WO2010089212A1 - Device for distribution of concrete having an articulated mast - Google Patents

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WO2010089212A1
WO2010089212A1 PCT/EP2010/050769 EP2010050769W WO2010089212A1 WO 2010089212 A1 WO2010089212 A1 WO 2010089212A1 EP 2010050769 W EP2010050769 W EP 2010050769W WO 2010089212 A1 WO2010089212 A1 WO 2010089212A1
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WO
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mast
arm
force
evaluation circuit
articulated
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PCT/EP2010/050769
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Inventor
Martin Mayer
Markus Wolfram
Stephan Gelies
Florian Schumacher
Original Assignee
Putzmeister Concrete Pumps Gmbh
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    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck

Definitions

  • the invention relates to a device for distributing concrete with a articulated mast, which is articulated to a frame-fixed, rotatable about a vertical axis slewing and having at least one mast arm which is limited to a pivot axis relative to the slewing or an adjacent mast arm limited by a drive unit, and over which a conveyor line connected to a concrete pump is guided, which opens into a hanging from the mast top of the articulated mast end hose.
  • Concrete distribution devices of this type are used, for example, in stationary and mobile concrete pumps.
  • the distributor device is actuated by an operator who is responsible via a remote control device both for the pump control and for the positioning of the arranged at the top of the articulated end hose.
  • the operator must always keep an eye on both the actuated axles and the end hose in order to avoid the risk of uncontrolled movements on the end hose and thus a danger to the construction site personnel.
  • an actuating device has already been proposed (DE-A-4306127), in which the redundant bending axes of the articulated mast in each rotational position of the rotary mechanism are jointly controlled with a single control operation of the remote control element.
  • angle sensors for determining the kink angles are provided on the mast arms.
  • the individual angles each measure the bending angle between two mast arms of a bending axis.
  • the buckling-related angle reading is independent of the deflection of the individual mast arms due to the attacking load moments. The deflection must also be mathematical be taken into account.
  • inclination sensors are arranged rigidly on the mast arms at a distance from the bending axes for determining earth-constant angle values assigned to the individual mast arms.
  • the solution according to the invention is based primarily on the idea that an overload arises due to forces and moments that act on the last boom arm of a kink mast. Accordingly, it is proposed according to the invention that the last mast arm carries a measuring arrangement for determining the load acting on the mast tip, and that a computer-aided evaluation circuit responsive to output signals of the measuring arrangement is provided.
  • the measuring arrangement comprises a measuring sensor for force and moment measurement, which is arranged between a holding device carrying the end hose and the mast top. Extensive tests have shown that can only be reliably determined by a measurement in the vicinity of the mast top of the articulated mast, whether it is exposed to overload or not.
  • This arrangement for the measuring sensor is based in particular on the recognition that in a device for distributing concrete with a articulated mast, a force measurement between the end hose and the last pipe bend, which receives and holds it, is not suitable for determining the load which the mast arm acts.
  • a particularly advantageous arrangement is an arrangement of the measuring sensor in which it transmits the forces and moments acting on the holding device for the end hose into the mast arm.
  • the measuring sensor is a force and moment sensor that detects the three spatial components of a force introduced into the mast arm and a torque introduced into the mast arm, an overload can be determined, which acts in the lateral direction on the articulated mast.
  • a particularly reliable force and moment measurement is possible with a measuring sensor having a measuring platform with a section for connection to the mast arm and a section for connection to the holding device, on which four 3-component force sensors are located.
  • an overload can occur during ongoing operation of the device be recorded.
  • an operator can then be shown an overload for the articulated mast.
  • the evaluation circuit comprises at least one filter for eliminating vibration influences.
  • Show it 1 shows a truck-mounted concrete pump with a articulated mast in working position.
  • FIG. 2 shows a mast arm with a measuring arrangement for determining the load acting on the mast top
  • FIG. 4 shows a block diagram of an evaluation circuit assigned to the measuring arrangement.
  • Fig. 1 shows a device for distributing concrete a truck-mounted concrete pump 10 with a chassis 12.
  • a slurry pump is arranged, which is not shown in the drawing.
  • the chassis 12 carries a concrete distributor boom 14 as a support for a concrete delivery line 16.
  • the concrete delivery line 16 opens in the area of the mast top 18 into an end hose 20. Via the concrete delivery line 16, liquid concrete is continuously removed during concreting to a location remote from the location of the vehicle 12 Concreting 22 promoted.
  • the distributor boom 14 consists of a slewing gear 24 and a articulated mast 26.
  • the slewing gear 24 has a hydraulic rotary drive. By means of the rotary drive, it can be rotated about the vertical axis 28 by the angle ⁇ .
  • the articulated mast 26 can be pivoted on the slewing gear 24.
  • the articulated mast 26 is continuously variable to variable range r and height difference h between the chassis 12 and the concreting 22.
  • the articulated mast 26 of the truck-mounted concrete pump 10 has five mast arms 30, 32, 34, 36, 38 connected in an articulated manner. They are axes 40 which run parallel to one another and at right angles to the vertical axis 28 of the slewing gear 24. 42, 44, 46, 48 pivotally.
  • the adjustable bending angle CH to ⁇ 5 on the bending axes 42 to 48 are coordinated so that the distributor boom 14 in the folded state on the chassis 12 of the truck-mounted concrete pump 10 can be stored.
