KR20200113175A

KR20200113175A - 붐 세그먼트를 갖는 관절식 붐 및 붐 세그먼트 제조를 위한 방법

Info

Publication number: KR20200113175A
Application number: KR1020200034910A
Authority: KR
Inventors: 모르스 마르크; 삭켄 크리스토프
Original assignee: 슈빙 게엠베하
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2020-10-06
Also published as: US20200298298A1; DE102019107456A1; EP3715557A1; US11447967B2; EP3715557B1

Abstract

본 발명은 관절식 조인트(3)를 통해 서로 연결된 복수의 붐 세그먼트(4, 4a)를 갖되, 붐 세그먼트(4, 4a) 중 적어도 하나는 상단 벨트(6)와 하단 벨트(7)가 측방 웹 플레이트(8)를 통해 서로 연결된 박스 프로파일(5)로 디자인된 용접 구조를 갖는 대형 조작기(2), 특별히 트럭 장착식 콘크리트 펌프의 관절식 붐(1)에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 붐 세그먼트로 제조된 개선된 관절식 붐을 제공하는 것이고, 이는 낮은 자체 중량으로 인해 더 큰 도달 거리를 가능하게 하며, 또한 종래의 제조 방법을 사용하여 용이하고, 빠르고 오류없이 제조될 수 있다. 본 발명은 웹 플레이트(8) 및/또는 상단 벨트(6) 및/또는 하단 벨트(7) 중 적어도 하나는 본질적으로 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향으로 진행하는 적어도 하나의 굴곡(10)을 갖는 적어도 하나의 판금 섹션(9)에 의해 형성되고, 적어도 하나의 굴곡(10)이 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝나서 판금 섹션(9)의 단부(11)가 구부러지지 않는 것을 제안한다. 본 발명은 또한 이러한 관절식 붐(1)의 붐 세그먼트(4, 4a)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

붐 세그먼트를 갖는 관절식 붐 및 붐 세그먼트 제조를 위한 방법{ARTICULATED BOOM WITH BOOM SEGMENTS AND METHOD FOR PRODUCING A BOOM SEGMENT}

본 발명은 대형 조작기의, 특별히, 관절식 조인트를 통해 서로 연결된 복수의 붐 세그먼트를 갖되, 붐 세그먼트 중 적어도 하나는 상단 벨트와 하단 벨트가 측방 웹 플레이트(lateral web plate)를 통해 서로 연결되는 박스 프로파일 형태의 용접된 구조(welded construction)를 갖는 트럭 장착식 콘크리트 펌프의 관절식 붐(articulated boom) 및 이러한 관절식 붐의 붐 세그먼트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

특별히 트럭 장착식 콘크리트 펌프 및 다른 유형의 대형 조작기 관절식 붐은 많은 디자인에서 최신 기술로 알려져 있다(예를 들어, DE 196 44 410 A1 참조). 붐 길이, 즉, 회전(slewing) 관절식 붐 범위에 대한 요구 사항이 지속적으로 증가하고 있다. 붐 세그먼트 및 관절식 붐의 자체 중량을 가능한 한 낮게 유지하기 위해, 공지된 붐 세그먼트는 중공 프로파일(hollow profile)로 제조된다. 이들 중공 프로파일은 일반적으로 상단 벨트와 하단 벨트가 측방 웹 플레이트를 통해 서로 연결되는 용접된 구조이다. 붐 세그먼트는 또한 예를 들어, 유압 실린더가 붐 세그먼트로 떨어지는 지점에서 적어도 일부 영역에서 U-프로파일로서 디자인될 수 있다. 붐 세그먼트에서 중공 프로파일 또는 U-프로파일을 형성할 때 중량을 추가로 덜 수 있도록 하기 위해, 상단 및 하단 벨트 및 측방 웹 플레이트의 판금 두께를 필요한 최소값으로 감소시키기 위한 노력이 여전히 계속되고 있다. 그러나, 박벽(thin-walled)의 용접 구조에서는 전형적으로 생산 과정에서 왜곡이 발생한다. 이러한 생산 관련 왜곡을 거의 완전히 제거할 수는 없으며 시간면에서 비용이 많이 든다. 왜곡을 예측하기 어렵기 때문에 이들의 제거가 복잡하다. 이러한 왜곡은 용접 후 컴포넌트를 냉각하는 동안 종 방향, 횡 방향 및 각 수축(angular shrinkage)의 상호 작용의 결과로 얇고 강화되지 않은(non-stiffened) 판금에서 종종 발생한다. 왜곡을 피하기 위해, 용접 공정 동안 판금이 더 단단히 클램핑되어 판금에 보이지 않는 응력을 유발하거나 용접 공정의 변경이 이루어질 수 있음이 공지되어 있다. 박벽의 판금으로 가벼운 붐 세그먼트를 생산하려면, 일반적으로 3 내지 12mm 두께의 판금에 사용되는 MAG 용접 공정이 일반적으로 붐 구조에 사용되기 때문에 용접 공정 변경에 많은 비용이 든다. 예를 들어, 붐 구조에서, 강성과 강도의 이유로 더 얇은 시트(sheet) 두께가 충분한 3mm 두께의 판금이 종종 여전히 사용된다. 이는 정상적으로 사용되는 MAG 용접 공정을 사용하여 이러한 보다 얇은 판금을 용접하기가 어렵기 때문에, 관절식 붐을 제조할 때 더 낮은 판금 두께가 필요하지 않음을 의미한다. 낮은 판금 두께에 더 적합한 용접 공정을 WIG 용접 공정으로 변경하는 것은 붐 구조의 낮은 출력으로 인해 너무 많은 비용이 소요되며, 또한 시간이 더 많이 걸리고 플랜트(plant)를 다른 용접 공정으로 변경해야 할 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 낮은 자체 중량으로 인해 더 높은 범위를 허용하며, 동시에 종래의 제조 방법을 이용하여 쉽고 빠르게 오류없이 제조될 수 있는 붐 세그먼트로 이루어진 개선된 관절식 붐을 특정하는 것이다. 추가하여, 본 발명의 목적은 이러한 관절식 붐에 대한 붐 세그먼트의 단순화된 생산을 가능하게 하는 제조 공정을 특정하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 관절식 붐 뿐만 아니라 청구항 11의 특징을 갖는 붐 세그먼트의 제조 방법에 의해 해결된다.

