专利名称：起重机臂的断面形状的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于起重机的起重机臂，包括纵轴线和在横向平面内关于对称轴线至少近似镜像对称地延伸的且至少分段地构成为直线的假想的轮廓线，轮廓线在第一和 第二交点上与对称轴线相交且朝第二交点的方向至少在第一与第二交点之间的距离的最 后三分之一之前缩减。
背景技术：
这样的起重机臂例如在EP 583552B1的图13中示出。所述起重机臂的缺点是，尤其在装入到悬臂系统内时在起重机臂的上部区域内出 现不利的力导入。此外制造这样的起重机臂是相对昂贵的。
发明内容
本发明的目的是，消除现有技术中上述的问题。所述目的通过一种带有权利要求1的特征的起重机臂解决。实际的起重机臂当然由于构成该起重机臂的构件的材料厚度不仅具有外轮廓而 且具有内轮廓。“假想的轮廓线”涉及起重机臂的外轮廓。“面重心”按本公开文件的意义理解为由假想的轮廓线围成的整个区域的重心(图 2)。因此术语“面重心”不应理解为涉及在外轮廓与内轮廓之间围成的面。按本发明的措施导致起重机臂可以由一块唯一的钢板制成。起重机臂的上部可以 整体用作尤其是在装入到悬臂系统内时在悬臂延长部分之间的力导入。通过轮廓线向上缩 减产生边长(SchenkeMnge )与板厚之间的有利的比例。通过本发明能使用比在现有 技术中的情况更薄的钢板。其他有利的实施方式在从属权利要求中给出。此外本发明涉及一种用于起重机的悬臂系统，其中至少悬臂和/或悬臂延长部分 构成为按权利要求1至23之一所述的起重机臂。优选设有一个至二十个优选五个至十个 悬臂延长部分。特别优选的是设有多于五个的悬臂延长部分。此外本发明涉及一种带有按上述实施方式之一的起重机臂或上述类型的悬臂系 统的起重机、尤其是装载起重机，以及涉及一种装备这样的起重机的商用车。
图Ia按本发明的起重机臂的假想的轮廓线的第一实施例；图lb、lc一种实施例的轮廓线的结构(图lb)和相应的钢板结构(图Ic)，其中 圆弧形段&通过多边形导线来近似；图Id带有按图Ib的三个悬臂延长部分的悬臂系统；图Ie按图Ia至Ic的起重机臂，其中画出面重心的位置；图If带有一个悬臂延长部分的悬臂系统，其中示出支承元件的结构；
图Ig带有一个悬臂延长部分的悬臂系统，其中圆弧形段在悬臂和悬臂延长 部分内通过不同的多边形来近似；图2按图Ia至Ic和Ie的起重机臂，代表所有实施例，面重心涉及的那个面 用点划线画出；图3按本发明的起重机臂的轮廓线的第二实施例；图4按图Id的悬臂系统的透视图；图5带有按本发明的起重机的商用车。
具体实施例方式应先指出，所有附图在以相对正确的关系示出各个轮廓段的长度以及所示角度的 范围内是符合比例的。所有角度说明都涉及度数，使得全角度等于360°。锐角理解为小于 1/4全角度的角度。钝角理解为大于1/4且小于1/2全角度的角度。等于1/4全角度的角 度称为直角。图Ia示出在起重机臂的横向平面内的起重机臂的假想的轮廓线曲线的第一实施 例。横向平面在此理解为一个平面，该平面被起重机臂的纵轴线正交穿过。所有按本发明 的起重机臂具有一个设置在横向平面内的对称轴线s，起重机臂的轮廓线关于该对称轴线 在横向平面内至少近似镜像对称地延伸。对于下述情况，即起重机臂在大部分或其整个纵 向延伸部分上具有相同的横截面形状，所述的对称轴线是横向平面与沿着纵轴线延伸的对 称平面(中平面)的交线。在所有的实施方式中轮廓线在第一和第二交点Sp S2上与对称 轴线相交。在对称轴线s上与第一和第二交点Sp S2等距离地设置的中点M示出在横向平 面内起重机臂半高的位置。以中点M为出发点朝交点S2的方向，人们位于起重机臂的下述 区域内，该区域在工作时主要受到拉力载荷。起重机臂在中点M与第一交点S1之间的区域 在工作时基本上受到压力载荷。起重机臂的轮廓线的在图1中示出的曲线具有四个互相可区分的段1^、&、&、而。设置在工作中受最大压力载荷的区域内的段&构成为圆弧形的，如本身已知的， 此时该横截面形状具有减小的压应力以及降低的屈曲危险。