  • drive units 50 which are individually assigned to the articulated axes 42 to 48, the articulated boom 24 can be unfolded at different distances r and / or height differences h between the concreting location 22 and the location of the chassis 12.
  • a remote control device is provided, by means of which an operator can control the movement of the concrete distributor boom 14 in order to guide the mast tip 18 with the end hose 20 over an area to be concreted with concreting 22.
  • the end hose 20 has a typical length of 3 to 4 m. He is attached to the mast top 18 in a hinged suspension. Therefore, and due to its inherent flexibility, it can be held with its discharge end by a hose man in a favorable position for concreting 22.
  • FIG. 2 shows the last mast arm 38 with the mast top 18 of the concrete distributor mast 14 without the concrete conveying line 16.
  • the mast arm 38 has a swivel joint 51 with which it is articulated on the penultimate mast arm 36. He has carrying elements 52, 54 for the concrete conveyor line 16.
  • the mast arm 38 carries at its front end facing the mast tip 18 a measuring assembly 56.
  • At the mast top 18 of the concrete placing boom 14 is another support member 57 for the concrete conveyor line 16.
  • the support member 57 is a Cleat coupling for a curved pipe section 75, on which the end hose 20 is located.
  • FIG. 3 shows a section of the articulated mast 26 in the region of the mast tip 18.
  • the measuring arrangement 56 contains a measuring sensor 58 for measuring force and moment.
  • This measuring sensor 58 has four 3-component Force sensors 60 which are arranged on a measuring platform 68.
  • the 3-component force sensors 60 each have a deformation body, which is connected to the measuring platform 68 and which is fixed in each case to a connection piece 70.
  • In the deformation body of a 3-component force sensor 60 there are several strain gauges. These strain gauges are each connected to a sense circuit assembly 62, which converts an electrical resistance signal of the strain gauges into a value for a force and a corresponding torque.
  • the shell clutch 57 is received by means of a holding device 72.
  • the measuring platform 68 of the measuring sensor 58 is screwed to a formed at the front end of the mast arm 38 flange 74 as a connector.
  • the shell clutch 57 connects the delivery line 16 with the curved pipe section 75, which can be pivoted in the shell clutch 57 about the axis 76. With a connection coupling 77, the end hose 20, not shown in FIG. 3, is held on the pipe section 75.
  • the load acting on the mast top 18 of the concrete placing mast 14 loads the mast arm 38 with a force F and with a torque M.
  • This load is introduced via the shell clutch 57 by the holding device 72 and the measuring sensor 58 in the mast arm 36.
  • Components M x , M y , M z of the torque M transmitted to the mast arm 38 and the three spatial components F x , F y , F z of the force F can be measured by evaluating the signals of the four 3-component force sensors 60.
  • an evaluation circuit 80 is provided, which is shown in Fig. 4.
  • the evaluation circuit 80 has a computing unit 81 with a filter stage 82 to which the signals 83 to 86 of the measurement circuit assembly 62 are fed to the measurement arrangement 56.
  • the filter stage 82 in the arithmetic unit 81 acts a time averaging of the introduced in the mast arm 38 torque M and introduced into this force F.
  • the averaged values F m ⁇ t , M m ⁇ t for the force F and the moment M are in the arithmetic unit 81 with a stored in a memory 87 data set for Safety limits F max , M max compared, which must not be exceeded in the truck-mounted concrete pump 10 to ensure safe operation.
  • These safety limits are limit values for the magnitude and direction of a force F introduced into the boom arm and of a moment M. introduced into it.
  • the computer 81 When the computer 81 determines that a safety threshold is exceeded, it will drive a signal generator 88 which will issue a corresponding warning signal via a horn, flashing beacon, or display light.
  • the invention relates to a device for distributing concrete with a articulated mast 24, which is fixed to a frame fixed, about a vertical axis 28 rotatable slewing gear 22.
  • the articulated mast 24 has at least one mast arm 38 which is limitedly pivotable about a bending axis 48 relative to the slewing gear 22 or an adjacent mast arm 36 by means of a drive unit 50.
  • a concrete pump conveyor line 16 Through the articulated mast connected to a concrete pump conveyor line 16 is guided, which opens into one of the mast top 18 of the kink mast 24 hanging down end hose 20.
  • the mast arm 36 carries a measuring arrangement 56 for determining the load F, M acting on the mast tip 18.
  • the device contains a computer-aided evaluation circuit 80 which responds to output signals of the measuring arrangement 56.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for distributing concrete having an articulated mast (26) that is hinged on a fixed slewing gear that can rotate around a vertical axis (28). The articulated mast (26) has at least one mast arm (38) that can pivot around a pivot axis (48) opposite the slewing gear (24) or a neighboring mast arm (38) to a limited degree by means of a drive apparatus (50) and via which a feed pipe (16) connected to a concrete pump is guided that leads to a hose (20) hanging down from the mast head (18) of the articulated mast (26). According to the invention, the mast arm (38) carries a measurement assembly (56) for determining the load (F, M) engaging on the mast head (18), wherein there is a computer-supported evaluation circuit (80) addressed to the initial position of the measurement assembly (56).

