专利名称：用于多连杆的起重机型延伸臂、混凝土摊铺机支柱等且具有至少一个延伸臂或支持臂的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有至少一个延伸臂或支持臂的装置，用于起重机型延伸臂、混凝土摊铺机支柱、平行升降台、操作装置等类似的多连杆的工作系统。本发明还涉及制造这种装置的方法，特别是用于这种装置的液压差动油缸的制造方法。更特别地，本发明涉及用于混凝土泵的混凝土摊铺机支柱的结构，该结构为活动的或处在固定位置，所述支柱(桅杆)由数个可以折叠并可套叠的部分组成，并且利用液压差动油缸可以特别有效地操作支柱臂。
背景技术：
混凝土摊铺机支柱由通过铰接接头连在一起的支柱臂构成，使用相对较大的液压差动油缸，特别用于驱动最下端的延伸臂和/或支持臂，为节省空间，支柱臂能够折叠并且根据实际操作用途随后可以摆出去或延伸，液压差动油缸用于升高或降低及需要时套叠延伸臂。用于此种用途的液压缸具有长达2.5m或以上的冲程长度。事实上，这些液压缸必然要设计得足够大并且尺寸稳定，以便当操作整个支柱时能克服开始发挥作用的力量，并且尤其是能够根据需要可靠地伸展和/或移动那些臂。但是，符合逻辑的是这种多连杆的支柱结构具有相当的重量，因此人们已特别关注如何减小待移动物体的质量，尤为重要的是减小利用最下部的液压缸移动的物体质量。因此希望将这种类型的延伸臂做得尽可能的轻。
发明内容
因此，本发明的目的是以这种方式进一步发展所述类型的装置，使其尽可能的设计巧妙，通过液压差动油缸减轻该装置的重量，液压差动油缸用于驱动多连杆的起重机型延伸臂、混凝土摊铺机支柱和类似设备的延伸臂或支持臂，从而节省重量。
根据本发明，利用权利要求1特征部分描述的装置特点可以解决上述问题，但是由独立权利要求6的特征决定了这种装置制造方法的工艺过程方案。
根据本发明，由于将活塞杆设计为中空部件这一事实，已经使液压差动油缸成为轻质结构。中空的活塞杆包括管状部件和设在管状部件端部的端部件，特别有一个端部件设在活塞一侧，优选其正面封闭，并且另一个端部件设在活塞杆销接接头一侧。活塞设置在活塞一侧的端部件上，并且可以利用螺钉连接或螺纹将其连接到端部件上。适当时还可通过焊接方式连接活塞。根据本发明，管状部件和端部件或者构成一个单一部件或者以确保材料连续性的方式将它们彼此连接。在确保材料连续性的情况下，如果至少一侧上的端部件是焊上的，这是最有利的。如果另一个端部件或者是焊上或者利用如螺纹或螺钉等其它方式连接，可以适当地设计管状部件的相对终端部分。但是，相对终端部分还可与管状部件设计成单一整体。活塞杆的两端组成管状部件或将一根管焊到适合的端部件上，这些都落在本发明的范围之内。
当活塞杆由一个单一部件构成时，利用后续的材料去除加工方法从活塞杆的一端在活塞杆内加工出空腔，从而由铸坯制成活塞杆。在这种连接中使用抗张强度超过700N/mm2的材料制造活塞杆，使得活塞杆能够承载相当重的载荷。
本发明人认识到，如果在操作这种液压差动油缸过程中出现的应力集中能被减至最小，最好计算液压缸的尺寸，以移动放在油缸上方的混凝土摊铺机支柱的质量。当这种设计考虑到可能的应力集中时，其总体构思是将液压差动油缸部件的壁做得适当厚一些。这种加厚与对应的重量增加相一致。但是，如果减小了可能会在操作过程中出现的应力集中，可以将液压差动油缸部件的壁厚设计得适当小一些。这可导致相当大的重量优势，特别是当考虑到经常需要使用冲程长度为2.5米或更长的液压差动油缸时。根据本发明，通过使焊缝区域，特别是管状部分内侧上的焊缝区域经过材料去除加工和精加工修整，而获得这种结果。由于至少其中一个端部件设有开口，将切削工具及可能会用到的精加工工具通过开口引入到活塞杆内部以便进行必要的加工，从而确保可以使用加工工具。当然，尽管本申请的优选适用领域为起重机型延伸臂、混凝土摊铺机支柱等类似操纵装置，但本发明还可广泛应用于在上面提到的应用情况中独立使用的液压差动油缸。
这对本发明的目的非常重要，并且这还特别与这种活塞杆由单一部件构成的情况相关，特别是即使涉及到壁厚，管状部件的长度及管状部件与端部件之间的过渡也应当保持平坦，和/或在改变从管状部件到端部件的横截面或过渡部分的情况下，提供可避免应力集中效应的曲率半径，并且总表面应当是平滑的。这确保基本消除应力集中效应。因此相应地最大减小和/或消除应力集中因素，从而可能利用这一因素减小管子的壁厚并获得相应的重量最小化和/或减轻重量。自然，液压差动油缸重量最小化对该结构的其它部件也有影响。
