专利名称：用于移动式伸缩起重机的张拉系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于移动式伸缩起重机的张拉系统，其中通过一张拉元件从外部支撑着伸缩桅杆。特别地，本发明通常涉及优选地将张拉系统及与之相连的部件与置于移动式伸缩起重机上部结构上的起重臂设计整合为一体。
背景技术：
任何起重臂的设计目标是使空载与工作载荷的比值小。整体系统也必须有足够的刚性达到工作性能的标准。
起重臂结构主要采用细粒结构钢，其具有高达1100N/mm2屈服点的格外高的强度。弹性模量和可能的设计空间几乎未变，因此变形量接近工作性能的极限值。然而，像鱼杆这样的变形若存在于起重平台和起重机领域是不期望的。
起重臂的空心区段主要承受弯曲应力。就拉伸而言，仅利用了外围纤维，中心部分的材料不起作用，这会危及到其它类似薄板区域的稳定性，而采用上等材料并不起作用。
开发轻型规格的设计、以便优化使用材料的强度是重要的，尤其在车辆起重机上应用。带有微小变形的精致设计是有效的，且能减轻重量。现有起重机等级的强度和稳定性范围内的支承载荷也可能还需要大幅度增加。
DE20120121U1中描述了由高拉伸材料构成的支撑系统的起重臂部件，其中披露了如何通过向外弯曲的壳体分段设计而实现承载载荷的增加。支撑结构的设计公开于DE20002179U1和DE10022658A1，它们均受到主起重臂架空线的限制，被设置在水平变幅面中或相对于水平变幅面倾斜，其中刚性或可线性调整的桅杆固定于起重臂的基部。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于移动式起重机的伸缩臂的张拉系统，所述系统提高了伸缩桅杆的承载性能，尤其是减小了桅杆的变形量。
根据本发明的一个方面，其目的是通过这样一个张拉系统来实现的，该系统中的张拉元件沿伸缩桅杆或在该伸缩桅杆上被导引，并固定于伸缩桅杆上，这样在张拉元件的导引区域上形成了桅杆的压力偏置。
本发明的优点特别在于省去了弯曲梁，因此能利用具有非常高屈服点材料性能的高拉伸桅杆材料。通过张拉元件进行压力偏置的桅杆能直接吸收材料中的压力偏置，当加载时，能有利地利用合成的拉伸力。根据本发明，当系统以这种方式偏置时，就会在起重机的所有状态下产生有利效果，即起重臂的抗弯刚度和一确定支撑力合并，起重臂部件和偏置支撑一起形成一个有利的承载载荷的单元。这就为利用由高拉伸材料制成的、具有低空载重量的桅杆提供了可能性，这种结构型式与现有技术不同，其也能利用材料的高强度。在起重臂和支撑平衡重的转台上，两者外围纤维上由弯曲引起的最大允许应力通过偏置支撑得以补偿。
在本发明的优选实施例中，张拉元件在偏置支撑的桅杆部件两侧导引，以便于有效地实施压力偏置。然后可以引导张拉元件从外部支承点到上部桅杆区域的联接点，然后沿着起重臂被导引到桅杆下部的内部或外部支承点。张拉元件可以通过导轮在上部联接点转向和偏转。
在根据本发明的张拉元件的实施例，其中对桅杆的上部运行区进行支撑和偏置，张拉元件通过设置在起重机上部结构上的拉紧机构或绞车，经由至少一个支架和/或至少一个支撑件导引至桅杆的上部。单个或多个支架可转动地固定于起重机上部结构区域，特别是可以从水平变幅面倾斜地伸出，也是为了能够吸收相对于水平变幅面倾斜出现的作用力。
当对桅杆下部运行区进行支撑和偏置时，张拉元件通过设置在起重机上部结构上的拉紧机构或绞车导引至桅杆的上部区域，这是有利的。
两个张拉元件能被用于桅杆的上部运行区，另两个(或可进行选择的)张拉元件用于桅杆的下部运行区，每一侧各有一个张拉元件(与水平变幅面相隔一定的距离)。
如上所述，如果用于张拉元件的内部或外部支承点设置于桅杆的上部区域，那么将上述支承点设置于最底部延伸的伸缩部件上是有利的。这样能保证基本上起重臂的整个长度能被偏置。