Description

Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast Device for distributing concrete with a articulated mast
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast, der an einem gestellfesten, um eine Hochachse drehbaren Drehwerk angelenkt ist und der mindestens einen Mastarm aufweist, welcher um eine Knickachse gegenüber dem Drehwerk oder einem benachbarten Mastarm mittels eines Antriebsaggregats begrenzt verschwenkbar ist, und über den eine an eine Betonpumpe angeschlossene Förderleitung geführt ist, die in einem von der Mastspitze des Knickmasts nach unten hängenden Endschlauch mündet.The invention relates to a device for distributing concrete with a articulated mast, which is articulated to a frame-fixed, rotatable about a vertical axis slewing and having at least one mast arm which is limited to a pivot axis relative to the slewing or an adjacent mast arm limited by a drive unit, and over which a conveyor line connected to a concrete pump is guided, which opens into a hanging from the mast top of the articulated mast end hose.
Betonverteilungsvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise in stationä- ren und mobilen Betonpumpen eingesetzt. Die Verteilervorrichtung wird durch einen Bediener betätigt, der über ein Fernsteuergerät sowohl für die Pumpensteuerung als auch für die Positionierung des an der Spitze des Knickmasts angeordneten Endschlauchs verantwortlich ist. Der Bediener muss stets sowohl die betätigten Achsen als auch den Endschlauch im Auge behalten, um das Risiko von unkontrollierten Bewegungen am Endschlauch und damit eine Gefährdung des Baustellenpersonals zu vermeiden. Um die Handhabung der Verteilervorrichtung in dieser Hinsicht zu erleichtern, wurde bereits eine Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen (DE-A-4306127), bei der die redundanten Knickachsen des Knickmasts in jeder Drehlage des Dreh- werks mit einem einzigen Stellvorgang des Fernsteuerorgans gemeinsam angesteuert werden. Um die Bewegungsabläufe im Knickmast zu erfassen, sind an den Mastarmen Winkelgeber zur Bestimmung der Knickwinkel vorgesehen. Die einzelnen Winkel messen jeweils den Knickwinkel zwischen zwei Mastarmen einer Knickachse. Der knickachsbezogene Winkel messwert ist unabhängig von der Durchbiegung der einzelnen Mastarme aufgrund der angreifenden Lastmomente. Die Durchbiegung muss zusätzlich mathema- tisch berücksichtigt werden. Weiter wurde bereits in einem Mastkontrollsys- tem vorgeschlagen (DE-10240180 A1 ), dass an den Mastarmen im Abstand von den Knickachsen Neigungssensoren zur Bestimmung von den einzelnen Mastarmen zugeordneten erdfesten Winkel messwerten starr angeordnet sind.Concrete distribution devices of this type are used, for example, in stationary and mobile concrete pumps. The distributor device is actuated by an operator who is responsible via a remote control device both for the pump control and for the positioning of the arranged at the top of the articulated end hose. The operator must always keep an eye on both the actuated axles and the end hose in order to avoid the risk of uncontrolled movements on the end hose and thus a danger to the construction site personnel. In order to facilitate the handling of the distributor device in this regard, an actuating device has already been proposed (DE-A-4306127), in which the redundant bending axes of the articulated mast in each rotational position of the rotary mechanism are jointly controlled with a single control operation of the remote control element. In order to detect the movements in the articulated mast, angle sensors for determining the kink angles are provided on the mast arms. The individual angles each measure the bending angle between two mast arms of a bending axis. The buckling-related angle reading is independent of the deflection of the individual mast arms due to the attacking load moments. The deflection must also be mathematical be taken into account. Furthermore, it has already been proposed in a mast control system (DE-10240180 A1) that inclination sensors are arranged rigidly on the mast arms at a distance from the bending axes for determining earth-constant angle values assigned to the individual mast arms.
Bei der Dimensionierung der Mastarme des Knickmasts wird stets darauf geachtet, dass unter Berücksichtigung der an den Mastarmen angreifenden Kräfte, die vor allem auf die Eigenmasse der Mastarme, die Masse der Be- tonförderleitung und des darin befindlichen Betons und die Masse des End- schlauchs zurückzuführen sind, die Elastizitätsgrenzen nicht überschritten werden. Gleichwohl kommt es in der Praxis immer wieder vor, dass Anwender den Knickmast unzulässigerweise als Hilfskran zum Transport von Nutzlasten verwenden oder an der Mastspitze einen überlangen Endschlauch anbringen. Dadurch kann eine Überlast auftreten, die zu einer Gefährdung der Funktionssicherheit des Knickmasts führen kann.When sizing the mast arms of the articulated mast, care is always taken that, taking into account the forces acting on the mast arms, which are due primarily to the inherent mass of the mast arms, the mass of the concrete conveyor pipe and the concrete therein and the mass of the end hose are, the elastic limits are not exceeded. However, in practice, it often happens that users unauthorized use the articulated mast as an auxiliary crane to transport payloads or attach an overlong end hose to the top of the mast. As a result, an overload can occur, which can lead to a threat to the reliability of the articulated mast.
