起重機臂的斷面形狀的製作方法

2023-06-17 20:20:51

專利名稱：起重機臂的斷面形狀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於起重機的起重機臂，包括縱軸線和在橫向平面內關於對稱軸線至少近似鏡像對稱地延伸的且至少分段地構成為直線的假想的輪廓線，輪廓線在第一和 第二交點上與對稱軸線相交且朝第二交點的方向至少在第一與第二交點之間的距離的最 後三分之一之前縮減。
背景技術：
這樣的起重機臂例如在EP 583552B1的圖13中示出。所述起重機臂的缺點是，尤其在裝入到懸臂系統內時在起重機臂的上部區域內出 現不利的力導入。此外製造這樣的起重機臂是相對昂貴的。

發明內容
本發明的目的是，消除現有技術中上述的問題。所述目的通過一種帶有權利要求1的特徵的起重機臂解決。實際的起重機臂當然由於構成該起重機臂的構件的材料厚度不僅具有外輪廓而 且具有內輪廓。「假想的輪廓線」涉及起重機臂的外輪廓。「面重心」按本公開文件的意義理解為由假想的輪廓線圍成的整個區域的重心(圖 2)。因此術語「面重心」不應理解為涉及在外輪廓與內輪廓之間圍成的面。按本發明的措施導致起重機臂可以由一塊唯一的鋼板製成。起重機臂的上部可以 整體用作尤其是在裝入到懸臂系統內時在懸臂延長部分之間的力導入。通過輪廓線向上縮 減產生邊長(SchenkeMnge )與板厚之間的有利的比例。通過本發明能使用比在現有 技術中的情況更薄的鋼板。其他有利的實施方式在從屬權利要求中給出。此外本發明涉及一種用於起重機的懸臂系統，其中至少懸臂和/或懸臂延長部分 構成為按權利要求1至23之一所述的起重機臂。優選設有一個至二十個優選五個至十個 懸臂延長部分。特別優選的是設有多於五個的懸臂延長部分。此外本發明涉及一種帶有按上述實施方式之一的起重機臂或上述類型的懸臂系 統的起重機、尤其是裝載起重機，以及涉及一種裝備這樣的起重機的商用車。


圖Ia按本發明的起重機臂的假想的輪廓線的第一實施例；圖lb、lc一種實施例的輪廓線的結構(圖lb)和相應的鋼板結構(圖Ic)，其中 圓弧形段&通過多邊形導線來近似；圖Id帶有按圖Ib的三個懸臂延長部分的懸臂系統；圖Ie按圖Ia至Ic的起重機臂，其中畫出面重心的位置；圖If帶有一個懸臂延長部分的懸臂系統，其中示出支承元件的結構；
圖Ig帶有一個懸臂延長部分的懸臂系統，其中圓弧形段在懸臂和懸臂延長 部分內通過不同的多邊形來近似；圖2按圖Ia至Ic和Ie的起重機臂，代表所有實施例，面重心涉及的那個面 用點劃線畫出；圖3按本發明的起重機臂的輪廓線的第二實施例；圖4按圖Id的懸臂系統的透視圖；圖5帶有按本發明的起重機的商用車。
具體實施例方式應先指出，所有附圖在以相對正確的關係示出各個輪廓段的長度以及所示角度的 範圍內是符合比例的。所有角度說明都涉及度數，使得全角度等於360°。銳角理解為小於 1/4全角度的角度。鈍角理解為大於1/4且小於1/2全角度的角度。等於1/4全角度的角 度稱為直角。圖Ia示出在起重機臂的橫向平面內的起重機臂的假想的輪廓線曲線的第一實施 例。橫向平面在此理解為一個平面，該平面被起重機臂的縱軸線正交穿過。所有按本發明 的起重機臂具有一個設置在橫向平面內的對稱軸線s，起重機臂的輪廓線關於該對稱軸線 在橫向平面內至少近似鏡像對稱地延伸。對於下述情況，即起重機臂在大部分或其整個縱 向延伸部分上具有相同的橫截面形狀，所述的對稱軸線是橫向平面與沿著縱軸線延伸的對 稱平面(中平面)的交線。在所有的實施方式中輪廓線在第一和第二交點Sp S2上與對稱 軸線相交。在對稱軸線s上與第一和第二交點Sp S2等距離地設置的中點M示出在橫向平 面內起重機臂半高的位置。以中點M為出發點朝交點S2的方向，人們位於起重機臂的下述 區域內，該區域在工作時主要受到拉力載荷。起重機臂在中點M與第一交點S1之間的區域 在工作時基本上受到壓力載荷。起重機臂的輪廓線的在圖1中示出的曲線具有四個互相可區分的段1^、&、&、而。設置在工作中受最大壓力載荷的區域內的段&構成為圓弧形的，如本身已知的， 此時該橫截面形狀具有減小的壓應力以及降低的屈曲危險。