КРАН
CRANE

Настоящее изобретение относится к крану, который включает в себя:
- основание для установки крана,
- главную балку, шарнирно соединенную с основанием,
- сочлененную балку, шарнирно соединенную с главной балкой,
- приводной цилиндр для перемещения главной балки относительно основания,
- второй приводной цилиндр для перемещения сочлененной балки относительно главной балки, и
- напорный цилиндр, соединенный с одним приводным цилиндром, выполненный с возможностью следования за этим приводным цилиндром для создания давления для второго приводного цилиндра.
В известных уборочных машинах обычно используются два типа подъемных кранов, основанных на разных основных принципах, которые являются краном пути движения и краном со скользящей балкой. В уборочных машинах краны пути движения наиболее широко используются и производятся в нескольких разных вариантах выполнения несколькими разными фирмами-производителями. Основная идея относительно крана пути движения состоит в том, чтобы осуществлять по существу горизонтальное, приблизительно линейное перемещение внешнего конца балки подъемного крана и одновременно нагрузки, которую он несет, посредством направления одним рабочим устройством, например гидроцилиндром. Это свойство оценивается как предпочтительное и желательное в уборочных машинах, назначение балки которых состоит, главным образом, в использовании балки для подъема деревьев вокруг машины для обработки головкой уборочной машины.
Публикация патента США № 7523834 B2, который описывает одну форму варианта выполнения подъемного крана пути движения, известна на известном уровне техники. Подъемный кран пути движения состоит из основания, с которым шарнирно соединена главная балка, при этом сочлененная балка может поворачиваться, в свою очередь, относительно главной балки. Между основанием и главной балкой расположен подъемный цилиндр для подъема главной балки и в связи с главной балкой расположен приводной цилиндр для управления сочлененной балкой. Перемещение складывания сочлененной балки осуществляется при помощи приводного цилиндра и рычажного механизма, связанного с ним. Недостатки с решением представляют собой дополнительный вес, придаваемый рычажным механизмом, а также сложность конструкции рычажного механизма. Кроме того, усложненный рычажный механизм, расположенный далеко от подъемной балки, может ограничивать видимость для оператора.
В соответствии со вторым решением согласно известному уровню техники подъемный цилиндр и приводной цилиндр синхронизированы при помощи напорного цилиндра, который замещает рычажный механизм. Поршневые штоки напорного цилиндра и приводного цилиндра постоянно соединены друг с другом таким образом, что, когда приводной цилиндр движется, напорный цилиндр следует за перемещением приводного цилиндра, производя рабочее давление и объемный расход для подъемного цилиндра.
Напорный цилиндр и приводной цилиндр поворачиваются параллельно между главной балкой и сочлененной балкой. Давление подачи направляется только к приводному цилиндру, который создает неравную нагрузку в креплении приводного цилиндра и напорного цилиндра. Эта неравная нагрузка создает тенденцию скручивания балок и шарниров, создавая ассиметричные напряжения в структуре подъемного крана пути движения. Для обеспечения необходимого срока службы конструкций балки и шарниры должны быть усилены и сделаны более прочными, чем обычно. Кроме того, ходы параллельных цилиндров должны иметь очень точно одинаковую длину, поскольку иначе разность длины хода также создаст серьезные дополнительные напряжения в конструкциях.
Изобретение направлено на создание лучшего крана, чем краны известного уровня техники, в котором напряжения в балках и шарнирах выровнены симметрично и который может быть произведен более компактным. Характеристические признаки настоящего изобретения сформулированы в п. 1 прилагаемой формулы изобретения.
Это намерение может быть достигнуто посредством подъемного крана, который включает в себя основание для установки крана, главную балку, шарнирно соединенную с основанием, и сочлененную балку, шарнирно соединенную с главной балкой. Кроме того, кран включает в себя по меньшей мере два приводных цилиндра для приведения в действие главной балки и сочлененной балки и напорный цилиндр, выполненный с возможностью следования за одним приводным цилиндром для создания давления для другого приводного цилиндра. Напорный цилиндр скомпонован по существу соосно с одним приводным цилиндром для формирования многокамерного цилиндра. Таким образом, и приводной цилиндр, и напорный цилиндр расположены соосно таким образом, что силы, направленные приводным цилиндром и напорный цилиндром, воздействуют на крепления и балки симметрично. Кроме того, конструкция может быть выполнена без рычажного механизма, таким образом достигая получения структуры, которая легче, чем структуры согласно решениям известного уровня техники.
Предпочтительно, приводной цилиндр, управляющий работой главной балки, является подъемным цилиндром, и приводным цилиндром, управляющим работой сочлененной балки, является цилиндр сочленения.
