在管狀分段上具有金屬端的復(fù)合伸縮起重機(jī)臂以及包括所述臂的起重的制造方法
【專利摘要】一種用于能夠提升負(fù)荷的起重機(jī)的伸縮臂，包括多個(gè)能夠相對(duì)彼此延伸的管狀分段（12，14，16）。至少一個(gè)所述分段（12，14，16）包括基于復(fù)合材料的中心部分（22，28，34）以及至少部分由金屬制成的具有強(qiáng)度高的機(jī)械特性的頭部（18，24，30）末端和尾部（20，26，32）末端。
【專利說明】在管狀分段上具有金屬端的復(fù)合伸縮起重機(jī)臂以及包括所述臂的起重機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于起重機(jī)的伸縮臂以及包括所述臂的起重機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知,起重機(jī)是用于提升重荷(幾噸范圍內(nèi))的工作車輛，它通常包括卡車，由多個(gè)可移動(dòng)分段組成的伸縮臂安裝在卡車上，其中一個(gè)分段可在另一個(gè)分段內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)。吊鉤或其他提升裝置被設(shè)于壁的上端，以提升負(fù)荷。
[0003]該臂可有角度地定向，以及可伸縮地加長(zhǎng)，以攜帶吊鉤或其他提升裝置至所需的距離和高度。
[0004]通常伸縮分段由金屬材料(通常是鋼)制成，并且具有管狀形狀，該管狀形狀具有不同形狀的橫截面，例如矩形、具有圓形底部的矩形、六邊形或其他。每個(gè)分段的端部具有帶型的加強(qiáng)元件，該加強(qiáng)元件也可在非工作位置作為停止裝置。
[0005]通過由能夠吸收局部負(fù)荷并減少滑動(dòng)摩擦的材料制成的可調(diào)節(jié)塊，伸縮分段相對(duì)彼此進(jìn)行導(dǎo)向。
[0006]此外，所討論的起重機(jī)的臂既能夠繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，并且還能夠傾斜在與起重機(jī)的支承面垂直的平面上，能夠從水平位置轉(zhuǎn)移到基本垂直或接近垂直的位置。
[0007]這種起重機(jī)可設(shè)有穩(wěn)定的支承元件，該支承元件確定相對(duì)于支承平面的起重機(jī)的所控制的提升，從而它們能夠在基本平坦的條件下工作。
[0008]此外，壓載物可被提供以允許平衡和穩(wěn)定起重機(jī)，防止其翻倒。
[0009]由于提升能力，可達(dá)到的距離和高度是可變的。
[0010]可被覆蓋的距離取決于構(gòu)成臂的分段的數(shù)量，以及還可能取決于它們的長(zhǎng)度。
[0011]提升負(fù)荷的需要意味著金屬分段必須是穩(wěn)固的，因此具有相當(dāng)大的重量，將要提升的負(fù)荷變得更大。
[0012]因此，已知的金屬伸縮臂的一個(gè)缺點(diǎn)是，由于將達(dá)到的距離和將提升的負(fù)荷都增力口，從而臂的重量增加。
[0013]因此，在該領(lǐng)域，迫切需要減少這種伸縮臂的重量，同時(shí)仍然保持，并且優(yōu)選增加起重能力以及可達(dá)到的距離和高度。
[0014]文獻(xiàn)FR-A-2.580.777描述了一種提升工作站以在高壓電線上操作的升降器。升降器包括由中間部分形成的鉸接臂，該中間部分相對(duì)于金屬端部電絕緣和可伸縮地移動(dòng)。中間絕緣部分由通過玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂管形成。閉孔聚氨酯泡沫被設(shè)于環(huán)氧樹脂管內(nèi)，光纖被埋沒在閉孔聚氨酯泡沫內(nèi)。形成中間絕緣部分的環(huán)氧樹脂管在其一端由外部套管覆蓋，并在對(duì)立端由內(nèi)部套管覆蓋:外部套管和內(nèi)部套管由金屬制成。該解決方案，其為可被提升的工作站提供了電絕緣性，且不能用于起重機(jī)提升甚至幾噸的重荷，解決不了起重機(jī)的典型問題，因此不能為制造用于起重機(jī)的在結(jié)構(gòu)上承受那些所討論的重荷的臂提供任何有用的啟示。由于在任何情況下如傳統(tǒng)解決方案中的由金屬制成的臂的兩個(gè)端部貢獻(xiàn)相當(dāng)大的所述重量，因此在任何情況下由FR-A-2.580.777啟示的解決方案既不提供也不顯示減少可伸縮臂的重量。