웹 플레이트 및/또는 상단 벨트 및/또는 하단 벨트 중 적어도 하나는 실질적으로 붐 세그먼트의 종 방향으로 연장되는 적어도 하나의 굴곡(bending)을 갖는 적어도 하나의 판금 섹션에 의해 형성된다는 점에서, 적어도 하나의 굴곡이 해당 섹션의 단부(end)로부터 거리를 두고 끝나서 판금 섹션의 단부가 구부러지지 않고, 관절식 붐의 붐 구조에서 박벽 판금의 왜곡의 감소가 간단한 방식으로 달성될 수 있다. 판금 섹션의 단부가 구부러지지 않도록, 적어도 하나의 굴곡 단부가 판금 섹션의 일단 또는 양단으로부터 거리를 두고 끝나는 사실은, 다음 판금 섹션으로의 직선 전이부(straight transition)가 판금 섹션의 구부러지지 않은 단부로 형성될 수 있음을 의미한다. 이것은 특히 굴곡을 갖는 판금 섹션을 구부러지지 않은 판금 섹션에 용접할 때, 판금 섹션 사이의 전이부를 형성하기 위해 판금 섹션을 위치시키고 판금 섹션을 용접하는 것을 더 쉽게 할 수 있다. 이는 맞대기 용접 공정(butt welding process)을 사용하여 판금 섹션 사이의 전이부를 쉽게 생성할 수 있게 한다.

이러한 굴곡이 붐 세그먼트의 종 방향으로 본질적으로 진행함에 따라, 붐 세그먼트의 자체 중량을 덜기 위해 사용된 판금 두께를 더 감소시켜 관절식 붐의 더 큰 도달 거리(reach)를 가능하게 할 수 있다. 웹 플레이트, 상단 벨트 또는 하단 벨트를 형성하는 판금 섹션의 굴곡은 냉각 동안, 특히 용접 공정 후에 용접 구조에서 왜곡이 형성되는 것을 쉽게 방지하기 위해 사용될 수 있다. 붐 세그먼트의 종 방향으로 진행하는 굴곡은 용접 공정으로 인한 왜곡의 형성을 효율적으로 방지한다.

본 발명의 바람직한 디자인 및 추가 개발이 종속항에 기인한다. 청구 범위에 개별적으로 열거된 특징들은 또한 임의의 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 조합될 수 있으며, 따라서, 본 발명의 다른 실시예를 보여준다는 것에 유의하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 굴곡은 단순한 V-형상 프로파일 단면을 갖는 것이 제공된다. 단순한 V-형상 프로파일 단면은 그것과 함께 제공되는 붐 세그먼트의 판금 섹션에서 왜곡의 형성을 효율적으로 방지하는 쉽게 생성할 수 있는 굴곡 기하학적 구조를 제공한다. V-형상 프로파일 단면의 굴곡 각도는 바람직하게는 두 굴곡 섹션 사이에서 160° 내지 176°이어야 한다. V-형상 프로파일 단면의 굴곡 반경은 상대적으로 작은 것이 바람직하다.