Предпочтительно, напорный цилиндр в рабочем состоянии находится между приводными цилиндрами.
Предпочтительно, цилиндр сочленения интегрирован с напорным цилиндром для формирования многокамерного цилиндра таким образом, что подъемный цилиндр может работать отдельно, не перемещая цилиндр сочленения. Это позволяет поднимать конец сочлененной балки подъемного крана на выбранную высоту без перемещения цилиндра сочленения.
Предпочтительно, кран представляет собой кран пути движения, в котором функции приводных цилиндров синхронизированы. Это допускает управление подъемным краном с использованием единого управления.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в многокамерном цилиндре приводной цилиндр и напорный цилиндр, по меньшей мере частично, расположены поверх/внутри друг друга в радиальном направлении многокамерного цилиндра. Таким образом, многокамерный цилиндр может быть заметно коротким и в целом довольно компактным.
Многокамерный цилиндр может включать в себя компонент цилиндра и полый поршневой шток, при этом поршневой шток является полым до наружной поверхности компонента цилиндра многокамерного цилиндра. При помощи полого поршневого штока в многокамерном цилиндре могут быть сформированы несколько камер цилиндра.
Предпочтительно, многокамерный цилиндр включает в себя четыре камеры цилиндра, из которых первая камера цилиндра на стороне дна, принадлежащая многокамерному цилиндру, и вторая камера цилиндра внутри поршневого штока на стороне поршневого штока, принадлежащая многокамерному цилиндру, скомпонованы для формирования приводного цилиндра. Третья камера цилиндра снаружи от поршневого штока на стороне поршневого штока многокамерного цилиндра и четвертая камера цилиндра снаружи от компонента цилиндра внутри поршневого штока скомпонованы для формирования напорного цилиндра. Благодаря такой конструкции достигнута достаточная сила для управления приводным цилиндром.
В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения в многокамерном цилиндре приводной цилиндр и напорный цилиндр расположены по существу соосно последовательно. Такая конструкция многокамерного цилиндра является легкой и дешевой в производстве и благодаря конструкции исключается изготовление полого поршневого штока.
Многокамерный цилиндр может включать в себя компонент цилиндра, перегородку для разделения компонента цилиндра на две части и поршневой шток, проходящий через перегородку. Поршневой шток в этом случае может быть непрерывным и цельным.
Предпочтительно, в многокамерном цилиндре приводной цилиндр находится на стороне поршневого штока. В этом случае получена достаточно большая сила для задвигания многокамерного цилиндра.
Предпочтительно, многокамерный цилиндр имеет меньший зазор, чем приводной цилиндр, который не принадлежит многокамерному цилиндру. В этом случае, если цилиндр сочленения является многокамерным цилиндром, в подъемном цилиндре будет оставаться зазор для регулирования высоты конца сочлененной балки даже при том, что зазор подъема цилиндра сочленения использовался бы полностью.
Кран может включать в себя широкоугольный шарнир, шарнирно соединенный с сочлененной балкой, при этом с указанным широкоугольным шарниром непосредственно соединен приводной цилиндр, управляющий сочлененной балкой. В таком случае кран может быть выполнен без рычажного механизма, который затрудняет работу и конструкцию подъемного крана.
Приводной цилиндр, управляющий главной балкой, может поворачиваться между основанием и главной балкой. В таком случае конструкция основания может быть простой, и она может быть выполнена без плеча рычага.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения главная балка включает в себя две части балки, которые соединены друг с другом под тупым/больше 180° углом. Таким образом, подъемный кран получает дополнительный радиус действия без увеличения хода подъемного цилиндра.
Предпочтительно, главная балка содержит первый конец и второй конец, при этом первым концом главная балка поворачивается относительно основания, и сочлененная балка поворачивается одним концом относительно второго конца главной балки. Это максимизирует радиус действия подъемного крана.
Кран может включать в себя два напорных цилиндра, и оба приводных цилиндра могут быть многокамерными цилиндрами. Уровень давления гидравлического насоса в таком случае может оставаться меньшим во всех рабочих ситуациях.
Кран может включать в себя гидравлический аккумулятор, установленный в связи с многокамерным цилиндром, управляющим главной балкой, для создания дополнительного давления для многокамерного цилиндра. В гидравлическом аккумуляторе может существовать, например, давление подачи, которое может использоваться в многокамерном цилиндре для удерживания балок подъемного крана. Таким образом, в многокамерных цилиндрах может использоваться меньшее давление.
