具有可调节的配重的塔式起重机的制作方法

1.本发明涉及一种塔式起重机，所述塔式起重机具有回转平台、在回转平台处以可变幅的方式铰接的调节悬臂、以及支承在回转平台处的配重。


背景技术：

2.已知调节悬臂起重机，在所述调节悬臂起重机中，配重经由固定运动学与调节悬臂耦联。借助于运动学，调节悬臂的运动被传递给配重，所述配重因此根据回转平台处的悬臂角度移位。一方面，这些结构的目的是减少悬臂运动所需的调节装置功率。另一方面，尤其针对不同的状态和载荷情况尝试通过移动配重来优化起重机塔的负载。这种结构的主要共同特点是可以通过根据悬臂长度移置配重仅仅针对固定预设的起重机类型来减轻悬臂的负载和优化塔负载。
3.图1示例性地示出尤其上起重机的可运动部件(线1、线2)的自重力矩的变化曲线，目的是优化在没有有效载荷的情况下的上起重机自重力矩(线4)。如果起重机具有不可移动的配重，则线4将平行于线1(悬臂自重力矩)。然而，利用可移动的配重(线2)可以设定上起重机的自重力矩(线4)，使得其几乎恒定。利用绘制的有效载荷曲线(线0)，对于15度(最大外展)至大约50度(有效载荷曲线的拐点)的悬臂角度得出同样几乎恒定的上起重机力矩(线5)，所述上起重机力矩在其数值上与在没有有效载荷的情况下的上起重机的自重力矩(线4)具有近似相同的大小。
4.然而，如果起重机配置稍微改变，例如调节悬臂的长度改变，则不能利用恒定的上起重机自重力矩借助于不变的机械运动学来实现所述优化。线4的斜率与悬臂角度α相关。配重的改变仅仅引起线4的平行移动。
5.如果除所述优化目的以外，还对于运行状态或停止运行状态考虑风负载对上起重机和起重机塔的影响，则所述目的再次变得更复杂。在过去，所描述的优化解决方案因此也被视为是足够的，因为停止运行风负载(风暴停运)在全球范围内几乎是统一的。随着最近的风区的引入，结合使停止运行风负载适配于起重机的使用位置的要求，优化任务进一步变得复杂。此外，但是在过去，随着起重机尺寸的增加，运行负载相对于停止运行负载的决定性总是已经从停止运行负载情况移动到运行负载情况。相反，起重机越小，则起重机塔的停止运行负载情况就越具有决定性。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于，修改这种起重机，使得配重的位置也可以根据起重机状态、起重机配置以及运行条件进行优化。
7.所述目的通过根据权利要求1的特征的起重机来实现。起重机的有利的实施方案是从属权利要求的主题。
8.根据本发明提出，对于塔式起重机设置一种调节机构，所述调节机构允许配重的与调节悬臂的变幅角度无关的位置改变。已经提及的调节机构始终提供调节悬臂与配重之
间的机械耦联，因此仅能够通过调节悬臂的变幅角度的改变来实现配重的位置改变。本技术避开这种解决方案，并且替代于此提出一种独立的调节机构，以便能够与调节悬臂的操纵即变幅运动无关地进行配重的位置改变。
9.对于本发明的基本构思，在调节悬臂与配重之间是否存在运动学耦联是不重要的。然而，对于本发明重要的是，即使在保持恒定的变幅角度的情况下，配重的位置也可以改变。然而，如果调节悬臂的变幅角度的变化也导致配重位置的耦合变化，则这并不与本发明构思相矛盾。
10.根据优选的第一实施变型方案，提出配重与调节悬臂的完全解耦，即配重的位置在变幅角度改变时保持恒定并且仅仅能够通过调节机构来改变。调节机构的具体示例性实现可以是用于容纳配重的可移置的配重容纳装置。理想地，配重容纳装置实施为猫头吊(laufkatze)，所述猫头吊相对于起重机回转平台可移置地支承在所述起重机回转平台处。
11.配重容纳装置或猫头吊在水平方向上的移置运动是优选的，以便保持猫头吊驱动装置的在移置时出现的负载以及与此相关的能量需求尽可能低。可以使用绳索传动装置或螺杆驱动装置来移置配重容纳装置或猫头吊。
