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Die Erfindung betrifft einen Auslegerarm, insbesondere für den Verteilermast einer Betonpumpe, einen Verteilermast mit wenigstens zwei Auslegerarmen sowie eine Betonpumpe mit einem Verteilermast umfassend wenigstens zwei Auslegerarm.
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Betonpumpen verfügen regelmäßig über einen auf einem, häufig fahrbaren Unterbau angeordneten Ausleger mit einer daran entlang geführten Förderleitung, durch die fließfähiger Frischbeton gepumpt werden kann. Der Ausleger umfasst dabei mehrere Auslegerarme, die um Achsen jeweils quer zur Längsrichtung des Auslegerarms relativ zueinander verschwenkt werden können. Der Ausleger lässt sich dadurch einerseits kompakt zusammenlegen, andererseits kann der Ausleger im ausgefahrenen Zustand große Höhen erreichen und/oder durch beengte Öffnungen oder in begrenzten Räumen geführt werden. Dazu werden die einzelnen Auslegerarme jeweils relativ zueinander verschwenkt, wobei sich grundsätzlich der gesamte Ausleger um eine senkrechte Achse gegenüber dem Unterbau drehen lässt.
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Die Förderleitung ist über Rohrhalter an den einzelnen Auslegerarmen befestigt und weist im Bereich der Schwenkachse zwischen zwei Auslegerarmen jeweils eine Drehkupplung auf, zu der die Förderleitung über Umlenkungen hingeführt ist. Die Drehkupplung ist dabei koaxial zu der dazugehörigen Schwenkachse angeordnet, damit die Förderleitung die Schwenkbewegung der Auslegerarme nicht behindert.
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Der Technik ist es bekannt, Rohrhalter an vorgegebenen Positionen - bei Auslegerarmen aus Stahl - unmittelbar an der Außenseite der Auslegerarme anzuschweißen, bzw. - insbesondere bei Auslegerarmen aus Faserverbundwerkstoff - an den entsprechenden Positionen geeignete Anschlusselemente vorzusehen, an denen die Rohrhalter befestigt werden können. Die Fußpunkte der Rohrhalter sind dabei an der Seite der Auslegerarme befestigt, die der Förderleitung direkt zugewandt sind. Entsprechendes ist bspw. in
DE 10 2018 107 933 A1 ,
DE 10 2012 207 568 A1 oder
US 2010 / 0 230 371 A1 gezeigt.
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Die Belastungen, die über Rohrhalter in die Auslegerarme eingebracht werden, sind bei Rohrhaltern nahe einer Schwenkachse zwischen zwei Auslegerarmen besonders hoch. Die über die Belastung durch die Gewichtskraft des Förderrohres hinausgehenden Belastungen resultieren grundsätzlich aus Dehnungen und Verschiebungen des gehaltenen Förderrohres während der Herstellung und dem Betrieb, sowie zusätzlich noch durch das Verschwenken der Auslegerarme und durch Pumpstöße, die sich über das Fördermedium in die Förderleitung ausbreiten und insbesondere in Bereichen von Umlenkungen auswirken. Um die Belastungen etwas besser verteilt in den Auslegerarm einzuleiten, schlägt
CN 202 689 570 U vor, den Rohrhalter durch den Auslegerarm hindurchzuführen und an den beiden durchstoßenen, gegenüberliegenden Seitenwänden des Auslegerarms zu befestigen.