如果提供一个辅助起重机端，例如一个固定端部或一个水平变幅端部，那么根据本发明，也能至少在某些区段中沿着端部或绕着端部导引张拉元件。
根据本发明的另一方面，提供了一种张拉系统，其中起重机上部结构上的拉紧机构或绞车与起重机伸缩桅杆的水平变幅面相隔一定的距离，因此张拉元件能吸收具有垂直于水平变幅面的分量的大部分载荷。这样能确保吸收从横切于水平变幅面的各个方向作用的横向载荷，例如来自风压力的载荷，并且在根据本发明的张拉系统中能补偿这些载荷。在这样的设计中，将用于支撑桅杆上部运行区的张拉元件的拉紧机构或绞车置于起重机上部结构桅杆联接点的后部是有利的，因为它们能同时起平衡重的作用。
本发明的另一方面是通过将张拉元件的拉紧机构或绞车置于起重机上部结构上、以便它们能移动来实现的，移动式伸缩起重机的张拉系统包括张拉元件的绞车和用于支撑伸缩桅杆的张拉元件。在原理上，水平方向和垂直方向上的移动是可能的，特别是包括垂直移动的用途是容许的，例如——根据优选实施例——将张拉元件的拉紧机构或绞车置于起重机的平衡重上，其中拉紧机构或绞车可以与单个或所有相应的平衡重连接。使用这种设计，可以利用平衡重的重力在张拉元件中实施偏置，因此就可节省提供张拉力，例如使用马达的那些机构。
根据另一实施例的变型，还提供了一种通过减振机构将张拉元件的拉紧机构或绞车置于起重机上部结构上、以避免动态破坏的结构。
本发明在总体上也能被定义为一个整体，其中上部结构的主要部分，例如起重臂、支撑件、支架、偏置件、伸出机构、转台、平衡重以及张拉元件的拉紧机构根据运行状态进行设计和结合，以使单个的子装配件自动地完成许多功能，并且彼此相互协作，使得在总体上具有更轻和更稳定的承载设计。在本说明书中引用的技术特征能以单独的或任何相结合的方式应用。特别是在本发明的框架内，可以进行重量的减轻以及将上部结构的主要部件进行重新配置，还可以将它们结合在一起设置，这些优点是不可能在迄今为止的现有技术中实现的。
桅杆上竖直或倾斜的支撑件包括支撑门架，例如，当起重机在路面上运行时，不可能携带后面和前面的支撑件和缆索绞车，因为这样会超过车辆的高度和/或最大允许重量。装配费用高是另一个缺点。需要另外的装配起重机对支撑门架进行装配，并且装配工作不得不在三到四米的高度上在相隔较远的点处完成，这就极大地增加了事故发生的危险。以这种方式支撑的起重机包含在起重臂的基部结构上的另外焊接结构，以便连接支撑门架、竖直缸和后部支撑。当在路面上运行时，这些附加重量增加轴向载荷。当工作时，所有与支撑件有关的重量置于旋转中心的前面。支撑机构的重量不利地影响到了受到滚珠旋转联接、水平变幅缸、支撑压力、底盘和稳定性限制的所有承载。为了平衡支撑件重量的附加力矩，需要有更大的平衡重，导致用于平衡重、以及转台和底盘设计的额外费用，和其它的运输费用。
上述问题能通过本发明的偏置解决，并且通过偏置、通过配置本发明张拉元件的拉紧机构并将它们与上部结构上的其它机构结合为一体、以及通过按照本发明能实现的那样重新设计上部结构，使得有可能减轻相关重量。
下面通过实施例以及参考附图对本发明进一步详细描述，其中图1A和图1B是根据本发明偏置于上部运行区的伸缩桅杆的侧视图和后视图；图2A和图2B是根据本发明倾斜偏置于上部运行区的伸缩桅杆的侧视图和后视图；图3是起重机上部结构的后视图，包括张拉元件的绞车和平衡重；图4是起重机上部结构的后视图，包括固定有减振结构的张拉元件的拉紧机构；图5A和5B是根据本发明偏置于上部运行区和下部运行区的伸缩桅杆的侧视图和后视图；图6A和6B是伸缩桅杆的侧视图和后视图，包括一附加的固定端部，同时具有根据本发明的张拉系统；图7A和7B是伸缩桅杆的侧视图和后视图，包括一水平变幅端部，并具有根据本发明的张拉系统；以及图8A和8B是根据本发明偏置于上部运行区和下部运行区的、并且包括在外部运行的张拉元件的伸缩桅杆的侧视图和后视图。
