телескопическая стрела из сочлененнных звеньев, имеющая шарнир сквозного скольжения

Формула изобретения

1. Телескопическая стрела в сборе из сочлененных звеньев для подъемного устройства, включающая в себя наружную удлиненную часть, имеющую противоположные концы, при этом в одном из концов имеется отверстие, среднюю удлиненную часть, имеющую первый конец, выполненный с возможностью скольжения через отверстие в наружной части стрелы, и средство для телескопического выдвижения средней удлиненной части стрелы по отношению к наружной удлиненной части стрелы, шарнирный механизм сквозного скольжения, имеющий корпус со сквозным отверстием для захождения со скольжением средней удлиненной части стрелы в процессе ее телескопического выдвижения и вдвиженния по отношению к наружной части стрелы, и средство, подсоединенное к корпусу и наружной части стрелы для поворота корпуса, а следовательно, и средней удлиненной части стрелы по отношению к наружной части стрелы, отличающаяся тем, что первый конец средней удлиненной части стрелы включает в себя, по меньшей мере, один удлиненный направляющий вырез, при этом направляющий вырез имеет центральную продольную ось и открытый конец, который удален от первого конца, и закрытый конец вблизи от первого конца, причем корпус с возможностью поворота подсоединен к наружной удлиненной части стрелы посредством пары противоположных пальцев, расположенных соосно для образования оси поворота, а центральная продольная ось направляющего выреза расположена перпендикулярно оси поворота, так что при выдвинутой средней удлиненной части стрелы поворотные пальцы точно совпадают с закрытым концом направляющего выреза.

2. Стрела в сборе по п.1, отличающаяся тем, что включает средство для поворота корпуса по отношению к наружной части стрелы, содержащее гидравлический цилиндр, имеющий один конец, с возможностью поворота подсоединенный к наружной части стрелы на удалении от оси поворота, и один конец, с возможностью поворота подсоединенный к корпусу а удалении от оси поворота.

3. Стрела в сборе по п.1, отличающаяся тем, что включает средство для телескопического выдвижения средней части стрелы по отношению к наружной части стрелы, содержащее пару гидравлических цилиндров, установленных вблизи друг от друга, при этом каждый из цилиндров имеет шток, выдвигаемый из него, причем один из штоков выполнен с возможностью выдвижения в первом направлении и с возможностью поворота подсоединен к наружной части стрелы, в то время как другой из штоков выполнен с возможностью выдвижения во втором, противоположном направлении и с возможностью поворота подсоединен к средней части стрелы.

4. Стрела в сборе по п.1, отличающаяся тем, что средняя часть стрелы представляет собой трубчатую среднюю часть стрелы, имеющую второй конец с отверстием в нем, при этом стрела в сборе дополнительно содержит конечную часть, телескопически заходящую в отверстие средней части стрелы и выдвигаемую из него посредством средства выдвижения конечной части стрелы, имеющего один конец, установленный в средней части стрелы, и другой конец, прикрепленный к конической части стрелы, причем средство выдвижения конечной части стрелы оперативно независимо от наружной части стрелы.

5. Шарнирный механизм стрелы для многосекционной телескопической стрелы, имеющей наружную часть и среднюю часть, имеющую захватываемый конец, телескопически заходящий в наружную часть стрелы, содержащий трубчатый корпус, имеющий один конец, с возможностью поворота подсоединенный к наружной части стрелы вдоль оси поворота и имеющий отверстие для телескопического прохождения через него средней части стрелы, средство, с возможностью поворота подсоединенное к наружной части стрелы и корпусу для поворота корпуса и средней части стрелы вокруг оси поворота по отношению к наружной части стрелы, отличающийся тем, что захватываемый конец средней части стрелы имеет удлиненный направляющий вырез для захождения с возможностью скольжения средств, которые с возможностью поворота соединяют наружную часть стрелы и корпус, причем имеется средство, с возможностью поворота соединяющее наружную часть стрелы и корпус и предназначенное для поворота корпуса и средней части по отношению к наружной части стрелы, при полностью выдвинутом положении средней части стрелы для обеспечения центрирования захватываемого конца с осью поворота.

