DE202021102541U1

DE202021102541U1 - Truck-mounted concrete pump with placing boom eccentrically attached to the boom

Info

Publication number: DE202021102541U1
Application number: DE202021102541.7U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Current assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2031-05-12

Abstract

Autobetonpumpe mit einem Mastbock, einem auf dem Mastbock gehaltenen und um relativ zu diesem um eine vertikale Schwenkachse drehbaren Schwenkkopf, und mit einem auf dem Schwenkkopf angelenkten und relativ zu diesem um eine horizontale Kippachse auf- und abkippbaren Verteilermast, wobei der Verteilermast ein faltbares Armpaket umfasst, das von einem gefalteten Transportzustand in einen entfalteten Betriebszustand überführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt des Verteilermasts am Schwenkkopf gegenüber der Schwenkachse des Schwenkkopfes derart seitlich versetzt ist, dass das durch den Verteilermast aufgeprägte Torsionsmoment weitgehend reduziert ist.

Truck-mounted concrete pump with a mast bracket, a swivel head held on the mast bracket and rotatable relative thereto about a vertical pivot axis, and with a placing boom articulated on the swivel head and tiltable up and down relative to it about a horizontal tilting axis, the placing boom comprising a foldable set of arms , which can be transferred from a folded transport state to an unfolded operating state, characterized in that the pivot point of the distributor boom on the swivel head is offset laterally with respect to the pivot axis of the swivel head in such a way that the torsional moment imposed by the distributor boom is largely reduced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Autobetonpumpe mit einem exzentrisch am Mastbock angelenkten Verteilermast.The present invention relates to a truck-mounted concrete pump with a placing boom which is eccentrically articulated on the boom block.

Autobetonpumpen sind fahrbare Pumpen zur Förderung von Beton. Sie basieren auf einem Lastkraftwagen, der mit einem Abstützsystem und einem Tragrahmen mit Mastbock ausgestattet ist und ein Pumpsystem umfasst. Am Mastbock ist ein Schwenkkopf und an diesem der Verteilermast der Autobetonpumpe befestigt. Der Verteilermast umfasst ein faltbares Armpaket, das mit Hilfe von Aktuatoren wie beispielsweise Hydraulikzylindern von einem gefalteten Transportzustand in einen entfalteten Betriebszustand überführt werden kann. Der Schwenkkopf erfüllt als Verbindungsglied zwischen Verteilermast und Mastbock eine zentrale Aufgabe der Autobetonpumpe. Er kann um eine vertikale Schwenkachse gedreht werden und ermöglicht so ein Schwenken des Verteilermasts in eine beliebige Richtung. Das erste Armelement des Verteilermasts ist so am Schwenkkopf angelenkt, dass er um eine horizontale Achse auf- und abgekippt werden kann.Truck-mounted concrete pumps are mobile pumps for pumping concrete. They are based on a truck equipped with a support system and a supporting frame with a mast bracket and a pumping system. A swivel head is attached to the mast support and the distributor mast of the truck-mounted concrete pump is attached to it. The placing boom includes a foldable arm package that can be transferred from a folded transport state to an unfolded operating state with the aid of actuators such as hydraulic cylinders. As the connecting link between the placing boom and boom support, the swivel head fulfills a central task of the truck-mounted concrete pump. It can be rotated around a vertical swivel axis, allowing the placing boom to be swiveled in any direction. The first arm element of the placing boom is articulated on the swivel head in such a way that it can be tilted up and down about a horizontal axis.

Das Gewicht des entfalteten Verteilermasts erzeugt erhebliche Momente, die über den Schwenkkopf in den Mastbock und den Tragrahmen des Lastkraftwagens abgeleitet werden müssen. Das Streben nach immer geringeren Maschinengewichten und höheren Reichweiten des Verteilermasts erfordert deshalb neue Lösungen im Bereich des Schwenkkopfs.The weight of the unfolded placing boom generates considerable moments that have to be dissipated via the swivel head in the boom bracket and the supporting frame of the truck. The striving for ever lower machine weights and greater reach of the placing boom therefore requires new solutions in the area of the swivel head.