具体实施例方式
在附图中，相同的参考标号代表相同的或者功能相同的结构单元。图1A和1B示出了移动式起重机伸缩桅杆的侧视图和后视图，根据本发明在上部运行区被张拉。图中示出了伸缩桅杆7及其支撑和偏置系统，该系统包括缆索绞车3和平衡重2。桅杆7由多个伸缩部分组成，其中仅第一延伸伸缩部分以参考标号5单独示出。桅杆下部运行区以参考标号7b示出，而在这种情况下被偏置的上部运行区以参考标号7a示出。
伸缩桅杆朝水平变幅面的两侧被张拉，图1B中仅在左边示出了零件的参考标号。张拉系统的功能如下张拉缆索1开始于缆索绞车3，缆索外部1b首先经过支架9上的导轮8，该支架固定在起重机上部结构上，旋转方向如箭头所示。缆索1b从导轮8，穿过门架10，并且在桅杆顶端的导轮4处转向和偏转进入伸缩臂，在伸缩臂中沿着伸缩臂内侧的缆索内部1a延伸至第一伸缩部分5的下部，在此处固定在固定装置6上。图3中更详细地描述了缆索通过平衡重2的偏置。如图1B所示，绞车3位于水平变幅面的左右两侧，因此也提供了支撑侧向力的可能性。起重机在所有的承重状态以及在路面运行时，桅杆7和张拉缆索1形成一个单元。
由于缆索区段1a和区段1b上力的作用，伸缩桅杆被压力偏置于上部运行区7a。上部运行区7a由高拉伸性能的钢制成，能直接吸收该压力偏置。如果伸缩桅杆此时承受重量，那么合成拉力克服偏置的压力，材料所承受的力在这些点上就会减弱，因此就会避免大的、不期望的变形。并可省去弯曲梁。图2A和2B显示了与图1A和1B相同的视图，但在本例中不同之处在于，选取的设计方案确保提高伸缩桅杆的侧面稳定性。为此目的，设置的辅助成对支架9a向外突出，即远离水平变幅面，同时向上突出。这些支架9a能够进行线性调整，并且它们调整张拉缆索与起重臂主轴之间的距离，以便使得有可能适应支撑件作用的方向。除提供纵向支撑之外，还提供较高的横向稳定性，而压力偏置的作用方式与图1A和1B相同。
图3示出了起重机上部结构的后视图，其更清楚地显示了平衡重2、缆索绞车3和起重机结构的一部分13。如参考标号12所示，设置在两侧的可锁定的绞车3连接成可在转台上移动，并且将绞车3的缆索拉紧。如图中点划线所示，通过将平衡重设备2的至少一部分固定到可移动的绞车3上而施加偏置和支撑力。因此平衡重2实现了一种另外的新功能，即作为缆索张拉器，且它们另外实现该功能而不增加其它任何费用。另外一个优点在于，平衡重设备2能被减轻绞车3的重量，并且两个元件都同时施加了一个确定的偏置力。因此可省去用于张拉缆索的昂贵检测机构。
在具有有限平衡重的起重机上，偏置也能借助拉紧机构(例如缸、螺栓、旋转发条、弹簧等)实现。图4示出了一种借助减振伸缩缸15而偏置的系统。绞车3通过可滑动或可移动的固定装置12依次固定在起重机主体结构13上，且能上下移动。在主体结构的下部，通过减振伸缩缸15实现偏置。风、驱出或插入起重臂部分、或者特定的马达速度在理论上均能使上部结构旋转。如图所示，减振伸缩缸15与支撑结构构成为一体，能消除动态问题。
一般来说，在起重臂(伸缩桅杆)以及用于平衡重的转台支承中，在外部结构中由弯曲引起的最大允许应力可通过本发明的偏置和支撑进行补偿。如果在下部运行区也能将压应力转换成拉应力，那么材料和变形能被进一步优化。这是可以实现的，例如在根据图5A和5B的实施例中，其中伸缩桅杆7在中心线的上方和下方均被偏置支撑。在根据图5A和5B的实施例中的上部运行区上的支撑与图1A和1B中的支撑一致。然而，另外在这种情况下，在下部运行区也实现偏置和支撑，即通过固定于起重机上部结构前部的绞车17，张拉缆索11从绞车17延伸，缆索区段11b从绞车17首先延伸到上部导轮14，在该导轮14处它转向和偏转并且作为缆索区段11a延伸到在第一伸缩部分5上的固定装置16。