KR20230150291A - 마스트 암 및 마스트 암 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 펌프용 마스트 암에 대한 것으로, 마스트 암(30)은 상기 마스트 암(30)의 상면 부재(33)와 하면 부재(34) 사이에서 연장되는 측면 패널(35, 36)을 포함한다. 측면 패널(35, 36)에는 절곡부가 형성되어, 측면 패널(35, 36)의 제1 부재(42, 43)가 측면 패널의 제2 부재(44)에 대해 측면 오프셋을 갖도록 한다. 연결 부재(45, 46)은 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이를 연결하며, 마스트 암(3)은 보강 부재(40, 50)를 포함하며, 재료의 두께는 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이의 측면 오프셋(56)을 연결한다. 보강 부재(40, 50)는 연결 부재(45, 46)에 맞대기 결합된다. 또한 본 발명은 마스트 암(30)을 제작하는 방법에 관한 것이다.

Description

마스트 암 및 마스트 암 제작방법

본 발명은 콘크리트 펌프용 마스트 암 및 이러한 마스트 암의 제작 방법에 관한 것이다.

콘크리트 펌프 마스트 암은 콘크리트 펌프에 연결된 이송 라인을 안내함으로써 콘크리트 펌프에 의해 이송되는 액상 콘크리트가 콘크리트 펌프에서 멀리 떨어진 위치까지 공급될 수 있도록 하는 데 사용된다. 이러한 콘크리트 펌프 마스트 암은 일반적으로 복수의 마스트 암으로 구성되며, 펼쳐진 상태에서는 각 마스트 암의 길이의 합이 마스트 암의 전체 길이를 구성하고, 접힌 상태에서는 마스트 암이 운반을 용이하게 하기 위해 콤팩트 한 상태를 유지한다.

콘크리트 펌프는 일반적으로 액상 콘크리트를 간헐적으로 공급하도록 설정되기 때문에 마스트 암에는 큰 동적 하중을 받는다. 또한 콘크리트 펌프가 작동 중일 때 마스트 암은 콘크리트 펌프에서 액상 콘크리트가 배출되는 거리에 따라 접히는 거리를 조절할 수 있다. 즉, 마스트 암의 작동 상태에 따라 마스트 암에 인장 및 압축 하중이 완전히 다른 방향으로 작용하게 된다. 이러한 이유로 콘크리트 펌프의 마스트 암은 작동 중에 특수한 하중을 받게 된다.

본 발명은 콘크리트 펌프 마스트 암 및 콘크리트 펌프 마스트 암 제작 방법을 제시하여 콘크리트 펌프 마스트 암이 정적 및 동적 하중을 잘 견디고, 제작 비용이 저렴하며, 중량이 적은 콘크리트 펌프 마스트 암을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 전술한 종래 기술에 기초하여 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 마스트 암은 마스트 암의 상면 부재와 하면 부재 사이에 연장되는 측면 패널을 포함한다. 측면 패널에 절곡부가 형성되어 측면 패널의 제1 부분이 측면 패널의 제2 부분에 대해 측면으로 오프셋된다. 측면 패널은 제1 부재와 제2 부재 사이를 연결하는 연결 부재를 포함한다. 마스트 암에는 제1 부재와 제2 부재 사이의 측면 오프셋을 재료의 두께로 연결하는 보강 부재가 제공된다. 상기 보강 부재는 연결 부재에 맞대어 접합된다.

외부에서 측면 패널에 제공되는 보강요소는 선행 기술인 DE 10 2017 223 240 A1에 개시되어 있다. 그러나 이 종래기술은 마스트 암의 폭이 더 크게 확장되는 단점이 있어 대부분 바람직하지 않다. 마스트 암의 폭을 증가시키지 않고 보강요소를 측면 패널에 연결하려면, 보강요소가 측면 패널의 제1 부재와 제2 부재 사이의 측면 오프셋을 연결하여 보강요소가 측면 패널의 제1 부재와 제2 부재 모두에 연결될 수 있도록 해야 한다. 본 발명은 제1부재와 제2부재 사이의 측면 오프셋이 보강요소의 두께에 의해 연결되고, 보강요소가 변환부에 맞대어 접합되는 것을 제안한다. 본 발명에서 절곡부는 변환부의 단부가 보강요소의 단면에 맞닿는 부분을 의미한다. 즉, 보강요소는 길이 방향으로 연결 부재에 연결된다. 마스트 암의 길이 방향으로 변환부 내에서 연장되는 선은 변환부와 보강요소의 상호 연결된 면을 교차한다.

