Кран, в частности грузоподъемный кран для транспортного средства
Изобретение относится к грузоподъемным кранам с телескопической стрелой для транспортного средства. Кран содержит установленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (V) стойку (3) крана, соединенную со стойкой (3) крана и установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси (H) стрелу (4) и расположенное с возможностью перемещения в стреле (4) удлинение (5) стрелы, а также узел (6) цилиндра/поршня для выдвигания и втягивания удлинения (5) стрелы по отношению к стреле (4). Узел (6) цилиндра/поршня своим первым концом посредством первой области (7) приложения силы воздействует на стрелу (4), а своим вторым концом посредством второй области (8) приложения силы воздействует на удлинение (5) стрелы. Узел (6) цилиндра/поршня имеет среднюю плоскость (M), проходящую в направлении наблюдения параллельно горизонтальной оси (H), с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела (4). Узел (6) цилиндра/поршня в нагруженном сжатием состоянии при выдвигании претерпевает сжимающую деформацию (D) в направлении, перпендикулярном средней плоскости (M), а в нагруженном растяжением состоянии при втягивании претерпевает растягивающую деформацию (Z) в направлении, противоположном направлению сжимающей деформации (D). Узел (6) цилиндра/поршня своим вторым концом посредством двух областей (8) приложения силы воздействует на удлинение (5) стрелы, и одна из этих двух областей (8) приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном сжимающей деформации (D), а другая из этих двух областей (8) приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном растягивающей деформации (Z). Достигается усовершенствование конструкции крана. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к крану, в частности к грузоподъемному крану для транспортного средства, содержащему:
- установленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси стойку крана,
- по меньшей мере, одну соединенную со стойкой крана и установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси стрелу и, по меньшей мере, одно расположенное с возможностью перемещения в стреле удлинение стрелы, а также
- по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня для выдвигания и втягивания удлинения стрелы по отношению к стреле, причем, по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня своим первым концом посредством, по меньшей мере, одной первой области приложения силы воздействует на стрелу, а своим вторым концом посредством, по меньшей мере, одной второй области приложения силы воздействует на по меньшей мере одно удлинение стрелы, причем, по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня имеет среднюю плоскость, проходящую в направлении наблюдения параллельно горизонтальной оси, с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела, и причем, по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня в нагруженном сжатием состоянии при выдвигании претерпевает сжимающую деформацию в направлении, перпендикулярном средней плоскости, а в нагруженном растяжением состоянии при втягивании претерпевает растягивающую деформацию в направлении, противоположном направлению сжимающей деформации.
На фиг. 1 схематически представлено перспективное изображение в общем виде примера крана указанного выше типа, относящегося к предмету настоящего изобретения. Вернее, речь идет о грузоподъемном кране 1, который может быть установлен на транспортном средстве. Среди прочего он содержит установленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси V (на основании 16 крана) стойку 3 крана, соединенную со стойкой 3 крана и установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси H стрелу 4 и расположенное с возможностью перемещения в стреле 4 удлинение 5 стрелы. В контексте представленного примера грузоподъемного крана в отношении стрелы 4 говорят также о второй стреле, а в отношении удлинения 5 стрелы - также о выдвижной секции стрелы. Кроме того, представленный грузоподъемный кран 1 содержит узел 6 цилиндра/поршня для выдвигания и втягивания удлинения 5 стрелы по отношению к стреле 4, причем узел 6 цилиндра/поршня своим первым концом посредством первой области приложения силы воздействует на стрелу 4, а своим вторым концом посредством второй области приложения силы - на удлинение 5 стрелы, и причем узел 6 цилиндра/поршня имеет среднюю плоскость M, проходящую в направлении наблюдения параллельно горизонтальной оси H, с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела 4, которая (средняя плоскость M), например, показана штриховой линией на относящейся к уровню техники фиг. 2a. В отношении цилиндра 18 узла 6 цилиндра/поршня в контексте представленного примера грузоподъемного крана часто говорят о цилиндре выдвижной секции стрелы. Между второй стрелой 4 и стойкой 3 крана расположена первая стрела 2. Узлы 9 и 10 цилиндра/поршня служат для того, чтобы перемещать первую и вторую стрелы. Для полноты следует также упомянуть, что представленный на фиг. 1 грузоподъемный кран служит для того, чтобы поднимать на погрузочную площадку транспортного средства или снимать с погрузочной площадки транспортного средства груз, который может быть подвешен к крюку 17. Управление грузоподъемным краном 1 осуществляется посредством узла 15 управления и регулирования. Опора грузоподъемного крана 1 обеспечивается выдвигающимися вбок опорными устройствами, содержащими конструктивные элементы 11-14.