[0015]文獻(xiàn)US-B-6，786，223描述了 一種用于混凝土的輸送的鉸接臂，該鉸接臂由彼此鉸接的部分形成。該部分可由一種結(jié)構(gòu)形成，該結(jié)構(gòu)是橫向，多層次類型的，具有由不同類型的復(fù)合材料制成的從內(nèi)部重疊至外部的輪換層，在輪換層之間還設(shè)有一層鋁。多層結(jié)構(gòu)被設(shè)于該部分的整個(gè)長(zhǎng)度上。由于臂的目的是用于混凝土的輸送，對(duì)于該臂承受負(fù)荷不如起重機(jī)那么重要，該解決方案也不適用于提升重荷，反而需要用于所討論的起重機(jī)的臂。
[0016]文獻(xiàn)JP-A-2002046993描述了提升工作站的由伸縮分段組成的電絕緣臂的解決方案。該臂由三層結(jié)構(gòu)形成。該三層結(jié)構(gòu)形成在臂的整個(gè)長(zhǎng)度上并包括都由通過玻璃纖維(GFRP)增強(qiáng)的塑料復(fù)合材料制成的內(nèi)層和外層，以及由鋼板或鋁合金或用碳纖維增強(qiáng)的塑料制成的中間加強(qiáng)層。然而，很顯然該解決方案不是被研發(fā)用于提升重荷(幾噸范圍內(nèi))的起重機(jī)，不能為獲得用于所討論的那種起重機(jī)的臂提供任何有用的啟示。
[0017]文獻(xiàn)US-A-3，516553也描述了一種電絕緣臂，該電絕緣臂包括由絕緣材料制成的中空管件，其中絕緣材料由埋沒在環(huán)氧樹脂中的玻璃纖維形成。由復(fù)合材料制成的底座支承板被連接至電絕緣臂，其中復(fù)合材料也由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂形成。
[0018]因此，本發(fā)明的目的是獲得一種用于起重機(jī)的伸縮臂，該伸縮臂既比已知的伸縮臂更輕，并同時(shí)允許達(dá)到很遠(yuǎn)的距離，在任何情況下保證穩(wěn)固性和機(jī)械阻力(mechanicalresistance)，無論是伸縮分段之間的相互耦合(特別是延伸位置)，還是提升重荷的整體能力。
[0019] 申請(qǐng)人:已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試和實(shí)施，以克服本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平的缺陷，并實(shí)現(xiàn)這些和其他目的及優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的必要特征在獨(dú)立權(quán)利要求中進(jìn)行了描述，而從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的其他特征或者對(duì)主要發(fā)明構(gòu)思的一些改變。
[0021]根據(jù)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種伸縮臂可被用于能夠提升重荷的起重機(jī)。
[0022]本發(fā)明的臂包括多個(gè)沿共同的中心縱向軸線延伸的管狀分段。每個(gè)分段能夠在縮回位置和完全伸出位置之間、在沿中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段的內(nèi)部或外部以伸縮的方式滑動(dòng)，從而能夠選擇性地確定臂的一個(gè)或多個(gè)延伸條件(extendedconditions)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)分段包括長(zhǎng)方形的管狀中心部分。該管狀中心部分是內(nèi)部中空的并由具有增強(qiáng)纖維和熱固性樹脂的基體的復(fù)合材料制成。
[0024]此外，每個(gè)分段具有由金屬制成的至少一個(gè)頭部末端和/或尾部末端。該頭部末端和/或尾部末端具有穩(wěn)固性高的機(jī)械特性并且以與管狀中心部分配合的方式內(nèi)部中空。所用的金屬優(yōu)選鋼或其合金，或具有足夠的機(jī)械阻力的其它金屬或金屬合金。
[0025]頭部末端和/或尾部末端被連接至管狀中心部分的相應(yīng)端部的外部、前部或側(cè)部邊緣。
[0026]此外，在分段的完全伸出位置，頭部末端和/或尾部末端與沿中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段的相應(yīng)的頭部末端和/或尾部末端的側(cè)部、內(nèi)部或外部表面重疊地直接連接，從而在完全伸出位置的分段之間的連接和重疊區(qū)段，由于重荷引起的分段上的橫向應(yīng)力僅在頭部末端和/或尾部末端被卸去。