본 발명은 이러한 보강요소와 측면 패널의 조합에 의해, 마스트 암에서 발생하는 정적 및 동적 힘을 효과적으로 흡수할 수 있다는 것을 인식했다. 마스트 암의 길이 방향으로 연장되는 측면 패널에 절곡부가 형성되기 때문에 좌굴 변형에 대한 저항강도가 증가하여, 절곡부가 없는 평평한 측면 패널에 비해 재료의 두께를 보다 작게 사용할 수 있다. 특히 이러한 방식에 의해 경량화를 가능하게 하는 것은 콘크리트 펌프의 구성부품이 선회 기어에서 멀리 떨어짐에 따라 하중 모멘트가 증가하여 콘크리트 펌프가 전도되는 것을 방지하는 관점에서 매우 중요한 요소이다. 또한 베이스의 구성요소들은 외부 부품이 가벼워지므로 무거운 중량을 견디기 위하여 견고하게 제작할 필요가 없다. 보강요소는 마스트 암의 변환부에 세로 방향으로 결합되어 마스트 암에 더 큰 힘을 갖도록 구성된 마스트 암을 형성할 수 있다. 예를 들어, 인접한 마스트 암에 연결하기 위한 조인트 연결 부재 또는 유압 실린더 체결부가 보강요소에 형성될 수 있다.

측면 패널의 재료는 마스트 암의 길이를 따라 발생하는 일반적인 하중을 견딜 수 있도록 크기를 지정할 수 있다. 마스트 암에서 링크 체결부 또는 유압 실린더 체결부와 같이 하중이 증가되는 영역에서 마스트 암은 측면 패널의 두께보다 큰 두께를 갖는 보강 부재로 보강된다. 본 발명은 보강 부재의 두께가 충분히 크게 선택되어 보강 부재가 측면 패널의 제1 부재와 제2 부재 사이의 측면 오프셋을 연결하도록 제안한다. 이러한 방식으로, 보강 부재는 연결 부재에 맞대기 조인트, 즉 종단면 대 종단면으로 결합될 수 있다. 또한 연결 부재에 인접한 측면 패널의 제1 부재와 제2 부재에서 보강 부재와 측면 패널을 직접 연결할 수도 있다. 이에 따라 보강력 적용부와 벤딩 빔이 조화롭게 전환된다.

측면 패널과 보강 부재 사이의 연결은 용접으로 이루어질 수 있다. 용접 연결부는 보강 부재와 측면 패널 사이의 접촉부 전체 길이에 걸쳐 맞대기 용접될 수 있으므로 보강 부재의 끝면이 측면 패널의 끝면에 용접된다. 용접 연결부는 맞대기 용접 및 겹치기 용접으로 구성될 수 있다. 용접 연결 부재의 맞대기 용접부는 측면 패널의 변환부 및 다른 부재에 대한 연결을 포함할 수 있다.

용접 연결부는 용접 연결부에 인접한 측면 패널과 보강 부재가 상호 평행한 평면에 있는 부재를 포함할 수 있다. 이는 측면 패널의 연결 부재에 인접하지 않은 용접 연결 부재의 모든 부재에 적용될 수 있다. 특히, 보강 부재와 측면 패널이 맞대기 접합되지 않은 부위에는 측면 패널과 보강 부재가 겹치게 형성될 수 있다. 이와는 반대로, 보강 부재와 측면 패널이 맞대기 접합된 부재에는 접합부가 겹치지 않을 수 있다.

하나의 실시예에서, 보강 부재는 측면 패널의 제1 부재에 맞대기 결합되고 측면 패널의 제2 부재에 겹쳐서 결합된다. 제1 부재는 마스트 암의 상면 부재 또는 하면 부재에 인접한 측면 패널의 가장자리 부분을 형성할 수 있다. 제2 부재는 상면 부재 및 하면 부재로부터 이격된 측면 패널의 중앙 부재를 형성할 수 있다. 보강 부재는 가장자리의 일부를 따라 용접부를 연장하여 측면 패널의 제2 부재에 연결될 수 있다. 보강 부재의 두께는 보강 부재가 측면 패널의 제1 부재의 바깥쪽으로 연장 돌출되지 않는 크기를 갖는다. 바람직하게는 보강 부재가 측면 패널의 외측 보다 마스트 암의 폭을 커지지 않게 하는 것이다. 하나의 실시예에서, 보강 부재의 측면 표면은 측면 패널의 제1 부재와 같은 높이로 구성된다. 또한 본 발명은 측면 패널의 제1 부재가 보강 부재 보다 측면 방향으로 더 바깥쪽으로 돌출되기도 한다. 보강 부재의 외측이 제1 부재의 내측과 같은 높이에 위치하는 것도 가능하다. 이에 따라 보강 부재의 내측이 겹치는 것이 가능해진다.

측면 패널은 상면 부재에 인접한 상부 측면 부재와 하면 부재에 인접한 하부 측면 부재를 포함하도록 구성될 수 있다. 보강 부재는 중앙 부재와 상부 측면 부재 사이의 연결 부재 및 중앙 부재와 하부 측면 부재 사이의 연결 부재 모두에 맞대기 접합되도록 크기가 결정될 수 있다. 또한, 보강 부재는 상부 측면 부재와 하부 측면 부재 모두에 맞대기 접합될 수 있다. 보강 부재는 중앙 부재와 겹쳐서 연결될 수 있다. 상기 및 하기의 정보는 도면에 표시된 마스트 암의 상태를 나타내며, 마스트 암의 후속 장착 위치와 관련하여 어떠한 제한도 의미하지 않는다. 특히 도면에 표시된 상태와 비교하여 90° 또는 180° 회전된 장착 위치도 가능하다.