На фиг. 2a и 2b на примере показано, как согласно уровню техники осуществляется передача усилия между узлом 6 цилиндра/поршня и удлинением 5 стрелы при выдвигании или втягивании удлинения 5 стрелы по отношению к стреле 4, причем в отношении фиг. 2a речь идет о схематическом изображенном в виде сбоку, а в отношении фиг. 2b - о схематическом изображении в разрезе необходимого для понимания фрагмента грузоподъемного крана в области головки 20 штока 19 поршня узла 6 цилиндра/поршня. В представленном примере, соответствующем уровню техники, передача усилия осуществляется за счет того, что в головке 20 штока в центрированном положении относительно средней плоскости M узла 6 цилиндра/поршня закреплен болт 23, причем оба конца болта 23 с двух сторон выступают из головки 20 штока (см. фиг. 2b) и, таким образом, образуются две области 8 для передачи усилия. Оба конца болта 23 располагаются в вертикальных продольных отверстиях, которые находятся в двух соединительных шарнирных пластинах 22, причем соединительные шарнирные пластины 22 посредством крепежного устройства 21 соединены с удлинителем 5 стрелы.
Является общеизвестным, что узел цилиндра/поршня, в частности, в раздвинутом состоянии и под воздействием максимальной нагрузки подвержен деформациям. На фиг. 3a для описанного выше соответствующего уровню техники примера, в котором передача усилия между узлом цилиндра/поршня и удлинением стрелы посредством расположенных в центрированном относительно средней плоскости узла цилиндра/поршня положении областей приложении силы, представлена кривая изгибающих моментов или напряжений. При этом на фрагменте (1) чертежа представлена кривая изгибающих моментов или напряжений, которая возникает из-за (чистой) внешней деформации f. На фрагменте (2) чертежа представлена кривая изгибающих моментов или напряжений, которая возникает из-за сдвигающей силы FA, а на фрагменте (3) чертежа представлена общая кривая, которая получается наложением участков, представленных на фрагментах (1) и (2). При втягивании удлинения стрелы представленная на фрагменте (2) кривая изгибающих моментов или напряжений отражается наверх.
Недостаток при передаче усилия между узлом цилиндра/поршня и удлинителем стрелы согласно уровню техники состоит в том, что если необходимо задать параметры грузоподъемного крана для более тяжелых грузов, то это возможно (при сохранении принципа построения конструкции) лишь за счет увеличения прочности узла цилиндра/поршня, в частности повышения прочности материала, чтобы сохранить примерно описанные при помощи фиг. 3a деформации узла цилиндра/поршня в требуемых границах. Это, как следствие, сопряжено с большими затратами и большим весом.
Таким образом, в основу настоящего изобретения положена задача, состоящая в том, чтобы избежать описанных выше недостатков и предложить усовершенствованную по сравнению с уровнем техники конструкцию описанного выше крана рассматриваемого типа.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что, по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня своим вторым концом посредством, по меньшей мере, двух областей приложения силы воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение стрелы и за счет того, что одна из этих, по меньшей мере, двух областей приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости в направлении, противоположном сжимающей деформации, а другая из этих, по меньшей мере, двух областей приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости в направлении, противоположном растягивающей деформации.
Подробности и предпочтительные варианты осуществления изобретения, которые являются предметом зависимых пунктов формулы, детально разъясняются в нижеследующем описании чертежей, которые не были описаны во вступительной части описания. На чертежах представлено:
фиг. 3b - (схематически) кривая изгибающих моментов или напряжений в штоке поршня в случае расположенных со смещением по отношению к средней плоскости областей приложения силы;
фиг. 4a и 4b - схематическое перспективное изображение (фиг. 4a) и схематическое изображение (вид сбоку - фиг. 4b) части крана, существенной для понимания первого примера осуществления изобретения;
фиг. 4c - схематическое изображение (вид сверху) двух участков головки штока в первом примере осуществления изобретения;
фиг. 5a и 5b - схематическое перспективное изображение (фиг. 5a) и схематическое изображение (вид сбоку - фиг. 5b) части крана, существенной для понимания второго примера осуществления изобретения;
фиг. 5c - схематическое изображение (вид сверху) двух участков головки штока во втором примере осуществления изобретения;
фиг. 5d - схематическое изображение в разрезе головки штока во втором примере осуществления изобретения; и
фиг. 6a и 6b - схематическое перспективное изображение (фиг. 6a) и схематическое изображение (вид сбоку - фиг. 6b) части крана, существенной для понимания третьего примера осуществления изобретения.
