用于桁架臂架的桁架件、桁架臂架和起重机

摘要

本发明涉及一种桁架件，用于起重机臂架，包括至少两个桁架件部件，所述至少两个桁架件部件利用一个或多个可松脱的连接部位沿纵向方向相互可分离地连接，其中一个或多个桁架件部件具有至少部分地处于所述连接部位的区域中的一个或多个纵向管。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于起重机臂架的桁架件以及一种桁架臂架和一种 具有至少一个该桁架件的起重机。

背景技术

桁架臂架根据应用设置尺寸并组装。可实现的提升高度根据臂架长度 来定位，而最大有效载荷则尤其依赖于臂架强度。桁架臂架由典型具有平 行六面体形状的已知桁架件构成。桁架件的纵向边缘通过四个角棒相互连 接，其中相邻角棒通过斜向构件或未应变构件相互连接。

增大有效载荷的可行方案包括提供更大尺寸的组装的桁架件，使得各 角棒之间的间隔以及由此获得的桁架件的直径增大。

可替代的解决方案从DE202008004663U1可知，其中提出一种 多股臂架设计。在其中提出的桁架桅杆臂架具体由第一和第二区域构成， 其中，第一区域包括桁架件的至少两个股，以及第二区域包括由桁架件形 成的单一股。

然而，由于在此实用新型专利文件的组装桁架臂架中所用的桁架件的 数量，结果形成的臂架的重量很大，这在起重机上形成大的应力且在确定 载荷能力时不得不加以考虑。

发明内容

本发明的目的现在包括：提供用于桁架件的可替代构造的解决方案， 其允许能够克服上述问题的桁架臂架的设计。

此目的通过具有权利要求1的特征的桁架件实现。桁架件的有利实施 例是引用独立权利要求的各从属权利要求的主题。

根据权利要求1，提出一种用于起重机臂架的桁架件，该桁架件包括 至少两个桁架件部件，所述至少两个桁架件部件利用一个或多个可松脱的 连接部位沿纵向方向相互可分离地连接。

根据本发明，由于存在两个桁架件部件的可松脱的连接部，存在将所 述至少两个桁架件部件灵活地结合到一起的可能，即，它们直接相互连接 或者可替代地它们使用分隔元件连接，由此能够根据需要改变结果形成的 桁架件截面。

根据本发明，出于稳定性原因采取措施如下：一个或多个桁架件部件 具有至少部分地处于所述连接部位的区域中的一个或多个纵向管。纵向管 沿桁架件的纵向方向延伸并由此形成平行六面体桁架件部件的纵向边缘。 由于由此获得的桁架件部件的稳定性，因而可以使用一个或多个间置的 (interposed)分隔元件提供组装的可能性。因此，可以使各个桁架件灵 活地适配于臂架组件。桁架件以可变的直径、特别是以可变的宽度制成。 通过各个桁架件组装的臂架结构因而可根据应用设置尺寸，从而根据需要 构造用于更大有效载荷的起重机。

例如可以想到的是：一个或多个桁架件部件能够通过一个或多个分隔 棒相互连接。在使用多个分隔棒时，有利的是，将多个分隔棒沿桁架件部 件的纵向方向组装，例如使得两个桁架件部件在沿纵向方向所见的底部和 顶部处的部分中通过相应的一个分隔棒相互连接。

在本发明的有利实施例中，所述至少一个分隔棒为平行六面体形状。 分隔棒的结构可为平面设计；不过，出于重量原因，一种变例优选地是有 利的，其中仅具有作为下表面部分的立体结构。平行六面体的形状例如是 可以想到的，其纵向边缘通过纵向棒、特别是通过四个纵向棒形成，纵向 棒横向于桁架件的纵向轴线延伸并优选地在端侧处连接到将被连接的桁 架件部件。各个纵向棒通过一个或多个斜向构件和/或横向构件相互连接； 优选地，横向构件在端侧紧固到纵向棒。这仅为分隔棒的一个实施例变例； 不过，使结果形成的具有更大直径的桁架件实现所需稳定性和强度的任何 不同结构也是可以想到的。

在本发明的优选实施例中，桁架件部件的所述一个或多个纵向管通过 一个或多个未应变构件和/或斜向构件而连接到相同桁架件部件的至少一 个角棒。桁架件部件的可行设计变例包括以下事实：其具有两个向外设置 的相邻的角棒，每个角棒通过一个或多个未应变构件和/或斜向构件连接 到对应的纵向管。由此同样给予至少一个桁架件以平行六面体的形状，其 向外设置的纵向边缘通过角棒形成，并且其向内设置的纵向边缘通过纵向 管形成。