보강 부재의 상단은 상부 측면 부재에서 끝날 수 있으므로 보강 부재가 상부보다 위쪽으로 돌출되지 않는다. 보강 부재의 하단은 하부 측면 부재로부터 돌출될 수 있다. 이는 보강 부재가 마스트 암의 링크 체결부를 형성하고, 이를 통해 마스트 암이 인접한 마스트 암 또는 마스트 암의 베이스에 연결되는 경우 특히 유용하다. 보강 부재는 결합핀을 위한 체결 부재를 포함할 수 있다. 결합핀은 하면 부재 아래의 위치에 배치될 수 있다.

측면 패널의 제1 부재와 제2 부재 사이의 측면 오프셋은 측면 패널을 여러 번 절곡하여 구성할 수 있다. 즉, 측면 패널은 제1 부재와 연결 부재 사이는 한 방향으로 구부러질 수 있고, 제2 부재와 연결 부재 사이는 반대 방향으로 구부러질 수 있다. 두 모서리의 굽힘 각도는 측면 패널의 제1 부재가 제2 부재와 수평인 평면에 놓이도록 선택할 수 있다. 변환부는 제1 측면 패널의 평면과 10° 내지 80° 사이의 각도, 바람직하게는 15° 내지 30° 사이의 각도로 교차하는 평면에서 연장될 수 있다. 측면 패널이 상부 모서리 부분과 하부 모서리 부분을 포함하는 경우, 중앙 부재와 상부 모서리 부분 사이의 연결과 중앙 부재와 하부 모서리 부분 사이의 연결은 이러한 두 모서리 조합에 의해 형성될 수 있다.

측면 패널의 제1 부재, 연결 부재 및 제2 부재는 프레임 형태의 부재일 수 있으며, 여기서 프레임은 상면 부재 또는 하면 부재의 표면부를 포함할 수 있다. 프레임은 상면 부재 또는 하면 부재의 표면부와 측면 패널의 측면 부재 사이의 절곡된 금속 패널로 구성될 수 있다. 상면 부재 또는 하면 부재의 측면 부재는 측면 패널의 측면 부재와 70°에서 100° 사이의 각도, 바람직하게는 80°에서 90° 사이의 각도로 둘러싸는 것이 좋다.

마스트 암은 상면 부재, 하면 부재 및 상면 부재와 하면 부재 사이에 위치한 두 개의 측면 패널이 포함된 박스형 프로파일로 구성될 수 있다. 또한 박스형 프로파일은 프레임으로 구성될 수 있다. 제1 프레임은 상면 부재와 상부 측면 부재 및 각 반대쪽 측면 패널의 상부 연결 부재를 포함할 수 있다. 제2 프레임은 하면 부재와 하부 측면 부재 및 각 반대쪽 측면 패널의 하부 연결 부재를 포함할 수 있다. 각 측면 패널에는 중앙 부재가 측면 부재에 대해 측면 오프셋을 형성할 수 있도록 절곡될 수 있다. 절곡된 부재는 반대쪽 측면 패널의 중앙 부재 사이의 거리가 반대쪽 측면 패널의 측면 부재 사이의 거리보다 좁도록 구성될 수 있다.

상면 부재 및/또는 하면 부재는 평평한 금속 패널로 구성될 수 있다. 마스트 암의 안정성을 더욱 높이기 위해 복수의 세로로 정렬된 에지를 상면 부재 및/또는 하면 부재에 형성할 수도 있다. 에지는 모두 동일한 방향으로 절곡하여 상면 부재/하면 부재가 단면에서 곡선 형태를 형성하도록 할 수 있다. 상면 부재 및/또는 하면 부재에 하나 이상의 비드가 형성되도록 에지를 서로 반대 방향으로 절곡하는 것도 가능하다.

박스형 프로파일의 측면 패널은 중력에 평행한 평면에 배치될 수 있다. 박스형 프로파일의 경우, 측면 패널은 서로 평행하게 정렬되거나 채널 표면은 마스트 암의 세로축에 수직인 위치에서 서로 평행하게 정렬될 수 있다.

특히 박스형 프로파일이 두 개의 프레임으로 구성되는 경우뿐만 아니라 박스형 프로파일의 둘레에 복수로 프레임이 분포되어있는 경우에도 측면 패널 내에 배치된 두 부재 사이에 연결이 예상될 수 있다. 하나의 실시예에서, 연결 부재는 측면 패널의 측면 부재중 하나에 배치되지 않고, 측면 부재에 대해 반대로 절곡된 측면 패널의 중앙 부재에 배치된다.