Um diese Gefahr zu vermeiden, ist es bekannt, bei Betonpumpen eine Überlastschutzeinrichtung für den Knickmast vorzusehen. So gibt es z. B. Beton- pumpen, bei denen der Öldruck im Hydrauliksystem eines Knickmasts er- fasst wird, um daraus auf eine Überbeanspruchung eines Mastarms zu schließen. Weiter ist es bekannt, für einen Verteilermast einer mobilen Betonpumpe eine Überlastschutzeinrichtung mit elektrischen Dehnstreifengebern vorzusehen, (DE-2943089 C2), die auf der Oberseite des ersten und des zweiten Mastarms an den Anlenkstellen der zugehörigen Hydraulikzylinder gegenüberliegenden Stellen mit ausgangsseitiger Schaltschwelle angeordnet sind. Diese bekannten Überlastschutzeinrichtungen erweisen sich jedoch in der Praxis als nicht zuverlässig, weil die Empfindlichkeit für das Erfassen einer Überlast bei einem Knickmast von der Einstellung der Mastarme beeinflusst wird und auch von der Richtung abhängt, mit der eine Überlast auf den Verteilermast einwirkt. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast bereitzustellen, bei der unabhängig von der Richtung einer am Knickmast angreifenden Überlast ein wirksamer Überlastschutz gewährleistet ist.To avoid this danger, it is known to provide an overload protection device for the articulated mast in concrete pumps. So there are z. B. Concrete pumps in which the oil pressure in the hydraulic system of a kink mast is detected in order to conclude that an overuse of a mast arm has occurred. It is also known to provide for a distribution boom of a mobile concrete pump an overload protection device with electrical Dehnstreifengebern, (DE-2943089 C2), which are arranged on the upper side of the first and second Mastarms at the articulation points of the associated hydraulic cylinder opposite points with output-side switching threshold. However, these known overload protection devices prove in practice to be unreliable, because the sensitivity for detecting an overload in a articulated mast is influenced by the setting of the boom arms and also depends on the direction with which an overload acts on the distribution boom. Proceeding from this, the present invention seeks to provide a device for distributing concrete with a articulated mast, in which regardless of the direction of an attack on the articulated mast overload effective overload protection is guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem, the feature combination specified in claim 1 is proposed. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt vor allem der Gedanke zugrunde, dass eine Überlast aufgrund von Kräften und Momenten entsteht, die am letzten Mastarm eines Knickmasts angreifen. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass der letzte Mastarm eine Messanordnung zur Bestimmung der an der Mastspitze angreifenden Last trägt und dass eine auf Ausgangssignale der Messanordnung ansprechende, computergestützte Auswerteschaltung vorgesehen ist.The solution according to the invention is based primarily on the idea that an overload arises due to forces and moments that act on the last boom arm of a kink mast. Accordingly, it is proposed according to the invention that the last mast arm carries a measuring arrangement for determining the load acting on the mast tip, and that a computer-aided evaluation circuit responsive to output signals of the measuring arrangement is provided.
Vorteilhafterweise umfasst die Messanordnung einen Messsensor für Kraft- und Momentmessung, der zwischen einer den Endschlauch tragenden Halteeinrichtung und der Mastspitze angeordnet ist. Umfangreiche Versuche haben nämlich gezeigt, dass nur durch eine Messung in der Nähe der Mastspitze des Knickmastes zuverlässig bestimmt werden kann, ob dieser einer Überlast ausgesetzt ist oder nicht. Dieser Anordnung für den Messsensor liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast eine Kraftmessung zwischen dem Endschlauch und dem letzten Rohrbogen, der diesen aufnimmt und hält, sich nicht dazu eignet, die Last zu bestimmen, welche auf den Mastarm wirkt. AIs besonders günstig erweist sich eine Anordnung des Messsensors, bei welcher dieser die an der Halteeinrichtung für den Endschlauch angreifenden Kräfte und Momente in den Mastarm überträgt.Advantageously, the measuring arrangement comprises a measuring sensor for force and moment measurement, which is arranged between a holding device carrying the end hose and the mast top. Extensive tests have shown that can only be reliably determined by a measurement in the vicinity of the mast top of the articulated mast, whether it is exposed to overload or not. This arrangement for the measuring sensor is based in particular on the recognition that in a device for distributing concrete with a articulated mast, a force measurement between the end hose and the last pipe bend, which receives and holds it, is not suitable for determining the load which the mast arm acts. A particularly advantageous arrangement is an arrangement of the measuring sensor in which it transmits the forces and moments acting on the holding device for the end hose into the mast arm.
Indem der Messsensor ein Kraft- und Momentensensor ist, der die drei räumlichen Komponenten einer in den Mastarm eingeleiteten Kraft und eines in den Mastarm eingeleiteten Moments erfasst, kann auch eine Überlast bestimmt werden, welche in seitlicher Richtung auf den Knickmast einwirkt.By the measuring sensor is a force and moment sensor that detects the three spatial components of a force introduced into the mast arm and a torque introduced into the mast arm, an overload can be determined, which acts in the lateral direction on the articulated mast.
Eine besonders zuverlässige Kraft- und Momentmessung ist mit einem Messsensor möglich, der eine Messplattform mit einem Abschnitt für den Anschluss an den Mastarm und einem Abschnitt für den Anschluss an die Halteeinrichtung hat, auf der sich vier 3-Komponenten-Kraftsensoren befinden.A particularly reliable force and moment measurement is possible with a measuring sensor having a measuring platform with a section for connection to the mast arm and a section for connection to the holding device, on which four 3-component force sensors are located.