Посредством подъемного крана в соответствии с изобретением может быть достигнута более долговечная и более свободно действующая конструкция подъемного крана по сравнению с краном известного уровня техники, который может быть выполнен более просто с меньшим весом и с пониженным центром тяжести. Кроме того, конструкция, соответствующая изобретению, допускает очень хорошую управляемость подъемного крана, например, при подъеме груза вблизи основания подъемного крана, при этом нагрузка вызывает давление в подъемном цилиндре, что дает прямой предпочтительный эффект для напорного цилиндра, сформированного многокамерным цилиндром. Поскольку в то же время нагрузка в кране имеет тенденцию перемещать напорный цилиндр против давления, вызванного подъемным цилиндром, удерживание нагрузки относительно основания подъемного крана происходит управляемо и без раскачивания под действием тяжести.
Далее изобретение описано подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, изображающие некоторые варианты осуществления изобретения, на которых:
фиг. 1a - вид сбоку подъемного крана в соответствии с известным уровнем техники, когда балка подъемного крана задвинута,
фиг. 1b - вид сбоку подъемного крана в соответствии с известным уровнем техники, когда балка подъемного крана выдвинута,
фиг. 1c - схематическая гидравлическая схема второго подъемного крана в соответствии с известным уровнем техники,
фиг. 2a - вид сбоку подъемного крана в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, когда балка подъемного крана выдвинута,
фиг. 2b - схематическая гидравлическая схема подъемного крана в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения,
фиг. 3a - вид сбоку подъемного крана в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, когда балка подъемного крана выдвинута,
фиг. 3b - схематическая гидравлическая схема подъемного крана в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения,
фиг. 4a - схематическая гидравлическая схема подъемного крана в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения,
фиг. 4b - схематическая гидравлическая схема подъемного крана в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 1a и 1b показан один подъемный кран 10 в соответствии с известным уровнем техники. Кран 10, показанный на чертежах, является краном пути движения, который включает в себя основание 12, главную балку 14, шарнирно соединенную с основанием 12, и сочлененную балку 16, шарнирно соединенную с главной балкой 14. Балки 14 и 16 подъемного крана 10 управляются при помощи двух приводных цилиндров 30, из которых один приводной цилиндр 30 является подъемным цилиндром 24, и другой является цилиндром 52 сочленения.
Согласно фиг. 1a и 1b в кране 10, соответствующем известному уровню техники, перемещение складывания между балками 14 и 16 осуществляется с использованием механического рычажного механизма 66. Рычажный механизм 66 включает в себя нижний рычаг 67 и тяговую штангу 68, посредством которых работают широкоугольный шарнир 55 и синхронизирующий рычаг 22. Согласно чертежам, рычажный механизм 66 делает конструкцию подъемного крана 10 довольно сложной и трудной с точки зрения конструирования, поскольку только незначительное количество степеней свободы остается относительно местоположений различных рычагов и шарниров. Кроме того, конструкция делает кран дорогим и трудно реализуемым.
На фиг. 1c схематически показана гидравлическая схема второго подъемного крана в соответствии с известным уровнем техники. В этом решении приводные цилиндры 30 приспособлены для работы параллельно таким образом, что рабочее давление, подаваемое к одному приводному цилиндру 30, подается при помощи напорного цилиндра 54 ко второму приводному цилиндру 30. Напорный цилиндр 54 и цилиндр 52 сочленения установлены и соединены параллельно, как показано на фиг. 1c. В соответствии с фигурой цилиндр 52 сочленения и напорный цилиндр 54 соединены параллельно таким образом, что поршневые штоки 39 обоих цилиндров механически связаны друг с другом. Давление подачи проходит по питающей линии 62 к главному направляющему клапану 44, который используется для задания выдвигания или задвигания балки подъемного крана. Если необходимо выдвинуть балки, поток направляется направляющим клапаном 44 в линию 42 сгибающего давления, которая направляет поток жидкости под давлением в камеру цилиндра стороны основания 71 цилиндра 52 сочленения, действующего как приводной цилиндр. В этом случае давление перемещает поршень 41 и поршневой шток 39 наружу, при этом такое же перемещение происходит соответственно в напорном цилиндре 54, поскольку поршневые штоки 39 постоянно соединены друг с другом. В этом случае повышается давление в напорном цилиндре 54 на стороне поршневого штока 39, при этом давление направляется в напорную линию 48 для сокращения подъемного цилиндра 24 и через него в камеру цилиндра на стороне основания 71 подъемного цилиндра 24. От стороны поршневого штока 39 подъемного цилиндра 24 поток рабочей жидкости направляется в обратную линию 40, откуда поток наконец поступает в линию 80 резервуара. Таким образом, подъемный цилиндр 24 втягивается и одновременно балка 14 поворачивается вперед вокруг шарнира 69.