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Unabhängig davon erfordern die über Rohrhalter in die Auslegerarme eingebrachten Belastungen regelmäßig eine massive Ausgestaltung der Auslegerarme zumindest im Bereich der Rohrhalteranbindung, damit diese sich durch die eingebrachten Lasten nicht verformen. Die Auslegerarme werden dadurch häufig teuer und schwer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Auslegerarm zu schaffen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Auslegerarm gemäß Anspruch 1, einen Verteilermast gemäß Anspruch 8 und eine Betonpumpe gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demnach betrifft die Erfindung einen Auslegerarm, insbesondere für den Verteilermast einer Betonpumpe, mit wenigstens einem an einer ersten Seite des Auslegerarms hervorstehenden Halteelement, welches ein sich von einem Befestigungspunkt zum aus dem Auslegerarm hervorstehenden freien Ende des Halteelementes erstreckendes Profil umfasst, wobei das Profil mit seinem Befestigungspunkt im Bereich der zur ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Auslegerarms entsprechend einem einseitig eingespannten Balken an dem Befestigungspunkt befestigt und gelagert ist und sich derart durch den Auslegerarm hindurch erstreckt, dass eine Biegeverformung des Profils innerhalb des Auslegerarms möglich ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verteilermast umfassend wenigstens zwei Auslegerarme, wobei wenigstens ein Auslegerarm erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Auch betrifft die Erfindung eine Betonpumpe mit einem auf einem Unterbau angeordneten Verteilermast umfassend wenigstens zwei Auslegerarme, wobei wenigstens ein Auslegerarm erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Die Erfindung hat erkannt, dass die Einleitung von über Halteelemente von entlang eines Auslegerarms geführten Elementen, wie bspw. Förderleitungen, in den Auslegerarm eingebrachten Belastungen abseits der Gewichtsbelastung deutlich verbessert werden kann, wenn sich das Halteelement von dem gehaltenen Element nicht nur bis zur unmittelbar benachbarten ersten Seite des Auslegerarms erstreckt, sondern sich vielmehr zusätzlich auch durch den Auslegerarm hindurch erstreckt, um an der zur ersten Seite gegenüberliegenden Seite befestigt zu werden. Kann sich das Halteelement, wie erfindungsgemäß vorgesehen, nämlich innerhalb des Auslegerarms biegeverformen, führt ein Großteil der im Betrieb typischerweise auftretenden Belastungen zu einer Biegeverformung des im Vergleich zum bekannten Stand der Technik deutlich längeren Halteelementes, womit diese Belastungen dann nicht mehr unmittelbar und vollständig durch den Auslegerarm aufgenommen werden müssen. Das erfindungsgemäße Halteelement bildet dabei für das zu haltende Element aufgrund der beschriebenen Biegsamkeit - sofern sich diese, wie bevorzugt, elastisch ist - im Prinzip ein Loslager mit integrierter Rückstellung.
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Das Halteelement weist erfindungsgemäß ein sich von einem Befestigungspunkt zum aus dem Auslegerarm hervorstehenden freien Ende des Halteelementes erstreckendes Profil auf. Mit seinem Befestigungspunkt ist das Profil im Bereich der zur ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Auslegerarms befestigt. Somit ist das Profil derjenige Teil des Halteelements, der sich durch den Auslegerarm hindurch erstreckt, wobei selbstverständlich eine Biegeverformung des Profils innerhalb des Auslegerarms möglich sein soll.
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Das Profil ist dabei entsprechend einem einseitig eingespannten Balken an dem Befestigungspunkt gelagert. Die Befestigung des Profils über seinen Befestigungspunkt soll also derart ausgestaltet sein, dass sie neben Kräften auch Momente aufnehmen kann. Dies ermöglicht regelmäßig eine einfache Bauweise des Halteelementes und des Auslegerarms.
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Um die Biegeverformung des Profils zu ermöglichen und gleichzeitig die Struktur des Auslegerarms möglichst nicht oder nur in geringem Maße zu schwächen, ist bevorzugt, wenn zur Aufnahme des Profils des Halteelementes im Auslegerarm eine den Auslegerarm vollständig durchdringende, wenigstens einseitig offene Hülse mit einem Durchmesser größer dem Querschnitt des Profils vorgesehen ist. Wenn die Hülse fest mit der übrigen Struktur des Auslegerarms verbunden, bspw. verschweißt ist, kann über die Hülse Steifigkeit und Festigkeit des Auslegerarms im Bereich des Halteelementes erhöht werden. Darüber hinaus wird durch die Hülse verhindert, dass Feuchtigkeit u. Ä. über die Öffnung, aus der das Profil herausragt, in einen evtl. vorhandenen Hohlraum im Innern des Auslegerarms eindringen kann. Der Durchmesser der Hülse ist ausreichend groß gewählt, dass sich das Profil darin, wie erfindungsgemäß vorgesehen, biegeverformen kann.
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Bei der Hülse kann es sich um eine beidseitig offene, oder aber um eine nur einseitig offene Hülse, bei der die andere Seite durch einen Flansch verschlossen ist, handeln. Im letztgenannten Fall kann die Flanschfläche wenigstens eine Durchgangsbohrung aufweisen, an der sich das Profil - bspw. durch eine Schraube oder einen Bolzen - befestigten lässt. Ist die Hülse beidseitig offen, kann ein separates Abschlusselement vorgesehen sein, welches sich über die eine Öffnung der Hülse erstreckt und ebenfalls wenigstens eine Durchgangsbohrung zu dem genannten Zweck aufweist. Das Abschlusselement kann grundsätzlich an der Hülse befestigt sein. Es ist aber bevorzugt, dass das Abschlusselement an dem Auslegerarm befestigt ist und sich lediglich über die offene Seite der Hülse erstreckt, wodurch die von dem Profil des Halteelementes eingetragenen Kräfte unmittelbarer in den Auslegerarm abgeleitet werden.