Mit einer Auswerteschaltung, in der mindestens ein Moment-Grenzwert und/oder ein Kraft-Grenzwert hinterlegt ist, wobei eine mit den Daten der Messanordnung beaufschlagte Auswerteschaltung mit einem Alarmsignalgenerator zur Auslösung eines Alarmsignals vorgesehen ist, kann im laufen- den Betrieb der Vorrichtung eine Überlast erfasst werden.With an evaluation circuit in which at least one torque limit value and / or a force limit value is stored, wherein an evaluation circuit supplied with the data of the measuring arrangement is provided with an alarm signal generator for triggering an alarm signal, an overload can occur during ongoing operation of the device be recorded.
Mittels eines Alarmsignalgenerators in Form einer Hupe und/oder einer Rundumleuchte und/oder einer Displaybeleuchtung kann dann einer Bedienperson eine Überlast für den Knickmast angezeigt werden.By means of an alarm signal generator in the form of a horn and / or a beacon and / or a display illumination, an operator can then be shown an overload for the articulated mast.
Um Störungen durch Schwingungseinflüsse zu vermeiden, umfasst die Auswerteschaltung weiterbildungsgemäß mindestens einen Filter zur Eliminierung von Schwingungseinflüssen.In order to avoid disturbances due to the influence of vibrations, the evaluation circuit comprises at least one filter for eliminating vibration influences.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schema- tischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Autobetonpumpe mit einem Knickmast in Arbeitsstellung;In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown schematically in the drawing. Show it 1 shows a truck-mounted concrete pump with a articulated mast in working position.
Fig. 2 einen Mastarm mit einer Messanordnung zur Bestimmung der an der Mastspitze angreifenden Last;2 shows a mast arm with a measuring arrangement for determining the load acting on the mast top;
Fig. 3 einen Abschnitt des Knickmasts im Bereich der Mastspitze; und3 shows a section of the articulated mast in the area of the mast top; and
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer der Messanordnung zugeordneten Aus- werteschaltung.4 shows a block diagram of an evaluation circuit assigned to the measuring arrangement.
Die Fig. 1 zeigt als Vorrichtung zur Verteilung von Beton eine Autobetonpumpe 10 mit einem Fahrgestell 12. An dem Fahrgestell 12 ist eine Dickstoffpumpe angeordnet, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das Fahr- gesteh 12 trägt einen Betonverteilermast 14 als Träger für eine Betonfördeleitung 16. Die Betonförderleitung 16 mündet im Bereich der Mastspitze 18 in einen Endschlauch 20. Über die Betonförderleitung 16 wird Flüssigbeton während des Betonierens fortlaufend zu einer von dem Standort des Fahrzeugs 12 entfernt angeordneten Betonierstelle 22 gefördert.Fig. 1 shows a device for distributing concrete a truck-mounted concrete pump 10 with a chassis 12. On the chassis 12, a slurry pump is arranged, which is not shown in the drawing. The chassis 12 carries a concrete distributor boom 14 as a support for a concrete delivery line 16. The concrete delivery line 16 opens in the area of the mast top 18 into an end hose 20. Via the concrete delivery line 16, liquid concrete is continuously removed during concreting to a location remote from the location of the vehicle 12 Concreting 22 promoted.
Der Verteilermast 14 besteht aus einem Drehwerk 24 und einem Knickmast 26. Das Drehwerk 24 hat einen hydraulischen Drehantrieb. Mittels des Drehantriebs kann es um die Hochachse 28 um den Winkel φ gedreht werden.The distributor boom 14 consists of a slewing gear 24 and a articulated mast 26. The slewing gear 24 has a hydraulic rotary drive. By means of the rotary drive, it can be rotated about the vertical axis 28 by the angle φ.
Der Knickmast 26 kann an dem Drehwerk 24 geschwenkt werden. Der Knickmast 26 ist auf variable Reichweite r und Höhendifferenz h zwischen dem Fahrgestell 12 und der Betonierstelle 22 kontinuierlich einstellbar.The articulated mast 26 can be pivoted on the slewing gear 24. The articulated mast 26 is continuously variable to variable range r and height difference h between the chassis 12 and the concreting 22.
Der Knickmast 26 der Autobetonpumpe 10 hat fünf gelenkig miteinander ver- bundene Mastarme 30, 32, 34, 36, 38. Sie sind um parallel zueinander und rechtwinklig zur Hochachse 28 des Drehwerks 24 verlaufende Achsen 40, 42, 44, 46, 48 schwenkbar. Die einstellbaren Knickwinkel CH bis α5 an den Knickachsen 42 bis 48 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Verteilermast 14 im zusammengefalteten Zustand auf dem Fahrgestell 12 der Autobetonpumpe 10 ablegbar ist. Durch eine Aktivierung von Antriebsaggregaten 50, die den Knickachsen 42 bis 48 einzeln zugeordnet sind, ist der Knickmast 24 in unterschiedlichen Distanzen r und/oder Höhendifferenzen h zwischen der Betonierstelle 22 und dem Standort des Fahrgestells 12 entfaltbar.The articulated mast 26 of the truck-mounted concrete pump 10 has five mast arms 30, 32, 34, 36, 38 connected in an articulated manner. They are axes 40 which run parallel to one another and at right angles to the vertical axis 28 of the slewing gear 24. 42, 44, 46, 48 pivotally. The adjustable bending angle CH to α 5 on the bending axes 42 to 48 are coordinated so that the distributor boom 14 in the folded state on the chassis 12 of the truck-mounted concrete pump 10 can be stored. By activating drive units 50, which are individually assigned to the articulated axes 42 to 48, the articulated boom 24 can be unfolded at different distances r and / or height differences h between the concreting location 22 and the location of the chassis 12.
