayered construction)로 형성할 수도 있으며, 횡방향의 외층(lateral outer layer)이 밀봉 홈의 홈 플랭크(groove flank)를 형성한다.
제작상의 엔지니어링 측면에서, 박스 섹션은 2개의 서로 맞은편에 있는 웹, 및 상기 웹들의 종방향 에지(longitudinal edge) 상에서 외부에 배열된 2개의 코드(chord)로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 디자인에서, 내부-용접된 파티션(welded-in partition)이 관절구성 영역(articulation region)에 제공되며, 이러한 파티션들은 본 발명에 따른 해결책에 의해 노치(notch) 없이도 교체될 수 있다.
밀봉 파티션 장치는 부식성 매질(corrosive media)이 유입되는 것을 방지하기 위해 붐 암의 단부 부분(end portion) 상에서 힌지 조인트(hinge joint)를 밀봉한다.
또한, 본 발명은 작동 기계용 붐, 특히, 콘크리트 전달 라인을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐 제작 방법에 관한 것으로서, 상기 콘크리트 분배 붐 내에서 복수의 붐 암이 바람직하게는 서로 관절구성 식으로 연결되고, 붐 암들은 박스 섹션(box section)으로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역의 경계를 결정하는(delimiting) 복수의 측벽들로 구성되며, 밀봉 파티션 장치가 캐비티 영역의 횡단면 내로 삽입된다. 이런 점에서 볼 때, 파티션 벽에는 주변 측면(peripheral side) 상에서 주변 방향으로 적어도 부분적으로 외주 밀봉 홈이 제공되며, 상기 밀봉 홈에 밀봉부가 배열되는데, 상기 밀봉부는 인접한 측벽들의 내부에 대해 실타이트 방식으로 지지된다(bear sealtight). 상기 붐 제작 방법에 있어서, 위에서 기술된 붐 장치의 바람직한 효과들도 동일하게 구현된다.
파티션 벽은, 용접(welding) 또는 접합(tacking), 클램핑(clamping), 나사조임(screwing), 스톱(stop) 또는 홈(groove)에 의해, 밀봉되어야 하는 횡단면에 사전-고정되는 것이 바람직하다. 또한, 무형의 밀봉 화합물이 밀봉 홈 내에 삽입되고 내부에서 경화되어 밀봉부가 형성되는 것이 바람직하다. 이런 점에서 볼 때, 밀봉 홈에는 파티션 벽 또는 측벽에서 공급 채널에 의해 밀봉 화합물로 채워지며, 상기 공급 채널은 붐 암의 외부로부터 접근 가능한 것이 바람직하다.
본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 예시 실시예들을 참조하여 밑에서 보다 상세하게 설명된다:
도 1은 접히지 않는 다중-암 콘크리트 분배 붐을 가진 트럭-탑재형 콘크리트 펌프의 측면도;
도 2는 밀봉 파티션 장치가 삽입된 콘크리트 분배 붐의 2개의 관절연결식 붐 암의 투시도;
도 3은 도 2에 따른 하부 붐 암의 도면;
도 4는 밀봉 파티션 장치의 횡단면도.
도 1에 도시된 트럭-탑재형 콘크리트 펌프(10)는 상부에서 이동 가능하고 복수의 붐 암(16)을 가진 콘크리트 분배 붐(14)과 도로 차량(12)을 포함하되, 복수의 붐 암(16)은 관절구성식 조인트(18)를 통해 서로 연결되고 관절구성식 조인트(18) 상에서 유압식 피벗회전 구동부(pivot drive)(20)에 의해 서로 피벗회전 가능하여, 붐(14)을 따라 안내되는(guided) 콘크리트 전달 라인(22)은 작동 범위 내에서 단부 호스(end hose)로 가변적으로 배치 가능하다.
도 2는 도 1에 따른 암 어셈블리의 2개의 붐 암(16, 16')을 도시하는데, 상기 두 붐 암은 크랭크된 포크형 단부(cranked forked end)에서 관절구성식 조인트(18)에 의해 서로 관절구성식으로 연결된다. 관절구성식 조인트(18) 주위로 피벗회전 운동을 수행하기 위하여 유압 실린더가 피벗회전 구동부(20)로서 제공되는데, 상기 피벗회전 구동부(20)는 바닥 쪽에서 힌지 조인트(24)에 의해 붐 암(16)에 결부되고(attached) 로드(rod) 쪽에서는 관절구성식 조인트(18)에 가까이 위치된 굴절 링크장치(deflection linkage)(26)에 의해 양 붐 단부(boom end) 상에서 작동된다. 바람직하게는, 굴절 링크장치(26)는 한 붐 암(16)의 붐 암 단부에서 외부에 작용하는 한 쌍의 편향 레버(28), 및 다른 붐 암 단부의 개방된 포크 영역에 결합된 한 쌍의 압력 로드(pressure rod)(30)를 포함한다. 상기 압력 로드들은 힌지 볼트(32) 상에 장착되는데, 상기 힌지 볼트(32)는 붐 암(16')의 포크형 단부들에서 캐비티 영역(34)을 통과하는 힌지 조인트(36)를 형성한다.