材料和变形能进一步被优化，因为利用这种手段下部运行区7b的压应力能转换成拉应力。在下部运行区上的缆索区段11a和11b有助于承受载荷，由于它们均被偏置。如果伸缩桅杆7承载，起重臂上的压应力不会增加，而是消耗缆索上的拉应力。被提升的载荷基本上保持在相同的点上，因而变形量减小。由于较低的变形和较低的应力差致使疲劳强度进一步降低。即使在缆索上的拉应力被完全消耗且缆索变得松弛，这种偏置系统的变形量也比非偏置系统的变形量低得多。利用上部和下部的偏置和支撑，能避免损伤应力峰值，节省材料，减小变形，增加在强度和稳定性范围内的承载。减小起重臂的扭矩和侧向力矩，横截面变得细长，壳体的半径变窄，而壳体的稳定性增加。
图6A，6B，7A和7B示出了借助于端部，即固定端部(图6A和6B)和水平变幅端部(图7A和7B)操作的实施例。在所有这些实施例中，下部运行区的偏置和支撑设计与图5A和5B中相同。对于借助于固定端部的操作，如图6A和6B所示，用于上部偏置和支撑的缆索1的引导轨迹被改变。起始于绞车和支架的缆索区段1b首先绕过导轮20，并被导向端部头部。然后缆索1经在末端侧向布置的转向导轮21和经另一导轮22被导引，并且作为缆索区段1a返回至伸缩桅杆中，从而实现偏置功能。在头部和端部接头上的转向导轮21在顶端是开放的。因为缆索能从起重臂头部上的转向装置悬挂到末端部的转向装置上，因此不必松开缆索的端部。之后缆索被绞车3再次张拉和偏置。根据整个系统的长度，上述缆索必须绕过一个或多个设置在侧部的缆索夹具(导轮22和4)。固定端部18作为一个整体形成偏置和支撑。
图7A和7B中的水平变幅端部26同样并入按照本发明的张拉系统中。缆索1b绕过横向倾斜设置的支撑门梁27，缆索在此处的导轮23上转向，以便依次延伸到横向固定在水平变幅端部26上的导轮24。从此处，缆索1a延伸至伸缩桅杆7中的固定点。水平变幅端部通过张拉元件25倾斜。由此，当借助于水平变幅端部工作时，本发明的张拉系统也能作为一个整体。
图8A和8B示出按照本发明的起重机的另一实施例。除了缆索区段1a和11a的反回和下部固定外，按照图8A和8B的起重机的设计与图5A和5B中的起重机相同。因此，仅示出了不同配置的元件1a，11a，6’和16’。
在图8A和8B所示的起重机中，缆索1a和11a不在桅杆内部反向向下导引，而且它们固定在最低点上的位置也与图5A和5B中示出的实施例的最低固定点不同。根据图8A和8B，缆索区段1a和11a在起重臂的外部反向导引并且沿起重臂被导引，对于至缆索区段1a到下部固定点6’而对于缆索区段11a到下部固定点16’。下部固定点6’设置在上部结构上，用于缆索区段11a的下部固定点16’也同样设置在上部结构上。在这种设置中，缆索区段1a和11a也能与其余的张拉系统一起确保起重臂的压力偏置。
权利要求
1.一种用于移动式伸缩起重机的张拉系统，其中伸缩桅杆(7)通过张拉元件(1，11)从外部被支撑，其特征在于所述的张拉元件(1，11)沿着伸缩桅杆(7)或在其上被导引并被固定，由此在张拉元件导引的区域上形成桅杆(7)的压力偏置。
2.如权利要求1所述的张拉系统，其特征在于张拉元件(1，11)在将被偏置和支撑的桅杆部分(7a，7b)的两侧被导引。
3.如权利要求1或2所述的张拉系统，其特征在于张拉元件(1，11)从外部支撑点被导引到上部桅杆区域中的联接点，然后被导引至桅杆下部中的内部支撑点或外部支撑点。
4.如权利要求3所述的张拉系统，其特征在于张拉元件(1，11)通过一导轮(4，14)在上部桅杆区域中的联接点处被转向和偏转。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于当对桅杆(7)的上部运行区(7a)进行支撑和偏置时，张拉元件(1)通过设置在起重机上部结构上的拉紧机构或绞车(3)，经由至少一个支架(9)和/或至少一个支撑件(10)导引至桅杆(7)的上部区域。