足够的是，在某种意义上所述 段至少是近似圆弧形的，例如它可以通过多边形来近似，如在图Ib和Ic中所示。圆弧形段 Ic1通过多边形导线来近似允许更简单地通过构成起重机臂的钢板的弯边来制造。但是圆弧 形的结构当然可以借助于轧制过程实现。圆弧形段&在某种意义上也可以只是近似圆弧形的，例如它可以通过一个或多个 带有相应小的偏心率的椭圆段构成。通过依次连接相应短的直线的、椭圆的和/或圆弧形 的分段构成圆弧形段&也是可以想像的。如在图1中所示，特别有利的是，圆弧形段1^构成为四分之一圆弧，也就是说在大约90°的角度上延伸。因此能以圆弧形段Ic1的形式构成轮廓线的在第一交点S1与中点M 之间的大部分的曲线。在图1中示出的方案是特别优选的，其中圆弧形段&的曲率中心K 在对称轴线s上或者在其附近，并且圆弧形段Ic1的曲率中心K在第一交点S1与中点M之 间。不同于在图1中示出的情况，圆弧形段&完全可以一直延伸到第一交点Si，在所述情 况中在交点S1和点M的区域内整个轮廓线构成为圆弧形段kp然而在图1中示出的实施方式是特别优选的，其中第三直线段&朝第一交点S1的方向与圆弧形段&相切地连接，该直线段与对称轴线S形成小于90°的角Y。(在此角Y 大约等于72° )。因此产生起重机臂的良好的可焊接性，产生通过倾斜相遇的段的用于焊 接的更好的可夹紧性以及产生实施没有附加的棱边准备的纵向焊缝的可能性。总之产生工 艺可靠的实施方式。该角优选小于80°。优选角γ大于70°。在图1中示出的实施例中，圆弧形段&的曲率中心K直接在中点M与第一交点S1 之间的对称轴线s上。不同于所示情况，曲率中心K也可以略微与对称轴线s错开地设置。 然而它应始终在中点M与第一交点S1之间的区域内。
在圆弧形段Ic1上朝第二交点S2的方向，第一直线段gl与在图Ia和Ib中示出的辅 助圆相切地连接，该直线段在中点M与第二交点S2之间的轮廓曲线的大部分上延伸。通过 所述在起重机臂的上部区域内的长的直线结构和由此产生的横截面缩减构成一个区域，该 区域比现有技术更好地适合于承受在此出现的拉力以及在设置在悬臂系统内时的支承力。 直线段gl的假想的延长部分g/ (见图lb)与对称轴线s形成锐角β，该锐角在所示实施 例中大约等于18°。完全一般而言锐角β也可以在大于10°优选大于15°的范围内。在 此优选相应的上限是25°，以便防止直线段gl过于平坦地延伸。在按图1的实施例中，第二直线段&直接连接到第一直线段^上，该第二直线段 一直延伸到对称轴线s上，在那儿终止在弯边(Kantimg) 7上，并且与该弯边在第二交点S2 上相交。尤其如在图Ic中可见，由于制造技术方面的原因可能值得追求的是，第二直线段 g2(不同于在图Ia中所示的)不是直接而是通过另一个优选构成得弯曲的段与第一直线段 gl连接。在图1中示出的实施例中，第二直线段&与对称轴线s形成角α，该角小于 90° (在图1的实施例中角α大约等于65° )。特别优选的是角α的范围小于70°。然 而角α在本实施例中应该大于60°。第二直线段&带来优点，该直线段终止在以弯边7的形式的圆滑部(Rimdimg)上， 因此在围绕起重机臂的顶端的区域内使有利的局部力导入成为可能，例如力导入在支承各 个悬臂延长部分之间的滑动组件时实现。通过短的边长产生钢板厚度与边长之间的有利的 比例，以便防止起重机臂在上部区域内变形。然而基本上在该区域内也能以第二圆弧形段1^2的形式构成轮廓曲线(见图3)。但 是这仅仅示出按本发明的一般构思(即轮廓线终止在对称轴线s上的圆滑部中)的一种具 体方案。取代所示的构成为圆弧形段k2的圆滑部，圆滑部例如也可以构成为弯边7，如图1 所示。完全一般对于所有按本发明的起重机的实施方式必须说明的是，由轮廓线在横向 平面内包围的面的面重心F在中点M与第一交点S1之间的区域内，也就是在起重机臂的半 高下方。因此起重机臂的横截面中心点(Querschnittskonzentration)尽可能向下移到压 力区域内，由此产生较小的压应力份量。如由附图可见，所有实施例的轮廓线在第一交点S1与第二交点&之间具有与对称 轴线s隔开最大间距e的极值点E。第一与第二交点Sp S2之间的距离D在此可以至少是 间距e的两倍。优选距离D至少是间距e的2. 5倍，特别优选是间距e的2. 75倍。距离D 可以相应小于间距e的三倍。
