DE102013218383A1

DE102013218383A1 - Knickmast, insbesondere Betonverteilermast

Info

Publication number: DE102013218383A1
Application number: DE201310218383
Authority: DE
Inventors: Berthold Karrais; Markus Fritz
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-19
Also published as: CN104514375A; CN104514375B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Knickmast, insbesondere Betonverteilermast mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk (16) gegeneinander verschwenkbaren, gegebenenfalls eine Betonleitung (12) tragenden Mastarmen (14) und mindestens einem jedem Knickgelenk (16) zugeordneten Schwenkantrieb (18). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Schwenkantrieb (18) zwei um die Achse des Knickgelenks (16) spreizbare Schwenkhebel (22, 24) und einen zwischen den freien Enden der Schwenkhebel (22, 24) wirkenden Hydrozylinder (26) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Knickmast, insbesondere Betonverteilermast, mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk gegeneinander verschwenkbaren, gegebenenfalls eine Betonleitung tragenden Mastarmen und mindestens einem jedem Knickgelenk zugeordneten Schwenkantrieb.
Derartige Betonverteilermasten werden auf selbstfahrenden Arbeitsmaschinen oder als Stationärmast auf Baustellen eingesetzt, um Beton vom Pumpsystem gezielt zu variablen Einbringungsorten zu fördern, wobei die Mastarme über hydraulische Schwenkantriebe in der Regel ferngesteuert bewegt werden. Die Mastzylinder sind dabei bodenseitig an einem Mastabschnitt angelenkt und greifen stangenseitig über Hebelkinematiken im Abstand zu dem Knickgelenk an beiden jeweiligen Mastenden an, wodurch dann ein Drehmoment aufgebracht werden kann. Die Krafteinleitungspunkte an den Mastarmen bedingen jedoch konstruktive Anpassungen, die den Einsatz einfacher Profilformen insbesondere in Faserkunststoffverbundbauweise erschweren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weiter zu verbessern und eine einfache und werkstoffgerechte Armkonstruktion zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, auf Krafteinleitungspunkte außerhalb der Knickgelenke zu verzichten. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Schwenkantrieb zwei um die Achse des Knickgelenks spreizbare Schwenkhebel und einen zwischen den freien Enden der Schwenkhebel wirkenden Hydrozylinder aufweist. Dadurch ist es möglich, die hydraulischen Linearkräfte in Drehmomente für eine direkte Armbewegung umzusetzen, ohne das Armprofil anpassen zu müssen. Insbesondere kann damit auf eine Kröpfung im Arm verzichtet werden. Außerdem entfallen Lagerstellen für den Mastzylinder an dem Mastprofil, so dass auch eine kompakte Faltung der Mastarme für den Transport möglich ist. Zugleich können die hohen Selbsthaltekräfte von Hydraulikzylindern genutzt werden, um den Mast in einer gewünschten Lage sicher und stabil zu halten. Der Einsatz ist nicht nur auf Betonverteilermaste beschränkt, sondern kommt allgemein für Großmanipulatoren mit Knickmast in Betracht.
Vorteilhafterweise sind die Schwenkhebel dazu ausgebildet, ein Drehmoment direkt in das Knickgelenk einzuleiten, wobei die Drehachse der Schwenkhebel in der Achse des Knickgelenks liegt. Dadurch ergeben sich besondere bauliche Freiheiten in der Armkonstruktion, während das zur Verfügung stehende Drehmoment optimal genutzt wird.
Zur Drehmomenterzeugung ist es von Vorteil, wenn der Hydrozylinder mit seiner Kolbenstange an einem der Schwenkhebel und mit seinem Zylinderdeckel an dem anderen Schwenkhebel angekoppelt ist, so dass der Boden des Hydrozylinders freisteht.
Je nach gewünschter Armfaltung ist es günstig, wenn der Hydrozylinder über oder unter oder neben den Mastarmen angeordnet ist.
Für die Drehmomenteinkopplung ist es vorteilhaft, wenn die Mastarme im Bereich des Knickgelenks mit jeweils einem Schwenkhebel eines Schwenkantriebs drehfest verbunden sind.
Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Mastentfaltung sieht vor, dass zwei oder mehr gekoppelte Schwenkantriebe mit sich addierenden Schwenkbereichen an einem Knickgelenk angeordnet sind.
In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn ein zweiarmiger Hebel als Kopplungsglied mit seinen Hebelarmen jeweils einen Schwenkhebel von zwei gekoppelten Schwenkantrieben bildet.
Aus Stabilitätsgründen ist es zweckmäßig, wenn die Schwenkhebel zwei parallel zueinander angeordnete, über eine Gelenkbuchse starr miteinander verbundene Hebelglieder aufweisen.
Vor allem für Stahlmastkonstruktionen ist es vorteilhaft, wenn die Schwenkhebel als integrierter Teil eines Endabschnitts insbesondere in einer Kastenkonstruktion der Mastarme ausgebildet sind.
Eine weitere vorteilhafte Variante sieht vor, dass die Mastarme insbesondere als Faser-Kunststoff-Verbundarm langgestreckt-gerade ausgebildet sind und im eingefalteten Zustand paarweise seitlich nebeneinander liegen.
Der gelenkzentrierte Schwenkantrieb ist nicht auf gerade Arme beschränkt. Grundsätzlich ist es daher auch möglich, dass die Mastarme insbesondere als Stahl-Hohlprofilarm im Bereich des Knickgelenks abgekröpft sind und im eingefalteten Zustand übereinander liegen.