Когда необходимо задвигание, то есть сгибание балок подъемного крана, направление направляющего клапана 44 изменяется таким образом, что поток направляется к поршню 41 стороны поршневого штока 39 цилиндра 52 сочленения, когда перемещения цилиндров происходят в обратном порядке. Для индивидуальной работы подъемного цилиндра 24 кран также может включать в себя вспомогательный направляющий клапан 46. Главный направляющий клапан 44 может быть в запертом положении 47, когда предпочтительно использовать вспомогательный направляющий клапан 46 при управлении только подъемным цилиндром. При работе главного направляющего клапана 44 вспомогательный направляющий клапан 46 может находиться в запертом положении 47 или в положении прямого потока в зависимости от необходимости управлять подъемным цилиндром независимо от цилиндра сочленения.
В соответствии с фиг. 1c в кране, соответствующем известному уровню техники, цилиндр сочленения и напорный цилиндр расположены параллельно друг другу и прикреплены к главной балке. Другими словами, продольная ось цилиндра сочленения находится на одной стороне продольной оси главной балки, и продольная ось напорного цилиндра частично находится на другой стороне продольной оси главной балки. Цилиндры расположены симметрично, но силы, которые они вызывают, приводят к ассиметричным напряжениям в креплениях и шарнирах главной балки. Давление подачи направлено только в приводной цилиндр таким образом, что это приводит к тенденции вызова скручивания главной балки. Подобным образом, если подъемным цилиндром управляют при помощи вспомогательного направляющего клапана, напорный цилиндр направляет неравномерное распространение сил к главной балке. Между цилиндрами может использоваться гидравлический аккумулятор 106, который ослабляет колебания. Его емкость невелика и не воздействует на траекторию движения.
На фиг. 2a показан первый вариант выполнения подъемного крана 10 в соответствии с изобретением. Кран 10 включает в себя основание 12 для установки крана 10, например, на уборочную машину или подобную рабочую машину и главную балку 14, содержащую первый конец 18 и второй конец 20, при этом при помощи первого конца 18 главная балка 14 поворачивается относительно основания 12. Кроме того, кран 10 включает в себя сочлененную балку 16, поворачивающуюся одним концом 23 относительно второго конца 20 главной балки 14. Кроме того, кран 10 включает в себя по меньшей мере два цилиндра 30 для управления главной балкой 14 и сочлененной балкой 16, а также напорный цилиндр 54 (показанный на фиг. 2b), конфигурированный для следования за одним приводным цилиндром 30 для создания давления для другого приводного цилиндра 30. В кране, соответствующем изобретению, напорный цилиндр 54 объединен соосно с одним приводным цилиндром 30 для формирования многокамерного цилиндра 26. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 2а-3b, цилиндр 52 сочленения и напорный цилиндр 54 скомбинированы для формирования многокамерного цилиндра 26.
На фиг. 2b показана схематическая гидравлическая схема, соответствующая первому варианту выполнения подъемного крана, соответствующего изобретению. В соответствии с фигурой самое большое отличие гидравлической схемы относительно известного уровня техники представляет объединение напорного цилиндра 54 и приводного цилиндра 30 для формирования единого многокамерного цилиндра 26. В этом варианте осуществления изобретения многокамерный цилиндр 26 состоит из двух цилиндров, скомпонованных, по меньшей мере частично, один внутри другого. Приводной цилиндр 30 сформирован из первой камеры 32 цилиндра в основании части 60 цилиндра многокамерного цилиндра 26 и второй камеры 34 цилиндра на стороне поршневого штока 39 в полой части 57 поршневого штока 39, сформированной внутри части 60 цилиндра многокамерного цилиндра 26. Из них первая камера 32 цилиндра действует как сторона повышенного давления приводного цилиндра, сгибая балки подъемного крана, в то время как вторая камера 34 цилиндра действует как сторона выпуска.
Второй цилиндр многокамерного цилиндра 26, то есть напорный цилиндр 54, состоит из третьей камеры 36 цилиндра внутри части 60 цилиндра на стороне поршневого штока 39 и снаружи от поршневого штока 39 и четвертой камеры 38 цилиндра на стороне поршневого штока снаружи от части 60 цилиндра и сформированной в полом поршневом штоке 39. Из них третья камера 36 цилиндра является стороной повышенного давления, и четвертая камера 38 цилиндра, в свою очередь, является стороной выпуска при задвигании балок подъемного крана.