足夠的是，在某種意義上所述 段至少是近似圓弧形的，例如它可以通過多邊形來近似，如在圖Ib和Ic中所示。圓弧形段 Ic1通過多邊形導線來近似允許更簡單地通過構成起重機臂的鋼板的彎邊來製造。但是圓弧 形的結構當然可以藉助於軋制過程實現。圓弧形段&在某種意義上也可以只是近似圓弧形的，例如它可以通過一個或多個 帶有相應小的偏心率的橢圓段構成。通過依次連接相應短的直線的、橢圓的和/或圓弧形 的分段構成圓弧形段&也是可以想像的。如在圖1中所示，特別有利的是，圓弧形段1^構成為四分之一圓弧，也就是說在大約90°的角度上延伸。因此能以圓弧形段Ic1的形式構成輪廓線的在第一交點S1與中點M 之間的大部分的曲線。在圖1中示出的方案是特別優選的，其中圓弧形段&的曲率中心K 在對稱軸線s上或者在其附近，並且圓弧形段Ic1的曲率中心K在第一交點S1與中點M之 間。不同於在圖1中示出的情況，圓弧形段&完全可以一直延伸到第一交點Si，在所述情 況中在交點S1和點M的區域內整個輪廓線構成為圓弧形段kp然而在圖1中示出的實施方式是特別優選的，其中第三直線段&朝第一交點S1的方向與圓弧形段&相切地連接，該直線段與對稱軸線S形成小於90°的角Y。(在此角Y 大約等於72° )。因此產生起重機臂的良好的可焊接性，產生通過傾斜相遇的段的用於焊 接的更好的可夾緊性以及產生實施沒有附加的稜邊準備的縱向焊縫的可能性。總之產生工 藝可靠的實施方式。該角優選小於80°。優選角γ大於70°。在圖1中示出的實施例中，圓弧形段&的曲率中心K直接在中點M與第一交點S1 之間的對稱軸線s上。不同於所示情況，曲率中心K也可以略微與對稱軸線s錯開地設置。 然而它應始終在中點M與第一交點S1之間的區域內。
在圓弧形段Ic1上朝第二交點S2的方向，第一直線段gl與在圖Ia和Ib中示出的輔 助圓相切地連接，該直線段在中點M與第二交點S2之間的輪廓曲線的大部分上延伸。通過 所述在起重機臂的上部區域內的長的直線結構和由此產生的橫截面縮減構成一個區域，該 區域比現有技術更好地適合於承受在此出現的拉力以及在設置在懸臂系統內時的支承力。 直線段gl的假想的延長部分g/ (見圖lb)與對稱軸線s形成銳角β，該銳角在所示實施 例中大約等於18°。完全一般而言銳角β也可以在大於10°優選大於15°的範圍內。在 此優選相應的上限是25°，以便防止直線段gl過於平坦地延伸。在按圖1的實施例中，第二直線段&直接連接到第一直線段^上，該第二直線段 一直延伸到對稱軸線s上，在那兒終止在彎邊(Kantimg) 7上，並且與該彎邊在第二交點S2 上相交。尤其如在圖Ic中可見，由於製造技術方面的原因可能值得追求的是，第二直線段 g2(不同於在圖Ia中所示的)不是直接而是通過另一個優選構成得彎曲的段與第一直線段 gl連接。在圖1中示出的實施例中，第二直線段&與對稱軸線s形成角α，該角小於 90° (在圖1的實施例中角α大約等於65° )。特別優選的是角α的範圍小於70°。然 而角α在本實施例中應該大於60°。第二直線段&帶來優點，該直線段終止在以彎邊7的形式的圓滑部(Rimdimg)上， 因此在圍繞起重機臂的頂端的區域內使有利的局部力導入成為可能，例如力導入在支承各 個懸臂延長部分之間的滑動組件時實現。通過短的邊長產生鋼板厚度與邊長之間的有利的 比例，以便防止起重機臂在上部區域內變形。然而基本上在該區域內也能以第二圓弧形段1^2的形式構成輪廓曲線(見圖3)。但 是這僅僅示出按本發明的一般構思(即輪廓線終止在對稱軸線s上的圓滑部中)的一種具 體方案。取代所示的構成為圓弧形段k2的圓滑部，圓滑部例如也可以構成為彎邊7，如圖1 所示。完全一般對於所有按本發明的起重機的實施方式必須說明的是，由輪廓線在橫向 平面內包圍的面的面重心F在中點M與第一交點S1之間的區域內，也就是在起重機臂的半 高下方。因此起重機臂的橫截面中心點(Querschnittskonzentration)儘可能向下移到壓 力區域內，由此產生較小的壓應力份量。如由附圖可見，所有實施例的輪廓線在第一交點S1與第二交點&之間具有與對稱 軸線s隔開最大間距e的極值點E。第一與第二交點Sp S2之間的距離D在此可以至少是 間距e的兩倍。優選距離D至少是間距e的2. 5倍，特別優選是間距e的2. 75倍。距離D 可以相應小於間距e的三倍。