6. Шарнирный механизм стрелы по п.5, отличающийся тем, что корпус имеет первое отверстие для поворота, наружная часть стрелы имеет второе отверстие для поворота, а поворотное соединение между трубчатым корпусом и наружной частью стрелы содержит первое и второе отверстия для поворота, точно совпадающие друг с другом, при этом первый поворотный палец вставлен в упомянутые точно совпадающие отверстия для поворота так, чтобы совместно образовать ось поворота.

7. Шарнирный механизм стрелы по п.6, отличающийся тем, что корпус имеет третье отверстие для поворота, точно совпадающее с первым отверстием для поворота, наружная часть стрелы имеет четвертое отверстие для поворота, точно совпадающее со вторым отверстием для поворота, а поворотное соединение между трубчатым корпусом и наружной частью стрелы дополнительно содержит третье и четвертое отверстия для поворота, точно совпадающие друг с другом, при этом второй поворотный палец вставлен в упомянутые точно совпадающие третье и четвертое отверстия для поворота, причем первый и второй поворотные пальцы соосны, но имеют фиксированную длину, так что пальцы отстоят друг от друга в осевом направлении на поворотной оси в достаточной степени для обеспечения возможности скольжения средней части стрелы между ними.

8. Шарнирный механизм стрелы по п.7, отличающийся тем, что захватное ушко, имеющее отверстие для захождения стержня одного из поворотных пальцев, прикреплено к корпусу с возможностью отсоединения.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки для создания изобретения

Изобретение относится к подъемным устройствам, имеющим удлиненную стрелу в сборе. Точнее, это изобретенье относится к подъемным устройствам, имеющим телескопическую стрелу. В этом изобретении создано шарнирное соединение сквозного скольжения на телескопической стреле, с тем чтобы выполнить ее шарнирной, а также телескопической.

В этой отрасли известны различные типы подъемных устройств, имеющих стрелу. Например, самодвижущиеся подъемники для технического персонала и обычно состоящие из сочлененных звеньев подъемные краны, как правило, имеют стрелы из большого количества телескопических секций, размещаемых внутри друг друга. Секции стрелы выдвигаются и вдвигаются посредством электронных, гидравлических, механических устройств или их комбинаций.

Обычно наружная труба стрелы имеет наибольшее поперечное сечение и с возможностью поворота прикреплена к поворотной платформе посредством поворотного вала. К поворотной платформе и к стреле шарнирно прикреплен гидравлический цилиндр, с тем чтобы перемещать, то есть поднимать и опускать, всю стрелу в сборе вокруг поворотного вала по отношению к горизонтальной плоскости. Обычно диапазон поворотного движения составляет от семидесяти пяти градусов до минус двадцати пяти градусов по отношению к горизонтальной плоскости. Обычная стрела в сборе, используемая на этих подъемниках, также может быть полностью выдвинута или полностью вдвинута в любое положение в пределах рабочего диапазона поворота. Таким образом, такое устройство обычно относятся к телескопическим или раздвижным стрелам.

Другие известные подъемные устройства имеют стрелы, которые выполнены так, чтобы сочленяться с поворотным шарниром. Одно из таких устройств раскрыто в патенте Франции 2444639. Самый нижний участок стрелы имеет фиксированную длину, при этом один его конец с возможностью поворота соединен с поворотной платформой, а другой его конец с возможностью поворота подсоединен ко второму участку стрелы у поворотного шарнира. Иногда во второй участок стрелы телескопически заходит третий участок стрелы. Однако сочленение стрелы ограничивает степень ее телескопического втягивания и таким образом приводит к увеличению пространства, требуемого для размещения стрелы, когда она не используется. Второй и третий участки стрелы не могут быть телескопически полностью вдвинуты в самый нижний участок из-за шарнира.

Поэтому основная задача настоящего изобретения заключается в создании телескопической стрелы из сочлененных звеньев, имеющей шарнир сквозного скольжения, так чтобы верхний участок стрелы мог быть телескопически вдвинут в нижний участок стрелы.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании шарнирного механизма сквозного скольжения для телескопической стрелы в сборе.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании телескопической стрелы в сборе, состоящей из сочлененных звеньев, имеющей больший диапазон перемещения, чем у существующих телескопических стрел в сборе, причем не в ущерб компактности стрелового узла.