적어도 하나의 굴곡은 아크-형상(arc-shaped) 프로파일 단면을 갖는 것을 제공하는 실시예가 특별히 바람직하다. 아크-형상 단면으로, 균일하게 커브진 판금 윤곽이 생성되어 이는 쉽게 제조될 수 있고, 그것과 함께 제공된 붐 세그먼트의 판금 섹션에서 왜곡의 형성을 방지할 수 있다. 아크-형상 단면의 반경은 적어도 10cm이어야 한다.

본 발명의 특별히 바람직한 실시예는 적어도 하나의 굴곡이 박스 프로파일의 안쪽으로 또는 박스 프로파일의 바깥쪽으로 지향된다는 사실을 언급한다. 붐 세그먼트 단면의 바깥쪽으로 또는 박스 프로파일의 안쪽으로의 굴곡 배향이 크게 바뀌지 않아서 치수가 거의 변하지 않고 기존 구조 및 부착물이 또한 변화 없이 구부러진 웹 또는 벨트 판금으로 변환될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 판금 섹션이 붐 세그먼트의 종 방향으로 본질적으로 진행하는 적어도 2 개의 굴곡을 갖는 것을 제공한다. 붐 세그먼트의 종 방향으로 본질적으로 수 개의 굴곡이 진행하는 경우, 붐 세그먼트의 종 방향으로 진행하는 개별 굴곡이 웹 플레이트를 상단 벨트와 하단 벨트와 연결하는 용접 부위에 더 가깝게 할 수 있기 때문에 왜곡 위험이 더욱 최소화될 수 있다.

적어도 2 개의 굴곡이 붐 세그먼트의 종 방향을 따라 정렬되는 실시예가 특별히 바람직하다. 이는 금속 쉬드(sheed) 섹션이 왜곡을 형성하는 경향을 추가로 감소시킨다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 굴곡은 붐 세그먼트의 최상부, 특별히 팁 섹션(tip section)을 향해 수렴한다(converge). 이는 사용된 판금이 왜곡의 형성이 덜한 특별히 가벼운 마지막 붐 세그먼트를 생성하는 것을 가능하게 한다.

바람직한 실시예는 적어도 2 개의 굴곡이 박스 프로파일의 안쪽으로 또는 박스 프로파일로부터 바깥쪽으로 지향되도록 하거나, 적어도 2 개의 굴곡 중 적어도 하나는 박스 프로파일의 안쪽으로 지향되고 적어도 하나는 박스 프로파일로부터 바깥쪽으로 지향되게 한다. 붐 세그먼트 단면 바깥쪽으로 또는 박스 프로파일 안쪽으로의 정렬은 크게 변경되지 않아, 치수가 거의 변경되지 않고, 기존 구조 및 부착물이 변화 없이 구부러진 웹 또는 벨트 판금으로 변환될 수 있다. 박스 프로파일의 안쪽으로의 적어도 하나의 굴곡 및 박스 프로파일로부터의 바깥쪽으로의 적어도 하나의 굴곡으로, 복잡한 프로파일 기하학적 구조가 굴곡에 의해 판금 섹션으로 도입될 수 있어서, 타겟 방식으로 왜곡이 감소될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 웹 플레이트 중 하나와 상단 벨트 사이 및/또는 웹 플레이트 중 하나와 하단 벨트 사이 중 적어도 하나의 굴곡 영역에서 박스 프로파일의 프로파일 각도가 2 내지 15도, 바람직하게는 4 내지 10 도 사이에서 직각에 오프셋 형성되도록 제공된다. 프로파일 각도의 오프셋으로, 종 방향으로 연장되는 굴곡이 제공된 판금 섹션은 붐 세그먼트의 높은 안정성을 제공하고 동시에 용접 공정 동안 왜곡의 형성을 감소시키는 특별한 각도로 배향된다. 왜곡의 효과적인 감소를 위해, 붐 세그먼트의 종 방향으로 본질적으로 진행하는 틸트에 대한 대략 5 도의 틸트 각도는 이미 대응하는 효과를 달성하기에 충분하다.