측면 패널 내에 배치된 박스형 프로파일의 제1 프로파일부와 제2 프로파일부 사이의 연결은 맞대기 접합 또는 겹치기 접합이 가능하다. 이는 관련된 프로파일 부품 중 하나의 가장자리를 따라 연장되는 부분의 용접으로 연결될 수 있다. 다른 프로파일부의 모서리는 중앙 부재에 대해 경사져 있어 모서리가 추가적인 좌굴 보강재 역할을 할 수 있다. 박스형 프로파일과 관련하여 좌굴 보강재는 내측으로 향할 수 있다.

보강 부재는 측면 패널 내에서 끝나는 끝단부를 포함할 수 있다. 끝단부는 측면 패널에서 테이퍼 형태로 끝날 수 있다. 끝단부는 측면 패널과 겹칠 수 있다. 끝단부의 끝단은 측면 패널의 중앙 부분에서 끝날 수 있습니다. 끝단부의 가장 바깥쪽 지점을 팁이라고 하며, 끝단부가 테이퍼 형태이거나 다른 모양(예: 둥근 형태)인지 여부와는 관계가 없다. 끝단부의 팁은 박스형 프로파일의 프로파일 부분이 연결되는 용접 연결부에서 이격된 위치에 있을 수 있다. 특히, 끝단부의 팁은 마스트 암의 중심축에 가깝게 위치할 수 있으며, 이는 끝단부의 팁과 가장 가까운 채널 사이의 거리가 끝단부와 중심축 사이의 거리보다 적어도 2배, 바람직하게는 3배, 더 바람직하게는 5배 더 크다는 것을 의미한다. 끝단부는 원주 용접으로 측면 패널에 연결될 수 있다. 응력 피크를 피하기 위해 용접부는 끝단부의 끝에서 측면 패널로 확장될 수 있다. 응력 피크를 피하기 위한 또 다른 방법을 예로 들면 밀링 가공을 통해 보강 부재의 두께를 일정 영역에서 작게 가공하는 것이 있다. 이는 특히 보강 부재가 측면 패널과 겹치는 부재에 적용될 수 있다. 또한 경량화를 위해 보강 부재의 하중이 적은 영역에서 두께를 감소시킬 수 있다.

박스형 프로파일은 고정단부에서 자유단부로 갈수록 가늘어질 수 있다. 테이퍼는 수직면 및/또는 수평면과 관련될 수 있다. 박스형 프로파일이 테이퍼링 되는 길이는 마스트 암 길이의 최소 30%, 바람직하게는 최소 50%, 더 바람직하게는 최소 70%일 수 있다. 고정단부는 마스트 암이 펼쳐진 상태에서 마스트 암이 장착되어 있는 베이스(예: 트럭)에 더 가까운 마스트 암의 끝을 의미한다. 반대로, 자유단부는 마스트 암이 펼쳐진 상태에서 마스트 암의 자유단과 더 가깝다.

보강 부재는 마스트 암의 고정단 링크 체결부를 형성할 수 있다. 체결용 소켓은 보강 부재에 형성될 수 있다. 링크를 보강 부재에 연결할 수 있으며, 유압 실린더를 연결할 수 있다. 유압 실린더는 인접한 구조물, 특히 인접한 마스트 암에 대해 마스트 암을 회전시키는 기능이 있다. 링크는 회전 연결을 통해 보강 부재에 연결할 수 있다.

보강 부재에는 유압 실린더 체결부도 구성될 수 있다. 특히, 보강 부재에는 회전 핀을 위한 체결홀을 형성할 수 있으며, 이를 통해 유압 실린더를 보강 부재에 회전 가능하게 연결할 수 있다.

하나의 실시예에서, 마스트 암은 링크 체결부가 구성된 제1 보강 부재와 유압 실린더 체결부가 구성된 제2 보강 부재를 포함한다. 두 보강 부재 모두 언급된 특징을 가질 수 있으며, 언급된 방식으로 측면 패널에 연결될 수 있다. 링크 체결부는 마스트 암의 한쪽 끝을 형성할 수 있다. 유압 실린더 체결부는 마스트 암의 끝으로부터 멀리 떨어진 곳에 배치할 수 있다. 특히, 리시버와 마스트 암의 가장 가까운 끝단 사이의 거리는 마스트 암 길이의 최소 5%, 바람직하게는 최소 10%가 될 수 있다. 제1 보강 부재와 제2 보강 부재 사이의 거리는 마스트 암 길이의 적어도 10%, 바람직하게는 최소 30%가 될 수 있다.

보강 부재는 마스트 암의 폭을 초과하여 연장될 수 있으며, 이미 설명된 방식으로 마스트 암의 양측 측면 패널 중 하나에 연결될 수 있다. 특히, 보강 부재는 양측 측면 패널의 상부 측면 부재의 측면으로 연장되지 않도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 보강 부재로 인해 마스트 암의 폭이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 보강 부재는 절곡된 금속 패널일 수 있다. 보강 부재는 주조 부재, 단조 부재 또는 3D 프린팅과 같은 다른 방식으로 제작될 수도 있다. 측면 패널은 금속 패널로 만들어질 수 있다.