В соответствии с фиг. 2b гидравлика подъемного крана в соответствии с изобретением, предпочтительно, включает в себя два направляющих клапана 44 и 46, из которых находящийся справа на фигуре является главным направляющим клапаном 44 и находящийся слева является вспомогательным направляющим клапаном 46. На фигуре главный направляющий клапан 44 находится в положении 49 прямого потока, когда балки подъемного крана приближаются друг к другу, то есть балки задвинуты. Поток рабочей жидкости под давлением первоначально направляется от насоса по питающему трубопроводу 62 к главному направляющему клапану 44. Оттуда поток направляется в ситуации, соответствующей фиг. 2b, в напорную линию 42 задвигания балок, то есть сгибания, при этом указанная линия, в свою очередь, проводит поток к первой камере 32 цилиндра многокамерного цилиндра 26. В первой камере 32 цилиндра давление начинает толкать поршень 41 многокамерного цилиндра 26 и посредством этого поршневой шток 39. Масло, содержащееся во второй камере 34 цилиндра, вытекает из второй камеры 34 цилиндра в обратную линию 40 сгибания и по ней к главному направляющему клапану 44 и в линию 80 резервуара. Посредством этого перемещения приводного цилиндра длина цилиндра сочленения увеличивается и при помощи широкоугольного шарнира сочлененная балка сгибается относительно главной балки.
В то же время, когда давление в первой камере 32 цилиндра перемещает поршень 41 многокамерного цилиндра 26, рабочая жидкость, содержащаяся в третьей камере 36 цилиндра, вытесняется из третьей камеры 36 цилиндра в напорную линию 48 выдвигания подъемного цилиндра 24, откуда поток направляется в камеру цилиндра стороны дна 71 подъемного цилиндра 24. Поршень 41 подъемного цилиндра 24 тогда перемещается, толкая поршневой шток 39 наружу, когда рабочая жидкость, содержащаяся в подъемном цилиндре 24, вытекает от стороны поршневого штока 39 в обратную линию 50 выдвигания подъемного цилиндра 24. Из выпускной линии 50 поток направляется к четвертой камере 38 цилиндра многокамерного цилиндра 26.
Если необходимо выдвинуть балки подъемного крана, главный направляющий клапан переводится в положение 45 поперечного потока, когда поршень многокамерного цилиндра движется в противоположном направлении, одновременно также перемещая подъемный цилиндр при помощи гидравлического направляющего соединения. Если необходимо регулировать высоту по вертикали сочлененной балки подъемного крана, подъемный цилиндр может использоваться отдельно, не поворачивая сочлененную балку относительно главной балки. Для таких ситуаций кран, предпочтительно, также включает в себя вспомогательный направляющий клапан 46, посредством которого давление может быть направлено к подъемному цилиндру 24 без перемещения многокамерного цилиндра 26. Поскольку подъемный цилиндр 24 и многокамерный цилиндр 26 гидравлически соединены последовательно, перемещение подъемного цилиндра 24 имеет тенденцию перемещения многокамерного цилиндра 26. С этой целью главный направляющий клапан 44 также предусматривает запертое положение 47, посредством которого потоки в первой и второй камерах 32 и 34 цилиндра могут быть предотвращены. Работа напорного цилиндра тогда также предотвращается. В случае необходимости, подъемный цилиндр может всегда также работать одновременно с цилиндром сочленения, если необходимо поднять или опустить сочлененную балку.
В этом варианте осуществления изобретения вторая камера 34 цилиндра и третья камера 36 цилиндра многокамерного цилиндра 26 являются взаимозаменяемыми с точки зрения их функций. Это означает, что вторая камера 34 цилиндра также может использоваться в качестве части напорного цилиндра, когда третья камера 36 цилиндра используется в качестве части приводного цилиндра. Первая камера 32 цилиндра и четвертая камера 38 цилиндра также могут быть взаимозаменяемыми, если размерность может быть сделана совместимой с конфигурацией подъемного крана.