압력 로드(30)를 U-형태의 간격(clearance) 안으로 내부를 향해 이동되고 나면, 콘크리트 전달 라인(22)은 붐 암(16')을 상대적으로 근접하게 지나 안내될 수 있고(guided), 암 프로파일(arm profile)은 전체적으로 좁게 형성된 상태로 유지될 수 있으며, 그에 따라 두 붐 암(16, 16')은 짧은 거리만큼 이격되어 나란하게(side by side) 배열되거나 안내될 수 있다.
캐비티 영역(34) 안으로 부식성 매질(corrosive media), 특히, 물이 통과되는 것을 방지하기 위하여, 2개의 파티션 벽 또는 파티션 플레이트(40)를 포함하는 밀봉 파티션 장치(38)가 제공된다.
도 3으로부터 볼 수 있듯이, 붐 암(16 및 16')은, 기다란 박스-형태의 스틸 구조물로서, 적어도 부분적으로 2개의 코드(chord)(42)와 2개의 웹(44)으로 구성되는데, 이 두 웹(44)들은 코드(42)들에 횡방향으로 연결된다(laterally connected). 코드(42)는 일반적으로 웹(44)의 종방향 에지(longitudinal edge)의 외부에 위치되는데(rest), 용접 심(weld seam)들이 중공의(hollow) 내부로부터 멀어지는 방향으로 배열되고 연속적인 실타이트 조인트를 형성하는 웹(44)의 외부 한계영역(outer margin)을 따라 연장된다. 코드가 웹(44)들 사이의 중간 영역 안으로 점핑(jumping)하는 것을 방지함으로써, 박스 구조물의 고-강성(high-rigidity)이 구현되며 횡단 방향으로 배열된(transversely running) 용접 심들에 의해 바람직하지 못한 노치 효과(notch effect)가 방지된다.
붐 암(16')의 포크형 단부에서, 힌지 조인트(18)의 영역에 있는 2중-웹 부재(46)가 코드(42) 상에서 오목하게 형성되며(recessed), 다른 붐 암(16)의 웹 연장부(web extension)들이 여기에 결합될 수 있다. 상기 오목하게 형성된 영역들은 직사각형의 평평한 파티션 벽(40)들에 의해 제2 힌지 조인트(36)의 방향으로 내부를 향해 가려지며(shielded), 주변 면(peripheral side) 또는 외측 에지들 상에서, 상기 직사각형의 평평한 파티션 벽들에는 외주 탄성 밀봉부(48)가 제공된다.
도 4는 직사각형의 파티션 벽(40)의 종방향 중심축에 대해 횡단 방향으로 절단한 밀봉 파티션 장치(38)의 한 단면을 도시한 도면이다. 상기 밀봉 파티션 장치(38)에는, 주변 면 또는 4개의 외측 에지 상에서, 주변 밀봉 홈(50)이 제공되는데, 이에 상응하게 상기 주변 밀봉 홈(50) 내에 밀봉부(48)가 외주 방향으로 배열된다(circumferentially arranged). 여기서, 밀봉부(48)는 인접한 측벽들에 대해 내측 면에서 탄성 밀봉 방식으로 지지되는데(elastically sealing bear)(웹(44), 및 코드(42)는 상기 도면에서 보이지 않음), 캐비티(34)의 구멍(opening)의 횡단면은 밀봉된다.
붐 암(16)의 제작 시에, 코드(42)와 웹(44)들을 함께 용접할 때, 파티션 벽(40)은 밀봉되어야 하는 횡단면에 추가적인 밀봉부(further seal)를 사전-고정시킨다(pre-fixed). 이는 점 용접(spot welding)으로 구현될 수 있는데, 용접부(52)는 관련 측벽(예를 들어, 웹(44))의 중립축(neutral axis)에 근접한 중앙 영역에 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 밀봉부(48)는 무형의 밀봉 화합물(formless sealing compound)에 의해 형성되는데, 상기 무형의 밀봉 화합물은 밀봉 홈(50) 내에 삽입되고 경화성 폴리우레탄 실런트로 구성된다. 이를 위하여, 측벽(여기서는 웹(44))에서, 밀봉 화합물을 위한 공급 채널(feed channel)로서 보어(54)가 제공된다. 가교결합(crosslinking) 후에, 폴리우레탄 실런트는 영구적 탄성 밀봉부(48)를 형성하는데, 이러한 영구적 탄성 밀봉부(48)는 측벽(42, 44)들과 파티션 벽(40) 사이의 틈(gap)을 안정적으로 밀봉한다.