Zudem ist die Fahrzeugbreite von Autobetonpumpen durch gesetzliche Vorgaben zur Straßenverkehrstauglichkeit begrenzt. Eine bestmögliche Ausnützung des vorhandenen Bauraums für die Lagerung des gefalteten Verteilermasts ist daher ebenso wünschenswert.In addition, the vehicle width of truck-mounted concrete pumps is limited by legal requirements for roadworthiness. The best possible utilization of the available space for storing the folded placing boom is therefore also desirable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine unter den genannten Gesichtspunkten verbesserte Lösung für die Befestigung des Verteilermasts anzugeben.The object of the invention is to specify a solution for fastening the placing boom that is improved from the points of view mentioned.

Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung eine Autobetonpumpe mit einem Mastbock, einem auf dem Mastbock gehaltenen und um relativ zu diesem um eine vertikale, also in z-Richtung verlaufende Schwenkachse drehbaren Schwenkkopf, und mit einem auf dem Schwenkkopf angelenkten und relativ zu diesem um eine horizontale, in y-Richtung verlaufende Kippachse auf- und abkippbaren Verteilermast, wobei der Verteilermast in x-Richtung verläuft und ein faltbares Armpaket umfasst, das von einem gefalteten Transportzustand in einen entfalteten Betriebszustand überführt werden kann.Against this background, the invention relates to a truck-mounted concrete pump with a mast bracket, a swivel head held on the mast bracket and rotatable about a vertical pivot axis, i.e. running in the z-direction, and with a swivel head articulated on the pivot head and relative to the latter about a horizontal one , Tilting axis running in the y-direction and tiltable distributor boom, the distributor boom runs in the x-direction and includes a foldable arm package that can be transferred from a folded transport state to an unfolded operating state.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Verteilermast seitlich der Schwenkachse, also gegenüber der Schwenkachse in y-Richtung links oder rechts versetzt am Schwenkkopf angelenkt ist. Gegenüber bekannten Gestaltungen, in denen der Anlenkpunkt des Verteilermasts genau in der Schwenkachse des Schwenkkopfs liegt, ist erfindungsgemäß also eine exzentrische Anordnung vorgesehen, in welcher der Anlenkpunkt gegenüber der Schwenkachse in y-Richtung versetzt ist. Ein Versatz des Anlenkpunkts gegenüber der Schwenkachse auch in x-Richtung kann in einer Ausführungsform ebenfalls vorgesehen sein, bevorzugt ist aber, das in x-Richtung kein Versatz vorliegt und die Schwenk- und Kippachsen an derselben Position in x-Richtung liegen und einander schneiden. Erfindungsgemäß ist der Versatz so zu wählen, dass das durch den Verteiletrmast aufgeprägte Torsionsmoment minimiert und ideal auf null gesetzt wird. Hierdurch kann eine zumindest nahezu vollkommen torsionsfreie Anbindung an den Mastbock erzielt werden.According to the invention, it is provided that the placing boom is articulated to the side of the pivot axis, that is to say offset to the left or right in relation to the pivot axis in the y-direction, on the pivot head. Compared to known designs in which the pivot point of the distributor boom lies exactly in the pivot axis of the swivel head, an eccentric arrangement is provided according to the invention, in which the pivot point is offset from the pivot axis in the y-direction. An offset of the pivot point relative to the pivot axis in the x-direction can also be provided in one embodiment, but it is preferred that there is no offset in the x-direction and that the pivot and tilt axes are at the same position in the x-direction and intersect. According to the invention, the offset is to be selected in such a way that the torsional moment imposed by the distributor mast is minimized and ideally set to zero. As a result, an at least almost completely torsion-free connection to the mast bracket can be achieved.

