中空的两点式杆的制作方法

本发明涉及一种用于大型操纵器的支柱臂，其中，所述支柱臂具有绕竖直轴线可旋转的转盘和多个支柱臂区段，其中，支柱臂区段分别借助于一个驱动单元分别在铰接接头处绕铰接轴线相对于相邻的支柱臂区段或转盘能够枢转，其中，驱动单元中的至少一个固定至第一支柱臂区段，并经由杆机构作用在第二支柱臂区段或转盘上，其中，杆机构包括至少一个两点式杆。

背景技术：

从现有技术中已知用于大型操纵器的支柱臂。这种支柱臂包括至少两个支柱臂区段，所述支柱臂区段分别借助于一个驱动元件、特别是借助于液压缸在铰接接头处分别绕水平的铰接轴线相对于相邻的支柱臂区段可枢转，特别是以受限制的方式在折叠位置与操作位置之间可枢转。

对大型操纵器的可及范围的要求正在不断增长。然而，由于法律规定，大型操纵器的尺寸和/或重量不能简单地超过某些限制，因此需要特别考虑以满足可及范围方面的更大要求而不违反法律要求。

从现有技术中已知下述大型操纵器、特别是车载混凝土泵，其中，以铰接方式相互连接的支柱臂区段借助于杆几何结构彼此连接，使得所述支柱臂区段可相对于彼此折叠或者展开。在这种情况下，通常液压缸经由偏转杆作用在支柱臂区段上。通常，杆设计为直杆。在车载混凝土泵的情况下，可使混凝土输送管线被布置通过铰接接头。在此，杆通常设计成弯曲的，以便在支柱臂区段移动时防止偏转杆和混凝土输送线之间的碰撞。然而，已知的偏转杆整体上存在下述问题，由于要传递的大负载以及由于它们的弯曲形状，它们具有非常高的自重。

出于这个原因，wo2016/078706a1提出在两点式杆中设置凹陷或凹部。然而，凹陷或凹部不会提高屈曲强度。为了提高屈曲强度，必须使杆更厚，这增加了它们的重量。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的支柱臂，所述支柱臂满足对大型操纵器的可及范围的不断增长的需求，而不会伴随其它方面的不利影响。特别地，应相对于支柱的可及范围减小支柱臂的重量和/或质量，而不降低两点式杆的屈曲强度。

该目的通过具有权利要求1的特征的支柱臂和具有权利要求10的特征的大型操纵器来实现。

由于两点式杆包围至少一个空腔，因此可以在不降低两点式杆的屈曲强度的情况下实现重量的减轻。由于两点式杆中的空腔，同时外部尺寸可略微增大，因此，杆的第二面积矩、即屈曲强度增大，而重量保持不变。另一方面，因此可减小两点式杆的重量而不会不利地影响屈曲强度。支柱臂区段上的两点式杆受到高拉力和高压力。特别是由于压缩负载和由此产生的屈曲风险，两点式杆通常制成非常宽并且进而重量很大。在支柱臂的操作期间远离转盘枢转的两点式杆因此在大型操纵器上产生高负载力矩，这带来整个机器倾斜的风险。为了防止这种情况，进而需要车架上的大支撑宽度，这限制了车辆或大型操纵器在部署地点的设置。利用制成中空的两点式杆，可实现重量的减轻，即使围绕空腔的两点式杆的壁厚较小，也能确保在压缩负载下具有很大的屈曲强度并减小必要的支撑宽度。特别是如果两点式杆上的最大作用压缩负载明显大于最大作用拉力，则可以通过制成中空的两点式杆来实现相当大的重量减轻。中空的两点式杆的壁厚必须适应最大作用拉力，因为在拉伸负载的情况下，两点式杆的位于拉伸点之间的横截面积是至关重要的。

根据从属权利要求，本发明的有利配置和发展将变得显而易见。应该指出的是，权利要求中单独列出的特征也可以以任何技术上合理的方式彼此组合，从而揭示本发明的另外的配置。

根据本发明的一有利配置，使两点式杆由多个部件组装而成，其中，组装的部件形成空腔。组装多个部件来形成两点式杆使得能够在两点式杆中简单地形成减轻重量的空腔。两点式杆的部件可借助于焊接工艺连接在一起。