И, наконец, задачей настоящего изобретения является создание шарнира, который имеет принудительное механическое устройство для обеспечения того, чтобы шарнир мог лишь поворачиваться по отношению к первой части стрелы, когда вторая часть стрелы полностью выдвинута, причем даже при ручном опускании, которое имеет место при выходе из строя гидравлической или электрической системы.

Эти и другие задачи будут очевидны из приведенных далее фигур, описания и пунктов формулы изобретения.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение представляет собой телескопическую стрелу в сборе, состоящую из сочлененных звеньев и предназначенную для подъемного устройства. Стрела в сборе имеет шарнир сквозного скольжения, с возможностью поворота соединяющий первую и вторую удлиненные части стрелы. Первая удлиненная часть стрелы имеет центральную продольную ось и конец с выполненным в нем отверстием. Вторая удлиненная часть стрелы имеет первый конец, обычно телескопически заходящий в отверстие в первой части стрелы и выдвигаемый из него. Первый конец второй части стрелы включает в себя, по меньшей мере, одну удлиненную направляющую прорезь, имеющую центральную продольную ось с открытым концом, удаленным от первого конца, и закрытым концом вблизи от первого конца.

Шарнирный механизм сквозного скольжения имеет корпус с отверстием в нем для захождения второй части стрелы в течение ее выдвижения и вдвижения по отношению к первой части стрелы. Корпус с возможностью поворота подсоединен к первой части стрелы посредством пары противоположных удлиненных пальцев, которые образуют ось поворота.

Центральная продольная ось направляющей прорези смещена от оси поворота и перпендикулярна ей, так что при прохождении второй части стрелы таким образом, что поворотные пальцы точно совпадают с закрытым концом направляющей прорези, вторая часть стрелы имеет возможность поворота по отношению к первой части стрелы.

Средство выдвижения соединено с первой частью стрелы и второй частью стрелы для выдвижения и вдвижения второй части стрелы по отношению к ее первой части. Средство выдвижения с возможностью поворота подсоединено ко второй части стрелы посредством поворотного вала, точно совпадающего с закрытым концом направляющей прорези.

Поворотное средство подсоединено к первой части стрелы и корпусу для поворота корпуса, а следовательно, и второй части стрелы по отношению к ее первой части.

Краткое описание фигур

На фигуре 1 представлен боковой вид подъемного устройства, имеющего многосекционную телескопическую стрелу из сочлененных звеньев согласно настоящему изобретению.

На фигуре 2 представлен увеличенный вид в перспективе зоны, обозначенной на фигуре 1 позицией 2-2.

На фигуре 3 представлен разнесенный вид шарнирного механизма согласно настоящему изобретению.

На фигуре 4 представлен увеличенный боковой вид зоны шарнира, когда шарнир готов к повороту.

На фигуре 5 представлен увеличенный боковой вид зоны шарнира, повернутого в его максимальное положение.

На фигуре 6 представлен вид в вертикальном сечении по линии 6-6 на фигуре 2. На этой фигуре показаны части стрелы, соединенные посредством шарнира, когда средняя часть стрелы проходит или скользит через шарнир, подходя к положению поворота или выходя из него.

На фигуре 7 представлен вид в горизонтальном поперечном сечении по линии 7-7 на фигуре 2, вновь показывающий среднюю часть стрелы в неповоротном положении.

На фигуре 8 представлен вид стрелы в сборе в горизонтальном поперечном сечении по линии 8-8 на фигуре 6.

На фигуре 9 представлен вид стрелы в сборе в горизонтальном поперечном сечении по линии 9-9 на фигуре 6.