Bei der Autobetonpumpe ist ein Fernsteuergerät vorgesehen, mittels dessen eine Bedienperson die Bewegung des Betonverteilermasts 14 steuern kann, um dessen Mastspitze 18 mit dem Endschlauch 20 über einen zu betonierenden Bereich mit Betonierstelle 22 zu führen. Der Endschlauch 20 hat eine typische Länge von 3 bis 4 m. Er ist in einer gelenkigen Aufhängung an der Mastspitze 18 befestigt. Deshalb und aufgrund seiner Eigenflexibilität kann er mit seinem Austrittsende von einem Schlauchmann in einer günstigen Position zur Betonierstelle 22 gehalten werden.In the truck-mounted concrete pump, a remote control device is provided, by means of which an operator can control the movement of the concrete distributor boom 14 in order to guide the mast tip 18 with the end hose 20 over an area to be concreted with concreting 22. The end hose 20 has a typical length of 3 to 4 m. He is attached to the mast top 18 in a hinged suspension. Therefore, and due to its inherent flexibility, it can be held with its discharge end by a hose man in a favorable position for concreting 22.
Die Fig. 2 zeigt den letzten Mastarm 38 mit der Mastspitze 18 des Betonver- teilermastes 14 ohne die Betonförderleitung 16. Der Mastarm 38 hat ein Drehgelenk 51 , mit dem er am vorletzten Mastarm 36 angelenkt ist. Er hat Trageelemente 52, 54 für die Betonförderleitung 16. Der Mastarm 38 trägt an seinem zur Mastspitze 18 weisenden stirnseitigen Ende eine Messanordnung 56. An der Mastspitze 18 des Betonverteilermastes 14 befindet sich ein weiteres Trageelement 57 für die Betonförderleitung 16. Das Trageelement 57 ist eine Schalenkupplung für ein gekrümmtes Rohrstück 75, an dem sich der Endschlauch 20 befindet.FIG. 2 shows the last mast arm 38 with the mast top 18 of the concrete distributor mast 14 without the concrete conveying line 16. The mast arm 38 has a swivel joint 51 with which it is articulated on the penultimate mast arm 36. He has carrying elements 52, 54 for the concrete conveyor line 16. The mast arm 38 carries at its front end facing the mast tip 18 a measuring assembly 56. At the mast top 18 of the concrete placing boom 14 is another support member 57 for the concrete conveyor line 16. The support member 57 is a Cleat coupling for a curved pipe section 75, on which the end hose 20 is located.
Die Fig. 3 zeigt einen Abschnitt des Knickmastes 26 im Bereich der Mast- spitze 18. Die Messanordnung 56 enthält einen Messsensor 58 für Kraft- und Momentmessung. Dieser Messsensor 58 hat vier 3-Komponenten- Kraftsensoren 60, die auf einer Messplattform 68 angeordnet sind. Die 3- Komponenten-Kraftsensoren 60 haben jeweils einen Verformungskörper, der mit der Messplattform 68 verbunden ist und der jeweils an einem Anschlussstück 70 festliegt. In dem Verformungskörper eines 3-Komponenten- Kraftsensors 60 gibt es mehrere Dehnmessstrukturen. Diese Dehnmessstrukturen sind jeweils mit einer Messschaltungsbaugruppe 62 verbunden, die ein elektrisches Widerstandssignal der Dehnmessstrukturen in einen Wert für eine Kraft und ein entsprechendes Drehmoment wandelt.FIG. 3 shows a section of the articulated mast 26 in the region of the mast tip 18. The measuring arrangement 56 contains a measuring sensor 58 for measuring force and moment. This measuring sensor 58 has four 3-component Force sensors 60 which are arranged on a measuring platform 68. The 3-component force sensors 60 each have a deformation body, which is connected to the measuring platform 68 and which is fixed in each case to a connection piece 70. In the deformation body of a 3-component force sensor 60, there are several strain gauges. These strain gauges are each connected to a sense circuit assembly 62, which converts an electrical resistance signal of the strain gauges into a value for a force and a corresponding torque.
An dem Anschlussstück 70 des Messsensors 58 ist mittels einer Halteeinrichtung 72 die Schalenkupplung 57 aufgenommen. Die Messplattform 68 des Messsensors 58 ist mit einer am Stirnende des Mastarms 38 ausgebildeten Flanschplatte 74 als Anschlussstück verschraubt. Die Schalenkupplung 57 verbindet die Förderleitung 16 mit dem gekrümmten Rohrstück 75, das in der Schalenkupplung 57 um die Achse 76 geschwenkt werden kann. Mit einer Anschlusskupplung 77 ist an dem Rohrstück 75 der in Fig. 3 nicht gezeigte Endschlauch 20 gehalten.At the connection piece 70 of the measuring sensor 58, the shell clutch 57 is received by means of a holding device 72. The measuring platform 68 of the measuring sensor 58 is screwed to a formed at the front end of the mast arm 38 flange 74 as a connector. The shell clutch 57 connects the delivery line 16 with the curved pipe section 75, which can be pivoted in the shell clutch 57 about the axis 76. With a connection coupling 77, the end hose 20, not shown in FIG. 3, is held on the pipe section 75.