可以规定，轮廓线到对称轴线s的距离d以第二交点S2为出发点在大约第一与第 二交点Si、S2之间的距离D的四分之一处小于等于最大间距e的0. 8倍。在图1中示出的实施例中，在中点M与第一交点S1之间的极值点E大约在曲率中 心K的高度上。在图Ia中示出的曲线中，轮廓线只具有一个唯一的极值点E，也就是不仅 朝第一交点S1的方向而且朝第二交点S2的方向以极值点E为出发点起重机臂的宽度减小。 在通过多边形导线近似圆弧形段Ic1时，如在图Ic中所示，一个多边形段的所有点当然具有 所述的最大间距e，通过所述多边形段在极值点E的区域内近似圆弧形段kp以在图Ia中所示的半径为r的辅助圆为出发点，按图1的实施例具有按b 2r 的断面宽度b，按D 3r的断面高度D和按ID1 r的上断面宽度Iv完全一般可以在按本 发明的起重机臂中可以规定这些特别有利的尺寸。对于图1的实施例，图Ie示出在对称轴线s上在中点M与第一交点S1之间的面 重心F的位置。面重心F在此涉及在图2中用点划线示出的面，即在整个面上，该面被假想 的轮廓线(对应于外轮廓)包围。
在图If中示出带有一个悬臂延长部分的悬臂系统5，其中悬臂系统5的支承附加 地通过支承元件1以及悬臂延长部分在悬臂内的支承通过支承元件2示出。所示的实施例 当然关于所示的悬臂延长部分的数量完全是示例性的。相同的支承元件可以应用在带有任 意多个悬臂延长部分的悬臂系统5中。在按图Ig的实施例中示出两个起重机臂，其中例如涉及一个设置在一个悬臂内 的悬臂延长部分。有意义的是，圆弧形段&通过不同的多边形近似。在内部的横截面断面 在圆弧形段的区域内具有较少的弯边，这特别在小的断面时在制造方面可能是有利的。制造按本发明的起重机臂例如可以通过如下方式实现，即起重机臂由两个外壳构 成，所述外壳互相镜像地成型，并且外壳之一相应对应一个实施例。两个外壳在第一交点S1 和第二交点S2的区域内互相连接，例如互相焊接。然而特别有利地规定，起重机臂至少沿着其纵向延伸长度的一部分由唯一的一块 钢板制成，该钢板适合于成型，并且紧接着沿着一条唯一的线封闭(例如焊接)。所述线例 如可以在第一交点S1或第二交点S2的区域内延伸。钢板的成型可以以已知的方式或通过弯边和/或轧制以及例如焊接来实现。当不同的壁厚是必需的时，外轮廓优选应该保持不变，并且板厚度应该向内实现。图4示例性地示出带有一个设置在一个悬臂内的悬臂延长部分的悬臂系统5。在图5中示例性地示出商用车3，在该商用车上设置按本发明的起重机4。起重机 4具有按本发明的悬臂系统5，其中各个悬臂延长部分可以通过推动缸6可相对伸缩地移 动。可伸缩的移动性当然也可以通过其他的传动机构来保证。在商用车3的背后区域内例 如可以设置未示出的装载车身。
权利要求
起重机的起重机臂，包括纵轴线和在横向平面内关于对称轴线至少近似镜像对称地延伸的且至少分段地构成为直线的假想的轮廓线，该轮廓线在第一和第二交点上与对称轴线相交并且朝第二交点的方向至少在第一与第二交点之间的距离的最后三分之一之前缩减，其特征在于轮廓线的缩减一直继续到第二交点(S2)，并且终止在对称线(s)上的圆滑部中。
2.根据权利要求1所述的起重机臂，其特征在于圆滑部构成为弯边(7)。
3.根据权利要求1所述的起重机臂，其特征在于圆滑部构成为圆弧形段(k2)。
4.根据权利要求1至3之一所述的起重机臂，其特征在于轮廓线具有直线段(gl)，该直线段的假想的延长部分(g/ )朝第二交点(S2)的方向与对称轴线(s)相交成一个角 ⑷。
5.根据权利要求4所述的起重机臂，其特征在于假想的延长部分(g/)与对称轴线 (s)形成锐角⑷。
6.根据权利要求5所述的起重机臂，其特征在于所述锐角(β)大于10°。
7.根据权利要求6所述的起重机臂，其特征在于所述锐角(β)大于15°。
8.根据权利要求5至7之一所述的起重机臂，其特征在于锐角(β)小于25°。