Die x-Richtung entspricht in der nicht verschwenkten Ausgangsstellung des Schwenkkopfes der Fahrtrichtung der Autobetonpumpe, und die y-Richtung der Querrichtung. Die z-Richtung verläuft vertikal. Wird der Schwenkkopf um die Schwenkachse aus der Ausgangsstellung gedreht, sind die x-Richtung und die Fahrtrichtung sowie die y-Richtung und die Querrichtung nicht mehr deckungsgleich, d.h. das Koordinatensystem, auf das hier Bezug genommen wird, dreht sich mit dem Schwenkkopf um die in z-Richtung verlaufende Schwenkachse. Die Kippachse verläuft typischerweise in y-Richtung und das erste Armelement des Armpakets in x-Richtung.In the non-pivoted initial position of the swivel head, the x-direction corresponds to the direction of travel of the truck-mounted concrete pump, and the y-direction to the transverse direction. The z-direction is vertical. If the swivel head is rotated around the swivel axis from the initial position, the x-direction and the direction of travel as well as the y-direction and the transverse direction are no longer congruent, i.e. the coordinate system referred to here rotates with the swivel head around the in z-direction extending pivot axis. The tilting axis typically runs in the y-direction and the first arm element of the arm assembly in the x-direction.

In einer Ausführungsform ist der Verteilermast zumindest in seinem entfalteten Zustand derart gegenüber einer x-z-Ebene unsymmetrisch, dass sein Schwerpunkt seitlich des Anlenkpunkts des Verteilermasts am Schwenkkopf liegt. Der seitliche Versatz des Schwerpunkts gegenüber dem Anlenkpunkt des Verteilermasts in y-Richtung ist vorzugsweise gegenläufig zum seitlichen Versatz des Anlenkpunkts gegenüber der Schwenkachse, und weiter vorzugsweise im Wesentlichen gleich groß. Auf diese Weise liegt der Verteilermastschwerpunkt in etwa auf derselben x-z-Ebene wie die Schwenkachse und Torsionsmomente um die x-Achse werden weitgehend vermieden.In one embodiment, the placing boom, at least in its unfolded state, is asymmetrical in relation to an x-z plane in such a way that its center of gravity lies to the side of the pivot point of the placing boom on the swivel head. The lateral offset of the center of gravity relative to the pivot point of the placing boom in the y-direction is preferably in the opposite direction to the lateral offset of the pivot point relative to the pivot axis, and more preferably essentially the same size. In this way, the center of gravity of the placing boom is approximately on the same x-z plane as the pivot axis and torsional moments about the x-axis are largely avoided.

Der Mastbock und/oder der Schwenkkopf sind vorzugsweise mittig, mit Bezug auf die Querrichtung, am Lastkraftwagen der Autobetonpumpe angeordnet. Der Anlenkpunkt des Verteilermasts ist in dieser Ausführungsform folglich gegenüber der Mitte der Autobetonpumpe versetzt.The mast bracket and/or the swivel head are preferably arranged centrally, with respect to the transverse direction, on the truck of the truck-mounted concrete pump. In this embodiment, the pivot point of the placing boom is consequently offset from the center of the truck-mounted concrete pump.

In einer Ausführungsform ist der Verteilermast zumindest in seinem gefalteten Zustand derart gegenüber einer x-z-Ebene unsymmetrisch, dass er auf einer Seite des Anlenkpunkts bzw. eines in x-Richtung ausgerichteten ersten Armelements des Verteilermasts mehr Bauraum einnimmt, als auf der anderen Seite des Anlenkpunkts bzw. des ersten Armelements. Der größere Bauraumbedarf liegt vorzugsweise auf der Seite, aus welcher der Anlenkpunkt des Verteilermasts seitlich gegenüber der Schwenkachse versetzt ist, oder mit anderen Worten gegenüber der Seite, in die der Anlenkpunkt des Verteilermasts seitlich gegenüber der Schwenkachse versetzt ist. Das Mehr des Bauraumbedarfs auf der einen Seite korrespondiert vorzugsweise in etwa mit dem durch den Versatz erreichten Bauraumgewinn auf der entsprechenden Seite. Auf diese Weise kann der auf der Autobetonpumpe verfügbare Bauraum bei im gefalteten Zustand unsymmetrischen Verteilermasten optimal ausgenützt werden.In one embodiment, the placing boom, at least in its folded state, is asymmetrical with respect to an xz plane in such a way that it takes up more installation space on one side of the pivot point or of a first arm element of the placing boom aligned in the x-direction than on the other side of the pivot point or .of the first arm element. The greater space requirement is preferably on the side from which the pivot point of the distributor boom is offset laterally with respect to the pivot axis, or in other words opposite the side in which the pivot point of the distributor boom is offset laterally with respect to the pivot axis. The additional space requirement on one side preferably corresponds approximately to the gain in space on the corresponding side achieved by the offset. In this way, the space available on the truck-mounted concrete pump can be optimally utilized when the placing booms are asymmetrical in the folded state.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines gemäß Stand der Technik ausgebildeten Schwenkkopfs mit entfaltetem Verteilermast von oben;
2: eine schematische Darstellung eines gemäß Stand der Technik ausgebildeten Schwenkkopfs mit gefaltetem Verteilermast von oben;
3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schwenkkopfs mit entfaltetem Verteilermast von oben; und
4: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schwenkkopfs mit gefaltetem Verteilermast von oben.