[0027]以這種方式，頭部末端和尾部末端必定在兩對(duì)相鄰分段的往復(fù)最大伸出狀態(tài)下與相應(yīng)的尾部末端和頭部末端配合，并且提供由如上限定的金屬以制作頭部末端和尾部末端給予了臂必要的機(jī)械阻力。
[0028]特別地，因?yàn)橐灿捎谙嗤糠值臋M向負(fù)荷，各部分之間的連接和重疊區(qū)段在完全伸出位置存在相當(dāng)大的機(jī)械應(yīng)力，且因?yàn)榫哂欣w維基體的復(fù)合材料通常無法充分支承這些橫向負(fù)荷，本發(fā)明在連接和重疊區(qū)段的金屬制成的末端元件之間提供直接連接與配合，使得充分支承橫向負(fù)荷，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比在整體上獲得不太笨重的結(jié)構(gòu)。
[0029]相比頭部末端和/或尾部末端在長(zhǎng)度上具有更大延伸的、具有復(fù)合材料的基體的管狀中心部分的制造使得所討論的臂與完全由金屬制成的已知的臂相比在整體上輕得多。
[0030]因此，給予相同的整體重量時(shí)，用于制造所討論的起重機(jī)的伸縮臂的管狀中心部分的復(fù)合材料的使用允許增加所用分段的長(zhǎng)度和/或數(shù)量；替代地，給予相同的分段長(zhǎng)度和/或數(shù)量時(shí)，本發(fā)明允許降低整體重量。
[0031]所討論的復(fù)合材料在機(jī)械性能方面對(duì)切向應(yīng)力(即平行于纖維)反應(yīng)良好，同時(shí)復(fù)合材料所在位置對(duì)橫向應(yīng)力(通常垂直，即垂直于纖維)可具有小的機(jī)械阻力，假使分段的末端使用金屬，反過來更多地保證這種效果。
[0032]因此，承受彎曲的分段的管狀中心部分由復(fù)合材料制成是極其有利的，同時(shí)垂直于分段的負(fù)荷發(fā)生交換的末端由金屬制成。
[0033]與那些通常用于根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)制造的臂的車輛相比，無論是對(duì)于輸送臂的車輛引擎，還是用于臂本身運(yùn)動(dòng)的輔助引擎，更輕伸縮臂的獲得允許使用較低動(dòng)力的移動(dòng)車輛。
[0034]復(fù)合材料制成的管狀中心部分可具有不同的長(zhǎng)度，取決于不用的因素，例如將達(dá)到的距離以及必須弓I導(dǎo)可伸出分段的長(zhǎng)度。
[0035]在本發(fā)明的一些形式的實(shí)施例中，分段具有盒狀截面，該盒狀截面為矩形類型、具有圓角底部的矩形、具有圓角邊緣的矩形、六邊形、橢圓形或其他形狀。
[0036]在一些形式的實(shí)施例中，分段的橫截面對(duì)應(yīng)于管狀中心部分是不變的。特別是分段的外部橫截面以及內(nèi)部橫截面都可以是不變的。
[0037]在其他形式的實(shí)施例中，分段的外部橫截面也可進(jìn)行圓角(be rounded),即對(duì)應(yīng)于管狀中心部分具有逐漸減少的截面，而內(nèi)部橫截面優(yōu)選是不變的，以防止形成可能會(huì)阻礙分段的伸縮運(yùn)動(dòng)的臺(tái)階或干擾點(diǎn)。
[0038]在本發(fā)明的一個(gè)解決方案中，用于制造管狀中心部分的復(fù)合材料基于碳纖維。
[0039]根據(jù)一種變化，用于制造管狀中心部分的復(fù)合材料基于芳族聚酰胺纖維(Kevlar?)，或其他類似的或相當(dāng)?shù)睦w維，在強(qiáng)度和剛性方面具有與碳基本相似的特征。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一些形式的實(shí)施例，復(fù)合材料由單向纖維制成，或者根據(jù)一種變化，由交織和/或交錯(cuò)的纖維、或具有隨機(jī)分布的纖維制成。
[0041 ] 在一些變化中，復(fù)合材料由具有隨機(jī)的或預(yù)定的分布的長(zhǎng)纖維和短纖維的混合物制成。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一種變化，用于制造管狀中心部分的復(fù)合材料是多層類型。
[0043]在一些變化中，對(duì)應(yīng)于與金屬末端連接的區(qū)段，管狀中心部分具有相同形狀的連接裝置(例如埋沒在復(fù)合基材中且部分突出的接合元件)，該連接裝置能夠與相對(duì)連接裝置(例如設(shè)于金屬末端的配合連接基座)機(jī)械地配合。顯然，連接基座的等效配置也可被設(shè)于復(fù)合材料制成的管狀中心部分上，且突出的接合元件的等效配置也可被設(shè)于金屬末端。