웹 플레이트 및/또는 상단 벨트 및/또는 하단 벨트가 상이한 두께의 적어도 2 개의 판금 섹션으로 제조되는 실시예가 더 바람직하고, 판금 섹션이 전이부에 의해 서로 연결되고, 적어도 작은 두께를 갖는 판금 섹션은 붐 세그먼트의 종 방향으로 실질적으로 연장되는 적어도 하나의 굴곡을 갖는다. 두께가 다른 판금 섹션을 사용하면 붐 세그먼트의 중량 및 강성 최적화 디자인이 가능하며, 붐 세그먼트의 종 방향으로 실질적으로 더 작은 두께로 진행하는 판금 섹션의 굴곡은 이 판금 섹션에서 왜곡을 효과적으로 방지한다. 상이한 두께의 판금 섹션은 바람직하게는 맞대기 용접에 의해 함께 용접되어 전이부를 형성한다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예는 팁 섹션을 형성하는 관절식 붐의 적어도 마지막, 바람직하게는 마지막 붐 세그먼트가 본질적으로 붐 세그먼트의 종 방향으로 진행하는 굴곡을 갖는 것을 제공한다. 특히 팁 붐 섹션의 구조에서, 용접 동안 왜곡을 형성하는 경향이 없이, 붐 세그먼트의 종 방향으로 굴곡이 본질적으로 진행되기 때문에 더 얇은 판금이 사용될 수 있다. 단부 호스 등으로 인해 팁 붐 섹션에 의해 흡수되어야 하는 상대적으로 낮은 모멘트(moment)로 인해, 더 얇은 판금을 사용하는 것이 특히 가능하며, 이에 따라 팁 붐 섹션의 중량 감소는 나머지 붐 세그먼트에서 추가 중량 감소를 가능하게 하는데, 팁 붐 섹션에 의해 가해지는 모멘트가 줄어들기 때문이다. 추가하여, 중량을 줄이면 붐 길이를 증가시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명의 주제는 상기에서 그리고 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 대형 조작기, 특히 트럭 장착식 콘크리트 펌프의 관절식 붐의 붐 세그먼트를 제조하는 방법이다. 상기 방법은 측방 웹 플레이트로 상단 벨트 및 하단 벨트를 용접함으로써 박스 프로파일을 제공하며, 용접 전에 적어도 하나의 굴곡이 상단 벨트, 하단 벨트 및/또는 웹 플레이트 중 적어도 하나의 판금 섹션에 도입되고, 이 굴곡은 붐 세그먼트의 종 방향으로 실질적으로 연장되고 판금 섹션의 단부로부터의 거리를 두고 끝나서 판금 섹션의 단부가 구부러지지 않는다.

판금 섹션에서 본질적으로 종 방향으로 연장되는 굴곡이 도입됨에 따라, 특별히 용접 공정 후에 판금 섹션이 왜곡을 형성하는 경향이 상기 설명된 바와 같이 상당히 감소될 수 있다. 이러한 방식으로, 용접 구조가 냉각됨에 따라 왜곡이 발생하지 않고 박스 프로파일을 형성하기 위해 더 얇은 두께의 판금 섹션이 함께 용접될 수 있다. 적어도 하나의 굴곡부는 판금 섹션의 일단 또는 양단으로부터 거리를 두고 끝나므로, 판금 섹션의 단부가 항상 구부러지지 않고, 다음의 판금 섹션으로의 직선 전이부는 판금 섹션의 구부러지지 않은 단부로 쉽게 형성될 수 있다.

본 방법 의 특히 바람직한 실시예는, 하나 이상의 굴곡이 성형 공정(forming process), 즉 다이(die) 굴곡 또는 접힘(folding) 또는 자유 굴곡(free bending) 또는 스탬핑(stamping) 또는 롤링(rolling) 또는 딥 드로잉(deep drawing) 또는 이와 유사한 것에 의해 판금 섹션으로 도입되는 것이다. 이들 제조 공정 중 하나에 의한 굴곡의 도입은 간단하고 상단 벨트, 하단 벨트 및 측방 웹 플레이트를 용접하기 전에 우수하게 수행될 수 있다. 본 발명의 추가 특징, 세부 사항 및 장점은 이하의 설명 및 본 발명의 예를 나타내는 도면에 제공된다. 서로에 대응하는 객체 또는 엘리먼트는 모든 도면에서 동일한 도면 부호로 표시된다.

도 1은 본 발명에 따른 관절식 붐을 구비한 대형 조작기를 도시한다.
도 2는 관절 붐의 세그먼트를 도시한다.
도 3는 단일 굴곡을 갖는 붐 세그먼트 부분을 도시한다.
도 4는 단일 굴곡을 갖는 박스 프로파일을 도시한다.
도 5는 이중 굴곡을 갖는 붐 세그먼트 부분을 도시한다.
도 6은 이중 굴곡을 갖는 박스 프로파일을 도시한다.
도 7은 붐 세그먼트의 단부 영역을 도시한다.
도 8은 이중 굴곡을 갖는 웹 플레이트를 도시한다.
도 9는 이중 종 방향 및 교차 굴곡(cross bending)을 갖는 웹 플레이트를 도시한다.
도 10은 바깥쪽으로 지향된 굴곡을 갖는 박스 프로파일을 도시한다.