桁架件的各桁架件部件可以相同或者大多数相同，优选地除了在连接 部位的特定实施例中存在区别之外。不过，不排斥具有不同桁架件部件的 设计。

用于连接两个或更多个桁架件部件的一个或多个所需的连接部位可 在桁架件的一个或多个未应变构件的端处和/或在桁架件部件的纵向管处 形成。如果连接部位在一个或多个未应变构件的端侧处成形，则所布置的 纵向管可沿纵向方向被一个或多个未应变构件或连接部位中断。

一个或多个前述的连接部位能够被钉住，且特别地可被构造为具有可 插式销钉的叉指(fork-finger)连接部。可替代地，也可以使用多部分的 连接部或燕尾状的连接部。

可想到的是：对于根据本发明的桁架件的重量优化的设计，各个桁架 件部件的角棒具有比其纵向管更大的尺寸。由于角棒上的应力较大，因而 可通过减小纵向管的尺寸而节省重量。特别地，所用的纵向管具有相对于 其直径更小的尺寸。

除了桁架件以外，本发明还涉及一种具有至少一个根据本发明或者本 发明有利实施例的桁架件的桁架臂架。所述的桁架臂架优选地是能够在竖 直俯仰平面中俯仰的臂架。根据本发明的桁架臂架的优点和性能明显地对 应于根据本发明的桁架件的优点和性能，因而将省略对此的重复描述。

在根据本发明的桁架臂架的一个特别优选的实施例中采取措施如下： 其具有至少一个第一区域和至少一个第二区域，其中，在所述第一区域中 的所述桁架臂架包括一个或多个根据本发明的桁架件而且所述桁架件的 各桁架件部件通过第一分隔棒相互连接，其中，在所述第二区域中，设置 一个或多个传统的桁架件和/或根据本发明的桁架件而且所述桁架件的各 桁架件部件直接相互连接或者连接到相对于第一分隔棒更短的分隔棒。根 据本发明的桁架件的所用实施例开启了沿纵向方向以灵活截面表面构造 桁架臂架的可能性。桁架臂架因而可更灵活地适配于相应的有效载荷以及 外部影响。

与DE202008004663不同的是，由此不再必需以两个并行臂架股 (strand)工作，而是臂架可在关键区域中通过加宽的桁架件组装。现有 技术的优点由此实现，不过，根据本发明的臂架设计还具有轻量化结构， 从而另外对起重机的有效载荷方面进行了优化。

起重机臂架不限于两个区域，因而具有不同臂架截面的多于两个的不 同区域的臂架也是可以想到的。

本发明的进一步的实质性优点包括以下事实：与在现有技术中已知的 设计不同的是，“虚拟的臂架股”相互连接。设置在各股之间的额外的区 域为臂架提供更高的稳定性并抵消了接合扭转应力。

不过臂架区域理想地可沿纵向方向通过适合的横向构件和/或改造的 桁架件而连接。与起重机上部结构的枢转臂架连接可利用改造的枢转连接 件实现。

不同尺寸的一个或多个桁架件可被转移储存在彼此中以进行起重机 运输。为了运输目的将桁架件拆卸为多个单独的部件也是可以想到的。桁 架件部件例如可类似地储存在传统桁架件的中空空间中。为了运输目的在 桁架件内部接纳一个或多个重型起重机组件也是可以想到的。

最后，本发明涉及一种起重机，特别是移动式起重机，其具有根据本 发明或者根据本发明有利实施例的桁架臂架。起重机的优点和性能对应于 根据本发明的桁架臂架的优点和性能，因而将省略对此的重复描述。

附图说明

本发明的进一步的优点和性能将在下文中参照图中所示的实施例更 详细阐释。其中显示出：

图1a－1c：根据本发明的桁架件的不同视图；

图2a－2c：根据本发明的具有插入分隔棒的桁架件的不同视图；

图3a－3c：用于阐释本发明所着重的基本问题的桁架臂架的示意性 主视图；

图4：现有技术中已知的两股式臂架的截面图；

图5：根据本发明的具有插入分隔棒的桁架臂架的截面图；

图6a－6c：根据可替代实施例的根据本发明的桁架件的不同视图；

图7a－7c：根据图6a－6c的根据本发明的具有插入分隔棒的桁架件 的不同视图。

具体实施方式

图1a、1b显示出根据本发明的桁架件2的不同视图。根据本发明的 桁架件结构允许柔性适配桁架件的宽度、特别是其横向相对于组装的桁架 臂架的竖直的俯仰(luffing)平面的宽度。因而可组装不同的臂架类型， 其中，根据本发明桁架件2s的构造，相对于传统桁架件类型可实现节省 重量。