마스트 암은 이송 라인을 홀딩하기 위한 체결 부재를 포함할 수 있다. 체결 부재는 마스트 암을 통해 횡방향으로 연장되어 마스트 암의 반대쪽 측면 패널 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재는 각 측면 패널에 용접될 수 있다. 체결 부재는 반대쪽 측면 패널의 중앙 부재 사이로 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 체결 부재는 마스트 암의 측면 패널이 하중을 받는 측면으로 편향되지 않도록 추가적인 보호 기능을 제공할 수 있다. 측면 패널과의 연결을 통해 고정된 요소에 가해지는 힘이 측면 패널에 잘 전달될 수 있다.

마스트 암의 한쪽에는 체결 부재가 측면 부분으로부터 돌출될 수 있다. 이 측면에서 체결 부재는 이송 라인을 홀딩할 수 있도록 구성할 수 있다. 예를 들어 나사 연결을 위해 홀을 제공할 수 있다. 또한 예를 들어 홀더가 체결 부재에 용접되는 것도 가능하다. 하나의 실시예에서 마스트 암은 체결 부재에 연결된 이송 라인 및/또는 체결 부재에 연결된 이송 라인용 홀더를 포함한다. 또한 유압 라인이 마스트 암에 연결될 수 있으며, 이를 통해 예를 들어 마스트 암을 접고 펼치기 위한 유압 장치가 작동될 수 있다.

마스트 암은 상기 복수의 체결 부재, 특히 최소 2개에서 바람직하게는 최소 3개의 체결 부재, 더 바람직하게는 최소 4개의 체결 부재를 포함할 수 있다. 체결 부재는 마스트 암의 길이에 따라 실질적으로 균등하게 배치될 수 있다. 하나 이상의 체결 부재는 보강 부재에 연결될 수 있다.

또한 본 발명은 복수의 마스트 암을 포함한 콘크리트 펌프 마스트 암에 관한 것으로, 마스트 암 중 적어도 하나가 본 발명에 따라 구성된다. 회전 조인트는 인접한 두 마스트 암 각각 사이에 형성된다. 회전 조인트의 축은 마스트 암의 양 측면 부분을 통해 연장되도록 배치될 수 있으며, 양 측면 부분은 직각으로 교차되거나 해당 방향과 10° 미만, 바람직하게는 5° 미만의 각도를 형성하는 것이 바람직하다. 채널 표면은 회전 축과 평행하게 연장될 수 있다.

조인트는 제1 마스트 암에 회전 가능하게 결합된 제1 링크를 포함할 수 있다. 조인트는 제2 마스트 암에 회전 가능하게 결합되며, 제1 링크에 회전 가능하게 결합된 제2 링크를 포함할 수 있다. 유압 실린더는 제1 마스트 암에서 제1 링크로 연장되어 유압 실린더의 리프팅 동작이 마스트 암 사이의 회전 동작으로 변환될 수 있다. 유압 실린더는 제1 마스트 암에서 바라볼 때 제2 링크가 제1링크에 결합된 지점을 지난 제1 링크상에 결합되는 것이 바람직하다.

콘크리트 펌프 마스트 암은 걸쭉한 재료, 특히 액상 콘크리트를 이송을 위한 마스트 암을 따라 연장되는 이송 라인으로 포함할 수 있다. 이송라인의 요소들은 각각의 마스트 암에 결합될 수 있다. 이송 라인의 인접한 조인트에 의해 상호 연결될 수 있으며, 조인트 축은 연결된 마스트 암이 상호 연결되는 조인트와 동축인 것이 바람직하다. 이송 라인의 개별요소는 견고한 파이프라인으로 구성될 수 있다.

본 발명은 또한 콘크리트 펌프 마스터 암을 제작하는 방법에 관한 것으로, 마스터 암은 마스터 암의 상면 부재와 하면 부재 사이에 연장되는 측면 패널을 포함한다. 측면 패널의 제1 부재가 측면 패널의 제2 부재에 대해 측면으로 오프셋되도록 측면 패널에 굽힘이 형성된다. 변환부는 제1 부재와 제2 부재 사이를 연결 부재를 형성한다. 보강 부재가 연결 부재에 맞대기 접합되어 제1 부재와 제2 부재 사이의 측면 오프셋을 연결한다.

본 발명에 따른 제작 방법은 위에서 설명된 마스트 암에 추가적인 특징을 부가하여 더욱 개발될 수 있다. 마스트 암은 위에서 설명된 본 발명에 따른 제작방법과 결합하여 추가적인 특징을 부가하여 더욱 개발될 수 있다.

도 1: 마스트 암이 접혀 있는 상태의 콘크리트 펌프 차량;
도 2: 마스트 암이 펼쳐 있는 상태의 도 1의 콘트리트 펌프 차량;
도 3: 본 발명에 따른 마스트 암;
도 4: 두 마스트 암 사이의 조인트;
도 5: 도 3의 마스트 암의 고정단부의 확대도;
도 6: 도 3의 마스트 암 부분의 확대도;
도 7: 도 3의 마스트 암의 자유단부의 확대도;
도 8: 도 3의 마스트 암의 체결 부재의 확대도;
도 9: 다른 관점에서 본 도 8의 체결 부재;
도 10: 도 5의 마스트 암의 고정단부의 투시도;
도 11: 도 7의 마스트 암의 자유단부의 투시도;
도 12: 도 5의 A-A선을 따른 단면도.