На фигуре 10 представлен вид стрелы в сборе в горизонтальном поперечном сечении в зоне шарнира по линии 10-10 на фигуре 4, показывающий среднюю часть стрелы, полностью выдвинутую в ее поворотное положение.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления конструкции

На фигуре 1 представлено подъемное устройство 10, имеющее телескопическую стрелу в сборе 12 из сочлененных звеньев, выполненную согласно настоящему изобретению. Конкретное подъемное устройство 10 представлено в виде подъемника для технического персонала, однако настоящее изобретение может быть применено к другим типам подъемных устройств, включая краны, но не ограничиваясь ими. Подъемники для технического персонала могут быть использованы для перемещения людей в область любого находящегося наверху предмета или к любой конструкции, включая рекламные вывески, осветительную арматуру, а также силовые, телефонные и кабельные линии.

Подъемник 10 для технического персонала имеет поворотную платформу 14, располагаемую и приводимую в движение посредством большого количества колес 16. Стрела 12 в сборе шарнирно установлена на поворотной платформе 14. Гидравлический цилиндр 18 связывает стрелу 12 в сборе и поворотную платформу 14, с тем чтобы повернуть или поднять и опустить стрелу в вертикальной плоскости.

Стрела 12 в сборе имеет большое количество частей: наружную часть 20, среднюю часть 22 и конечную часть 24. Предпочтительно, чтобы каждая из частей стрелы представляла собой удлиненную трубу, имеющую прямоугольное поперечное сечение. Балка 26 шарнирно крепит рабочую платформу 28 оператора к дальнему концу конечной части 24 стрелы. Другой конец конечной части 24 стрелы телескопически заходит в среднюю часть 22 стрелы. Подобным же образом средняя часть 22 стрелы телескопически заходит в наружную часть 20 стрелы, при этом пара смежных гидравлических цилиндров 30, 32 установлена в наружной части 20 стрелы приблизительно на середине ее длины. Каждый из цилиндров 30, 32 включает в себя соответствующий шток 34, 36. Штоки 34, 36 проходят продольно в противоположных направлениях внутри наружной части 20 стрелы. Таким образом цилиндры 30, 32 фактически расположены задними частями друг к другу или в виде двухсторонней конфигурации, однако штоки 34, 36 могут быть вдвинуты полнее вследствие их монтажа с перекрытием и нахождением вблизи друг от друга. Дальний конец штока 34 шарнирно подсоединен к нижнему концу наружной части 20 стрелы, в то время как дальний конец штока 36 шарнирно подсоединен к нижнему концу средней части 22 стрелы, как показано на фигурах 2 и 3. Когда средняя часть 22 стрелы полностью выдвинута, шарнирный механизм 38 может быть приведен в действие для поворота или шарнирного перемещения средней части 22 стрелы и конечной части 24 стрелы по отношению к ее наружной части 20.

Если обратиться к фигурам 2 и 3, то шарнирный механизм 38 включает в себя корпус 40, с возможностью поворота подсоединенный к верхнему концу наружной части 20 стрелы вдоль оси 42 поворота шарнира. На расстоянии от оси 42 поворота корпус 40 шарнира имеет пару ушек 44, 46, отходящих от него, при этом одно ушко расположено с каждой стороны корпуса 40 и в общем проходит перпендикулярно оси 42 поворота шарнира. На ушках соответственно 44 и 46 обеспечены отверстия 48, 50. Подобная пара ушек 52, 54 со сцентрированными отверстиями 56, 58 смещена в противоположном направлении от оси 42 поворота и проходит от боковых сторон верхнего конца наружной части 20 стрелы в общем перпендикулярно оси 42 поворота.

Поворотное средство шарнира, например сдвоенные гидравлические цилиндры 60, 62, имеет один конец, с возможностью поворота прикрепленный к ушкам 44, 46 на корпусе 40 шарнира посредством поворотного пальца 64. Другой конец цилиндров 60, 62 с возможностью поворота прикреплен к ушкам 52, 54 на наружной части 20 стрелы посредством поворотного пальца 66. Обычные средства, например стопорные кольца или шплинты (не показаны), удерживают поворотные пальцы 64, 66 в соответствующих отверстиях 48, 50 и 56, 58.