下述实施例是特别有利：两点式杆具有至少两个支承点，其中，空腔形成在所述支承点之间的部分中。两点式杆的支承点优选地由支承环或支承眼形成，销分别延伸通过支承环或支承眼并将两点式杆可旋转地安装在支柱臂区段、偏转杆或转盘上。形成空腔的部分在这些支承点之间形成在两点式杆中，所述形成空腔的部分形成减轻重量的空腔。由于空腔形成在支承点之间，因此，支承点本身具有足够的尺寸以吸收拉力和压力。为此，形成支承点的支承环或支承眼优选地设计为实心钢环。

本发明的一特别有利的实施例使形成空腔的部分设计为管。通常是卷制的但也可拉拔或焊接的这种管可具有滚圆的或有角的横截面。位于支承环或支承眼之间作为形成空腔的部分的管意味着可仅在管与支承环或支承眼之间必需用于形成两点式杆的焊缝，使得特别是对于两点式杆上的拉伸负载而言的弱点是有限的。

根据一种配置，特别有利的是，形成空腔的部分具有至少一个形成空腔的切除部分。形成空腔的部分也可具有烧除部分，其中，从两点式杆的部件中烧除材料以形成空腔。通过切除或烧除来形成空腔是通过空腔减小两点式杆的重量的简单方式，所述空腔可以以几何结构精确的方式指定。

一个有利实施例是形成空腔的部分具有至少一个形成空腔的孔。在通过两点式杆中形成的一个或多于一个孔来形成空腔的情况下，可以以简单的方式减小两点式杆的重量而不会不利地影响屈曲强度。通过形成空腔的孔的精确和合适的布置，可以在两点式杆上有针对性地减轻重量。

形成空腔的部分包括焊接的金属侧板的实施例是特别有利的。由于两点式杆的外边缘上的加固，因此，形成空腔的部分中的焊接的金属侧板提高了两点式杆在压缩负载下的屈曲强度。

本发明的一个特别有利的实施例使焊接的金属侧板设计成延续超过所述至少两个支承点。由于焊接的金属侧板突出超过支承点、特别是支承环或支承眼，因此它们通过连续的卷制的材料层连接在一起。有利地，设置焊接区域，以用于将金属侧板连接到支承点的支承环或支承孔。

根据一种配置，特别有利的是，形成空腔的部分由焊接在一起的金属板形成。通过焊接金属板，可非常简单且廉价地产生形成空腔的部分。在这种情况下，优选地产生由彼此相对布置的四个金属板制成的箱形轮廓，所述金属板借助于焊缝连接在一起。

此外，本发明涉及一种大型操纵器，所述大型操纵器具有已在上面描述并在下面更详细描述的支柱臂。

附图说明

基于以下描述并参考附图，本发明的其它特征、细节和优点将变得显而易见。本发明的实施例在下面的附图中纯粹示意性地示出，并且将在下文更详细地描述。在所有附图中，彼此对应的项目具有相同的附图标记。附图中：

图1示出了根据本发明的大型操纵器，

图2示出了根据本发明的支柱臂，

图3a、3b示出了根据本发明的由滚圆的管制成的两点式杆，

图4a、4b示出了根据本发明的由矩形管制成的两点式杆，

图5a、5b示出了根据本发明的由多个焊接的部件制成的两点式杆，

图6a、6b示出了根据本发明的由多个焊接的部件制成的两点式杆，

图7a、7b示出了根据本发明的由多个焊接的部件制成的两点式杆，

图8a、8b示出了根据本发明的由多个焊接的部件制成的两点式杆，

图8c示出了由多个焊接的部件制成的两点式杆的详细视图，

图9a、9b、9c示出了根据本发明的具有孔的两点式杆，

图10a、10b示出了根据本发明的具有切除部分的两点式杆，

图10c示出了具有切除部分的两点式杆的详细视图，

图11示出了根据本发明的具有在杆的平面内的屈曲负载的两点式杆，

图12示出了根据本发明的具有垂直于杆的平面的屈曲负载两点式杆。

具体实施方式

根据本发明的支柱臂在附图中示出，并用附图标记1表示。支柱臂1在图1中被示为安装在大型操纵器2上。根据图1的示图示出了具有支柱臂1的大型操纵器2，所述支柱臂1具有绕竖直轴线3可旋转的转盘4以及多个支柱臂区段5、5a、5b。所述支柱臂区段5、5a、5b可分别借助于一个驱动单元7、7a、7b分别通过铰接接头6、6a、6b绕铰接轴线相对于相邻的支柱臂区段5、5a、5b或转盘4枢转。在所示的图示中，支柱臂1被示为折叠起来，使得设计为车辆的大型操纵器2可以通过道路交通行进到部署地点。在展开支柱臂1时，产生倾斜力矩，该倾斜力矩借助于布置在车架17上的展开和可伸展的支撑件18被支撑。为了将支柱臂1折叠和展开，驱动单元7、7a、7b固定至支柱臂区段5、5a、5b，并经由杆机构8作用在不同的支柱臂区段5、5a、5b或转盘4上。为此，杆机构8至少一个两点式杆9。在第一铰接接头6上示出了两点式杆9，所述两点式杆9在展开操作开始时承受高拉伸负载。所示两点式杆9经由销安装在第一支柱臂区段5上和偏转杆19上，第一驱动单元7作用在所述偏转杆19上。另外的铰接接头6a、6b也包括其上设有两点式杆9的杆机构8，以便在支柱臂1的折叠和展开操作时在支柱臂区段5与位于驱动单元7a、7b上的偏转杆19之间传递拉伸力和压缩力。