Die an der Mastspitze 18 des Betonverteilermastes 14 angreifende Last be- aufschlagt den Mastarm 38 mit einer Kraft F und mit einem Drehmoment M.The load acting on the mast top 18 of the concrete placing mast 14 loads the mast arm 38 with a force F and with a torque M.
Diese Last wird über die Schalenkupplung 57 durch die Halteeinrichtung 72 und den Messsensor 58 in den Mastarm 36 eingeleitet. Die drei räumlichenThis load is introduced via the shell clutch 57 by the holding device 72 and the measuring sensor 58 in the mast arm 36. The three spatial
Komponenten Mx, My, Mz des in den Mastarm 38 übertragenen Moments M und die drei räumlichen Komponenten Fx, Fy, Fz der Kraft F können durch Auswerten der Signale der vier 3-Komponenten-Kraftsensoren 60 gemessen werden.Components M x , M y , M z of the torque M transmitted to the mast arm 38 and the three spatial components F x , F y , F z of the force F can be measured by evaluating the signals of the four 3-component force sensors 60.
Hierzu ist eine Auswerteschaltung 80 vorgesehen, die in Fig. 4 gezeigt ist. Die Auswerteschaltung 80 hat eine Recheneinheit 81 mit einer Filterstufe 82, der die Signale 83 bis 86 der Messschaltungsbaugruppe 62 der Messanordnung 56 zugeführt werden. Die Filterstufe 82 in der Recheneinheit 81 be- wirkt eine zeitliche Mittelung des in dem Mastarm 38 eingeleiteten Moments M und die in diesen eingeleitete Kraft F. Die gemittelten Werte Fmιt, Mmιt für die Kraft F und das Moment M werden in der Recheneinheit 81 mit einem in einem Speicher 87 abgelegten Datensatz für Sicherheitsgrenzwerte Fmax, Mmax verglichen, die bei der Autobetonpumpe 10 nicht überschritten werden dürfen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Bei diesen Sicherheitsgrenzwerten handelt es sich um Grenzwerte für Betrag und Richtung einer in den Mastarm eingeleiteten Kraft F und eines in diesen eingeleiteten Moments M.For this purpose, an evaluation circuit 80 is provided, which is shown in Fig. 4. The evaluation circuit 80 has a computing unit 81 with a filter stage 82 to which the signals 83 to 86 of the measurement circuit assembly 62 are fed to the measurement arrangement 56. The filter stage 82 in the arithmetic unit 81 acts a time averaging of the introduced in the mast arm 38 torque M and introduced into this force F. The averaged values F mιt , M mιt for the force F and the moment M are in the arithmetic unit 81 with a stored in a memory 87 data set for Safety limits F max , M max compared, which must not be exceeded in the truck-mounted concrete pump 10 to ensure safe operation. These safety limits are limit values for the magnitude and direction of a force F introduced into the boom arm and of a moment M. introduced into it.
Wenn der Rechner 81 feststellt, dass ein Sicherheitsgrenzwert überschritten wird, steuert er einen Signalgenerator 88 an, der ein entsprechendes Warnsignal über eine Hupe, eine Rundumleuchte oder auch eine Displaybeleuchtung abgibt.When the computer 81 determines that a safety threshold is exceeded, it will drive a signal generator 88 which will issue a corresponding warning signal via a horn, flashing beacon, or display light.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast 24, der an einem Gestell festen, um eine Hochachse 28 drehbaren Drehwerk 22 gelenkt ist. Der Knickmast 24 weist mindestens einen Mastarm 38 auf, der um eine Knickachse 48 gegenüber dem Drehwerk 22 oder einem benachbarten Mastarm 36 mittels eines Antriebsaggregats 50 begrenzt verschwenkbar ist. Durch den Knickmast ist eine an eine Betonpumpe angeschlossene Förderleitung 16 geführt, die in eine von der Mastspitze 18 des Knickmasts 24 nach unten hängenden Endschlauch 20 mündet. Der Mastarm 36 trägt eine Messanordnung 56 zur Bestimmung der an der Mastspitze 18 angreifenden Last F, M. Die Vorrichtung enthält eine auf Ausgangssignale der Messanordnung 56 ansprechende, computergestützte Auswerteschaltung 80. In summary, it should be noted that the invention relates to a device for distributing concrete with a articulated mast 24, which is fixed to a frame fixed, about a vertical axis 28 rotatable slewing gear 22. The articulated mast 24 has at least one mast arm 38 which is limitedly pivotable about a bending axis 48 relative to the slewing gear 22 or an adjacent mast arm 36 by means of a drive unit 50. Through the articulated mast connected to a concrete pump conveyor line 16 is guided, which opens into one of the mast top 18 of the kink mast 24 hanging down end hose 20. The mast arm 36 carries a measuring arrangement 56 for determining the load F, M acting on the mast tip 18. The device contains a computer-aided evaluation circuit 80 which responds to output signals of the measuring arrangement 56.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Verteilung von Beton mit einem Knickmast (26), der an einem gestellfesten, um eine Hochachse (28) drehbaren Drehwerk (24) angelenkt ist und der mindestens einen Mastarm (38) aufweist, der um eine Knickachse (40 bis 48) gegenüber dem Drehwerk (24) oder einem benachbarten Mastarm (36) mittels eines Antriebsaggregats (50) begrenzt verschwenkbar ist, und über den eine an eine Betonpumpe angeschlossene Förderleitung (16) geführt ist, die in einen von der Mast- spitze (18) des Knickmasts (24) nach unten hängenden EndschlauchDevice for distributing concrete with a articulated mast (26), which is articulated on a frame-fixed, about a vertical axis (28) rotatable slewing gear (24) and which has at least one mast arm (38) about a bending axis (40 to 48 ) relative to the slewing gear (24) or an adjacent mast arm (36) by means of a drive unit (50) is pivotally limited, and over which a connected to a concrete pump conveyor line (16) is guided, in one of the mast tip (18) of the kink mast (24) hanging down end hose