도 1에 도시된 차량(14)에는 호퍼(16)에서 이송 라인(17)을 통해 액상 콘크리트를 공급하는 콘크리트 펌프(15)가 장착되어 있다. 이송 라인(17)은 선회 링(19)에 회전 가능하게 장착된 마스트 암(18)을 따라 연장된다. 마스트 암(18)은 결합핀으로 서로 연결된 3개의 마스트 암(20, 21, 22)으로 구성된다. 조인트를 통해 마스트 암(20, 21, 22)을 상대적으로 회전시킴으로써 마스트 암(18)은 접혀진 상태(도 1)와 펼쳐진 상태(도 2)로 전환할 수 있다. 이송 라인(17)은 세 번째 마스트 암(22)의 자유단부를 지나 연장되어 액상 콘크리트가 콘크리트 펌프(15)로부터 멀리 떨어진 위치에 배출될 수 있다.

마스트 암의 회전 상태에 따라 마스트 암(20, 21, 22)에 가해지는 하중은 완전히 다른 방향으로 작용한다. 또한 마스트 암은 액상 콘크리트의 간헐적인 공급으로 인해 큰 동적 하중을 받게 된다.

마스트 암(20, 21, 22) 사이의 회전 조인트는 회전 각도를 크게 허용하도록 구성되었다. 접힌 상태에서의 마스트 암(20, 21, 22)는 서로 평행하게 놓여 있고, 이 상태에서는 마스트 암들은 작은 각도를 갖는다. 도 2와 같이 펼쳐진 상태에서는 마스트 암(20, 21, 22)가 대략 일렬로 연장배치 된다.

도 4는 조인트 구조로서, 제1 마스트 암(20)과 제2 마스트 암(21) 사이의 회전 조인트가 하나의 예시로 도시되어 있다. 조인트 축은 결합핀(23)에 의해 형성되며, 이를 통해 마스트 암(21)의 고정단부가 마스트 암(20)의 자유단부와 연결된다. 결합핀(23)에 인접하여, 제1링크(24)가 제1 마스트 암(20)에 결합된다. 제2링크(25)는 결합핀(23)에 인접한 제2마스트 암(21)에 결합된다. 두 개의 링크는 (26)에서 함께 연결된다. 유압 실린더(27)는 제1 마스트 암(20)의 유압 실린더 체결부(28)에서 제1 링크(24)의 바깥쪽 끝으로 연장된다. 유압 실린더(27)의 리프팅 동작은 링크(24, 25)를 통해 마스트 암(20, 21) 사이의 회전 동작으로 변환된다.

도 3에는 본 발명에 따른 고정단부(31)로부터 자유단부(32)로 연장되는 마스트 암(30)이 도시되었다. 마스트 암(30)은 상면 부재(33), 하면 부재(34) 및 2개의 측면 패널(35, 36)를 포함한 박스형 프로파일로 구성된다. 마스트 암의 박스형 프로파일은 고정단부(31)에서 유압 실린더 체결부(28)까지 연속적으로 경사지게 구성된다. 따라서 두 개의 측면 패널(35, 36)와 상면 부재(33) 및 하면 부재(34)는 고정단부(31)로부터 거리가 멀어질 수록 서로에게 가까워진다.

고정단부(31) 부근에서 마스트 암(30)은 마스트 암(30)의 고정단 링크 체결부(57)가 형성되는 제1 보강 부재(40)로 보강된다. 박스형 프로파일은 제1 보강 부재(40)로부터 자유단부(32)를 향해 연장된다. 박스형 프로파일은 각각 절곡된 금속패널로 형성되는 상부 프레임(41)과 하부 프레임(47)으로 구성된다.

도 12의 단면도에 따르면, 두 측면 패널(35, 36)는 각각 상면 부재(33)에 인접한 상부 측면 부재(42)와 하면 부재(34)에 인접한 하부 측면 부재(43) 포함한다. 상부 측면 부재(42)와 하부 측면 부재(43)는 같은 평면에 놓여 있다. 중앙 부재(44)는 측면 부재(42, 43) 사이에 배치되고 측면 부재(42, 43)에 대해 측면으로 오프셋(56)이 형성된다. 측면 패널(35, 36)은 내측으로 경사져 있어, 두 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)가 측면 패널(35, 36)의 측면 부재(42, 43)보다 서로 가깝게 구성된다. 연결 부재(45, 46)은 중앙 부재(44)와 측면 부재(42, 43) 사이에 형성되며, 각각의 연결 부재(45,46)은 측면 부재(42, 43)의 평면과 이와 평행한 중앙 부재(44) 평면에 대해 약 30°의 각도로 형성된다.