Нижний конец трубчатого корпуса 40 шарнира, который расположен в непосредственной близости от наружной части 20 стрелы или является ближайшим к нему, скошен под углом, приблизительно составляющим сорок пять градусов. Верхний конец трубы 20 наружной части стрелы имеет зеркальное отображение или сопрягаемую форму, которая обеспечивает возможность изгиба шарнирного механизма 38 на любой угол от нуля приблизительно до девяноста градусов по отношению к наружной части 20 стрелы (фигура 5).

Корпус 40 шарнира, наружная часть 20 стрелы и средняя часть 22 стрелы шарнирно соединены друг с другом новым способом. Шарнирный механизм 38 не будет изогнут до тех пор, пока средняя часть 22 стрелы не будет полностью выдвинута. Несмотря на это, конечная часть 24 стрелы может быть телескопически вдвинута в любое время.

Если снова обратиться к фигуре 3, то корпус 40 имеет пару отстоящих друг от друга ушек 68, 69, окружающих ось 42 поворота и проходящих перпендикулярно ей. Каждое из ушек 68, 69 включает в себя круглое отверстие 70 вдоль оси 42 поворота. Каждое ушко 68, 69 включает в себя выполненную за одно целое с ним наружную втулку вокруг отверстия 70, предназначенную для дополнительного обеспечения прочности, жесткости и промежутка. Ушки 74, 76 крепят с каждой стороны корпуса 40 шарнира и они проходят поверх соответствующих отверстий 70. Каждое из ушек 74, 76 имеет круглые отверстия 78, 80, точно совпадающие с соответствующими отверстиями 70.

Наружная часть 20 стрелы имеет пару идентичных и соосных отверстий 72, проходящих через нее вблизи от одного из ее концов. Наружная часть 20 стрелы и корпус 40 расположены таким образом, чтобы отверстия 70, 72, 78 и 80 были сцентрированы или точно совпадали друг с другом. Палец 82 имеет головку и удлиненный стержень, который проходит через отверстия 78 в корпусе 40, отверстие 72 в наружной части 20 стрелы и отверстие 70 в корпусе 40. Подобный палец 84 проходит через отверстие 80 в корпусе 40, отверстие 72 в наружной части 20 стрелы и отверстие 70 в корпусе 40. Совместно друг с другом пальцы 82, 84 образуют ось 42 поворота шарнира. Как видно на фигуре 7, концы пальцев 82 и 84 проходят в наружную часть 20 стрелы и упираются в среднюю часть 22 стрелы, телескопически расположенную с ее внутренней стороны. Стопорные ушки 73, 75, прикрепленные к ушкам 74, 76 крепежными деталями 77, удерживают пальцы 82, 84 от осевого перемещения сразу же после их установки.

Средняя часть 22 стрелы включает в себя противоположные поворотные вилки 86, 88, прикрепленные к боковым сторонам ее ближнего конца. Каждая поворотная вилка 86, 88 имеет параболический вырез 90. Задний конец каждого выреза 90 сохраняется открытым для захождения в него с приданием направления одного из поворотных пальцев 82, 84, когда средняя часть 22 стрелы со скольжением приближается к своему полностью выдвинутому положению. Передний конец каждого выреза 90 закруглен, закрыт и расположен таким образом, что палец 82 или 84 точно совпадает с ним или предпочтительно примыкает к нему, когда средняя часть 22 стрелы полностью выдвинута. Таким образом, настоящее изобретение создает принудительный механизм для обеспечения нахождения шарнира 38 в состоянии поворота. Каждый вырез 90 имеет центральную продольную ось, которая перпендикулярна оси 42 поворота.

Если обратиться к фигурам 2-4, то к верхней и нижней частям средней части 22 стрелы у ее ближнего конца крепятся направляющие втулочные блоки 85, 87. Направляющие втулочные блоки 85, 87 совместно с поворотными вилками 86, 88 жестко удерживают среднюю часть 22 стрелы внутри наружной части 20 стрелы и корпуса 40 шарнира. Предпочтительно, чтобы втулочные блоки 85, 87 были сконструированы из соответствующего подшипникового материала, обеспечивающего скольжение, например из пластика или чего-либо подобного.