[0044]在其它變化中，將復(fù)合材料制成的管狀中心部分的最后區(qū)段和金屬末端粘接。
[0045]復(fù)合材料制成的管狀中心部分可如歐洲專利申請(qǐng)EP-B-1.970.344和EP-B-2.039.498以及以 申請(qǐng)人:名義的意大利工業(yè)發(fā)明專利M12011A000273進(jìn)行制造，全部并入本文作為參考。
[0046]本發(fā)明還涉及一種制造用于能夠提升重荷的起重機(jī)的伸縮臂的方法，該伸縮臂包括多個(gè)沿共同的中心縱向軸線延伸的管狀分段。每個(gè)分段能夠在縮回位置和伸出位置之間、在沿中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段的內(nèi)部或外部可伸縮地滑動(dòng)。
[0047]本發(fā)明的方法使得每個(gè)分段具有管狀中心部分，該管狀中心部分是長(zhǎng)方形的和內(nèi)部中空的并由以增強(qiáng)纖維和熱固性樹脂為基體的復(fù)合材料制成，該方法還使得每個(gè)分段具有由金屬制成的、具有高的穩(wěn)固的機(jī)械特性的、以與管狀中心部分配合的方式內(nèi)部中空的頭部末端和/或尾部末端。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)頭部末端和/或尾部末端被連接至管狀中心部分的相應(yīng)端部的外部、前部或側(cè)部邊緣。
[0048]此外，根據(jù)本發(fā)明，在分段的完全伸出位置，頭部末端和/或尾部末端與沿中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段的相應(yīng)的頭部末端和/或尾部末端的側(cè)部、內(nèi)部或外部表面重疊地直接連接，從而在完全伸出位置的分段之間的連接和重疊區(qū)段，由于來自通過伸縮臂提升的重荷的應(yīng)力而引起的分段的橫向分力僅在頭部末端和/或尾部末端被卸去。
[0049]所討論的伸縮臂的分段的一種形式的實(shí)施例提供第一步驟，其中合適數(shù)量的纖維層被沉積在合適的陰模的容積內(nèi)，該纖維層可能在隨后的步驟中被浸潰。
[0050]一種替代形式的實(shí)施例提供第一步驟，該步驟中，與樹脂基體(S卩，預(yù)浸潰的或干的纖維)一起或者沒有樹脂基體，一層或多層纖維被分布在陽(yáng)型模具的外表面上。
[0051]然后，該方法提供可能的第二步驟，其中對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱處理，通常在高壓釜中；第三步驟，其中在獲得的分段上進(jìn)行機(jī)械修整的必要的加工；以及將獲得的分段和相應(yīng)的頭部末端和尾部末端連接的第四步驟。
[0052]復(fù)合伸縮臂的生產(chǎn)方法優(yōu)選在纖維纏繞、預(yù)浸料在高壓釜中的伴隨著聚合反應(yīng)的手動(dòng)沉積、拉擠成型、熱真空、RTM (樹脂傳遞模塑)、輸液技術(shù)的一種或另一種技術(shù)之間或與上述方法的一種或另一種類似或相當(dāng)?shù)钠渌椒ㄖg選擇，而非限制性的。
[0053]在一些形式的實(shí)施中，在第一步驟的過程期間，或者在第一步驟和第二步驟之間的過程期間，相同形狀的連接裝置對(duì)應(yīng)于與相應(yīng)的頭部末端和尾部末端連接的區(qū)段進(jìn)行安置，該相同形狀的連接裝置能夠與在頭部末端和尾部末端上制造的相對(duì)連接裝置機(jī)械地配
口 o
[0054]在其他形式的實(shí)施中，該方法提供將復(fù)合材料制成的管狀中心部分粘接至相應(yīng)的頭部末端和尾部末端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]本發(fā)明的這些和其他特征在下面優(yōu)選形式的實(shí)施例的描述中將會(huì)變得顯而易見，所述實(shí)施例作為參照附圖的非限制性的實(shí)施例。[0056]圖1是根據(jù)本發(fā)明的臂的示意圖。
[0057]圖2是圖1的一部分的截面的細(xì)節(jié)放大圖。
[0058]圖3是圖1中臂的分段的細(xì)節(jié)示意圖。
[0059]圖4示意性示出了本發(fā)明的伸縮臂的中心部分和末端之間的連接的第一種形式的實(shí)施例的部分截面。