На фиг. 3a показан кран, соответствующий второму варианту осуществления изобретения. Отличие между вариантами осуществления изобретения, показанными на фиг. 2a и фиг. 3a, состоит в том, что в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3a, многокамерный цилиндр 26 выполнен посредством расположения приводного цилиндра и напорного цилиндра по существу соосно последовательно, тогда как в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2a, эти цилиндры, по меньшей мере частично, расположены один поверх другого в радиальном направлении многокамерного цилиндра. В этой связи слово «по существу» относится к тому факту, что цилиндры, формирующие многокамерный цилиндр, могут не быть абсолютно концентрическими. Кроме того, существует также отличие конструкции многокамерного цилиндра 26 в прикреплении многокамерного цилиндра 26 к главной балке 14. В соответствии с фиг. 3a главная балка 14 может быть немного изогнутой, то есть она состоит из двух частей 86 и 88 балки, прикрепленных друг к другу под углом больше 90°. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2a, прикрепление многокамерного цилиндра 26, действующего как цилиндр 52 сочленения, выполнено к кронштейну 84, который расположен приблизительно на полпути вдоль верхней части балки 88. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3a, многокамерный цилиндр длиннее таким образом, что кронштейн 84 перемещен дальше от широкоугольного шарнира 55 между главной балкой 14 и сочлененной балкой 16. В этом варианте выполнения кронштейн 84 может находиться приблизительно в месте соединения частей 86 и 88 балки главной балки 14.
В соответствии с фиг. 3b кран, соответствующий второму варианту осуществления изобретения, может быть по его гидравлике очень подобным варианту выполнения, соответствующему фиг. 2b. Только конструкция многокамерного цилиндра отличается от варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 2b. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3a, многокамерный цилиндр 26 состоит из приводного цилиндра 30 и напорного цилиндра 54. Здесь цилиндры установлены концентрически, то есть соосно последовательно, и для них используется общий поршневой шток 39. Перегородка 74 между цилиндрами устроена так, что сквозь нее проходит поршневой шток 39. На поршневом штоке 39 сформированы два поршня, то есть первый поршень 76 в приводном цилиндре и второй поршень 78 в напорном цилиндре. Многокамерный цилиндр, предпочтительно, включает в себя четыре камеры цилиндра, из которых первая камера 32 цилиндра и вторая камера 34 цилиндра формируют приводной цилиндр 52, и третья камера 36 цилиндра и четвертая камера 38 цилиндра формируют напорный цилиндр 54.
В соответствии с фиг. 3b, если необходимо сгибать балки подъемного крана, давление направляется через главный направляющий клапан 44 к первой камере 32 цилиндра. Работа всех камер цилиндра соответствует в принципе работе камер цилиндра многокамерного цилиндра в соответствии с фиг. 2b. Диаметры гильз цилиндра и поршневых штоков в многокамерном цилиндре последовательных цилиндров могут быть оптимизированы лучше с точки зрения гидравлики, чем в многокамерном цилиндре в соответствии с фиг. 2b. Кроме того, конструкция многокамерного цилиндра в соответствии с фиг. 3b выполняется проще и, таким образом, она дешевле в производстве. Перемещение точки крепления между многокамерным цилиндром и главной балкой вблизи соединения частей балки главной балки понижает изгибающее усилие в горизонтальной части балки главной балки. Многокамерный цилиндр из последовательных приводных цилиндров может быть выполнен без опасности продольного изгиба, поскольку ход остается, главным образом, прежним и длина составляет приблизительно один метр. Многокамерный цилиндр с вложенными цилиндрами в его части приблизительно на 50 мм толще в диаметре, чем многокамерный цилиндр с последовательными цилиндрами.
Согласно фиг. 2a и 3a может применяться крепежное средство 102, например, для рабочей головки уборочной машины или подобного средства на втором конце сочлененной балки 16. Главная балка 14 может быть прикреплена согласно фиг. 2a и 3a к краю основания 12. Предпочтительно, точка крепления главной балки 14 при помощи шарнира 92 к основанию 12 в максимально возможной степени удалена от точки крепления подъемного цилиндра 24 к основанию 12 при помощи шарнира 92. Таким образом, рычаг силы, произведенный подъемным цилиндром, поднимающим главную балку, максимизируется. Предпочтительно, подъемный цилиндр 24 присоединен к главной балке 14 при помощи оси 96 поворота к верхнему концу нижней части 86 балки вблизи соединения между частями 86 и 88 балки. Между главной балкой 14 и сочлененной балкой 16 может находиться широкоугольный шарнир 55, который является шарниром известного типа, состоящим из вспомогательного рычага 28 между шарниром 37 на верхнем конце цилиндра 52 сочленения и шарниром 59 сочлененной балки 16 и синхронизирующего рычага 22, шарнирно соединенного с ним и с главной балкой 14. При помощи широкоугольного шарнира перемещение, увеличивающее длину цилиндра сочленения, преобразуется в перемещение, складывающее балки, и перемещение, сокращающее длину, в свою очередь, к перемещению, выдвигающему балки.
