本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的具體地在林業(yè)機械中使用的臂架系統(tǒng)中的裝置。這種類型的臂架系統(tǒng)包括至少兩個互連的臂架部件和至少一個連接至臂架部件以使臂架部件相對于彼此和外界移動的動力傳動裝置。

在林業(yè)機械中，臂架系統(tǒng)用于控制各種工具，例如采伐機的切割頭或集材機的木材抓斗。臂架系統(tǒng)于是包括兩個或更多個互連的臂架部件，所述兩個或更多個互連的臂架部件的運動由連接至凸耳或為此目的附接至臂架部件的對應(yīng)的緊固裝置的致動器來控制。這些緊固裝置設(shè)置成將期望的力的效果或支承反作用力傳遞至臂架部件的結(jié)構(gòu)。在林業(yè)機械的情況下，形成動力傳動裝置的這些致動器通常是產(chǎn)生線性推動運動或拉動運動的壓力介質(zhì)操作式致動器。優(yōu)選地，致動器包括傳遞其運動的一個或更多個液壓缸或結(jié)構(gòu)，例如拉桿或推桿。致動器也可以由所述液壓缸和拉桿或推桿的組合形成。

臂架部件常規(guī)地由通過將鋼板或管焊接而組裝成的箱型結(jié)構(gòu)制成，其中，必需的緊固元件主要通過焊接附接至臂架部件。然而，臂架部件中的每個焊接接頭或者對每個焊接接頭的制造使臂架部件的抗疲勞強度變?nèi)?，并且因此縮短了臂架系統(tǒng)的使用壽命以及降低了其可靠操作。試圖通過選擇具有更高材料強度的更強的材料來用于制造臂架部件而解決這個問題。如此，臂架部件能夠更好地承受引向它的載荷。然而，這種解決方案的相反一面是增大了臂架系統(tǒng)的重量，這又削弱了臂架系統(tǒng)的性能。

制造焊接結(jié)構(gòu)由于與制造方法有關(guān)的困難特征而也是費時且費力的。例如，在焊接期間，變形力被引向緊固致動器所需的凸耳，并且因此，需要在焊接之后對凸耳進行機加工以實現(xiàn)尺寸精確的最終結(jié)果。在一些情況下，這個問題已經(jīng)通過由鑄件制成的凸耳通過螺栓接合緊固至臂架部件來解決。然而，與這種解決方案有關(guān)的問題包括例如螺栓的松動和在使用期間需要對結(jié)構(gòu)進行維護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種對由現(xiàn)有技術(shù)的缺點引起的上述問題提供一種完全新穎的解決方案的設(shè)備。

該目的以下述方式實現(xiàn)：根據(jù)本發(fā)明的臂架系統(tǒng)中的裝置設(shè)置有在權(quán)利要求中限定的特有特征。更準(zhǔn)確地，根據(jù)本發(fā)明的這種裝置的主要特征在于，臂架部件包括具有中空結(jié)構(gòu)的長形本體，該臂架部件具有被轉(zhuǎn)軸貫穿以將臂架部件附接至相鄰結(jié)構(gòu)的至少一組接合裝置以及用于將控制臂架系統(tǒng)的致動器連接至本體的至少一組連接裝置。至少一個臂架部件于是形成為由流體/流動性材料制成的均勻的中空部件。

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中公開。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語“臂架系統(tǒng)”指的是由臂架部件構(gòu)成并形成例如木材處理機的進料器、起重機、操縱器或這種類型的一些其他提升裝置的裝置。

術(shù)語“流體材料”在本文中指的是熔融材料和粉末材料兩者。

本發(fā)明提供了顯著的優(yōu)點。因此，通過使用簡單的解決方案，本發(fā)明提供了比以前顯著更強大且更簡化的臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本裝置具有良好的尺寸精度，這對于加快臂架系統(tǒng)的組裝而言最好，因此，使得制造更經(jīng)濟并且在制造方面提供顯著的益處。

本解決方案提供了最佳的材料定位，其中在該裝置中需要最大的強度。當(dāng)由鋼板或管制造臂架系統(tǒng)時，不可能僅在一些結(jié)構(gòu)中改變臂架部件的壁厚。在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，壁厚由最弱點、即通常為板或管結(jié)構(gòu)的焊接接頭來確定。焊接接頭是材料性能由于焊接中的熱量輸入而最弱的位置。因此，在結(jié)構(gòu)的其余部分中需要保持不必要地大的壁厚。在管結(jié)構(gòu)中，橫截面也需要根據(jù)最大應(yīng)力點和方向來定尺寸，由此在其它位置保留了不必要地大的橫截面。當(dāng)利用由流體材料制成的結(jié)構(gòu)時，可以根據(jù)例如負(fù)載、結(jié)構(gòu)重量和空間利用率來優(yōu)化臂架部件的橫截面的形狀。

這樣，實現(xiàn)了比以前更輕的一體的臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣，當(dāng)質(zhì)心較低并且總重量較小時，可以提高臂架系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性兩者并且提高驅(qū)動臂架系統(tǒng)的機器的能量效率。