Um Störungsmomente gering zu haltend, ist es vorteilhaft, wenn die Betonleitung in der Achse des Knickgelenks durch die Schwenkhebel hindurchgeführt ist.
Ein allgemeiner Erfindungsaspekt liegt darin, dass der Schwenkantrieb dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment nur in das Knickgelenk zentral einzuleiten, wobei der Bereich der Mastarme außerhalb des Knickgelenks frei von Angriffsstellen des Schwenkantriebs bleibt. Der Schwenkantrieb besitzt somit keine Abstützung bzw. keinen Kraftangriff im tragenden Armbereich.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Betonverteilermasts mit zweistufigen Schwenkantrieben an den Knickgelenken,
2 und 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Betonverteilermasts im Bereich eines Knickgelenks in ein- und ausgefalteter Stellung;
4 eine vergrößerte Darstellung des zweistufigen Schwenkantriebs gemäß 2;
5 ein Kopplungsglied des Schwenkantriebs gemäß 4;
6 und 7 einen Betonverteilermast mit einstufigem Schwenkantrieb in ein- und ausgefalteter Stellung.
Der in 1 gezeigte Betonverteilermast 10 weist zur Führung einer nur schematisch angedeuteten Betonförderleitung 12 beispielsweise in Verbindung mit einer Autobetonpumpe als Knickgelenkausleger mehrere Mastarme 14 auf, die paarweise an jeweils einem Knickgelenk 16 gegeneinander verschwenkbar sind. Zu diesem Zweck ist an jedem Knickgelenk 16 mindestens ein hydraulischer Schwenkantrieb 18 angeordnet, welcher jeweils zwei um die horizontale Achse 20 des betreffenden Knickgelenks scherenartig spreizbare Schwenkhebel 22, 24 und einen an deren freien Enden angreifenden Hydrozylinder 26 aufweist.
Wie aus 2 und 3 ersichtlich, sind die Schwenkhebel 22, 24 dazu ausgebildet, ein Drehmoment direkt in das Knickgelenk 16 einzuleiten, wobei die Drehachse der Schwenkhebel 22, 24 in der Achse 20 des Knickgelenks 16 liegt bzw. mit dieser zusammenfällt. Die Krafteinleitung findet somit nur im jeweiligen Knickgelenk 16 statt, während ansonsten die Mastarme 14 frei von dem Schwenkantrieb 18 bleiben. Um dies zu ermöglichen, ist jeder der in 1 bis 4 zum besseren Verständnis transparent dargestellten Hydrozylinder 26 mit dem Ende seiner Kolbenstange 28 an dem einen Schwenkhebel 24 und mit seinem Zylinderdeckel 30 an dem anderen Schwenkhebel 22 des jeweiligen Schwenkantriebs 18 angekoppelt, so dass der Boden 32 des Hydrozylinders 26 freisteht und nicht an dem Mastarm 14 angelenkt ist.
2 zeigt den zweistufigen Antrieb mit zwei einzelnen Schwenkantrieben 18 im eingefalteten Zustand der Mastarme 14. In diesem Zustand ist die jeweilige Kolbenstange 28 eingefahren, so dass die Schwenkhebel 22, 24 nahe beieinander liegen. Die Mastarme 14 sind dann paarweise seitlich nebeneinander angeordnet. Somit lassen sich auch langgestreckt-gerade ausgebildete Armkonstruktionen ohne Kröpfung einsetzen, was insbesondere bei Faser-Kunststoff-Verbundarmen zweckmäßig ist. Die Hydrozylinder 26 können über bzw. unter den Mastarmen 14 liegen, wobei auch Varianten mit einer Anordnung zwischen bzw. neben den Armen denkbar sind.
In der gezeigten zweistufigen Antriebsanordnung ist jeweils ein Schwenkhebel 22 drehfest mit dem zugehörigen Mastarm 14 verbunden, während der andere Schwenkhebel 24 durch ein nachstehend näher erläutertes zweiarmiges Kopplungsglied 34 gebildet ist, welches drehbeweglich zwischen den Mastarmen 14 angeordnet ist. Zum Entfalten der Mastarme 14 können die Hydrozylinder 26 unabhängig voneinander angesteuert werden, um einen gewünschten Schwenkwinkel in einem für beide Schwenkantriebe 18 sich addierenden Schwenkbereich einzustellen.
3 zeigt die Antriebsanordnung im ausgefalteten Zustand der Mastarme 14. Die jeweiligen Kolbenstangen 28 sind hier maximal ausgefahren, so dass die Schwenkhebel 22, 24 entsprechend aufgespreizt sind. Aufgrund der kinematischen Verhältnisse stehen die Hydrozylinder 26 bodenseitig weit von den Mastarmen 14 ab.
Wie am besten aus 4 zu ersehen, weist jeder Schwenkhebel 22, 24 zwei parallel zueinander angeordnete Hebelglieder 22', 24' auf. Diese sind an ihrem gelenkseitigen Ende jeweils über eine Gelenkbuchse 36 starr miteinander verbunden.
5 zeigt das bereits erwähnte zweiarmige Kopplungsglied 34, dessen Gelenkbuchsen 36 in 4 innenliegend sind und dessen Hebelglieder 24' mit dem Ende der jeweiligen Kolbenstange 28 der Hydrozylinder 26 verbunden sind.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 und 7 ist ein einstufiger Schwenkantrieb 18 vorgesehen, bei dem die Schwenkhebel 22, 24 als integrierter Teil jeweils eines Endabschnitts der Mastarme 14 ausgebildet sind. Eine solche Konstruktion eignet sich insbesondere für Stahlarme, die als Kastenhohlprofil aus verschweißten Gurten und Stegen gebildet sind. Die Mastarme 14 sind im Bereich des Knickgelenks 16 abgekröpft und liegen im eingefalteten Zustand übereinander (6). Die Betonleitung 12 greift in der Drehachse des Knickgelenks 16 durch die Arme 14 bzw. die daran angeformten Schwenkhebel hindurch. Im ausgefalteten Zustand (7) ist der Hydrozylinder 26 um seinen Anlenkpunkt am Zylinderdeckel 30 verschwenkt, wobei der Zylinderboden 32 in eine Mastausnehmung 38 eintaucht.