Further details and advantages of the invention result from the exemplary embodiments described below with reference to the figures. In the figures show:

1 1: a schematic representation of a swivel head designed according to the prior art with an unfolded placing boom from above;
2 1: a schematic representation of a swivel head designed according to the prior art with a folded placing boom from above;
3 : a schematic representation of a swivel head designed according to the invention with an unfolded placing boom from above; and
4 1: a schematic representation of a swivel head designed according to the invention with a folded placing boom from above.

1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung eines gemäß Stand der Technik ausgebildeten Schwenkkopfs 100 mit Verteilermast 200 von oben. 1 and 2 show a schematic representation of a swivel head 100 designed according to the prior art with a placing boom 200 from above.

Wie in 1 erkennbar ist, die den entfalteten Zustand des Verteilermasts 200 zeigt, ist an einem Kinematikelement 150 des Schwenkkopfs 100 ein erstes Armelement 211 des Verteilermasts 200 in einer Weise gehalten, dass es um eine in y-Richtung verlaufende Kippachse K auf- und abgekippt werden kann. Weitere Armelemente 212, 213 und 214 des Verteilermasts 200 schließen sich an das erste Armelement 211 an, wobei die einzelnen Armelemente 211, 212, 213 und 214 anhand von Kinematikelementen 221, 222 und 223 miteinander verbunden sind und ein faltbares Armpaket bilden, das mit Hilfe von Hydraulikzylindern von einem gefalteten Transportzustand (2) in den entfalteten Betriebszustand (1) überführt werden kann.As in 1 As can be seen, which shows the unfolded state of the placing boom 200, a first arm element 211 of the placing boom 200 is held on a kinematic element 150 of the swivel head 100 in such a way that it can be tilted up and down about a tilting axis K running in the y-direction. Further arm elements 212, 213 and 214 of the placing boom 200 connect to the first arm element 211, the individual arm elements 211, 212, 213 and 214 being connected to one another by means of kinematic elements 221, 222 and 223 and forming a foldable arm package which with the aid of hydraulic cylinders from a folded transport condition ( 2 ) to the deployed operating state ( 1 ) can be transferred.

Der Anlenkpunkt des Verteilermasts 200 bzw. des ersten Armelements 211 am Schwenkkopf 100 liegt in der Mitte des Schwenkkopfs 100. Der Verteilermast 200 ist jedoch bezüglich der x-z-Ebene unsymmetrisch aufgebaut, sodass der Schwerpunkt S gegenüber der in x-Richtung verlaufenden Mittelachse M um einen Betrag Δy versetzt ist (1) und der Bauraumbedarf für den gefalteten Verteilermast 200 einseitig größer ist (2). Dies kann zu Problemen führen.The pivot point of the placing boom 200 or the first arm element 211 on the swivel head 100 is in the center of the swivel head 100. However, the placing boom 200 is constructed asymmetrically with respect to the xz plane, so that the center of gravity S is one Amount Δy is offset ( 1 ) and the space requirement for the folded placing boom 200 is larger on one side ( 2 ). This can cause problems.