根據(jù)本裝置的本體還可以形成有比本體的其余部分更細的中間部分。這種類型的臂架部件盡可能少地阻礙了林業(yè)機械操作者對工作現(xiàn)場的可見性。

在以下對本發(fā)明的具體實施方式的更詳細的描述中公開了由本發(fā)明提供的其它優(yōu)點。

附圖說明

在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式進行更詳細地說明，在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明的在具有滑動臂架的起重機的臂架系統(tǒng)中的裝置，

圖2是從后面觀察到的從圖1的臂架系統(tǒng)拆卸的裝置的軸側(cè)圖，

圖3是從前面觀察到的從圖1的臂架系統(tǒng)拆卸的裝置的軸側(cè)圖，

圖4是從前面觀察到的從圖1的臂架系統(tǒng)拆卸的裝置的視圖，

圖5示出了所述裝置在圖4的點A-A處截取的豎向截面，

圖6示出了裝置的與圖5的截面成90度角的另一豎向截面，

圖7示出了圖6的B-B處的水平截面，

圖8示出了圖6的C-C處的水平截面，

圖9示出了圖6的D-D處的水平截面，

圖10示出了圖6的E-E處的水平截面，以及

圖11是設(shè)計階段的應(yīng)力圖，即，由FEM分析產(chǎn)生的視圖。

具體實施方式

本附圖沒有按比例示出臂架系統(tǒng)中的裝置，但附圖是示意性的并且示出了優(yōu)選實施方式的總體結(jié)構(gòu)和操作。附圖中由附圖標(biāo)記示出的結(jié)構(gòu)部件因此對應(yīng)于本說明書中由附圖標(biāo)記所標(biāo)記的結(jié)構(gòu)部件。

圖1借助于示例示出了具有滑動臂架的起重機，在該滑動臂架中利用了本發(fā)明的裝置。由起重機形成的這種類型的臂架系統(tǒng)1包括彼此以可轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置的至少兩個臂架部件，所述至少兩個臂架部件中的第一臂架部件2即主臂架通常通過使用轉(zhuǎn)動底座3、例如轉(zhuǎn)動裝置或起重機工作臺連接至林業(yè)機械。在這種情況下，本裝置形成主臂架。圖中的第二臂架部件4，即具有伸縮延伸部的折疊臂架，通常直接或間接地設(shè)置成支承本身已知的工具，例如采伐機的切割頭或集材機的木材抓斗。這些常規(guī)的工具在本文中不進行更詳細地描述。

臂架系統(tǒng)1的臂架部件2和4包括具有例如如圖2中所示的接合裝置5和6的長形裝置，其中，接合裝置5和6用于將臂架部件以本身已知的鉸接方式連接至相鄰的結(jié)構(gòu)。如圖1中所示，動力傳動裝置7、8和9連接至臂架部件以用于使臂架部件相對于彼此和外界移動來使臂架系統(tǒng)轉(zhuǎn)動并使臂架系統(tǒng)在水平平面和豎向平面上延伸。在本文中，借助于示例示出了包括連接至臂架部件的液壓致動器的動力傳動裝置。然而，應(yīng)當(dāng)記住的是，移動臂架部件也可以通過其他方式實施。這些方式包括各種桿機構(gòu)、推拉桿和棒或甚至線。

在根據(jù)圖2至圖10的實施方式中，形成本裝置的主臂架2包括具有中空結(jié)構(gòu)的長形本體11，見圖5。該本體的第一端部12具有第一接合裝置5，以及根據(jù)本實施方式的本體的第二端部13具有第二接合裝置6，本裝置可以通過第二接合裝置6附為臂架系統(tǒng)1的一部分。本體還具有特定的附接裝置14，控制臂架系統(tǒng)的一個或更多個致動器7、8或9可以通過附接裝置14附接至本體。本裝置由具有足夠強度的鐵、鋼或一些其它流體材料制成。因此，為了使重量最小化，本體被制成具有圍繞本體11中的腔15的包絡(luò)表面16的中空的均勻部件。如此，提供了尺寸精確的臂架部件，其具有位于相反的端部處的僅需要機加工的必需的接合裝置和位于接合裝置之間的用于致動器的至少一個附接裝置。制造之后，臂架部件經(jīng)過精磨以及表面處理，并且必須的區(qū)域通過機加工來拋光。

因此，臂架部件可以通過利用所謂的三維打印的激光燒結(jié)來制成。因此，由適于該目的的軟件建模的臂架部件可以以精確的尺寸制造，使得其具有期望的橫截面輪廓和壁厚。

當(dāng)通過鑄造制造臂架部件時，在鑄造期間通過使用設(shè)置在模具中的砂芯而將鑄件制成中空的以使鑄件被制造得盡可能輕。這在附圖中沒有具體地示出。在鑄造期間，所述芯被支承成優(yōu)選地至少在兩個相反的位置處抵靠臂架部件模具的相反的壁。這種支承在鑄造期間防止將由熔融金屬的升高而引起的內(nèi)部芯的彎曲及運動。為此，將特定的鑄造澆口17、18、19和20制造在本裝置中以用于實施該支承。在根據(jù)附圖的實施方式中，所述鑄造澆口中的兩對鑄造澆口制造在臂架部件中、位于將臂架部件均分的截面21的相反兩側(cè)。根據(jù)圖5的本體的該截面因此由平行的轉(zhuǎn)軸限定，所述平行的轉(zhuǎn)軸貫穿位于本體的相反端部處的接合裝置并以相同的鑄造操作生產(chǎn)。在具有僅一個轉(zhuǎn)軸的實施方式中，該截面由所述至少一個轉(zhuǎn)軸以及本體的與所述至少一個轉(zhuǎn)軸相交的中心軸線一起限定。