상부 프레임(41)은 각각 상면 부재(33), 상부 측면 부재(42), 상부 연결 부재(45) 및 양쪽 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)의 상부를 포함한다. 하부 프레임(47)은 각각 하면 부재(34), 하부 측면 부재(33), 하부 연결 부재(46) 및 양쪽 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)의 하부를 포함한다. 하부 프레임(47)의 상단은 상부 프레임(41)의 하단과 중첩되고, 상부 프레임(47)의 하단에 용접부가 형성되어 두 프레임(41, 47)이 서로 결합된다. 하부 프레임(47)은 단부(55)가 내측으로 절곡되어 박스형 프로파일의 좌굴 보강부재를 형성한다.

제1 보강 부재(40)는 프레임(41, 47)으로 구성된 박스형 프로파일보다 재료의 두께가 더 두껍다(도12 참조). 제1 보강 부재(40)의 외부는 상부 측면 부재(42)의 외측과 일치한다. 제1 보강 부재(40)의 내부는 중앙 부재(44)의 외측과 일치한다. 박스형 프로파일은 연결 부재(45, 46)에 의해 제1 보강 부재(40)의 외측과 내측 사이에서 변형이 이루어진다.

연결 부재(45, 46) 및 측면 부재(42, 43)는 제1 보강 부재(40)에 맞대기 용접된다. 중앙 부재(44)는 제1 보강 부재(40)와 중첩된다. 제1 보강 부재(40)와 중앙 부재(44) 사이는 제1 보강 부재(40) 둘레를 용접하는 것에 의해 접합된다.

도 12의 측면 패널의 종방향으로 연장되는 직선은 실제로는 도면상의 평면에 대해 수직이다. 보강 부재(40)에 대하여 연결 부재가 맞대기 접합되는 상부 측면 부재(42)의 영역에서, 상부 측면 부재(42) 내부로 길게 뻗은 직선은 상부 측면 부재(42)의 단부와 맞대기 용접되는 위치에서 보강 부재(40)의 단부와 교차한다. 연결 부재(45, 46) 및 하부 측면 부재(43)에서도 이러한 직선이 해당 단부와 동일하게 교차한다. 이와는 대조적으로, 중앙 부재(44)와 연결은 겹치도록 구성되어 보강 부재(40)의 내부가 중앙 부재(44)의 외측과 같은 높이가 되도록 구성되었다. 중앙 부재(44) 내측에서 종방향으로 연장되는 직선은 보강 부재(40)의 단부와 교차하지 않고 보강 부재(40)의 내측로으부터 거리를 두며 연장된다.

도 5 및 도 10에 따르면, 제1 보강 부재(40)에 결합홀(37)이 형성되어 있다. 결합홀(37)은 마스트 암(30)을 인접하는 다른 마스트 암에 연결하는 결합핀(23)이 수용된다. 결합홀(37)에 인접하여 링크(25)가 연결되는 스터드(38)가 구성되고, 마스트 암(30)은 자유단부 근처에 또 다른 결합홀(37)과 링크(24)를 연결할 수 있는 또 다른 스터드(38)로 구성된다.

마스트 암(30)은 유압 실린더 체결부(28)가 형성되는 제2 보강 부재(50)를 포함한다. 제2 보강 부재(50)는 제1 보강 부재(40)와 동일한 두께를 가지며 동일한 방식으로 상부 프레임(41)에 고정된다. 따라서 제2 보강 부재(50)는 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)와 겹치며 원주 용접에 의해 상부 프레임(41)에 연결된다. 상부 연결 부재(45) 및 상부 측면 부재(42)는 제2 보강 부재(50)에 맞대기 용접된다.

도 7 및 도 11에 도시된 고정단 링크 체결부(51)는 박스형 프로파일의 플레이트에 이중으로 결합된 보강 플레이트(52)를 포함한다. 보강 플레이트(52)와 박스형 프로파일 사이의 연결은 보강 플레이트(52)의 주위의 용접에 의해 이루어진다. 링크 체결부(51)는 인접한 마스트 암에 연결하기 위해 결합핀(23)을 수용하는 결합홀(37)을 포함한다. 결합홀(37) 옆에는 링크(25)가 연결되는 스터드(38)가 구성되어 있다.

도 3에 따르면 마스트 암은 이송 라인(17)을 연결하는 홀더(도시되지 않음)를 결합하기 위한 복수의 체결 부재(53)를 포함한다. 제1 체결 부재(53)는 제1 보강 부재(40)에 연결된다. 박스형 프로파일의 측면 패널(35, 36)에는 두개의 체결 부재(53)가 추가로 구성되어 있다. 제4 체결 부재(53)는 고정단 링크 체결부(51) 근처에 배치된다.

도 8 및 도 9에 도시된 체결 부재(53)는 제1 측면 패널(35)과 제2 측면 패널(36) 사이에 가로연결부재(54)가 설치된다. 가로연결부재(54)는 양쪽 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)에 용접된 파이형태로 구성된다. 측면 패널(35, 36)은 가로연결부재(54)를 통해 서로 고정된 거리를 유지하게 되므로, 체결 부재(53)는 마스트 암(30)의 좌굴 변형에 대응하게 된다.