图2示出了一实施例中的根据本发明的支柱臂1的示意图。支柱臂1具有第一支柱臂区段5和第二支柱臂区段5a，它们可借助于驱动单元7、7a在铰接接头6a处绕水平的铰接轴线相对于相邻的支柱臂区段5、5a枢转。驱动单元7a、优选为液压缸固定至第一支柱臂区段5，并经由杆机构8作用在第二支柱臂区段5a上。杆机构8优选地具有两个杆，其中，一个杆设计为两点式杆9，另一个杆设计为偏转杆19。在第一支柱臂区段5与转盘4之间也设有杆机构8，第一驱动单元7作用在所述杆机构8上。布置在第一铰接接头6上的杆机构8除了偏转杆19之外还具有两点式杆9，所述两点式杆9在所示的支柱臂位置受到最大压力，因为第一驱动单元7在所示位置于第一铰接头6处在偏转杆19上施加高拉伸负载。在所示的位置，第二铰接接头6a处的两点式杆9由支柱臂1枢转，使得两点式杆9的重量在转盘4上施加大的负载力矩。通过减小两点式杆9处的重量，可以减小两点式杆9在所示位置施加的负载力矩，使得为了防止大型操纵器2(图1)倾覆，支撑件18(图1)所需的延伸距离较小。由此，支撑件18(图1)也可以做得更短。这进一步使得大型操纵器(图1)在部署地点处的设置更加灵活，因为为了可靠地支撑大型操纵器2而需要的支撑宽度较小。

图3a示出了第一种配置的根据本发明的两点式杆9的示意图。这种类型的两点式杆9以及下面描述的两点式杆可用在支柱臂1(图1和2)的杆机构8(图1和2)中，从而减轻重量并减小由两点式杆9的重量施加在转盘4上的负载力矩。图3a示出了两点式杆9，所述两点式杆9由多个部件组装而成，以便形成空腔10。组装的部件是两个支承环，所述支承环形成两点式杆9的支承点11、12。铰链销分别穿过这些支承环11、12，以便将两点式杆9可旋转地安装在偏转杆19(图1和2)和支柱臂区段5、5a、5b上(图1和2)或转盘4上。部分13形成在轴承环11、12之间，所述部分13例如由卷制的滚圆的管组成。该滚圆的管13形成空腔10，所述空腔10可在图3b中看到。通过将轴承环11、12焊接至滚圆的管13，两点式杆9由部件11、12、13组装而成，如图3a所示。这产生了与传统的两点式杆9相比易于生产并且重量明显减轻的两点式杆9。

图4a示出了由例如卷制的管13制成的两点式杆9的另外的配置。在此处示出的实施例中，形成支承点11、12的支承环之间的部分13由矩形管13形成。在图4b中可以看出，矩形管13在两个支承点11、12之间形成空腔10。这意味着可以实现相当大的重量减轻，特别是卷制的管13的矩形横截面轮廓特别适合于确保针对压缩负载的足够的屈曲强度，因为杆9的第二面积矩由于增大的外部尺寸而增大。在此处所示的实施例中，管13优选地借助于焊接联接连接至另外的部件或者连接到两点式杆9的支承环11、12。

图5a示出了根据本发明的两点式杆9的另一种配置。在此处所示的示例中，两点式杆9也由多个部件组装而成，其中，组装的部件形成空腔10。在部件20中的一个中，形成空腔的切除部分14设置在部分13中，从而形成空腔10。空腔10也可例如通过从部件20烧除材料来产生。从图5a可以看出，两点式杆9的一体式中间部件20具有相应的形成空腔的切除部分14或烧除部分14。形成空腔的部分13还包括焊接的金属侧板16、16a，它们在图5b中单独示出。金属侧板16、16a设计成延续超过支承点11、12，因此为由此形成的两点式杆9提供了额外的稳定性。为了制造图5a所示的两点式杆9，将金属侧板16、16a焊接到中间部件20上，使得形成空腔的切除部分14被金属侧板16、16a覆盖。金属侧板16、16a增加了两点式杆9的屈曲强度。