12.作为所介绍的实施变型方案的替选方案，还可以提供调节悬臂与配重之间的机械运动学耦联。例如，可设想使用活节式连杆用于耦联。尤其可设想4活节运动学，所述4活节运动学借助于摇臂-耦联杆组合提供配重与悬臂之间的耦联。通过所述连杆将调节悬臂的变幅角度改变传递给配重，由此触发配重的位置移置。随着调节悬臂的变幅角度增加，配重距起重机塔的距离减小。配重的位置移置的类型和范围与所使用的连杆的运动学相关，尤其与铰接点和活节点的位置以及单个杆的长度尺寸相关。在所述背景下提出为所述耦联杆中的至少一个耦联杆配备根据本发明的调节机构。至少一个杆的轴向长度可以通过调节机构来改变，由此可以影响配重的位置，更确切地说也在不改变调节悬臂的变幅角度的情况下影响配重的位置。
13.可以借助于集成的液压缸或替选地借助于螺杆驱动装置来进行连杆的至少一个杆的长度改变。
14.同样可设想，设置调节机构、例如液压缸，以用于连杆的至少一个铰接点和/或活节点的位置改变。
15.作为使用活节式连杆用于在调节悬臂与配重之间进行机械耦联的替选方案，同样可以提出，替代于此动用耦联绳索，所述耦联绳索通常经由一个或多个偏转辊在调节悬臂与配重之间建立机械连接。在此，调节悬臂的变幅角度改变也导致配重的位置移置，其中位置改变的类型和范围决定性地与耦联绳索的长度以及偏转辊的位置相关。在这个意义上提出，借助于根据本发明的调节机构引起耦联绳索的长度改变和/或替选地至少一个偏转辊的位置改变。通过这种对绳索机构的运动学的干预同样可以在没有调节悬臂的变幅角度改变的情况下实现配重的位置改变。
附图说明
16.本发明的其他优点和特性将在随后根据图中所示的实施例详细阐述。附图示出：
17.图1示出上起重机的可运动部件根据悬臂角度的自重变化曲线的图表示图，
18.图2示出根据本发明的具有4活节运动学的起重机的第一实施例，
19.图3示出具有绳索传动系统的起重机的第二实施例，
20.图4示出具有悬臂与对应悬臂之间的刚性耦联的塔式起重机的第三实施例，
21.图5示出根据图4的塔式起重机的稍作修改的实施方案，以及
22.图6示出本发明的具有悬臂与对应悬臂之间完全可变的耦联的另一实施例。
具体实施方式
23.图2示出调节悬臂起重机。塔式起重机包括起重机塔，在所述起重机塔的尖端处借助于旋转连接支承机构11和旋转连接机构10可旋转地支承有回转平台1a。在回转平台1a处以可围绕水平轴线变幅的方式支承有调节悬臂。变幅角度α可以借助于调节装置8和调节绳索9来设定。为了进行升降作业，升降绳索7从支承在回转平台1a处的升降装置6开始延伸至悬臂尖端。
24.调节悬臂2经由4活节传动装置与配重5机械连接，所述4活节传动装置由通过调节悬臂2形成的摇臂、耦联杆3、配重摇臂4和连接装置13构成。两个摇臂2、4经由它们的铰接点c、d活节式铰接在回转平台1a或调节装置的a型架1b上。耦联杆3经由活节点a、b与摇臂2、4活节式连接。连接装置13同样可以与摇臂4和配重5活节式连接。
25.配重5在角度α改变时的移动根据两个摇臂2、4的长度、耦联杆3的长度以及两个摇臂2、4的支承部位c、d在起重机结构1a、1b上的位置来实现。配重5距起重机旋转轴线20的距离是悬臂角度α的非线性函数，所述悬臂角度由调节装置8预设。
26.可移动的配重5的自重力矩目前可以经由自重的改变和经由4活节传动装置的参数的改变来实现。因此，根据本发明提出，补充用于改变耦联杆3的长度的调节机构。这可以通过液压缸或螺杆驱动装置的集成来实现，液压缸或螺杆驱动装置的操纵影响耦联杆3的长度。同样可设想，连接杆3构造成类似于张紧扣(spannschloss)，以便能够手动改变耦联杆3的长度。耦联杆也可以正好设有多个在轴向方向上偏移的轴承孔。通过适当地选择轴承孔来安装在铰接点或活节点a、b处，耦联杆的起作用的长度可以改变。
27.通过两个摇臂2、4的长度的改变，例如通过沿着两个部件2、4的结构构件在所示箭头的方向上移动两个螺栓连接点a、b，也可以对运动学进行干预。