Как уже изложено выше, основная идея изобретения состоит в том, что, по меньшей мере, некоторые области приложения силы, посредством которых, по меньшей мере, один узел цилиндра/поршня своим вторым концом воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение стрелы, расположены со смещением по отношению к средней плоскости узла цилиндра/поршня. Благодаря такому нецентральному приложению сил по отношению к средней плоскости узла цилиндра/поршня сила для выдвигания и втягивания удлинения стрелы в деформированном состоянии может быть значительно увеличена по сравнению со случаем центрального приложения сил по отношению к средней плоскости, причем для этого нет необходимости усиливать узел цилиндра/поршня.
Этот эффект виден из фиг. 3b: на нем, как и на описанной выше фиг. 3a, схематически представлена кривая изгибающих моментов или напряжений в штоке поршня, причем на фрагменте (1) фиг. 3b представлена возникающая из-за (чистой) внешней деформации f кривая изгибающих моментов или напряжений, на фрагменте (2) чертежа представлена кривая изгибающих моментов или напряжений, которая возникает из-за нецентрально приложенной сдвигающей силы FA, причем ссылочной позицией e обозначен эксцентриситет приложения силы, а на фрагменте (3) чертежа представлена общая кривая, которая получается наложением участков, представленных на фрагментах (1) и (2). При сравнении двух фрагментов (3) фиг. 3a и фиг. 3b непосредственно видно, что максимальная амплитуда в случае фиг. 3b значительно меньше по сравнению с фиг. 3a. Это означает, что при неизменной деформации узла цилиндра/поршня может быть значительно увеличен груз, перемещаемый при помощи узла цилиндра/поршня или стрелы и удлинителя стрелы.
На фиг. 4a, 4b и 4c представлен первый пример осуществления изобретения, причем, соответственно, показана лишь существенная для понимания изобретения область грузоподъемного крана. В этом первом примере осуществления изобретения узел 6 цилиндра/поршня своим первым концом (в этом случае речь идет о том конце, который содержит цилиндр 18) посредством первой области 7 приложения силы воздействует на стрелу 4, а своим вторым концом (который в этом случае является головкой 20 штока 19 поршня) посредством четырех областей 8 приложения силы воздействует на удлинение 5 стрелы. Эти четыре области 8 приложения силы, из которых на чертежах в силу выбранного представления показаны, соответственно, лишь две, в данном примере осуществления изобретения выполнены в виде имеющих по существу форму цилиндра закладных участков 26 и 26′, причем эти участки 26 и 26′ с образованием геометрического замыкания расположены соответственно в отверстии 30 в головке 20 штока 19 поршня узла 6 цилиндра/поршня, а именно таким образом, что они расположены в отверстии 30 с возможностью поворота вокруг оси R вращения, проходящей параллельно горизонтальной оси H, с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела 4. Закладные участки 26 и 26′ с одной стороны имеют, соответственно, плоскую поверхность 31, которой они прилегают к соединительным шарнирным пластинам 22, причем обе соединительные шарнирные пластины 22 посредством крепежного устройства 21 соединены с удлинением 5 стрелы. Обе соединительные шарнирные пластины 22 с образованием геометрического замыкания с зазором установлены в расположенных симметрично по обеим сторонам головки 20 штока выемках 29. Это означает, что выемки 29 выполнены немного большими по размеру по сравнению с соединительными шарнирными пластинами 22. Благодаря этому геометрическому замыканию с зазором, а также тому факту, что участки 26 и 26′, которые соединены с соединительными шарнирными пластинами 22, установлены с возможностью поворота, соединительные шарнирные пластины 22 могут в целом поворачиваться в выемках 29 в ограниченном угловом диапазоне α вокруг оси вращения, проходящей параллельно горизонтальной оси H, с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела 4. При слишком большом угловом отклонении между штоком 19 поршня и удлинением 5 стрелы или соединительными шарнирными пластинами 22 эффективно возникает геометрическое замыкание, и соединение фиксируется, и, таким образом, предотвращается продольный изгиб штока 19 поршня. Смещение соединительных шарнирных пластин 22 (см. фиг. 4b) вверх или вниз предотвращается, с одной стороны, закрепленным на головке 20 штока при помощи двух винтов 25 стопором 24, а с другой стороны - приданием специальной формы в областях 27 соединительных шарнирных пластин 22. Что касается точного расположения четырех областей 8 приложения силы в этом примере осуществления изобретения, необходимо отметить, что две из этих четырех областей 8 приложения силы расположены с видимой на фиг. 4b стороны головки 20 штока, а две другие области 8 приложения силы расположены симметрично с противоположной стороны головки 20 штока. Кроме того, соответственно, одна из двух имеющихся с обеих сторон областей 8 приложения силы расположена со смещением вверх, а другая из двух областей 8 приложения силы расположена со смещением вниз по отношению к средней плоскости M узла 6 цилиндра/поршня. Иначе говоря, одна из двух областей 8 приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости M в направлении, противоположном сжимающей деформации D, а другая из двух областей 8 приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости M в направлении, противоположном растягивающей деформации Z, причем сжимающая деформация D возникает в состоянии под воздействием сжимающей нагрузки при выдвигании удлинения 5 стрелы (см. также фиг. 3b), а растягивающая деформация Z возникает в состоянии под действием растягивающей нагрузки при втягивании удлинения 5 стрелы. Это означает, что расположенная со смещением вверх на расстояние A′ по отношению к средней плоскости M область 26′ приложения силы обеспечивает разгружающее действие в нагруженном сжатием состоянии, а расположенная со смещением вниз на расстояние A по отношению к средней плоскости M область 26 приложения силы обеспечивает разгружающее действие в нагруженном растяжением состоянии.