Claims

Knickmast, insbesondere Betonverteilermast mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk (16) gegeneinander verschwenkbaren, gegebenenfalls eine Betonleitung (12) tragenden Mastarmen (14) und mindestens einem jedem Knickgelenk (16) zugeordneten Schwenkantrieb (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (18) zwei um die Achse des Knickgelenks (16) spreizbare Schwenkhebel (22, 24) und einen zwischen den freien Enden der Schwenkhebel (22, 24) wirkenden Hydrozylinder (26) aufweist.
Knickmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (22, 24) dazu ausgebildet sind, ein Drehmoment direkt in das Knickgelenk (16) einzuleiten, wobei die Drehachse der Schwenkhebel (22, 24) in der Achse (20) des Knickgelenks (16) liegt.
Knickmast nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrozylinder (26) mit seiner Kolbenstange (28) an einem Schwenkhebel (22, 24) und mit seinem Zylinderdeckel (30) an dem anderen Schwenkhebel (22, 24) angekoppelt ist, so dass der Boden (32) des Hydrozylinders (26) freisteht.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrozylinder (26) über oder unter oder neben den Mastarmen (14) angeordnet ist.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastarme (14) im Bereich des Knickgelenks (16) mit jeweils einem Schwenkhebel (22, 24) eines Schwenkantriebs (18) drehfest verbunden sind.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr gekoppelte Schwenkantriebe (18) mit sich addierenden Schwenkbereichen an einem Knickgelenk (16) angeordnet sind.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiarmiger Hebel (34) als Kopplungsglied mit seinen Hebelarmen jeweils einen Schwenkhebel (24) von zwei gekoppelten Schwenkantrieben (18) bildet.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (22, 24) zwei parallel zueinander angeordnete, über eine Gelenkbuchse starr miteinander verbundene Hebelglieder (22', 24') aufweisen.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (22, 24) als integrierter Teil eines Endabschnitts insbesondere in einer Kastenkonstruktion der Mastarme (14) ausgebildet sind.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastarme (14) insbesondere als Faser-Kunststoff-Verbundarm langgestreckt-gerade ausgebildet sind und im eingefalteten Zustand paarweise seitlich nebeneinander liegen.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastarme (14) insbesondere als Stahl-Hohlprofilarm im Bereich des Knickgelenks (16) abgekröpft sind und im eingefalteten Zustand übereinander liegen.
Knickmast nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonleitung (12) in der Achse des Knickgelenks (16) durch die Schwenkhebel (22, 24) hindurchgeführt ist.
Knickmast, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren paarweise an jeweils einem Knickgelenk (16) gegeneinander verschwenkbaren, gegebenenfalls eine Betonleitung (12) tragenden Mastarmen (14) und mindestens einem jedem Knickgelenk (16) zugeordneten Schwenkantrieb (18), dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (18) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zentral in das Knickgelenk (16) einzuleiten, wobei der Bereich der Mastarme außerhalb des Knickgelenks (16) frei von einem Angriff des Schwenkantriebs (18) bleibt.