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Wie bereits dargelegt, verhält sich das wenigstens eine Halteelement aufgrund seiner Biegeverformbarkeit grundsätzlich wie ein Loslager mit Rückstellung. Um eine tatsächlich genaue Positionierung des zu haltenden Elementes an einer vorgegebenen Stelle zu erreichen, kann neben wenigstens einem aus einer ersten Seite des Auslegerarms hervorstehenden Halteelement wenigstens ein an der ersten Seite angeordnetes Festlager für das durch die Halteelemente zu haltende Element vorgesehen sein. Dabei ist bevorzugt, Halteelemente und Festlager so anzuordnen bzw. das zu haltende Element so auszugestalten, dass sich zumindest abschnittsweise entlang des Auslegerarms statisch bestimmte Systeme von zu haltendem Element, Halteelementen und Festlagern ergeben. Dies bietet den Vorteil, dass sich die in einem entsprechenden System zu erwartenden auftretenden Belastungen relativ genau vorhersagen lassen, womit sich insbesondere auch Halteelemente und Festlager gut auf die zu erwartenden Belastungen hin dimensionieren und auslegen lassen. Sind mehr als zwei Festlager vorzusehen, ist bevorzugt, wenn das zu haltende Elemente zwischen den beiden Festlagern einen Bereich aufweist, der ausreichendes Spiel in dem Element ermöglicht, sodass die beiden Festlager statisch entkoppelt sind.
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Es ist bevorzugt, wenn an dem freien Ende des Halteelementes eine Rohraufnahme angeordnet ist. Das Halteelement eignet sich dann bspw. zur Halterung einer Förderleitung für fließfähigen Frischbeton.
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Der Auslegerarm kann ein Kastenprofil, also ein kastenförmiges Hohlprofil aufweisen. Im Bereich des wenigstens einen Halteelementes kann der Auslegerarm aus Stahl oder Faserverbundmaterial sein.
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Das Profil des Halteelementes kann ein Hohlprofil, vorzugsweise mit rundem Querschnitt, und/oder aus Stahl sein. Das Profil kann einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen. Es ist aber auch möglich, durch einen nicht symmetrischen und ggf. auch nicht konstanten Querschnitt das Flächenträgheitsmoment des Profils an die zu erwartenden Belastungen anzupassen.
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Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verteilermastes und der erfindungsgemäßen Betonpumpe wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Bei der Betonpumpe handelt es sich vorzugsweise um eine fahrbare Betonpumpe, d. h. der Unterbau der Betonpumpe ist fahrbar ausgestaltet.
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Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Betonpumpe mit erfindungsgemäßen Verteilermast umfassend einen erfindungsgemäßen Auslegerarm; und
- 2: eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Auslegerarms aus 1 im Bereich eines Halteelementes.
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Bei der in 1 dargestellten mobilen Betonpumpe 1 mit Verteilermast 2 handelt es sich um eine Autobetonpumpe, bei dem der Verteilermast 2 auf einem fahrbaren Unterbau 3 befestigt ist. Der Verteilermast 2 umfasst mehrere, durch Hydraulikzylinder 4 um Gelenkachsen 5 verschwenkbare Auslegerarme 6, 6', an denen eine Förderleitung 7 für fließfähigen Beton entlang geführt ist. Mit Hilfe einer am Unterbau 3 angeordneten Betonpumpe kann fließfähiger Beton vom Aufgabetrichter 8 durch die Förderleitung 7 mit zum freien offenen Ende der Förderleitung 7 gefördert werden. Die Förderleitung 7 ist über Rohrhalter 9, Festlager 9` und Halteelemente 10 derart an den Auslegerarmen 6, 6` befestigt, dass in der Förderleitung 7 vorgesehene Drehkupplungen auf den Gelenkachsen 5 liegen, sodass die Förderleitung 7 die Schwenkbewegung der Auslegerarme 6 relativ zueinander nicht behindert.