Необходимо также отметить, что на фиг. 4c представлено составное изображение (вид сверху) головки 20 штока, причем в левой части изображения показан стопор 24, который предотвращает смещение соединительных шарнирных пластин 22 вверх (т.е. в сторону наблюдателя), а в правой части представлено изображение в сечении в области участков 26 вставки.
На фиг. 5a, 5b, 5c и 5d представлен второй предпочтительный вариант осуществления изобретения, причем на фиг. 5a, 5b и 5c выбраны те же типы изображения, что и на фиг. 4a, 4b и 4c. Передача усилия между головкой 20 штока 19 поршня узла 6 цилиндра/поршня и удлинением 5 стрелы осуществляется посредством областей 8 приложения силы таким же образом, как и в первом, описанном выше примере осуществления изобретения. Лишь способ крепления соединительных шарнирных пластин 22 на головке 20 штока в этом примере осуществления изобретения является другим. Как уже изложено, в первом примере осуществления изобретения смещение соединительных шарнирных пластин 22 вверх предотвращается за счет прикрепленного винтами к головке 20 штока стопора. Во втором примере осуществления изобретения этот эффект по сравнению с первым примером осуществления изобретения достигается за счет винтового соединения соединительных шарнирных пластин 22 с головкой 20 штока. Это винтовое соединение, в частности, видно на фиг. 5d: ссылочной позицией 28 отмечен винт, ссылочной позицией 32 - две подкладочные шайбы, а ссылочной позицией 30 - гайка, которая имеет соответствующую винту 28 внутреннюю резьбу.
На фиг. 6a и 6b показан третий предпочтительный вариант осуществления изобретения, причем показан фрагмент крана, существенный для понимания этого варианта осуществления изобретения. При этом в отношении фиг. 6a речь идет о схематическом перспективном изображении, а в отношении фиг. 6b - о схематически показанном виде сбоку. В этом третьем примере осуществления изобретения области 8 приложения силы, посредством которых узел 6 цилиндра/поршня воздействует на удлинение 5 стрелы, выполнены в виде двух имеющих форму цилиндра болтовых устройств 35 и 35′, которые с образованием геометрического замыкания расположены в отверстиях в головке 20 штока узла 6 цилиндра/поршня. Концы болтовых устройств 35 и 35′ выступают наружу с обеих сторон головки 20 штока и расположены в продольных отверстиях 33 и 33′ двух промежуточных устройств 36, выполненных в виде по существу прямоугольных пластин. Оба расположенных по обеим сторонам головки 20 штока промежуточных устройства 36 расположены, в свою очередь, в выемках 34, которые находятся в соединительных шарнирных пластинах 22, причем выемки 34 (показаны на фиг. 6b) расширены вверх и вниз таким образом, что промежуточные устройства 36 могут смещаться по высоте по отношению к соединительным шарнирным пластинам. Две соединительные шарнирные пластины 22, в свою очередь (так же, как и в двух других примерах осуществления изобретения), посредством крепежного устройства 21 соединены с удлинением 5 стрелы. В этом третьем примере осуществления изобретения болтовое устройство 33 расположено со смещением вниз на расстояние A по отношению к средней плоскости M и обеспечивает разгружающее действие в нагруженном сжатием состоянии. Второе болтовое устройство 33′ расположено со смещением вверх на расстояние A′ по отношению к средней плоскости M и обеспечивает разгружающее действие в нагруженном растяжением состоянии.