28.在图3中示出根据本发明的起重机的第二实施例。相同的构件在此以相同的附图标记表示。与图2中的起重机相比，调节悬臂2与配重5之间的机械耦联在此不同地实现。在此使用猫头吊40，配重5紧固在所述猫头吊上并且所述猫头吊借助于绳索传动系统30a在倾斜平面上移置。配重5的移动根据悬臂摇臂2的长度、耦联绳索30a的长度、猫头吊40的轨道的倾斜度、和偏转辊30b、30c的支承部位的位置、以及悬臂摇臂2在支架1a处的位置来实现。配重5距起重机旋转轴线20的距离是悬臂角度α的非线性函数，所述悬臂角度由调节装置8预设。
29.可移动的配重5的自重力矩可以经由自重的改变和经由绳索传动系统30a的参数的改变来实现。这可以通过耦联绳索30a的长度的改变来实现。对应的调节机构、例如液压缸可以在持续的起重机运行时改变绳索长度。
30.但是，对运动学的干预从而配重位置的改变也可以通过沿着悬臂2的结构构件在所示箭头的方向上移动耦联绳索30与悬臂摇臂2的螺栓连接点a来实现。这也可以借助于合适的调节机构来自动实现。
31.也可设想将偏转辊30b的位置沿着a型架1b的结构构件在所示箭头的方向上移动，或者将偏转辊30c的位置沿着回转平台1a的结构构件移动。偏转辊的移置也可以借助于合适的调节机构、例如借助于液压缸来实施。
32.第三实施方式可以从图4获知。在所述起重机的情况下，使用调节缸8a来改变调节悬臂2的角度α。调节悬臂2不支承在回转平台1a处，而是替代于此支承在a型架1b处。在所述解决方案中，还使用配重5与悬臂2之间的刚性耦联。使用可运动的摇臂4，配重5紧固在所述可运动的摇臂上，并且可以借助于耦联杆3调节所述可运动的摇臂。摇臂4的旋转点是活节a。耦联杆3的活节点用b、c表示。运动相对于悬臂2(而不是相对于支架(1b))实现。配重5距起重机旋转轴线20的距离是悬臂角度α的函数，所述悬臂角度通过调节缸8a的升降预设。
33.可移动的配重5的自重力矩可以经由自重的改变和经由耦联杆3的长度的改变来实现，类似于这在图2的解决方案中提出的那样。具体而言，可以借助于集成的液压缸或螺杆驱动装置来设定耦联杆3的长度。如果耦联杆长度实施为类似于张紧扣或设有多个轴向方向上偏移的轴承孔，则可设想手动改变耦联杆长度。
34.恰好在图4中示出的起重机构造的情况下，在切换到停止运行状态时改变耦联杆3的长度是有意义的。在调节悬臂起重机的情况下，悬臂2在停止运行中被置于相对陡峭的位置(α＝大约70
°
)。由此，在所述解决方案中，配重5移动到相对靠近起重机旋转轴线20，从而所述配重不再能够产生太大的自重力矩。然而，这有助于在来自后方的迎流的情况下一个力矩能够抵消停止运行风负载。
35.在图5中示出所述解决方案的一个变型方案。在所述变型方案中，耦联杆3被分成两个子部件3a、3b。配重5的耦联和对应的运动借助于传动装置3c以合适的比例适配于悬臂2的运动。为了获得必要的相对运动，耦联杆3a不再与悬臂2连接而是与支架1b连接。摇臂2、4的活节点用a表示。耦联杆3a的活节点用b表示，并且耦联杆3b的活节点用c表示。活节点c、d同样代表调节缸8a的活节点。
36.前述解决方案的特征在于，配重5的运动机械地耦联到悬臂2的运动上。如果可以省去减轻调节驱动装置的负载，则配重5也可以根据本发明的一个实施方案通过单独的基于驱动装置的调节机构直接移动。由此，优化目的仅仅限于塔负载的最小化。
37.为了保持对于所述驱动装置的负载以及与此相关的能量需求较低，配重5应该尽可能水平运动。这可以利用所驱动的猫头吊40(见图6)来实现，配重5紧固在所述驱动猫头吊上并且所述驱动猫头吊例如借助于包括绳索41d和所需的辊41a、41b、41c的绳索传动装置来移置。替选地，也可以使用螺杆驱动装置。猫头吊40从而配重5可以借助于绳索传动装置在回转平台1a处水平移置，由此，配重5距起重机旋转轴线20的距离可以完全与角度α无关地设定。
38.这种解决方案具有如下优点：
[0039]-配重5在状态“起重机处于运行中”中的位置与在“停止运行状态”中的位置无关，
[0040]-配重5在状态“起重机处于运行中”中的位置可以以相对于悬臂角度α的任意比例设定，以及
[0041]-配重5的位置可以最优地和个体化地适配于每个悬臂长度。