도면 부호 1로 표시된 도 1은 본 발명에 따른 관절식 붐을 도시한다. 관절 식 붐(1)이 접혀진 트럭 장착식 콘크리트 펌프로 디자인된 대형 조작기(2)의 섀시(14)에 관절식 붐(1)이 장착된다. 관절식 붐(1)은 관절식 조인트(3)에 의해 연결된 복수의 붐 세그먼트(4, 4a)를 가지며, 이는 대형 조작기(2)의 작동을 위해 펼쳐질 수 있다. 붐 세그먼트(4, 4a)는 박스 프로파일(5)로 디자인되고(도 4, 6, 10), 상단 벨트(6), 하단 벨트(7) 및 2 개의 측방 웹 플레이트(lateral web plate)(8)를 갖는 용접 구조로 제조된다. 여기에 도시된 디자인 예에서, 마지막 붐 세그먼트, 즉 관절식 붐(1)의 팁 붐 섹션(4a)이 특별한 판금 섹션(9)에 제공된다. 붐 팁 섹션(4a)의 웹 플레이트(8)를 형성하는 이 판금 섹션(9)은 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 진행하는 2 개의 굴곡(10)을 갖는다. 웹 플레이트(8)의 이러한 굴곡(10)은 용접 공정 동안 왜곡의 형성을 방지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마지막 붐 세그먼트(4a)의 웹 플레이트(8)는 전이부(13)에 의해 연결된 상이한 두께의 2 개의 판금 섹션(9, 12)으로 제조된다. 이 전이부(13)는 서로 다른 두께의 2 개의 판금 섹션(9, 12)을 접합하여 웹 플레이트(8)를 형성하는 맞대기 용접 공정에 의해 달성된다. 두께가 더 작은 판금 섹션(9)에서의 왜곡을 방지하기 위해, 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 진행하는 굴곡(10)이 이 판금 섹션(9)에 제공된다. 두 개의 판금 섹션(9, 12)에 대한 대안으로서, 웹 플레이트(8)는 또한 하나 이상의 굴곡(10)을 갖는 단일 판금 섹션으로 형성될 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 관절식 붐(1)의 마지막 붐 세그먼트(4a)의 상세도를 도시하며, 이에 따라 붐 세그먼트(4a)는 하단에서 볼 수 있어 하단 벨트(7)는 상단 측면에 있다. 도 2는 붐 세그먼트(4a)의 웹 플레이트(8)가 전이부(13)에 의해 연결된 두 개의 서로 다른 두꺼운 판금 섹션(9, 12)에 의해 형성됨을 보여준다. 팁 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 진행하는 굴곡(10)은 더 적은 두께를 갖는 판금 섹션(9)에만 배열된다. 두께가 더 작은 판금 섹션(9)은 붐 세그먼트(4a)의 대략 중간에 배열된 전이부(13)로부터 붐 팁(16)에서 단부 호스 홀더(15)까지 마지막 붐 세그먼트(4a)의 웹 플레이트(8)를 형성한다. 이러한 판금 섹션(9)으로, 마지막 붐 세그먼트(4a)에서 상당한 중량을 더는 것이 이미 가능하다. 단부 호스 부착 부분(15)에서 단부 호스(17)로 인해 팁 붐 세그먼트(4a)에 의해 흡수되어야 하는 상대적으로 작은 모멘트로 인해, 더 얇은 판금의 사용이 여기에서 특히 매우 가능하여, 이로 인해 팁 붐 세그먼트(4a) 자체 에 의해 가해지는 모멘트가 나머지 관절식 붐(1)(도 1)에 감소되기 때문에 팁 붐 세그먼트(4a)에서의 중량 감소는 나머지 붐 세그먼트(4)(도 1)에서 추가의 중량 감소를 허용한다. 웹 플레이트(8)의 전방의 얇은 판금 섹션(9)은 바람직하게는 2mm 판금으로 구성되는 반면, 후방의 더 두꺼운 판금 섹션(12)은 바람직하게는 3mm 두께의 판금으로 구성된다. 도 2에 이미 도시된 바와 같이, 판금 섹션(9)의 굴곡(10)이 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝나서, 더 얇은 판금 섹션(9)의 단부(11)는 구부러지지 않고, 웹 플레이트(8)의 더 두꺼운 판금 섹션(12)을 갖는 전이부(13)에 간단한 연결을 허용한다. 붐 세그먼트(4a)의 본질적으로 종 방향으로 진행하는 2 개의 굴곡(10)은 붐 세그먼트(4a)의 종 방향을 따라 정렬되어 굴곡(10)이 붐팁(boomtip)(16)에서 웹 플레이트(8)에 수렴된다.