[0060]圖5示意性示出了本發(fā)明的伸縮臂的中心部分和末端之間的連接的第二種形式的實(shí)施例。
[0061]為了便于理解，在可能的地方，相同的附圖標(biāo)記已被用于表示附圖中相同的公共元件。
【具體實(shí)施方式】
[0062]參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的伸縮臂用數(shù)字10表示，并且可在起重機(jī)中用于提升負(fù)荷(僅在圖1中示意性示出)，例如在建筑或建造領(lǐng)域。
[0063]伸縮臂10包括多個(gè)分段12、14、16，其中一個(gè)在另一個(gè)之內(nèi)滑動(dòng)，該分段可被線性延伸以假定一個(gè)延伸的操作狀態(tài)，或者在非操作狀態(tài)或當(dāng)機(jī)器停止時(shí)一個(gè)在另一個(gè)內(nèi)縮回。
[0064]分段12、14、16具有盒狀的橫截面，在內(nèi)部設(shè)定相應(yīng)的軸向定位基座25、27，以在其縮回位置容納分段。
[0065]分段12、14、16的往復(fù)部分具有配合的形狀和尺寸，以便在可能或需要時(shí)能夠按照通常的可伸縮結(jié)構(gòu)被軸向插入各自的軸向定位基座25、27。
[0066]本實(shí)施例中，所示的伸縮臂10包括:
-第一下部分段12，有角度地通過鉸接裝置42約束至支承平面，并連接至允許臂的相應(yīng)分段的伸出/縮回運(yùn)動(dòng)的液壓缸或其它線性驅(qū)動(dòng)器44 ；
-位于中間位置的第二分段14 ；
-第三上部分段16，其具有端部，吊鉤29被連接至該端部以提升負(fù)荷31。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)分段12、14、16包括長(zhǎng)方形的和內(nèi)部中空的管狀中心部分22、28,34,以及相應(yīng)的頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32，該頭部末端和尾部末端也是中空形狀以便與例如管狀(如套管、環(huán)、環(huán)狀帶、液壓缸或類似的或相當(dāng)?shù)男螤?的中心部分
22、28、34 配合。
[0068]根據(jù)本發(fā)明，分段12、14、16的中心部分22、28、34由復(fù)合材料制成，本實(shí)施例中復(fù)合材料基于分布在熱固性樹脂中的碳纖維。
[0069]此外，根據(jù)本發(fā)明，本實(shí)施例中，頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32完全由具有高的機(jī)械阻力的金屬(例如鋼)制成。在其它變化中，頭部末端18、24、30和尾部末端
20、26、32僅部分由金屬制成，該金屬部分具有合適的尺寸以獲得必要的機(jī)械阻力。
[0070]特別地，第一分段12具有被連接至鉸接裝置42和千斤頂44的中心部分22、上部末端18和下部末端20。
[0071]如圖3 (為便于表示，其中尺寸比例故意沒有示出)中的示例所示的第二分段14具有中心部分28、上部末端24和下部末端26，該下部末端26必定在伸縮臂10的伸出狀態(tài)下與第一分段12的上部末端20配合。[0072]第三分段16具有中心部分34、連接至吊鉤29的上部末端30、以及下部末端32，該下部末端32必定在伸縮臂10的伸出狀態(tài)下與第二分段14的上部末端24配合。
[0073]根據(jù)一種形式的實(shí)施例，第三分段16的上部末端30可被連接至帶型的加強(qiáng)元件，該加強(qiáng)元件也可在非工作位置作為停止裝置。
[0074]分段12、14、16之間可設(shè)有傳統(tǒng)的導(dǎo)向兀件,例如位于分段12、14、16本身內(nèi)部和外部的滑塊，以便于其往復(fù)滑動(dòng)。
[0075]應(yīng)當(dāng)指出的是，在伸縮臂10的至少一部分的伸出狀態(tài)下，兩兩配合的分段12、14、16的相應(yīng)的頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32必定用于交換垂直于分段本身的負(fù)荷(如圖2中箭頭V所示),而相反地，圖2中箭頭F所示的彎曲負(fù)荷影響分段12、14、16的中心部分22、28、34。
[0076]特別地，頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32之間的負(fù)荷的交換發(fā)生在所謂的上部或下部蓋板(platbands)上，即與垂直于臂的所提升的負(fù)荷的分量橫向的分段的表面，而橫向側(cè)面(即與垂直分量平行的分段的表面)基本上不影響負(fù)荷的交換。