图6a示出了另一种配置的根据本发明的两点式杆9。在此也设置中间部件20，所述中间部件20在支承点11、12之间的形成空腔的部分13的区域中具有形成空腔的切除部分14或烧除部分14，如还在图6b中可见的那样。焊接在中间部件20上的金属侧板16是多部分式结构，并具有横档21和覆盖支承环11、12的金属片环22。覆盖金属侧板21、22提高了两点式杆9的屈曲强度，并防止了形成空腔的切除部分14或烧除部分14中的腐蚀。

图7a和7b中所示的两点式杆9还具有空腔10，通过所述空腔10，两点式杆9与实心材料的杆相比减轻了相当大的重量。从根据图7a的剖视图可以看出，在此示出的两点式杆9由多个部件11、12、16、16a、16b、16c组装而成，部件11、12、16、16a、16b、16c在组装时包围空腔10，该空腔10形成在支承点11、12之间的部分13中。形成空腔的部分13由焊接在一起的金属板16、16a、16b、16c形成。形成空腔的部分13具有焊接的金属侧板16、16a，所述金属侧板设计成延续超过至少两个支承点11、12。因此，形成支承点11、12的支承环11、12被焊接的金属侧板16、16a包围，因此产生减少了自重的稳定且屈曲曲的两点式杆9。

图8a和8b示出了两点式杆9，该两点式杆9同样由多个部件11、12、16、16a、16b、16c组装而成，其中，部件11、12、16、16a、16b、16c一起形成空腔10，所述空腔10形成在支承点11、12之间的部分13中。形成空腔的部分13具有焊接的金属侧板16、16a，所述金属侧板16、16a设计成延续超过至少两个支承点11、12。因此，形成支承点11、12的支承环11、12被焊接的金属侧板16、16a包围。此外，形成空腔的部分13包括与金属侧板16、16a焊接在一起以形成边缘轮廓的另外的金属板16b、16c，以便形成空腔10。另外，支承点11、12的支承环11、12具有突起23，以用于铰链销(未示出)的防扭保护装置的螺纹连接，所述铰链销接收在支承环11、12中。该防扭保护装置在图8c中更详细地示出。在此可以看到，支承环12具有另外的突起24，以用于定位和用于焊池衬垫。此外，用于销的防扭保护装置25以虚线表示。另外的支承环11也相应地配置。

图9a、9b和9c示出了根据本发明的两点式杆9，空腔10形成在支承点11、12之间的部分13中，其中，多个形成空腔的孔15设置在部分13中。形成的这些孔13可以在根据图9b和9c的剖视图中非常清楚地看到，并且沿着形成空腔的部分13在两个支承点11、12之间延伸。

图10a、10b和10c示出了根据本发明的两点式杆9，其中，在此空腔10也形成在支承点11、12之间的部分13中，切除部分14为此设置在形成空腔的部分13中。形成的该切除部分14可以在根据图10b和10c的剖视图中非常清楚地看到，并且沿着形成空腔的部分13在两个支承点11、12之间延伸。

根据图11的示图示出了根据本发明的两点式杆9，该两点式杆9特别设计成用于杆的平面中的屈曲负载。由于杆9的形状、特别是形成空腔的部分13的形状，杆9特别适合于杆的弯曲的形状，使得杆9能够最佳地吸收杆的平面中的屈曲负载，同时最小化材料的使用。在这种情况下，两点式杆9的作用类似于根据欧拉模式2的屈曲柱。

根据图12的示图示出了根据本发明的两点式杆9，该两点式杆9特别设计成用于垂直于杆的平面的屈曲负载。因此，图11的描述相应地适用。在这种情况下，两点式杆9的作用类似于根据欧拉模式4的屈曲柱。

附图标记列表

1支柱臂

2大型操纵器

3竖直轴线

4转盘

55a5b支柱臂区段

66a6b铰接接头

77a7b驱动单元

8杆机构

9两点式杆

10空腔

11支承点a

12支承点b

13形成空腔的部分

14切除部分、烧除部分

15孔

1616a金属侧板、16b16c另外的金属板

17车架

18支撑件

19偏转杆

20中间部件

21横档

22金属片环

23突起(防扭保护装置)

24突起(焊池衬垫)

25防扭保护装置