可以規定，輪廓線到對稱軸線s的距離d以第二交點S2為出發點在大約第一與第 二交點Si、S2之間的距離D的四分之一處小於等於最大間距e的0. 8倍。在圖1中示出的實施例中，在中點M與第一交點S1之間的極值點E大約在曲率中 心K的高度上。在圖Ia中示出的曲線中，輪廓線只具有一個唯一的極值點E，也就是不僅 朝第一交點S1的方向而且朝第二交點S2的方向以極值點E為出發點起重機臂的寬度減小。 在通過多邊形導線近似圓弧形段Ic1時，如在圖Ic中所示，一個多邊形段的所有點當然具有 所述的最大間距e，通過所述多邊形段在極值點E的區域內近似圓弧形段kp以在圖Ia中所示的半徑為r的輔助圓為出發點，按圖1的實施例具有按b 2r 的斷面寬度b，按D 3r的斷面高度D和按ID1 r的上斷面寬度Iv完全一般可以在按本 發明的起重機臂中可以規定這些特別有利的尺寸。對於圖1的實施例，圖Ie示出在對稱軸線s上在中點M與第一交點S1之間的面 重心F的位置。面重心F在此涉及在圖2中用點劃線示出的面，即在整個面上，該面被假想 的輪廓線(對應於外輪廓)包圍。
在圖If中示出帶有一個懸臂延長部分的懸臂系統5，其中懸臂系統5的支承附加 地通過支承元件1以及懸臂延長部分在懸臂內的支承通過支承元件2示出。所示的實施例 當然關於所示的懸臂延長部分的數量完全是示例性的。相同的支承元件可以應用在帶有任 意多個懸臂延長部分的懸臂系統5中。在按圖Ig的實施例中示出兩個起重機臂，其中例如涉及一個設置在一個懸臂內 的懸臂延長部分。有意義的是，圓弧形段&通過不同的多邊形近似。在內部的橫截面斷面 在圓弧形段的區域內具有較少的彎邊，這特別在小的斷面時在製造方面可能是有利的。製造按本發明的起重機臂例如可以通過如下方式實現，即起重機臂由兩個外殼構 成，所述外殼互相鏡像地成型，並且外殼之一相應對應一個實施例。兩個外殼在第一交點S1 和第二交點S2的區域內互相連接，例如互相焊接。然而特別有利地規定，起重機臂至少沿著其縱向延伸長度的一部分由唯一的一塊 鋼板製成，該鋼板適合於成型，並且緊接著沿著一條唯一的線封閉(例如焊接)。所述線例 如可以在第一交點S1或第二交點S2的區域內延伸。鋼板的成型可以以已知的方式或通過彎邊和/或軋制以及例如焊接來實現。當不同的壁厚是必需的時，外輪廓優選應該保持不變，並且板厚度應該向內實現。圖4示例性地示出帶有一個設置在一個懸臂內的懸臂延長部分的懸臂系統5。在圖5中示例性地示出商用車3，在該商用車上設置按本發明的起重機4。起重機 4具有按本發明的懸臂系統5，其中各個懸臂延長部分可以通過推動缸6可相對伸縮地移 動。可伸縮的移動性當然也可以通過其他的傳動機構來保證。在商用車3的背後區域內例 如可以設置未示出的裝載車身。
權利要求
起重機的起重機臂，包括縱軸線和在橫向平面內關於對稱軸線至少近似鏡像對稱地延伸的且至少分段地構成為直線的假想的輪廓線，該輪廓線在第一和第二交點上與對稱軸線相交並且朝第二交點的方向至少在第一與第二交點之間的距離的最後三分之一之前縮減，其特徵在於輪廓線的縮減一直繼續到第二交點(S2)，並且終止在對稱線(s)上的圓滑部中。
2.根據權利要求1所述的起重機臂，其特徵在於圓滑部構成為彎邊(7)。
3.根據權利要求1所述的起重機臂，其特徵在於圓滑部構成為圓弧形段(k2)。
4.根據權利要求1至3之一所述的起重機臂，其特徵在於輪廓線具有直線段(gl)，該直線段的假想的延長部分(g/ )朝第二交點(S2)的方向與對稱軸線(s)相交成一個角 ⑷。
5.根據權利要求4所述的起重機臂，其特徵在於假想的延長部分(g/)與對稱軸線 (s)形成銳角⑷。
6.根據權利要求5所述的起重機臂，其特徵在於所述銳角(β)大於10°。
7.根據權利要求6所述的起重機臂，其特徵在於所述銳角(β)大於15°。
8.根據權利要求5至7之一所述的起重機臂，其特徵在於銳角(β)小於25°。