도 3은 도 3에 도시된 바와 같이 붐 세그먼트(4a)의 전방 섹션을 도시하지만, 여기서는 얇은 판금 섹션(9)에서 단일 굴곡(10)을 갖는다. 웹 플레이트(8)를 형성하는 판금 섹션(9)의 단일 굴곡(10)은 본질적으로 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 대략 중앙에 걸쳐 도시된 바와 같이 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝나서 단부(11)는 구부러지지 않는다. 여기에 도시된 간단한 굴곡(10)은 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 V-형상 프로파일 단면을 갖는다.

도 4는 붐 세그먼트(4a)의 박스 프로파일(5)을 통해 도 3에 도시된 단면 B-B를 통한 단면을 도시한다. 도 4는 웹 플레이트의 중간에 위치된 굴곡(10)이 V-형상 프로파일 단면을 갖는 것을 보여준다. 이 프로파일 단면은 생성하기 쉽고 웹 플레이트(8)를 형성하는 붐 세그먼트(4a)의 판금 섹션(9)에서 왜곡의 형성에 대비하여 효율적이다. V-형상 프로파일 단면의 굴곡 각도(β)는 두 굴곡 섹션들 사이에서 160° 와 176° 사이에 있고, 이에 의해 V-형상 프로파일 단면의 굴곡 반경은 도시된 바와 같이 비교적 작다. 적어도 하나의 굴곡(10)의 영역에서 박스 프로파일(5)의 프로파일 각도(α)는 단일 굴곡(10)의 경우 웹 플레이트(8)와 상단 벨트(6) 사이 및 웹 플레이트(8)와 하단 벨트(7) 사이에 있고 바람직하게는 구부러지지 않은 상단 벨트(6) 또는 구부러지지 않은 하단 벨트(7)로부터 시작하는 직각에 3 내지 10도 사이이다. 웹 플레이트(8), 상단 벨트(6) 및 하단 벨트(7)의 이러한 배열에 의해, 용접 공정 동안 왜곡의 형성이 효율적으로 방지될 수 있다. 박스 섹션(5)의 안쪽으로 도시된 굴곡(10)은 붐 세그먼트의 기하학적 구조 또는 직경을 크게 변화시키지 않으며, 예를 들어, 박스 프로파일(5)에서 붐 세그먼트(4a)의 단면은 약간 축소되기 때문에 디자인 변경이 필요없이 붐을 통과하는 이미 구성된 파이프 홀더를 사용할 수 있게 한다.

도 5는 얇은 판금 섹션(9)에서 이중 굴곡(10)을 갖는 도 3에 도시된 붐 세그먼트의 전방 부분을 도시한다. 웹 플레이트(8)를 형성하는 판금 섹션(9)에서의 이중 굴곡(10)은 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 서로를 향해 진행하고 붐 세그먼트(4a)의 붐팁(16)에서 만난다. 굴곡(10)이 판금 섹션(9)의 단부(11)와 거리를 두고 각각 끝나서, 단부(11)는 도시된 바와 같이 구부러지지 않는다. 여기에 도시된 이중 굴곡(10)은 도 6에서 도시된 바와 같이 간단한 V-형상 프로파일 단면을 갖는다.