考虑到要减小由于可能的应力集中产生的载荷，或利用先前制出的实心铸件制造活塞杆内部空间，如果要对中空活塞杆的内表面进行加工和/或精加工，最好在中空活塞杆的至少其中一个端部件上设置开口，加工工具可以通过开口进入活塞杆的空腔内部。对于这个为引导加工工具所必需的开口，最好将开口设在中空活塞杆的销接接头端，因为与开口位于活塞一侧的端部相比，这意味着所述结构具有结构优势，特别是当以机械安全的方式通过对螺钉预加应力或利用螺纹接头将活塞连接到活塞一侧的封闭活塞杆端部时。因为延伸臂越轻，其在水平方向和垂直方向达到的范围越大。尽管对于结构的所有部件基本都需要轻的构造，但尤其并且最重要的是液压缸要轻。
获得材料经过接缝仍然具有连续性的一个特别简单的方法是利用焊接，尤其是将端部件正面焊(front-face welding)在管状部分上。如果在焊缝区域也可获得中空活塞杆的精加工这种情况下，精加工装置对表面和壁横截面的平面进行精加工，使中空活塞杆的内壁和/或外壁进行材料去除加工，特别是材料去除机加工，要注意确保加工不仅可避免壁厚的突然改变，还将焊缝去除到使焊缝根部消除的程度，这种加工至少对这些区域特别有利。因为焊缝会产生应力集中，即使完全没有壁厚的突然变化，仍然存在着焊缝根部。从而在上面描述的情况中，通过下述过程对表面进行精加工；避免壁厚突然变化；和去除焊缝根部；来避免应力集中，从而设计出重量更轻的液压差动油缸部件，同时获得相同的稳定性。
在中空活塞杆为单一部件的情况下，其中通过对实心铸坯进行材料去除加工而在活塞杆内制出空腔，为了尽可能使制造简化，最好利用锻造、铸造、轧制等已知的成形工艺来制造铸坯。
附图概述现在参考
本发明的一些优选实施例，其中图1为适于驱动延伸臂或支持臂的液压差动油缸的剖面图；图2为以剖面图方式示出的图1中焊缝的细节；图3示出这种液压差动油缸另一实施例的剖面图；图4和图5示出与活塞杆设计为一整体的液压差动油缸的剖面图。
具体实施例方式
图1为根据本发明的一个液压差动油缸实施例的剖面图。
液压差动油缸1由油缸管3和活塞杆2组成，活塞杆2可移动地放在油缸管3内并且设计成中空的活塞杆状。中空活塞杆2包括管状部分4，该部分的端部设有在活塞一侧的端部件5和另一侧的端部件6，在活塞一侧通过螺钉连接件10，活塞11与端部件5连接。
位于活塞杆销接接头端上的端部件6具有两个横向悬出的短管13、14及开口8，短管13、14用于将活塞杆连接到支柱臂等类似装置上，通过开口8可以从外部进入活塞杆2内的中空部分。在管状部分4的所有区域上方的活塞壁9的横截面始终保持平滑，并且甚至向端部件5、6的过渡部分也以这种方式成形，以避免任何应力集中效应。特别是，从管状部分4向活塞一侧端部件5的过渡部分具有足够大的曲率半径，以确保不会发生不能容许的应力集中，在这里端部件5由实心材料构成。
通过焊缝7，由端部件5、6和管状部分4制成中空活塞杆。焊缝7在图示实施例中为V型接缝形式，利用这种方式通过材料去除修整工艺来形成焊缝7，而在欲接合的部件之间的接缝位置获得平滑并且齐平的过渡。以这种方法，避免出现如图2所示的焊缝突起部分的可能性，该突起部分有助于产生应力集中。图2中的字母A代表修整工艺处理后的没有应力集中的其余焊缝部分，因此焊缝区域内的外表面与相邻的管子表面保持齐平。
除此之外，图3示出根据本发明的液压差动油缸1的另一个实施例，其中中空活塞杆2具有焊接的端部件6，标号7代表焊缝。对于中空活塞杆2的其余部分，它可以由实心材料制成，因而与端部件5接合成一整体，在图示的实施例中端部件5有一定的壁厚。用标号12指出加厚区域。参考标号13指出应用在端部件5外套表面的螺纹。在活塞11上设有相应的螺纹，因此可以将活塞旋拧到端部件5上。用于工具通过的开口用标号8表示，在此开口设在活塞一侧的端部件5上，并且可能获得进出中空活塞杆2内空腔的入口。
图4和5示出液压差动油缸1的其它实施例，其中中空活塞杆由一个单一部件构成。为此最终用途，优选由铸坯制成中空活塞杆，在图4的实施例中从它上端进行机加工，以在其内部形成中空。在这种情况下，利用材料去除加工工艺对销接接头一端的端部件6的内壁15和管状部分4进行平滑处理，以便避免将会产生的应力集中效应。假定到中空空间16的端部正面的过渡为倒圆17，避免产生应力集中效应。
在图5所示的实施例中使用相同的标号表示，惟一的差别是从另一侧进行材料去除加工，即是说，从图5所示的活塞杆底端进行加工。倒圆18和19设在过渡区域。这将避免将会发生的应力集中效应。再一次利用材料去除加工将内壁16加工平滑，以便避免将会发生的应力集中效应。