9.根據權利要求1至8之一所述的起重機臂，其特徵在於輪廓線在第一交點(S1)與 中點(M)之間至少部分具有至少近似圓弧形的段00，所述中點與第一和第二交點(SpS2) 等距離地設置。
10.根據權利要求9所述的起重機臂，其特徵在於圓弧形段GO構成為四分之一圓弧。
11.根據權利要求9至10之一所述的起重機臂，其特徵在於圓弧形段GO的曲率中 心(K)在對稱軸線(s)上或在對稱軸線(s)附近。
12.根據權利要求9至11之一所述的起重機臂，其特徵在於圓弧形段GO的曲率中 心⑷在第一交點(S1)與中點(M)之間。
13.根據權利要求9至12之一所述的起重機臂，其特徵在於直線段(gl)構成為圓弧 形段GO的切向延續部分。
14.根據權利要求1至13之一所述的起重機臂，其特徵在於輪廓線在第一交點(S1) 與第二交點(S2)之間具有與對稱軸線(s)隔開最大間距(e)的極值點(E)。
15.根據權利要求14所述的起重機臂，其特徵在於第一與第二交點(S1A2)之間的距 離⑷至少等於極值點(E)到對稱軸線(s)的最大間距(e)的兩倍。
16.根據權利要求14或15所述的起重機臂，其特徵在於極值點(E)在第一交點(S1) 與中點(M)之間，所述中點與第一和第二交點(SpS2)等距離地設置。
17.根據權利要求14至16之一所述的起重機臂，其特徵在於輪廓線到對稱軸線(s) 的距離⑷以第二交點(S2)為出發點在第一與第二交點(SpS2)之間的距離⑶的大約四 分之一處小於等於最大間距(e)的0.8倍。
18.根據權利要求9至17之一所述的起重機臂，其特徵在於第三直線段(g3)朝第一 交點(S1)的方向與圓弧形段GO相切地連接，該第三直線段與對稱軸線(s)形成小於90° 的角(Y)0
19.根據權利要求1至18之一所述的起重機臂，其特徵在於圓弧形段GO通過多邊形來近似。
20.根據權利要求1至19之一所述的起重機臂，其特徵在於起重機臂至少在其縱向 延伸長度的大部分上具有相同的橫截面形狀。
21.根據權利要求1至20之一所述的起重機臂，其特徵在於起重機臂由至少一塊鋼 板製成，並且起重機臂的所有段(kp k2、g2、g2、g3)的板厚在橫向平面內至少基本上相同大 小。
22.根據權利要求1至21之一所述的起重機臂，其特徵在於起重機臂由兩個外殼構 成，所述外殼互相鏡像對稱地成型，並且互相連接，優選在第一交點(S1)和第二交點(S2)的 區域內互相連接。
23.根據權利要求1至21之一所述的起重機臂，其特徵在於起重機臂至少沿其縱向 延伸長度的一部分由一塊唯一的鋼板製成，該鋼板沿著一條唯一的線封閉，該線優選在第 一交點(S1)或第二交點(S2)的區域內延伸。
24.起重機的懸臂系統，其特徵在於至少有一個懸臂和/或一個懸臂延長部分構成為 按權利要求1至23之一所述的起重機臂。
25.根據權利要求24所述的懸臂系統，其特徵在於設有一個至二十個優選五個至十 個懸臂延長部分。
26.根據權利要求24所述的懸臂系統，其特徵在於設有多於五個的懸臂延長部分。
27.根據權利要求24至26之一所述的懸臂系統，其特徵在於懸臂的輪廓線的形狀和 所有懸臂延長部分的輪廓線的形狀是相同的，可能除了通過多邊形近似圓弧的程度之外。
28.起重機，尤其是裝載起重機，其特徵在於具有按權利要求1至23之一所述的起重 機臂或按權利要求24至27之一所述的懸臂系統(5)。
29.帶有根據權利要求28所述的起重機(4)的商用車(3)。
全文摘要
本發明涉及一種起重機的起重機臂，包括縱軸線和在橫向平面內關於對稱軸線(s)至少近似鏡像對稱地延伸的且至少分段地構成為直線的假想的輪廓線，輪廓線在第一和第二交點(S1、S2)上與對稱軸線(s)相交，並且朝第二交點(S2)的方向至少在第一與第二交點(S1、S2)之間的距離(D)的最後三分之一之前縮減，輪廓線的縮減一直繼續到第二交點(S2)，並且終止在對稱線(s)上的圓滑部(1)中。
文檔編號B66C23/687GK101827775SQ200880112192
公開日2010年9月8日 申請日期2008年8月29日 優先權日2007年9月5日
發明者E·溫默 申請人:帕爾芬傑爾股份有限公司