Zum einen dürfen Autobetonpumpen eine gewisse Maximalbreite nicht überschreiten, um eine Straßenzulassung zu erhalten. Die seitlichen Grenzen für den Bauraum des Verteilermasts 200, die sich daraus ergeben, sind in 2 anhand der gepunkteten Linien Bmax symbolisiert. Auf der einer Seite ragt der unsymmetrische Verteilermast 200 im Beispiel der 2 über diese Grenze hinaus, während auf der anderen Seite Bauraum nicht ausgenützt wird. Somit kommt es zu Platz- und somit Zulassungsproblemen. Im Stand der Technik wurde diese Missstand bei kleineren Maschinen häufig durch ein schräges Auflegen des Verteilermasts beseitigt. Bei großen Maschinen ist dies aber kaum möglich. Hier waren große Kröpfungen in den Armen oder außermittige Mastböcke notwendig, was zu einer unwirtschaftlichen Konstruktion führte.On the one hand, truck-mounted concrete pumps must not exceed a certain maximum width in order to be approved for use on the road. The resulting lateral limits for the installation space of the placing boom 200 are in 2 symbolized by the dotted lines Bmax. The asymmetrical placing boom 200 in the example of FIG 2 beyond this limit, while space is not utilized on the other side. This leads to space and thus approval problems. In the prior art, this deficiency was often eliminated in smaller machines by placing the placing boom at an angle. With large machines, however, this is hardly possible. Large bends in the arms or off-centre mast brackets were necessary here, which led to an uneconomical construction.

Zum anderen erzeugt das Gewicht des Verteilermasts 200 zwei Hauptmomente, eines um die y-Achse und ein weiteres um die x-Achse. Das Moment um die x-Achse wird als Torsionsmoment bezeichnet. Es wird durch den Schwenkkopf 100 auf den Mastbock und in die Struktur der Autobetonpumpe übertragen. Der Abstand Δy des Schwerpunktes S des entfalteten Verteilermasts 200 zur Mittelachse M bestimmt die Größe des Torsionsmoments. Dieses Moment ist in der Ausgestaltung der 1, die einen nennenswerten Abstand Δy hat, erheblich.Second, the weight of the placing boom 200 creates two principal moments, one about the y-axis and another about the x-axis. The moment about the x-axis is called the torsional moment. It is transmitted through the swivel head 100 to the mast pedestal and into the structure of the truck-mounted concrete pump. The distance Δy of the center of gravity S of the unfolded placing boom 200 to the central axis M determines the size of the torsional moment. This moment is in the design of the 1 , which has a significant distance Δy.

Eine erfindungsgemäße Abwandlung der Konstruktion gemäß 1 und 2 ist in 3 und 4 gezeigt. Der Anlenkpunkt des Verteilermasts 200 bzw. des ersten Armelements 211 am Schwenkkopf 100 ist hier gegenüber der Mitte des Schwenkkopfs und mithin der Mittelachse M um einen Betrag in y-Richtung versetzt, der dem Betrag Δy entspricht, um den der Schwerpunkt S des Verteilermasts 200 in der vorbekannten Konstruktion gemäß 1 und 2 von der Mittelachse M versetzt ist. Somit wird der Abstand des Schwerpunkts S des Verteilermasts 200 von der Mittelachse M auf ungefähr Null reduziert. Dies kann in 3 erkannt werden. Die Verbindung zum Mastbock wird somit torsionsfrei.A modification of the construction according to the invention 1 and 2 is in 3 and 4 shown. The pivot point of placing boom 200 or first arm element 211 on swivel head 100 is offset here in relation to the center of the swivel head and therefore the central axis M by an amount in the y direction that corresponds to the amount Δy by which the center of gravity S of placing boom 200 is offset according to the known construction 1 and 2 is offset from the central axis M. Thus, the distance of the center of gravity S of the placing boom 200 from the central axis M is reduced to approximately zero. This can in 3 be recognized. The connection to the mast bracket is thus torsion-free.