权利要求
1.一种具有至少一个延伸臂或支持臂的装置，用于多连杆的延伸臂、混凝土摊铺机支柱、升降平台、操纵装置等类似装置，具有至少一个液压差动油缸，液压差动油缸用于操作所述臂，所述臂铰接在一侧并可利用液压差动油缸而升高、降低和/或套叠，其特征在于，液压差动油缸设有中空活塞杆(2)，所述活塞杆包括管状部分(4)和布置在该管状部分(4)端部的两个端部件(5，6)，将所述管状部分和端部件或者设计成一个单一部件，或者以横过接缝仍可获得材料连续性的方式将其彼此连接，其中，考虑到避免应力集中，管状部分(4)总长度上的管状部分壁的横截面和从管状部分(4)到端部件(5，6)的过渡部分基本平滑或者具有实际上不对强度造成负面影响的曲率半径，其中，施加经过接缝仍可产生材料连续性的焊料，将至少其中一个端部件焊到管状部分上，并且利用材料去除工艺形式的修整，特别是材料去除机加工，使焊缝(7)与管状部分(4)及通过焊缝与管状部分连接的端部件基本齐平，还利用修整除去焊缝根部，并且将焊缝区域，特别是管状部分(4)内表面上的焊缝区域修整平滑，在单一部件设计情况下和施加经过接缝仍可产生材料连续性的焊料的情况下，至少在其中一个端部件(5，6)上，优选在活塞杆的销接接头一端的端部件(6)上设置开口(8)，通过该开口(8)将切削工具引入中空活塞杆(2)内部空间，用于在其中进行所述的修整。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，为避免应力集中，将管状部分(4)总长度上的管状部分壁的横截面和从管状部分(4)到端部件(5，6)的过渡部分制成为基本平滑的，或者使其具有实际上不会对强度产生负面影响的曲率半径。
3.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，为使应力集中最小化，利用材料去除工艺，特别是材料去除机加工，处理中空活塞杆(2)的内壁和/或外壁，使该内壁和/或外壁平滑。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，管状部分(4)与端部件(5，6)之间的至少一个连接为焊接接缝(7)，特别是在正面的焊接接缝。
5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，管状部分(4)与端部件(5，6)之间的至少一个连接由螺纹或螺钉连接构成，在螺纹连接的情况下，在管状部分的终端部分其壁厚增加。
6.一种制造如权利要求1至5中任一项所述的液压差动油缸的方法，其特征在于，在第一步骤，形成铸坯，该铸坯具有管状部分(4)和设置在所述管状部分一端的至少一个端部件(5，6)，利用设在至少其中一个端部件(5，6)上的开口(8)使切削工具可到达所述铸坯的内面；在第二步骤，利用材料去除机加工，至少加工端部件和管状部分之间的焊缝区域，特别是管状部分内不的焊缝区域，使该焊缝区域平滑。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在第一步骤，利用任一合乎需要的材料成形工艺，形成具有杆形管状部分和设在管状部分端部的两个端部件(5，6)；在第二步骤，利用材料去除工艺，特别是材料去除机加工，在至少其中一个端部件(5，6)上形成开口，并在杆形部分内形成中空空间，以制成中空活塞杆(2)。
8.一种多连杆的桅杆形支持臂，用于混凝土摊铺机支柱或类似装置，其特征在于，所述支持臂上设有一个或多个根据本发明权利要求1至5中任一项所述的液压差动油缸(1)。
全文摘要
本发明涉及一种具有至少一个延伸臂或支持臂的装置，用于多连杆的起重机型延伸臂、混凝土摊铺机支柱等，该装置包括至少一个用以起动支持臂的液压差动油缸。该油缸包括中空的活塞杆，所述活塞杆具有管状部分及设置在管状部分端部的两个端部件，其中至少一个端部件焊在管状部分上。对焊接缝进行加工，除去焊缝根部。至少其中一个端部件包括可使工具通过的通孔，以便加工中空活塞杆的空腔。
文档编号F15B15/14GK1488041SQ01821135
公开日2004年4月7日 申请日期2001年12月21日 优先权日2000年12月22日
发明者西格弗里德·特林佩尔, 奥尔斯特·黑希特曼, 特 黑希特曼, 西格弗里德 特林佩尔 申请人:施温格有限公司