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Von den Auslegerarmen 6, 6` ist der Auslegerarm 6` erfindungsgemäß ausgestaltet. Die Rohrhalter 9 an den übrigen Auslegerarmen 6 können gemäß dem Stand der Technik aber auch analog zu der nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Halterung der Förderleitung 7 am Auslegerarm 6` ausgestaltet sein.
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Die Förderleitung 7 ist im Bereich des Auslegerarms 6` zweigeteilt ausgeführt, wobei die beiden Teile durch einen Rohrabschnitt 7' miteinander verbunden sind, der axial beweglich an die beiden Teile der Förderleitung 7 angebunden ist, wodurch die beiden Teile der Förderleitung 7 statisch voneinander entkoppelt sind. Alternativ vom Rohrabschnitt 7' kann auch ein flexibler Schlauchabschnitt oder ein sonstiges Kompensatorelement als Verbindung zwischen den beiden Teilen der Förderleitung 7 vorgesehen sein. Wesentlich ist lediglich, dass die beiden Teile der Förderleitung 7 als statisch voneinander entkoppelt angesehen werden können.
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Die Förderleitung 7 ist entlang des Auslegerarms 6` durch je ein Festlager 9' im Bereich einer Schwenkachse 5 und ein Halteelement 10 benachbart zum Rohrabschnitt 7' gehalten. Die Halteelemente 10 wirken dabei - wie nachfolgend noch näher ausgeführt - als Loslager, sodass die beiden Teile der Förderleitung 7 im Bereich des Auslegerarms 6 jeweils statisch bestimmt sind. Insbesondere die Auslegung der Festlager 9` ist dadurch stark vereinfacht.
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In 2 ist ein schematischer Schnitt durch den Auslegerarm 6` im Bereich einer der Halteelemente 10 gezeigt.
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Im Bereich des Halteelementes 10 ist der Auslegerarm 6` durch eine beidseitige offene Hülse 20 durchbrochen, wobei sich die Hülse 20 vollständig von einer ersten Seite 21 des Auslegerarms 6` zu einer gegenüberliegenden Seite 22 erstreckt. Die Hülse 20 ist dabei fest und dicht mit dem Auslegerarm verbunden, sodass über die Schnittstellen zwischen Hülse 20 und Auslegerarm 6` keine Feuchtigkeit o.Ä. in das Innere des grundsätzlich als hohles Rechteckprofil ausgebildeten Auslegerarm 6` gelangen kann. Der Auslegerarm 6` ist aus Stahl.
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Auf der einen Seite 22 des Auslegerarms 6' ist ein Abschlusselement 23 mit einer zentralen Durchgangsbohrung 24 vorgesehen. Das Abschlusselement 23 ist dabei so angeordnet, dass die Durchgangsbohrung 24 auf der Längsachse der Hülse 20 liegt, und unmittelbar am Auslegerarm 6` befestigt, bspw. durch Schweißen. Durch die unmittelbare Verbindung mit dem Auslegerarm 6` werden auf das Abschlusselement 23 einwirkende Belastungen unmittelbar in den Auslegerarm 6` eingeleitet.
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An der Durchgangsbohrung 24 des Abschlusselementes 23 ist mithilfe der Schraube 25 das Halteelement 10 befestigt.
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Das Halteelement 10 umfasst ein sich von einem den Befestigungspunkt bildenden Befestigungselement 11 bis zu einer Rohraufnahme 12 am freien Ende (vgl. 1) erstreckendes Profil 13. Das Profil 13 weist dabei eine solche Länge auf, dass es sich vollständig durch den Auslegerarm 6` hindurch erstreckt und das Halteelement 10 weiterhin an der ersten Seite 21 des Auslegerarms 6` aus diesem hervorsteht.
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Das Profil 13 ist aus Stahl und weist einen kreisrunden Hohlquerschnitt auf, dessen Außendurchmesser deutlich kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse 20. In der Folge kann das Profil 13, welches aufgrund der festen Verbindung durch die Schraube 25 mit dem Abschlusselement 23 vergleichbar einem einseitig eingespannte Balken am Befestigungspunkt gelagert ist, unter Belastung eine elastische Biegeverformung vollführen. Eine beispielhafte entsprechende Biegeverformung ist in 2 durch die gestrichelten Linien angedeutet.
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Aufgrund der Länge des Profils 13 wirkt dadurch die Rohraufnahme 12 am freien Ende des Halteelementes 10 für die Förderleitung 7 als Loslager, auf welches aufgrund der evtl. elastischen Verformung des Profils 13 eine Rückstellkraft wirkt.