1. Кран (1), в частности грузоподъемный кран для транспортного средства, содержащий
- установленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (V) стойку (3) крана,
- по меньшей мере, одну соединенную со стойкой (3) крана и установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси (H) стрелу (4) и, по меньшей мере, одно установленное с возможностью перемещения в стреле (4) удлинение (5) стрелы, а также
- по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня для выдвигания и втягивания удлинения (5) стрелы по отношению к стреле (4), причем упомянутый, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня своим первым концом посредством, по меньшей мере, одной первой области (7) приложения силы воздействует на стрелу (4), а своим вторым концом посредством, по меньшей мере, одной второй области (8) приложения силы воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение (5) стрелы, причем упомянутый, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня имеет среднюю плоскость (M), проходящую в направлении наблюдения параллельно горизонтальной оси (H), с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела (4), и причем упомянутый, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня в нагруженном сжатием состоянии при выдвигании претерпевает сжимающую деформацию (D) в направлении, перпендикулярном средней плоскости (M), а в нагруженном растяжением состоянии при втягивании претерпевает растягивающую деформацию (Z) в направлении, противоположном направлению сжимающей деформации (D),
отличающийся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня своим вторым концом посредством, по меньшей мере, двух областей (8) приложения силы воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение (5) стрелы, и тем, что одна из этих, по меньшей мере, двух областей (8) приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном сжимающей деформации (D), а другая из этих, по меньшей мере, двух областей (8) приложения силы расположена со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном растягивающей деформации (Z).
2. Кран (1) по п.1, причем, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня своим вторым концом посредством, по меньшей мере, четырех областей (8) приложения силы воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение (5) стрелы, отличающийся тем, что две из указанных, по меньшей мере, четырех областей (8) приложения силы расположены со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном сжимающей деформации (D), и две из указанных, по меньшей мере, четырех областей (8) приложения силы расположены со смещением по отношению к средней плоскости (M) в направлении, противоположном растягивающей деформации (Z).
3. Кран (1) по п.2, отличающийся тем, что упомянутые, по меньшей мере, четыре области (8) приложения силы расположены, предпочтительно симметрично, с обеих сторон от упомянутого, по меньшей мере, одного узла (6) цилиндра/поршня.
4. Кран (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из областей (8) приложения силы, посредством которых, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня своим вторым концом воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение стрелы, выполнена в виде, по меньшей мере, одного закладного участка (26, 26').
5. Кран (1) по п.4, отличающийся тем, что закладной участок (26, 26'), по меньшей мере, в отдельных областях с образованием геометрического замыкания расположен в отверстии (30) упомянутого, по меньшей мере, одного узла (6) цилиндра/поршня.
6. Кран (1) по п.5, отличающийся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один закладной участок (26, 26') расположен в отверстии (30) с возможностью поворота вокруг оси (R) вращения, проходящей параллельно горизонтальной оси (H), с возможностью поворота вокруг которой установлена стрела (4).
7. Кран (1) по п.4, отличающийся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один закладной участок (26, 26') имеет, по меньшей мере, одну плоскую поверхность (31).
8. Кран (1) по п.7, отличающийся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один закладной участок (26, 26') упомянутой, по меньшей мере, одной плоской поверхностью (31) прилегает, по меньшей мере, к одной соединительной шарнирной пластине (22), причем, по меньшей мере, одна соединительная шарнирная пластина (22) посредством крепежного устройства (21) соединена, по меньшей мере, с одним удлинением (5) стрелы.
9. Кран (1) по п.8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна соединительная шарнирная пластина (22) предпочтительно с образованием геометрического замыкания с зазором расположена в выемке (29), по меньшей мере, одного узла (6) цилиндра/поршня.
10. Кран (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из областей (8) приложения силы, посредством которых, по меньшей мере, один узел (6) цилиндра/поршня своим вторым концом воздействует на, по меньшей мере, одно удлинение стрелы, выполнена в виде, по меньшей мере, одного болтового устройства (35, 35').
11. Кран (1) по п.10, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно болтовое устройство (35, 35'), по меньшей мере, на отдельных областях с образованием геометрического замыкания расположено в отверстии, по меньшей мере, одного узла (6) цилиндра/поршня.
12. Кран (1) по п.10, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно болтовое устройство (35, 35') предпочтительно посредством промежуточного устройства (36) соединено, по меньшей мере, с одной соединительной шарнирной пластиной (22), причем, по меньшей мере, одна соединительная шарнирная пластина (22) посредством крепежного устройства (21) соединена, по меньшей мере, с одним удлинением (5) стрелы.