Des Weiteren erzeugt diese Exzentrizität des Schwenkkopfes einen Vorteil beim Aufbau der Autobetonpumpe. Ohne die Exzentrizität des Schwenkkopfs würde aufgrund der unterschiedlichen Breiten in +y-Achse und -y-Achse Bauraum in -y-Achse nicht ausgenützt, wie in 1 und 2 dargestellt. Ein exzentrisch und torsionsfrei aufgebauter Schwenkkopf, wie er in 3 und 4 dargestellt ist, lässt dagegen ein volles Ausreizen der durch die Straßenverkehrsordnung gesetzten Grenzen zu. Dies ist in 4 dargestellt.Furthermore, this eccentricity of the swivel head creates an advantage when constructing the truck-mounted concrete pump. Without the eccentricity of the swivel head, space in the -y axis would not be utilized due to the different widths in the +y axis and -y axis, as in 1 and 2 shown. An eccentric and torsion-free swivel head, as shown in 3 and 4 is shown, however, allows a full exhaustion of the limits set by the road traffic regulations. this is in 4 shown.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die erfindungsgemäße Idee darin besteht, einen den Schwenkkopf hinsichtlich des Anlenkpunktes des asymmetrisch ausgeführten Verteilermastes exzentrisch auszuführen, sodass der Verteilermastschwerpunkt auf der gleichen Linie mit der Schwenkachse liegt. Hierdurch entstehen im Vergleich zur konventionellen Bauart die Vorteile einer torsionsfreien Anbindung des Verteilermasts an den Mastbock und einer optimalen Ausnutzung der Bauräume. Die Reduktion des Torsionsmoments und die damit einhergehende Materialschonung erleichtert in der Folge auch Leichtbauansätze.In summary, it can be stated that the idea according to the invention consists in designing the swivel head eccentrically with respect to the pivot point of the asymmetrically designed placing boom, so that the placing boom center of gravity lies on the same line with the swivel axis. Compared to the conventional design, this results in the advantages of a torsion-free connection of the placing boom to the boom bracket and optimal utilization of the installation space. The reduction of the torsional moment and the associated protection of material also facilitates lightweight construction approaches.

Claims

Truck-mounted concrete pump with a mast bracket, a swivel head held on the mast bracket and rotatable relative thereto about a vertical pivot axis, and with a placing boom articulated on the swivel head and tiltable up and down relative to it about a horizontal tilting axis, the placing boom comprising a foldable set of arms , which can be transferred from a folded transport state to an unfolded operating state, characterized in that the pivot point of the distributor boom on the swivel head is offset laterally with respect to the swivel axis of the swivel head in such a way that the torsional moment imposed by the distributor boom is largely reduced.

truck-mounted concrete pump claim 1 , characterized in that the pivot point of the distributor boom on the swivel head is not offset in the longitudinal direction with respect to the swivel axis of the swivel head.

Truck-mounted concrete pump according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor boom is asymmetrical in such a way that its center of gravity lies to the side of the pivot point of the distributor boom on the swivel head, and that the lateral offset of the center of gravity of the distributor boom relative to the pivot point is in the opposite direction to the lateral offset of the pivot point relative to the pivot axis of the swivel head is.

truck-mounted concrete pump claim 3 , characterized in that the lateral offset of the center of gravity of the placing boom relative to the pivot point and the lateral offset of the pivot point relative to the pivot axis of the swivel head is equal in magnitude.

Truck-mounted concrete pump according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor boom is asymmetrical in such a way that the pivoting head is arranged centrally on the truck-mounted concrete pump.

Truck-mounted concrete pump according to one of the preceding claims, characterized in that the placing boom is asymmetrical in such a way that it takes up more installation space on one side of the pivot point than on the other side of the pivot point, with the greater need for installation space being on the side from which the pivot point extends laterally is offset from the pivot axis.

truck-mounted concrete pump claim 6 , characterized in that the additional space required on the one hand is equal to the gain in space achieved by the offset on the corresponding side.