桁架件2被设计为可分离的，并可沿组装的臂架的俯仰平面3拆卸为 两个桁架件半件2R和2L。桁架件结构从图1b的立体图中可见，并以典 型方式包括四个角棒21、21’、21”、21”’，这些角棒形成了平行六面体的 桁架件的几何形状的纵向边缘。角棒21、21’、21”、21”’在端侧处通过 两个相应的、与俯仰平面3平行地延伸的贯穿的(throughgoing)未应变 (unstrained)构件27连接。横向于俯仰平面延伸的所有的未应变构件 23和/或斜向体22被设计为可分离的，其中未应变构件23的和/或斜向 体22的分段(segment)通过连接部位25被可松脱地相互连接。桁架件 2通过松脱所述连接部被分为半件2R、2L。

在连接部位25的区域中，即，沿俯仰平面3，每个桁架件半件2R、 2L包括两个纵向管24，纵向管24在桁架件半件的每侧被未应变构件23 分为三个纵向管分段，并被紧固到未应变构件。整体的桁架件2因而包括 总共四个纵向管24或十二个纵向管分段。与传统桁架件不同的是，相邻 角棒21、21”以及21’、21”’不再通过未应变构件直接相互连接，而是 在纵向管24的区域中通过连接部位25连接。

而且，斜向构件22从角棒21、21’、21”、21”’沿未应变构件23的 具有连接部位25的端部的方向延伸，连接部位25在未应变构件23处被 布置在纵向管24上方，从而对每个桁架件半件2R、2L形成已知的三角 形结构。为了使附图更清楚，在与桁架件的俯仰平面3平行的侧向表面中 的未应变构件和斜向构件未画出。

连接部位25被设计为可松脱连接部的形式，特别是叉指连接部的形 式，其连接装置、特别是销钉可被简单地拔出以分离所述连接。

进一步的连接部位26、26’设置在桁架件2的端侧处以将所述形状 的多个桁架件2沿纵向方向相互连接。图1c例示出两个相互连接的桁架 件2的臂架部分10。连接部26、26’也通过可松脱的连接部实现，特别 是通过已知的叉指连接部实现。

而且，从图1a至1c中可见，角棒21、21’、21”、21”’具有比集成 纵向管24大得多的尺寸。由此实现节省重量。

根据本发明，通过使用桁架件半件2L、2R，还可设立起重机以提升 特别重的载荷或者具有特别高的载荷扭矩。为此目的，桁架件半件2L、 2R不直接相互连接，而是通过一个或多个分隔棒30(可以如图2a、2b 中易于看出的那样)连接。将分隔棒30接纳在各桁架件半件之间，使得 半件沿横向相对于俯仰平面3的方向变宽。所形成的桁架件被称为重型桁 架件2S。

参见图2b，在此可看出：分隔棒30布置在桁架件半件2R、2L的上、 下区域中；之间的空间保持空闲。所用的分隔棒30同样具有平行六面体 的形状，其侧表面包括未应变构件和斜向构件的已知的三角形几何形状。 对于每个桁架件2，分隔棒的长度被选择为相同的，并在图2a中以附图 标记31标示分隔棒的长度。桁架件的横向相对于俯仰平面3的宽度由于 使用分隔棒30而被加宽了长度31。通过安装分隔棒30，可以理想地实 现至少双倍的系统宽度。

分隔棒30的纵向边缘通过纵向棒28形成，纵向棒28的端部形成了 针对两个桁架件半件2R、2L的叉指连接部25的匹配的相对(counter) 部位25。对此，相邻各纵向棒28的间隔与桁架件半件2R、2L的各连接 部位的间隔一致。

如图2c中可见，各个重型桁架件2S可相互连接，以形成臂架10或 臂架部分。这些重型桁架件2S的目标和目的在于：优化桁架臂架10以 用于更高的有效载荷，另外将其构建为针对外部影响更牢固，如DE20 2008004663U1中所述。

在已知的桁架桅杆起重机中，桁架桅杆臂架典型地由俯仰牵索保持。 对于桁架桅杆臂架，在极高(steep)位置的最大有效载荷的决定性判据 因而不是当提升大载荷时在俯仰平面3中的臂架的偏斜(deflection)，而 是垂直于俯仰平面3的侧变形，如参照图3a和图3b可见。不同宽度B、 B’的两个桁架臂架1、10的主视图在此示意性显示。对此，图3a显示 出的桁架桅杆臂架1能够围绕处于与绘图平面垂直的平面3中的俯仰轴 线6俯仰。图3b显示出的桁架桅杆臂架10同样地能够围绕处于与绘图 平面垂直的平面3中的俯仰轴线6俯仰。如果在此方面图3a中所示的宽 度B的桁架桅杆臂架1在还没有载荷的情况下由于侧向作用力Fs(例如 由于风力)经历侧向偏斜S1，则在已存在偏斜S1的情况下提升载荷会 产生大的侧向扭矩。