На фигуре 4 представлен шарнирный механизм 38 в состоянии поворота, при этом средняя часть 22 стрелы полностью выдвинута, пальцы 82 (см. фигуру 7) и 84 с возможностью поворота покоятся в закрытых передних концах вырезов 90, а гидравлические цилиндры 60 (см. фигуру 7) и 62 проходят между ушками 44, 52 (см. фигуру 7) и 46, 54. Следует заметить, что шток 36, который выдвигает и вдвигает среднюю часть 22 стрелы, имеет поворотное соединение с ней, которое соосно с осью 42 поворота шарнирного механизма 38 и точно совпадает с закрытым концом поворотного направляющего выреза 90. Один конец выдвижного цилиндра 92 конечной части стрелы установлен в средней части 22 стрелы, а другой конец (не показан) установлен в конечной части 24 стрелы. Таким образом, цилиндр 92 оперативно независим от наружной части 20 стрелы.

На фигуре 5 гидравлические цилиндры 60 (скрытый на фигуре 5, но видимый на фигуре 3) и 62 показаны полностью выдвинутыми, что приводит к повороту средней части 22 стрелы на максимальный угол , составляющий порядка девяноста градусов, по отношению к наружной части 20 стрелы. Посредством изменения величины вдвижения цилиндра может быть достигнут любой угол поворота или изгиба, составляющий от нуля до девяноста градусов.

На фигуре 8 представлен вид в поперечном сечении, показывающий ближний конец средней части 22 стрелы, телескопически расположенный внутри наружной части 20 стрелы перед полным выдвижением и достижением оси 42 поворота. На фигуре 9 показаны противоположные поворотные пальцы 82, 84, проходящие через корпус 40 шарнира в положение примыкания к средней части 22 стрелы. На фигурах 9 и 10 показана средняя часть 22 стрелы, приближающаяся к шарниру 38 и соответственно находящаяся в поворотном положении. Средний опорный кронштейн 94 прикреплен к нижней части наружной части 20 стрелы. Кронштейн 94 имеет отверстие 95, в которое заходит и которое удерживает и направляет палец 66, подобное отверстиям 56, 58 (см. фиг. 9). На фигуре 3 подобный кронштейн 94 показан прикрепленным к корпусу 40 шарнира, с тем чтобы удерживать палец 64.

При использовании стрела 12 в сборе из сочлененных звеньев может быть расположена в весьма разнообразных положениях, включая самое нижнее положение, показанное на фигуре 1 пунктирными линиями, в котором стрела в сборе в общем занимает горизонтальное положение, а платформа 28 размещена таким образом, что ее опорная часть 96 опирается на грунт. В этом положении оператор может забраться на платформу 28 и обеспечить управление стрелой 12 в сборе и платформой посредством установленной на платформе панели управления 98. Если оператор должен обеспечить доступ к относительно высокой зоне, стрела 12 в сборе может быть повернута вверх на больший угол, например в положение, показанное на фигуре 1 сплошной линией. Обычный выравнивающий механизм 100 с возможностью поворота подсоединен к платформе 28 посредством балки 26 и сохраняет платформу 28 в выровненной ориентации. Если оператор должен достигнуть еще более высокого уровня, то конечная часть 24 стрелы может быть выдвинута из средней части 22 стрелы, пока не будет достигнута желаемая высота.

Однако иногда оператору желательно, чтобы платформа 28 могла быть телескопически выдвинута в горизонтальном направлении или по вектору между нулем и примерно девяноста градусами от выступания вверх наружной части 20 стрелы. В этом случае средняя часть 22 стрелы полностью выдвинута. Затем средняя часть 22 стрелы поворачивается по отношению к наружной части 20 стрелы посредством шарнирного механизма 38. После этого платформа 28 может быть перемещена по вектору или на угол лишь выдвижением или втягиванием конечной части 24 стрелы по отношению к средней части 22 стрелы. Квалифицированный специалист в этой отрасли оценит, что посредством изобретения добавляется новая величина упругости, а это позволяет достичь рабочие зоны, которые не могут быть достигнуты подобным существующим оборудованием, включая высоты, находящиеся выше или ниже уровня земли (например, для обследования мостов).

На основе вышеуказанного можно говорить о том, что настоящее изобретение, по меньшей мере, решает указанные задачи.