[發明專利]由復合材料制成的臂和相關生產方法

有效

• 申請號: 201010139987.7
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101879753A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 毛羅·馬爾科·科爾泰利尼;保羅·達里奧·馬伊尼;安德烈亞·貝爾納斯科尼;斯特凡諾·貝雷塔
• 申請（專利權）人: 西法股份公司
• 主分類號: B28C5/42
• 分類號: B28C5/42
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及一種由復合材料制成的臂和相關生產方法。

具體地，本發明特別有利地應用于混凝土攪拌機等，且更具體地，應用于如下所有的這些情況：要求這些車輛的臂達到較大的總高和總長并支撐相當大的重量。有利地，將其優選地應用于分配混凝土或其它類似材料的建筑部門，并且其優選的類型包括多個在端部相對于彼此樞轉的鉸接段(articulated?segment，關節段)。

背景技術

建筑部門中使用的重型工作車輛是已知的，通常由其上裝配有臂的卡車組成，該臂具有多個在端部相對于彼此樞轉的鉸接段。該臂可被定向、延伸和/或伸縮地打開，以分配混凝土或類似材料。該臂能夠到達離卡車相當遠的距離，以保證重型工作車輛的使用的最大靈活性。臂的總重隨著其可到達的距離的增加而增加，并且這取決于組成臂的鉸接段的數量和長度。因此，靈活性的需求與臂本身的體積和重量的限制相矛盾。

從本申請人名下的歐洲專利申請EP-08164624.2中，已知一種用于分配混凝土的可延伸臂，該臂至少部分地由復合材料制成，從而在假定要達到相同延伸度的情況下，至少部分地由復合材料制成的臂相對于由金屬材料制成的傳統臂而言臂的重量減小了。復合材料具有良好的抗性(resistance)和剛性的特性，而且更輕。

基于使用復合材料來構造鉸接臂的想法，也在本申請人名下的歐洲專利申請EP-08152672.5示出了一種構造臂的可行技術，其有助于降低生產成本，保證生產的最大靈活性和通用性。根據此技術，通過在成形模具中沉積預定的多層預浸漬復合材料來形成臂的各段的每個主盒狀結構。然后，由復合材料制成的此盒狀結構受到聚合作用，并且一旦將其從模具中移除，則將末端連接元件(terminal?jointelement)附接于此盒狀結構上以將其附接于其它相鄰段，從而一旦完成裝配，則形成具有鉸接段的臂。同時，當設計臂時，用粘合技術進行實驗，以將盒狀結構膠粘至連接元件，以形成完整的段。更具體地，在圖4中示意性地示出了端部123a與124a之間的粘合區域122，端部123a與124a分別屬于通用鉸接段112-116的盒狀結構123和連接元件124。通過介于其間的粘合層或其他粘合材料25，將元件124的端部124a平行地耦接并膠粘在結構123的相應端部123a的外側上。在盒狀結構123的縱向軸線與盒狀結構123的端部123a的輪廓之間形成的角度是零。實驗測試表明，在臂的動作過程中，施加在粘合層25上的剪切能量與由所施加的彎曲力矩產生的軸向力一致。軸向力與所考慮的鉸接段112-116的縱向軸線平行。在實驗上表明，粘合層25的張力狀態以及由此產生的抗性標準在很大程度上由剪切力的作用而控制，該剪切力被定義為趨向于使得重疊端部123a和124a中的一個在另一個之上滑動的力。

此粘合方法的一個缺點是，當鉸接段112-116在使用過程中時，粘合層25處于高張力狀態。剪切力的確較高，其與所施加的軸向力一致。因此，影響介于盒形梁與末端接頭之間的粘合層的應力較高，并且疲勞損壞嚴重，導致鉸接段的使用壽命有限，從而導致鉸接段所構成的臂的使用壽命有限。

本發明的目的是制造一種鉸接臂的元件或段，其中，連接盒形梁與末端接頭的技術允許臂的使用壽命延長。

申請人已設計、測試并具體化了本發明，以克服現有技術的缺點并獲得這些和其它目的和優點。

發明內容

在獨立權利要求中闡述并表征了本發明，同時從屬權利要求描述了本發明的其它特性或主要發明思想的變型。

根據上述目的，根據本發明的由復合材料制成的臂包括多個具有主縱向軸線的鉸接段，這些鉸接段在端部彼此樞轉。當處于運輸位置中時，臂使其具有的組成段以一個在另一個上的方式向后彎(轉向，bent)，以占據盡可能少的空間，而在工作位置中時，這些段全部或部分地延伸或展開，以達到期望的距離。根據本發明的每個鉸接段包括由復合材料制成的盒狀結構和至少一個連接元件(jointelement，接頭元件)，通過粘合的方式將連接元件附接于盒狀結構，以允許該鉸接段與鉸接臂中的另一相鄰段相連接。盒狀結構的一端與連接元件的一端在連接元件的表面內側上配合，限定重疊區域。

根據本發明的特征，盒狀結構的端部與連接元件的匹配端部之間的重疊區域限定基本圓錐形的接合。在這里和下文中，基本圓錐形的接合表示接合區域屬于圓錐形或截錐形的表面，其中，相互粘合的盒狀結構的端部與連接元件的端部具有的輪廓相對于鉸接段的主軸線以相同角度而一致地傾斜。假設施加相同負載，則此類型的耦接允許相對于沒有傾斜的情況增加了重疊區域，減小了影響介于待連接的兩個端部之間的粘合層的切向應力。