Объединение приводного цилиндра и напорного цилиндра для формирования коаксиального многокамерного цилиндра решает вторую проблему ассиметричных сил в соответствии с решениями известного уровня техники согласно фиг. 1c, поскольку в соосном многокамерном цилиндре силы действуют по существу параллельно одной оси и в то же самое время концентрически. Благодаря многокамерному цилиндру конструкция подъемного крана может быть облегчена по сравнению с краном в соответствии с известным уровнем техники, показанным на фиг. 1a и 1b. По сравнению с краном известного уровня техники в соответствии с фиг. 1a сложный рычажный механизм 66 в целом становится ненужным. В кране, соответствующем изобретению, используется только синхронизирующий рычаг 22 и широкоугольный шарнир 55 между главной балкой 12 и сочлененной балкой 16 рычажного механизма 66 подъемного крана, соответствующего известному уровню техники. Нижний рычаг и тяговая штанга могут быть удалены, и основание 12 может быть сделано значительно более простым. Благодаря этим изменениям кран в соответствии с изобретением значительно легче, чем кран в соответствии с известным уровнем техники и дешевле в производстве. Кроме того, центр тяжести подъемного крана перемещен ближе к основанию, что улучшает устойчивость рабочей машины, и результирующий подъемный момент крана увеличивается.
Конфигурация главной балки в кране в соответствии с изобретением может быть выполнена более свободно, чем согласно решению известного уровня техники, показанному на фиг. 1а и 1b. Согласно решениям известного уровня техники прямая форма рычажной штанги рычажного механизма ограничена формой главной балки, как только прямой части. Отказ от использования рычажного механизма допускает более широкие пути движения для подъемного крана в соответствии с изобретением без ограничений перемещения балок, вызванных рычажным механизмом. Таким образом, конец на стороне крепежных средств сочлененной балки подъемного крана в соответствии с изобретением может подниматься значительно выше - почти в положение прямо над основанием.
В кране в соответствии с изобретением также можно использовать так называемую работу в регенеративном режиме, в котором давление направляется к обеим сторонам поршня приводного цилиндра многокамерного цилиндра. Перемещение приводного цилиндра в этом случае значительно быстрее, поскольку гидравлический насос не требует такого большого объемного расхода. Для выполнения этой функции может применяться дополнительное положение главного направляющего клапана, которое направляет потоки под давлением и в линию сгибающего давления, и в обратную линию. В качестве альтернативы, в штоке, соответствующем фигуре, может применяться другой шток, который направляет объемный расход, исходящий от стороны рычага, назад к стороне дна цилиндра, а не к резервуару. Он работает только при перемещении выдвигания цилиндра. Многокамерный цилиндр с последовательными цилиндрами также может использоваться в регенеративном режиме, если местоположения приводного цилиндра и напорного цилиндра взаимно изменены. В качестве альтернативы, работа в регенеративном режиме может осуществляться, если функции камер цилиндра многокамерного цилиндра таковы, что приводной цилиндр и цилиндр насоса расположены в противоположном порядке относительно показанного на фиг. 3b. Посредством порядка расположения камер цилиндра многокамерного цилиндра в варианте выполнения, показанном на фиг. 3b, поршневой шток на стороне напорного цилиндра может быть выполнен в более тонкой форме, в которой будет легче оптимизировать объем камеры цилиндра. На стороне приводного цилиндра поршневой шток толще таким образом, чтобы не было опасности изгибания.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения объем второй камеры цилиндра, соединенной с обратной линией выдвигания приводного цилиндра, соответствует камере цилиндра стороны дна подъемного цилиндра таким образом, что подъемный цилиндр будет полностью следовать за перемещением многокамерного цилиндра. Объемы камер цилиндра напорного цилиндра и подъемного цилиндра могут не быть одинаковыми при условии, что изменение объема при определенном перемещении напорного цилиндра создает желательное перемещение подъемного цилиндра.
Хотя в вариантах осуществления изобретения, показанных на фигурах, цилиндр сочленения и напорный цилиндр скомбинированы для формирования многокамерного цилиндра, подъемный цилиндр и напорный цилиндр также могут быть скомбинированы для формирования многокамерного цилиндра. Цилиндр сочленения тогда будет обычным цилиндром. Однако такой альтернативный вариант хуже с точки зрения работы подъемного крана, поскольку главная балка, естественно, не может быть поднята без сгибания сочлененной балки без отдельных компонентов, посредством которых может быть прервано соединение между цилиндром сочленения и подъемным цилиндром.