상기 가로연결부재(54)는 제1 측면 패널(35)의 측면에서 측면 패널(35)의 중앙 부재(44) 로부터 약간 돌출된 형태의 스터드 볼트로 마감된다. 제2 측면 패널(36)의 측면에서 체결 부재(53)에는 이송 라인용 홀더를 나사로 고정할 수 있는 4개의 나사 홀이 제공된다.

Claims (15)

1. 마스터 암(30)은 마스터 암(30)의 상면 부재(33)와 하면 부재(34) 사이에 연장되는 측면 패널(35, 36)을 구비하며, 상기 측면 패널(35, 36)에 절곡부가 형성되어 상기 측면 패널(35, 36)의 제1 부재(42, 43)가 상기 측면 패널(35, 36)의 제2 부재(44)에 대하여 측면으로 이격되는 오프셋(56)을 포함하고, 상기 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이에 연결부를 형성하는 연결 부재(45, 46)이 배치되고, 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이의 측면 오프셋(56)을 재료의 두께로 연결하는 보강 부재(40, 50)를 포함하며, 보강 부재(40, 50)는 연결 부재(45, 46)에 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프용 마스트 암.
2. 제1 항에 있어서,
   보강 부재(40, 50)와 측면 패널(35, 36) 사이가 용접되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   보강 부재(40, 50)가 측면 패널(35, 36)의 제1부재(42, 43)에 맞대기 접합되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
4. 제1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   보강 부재(40, 50)가 측면 패널(35, 36)의 제2 부재(44)와 겹치기 접합되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
5. 제4항에 있어서,
   보강 부재(40, 50)가 보강 부재(40, 50)의 주변 가장자리(58)의 일부를 따라 연장되는 용접에 의해 측면 패널(35, 36)의 제2 부재(44)에 결합되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
6. 제1항 내지 제5항에 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 부재(42, 43)가 측면 패널(35, 36)의 상면 부재(33) 또는 하면 부재(34)에 인접한 측면 패널(35, 36)의 측면 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   제2 부재(44)가 상면 부재(33) 및 하면 부재(34)로부터 이격된 측면 패널(35, 36)의 중앙 부재(44)을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
8. 제 6항 또는 제7항에 있어서,
   측면 패널(35, 36)은 상부 측면 부재(42) 및 하부 측면 부재(43)을 포함하고, 보강 부재(40)는 상부 측면 부재(42) 및 하부 측면 부재(43)에 용접되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   측면 패널의 제1부재(42, 43), 제2부재(44) 및 연결 부재(45, 46)이 프레임(41, 47)을 구성하고, 상기 프레임(41, 47)은 상면 부재(33) 또는 하면 부재(34)의 표면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스트 암(30)은 상면 부재(33), 하면 부재(34) 및 상면 부재(33)와 하면 부재(34) 사이에 배치된 2개의 측면 패널(35, 36)을 형성하는 박스형 프로파일을 포함하며, 상기 박스형 프로파일은 프레임(41, 47)으로 구성되며, 상기 제1 프레임(41)은 상면 부재(33)과 상기 상부 측면 부재(42) 및 반대측 측면 패널(35, 36) 각각의 상부 연결 부재(45)을 포함하고, 상기 제2 프레임(47)은 상기 하면 부재(34)과 상기 반대측 측면 패널(35, 36) 각각의 하부 측면 부재(43) 및 하부 연결 부재(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
11. 제10 항에 있어서,
    제1 프레임(41) 및 제2 프레임(47)이 측면 패널의 중앙 부재에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    박스형 프로파일에 대한 좌굴 보강재를 형성하기 위해 제2 프레임(47)의 단부(55)가 중앙 부재(44)에 대해 절곡되는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스트 암(30)의 체결 부재(53)에는 대향하는 측면패널(35, 36) 사이를 횡단하는 가로연결부재(54)를 구성하며, 체결 부재(53)가 이송 라인(17)을 홀딩하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    고정단 링크 체결부(57)로 구성된 제1 보강 부재(40)와 유압 실린더 체결부(28)로 구성된 제2 보강 부재(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스트 암.
15. 마스트 암(30)이 상면 부재(33)과 하면 부재(34) 사이에서 연장되는 측면 패널(35, 36)을 포함하고, 상기 측면 패널(35, 36)에 절곡부가 형성되어 상기 측면 패널(35, 36)의 제1 부재(42, 43)가 상기 측면 패널(35, 36)의 제2 부재(44)에 대해 측면으로 오프셋(56)이 형성되며, 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이를 연결하는 연결 부재(45, 46)을 포함하며, 상기 제1 부재(42, 43)와 제2 부재(44) 사이의 오프셋(56)을 재료의 두께로 연결하는 보강 부재(40, 50)를 연결 부재(45, 46)에 결합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프용 마스트 암 제작 방법.