當(dāng)然，本裝置也可以鑄造成使得芯通過在本體的截面的相反側(cè)的一個鑄造澆口而被支承，但可以通過使用在截面的第一側(cè)的一個鑄造澆口和在其另一側(cè)的兩個鑄造澆口來獲得更可靠的結(jié)果。

這些鑄造澆口17至20對芯而言是實現(xiàn)強度和充分支承的折中方案。這些鑄造澆口17至20設(shè)計成盡可能地發(fā)揮作用，使得在使用期間向臂架系統(tǒng)1引導(dǎo)載荷時沒有有害的應(yīng)力被引向所述鑄造澆口17至20和主臂架2。因此，鑄造澆口優(yōu)選地基本上為橢圓形/卵形。優(yōu)選地，鑄造澆口還配備有特定的邊緣加強件，以增大裝置的外殼的強度并減小引向裝置的應(yīng)力。這種類型的邊緣加強件例如在圖7和圖10中示出。

上述截面在本體的相反的側(cè)部上還限定了前側(cè)部22和后側(cè)部23，在這種情況下，形成在本體上的附接裝置14位于裝置的前側(cè)部上。

對于由流體材料制造的臂架部件，可以優(yōu)選地通過將本體的橫截面成形成使得該橫截面在與本體的縱向軸線垂直且與截面21相同趨向的方向上比在上述截面的垂直方向上大得多來增大本體11的回轉(zhuǎn)力矩。此外，在這種類型的臂架部件中，可以根據(jù)載荷、結(jié)構(gòu)重量和空間利用率來優(yōu)化裝置中材料的定位，以在每個時刻提供最佳的強度性能。在該優(yōu)化中可以利用產(chǎn)生圖11中所示的應(yīng)力曲線的自身已知的設(shè)計軟件、例如FEM分析。因此，圖7至圖10示出了臂架部件的本體的壁厚和壁形狀兩者在本體的不同點處如何變化。壁厚可以在10mm至100mm之間變化，并且例如當(dāng)通過鑄造制成時優(yōu)選地在18mm至25mm之間變化。本體的橫截面也可以制成朝向本體的中點收緊，或者相反地，本體的橫截面可以沿轉(zhuǎn)軸的方向且從本體的中點朝向兩端擴展。

另一個實施方式也可以由臂架部件形成，其中，代替兩個相反的接合裝置地，本體在其一個端部處具有接合裝置而在其另一端部處具有必需的機加工表面，臂架部件可以通過該必需的機加工表面而直接安裝在轉(zhuǎn)動裝置上。如此，臂架部件在其使用位置上能夠繞其基本豎向的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。在該實施方式中，臂架部件優(yōu)選地是木材進料器的一部分并且特別地形成第一臂架部件，即從集材機的臂架系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動裝置觀察到的進料器的柱或支柱。關(guān)于轉(zhuǎn)動裝置，這種類型的臂架部件例如可以通過例如齒輪傳動裝置轉(zhuǎn)動。所需的齒輪優(yōu)選地可以直接制成以及機加工成為優(yōu)選地通過鑄造制成的臂架部件的一部分。

如在第一實施方式中的那樣，臂架系統(tǒng)中的這種類型的裝置還包括至少兩個互連的臂架部件和至少一個連接至臂架部件以使臂架部件相對于彼此和外界移動的動力傳動裝置。臂架系統(tǒng)的基部側(cè)的臂架部件于是包括具有中空結(jié)構(gòu)并且由流體材料制成的長形本體，該長形本體具有被轉(zhuǎn)軸貫穿以將臂架部件附接至相鄰結(jié)構(gòu)的接合裝置。在本體的相反一端處，本體具有特定的機加工表面，臂架部件例如可以通過該機加工表面安裝在轉(zhuǎn)動裝置上。臂架部件還具有在相同的制造過程中制造的、用于將控制臂架系統(tǒng)的致動器附接至本體的至少一組附接裝置。

如在上述第一實施方式中那樣，該臂架部件也包括由轉(zhuǎn)軸和本體的與轉(zhuǎn)軸相交的中心軸線限定的截面，使得至少一對鑄造澆口在鑄造期間于該截面的相反兩側(cè)形成在本體上。鑄造澆口在操作和結(jié)構(gòu)方面對應(yīng)于上文所述的鑄造澆口。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述描述和相關(guān)附圖僅意在示出本解決方案。因此，該解決方案不限于上文所描述的或權(quán)利要求中限定的實施方式，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，在所附權(quán)利要求中限定的構(gòu)思的范圍內(nèi)的不同變型和改型是可能的。