На фиг. 4a показана гидравлическая схема в третьем варианте выполнения подъемного крана в соответствии с изобретением. В этом варианте выполнения используются два напорных цилиндра 54, при этом оба напорных цилиндра 54 интегрированы в связи с приводными цилиндрами 30 для формирования многокамерных цилиндров 26. Другими словами, оба приводных цилиндра 30 являются многокамерными цилиндрами 26. Предпочтительно, применяется также гидравлический аккумулятор 106 в связи с приводным цилиндром 30, управляющим главной балкой, в котором может поддерживаться давление подачи, которое может использоваться для поддерживания балки подъемного крана. Это давление может применяться при подъеме главной балки одновременно с задвиганием сочлененной балки, то есть, когда конец сочлененной балки перемещается как можно ближе к основанию подъемного крана. В этой ситуации при использовании варианта выполнения согласно фиг. 2b или 3b нагрузка на конце сочлененной балки повышает давление в подъемном цилиндре до значительной степени. Одновременно необходимо также поднять давление, сформированное гидравлическим насосом в цилиндре сочленения, которое становится слишком высоким, при этом площадь поверхности основания поршня цилиндра сочленения больше площади поверхности поршня на стороне поршневого штока. Таким образом, избыточное давление должно быть сброшено через предохранительный клапан на управляющем блоке, при этом излишне расходуя энергию.
В кране в соответствии с фиг. 4a давление в гидравлическом аккумуляторе компенсирует массу нагрузки на кране таким образом, что в обоих многокамерных цилиндрах может использоваться меньшее давление. Уровень давления, создаваемого гидравлическим насосом, в таком случае постоянно может быть ниже, и создаваемое давление можно не сбрасывать через предохранительный клапан, исключая излишний расход энергии. Кроме того, подъемный и напорный цилиндры могут иметь немного меньшие размеры, чем при использовании обычного приводного цилиндра в качестве подъемного цилиндра. Количество масла, которое должно перемещаться по пути движения, также уменьшено.
На фиг. 4b показана гидравлическая схема четвертого варианта выполнения подъемного крана в соответствии с изобретением. В этом варианте выполнения используется такой многокамерный цилиндр, в котором применены только три камеры вместо четырех в других вариантах выполнения. Такая конструкция может использоваться вместо многокамерного цилиндра, замещающего подъемный цилиндр, показанный на фиг. 4a.
Кран, соответствующий изобретению, может использоваться, например, не только на уборочных машинах или в других соответствующих вариантах применения, относящихся к валке леса и его обработке, но также и в связи с различными видами экскаваторов или подобных машин. Материалы, которые могут использоваться в кране, могут быть материалами, обычно используемыми в подъемных кранах, такими как свариваемая конструкционная сталь, литейные материалы или им подобные.
На чертежах ссылочные позиции относятся к следующему:
10 - подъемный кран;
12 – основание;
14 - главная балка;
16 - сочлененная балка;
18 - первый конец главной балки;
20 - второй конец главной балки;
22 - синхронизирующий рычаг;
23 - конец сочлененной балки;
24 - подъемный цилиндр;
26 - многокамерный цилиндр;
27 - нижний шарнир механизма тяговой штанги;
28 - вспомогательный рычаг;
29 - нижний шарнир подъемного цилиндра;
30 - приводной цилиндр;
32 - первая камера цилиндра;
33 - верхний шарнир подъемного цилиндра;
34 - вторая камера цилиндра;
36 - третья камера цилиндра;
37 - верхний шарнир цилиндра сочленения;
38 - четвертая камера цилиндра;
39 - шток поршня цилиндра;
40 - линия поворотного давления;
41 – поршень цилиндра;
42 - обратная поворотная линия;
44 - главный направляющий клапан;
45 - положение поперечного потока;
46 - вспомогательный направляющий клапан;
47 – запертое положение;
48 – напорная линия выдвигания подъемного цилиндра;
49 – положение прямого потока;
50 – обратная линия выдвигания подъемного цилиндра;
52 – цилиндр сочленения;
54 – напорный цилиндр;
55 – широкоугольный шарнир;
57 – полая часть штока поршня;
59 – шарнир между вспомогательным рычагом и сочлененной балкой;
60 – компонент цилиндра;
62 – питающая линия;
66 – рычажный механизм;
67 – нижний рычаг;
68 – тяговая штанга;
71 – основание подъемного цилиндра;
74 – перегородка;
76 – первый поршень;
78 – второй поршень;
80 – линия резервуара;
84 – кронштейн;
86 – нижняя часть балки;
88 – верхняя часть балки;
92 – шарнир между главной балкой и основанием;
94 – шарнир между нижним концом подъемного цилиндра и основанием;
96 – шарнир между верхним концом подъемного цилиндра и главной балкой;
102 – крепежные средства;
104 – шарнир нижнего конца цилиндра сочленения;
106 – гидравлический аккумулятор.