도 6은 붐 세그먼트(4a)의 박스 프로파일(5)을 통과하는 도 5에 도시된 단면 A-A를 통한 단면도를 제공한다. 도 6은 웹 플레이트(8)를 형성하는 판금 섹션(9)에서 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 본질적으로 진행하는 2 개의 굴곡(10)이 박스 프로파일(5)의 안쪽으로 지향되는 것을 도시한다. 2 개의 굴곡(10)은 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 수렴하고 붐팁(16)의 영역에 수렴한다. 도 6은 웹 플레이트(8) 상에 배열된 굴곡(10)이 V-형상 프로파일 단면을 갖는 것을 도시한다. 이 프로파일 단면은 생성하기 쉽고 웹 플레이트(8)를 형성하는 붐 세그먼트(4a)의 판금 섹션(9)에서 왜곡의 형성에 대비하여 효율적이다. 도시된 바와 같이, V-형상 프로파일 단면의 굴곡 반경은 비교적 작다. 웹 플레이트(8)를 형성하는 판금 섹션(9)의 이중 굴곡(10)의 경우 웹 플레이트(8)와 상단 벨트(6) 사이 및 웹 플레이트(8)와 하단 벨트(7) 사이에 적어도 하나의 굴곡(10)의 영역에서 박스 프로파일(5)의 프로파일 각도(α)는 바람직하게는 구부러지지 않은 상단 벨트(6) 또는 구부러지지 않은 하단 벨트(7)로부터 시작하는 직각에 2 내지 15도 사이이다. 웹 플레이트(8)와 상단 벨트(6) 및 하단 벨트(7)의 이 배열은 용접 공정 동안 왜곡의 형성을 효율적으로 방지한다. 박스 프로파일(5)의 안쪽으로 도시된 굴곡(10)은 박스 프로파일(5)에서 붐 세그먼트(4a)의 단면이 굴곡(10)에 의해 단지 최소로 감소되기 때문에 구조적으로 변경될 필요없이 이미 구성된 튜브 홀더를 사용할 수 있게 한다. V-형상 프로파일 단면을 갖는 이들 굴곡(10)에 추가하여, 커브진 프로파일 단면이 또한 고려될 수 있으며, 여기서 프로파일의 커브는 바람직하게는 일정한 반경을 갖는다. 굴곡(10)은 다이 굴곡 또는 접힘 또는 자유 굴곡 또는 엠보싱(embossing) 또는 롤링 또는 딥 드로잉 등과 같은 공정을 형성함으로써 붐 세그먼트(4a)의 용접 전에 판금 섹션(9)에 모두 쉽게 삽입될 수 있다.

도 7은 표시된 위치 C에서 도 5에 도시된 붐 세그먼트(4a)의 단부 섹션의 도면을 도시한다. 이 예시에서, 판금 섹션(9)의 단부(11) 가 구부러지지 않은, 즉 직선 연속이고, 대략 직각인 박스 프로파일(5)이 부분 영역의 끝에 제공되며, 이는 마지막 붐 세그먼트(4a)의 후방 부분 영역(도 2)으로의 간단한 전이부(13)(도 2)를 제공한다는 것을 알 수 있다.

도 8은 이중 굴곡(10)을 갖는 웹 플레이트(8)의 도면을 도시하며, 여기서 붐 세그먼트(4a)의 종 방향으로 진행하는 굴곡(10)은 판금 섹션(9)의 단부(11)까지 연장된다.

한편, 도 9는 이중 종 방향 굴곡(10)를 갖는 웹 플레이트(8)의 상세도를 도시한다. 여기서, 2 개의 굴곡(10)은 본질적으로 종 방향에서 이루어지고 서로를 향해 진행하고 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝난다. 종 방향으로 진행하는 굴곡(10)의 끝에서, 판금 섹션(9)의 단부(11)를 곧게 펴고 판금 섹션에서 교차 굴곡(18)이 이루어 지므로, 판금 섹션(9)의 단부(11)가 펼쳐지고 펼쳐진 판금 섹션(12)(도 2)으로 간단한 전이부(13)(도 2)를 가능하게 한다.

도 10은 붐 세그먼트(4a)의 박스 프로파일(5)을 통과하는 도 5에 도시된 단면 A-A을 통한 단면도를 도시하며, 여기서 박스 프로파일(5)은 바깥쪽으로 지향된 굴곡(10)을 갖는다. 웹 플레이트(8)를 형성하는 판금 섹션(9)에서 붐 세그먼트(4a)의 본질적으로 종 방향으로 진행하는 2 개의 굴곡(10)은 붐 세그먼트(4a)의 박스 프로파일(5)의 밖으로 지향된다. 박스 프로파일(5)로부터 바깥쪽으로 굴곡(10)을 정렬함에 따라, 박스 프로파일(5)에서 붐 세그먼트(4a)의 단면이 바깥쪽으로 지향된 굴곡(10)에 의해 증가되기 때문에, 붐 세그먼트(4a)의 더 큰 강성 및 더 높은 섹션 모듈러스(modulus)가 달성된다. 2 개의 굴곡(10)은 붐 세그먼트(4a)의 종 방향 및 붐팁(16)의 영역에서 수렴한다. 도 10은 웹 플레이트(8)에 배열된 굴곡(10)이 V-형상 프로파일 단면을 갖는 것을 도시한다. 제조하기 쉬운 이 프로파일 단면은 웹 플레이트(8)를 형성하는 붐 세그먼트(4a)의 판금 섹션(9)에서 왜곡의 형성을 효율적으로 방지한다. 도시된 바와 같이, V-형상 프로파일 단면의 굴곡 반경은 작다.