9.根据权利要求1至8之一所述的起重机臂，其特征在于轮廓线在第一交点(S1)与 中点(M)之间至少部分具有至少近似圆弧形的段00，所述中点与第一和第二交点(SpS2) 等距离地设置。
10.根据权利要求9所述的起重机臂，其特征在于圆弧形段GO构成为四分之一圆弧。
11.根据权利要求9至10之一所述的起重机臂，其特征在于圆弧形段GO的曲率中 心(K)在对称轴线(s)上或在对称轴线(s)附近。
12.根据权利要求9至11之一所述的起重机臂，其特征在于圆弧形段GO的曲率中 心⑷在第一交点(S1)与中点(M)之间。
13.根据权利要求9至12之一所述的起重机臂，其特征在于直线段(gl)构成为圆弧 形段GO的切向延续部分。
14.根据权利要求1至13之一所述的起重机臂，其特征在于轮廓线在第一交点(S1) 与第二交点(S2)之间具有与对称轴线(s)隔开最大间距(e)的极值点(E)。
15.根据权利要求14所述的起重机臂，其特征在于第一与第二交点(S1A2)之间的距 离⑷至少等于极值点(E)到对称轴线(s)的最大间距(e)的两倍。
16.根据权利要求14或15所述的起重机臂，其特征在于极值点(E)在第一交点(S1) 与中点(M)之间，所述中点与第一和第二交点(SpS2)等距离地设置。
17.根据权利要求14至16之一所述的起重机臂，其特征在于轮廓线到对称轴线(s) 的距离⑷以第二交点(S2)为出发点在第一与第二交点(SpS2)之间的距离⑶的大约四 分之一处小于等于最大间距(e)的0.8倍。
18.根据权利要求9至17之一所述的起重机臂，其特征在于第三直线段(g3)朝第一 交点(S1)的方向与圆弧形段GO相切地连接，该第三直线段与对称轴线(s)形成小于90° 的角(Y)0
19.根据权利要求1至18之一所述的起重机臂，其特征在于圆弧形段GO通过多边形来近似。
20.根据权利要求1至19之一所述的起重机臂，其特征在于起重机臂至少在其纵向 延伸长度的大部分上具有相同的横截面形状。
21.根据权利要求1至20之一所述的起重机臂，其特征在于起重机臂由至少一块钢 板制成，并且起重机臂的所有段(kp k2、g2、g2、g3)的板厚在横向平面内至少基本上相同大 小。
22.根据权利要求1至21之一所述的起重机臂，其特征在于起重机臂由两个外壳构 成，所述外壳互相镜像对称地成型，并且互相连接，优选在第一交点(S1)和第二交点(S2)的 区域内互相连接。
23.根据权利要求1至21之一所述的起重机臂，其特征在于起重机臂至少沿其纵向 延伸长度的一部分由一块唯一的钢板制成，该钢板沿着一条唯一的线封闭，该线优选在第 一交点(S1)或第二交点(S2)的区域内延伸。
24.起重机的悬臂系统，其特征在于至少有一个悬臂和/或一个悬臂延长部分构成为 按权利要求1至23之一所述的起重机臂。
25.根据权利要求24所述的悬臂系统，其特征在于设有一个至二十个优选五个至十 个悬臂延长部分。
26.根据权利要求24所述的悬臂系统，其特征在于设有多于五个的悬臂延长部分。
27.根据权利要求24至26之一所述的悬臂系统，其特征在于悬臂的轮廓线的形状和 所有悬臂延长部分的轮廓线的形状是相同的，可能除了通过多边形近似圆弧的程度之外。
28.起重机，尤其是装载起重机，其特征在于具有按权利要求1至23之一所述的起重 机臂或按权利要求24至27之一所述的悬臂系统(5)。
29.带有根据权利要求28所述的起重机(4)的商用车(3)。
全文摘要
本发明涉及一种起重机的起重机臂，包括纵轴线和在横向平面内关于对称轴线(s)至少近似镜像对称地延伸的且至少分段地构成为直线的假想的轮廓线，轮廓线在第一和第二交点(S1、S2)上与对称轴线(s)相交，并且朝第二交点(S2)的方向至少在第一与第二交点(S1、S2)之间的距离(D)的最后三分之一之前缩减，轮廓线的缩减一直继续到第二交点(S2)，并且终止在对称线(s)上的圆滑部(1)中。
文档编号B66C23/687GK101827775SQ200880112192
公开日2010年9月8日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年9月5日
发明者E·温默 申请人:帕尔芬杰尔股份有限公司