[0077]因此，如上所述，在一些變化中，可以假設(shè)頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32不完全由金屬(例如鋼)制成，而只是部分(即只是某些部分，或剛性插入件)由金屬制成，其適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在負(fù)荷對(duì)結(jié)構(gòu)影響最大的部位(例如蓋板)上，而其余部分可由中心部分22、
28、34的復(fù)合材料制成。
[0078]因此，無論是軸向方向還是切向方向(即沿周邊)，材料都有可能具有從金屬到復(fù)合材料的變化。
[0079]例如，因此，能夠定義這樣的配置，其中金屬部分與那些復(fù)合材料在頭部末端18、24,30和尾部末端20、26、32的橫截面的整個(gè)周邊上沿軸向相互參雜，或者定義其他配置，其中只有頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32的橫截面的一些片段或周邊兩側(cè)由金屬制成，而其他部分由復(fù)合材料制成。
[0080]分段12、14、16的中心部分22、28、34與相應(yīng)的頭部末端18、24、30和尾部末端20、26,32的一些連接方法將在下文中描述，在本發(fā)明的領(lǐng)域范圍內(nèi)作為非限制性的示例。
[0081]特別參照?qǐng)D4和圖5，作為非限制性的示例，中心部分22與第一分段12的金屬制成的上部末端18之間的連接被示出；然而，該描述對(duì)于中心部分22、28、34與相應(yīng)的頭部末端18、24、30和尾部末端20、26、32之間的連接通常是有效的。
[0082]特別是圖4中，根據(jù)第一種類型的連接，設(shè)有合適尺寸的陽(yáng)接頭元件37，其制造在中心部分22的末端。
[0083]在圖4中，例如具有“T”形截面的陽(yáng)接頭元件37被示出；然而，這不能被理解為限制本發(fā)明的保護(hù)領(lǐng)域，因?yàn)槟苓_(dá)到該目的的等效并合適的其他幾何構(gòu)造也能被獲得，所有這些都處于本發(fā)明的保護(hù)領(lǐng)域范圍內(nèi)。
[0084]由于被配置來連接在連接基座38內(nèi)，而該連接基座通過已知的加工技術(shù)以金屬被制造在上部末端18上，陽(yáng)接頭元件37被部分埋沒在復(fù)合材料制成的中心部分22的最后區(qū)段的復(fù)合材料的基體內(nèi)，并且它們的一部分超出中心部分22沿軸向突出。
[0085]機(jī)械連接裝置39 (例如鉚釘或螺釘)可被用于為陽(yáng)接頭部件37提供約束并與金屬制成的上部末端18固定。為達(dá)到這個(gè)目的，末端18可具有相應(yīng)的連接孔41。
[0086]替代地，陽(yáng)接頭元件37和分段12的末端18可被焊接。[0087]陽(yáng)接頭元件37也可由與分段12的末端18的材料不同的金屬材料(例如鈦)制成。
[0088]根據(jù)圖5中的一種形式的實(shí)施例，將復(fù)合材料制成的合適形狀的中心部分22的最后區(qū)段(為方便起見，這里用參考標(biāo)記22a表示)和末端18粘接。
[0089]特別地，中心部分22的最后區(qū)段被成形為具有所需的錐度，該錐度優(yōu)選2°和5°之間，由角度a表示。
[0090]以相關(guān)聯(lián)的方式，末端18的相應(yīng)連接部分被成形為具有配合的內(nèi)部錐度，由參考標(biāo)記18a表示。
[0091]這種形式的實(shí)施例將兩個(gè)成形的錐形表面(即最后區(qū)段22a和連接部分18a)粘接，所以能夠獲得基本上整體的結(jié)構(gòu)，即使由不同的材料制成。
[0092]最后區(qū)段22a和連接部分18a的兩個(gè)錐形表面的幾何和粘接構(gòu)造是這樣的，其使得分段以及由此通常得到的伸縮臂具有沿伸展的整個(gè)軸線的不變的橫截面，進(jìn)而防止形成可能會(huì)阻礙不同伸縮分段的相對(duì)滑動(dòng)的臺(tái)階。
【權(quán)利要求】