如果如图3b所示地使用具有大于B的宽度B’的桁架桅杆臂架10， 则情况改善，这是因为桁架桅杆臂架由于侧向作用力Fs所致的变形更小， 因而仅经历侧向偏斜S2<S1。侧向扭矩相应地也更小。此外，增大的宽 度使桁架桅杆臂架10针对由载荷所产生侧向扭矩的刚度增大。

臂架10的宽度可通过构造根据本发明的桁架件2而灵活适配于相应 的应用，并可针对现有技术实现根据图3b对于有效载荷的优化。

详细而言，臂架10优选地被设计在接近俯仰轴线6的下区域中，这 对于相对于俯仰平面3的偏斜极具抵抗力。这具体实现如下：角棒21、 21’、21”、21”’的壁厚度增大，而纵向管24的壁厚度保持较小。根据部 署的情况，选择分隔棒30的长度31，使得由于结果形成的宽度B’可观 察最大侧向偏斜S2。在此方面，大的长度31占据建筑工地的大量空间， 不过带来的巨大益处是：由于角棒21、21’、21”、21”’显著地远离俯仰 平面3，因而使有效载荷最大。桁架臂架10仅偏斜俯仰平面3外少许。

重型桁架件2S优选地附接到桁架臂架10的下区域中。较轻的桁架 件2安装到桁架臂架10的上区域中。它们可以是没有额外分隔棒30的 可分离的桁架件2，或者可以是传统的桁架件。自然也同样可以通过多于 两个的不同部分组装成臂架10。

根据图3b中所示实施例，前两个或三个桁架件可被设计为重型桁架 件2S，由此，大量重量被设置为接近于俯仰轴线6，处于下区域中，使 桁架臂架10具有较小偏斜。在臂架10的上区域中节省重量，臂架10被 特意地保持较轻。

具有不同桁架件2的臂架10的不同区域可以通过对应的横向体相互 连接。与起重机上部结构的枢转连接可通过改造的枢转连接件或通过改造 的桁架件实现。这种所用的专门元件于是适配于当前将被设立的系统宽 度，例如在从2m至2m+2m的范围内。

根据本发明的桁架件与现有技术的桁架件相比可具有类似长度，例如 在6m至14m的范围内。为了运输，桁架件半件2L、2R于是可相当于 现有技术的两个桁架件进行运输。

每个桁架件半件2L、2R与分隔棒30之间的连接必须被设计为具有 尽可能大的刚性。为此原因，至少两个连接部位25(如果可行可为至少 四个)设置在相应的元件2R、2L、30之间。在理论上同样可想到的是： 如果未被用作桁架件半件2L、2R之间的实际分隔棒，则分隔棒30用于 起重机的不同部位处，特别是在臂架系统中。

由于连接部位25的存在，桁架件2可以在扭转方面不软于具有相同 尺寸的传统的桁架件。为此原因，可能有必要以机械方式重新加工相应的 连接部件25。

将参照图4、5阐释根据本发明的桁架臂架10相对于根据DE202008 004663U1的两股式臂架的显著优点，其中，桁架臂架10具有重型桁架 件2S和简单桁架件2的混合设置。

图4显示出穿过两股式臂架结构(例如在现有技术中已知的结构)的 截面。惯性的扭转力矩成比例于桁架臂架1处的截面的封闭面积的平方。 在图4的情况中，惯量扭转力矩由各个惯性的扭转力矩之和构成(在此为 B与C之间的矩形)。由于复合物的碎裂，各股之间设置的表面(即，各 角棒之间的表面)不进行支撑。

图5显示出根据本发明的具有重型桁架件2S的臂架10的解决方案。 由于被外角棒21、21’、21”、21”’包围的表面在根据本发明的解决方案 中使外围冲击流成为可能，因而惯性的扭转力矩的增大不是成比例的。

图6a－6c显示出根据本发明进一步实施例的桁架件200。这些示意 图基本对应于图1a至1c的示意图，其中，相同的部件或组件以相同的 附图标记标示。因此，在下文中将仅关注不同之处。桁架件200也包括 可分离的桁架件半件200L和200R。与第一实施例不同的是：根据图1a 至1c的设计不使用未应变构件。沿俯仰平面3延伸的纵向管24在桁架 件半件200L、200R的每侧被斜向构件分为三个纵向管分段，并紧固到 斜向构件22。整体的桁架件200因而包括总共四个纵向管24或十二个 纵向管分段。与传统桁架件不同的是，相邻角棒21、21”以及21’、21”’ 不再通过未应变构件和斜向构件直接相互连接，而是在纵向管24的区域 中通过连接部位25连接。

而且，可以认识到的是：在图6a至6c的实施例中，纵向管24短于 角棒21、21’、21”、21”’，由此在力流上和在重量上形成优势。

图7a至7c基本对应于图2a至2c的示意图，不过在此使用图6a至 6c的实施例的桁架件200以获得重型桁架件200s。