(20) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Mastarm (38) eine Messanordnung (56) zur Bestimmung der an der Mastspitze (18) angreifenden Last (F, M) trägt, und dass eine auf Ausgangssignale (83, 84, 85, 86) der Messanordnung (56) ansprechende, computergestützte Auswerteschaltung (80) vorgesehen ist.(20), characterized in that the mast arm (38) carries a measuring arrangement (56) for determining the load on the mast tip (18) load (F, M), and that on output signals (83, 84, 85, 86 ) of the measuring arrangement (56) responsive, computer-aided evaluation circuit (80) is provided.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordung (56) einen Messsensor (58) für Kraft- und Momentmessung umfasst, der zwischen einer den Endschlauch (20) tragenden Halteeinrichtung (72, 74) und der Mastspitze (18) angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Messanordung (56) comprises a measuring sensor (58) for force and moment measurement, which between a the end hose (20) carrying holding means (72, 74) and the mast top (18) is.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (58) die an der Halteeinrichtung angreifenden Kräfte (Fx, Fy, Fz) und Momente (Mx, My, Mz) in den Mastarm (36) überträgt.3. A device according to claim 2, characterized in that the measuring sensor (58) acting on the holding means forces (F x , F y , F z ) and moments (M x , M y , M z ) in the mast arm (36) transfers.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (58) ein Kraft- und Momentensensor ist, der die drei räumliche Komponenten (Fx, Fy, Fz) einer in den Mastarm (36) eingeleiteten Kraft (F) und die drei räumlichen Komponenten (Mx, My, Mz) eines in den Mastarm eingeleiteten Moments (M) erfasst. 4. The device according to claim 3, characterized in that the measuring sensor (58) is a force and moment sensor, the three spatial components (F x , F y , F z ) of a mast arm (36) introduced force (F) and detects the three spatial components (M x , M y , M z ) of a moment (M) introduced into the mast arm.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (58) eine Messplattform (68) mit einem Abschnitt (74) für den Anschluss an den Mastarm (38) und einem Abschnitt für den An- schluss (70) an die Halteeinrichtung (72) hat, auf der sich vier 3- Komponenten-Kraftsensoren (60, 62, 64) befinden.5. The device according to claim 4, characterized in that the measuring sensor (58) has a measuring platform (68) with a section (74) for connection to the mast arm (38) and a section for the connection (70) to the holding device (72) on which there are four 3-component force sensors (60, 62, 64).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteschaltung (80) mindestens ein Moment- Grenzwert (Mmax) und / oder Kraft-Grenzwert (Fmax) hinterlegt ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the evaluation circuit (80) at least one torque limit value (M max ) and / or force limit value (F max ) is deposited.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Auswerteschaltung (80) hinterlegte Moment-Grenzwert (Mmax) ein Grenzwert für Betrag und Richtung eines in den Mastarm (36) eingeleiteten Moments (M) ist.7. The device according to claim 6, characterized in that in the evaluation circuit (80) deposited torque limit value (M max ) is a limit for the amount and direction of a mast arm (36) introduced torque (M).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Auswerteschaltung (80) hinterlegte Kraft- Grenzwert (Fmax) ein Grenzwert für Betrag und Richtung einer in den Mastarm (36) eingeleiteten Kraft (F) ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the evaluation circuit (80) deposited force limit value (F max ) is a limit for the amount and direction of the mast arm (36) introduced force (F).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den Daten der Messanordnung (56) beaufschlagte Auswerteschaltung (80) vorgesehen ist, die mit einem Alarmsignalgenerator (88) zur Auslösung eines Alarmsignals (s) verbunden ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that with the data of the measuring arrangement (56) acted upon evaluation circuit (80) is provided which is connected to an alarm signal generator (88) for triggering an alarm signal (s).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als A- larmsignalgenerator (88) eine Hupe und / oder eine Rundumleuchte und / oder eine Displaybeleuchtung vorgesehen ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that as alarm signal generator (88) a horn and / or a beacon and / or a display light is provided.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (80) mindestens eine Filterstufe (81 ) zur Eliminierung von Schwingungseinflüssen des Knickmasts (26) umfasst. 11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the evaluation circuit (80) comprises at least one filter stage (81) for eliminating vibration influences of the buckling mast (26).
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