1.用于能夠提升重荷的起重機(jī)的伸縮臂，所述伸縮臂包括多個(gè)沿共同的中心縱向軸線延伸的管狀分段(12，14，16)，每個(gè)所述分段(12，14，16)能夠在縮回位置和完全伸出位置之間、在沿所述中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段(12，14，16)的內(nèi)部或外部可伸縮地滑動(dòng)，其特征在于， 每個(gè)所述分段(12，14，16)包括管狀中心部分(22，28，34)，該管狀中心部分(22，28，34)是長(zhǎng)方形的和內(nèi)部中空的并由具有增強(qiáng)纖維和熱固性樹脂的基體的復(fù)合材料制成， 其特征還在于，每個(gè)所述分段(12，14，16)具有由金屬制成的至少一個(gè)頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)，該頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)具有強(qiáng)度高的機(jī)械特性并且以與所述管狀中心部分(22，28，34)配合的方式內(nèi)部中空，所述頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)被連接至所述管狀中心部分(22，28，34)的相應(yīng)端部的外部、前部或側(cè)部邊緣， 其中在所述分段(12，14，16)的所述完全伸出位置，所述頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)與沿所述中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段(12，14，16)的相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)的側(cè)部、內(nèi)部或外部表面重疊地直接連接，從而在完全伸出位置的所述分段(12，14，16)的連接和重疊區(qū)段，由于來自通過所述伸縮臂提升的重荷的應(yīng)力而引起的、與所述分段(12，14，16)橫向的分力僅在所述頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)被卸去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂，其特征在于，所述分段(12，14，16)具有盒狀截面，所述盒狀截面為矩形類型、具有圓角底部的矩形、具有圓角邊緣的矩形、六邊形、橢圓形或其他形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臂，其特征在于，所述分段(12，14，16)的外部橫截面和內(nèi)部橫截面對(duì)應(yīng)于所述管狀中心部分(22，28，34)都是不變的，或者分段(12，14，16)的外部橫截面對(duì)應(yīng)于所述管狀中心部分(22，28，34)是錐形的，而內(nèi)部橫截面對(duì)應(yīng)于所述管狀中心部分(22，28，34)是不變的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的臂，其特征在于，用于制造中心部分(22，28，34)的復(fù)合材料由分布在熱固性樹脂中的碳或芳族聚酰胺纖維(Kevlar?)制成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的臂，其特征在于，所述復(fù)合材料由單向纖維制成，或者由交織和/或交錯(cuò)的纖維、或具有隨機(jī)分布的纖維制成。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的臂，其特征在于，所述復(fù)合材料由具有隨機(jī)的或預(yù)定的分布的長(zhǎng)纖維和短纖維的混合物制成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的臂，其特征在于，用于制造管狀中心部分(22，28，34)的復(fù)合材料是多層類型。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的臂，其特征在于，對(duì)應(yīng)于與相應(yīng)的頭部(18，24，30)和/或尾部(20，26，32)末端連接的區(qū)段，管狀中心部分(22，28，34)具有相同形狀的連接裝置(37)，該連接裝置(37)能夠與設(shè)于頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)的相對(duì)連接裝置(38)機(jī)械地配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的臂，其特征在于，由復(fù)合材料制成的管狀中心部分(22，28，34)被粘接至相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)。