6.如权利要求5所述的张拉系统，其特征在于单个支架或多个支架(9)能可转动地设置于起重机的上部结构区域，特别是布置成从水平变幅面倾斜伸出。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于当对桅杆(7)的下部运行区(7b)进行支撑和偏置时，张拉元件(1)通过设置在起重机上部结构上的拉紧机构或绞车(17)导引至桅杆(7)的上部区域。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于两个张拉元件(1)为桅杆(7)上部运行区(7a)而设置，每侧一个。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于两个张拉元件(1)为桅杆(7)下部运行区(7b)而设置，每侧一个。
10.如权利要求3至9中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于内部或外部支承点(6)置于桅杆(7)下部的最底部伸缩部分(5)上或桅杆底部区域的基部上。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的张拉系统，其特征在于如果设置一个附加的起重机端部(18，26)，则张拉元件至少也在某些区段上沿着所述端部(18，26)的内部或在其上被导引。
12.一种用于移动式伸缩起重机的张拉系统，包括张拉元件的拉紧机构或绞车(3，17)和用于支撑伸缩桅杆(7)的张拉元件(1，11)，特别是包括权利要求1至11中任一权利要求所述的张拉元件导引装置，其特征在于置于起重机上部结构上的所述拉紧机构或绞车(3，17)与起重机伸缩桅杆(7)的水平变幅面相隔一定的距离，以使张拉元件(1，11)能吸收垂直于水平变幅面的大部分分量的载荷。
13.如权利要求12所述的张拉系统，其特征在于用于支撑桅杆上部运行区(7a)的张拉元件的拉紧机构或绞车置于起重机上部结构桅杆联接点的后部。
14.一种用于移动式伸缩起重机的张拉系统，包括张拉元件的绞车(3，17)和用于支撑伸缩桅杆(7)的张拉元件(1，11)，特别是包括权利要求1至11中任一权利要求所述的张拉元件导引装置和/或权利要求12或13所述的拉紧机构或绞车设备，其特征在于张拉元件的拉紧机构或绞车(3，17)置于起重机上部结构上，以使它们能移动。
15.如权利要求14所述的张拉系统，其特征在于将张拉元件的拉紧机构或绞车(3，17)置于起重机的平衡重(2)上，并可与单个或所有相应的平衡重(2)连接。
16.如权利要求14或15所述的张拉系统，其特征在于通过减振机构(15)将张拉元件的拉紧机构或绞车(3，17)置于起重机上部结构上。
全文摘要
本发明涉及一种用于移动式伸缩起重机的张拉系统，其中伸缩桅杆(7)通过张拉元件(1，11)从外部被支撑，所述的张拉元件(1，11)沿伸缩桅杆(7)或在其上被导引，并被固定到伸缩桅杆(7)上，以此在张拉元件导引装置的区域上形成桅杆(7)的压力偏置。本发明系统的置于起重机上部结构上的拉紧机构或绞车(3，17)与起重机伸缩桅杆(7)的水平变幅面相隔一定的距离，因此张拉元件(1，11)能吸收具有垂直于水平变幅面的分量的大部分载荷。本发明系统的张拉元件的拉紧机构或绞车(3，17)置于起重机的上部结构上，以使它们能移动。
文档编号B66C23/70GK1590273SQ200410068428
公开日2005年3月9日 申请日期2004年4月8日 优先权日2003年4月8日
发明者佛朗茨·帕施克 申请人:美国格若沃责任有限公司