요약하면, 다음과 같다: 본 발명은 작동 기계(working machine)용 붐, 특히, 복수의 붐 암(16)을 포함하며 콘크리트 전달 라인(22)을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐(14)에 관한 것으로서, 상기 복수의 붐 암(16)은 작동 위치(working position)로 이동될 수 있으며 박스 형태의 구조물로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역(34)의 경계를 결정하는(delimiting) 복수의 측벽(42, 44)들로 구성되고, 상기 콘크리트 분배 암(14)은 캐비티 영역(34)의 횡단면을 밀봉하기 위해 밀봉 파티션 장치(38)를 추가로 포함하되, 상기 밀봉 파티션 장치(38)는 주변 방향으로 적어도 부분적으로 외주 밀봉 홈(50)이 제공된 파티션 벽(40)을 가지며, 상기 밀봉 홈(50)에 탄성 밀봉부(48)가 배열되는데, 상기 탄성 밀봉부(48)는 인접한 측벽(42, 44)들에 대해 내측 면에서 실타이트 방식으로 지지된다(bear sealtight).

Claims (13)

  1. 작동 기계용 붐, 특히, 복수의 붐 암(16)을 포함하며 콘크리트 전달 라인(22)을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐(14)으로서, 상기 복수의 붐 암(16)은 작동 위치로 이동될 수 있으며 박스 형태의 구조물로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역(34)의 경계를 결정하는 복수의 측벽(42, 44)들로 구성되고, 상기 콘크리트 분배 암(14)은 캐비티 영역(34)의 횡단면을 밀봉하기 위해 밀봉 파티션 장치(38)를 추가로 포함하는, 작동 기계용 붐에 있어서,
    밀봉 파티션 장치(38)는 주변 방향으로 적어도 부분적으로 외주 밀봉 홈(50)이 제공된 파티션 벽(40)을 가지며, 상기 밀봉 홈(50)에 탄성 밀봉부(48)가 배열되는데, 상기 탄성 밀봉부(48)는 인접한 측벽(42, 44)들의 내부에 대해 실타이트 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  2. 제1항에 있어서, 밀봉부(48)는 무형의 밀봉 화합물에 의해 형성되는데, 상기 무형의 밀봉 화합물은 밀봉 홈(50) 내에 삽입되고 바람직하게는 경화성 폴리우레탄 실런트로 구성되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀봉 화합물을 밀봉 홈(50) 내에 삽입하기 위한 공급 채널(54)이 제공되며, 상기 공급 채널은 바람직하게는 코드(chord)에 의해 형성된 측벽(42) 또는 파티션 벽(40) 내에서 연장되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉되어야 하는 횡단면에 위치된 파티션 벽(40)은 일체형으로 결합된 포지티브(positive) 또는 논-포지티브(non-positive) 연결부(52)에 의해 하나 이상의 측벽(42, 44)에 고정되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 박스 섹션(box section)의 측벽(42, 44)과 파티션 벽(40) 사이의 연결부(junction)가 측벽(42, 44)의 중앙 영역에 배열되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 파티션 벽(40)은 특히 사각형의 금속 또는 플라스틱 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 파티션 벽(40)은 다층 구조로 형성되며, 횡방향의 외층이 밀봉 홈(50)의 홈 플랭크(groove flank)을 형성하는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 박스 섹션은 2개의 서로 맞은편에 있는 웹(44), 및 상기 웹들의 종방향 에지(longitudinal edge) 상에서 외부에 배열된 2개의 코드(42)로 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 파티션 장치(38)는 부식성 매질이 유입되는 것을 방지하기 위해 붐 암(16)의 단부 부분 상에서 힌지 조인트(36)를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐.
  10. 작동 기계용 붐, 특히, 콘크리트 전달 라인(22)을 안내하기 위한 콘크리트 분배 붐(14) 제작 방법으로서, 상기 콘크리트 분배 붐(14) 내에서 복수의 붐 암(16)이 바람직하게는 서로 관절구성 식으로 연결되고, 붐 암(16)들은 박스 섹션(box section)으로서, 적어도 부분적으로, 캐비티 영역(34)의 경계를 결정하는 복수의 측벽(42, 44)들로 구성되며, 밀봉 파티션 장치(38)가 캐비티 영역(34)의 횡단면 내로 삽입되는, 작동 기계용 붐 제작 방법에 있어서,
    파티션 벽(40)에는 주변 측면 상에서 주변 방향으로 적어도 부분적으로 외주 밀봉 홈(50)이 제공되며, 상기 밀봉 홈(50)에 밀봉부(48)가 배열되는데, 상기 밀봉부(48)는 인접한 측벽(42, 44)들의 내부에 대해 실타이트 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐 제작 방법.
  11. 제10항에 있어서, 파티션 벽(40)은, 용접 또는 접합, 클램핑, 나사조임, 스톱(stop) 또는 홈에 의해, 밀봉되어야 하는 횡단면에 사전-고정되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐 제작 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 무형의 밀봉 화합물이 밀봉 홈(50) 내에 삽입되고 내부에서 경화되어 밀봉부(48)가 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐 제작 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 홈(50)에는 파티션 벽(40) 또는 측벽(42, 44)에서 공급 채널(54)에 의해 밀봉 화합물로 채워지며, 상기 공급 채널은 붐 암(16)의 외부로부터 접근 가능한 것을 특징으로 하는 작동 기계용 붐 제작 방법.
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