10.包括上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的伸縮臂的起重機(jī)。
11.制造用于能夠提升重荷的起重機(jī)的伸縮臂(10)的方法，該伸縮臂(10) 包括多個(gè)沿共同的中心縱向軸線延伸的管狀分段(12，14，16)，每個(gè)所述分段(12，14，16)能夠在縮回位置和完全伸出位置之間、在沿所述中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段(12，14，16)的內(nèi)部或外部可伸縮地滑動(dòng)，其特征在于， 所述方法使得每個(gè)所述分段(12，14，16)具有管狀中心部分(22，28，34)，該管狀中心部分(22，28，34)是長(zhǎng)方形的和內(nèi)部中空的并由具有增強(qiáng)纖維和熱固性樹脂的基體的復(fù)合材料制成， 所述方法還使得每個(gè)所述分段(12，14，16)具有由金屬制成的、具有強(qiáng)度高的機(jī)械特性的、以與所述管狀中心部分(22，28，34)配合的方式內(nèi)部中空的頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)，每個(gè)頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)被連接至所述管狀中心部分(22，28，34)的相應(yīng)端部的外部、前部或側(cè)部邊緣， 其中在所述分段(12，14，16)的所述完全伸出位置，所述頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)與沿所述中心縱向軸線相鄰且連續(xù)的另一個(gè)分段(12，14，16)的相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)的側(cè)部、內(nèi)部或外部表面重疊地直接連接，從而在完全伸出位置的所述分段(12，14，16)的連接和重疊區(qū)段，由于來自通過所述伸縮臂提升的重荷的應(yīng)力而引起的、與所述分段(12，14，16)橫向的分力僅在所述頭部末端(18，24，30)和/或尾部末端(20，26，32)被卸去。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法具有: 第一步驟，其中合適數(shù)量的纖維層被沉積在合適的陰模的容積內(nèi)或合適的陽(yáng)模的外表面上，所述纖維層可能在隨后的步驟中被浸潰； 可能的第二步驟，其中對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱處理； 第三步驟，其中在獲得的分段(12，14，16)上進(jìn)行機(jī)械修整的必要的加工；以及 第四步驟，其中將獲得的分段(12，14，16)和相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和尾部末端(20，26，32)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在第一步驟的過程中、或者在第一步驟和第二步驟之間的過程中，相同形狀的連接裝置(37)對(duì)應(yīng)于與相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和尾部末端(20，26，32)連接的區(qū)段進(jìn)行安置，所述相同形狀的連接裝置(37)能夠與在頭部末端(18，24，30)和尾部末端(20，26，32)上制造的相對(duì)連接裝置(38)機(jī)械地配合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法將由復(fù)合材料制成的管狀中心部分(22，28，34)粘接至相應(yīng)的頭部末端(18，24，30)和尾部末端(20，26，32)。
【文檔編號(hào)】B66C23/70GK103687799SQ201280035578
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月17日
【發(fā)明者】莫羅·馬可·科特里尼, 斯特凡諾·費(fèi)雷, 保羅·達(dá)里奧·邁尼 申請(qǐng)人:西法股份公司