1 관절식 붐(articulated boom)
2 대형 조작기(large manipulator)
3 관절식 조인트(articulated segment)
4 4a 붐 세그먼트
5 박스 프로파일
6 상단 벨트
7 하단 벨트
8 웹 플레이트(web plate)
9 판금 섹션(sheet metal section)(얇은)
10 굴곡(bending)
11 단부(end)
12 판금 섹션(두꺼운)
13 전이부(transition)
14 섀시(chassis)
15 단부 호스 홀더
16 붐 팁(boom tip)
17 단부 호스
18 교차 굴곡(cross-bending)

Claims

관절식 조인트(3)를 통해 서로 연결된 복수의 붐 세그먼트(4, 4a)를 갖고, 상기 붐 세그먼트(4, 4a) 중 적어도 하나는 상단 벨트(6)와 하단 벨트(7)가 측방 웹 플레이트(web plate)(8)를 통해 서로 연결된 박스 프로파일(5)로 디자인된 용접된 구조를 갖는 대형 조작기(2), 특별히 트럭 장착식 콘크리트 펌프의 관절식 붐(articulated boom)(1)에 있어서,
상기 웹 플레이트(8) 및/또는 상기 상단 벨트(6) 및/또는 상기 하단 벨트(7) 중 적어도 하나는 본질적으로 상기 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향으로 진행하는 적어도 하나의 굴곡(bending)(10)을 갖는 적어도 하나의 판금(sheet section) 섹션(9)에 의해 형성되고,
상기 적어도 하나의 굴곡(10)이 상기 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝나서 상기 판금 섹션(9)의 단부(11)가 구부러지지 않는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 굴곡(10)은 단순한 V-형상 프로파일 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 굴곡(10)은 아크-형상(arc-shaped) 프로파일 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 굴곡(10)은 상기 박스 프로파일(5)의 안쪽으로 또는 상기 박스 프로파일(5)의 바깥쪽으로 지향되는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판금 섹션(9)은 상기 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향으로 실질적으로 연장되는 적어도 2 개의 굴곡(10)을 갖는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 5 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 굴곡(10)은 상기 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향을 따라 수렴하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 굴곡(10)은 각각 상기 박스 프로파일(5)의 안쪽으로 지향되거나 또는 각각 상기 박스 프로파일(5)의 바깥쪽으로 지향되거나 또는 상기 적어도 2 개의 굴곡(10) 중 적어도 하나는 상기 박스 프로파일(5)의 안쪽으로 지향되고 그리고 적어도 하나는 상기 박스 프로파일(5)의 바깥쪽으로 지향되는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박스 프로파일(5)의 프로파일 각도(α)는 상기 웹 플레이트(8)와 상기 상단 벨트(6) 중 하나 사이에 및/또는 상기 웹 플레이트(8)와 상기 하단 벨트(7) 중 하나 사이에 적어도 하나의 굴곡(10) 영역에 형성되고, 2 내지 15도, 바람직하게는 4 내지 10 도 사이에서 직각에 오프셋되는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹 플레이트(8) 및/또는 상기 상단 벨트(6) 및/또는 상기 하단 벨트(7)는 상이한 두께의 적어도 2 개의 판금 섹션(9, 12)로 만들어지고, 상기 판금 섹션(9, 12)은 전이부(transition)(13)에 의해 서로 연결되고, 적어도 더 얇은 두께의 판금 섹션(9)은 본질적으로 상기 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향으로 진행하는 적어도 하나의 굴곡(10)을 갖는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관절식 붐(1)의 붐 세그먼트(4a)를 형성하는 적어도 마지막 바람직하게는 오로지 마지막 팁 섹션은 실질적으로 상기 붐 세그먼트(4a)의 실질적으로 종 방향으로 연장되는 굴곡(10)을 갖는 것을 특징으로 하는, 관절식 붐(1).
박스 프로파일(5)이 상단 벨트(6) 및 하단 벨트(7)를 측방 웹 플레이트(8)에 용접함으로써 제조되는 대형 조작기(2), 특히 트럭 장착식 콘크리트 펌프의 관절식 붐(1)의 붐 세그먼트(4, 4a)를 제조하는 방법에 있어서, 상기 상단 벨트(6), 하단 벨트(7) 및 웹 플레이트(8)를 용접하기 전에, 상기 붐 세그먼트(4, 4a)의 종 방향으로 본질적으로 진행하는 적어도 하나의 굴곡(10)이 상기 상단 벨트(6), 하단 벨트(7) 및/또는 웹 플레이트(8) 중 적어도 하나의 판금 섹션(9)에 도입되는 것을 특징으로 하고,
상기 적어도 하나의 굴곡(10)이 상기 판금 섹션(9)의 단부(11)로부터 거리를 두고 끝나서 상기 판금 섹션(9)의 단부(11)가 구부러지지 않는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 굴곡(10)은 성형 공정(forming process)에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는, 방법.